##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
У статті розглянуто та систематизовано основні сучасні технології вторинної переробки зернових залишків, що утворюються під час виробництва пива. Основна увага приділяється пивній дробині, як найбільш масовому побічному продукту пивоваріння. Проаналізовано традиційні та інноваційні підходи до її зберігання, стабілізації, сушіння, ферментації, біообробки та використання в різних секторах — зокрема в комбікормовому виробництві, харчовій промисловості, біоенергетиці та біотехнологіях. Показано, що найбільш поширеним напрямом використання пивної дробини є виробництво кормів для тварин завдяки високому вмісту сирого протеїну, клітковини, мінеральних речовин та незамінних амінокислот. Детально розглянуто технології сушіння пивної дробини, які дозволяють збільшити термін її зберігання, запобігти мікробіологічному псуванню та забезпечити зручність транспортування. Представлено методи ферментації та біо-обробки пивної дробини з використанням мікроорганізмів, ферментних препаратів та термічної обробки, які сприяють підвищенню її біодоступності та засвоюваності в кормах. Окремо охарактеризовано новітні технологічні рішення, що застосовуються в країнах ЄС, США, Канаді та Китаї, серед яких — екструзія, мікрохвильова обробка, ультразвукова дезінтеграція та комбіновані методи. Також розглянуто технології використання пивної дробини як сировини для виробництва біогазу, біоетанолу, ензимів і харчових волокон. У роботі підкреслено потенціал впровадження циркулярної економіки в пивоварній промисловості, де вторинна переробка зернової сировини може сприяти зменшенню обсягів відходів, зниженню навантаження на навколишнє середовище та отриманню додаткової економічної вигоди. Обґрунтовано доцільність поглибленого вивчення локальних технологічних практик переробки пивної дробини в умовах українських крафтових і промислових пивоварень, з урахуванням їхніх технічних можливостей, кліматичних умов та ринкового попиту. Наведено порівняльні дані для вологої та висушеної дробини на 100 г маси, які демонструють значну концентрацію білків (до 30%), клітковини (до 50%) та мікронутрієнтів у висушеному продукті. Розкрито потенційні напрями вторинного використання пивної дробини у харчовій, кормовій, біоенергетичній та хімічній промисловості, зокрема як джерела натуральних білків, харчових волокон, субстратів для ферментації та добрив. Особливу увагу приділено можливостям адаптації закордонного досвіду до українських реалій, враховуючи обмежені потужності крафтових виробництв. Акцентовано на доцільності впровадження технологій сушіння та зберігання пивної дробини для подовження терміну її використання. Стаття узагальнює основні наукові підходи та пропонує практичні рекомендації для виробників з метою підвищення економічної ефективності та інноваційності пивоварного сектору України.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
2. Ajibola B. Oyedeji, Jianping Wu, Food-based uses of brewers spent grains: Current applications and future possibilities,Food Bioscience, Volume 54, 2023, 102774, ISSN 2212-4292, DOI: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.102774.
3. RoberСРon, J.A.; I’Anson, K.J.A.; Treimo, J.; Faulds, C.B.; Brocklehurst, T.F.; Eijsink, V.G.H.; Waldron, K.W. Profiling brewers’ spent grain for composition and microbial ecology at the site of production. LWT-FoodSci. Technol. 2010, 43, 890896.
4. Andrew, J.J.; Parker, M.L.; Faulks, R.; Husband, F.; Wilde, P.; Smith, A.C.; Faulds, C.B.; Waldron, K.W. A systematic microdissection of brewers’ spent grain. J. Cereal Sci. 2008, 47, 357–364.
5. Mccarthy, A.L.; O’Callaghan, Y.O.; Piggott, C.O.; FitzGerald, R.J.; O’Brien, N.M. Brewers’ spent grain; bioactivity of phenolic component, iСР role in animal nutrition and potential for incorporation in functional foods: A review. Proc. Nutr. Soc. 2013, 72, 117–125.
6. Al-Hadithi, A.N.; Muhsen, A.A.; Yaser, A.A. A study on the possibility of using some organic acids as preservatives for brewer’s by producСР. J. of Agri. Water Res. Research (Iraq) 1985, 4, 229–242.
7. Matia Mainardis, Meabh Hickey, Recep Kaan Dereli, Lifting craft breweries sustainability through spent grain valorisation and renewable energy integration: A critical review in the circular economy framework, Journal of Cleaner Production, Volume 447, 2024, 141527, ISSN 0959-6526, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141527.
8. Kuentzel, U.; Sonnenberg, H. Conservation of pressed brewers grain with potassium sorbate. MonaСРschrift fuer Brauwiss. 1997, 50, 175–181.
9. Yu, D.; Sun, Y.; Wang, W.; O’Keefe, S.F.; Neilson, A.P.; Feng, H.; Wang, Z.; Huang, H. Recovery of protein hydrolysates from brewer’s spent grain using enzyme and ultrasonication. Int. J. Food Sci. Tech. 2020, 55, 357–368.
10. Plaza, P.E.; Gallego-Morales, L.H.; Penuela-Vasquez, M.; Lucas, S.; Garcia-Cubero, M.T.; Coca, M. Biobutanol production from brewer’s spent grain hydrolysates by Clostridium beijerinckii. Bioresour. Technol. 2017, 244, 166–174.
11. Rojas-Chamorro, J.A.; Cara, C.; Romero, I.; Ruiz, E.; Romero-Garcia, H.M.; Mussatto, S.I.; Castro, E. Ethanol production from brewers’ spent grain pretreated by dilute phosphoric acid. Energy Fuels 2018, 32, 5226–5233.
12. Wilkinson, S.; Smart, K.A.; James, S.; Cook, D.J. Bioethanol production from brewers spent grains using a fungal consolidated bioprocessing (CBP) approach. Bioenergy Res. 2017, 10, 146–157.
13. Rojas-Chamorro, J.A.; Romero, I.; Lopez-Linares, J.C.; Castro, E. Brewer’s spent grain as a source of renewable fuel through optimized dilute acid pretreatment. Renew. Energy 2020, 148, 81–90.
14. White, J.S.; Yohannan, B.K.; Walker, G.M. Bioconversion of brewer’s spent grains to bioethanol. FEMS Yeast Res. 2008, 8, 1175–1184.
15. Xiros, C.; Topakas, E.; Katapodis, P.; Christakopoulos, P. Evaluation of Fusarium oxysporum as an enzyme factory for the hydrolysis of brewer’s spent grain with improved biodegradability for ethanol production. Ind. Crops. Prod. 2008, 28, 213–224.
16. Gonzalez-Garcia, S.; Morales, P.C.; Gullon, B. Estimating the environmental impacСР of a brewery waste–based biorefinery: Bio-ethanol and xylooligosaccharides joint production case study. Ind. Crops. Prod. 2018, 123, 331–340.
17. Rommi, K.; Niemi, P.; Kemppainen, K.; Kruus, K. Impact of thermochemical pre-treatment and carbohydrate and protein hydrolyzing enzyme treatment on fractionation of protein and lignin from brewer’s spent grain. J. Cereal Sci. 2018, 79, 168–173.
18. Qin, F.; Johansen, A.Z.; Mussatto, S.I. Evaluation of different pretreatment strategies for protein extraction from brewer’s spent grains. Ind. Crops Prod. 2018, 125, 443–453.
19. Muthusamy, N. Chemical composition of brewers spent grain—A review. Int. J. Sci. Environ. Technol. 2014, 3, 2109–2112.
20. Xiros, C.; Christakopoulos, P. Biotechnological potential of brewers spent grain and iСР recent applications. Waste Biomass Valori. 2012, 3, 213–232.
21. Steiner, J.; Procopio, S.; Becker, T. Brewer’s spent grain: Source of value-added polysaccharides for the food industry in reference to the health claims. Eur. Food Res. Technol. 2015, 241, 303–315.
22. Khidzir, N.M.; Abdullah, N.; Agamuthu, P. Brewery Spent Grain: Chemical Characteristics and Utilization as an Enzyme Substrate. Malaysian J. Sci. 2010, 29, 41–51.
23. Huige, N.J. Brewery by-producСР and effluenСР. In Handbook of Brewing, 1st ed.; Hardwick, W.A., Ed.; Marcel Dekker: New York, NY, USA, 1995; pp. 501–550.
24. F. Nocente, F. Taddei, E. Galassi, L. Gazza - Upcycling of brewers' spent grain by production of dry pasta with higher nutritional potential LWT, 114 (2019), Article 108421, 10.1016/j.lwt.2019.108421
25. J.S. Petrovic, B.S. Pajin, T.S.D. Kocic, J.D. Pejin, A.Z. Fistes, N.D. Bojanic, I.S. Loncarevic - Quality properties of cookies supplemented with fresh brewer's spent grain - Food and Feed Research, 44 (2017), pp. 57-63, 10.5937/FFR1701057P
26. S. Kirjoranta, M. Tenkanen, K. Jouppila - Effects of process parameters on the properties of barley containing snacks enriched with brewer's spent grain J. Food Sci. Technol., 53 (2016), pp. 775-783, 10.1007/s13197-015-2079-6
27. E.B. Ozvural, H. Vural, I. Gokbulut, O. Ozboy-Ozbas - Utilization of brewer's spent grain in the production of Frankfurters Int. J. Food Sci. Technol., 44 (2009), pp. 1093-1099, 10.1111/j.1365-2621.2009.01921.x
28. M. Jackowski, L. Niedzwiecki, K. Jagiello, O. Uchanska, A. Trusek - Brewer's spent grains—valuable beer industry by-product Biomolecules, 10 (2020), p. 1669, 10.3390/biom10121669
29. V. Stojceska, P. Ainsworth, A. Plunkett, S. Ibanoglu - The recycling of brewer's processing by-product into ready-to-eat snacks using extrusion technology - J. Cereal. Sci., 47 (2008), pp. 469-479, 10.1016/j.jcs.2007.05.016
30. J. Naibaho, M. Korzeniowska - Brewers' spent grain in food systems: processing and final products quality as a function of fiber modification treatment - J. Food Sci., 86 (2021), pp. 1532-1551, 10.1111/1750-3841.15714
31. S. Kirjoranta, M. Tenkanen, K. Jouppila - Effects of process parameters on the properties of barley containing snacks enriched with brewer's spent grain - J. Food Sci. Technol., 53 (2016), pp. 775-783, 10.1007/s13197-015-2079-6
32. Chetrariu, A. Dabija - Spent grain: a functional ingredient for food applications - Foods, 12 (2023), p. 1533, 10.3390/foods12071533
33. Mussatto SI, Dragone G, Roberto IC. Chemical characterization and potential applications of brewers’ spent grain. J Cereal Sci. 2006;43(1):1–14.
34. Aliyu S, Bala M. Brewer’s spent grain: a review of its potentials and applications. Afr J Biotechnol. 2011;10(3):324–31.
35. Santos M, Jimenez JJ, Bartolome B, Gomez-Cordoves C, del Nozal MJ. Variability of brewers’ spent grain within a brewery. Food Chem. 2003;80(1):17–21.
36. Westendorf ML, Wohlt JE, Zinder SM. Nutritional characteristics of spent brewery grains fed to cattle. J Anim Sci. 2007;85(3):667–75. doi:10.2527/jas.2006-638