Olivenmühlenabfälle gelten als erneuerbare Ressource für die Produktion von Biotensiden

Forscher haben ein innovatives, kostengünstiges und umweltverträgliches Verfahren entdeckt, mit dem Olivenölabfälle in wertvolle Biotenside umgewandelt werden können.

Olivenölproduktionsanlage in Cordoba, Spanien
August 3, 2016
Von Negar Jamshidi
Olivenölproduktionsanlage in Cordoba, Spanien

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Der Mittelmeerraum, einschließlich Spanien, Italien, Griechenland und Tunesien, produziert den größten Teil des weltweiten Olivenöls, wodurch während des Produktionsprozesses große Mengen verschmutzter Abfälle entstehen.

Die Forscher suchen aktiv nach Strategien, um die enormen Mengen an Nebenprodukten der Olivenmühle zu reduzieren, die sowohl umweltfreundlich als auch wirtschaftlich sind. Spanien hat als größter Olivenölproduzent besondere Anstrengungen unternommen, um diese Abfallbelastung und ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern.
Siehe auch: Artikel zu Nachhaltigkeit und Umwelt
Während der Extraktionsphase wird eine Paste namens Alpeorujo oder Olivenmühlenabfälle (OMW) entstehen. Dieser feste Abfall ist eine reiche Quelle von Polyphenole die antimikrobielle Aktivität zeigen und dadurch das weitere biologische Recycling hemmen. Derzeit wird Alpeorujo für die Energieerzeugung verwendet, die weder produktiv noch wirtschaftlich ist.

Alpeorujo enthält auch große Mengen an Lignocellulosematerial, Ölresten und Mineralien, die als Kohlenstoffquelle für das Bakterienwachstum geeignet sind.

Biotenside (BS) sind biologische und biologisch abbaubare oberflächenaktive Moleküle, die durch Fermentation in verschiedene chemische Strukturen wie Glykolipide, Fettsäuren und Phospholipide hergestellt werden. Sie sind auch eine überlegene Alternative zu synthetischen Tensiden, da sie unter extremen Umgebungsbedingungen eine optimale Stabilität und Leistung aufweisen.

Die Verwendung dieser Verbindungen in der Bodenverbesserungs-, Lebensmittel-, Medizin- und Pharmaindustrie hat als umweltverträglicher Ersatz für die chemisch hergestellten Tenside einen weiteren Mehrwert gebracht.

Die hohen Entwicklungskosten sind jedoch ein Nachteil für die industrielle Produktion von Biotensiden in großem Maßstab, und es ist eine erhebliche Prozessoptimierung erforderlich, um die wirtschaftliche Nachhaltigkeit sicherzustellen.

Eine Strategie der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie besteht darin, Abfallprodukte wie Altöle, Fettsäuren und Glycerin durch Fermentation als Kohlenstoffquelle zu verwenden, um die damit verbundenen Produktionskosten zu senken.

Diese Idee führte eine Gruppe von Forschern aus Spanien und Irland zur innovativen Verwendung von kohlenstoffreichem Alpeorujo bei der Herstellung von Biotensiden durch Fermentationssubstrate der Bakterienarten Pseudomonas aeruginosa und Bacillus subtilis.

In einer bahnbrechenden Wendung zeigten dieselben Forschungsgruppen, dass die Hydrolyse-Vorbehandlung des OMW die Bioverfügbarkeit der in Alpeorujo enthaltenen Zucker signifikant erhöhte, was zu einer deutlichen Verbesserung der Produktion von Biotensiden führte.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass im Vergleich zur sauren oder säureenzymatischen Vorbehandlung die höchste Tensidausbeute durch enzymatische Hydrolyse des Abfallnebenprodukts erzielt wurde.

Die Gruppe zeigte auch, dass die Verwendung von OMW als einzige Kohlenstoffquelle der von Glucose für die Herstellung von Biotensiden ähnlich ist, was auf eine BS-Produktion in großem Maßstab hinweist, die zu geringeren Kosten und einem effizienteren Substrat erreichbar ist.

Darüber hinaus wurde die Produktion von Biotensiden nicht nur mit zunehmender Konzentration von OMW signifikant verbessert, sondern es gab auch eine schnellere Abwicklung mit dem hydrolysierten Vorbehandlungsprozess.

Die Wissenschaftler folgerten daraus "Eine geeignete Vorbehandlung durch Hydrolyse ist ein Schlüsselfaktor für eine potenzielle industrielle Produktion von Biotensiden aus OMW. “

Die Forscher stellten fest, dass "Während viele agroindustrielle Rückstände vor der Hydrolysestufe eine physikalische Vorbehandlung erfordern, ist OMW bereits gemahlen, sodass durch seine Verwendung dieser energieintensive Schritt vermieden wird. Dies bietet einen großen Vorteil gegenüber anderen agroindustriellen Lignocellulose-Abfällen bei der zukünftigen Entwicklung eines kostengünstigen BS-Produktionsprozesses. “



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