Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã phát triển một cách xanh để tạo ra chitin bằng cách sử dụng hai dạng chất thải thực phẩm – vỏ tôm và trái cây bỏ đi – và lên men chúng.
Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) đã phát triển một cách xanh để tạo ra chitin, bằng cách sử dụng hai dạng chất thải thực phẩm – vỏ tôm và trái cây bỏ đi – và lên men chúng.
Chitin phục vụ nhiều mục đích sử dụng khác nhau trong ngành công nghiệp thực phẩm như chất làm đặc và chất ổn định thực phẩm, và làm bao bì thực phẩm chống vi khuẩn.
Phương pháp NTU bền vững hơn các phương pháp hiện tại chiết xuất chitin từ chất thải biển, tốn kém, tiêu thụ một lượng lớn năng lượng và dẫn đến các sản phẩm phụ hóa học có thể được thải vào nước thải công nghiệp.
Sáu đến tám triệu tấn chất thải giáp xác được tạo ra hàng năm trên khắp thế giới với 45 đến 60% vỏ tôm bị loại bỏ dưới dạng chế biến phụ phẩm.
Giáo sư William Chen, Giám đốc chương trình Khoa học và Công nghệ Thực phẩm tại NTU, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Lượng chất thải tôm khổng lồ đã gây ra sự quan tâm công nghiệp vì đây là một nguồn chitin dồi dào. Tuy nhiên, có một vấn đề trong phương pháp chiết xuất, không bền vững và có hại cho môi trường.”
Giáo sư Chen cho biết: “Phương pháp mới của chúng tôi sử dụng chất thải giáp xác và chất thải trái cây bị loại bỏ và sử dụng các quá trình lên men tự nhiên để chiết xuất chitin. Đây không chỉ hiệu quả về chi phí, mà còn thân thiện với môi trường và bền vững, và giúp giảm chất thải nói chung”.
Phát hiện của nhóm đã được công bố trên tạp chí AMB Express đánh giá ngang hàng vào tháng 1 năm 2020.
Nhóm NTU đã thử nghiệm mười nguồn chất thải trái cây phổ biến như bưởi nho trắng và đỏ, vỏ xoài và táo, và lõi dứa, trong các thí nghiệm lên men khác nhau. Họ phát hiện ra rằng chất thải từ trái cây chứa hàm lượng đường đủ để cung cấp năng lượng cho quá trình lên men phá vỡ vỏ tôm thành chitin.
Họ đã sử dụng kỹ thuật ‘nhiễu xạ tia X’ để xác định cấu trúc nguyên tử và phân tử của chitin được tạo ra bằng phương pháp mới và mức độ tinh khiết của nó được đo bằng ‘chỉ số tinh thể’. Các mẫu chitin thô được chiết xuất từ vỏ tôm được lên men bằng chất thải trái cây cho chỉ số tinh thể là 98,16%, so với các mẫu chitin thương mại có chỉ số 87,56%. Quá trình lên men sử dụng hàm lượng đường từ chất thải trái cây tạo ra chất chitin chất lượng cao hơn so với chất thương mại.
Giáo sư Chen cho biết thêm: “Nghiên cứu của chúng tôi đã dẫn đến không chỉ chitin chất lượng cao hơn mà còn là một quá trình bền vững và thân thiện với môi trường hơn. Trong khi các loại chất thải trái cây khác nhau mang lại kết quả tốt, đường từ vỏ nho đỏ có hiệu suất tốt nhất. Đây cũng là một phương pháp hiệu quả về chi phí cho các hoạt động ở quy mô công nghiệp, có thể là mối quan tâm tiềm năng đối với các nhà máy rượu muốn giảm và xử lý chất thải của họ. “
Nghiên cứu này cũng lặp lại trọng tâm nghiên cứu tịnh tiến của NTU nhằm mục đích phát triển những đổi mới bền vững có lợi cho xã hội và ngành công nghiệp và tạo ra một tương lai xanh hơn.
Ông Loo Yuen Meng, Giám đốc điều hành của Tích hợp Aqua Singapore Pte. Ltd., người không tham gia vào nghiên cứu, chia sẻ: “Những cải tiến mới nhất được phát triển bởi Giáo sư William Chen từ chương trình Khoa học và Công nghệ Thực phẩm tại NTU, là một ví dụ tuyệt vời về cách chuyên môn từ một học viện cao hơn có thể được áp dụng vào Nâng cao hiệu quả hoạt động của ngành công nghiệp thực phẩm đồng thời giảm chất thải chế biến thực phẩm. Thông qua quy trình lên men đơn giản, chitin và chitosan có giá trị cao được thu hồi từ vỏ tôm rất thân thiện với môi trường và các sản phẩm có thể được kết nối lại với ngành công nghiệp thực phẩm. “
Bằng cách để chitin trải qua các giai đoạn lên men tiếp theo, nhóm nghiên cứu NTU cũng nhận thấy họ có thể lên men nó thành chitosan, có thể được sử dụng như một chất tăng trưởng trong phân bón thực vật, hoặc như một hệ thống phân phối thuốc được kiểm soát trong điều trị dược phẩm.
Nhóm NTU hiện đang khám phá các cách sử dụng chitosan để tăng cường các sáng kiến nghiên cứu trước đây như bao bì thực phẩm được tạo ra bằng dư lượng đậu nành hoặc Okara. Điều này có khả năng dẫn đến sự phát triển của màng cellulose bền hơn với đặc tính chống vi khuẩn và chống vi khuẩn.
Giáo sư Chen cũng đang làm việc với nhiều công ty để thúc đẩy việc áp dụng các phương pháp công nghiệp xanh hơn trong sản xuất chitin và chitosan.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Công nghệ Nanyang . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :