Экологичный способ превратить отходы морепродуктов в ценные продукты
Исследователи из UConn нашли устойчивый способ извлечения хитина из отходов морепродуктов, используя мягкие, пищевые растворители. Результаты опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules.
Проблема утилизации и новый подход
Хитин — второй по распространенности биополимер на Земле (после целлюлозы), ежегодно производится около 100 миллиардов тонн. Традиционные методы его извлечения из панцирей ракообразных требуют больших объемов сильных кислот и щелочей, что делает процесс химически интенсивным и загрязняющим.
Группа Янчао Ло (Yangchao Luo) решила эту проблему, используя природные, пищевые компоненты:
- Яблочная кислота (malic acid)
- Молочная кислота (lactic acid)
- Холин хлорид (choline chloride)
- Глицерин (glycerol)
Ключевая технология: тройные глубокие эвтектические растворители (TDES)
Комбинация трех компонентов (например, глицерин как донор водорода, холин хлорид как акцептор и одна из кислот) образует вязкий раствор — TDES. Эти растворители эффективно разрушают водородные связи в структуре биомассы, что позволяет отделить хитин от белков и карбоната кальция.
Преимущества метода:
- Контроль молекулярной массы: Метод позволяет «настраивать» молекулярную массу конечного продукта в широком диапазоне — от 300 до 100 000 килодальтон (kDa), что расширяет потенциальные области применения.
- Экологичность: Растворители на пищевой основе не требуют нейтрализации большими объемами воды. Их можно повторно использовать не менее трех раз.
- Наномасштаб: Внедрение процесса ультразвуковой обработки (ultrasonication) позволяет получать нанохитин, расщепляя волокна до наноразмеров.
Перспективы применения
Исследователи сотрудничают с сельскохозяйственной компанией, чтобы протестировать хитин разной молекулярной массы и нанохитин в качестве биостимулятора или удобрения для растений. Метод также успешно адаптирован для экстракции альгината из водорослей, сокращая многосуточный процесс до нескольких часов.
«Мы надеемся, что сможем превратить этот мусор в сокровище — или, по крайней мере, в продукты с добавленной стоимостью», — говорит Ло.
