Produzione integrata di bioetanolo di seconda generazione da una coltura agraria a basso consumo idrico, il sorgo zuccherino: "Il progetto MULTISORGO"

Sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) is a drought tolerant energy crop, with a high nitrogen use efficiency, identified as a possible ethanol feedstock because of its biomass yield and high concentration of fermentable free sugars. In this work the attention is focused on the production second generation bioethanol from lignocellulosic residue resulting from the pressing of the bagasse. The cultivation of sweet sorghum is easy and economic, and it could be an alternative in particular regions where conditions are not favorable for growing starch-rich crops, such as maize. Several field trials were conducted to select varieties of sweet sorghum to maximize biomass production under conditions of low agronomical inputs and reduced irrigation. The plants of SUCRO 506 variety were chopped and ensiled in plastic barrels under anaerobic conditions with different additives to allow the sugar preservation. The bagasse samples, obtained from the ensiled material crushed after three and six months, were analyzed for the content of fibers by using different extraction techniques. Then the samples were subjected to enzymatic hydrolysis and fermented with the M861/10a Saccharomyces cerevisiae strain for the production of 2nd generation bioethanol. Single samples were analyzed by gas-chromatography and the glucose and ethanol percentage yields were estimated. Improvements of the glucose and ethanol yield were observed with respect to the different ensiling techniques, and statistically significant differences were found as a function of ensiling time.

Il sorgo zuccherino (Sorghum bicolor (L.) Moench) è una coltura energetica tollerante la siccità, con una alta efficienza nell’utilizzo dell'azoto, e la sua biomassa per l'alta concentrazione di zuccheri liberi fermentabili è identificata come possibile materia prima nella produzione di etanolo. In questo lavoro l’attenzione è focalizzata sulla produzione di bioetanolo di seconda generazione dal residuo lignocellulosico derivante dalla spremitura della bagassa. La coltivazione del sorgo zuccherino è semplice ed economica, e potrebbe essere un'alternativa in particolare nelle regioni in cui le condizioni non sono favorevoli per la crescita di colture ricche in amido, come il mais. Diverse prove di campo sono state condotte al fine di selezionare le varietà di sorgo dolce per massimizzare la produzione di biomassa in condizioni di bassi input agronomici e poca irrigazione. Le piante della varietà Sucro 506 sono state tagliate e insilate in ini-silos di plastica in condizioni anaerobiche con diversi additivi per permettere la conservazione dello zucchero. I campioni di bagassa ottenuti dal materiale insilato, torchiati dopo tre e sei mesi, sono stati analizzati per il contenuto di fibre utilizzando diverse tecniche di estrazione. Successivamente i campioni sono stati sottoposti ad idrolisi enzimatica e fermentati per la produzione di bioetanolo di seconda generazione con il Saccharomyces cerevisiae ceppo M861/10a. Singoli campioni sono stati analizzati mediante gascromatografia e sono state stimate le rese percentuali in glucosio ed etanolo. Miglioramenti del rendimento in glucosio ed etanolo sono stati osservati rispetto alle diverse tecniche di insilamento, e differenze statisticamente significative sono state trovate come funzione del tempo insilamento.