Upcykling odpadów spożywczych na potrzeby zrównoważonych zastosowań
Strumienie z produkcji rolnej i pozostałości z produkcji żywności zawierają wartościowe związki, takie jak białka i składniki bioaktywne, które mogą służyć jako zamienniki białek zwierzęcych i produktów petrochemicznych. Wysokie koszty i brak wiedzy uniemożliwiają obecnie optymalne wykorzystanie takich ubocznych strumieni biomasowych poprzez ich biorafinowanie w celu uzyskania ekologicznych składników przydatnych w różnych produktach i zastosowaniach.
Biorafinacja strumieni ubocznych z produkcji rolnej
Zespół finansowanego przez UE projektu Pro-Enrich zamierza zmienić ten stan rzeczy, rozwijając i łącząc wiele różnych technologii biorafinacji. Szesnastu partnerów z całej Europy połączyło siły, by propagować wdrażanie zrównoważonych ekologicznie metod produkcji białka. „Chcieliśmy pokazać, że rolne produkty uboczne mogą mieć wysoką wartość handlową, a biorafinacja w mało- i wielkoskalowych urządzeniach biotechnologicznych może być niezwykle przydatnym rozwiązaniem”, wyjaśnia Anne Christine Steenkjær Hastrup, koordynatorka projektu i kierowniczka Centrum ds. Biozasobów i Biorafinacji przy Duńskim Instytucie Technologicznym. Prace konsorcjum projektu Pro-Enrich rozpoczęły się od przeprowadzenia oceny jakości łańcucha dostaw oraz surowców – w tym celu zebrano informacje o konkretnych potrzebach różnych użytkowników końcowych oraz wymogach w zakresie czystości i funkcjonalności produktów. Pomogło to opracować opartą na biorafinacji metodę pozyskiwania białek i wtórnych metabolitów ze strumieni ubocznych pochodzących z przetwarzania pomidorów, rzepaku, oliwek i owoców cytrusowych. Metoda ta wykorzystuje mechaniczną obróbkę wstępną i nowatorskie techniki oczyszczania enzymatycznego oraz wiąże się z późniejszym frakcjonowaniem wybranych substratów. We współpracy z partnerami przemysłowymi przeprowadzono produkcję i ocenę wartości użytkowej w skali laboratoryjnej i pilotażowej – celem było dopracowanie i zoptymalizowanie procesów w oparciu o wymogi i potrzeby użytkowników końcowych.
Produkty procesu Pro-Enrich
W przypadku każdego surowca identyfikowano i nieustannie oceniano najbardziej obiecujące produkty i nadające się do wykorzystania wyniki badań. Analizy te prowadzono w ścisłej współpracy z użytkownikami końcowymi należącymi do konsorcjum. Do obiecujących produktów należą między innymi białko rzepakowe z makuchu po tłoczeniu na gorąco i na zimno, a także likopen z pomidorów oraz hesperydyna ze skórek cytrusów i pulpy cytrusowej. Związki te są przydatne w produkcji kosmetyków, nutraceutyków i spoiw. Produkty białkowe wytworzone z makuchu rzepakowego cechują się czystością rzędu 90 % i mogą potencjalnie znaleźć zastosowanie w produkcji żywności, pasz i spoiw. Proces przetwarzania, ekstrakcji i oczyszczania hesperydyny pochodzącej ze skórek owoców cytrusowych jest sprawdzony oraz cechuje się dobrym uzyskiem i czystością produktu. Hesperydyna i likopen zostaną wykorzystane jako składniki żywności i kosmetyków przez Natac Group – partnera projektu Pro-Enrich i lidera przemysłu produkcji składników roślinnych.
Skutki i perspektywy
Projekt Pro-Enrich zademonstrował możliwość wytwarzania wysokowartościowych związków w systemach biorafineryjnych, która może stanowić bardziej optymalny sposób na zagospodarowanie strumieni produktów ubocznych i odpadów resztkowych z rolnictwa i przemysłu. Metoda ta może okazać się przełomem w dziedzinie zrównoważonego wytwarzania bioproduktów i służyć jako nowy model biznesowy. „Nie ma wątpliwości, że rozwiązania wciąż wymaga kwestia zmniejszenia wpływu tych procesów na środowisko”, zaznacza Hastrup. Jednak konsorcjum optymistycznie zakłada, że procesy te będzie można zoptymalizować w ramach dostosowywania tej technologii do użycia na skalę przemysłową. Technika biorafinacji opracowana w ramach projektu Pro-Enrich jest z założenia elastyczna i może być wykorzystana w przypadku innych rodzajów biomasy lub frakcji odpadowych. Co więcej, wypracowane analityczne metody ekstrakcji i separacji mają charakter ogólny i mogą stanowić podstawę dla przyszłych projektów i produktów.
Słowa kluczowe
Pro-Enrich, biorafinacja, białko, hesperydyna, likopen, biomasa, kosmetyki, spoiwa, produkcja żywności, rolnictwo
