Τα απόβλητα ελαιοτριβείων θεωρούνται ανανεώσιμη πηγή για την παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών

Οι ερευνητές ανακάλυψαν μια καινοτόμο, οικονομικά αποδοτική και περιβαλλοντικά βιώσιμη μέθοδο ανακύκλωσης των υποπροϊόντων του ελαιολάδου σε πολύτιμα βιοεπιφανειοδραστικά.

Η περιοχή της Μεσογείου, που περιλαμβάνει την Ισπανία, την Ιταλία, την Ελλάδα και την Τυνησία, παράγει τη συντριπτική πλειοψηφία του ελαιολάδου παγκοσμίως, γεγονός που συνεπάγεται τη δημιουργία μεγάλων ποσοτήτων μολυσμένων αποβλήτων κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας.

Οι ερευνητές αναζητούν ενεργά στρατηγικές για τη μείωση των τεράστιων ποσοτήτων υποπροϊόντων των ελαιοτριβείων, οι οποίες να είναι βιώσιμες τόσο από περιβαλλοντική όσο και από οικονομική άποψη. Η Ισπανία, ως ο μεγαλύτερος παραγωγός ελαιολάδου, έχει επικεντρώσει ιδιαίτερα τις προσπάθειές της στη μείωση αυτού του φορτίου αποβλήτων και των επιπτώσεών του στο περιβάλλον.
Δείτε επίσης: Άρθρα σχετικά με τη βιωσιμότητα και το περιβάλλον
Κατά τη φάση της εκχύλισης, παράγεται μια πάστα γνωστή ως «alpeorujo» ή απόβλητα ελαιοτριβείου (OMW). Αυτά τα στερεά απόβλητα αποτελούν πλούσια πηγή πολυφαινολών , οι οποίες παρουσιάζουν αντιμικροβιακή δράση και, ως εκ τούτου, αναστέλλουν την περαιτέρω βιολογική ανακύκλωση. Επί του παρόντος, το «alpeorujo» χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας, κάτι που δεν είναι ούτε παραγωγικό ούτε οικονομικά αποδοτικό.

Το alpeorujo περιέχει επίσης υψηλές ποσότητες λιγνινοκυτταρινικού υλικού, υπολειμματικού ελαίου και ορυκτών, τα οποία είναι κατάλληλα ως πηγή άνθρακα για την ανάπτυξη βακτηρίων.

Τα βιοεπιφανειοδραστικά (BS) είναι βιολογικά και βιοαποικοδομήσιμα επιφανειοδραστικά μόρια που παράγονται μέσω ζύμωσης σε διάφορες χημικές δομές, όπως γλυκολιπίδια, λιπαρά οξέα και φωσφολιπίδια. Αποτελούν επίσης ανώτερες εναλλακτικές λύσεις έναντι των συνθετικών επιφανειοδραστικών, χάρη στη βέλτιστη σταθερότητα και απόδοσή τους υπό ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Η χρήση αυτών των ενώσεων στη βελτίωση του εδάφους, καθώς και στις βιομηχανίες τροφίμων, ιατρικών και φαρμακευτικών προϊόντων, έχει προσθέσει περαιτέρω απεριόριστη αξία ως περιβαλλοντικά βιώσιμη εναλλακτική λύση έναντι των χημικά παραγόμενων επιφανειοδραστικών ουσιών.

Ωστόσο, το υψηλό κόστος ανάπτυξης αποτελεί εμπόδιο για τη βιομηχανική παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών σε μεγάλη κλίμακα, ενώ απαιτείται σημαντική βελτιστοποίηση της διαδικασίας για τη διασφάλιση της οικονομικής βιωσιμότητας.

Μια στρατηγική που εφαρμόζεται από τις γεωργικές και τροφικές βιομηχανίες είναι η χρήση αποβλήτων, όπως χρησιμοποιημένα έλαια, λιπαρά οξέα και γλυκερόλη, ως πηγής άνθρακα μέσω ζύμωσης, με σκοπό τη μείωση των σχετικών κόστους παραγωγής.

Αυτή η ιδέα οδήγησε μια συνεργατική ομάδα ερευνητών από την Ισπανία και την Ιρλανδία στην καινοτόμο χρήση του πλούσιου σε άνθρακα alpeorujo για την παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών μέσω των βακτηριακών ειδών Pseudomonas aeruginosa και Bacillus subtilis ως υποστρωμάτων ζύμωσης.

Σε μια πρωτοποριακή ανατροπή, οι ίδιες ερευνητικές ομάδες απέδειξαν ότι η προεπεξεργασία του alpeorujo με υδρόλυση αύξησε σημαντικά τη βιοδιαθεσιμότητα των σακχάρων που περιέχονται σε αυτό, με αποτέλεσμα τη σημαντική βελτίωση της παραγωγής βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι, σε σύγκριση με την όξινη ή την όξινη-ενζυμική προεπεξεργασία, η υψηλότερη απόδοση επιφανειοδραστικού επιτεύχθηκε με την ενζυμική υδρόλυση του υποπροϊόντος ως προεπεξεργασία.

Η ομάδα έδειξε επίσης ότι η χρήση του OMW ως μοναδικής πηγής άνθρακα είναι παρόμοια με εκείνη της γλυκόζης για την παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών, υποδηλώνοντας ότι η παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών σε μεγάλη κλίμακα είναι εφικτή με χαμηλότερο κόστος και ένα πιο αποδοτικό υπόστρωμα.

Επιπλέον, η παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών όχι μόνο βελτιώθηκε σημαντικά με την αύξηση της συγκέντρωσης του OMW, αλλά παρατηρήθηκε επίσης ταχύτερος ρυθμός παραγωγής με τη διαδικασία υδρόλυσης ως προεπεξεργασία.

Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι «μια κατάλληλη προεπεξεργασία υδρόλυσης αποτελεί βασικό παράγοντα για την πιθανή βιομηχανική παραγωγή βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών από το OMW».

Οι ερευνητές σημείωσαν ότι «ενώ πολλά αγροβιομηχανικά υπολείμματα απαιτούν κάποιο είδος φυσικής προεπεξεργασίας πριν από το στάδιο της υδρόλυσης, τα OMW είναι ήδη αλεσμένα, οπότε η χρήση τους θα αποφύγει αυτό το ενεργοβόρο στάδιο. Αυτό προσδίδει ένα μεγάλο πλεονέκτημα σε σχέση με άλλα λιγνινοκυτταρινικά αγροβιομηχανικά απόβλητα για τη μελλοντική ανάπτυξη μιας οικονομικά αποδοτικής διαδικασίας παραγωγής βιοεπιφανειοδραστικών ουσιών».