Les déchets des moulins à huile d'olive considérés comme une ressource renouvelable pour la production de biosurfactants

Des chercheurs ont mis au point un procédé innovant, économique et respectueux de l'environnement permettant de recycler les résidus de la production d'huile d'olive en biosurfactants de grande valeur.

La région méditerranéenne, qui comprend l'Espagne, l'Italie, la Grèce et la Tunisie, produit la grande majorité de l'huile d'olive mondiale, ce qui génère par conséquent d'importantes quantités de déchets pollués au cours du processus de production.

Les chercheurs recherchent activement des stratégies visant à réduire les quantités considérables de sous-produits des moulins à huile d'olive, qui soient à la fois viables sur le plan environnemental et économique. L'Espagne, en tant que premier producteur mondial d'huile d'olive, a particulièrement concentré ses efforts sur la réduction de ce fardeau de déchets et de son impact sur l'environnement.
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Au cours de la phase d'extraction, une pâte appelée « alpeorujo » ou « déchets de moulin à huile » (OMW) est produite. Ces déchets solides constituent une source riche en polyphénols qui présentent une activité antimicrobienne et empêchent ainsi tout recyclage biologique ultérieur. Actuellement, l'alpeorujo est utilisé pour la production d'énergie, ce qui n'est ni productif ni rentable.

L'alpeorujo contient également de grandes quantités de matière lignocellulosique, d'huile résiduelle et de minéraux pouvant servir de source de carbone pour la croissance bactérienne.

Les biosurfactants (BS) sont des molécules tensioactives biologiques et biodégradables produites par fermentation sous forme de diverses structures chimiques telles que les glycolipides, les acides gras et les phospholipides. Ils constituent également des alternatives supérieures aux tensioactifs synthétiques en raison de leur stabilité et de leurs performances optimales dans des conditions environnementales extrêmes.

L'utilisation de ces composés dans l'amendement des sols, l'alimentation, la médecine et l'industrie pharmaceutique a ajouté une valeur inestimable en tant que substitut écologiquement viable aux tensioactifs de synthèse.

Cependant, les coûts de développement élevés constituent un frein à la production industrielle à grande échelle de biosurfactants, et une optimisation considérable des procédés est nécessaire pour garantir la viabilité économique.

Une stratégie employée par les industries agricoles et alimentaires consiste à utiliser des déchets tels que les huiles usagées, les acides gras et le glycérol comme source de carbone par fermentation afin de réduire les coûts de production associés.

Cette idée a conduit un groupe de chercheurs espagnols et irlandais à utiliser de manière innovante l'alpeorujo, riche en carbone, dans la production de biosurfactants par fermentation à l'aide des souches bactériennes Pseudomonas aeruginosa et Bacillus subtilis.

Dans une approche révolutionnaire, ces mêmes groupes de recherche ont démontré que le prétraitement par hydrolyse de l'OMW augmentait considérablement la biodisponibilité des sucres présents dans l'alpeorujo, ce qui se traduisait par une amélioration notable de la production de biosurfactants.

Les scientifiques ont constaté que, par rapport au prétraitement acide ou acido-enzymatique, le rendement le plus élevé en tensioactif était obtenu par un prétraitement par hydrolyse enzymatique de ce sous-produit.

Le groupe a également montré que l'utilisation de l'OMW comme seule source de carbone est comparable à celle du glucose pour la production de biosurfactants, ce qui indique qu'une production à grande échelle de biosurfactants est réalisable à moindre coût et avec un substrat plus efficace.

De plus, la production de biosurfactants a non seulement été considérablement améliorée grâce à une concentration accrue d'OMW, mais le processus de prétraitement par hydrolyse a également permis un cycle de production plus rapide.

Les scientifiques ont conclu qu’« un prétraitement par hydrolyse approprié est un facteur clé pour une production industrielle potentielle de biosurfactants à partir d’OMW ».

Les chercheurs ont noté que « alors que de nombreux résidus agro-industriels nécessitent un prétraitement physique avant l'étape d'hydrolyse, les déchets d'huilerie d'olive sont déjà broyés, ce qui permet d'éviter cette étape énergivore. Cela confère un grand avantage par rapport à d'autres déchets agro-industriels lignocellulosiques dans le cadre du développement futur d'un procédé de production de biosurfactants rentable ».