185816. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kukorica fitomassza komplex hasznosítására
1 135 816 2 A hagyományos termesztésiechnológták ezt a teljes kukoricanövény betakarításával kívánják megvalósítani, akkor, amikor a szemtermés már teljes érés kezdetén van 35-40% nedvességtartalommal. Az eddig ismert technológiákkal ebben az állapotban lehet a kukoricánál a legnagyobb tápanyaghozamot biztosítani. 8, táblázás A kukoricanövény hozamának változása (MTA-tanulmány, cit,: Bánházi Gy.: 1981) Megnevezés Mértékegység Viaszérés Teljes érés Zőldhozatr; t/ha 59,0 43,5 38,2 Szárazanyag % 20,0 30,3 35,8 Szárazanyaghozam t/ha 11,8 13,2 13,7 Kcrncr.yliöérték t/ha 5,9 7,7 8,0 Nyersfehérjehozam t/ha 0,8 0,55 0,52 A fotoszintézis, a fi tornásszá keletkezésének leglényegesebb folyamata az alábbi szummáris anyag- és energiaegyenlettei írható le: ő mól COj + 12 mól H20 +675 kai -+ 1 mól C6Hi206 + 6 mól 02 +6 moi H20 264 g 2 Ï 6 g 180 g 192 g 108 g A magasabb rendű növényekben az asszimiláció során egyszerű cukor-foszfátok keletkeznek. A cukor növényen belüli szállítása (pi. a termés képződése helyére) egy diszacharíd a szaharóz formájában történik. A raktározás legáltalánosabban keményítő alakjában valósul meg, ennek szintéziséhez azonban előbb újból monoszaehariddá kell alakítani a „traszferdiszacharidet”. Ez a folyamat a növényben célszerű biológiai feladatot tölt be, de jelentős energia - légzési energia - felhasználásával folyik. A glükóz biológiai oxidációját megvalósító reakciósor együttes hatásfoka is viszont „csak” megközelítően 50% (Kállai-Kraiovánszky [1978]: A takarmányozás biológiája, Mg. Kiadó, Budapest). A keményítő szintézisét - pl. a gabonafélék szemtermésében - UDP-glükózból, ill. ADP-glükózból a „keményítő szinteíáz” valósítja meg az alábbi egyenlet szerint: UDP-glükóz + akceptormolekula -»UDP + (glük°Z^' (glükóz)n A reakció a természetes energia csökkenése irányában halad (a reakció „exergonos”) a keletkező szabad energia (G) az energetikai egyensúlyban mint veszteség jelentkezik. A keményítő bioszintézisénél a AG = — 3300 Kal/mól. (Szalai i. [Í974]: Növényélettan I. Tankönyvkiadó Bp.). A biomasszában, a raktározószövetekben lévő keményítő hasznosítása mint C-forrás az élőszervezeteken belül, de az ismert ipari technológiákban is nem az energiatakarékos foszforolitikus úton, hanem- enzimes Iridrolitikus úton valósul meg, ahol a glukozid kötés energia (AG~ —4 Kal/mól), a rezerv - keményítő molekula hidrolitikus hasadása során mint meleg veszendőbe megy. Amennyiben elmarad a raktározószövetbe tárolás a legtöbb egyéb növényi szövetben a keményítő az energiatakarékos foszforolitikus úton alakul át mobilizálható szénhidráttá (glükóz—I—P) foszforiláz és anorganikus P hatására. A glükozid kötés energiája (AG° = —4 Kal/mól) a glükóz—1—P észterkötésben megmarad, így a későbbiekben a glukóz „aktiválásához’'' szükséges foszforozódási lépés elmarad, a rendszer 1 molekula ATP-f (8-9 Kcal/mó!) megtakarít. (Manners, D. j. [1974]: A keményítő szerkezete és anyagcseréje, Essays in Biochemistry, Vol, 10. 37-71.. Szalay I. [1974]). A cukor-keményílő-cukor átalakulás és az ehhez kapcsolódó ismertetett veszteségek kisebb jelentőségűek az ún. ipari cukornövényeknél (cukornád, cukorrépa), A fi tornásszá hasznosítása ezeknél közei maximális a cukor - és/vagy szesz - állattartás - talajerő-visszapótlás és/vagy hőtermelés tech nológiai sorban. A cukornád esetében a termesztés földrajzi behataroltsága, a cukorrépa esetében a produkció határai és a bonyolult termesztéstechnológíák az ismert korlátok. A zöld fitomassza ismert hasznositásmódjáló! (kérődzők) jelentősen eltérő utat jelentenek a ievél fehérje-koncenlrátum (LCP; leaf protein concentrât) előállítására kidolgozott technológiák (Kralovánszkyné-Buglos, J. [1972]). A. „Levélfehérje-koncentrátumok” előállításával kapcsolatos nyersanyag és felhasználási kísérletek nemzetközi áttekintése. (Agroinform téma dók. B. 1-143.) Külföldön több eljárás ismert; Piri (1969), Kohier (1970), Lexander et ai. (1970), cit.: Kralovánszkyné(! 972), Kohler eljárása Amerikában forrólevegős lucemaszárítókhoz kapcsolva kerüli üzemesílésre 50 t/óra zöld alapanyag kapacitással. Az egyik lehetséges végtermék (DEHY-40) 40% fehérjét, 3% rostot, 880 mg/kg xantofilt és 570 mg/kg karotint tartalmaz. Főleg tojótyúkok takarmányában használják - színezőanyag-forrásként. Az eljárás lényege, hogy első lépésben a zöld lucernából lényeréssel a rostos frakciót elválasztják, majd a kioropiasztisz - citoplazma fehérjék elválasztása termokoagulációva! történik, ezt követően a fehérjefrakciók koncentrálása történik (szeparálás, szűrés), majd az anyag szárítására (dob vagy rotációs), granuiálására kerül sor. (147 947 sz. USA szabadalom, 1971.) Bár az eijárás a lucernán kívül az egyéb szálas, takarmányokat is említi mint lehetséges alapanyagokat, a leírásban hangsúlyozottan a nagyon jó minőségű (23% fehérje!) Kaliforniából beszerzett lucerna szerepei mini alapanyag. A rostos frakcióra szárítás utáni közvetlen takarmányozást javasol (vadtakarmány). A végtermék mint fehérjeforrás (egygyomrúakná!) a szójával szemben az USA területén sem versenyképes a magas energiafelhasználás miatt. A rostos frakció szárítása gazdaságtalan, 30%-os nedvességtartalom mellett a fajlagos fűtőolajfelhasználás 40-50 lit.). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
