橄榄油厂废料被视为生产生物表面活性剂的可再生资源

研究人员发现了一种创新、经济且环保的工艺,可将橄榄油废弃副产品回收利用,制成有价值的生物表面活性剂。

地中海地区,包括西班牙、意大利、希腊和突尼斯,生产了全球绝大多数的橄榄油,因此生产过程中产生了大量污染性废弃物。

研究人员正在积极寻求既环保又经济可行的策略,以减少橄榄压榨厂产生的巨量副产品。作为全球最大的橄榄油生产国,西班牙一直特别致力于减轻这一废弃物负担及其对环境的影响。
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在榨油阶段,会产生一种被称为“alpeorujo ”或橄榄压榨废料(OMW)的糊状物。这种固体废料富含多酚 ,具有抗菌活性,从而抑制了进一步的生物循环利用。目前,alpeorujo被用于能源生产,但这种利用方式既不高效,也不经济。

此外,“阿尔佩鲁霍”还含有大量木质纤维素、残油和矿物质,可作为细菌生长的碳源。

生物表面活性剂(BS)是通过发酵产生的生物可降解表面活性分子,可形成多种化学结构,如糖脂、脂肪酸和磷脂。由于其在极端环境条件下具有优异的稳定性和性能,因此是合成表面活性剂的理想替代品。

这些化合物在土壤改良、食品、医药和制药行业中的应用,作为化学合成的表面活性剂的环保替代品,进一步创造了无限价值。

然而,高昂的开发成本是生物表面活性剂大规模工业生产的障碍,需要对工艺进行大幅优化以确保经济可持续性。

农业和食品行业采用的一种策略是,利用废油、脂肪酸和甘油等废弃物作为碳源进行发酵,以降低相关生产成本。

这一想法促使来自西班牙和爱尔兰的研究人员合作团队,通过利用铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌作为发酵底物,创新性地将富含碳的阿尔佩鲁霍用于生物表面活性剂的生产。

在一次突破性的尝试中,同一研究小组证明,对“阿尔佩鲁霍”进行水解预处理,可以显著提高其中糖分的生物利用度,从而显著提高生物表面活性剂的产量。

科学家们发现,与酸或酸-酶预处理相比,对该废弃副产品进行酶水解预处理可获得最高的表面活性剂产量。

该研究小组还表明,将 OMW 作为唯一的碳源,其生物表面活性剂的生产效果与使用葡萄糖相似,这表明可以以较低的成本和更高效的底物实现大规模的生物表面活性剂生产。

此外,随着OMW浓度的增加,生物表面活性剂的产量不仅显著提高,水解预处理工艺还缩短了生产周期。

科学家们得出结论:“适当的水解预处理是利用OMW进行生物表面活性剂工业化生产的关键因素。”

研究人员指出:“虽然许多农业工业残渣在水解阶段前需要进行某种物理预处理,但橄榄油厂废料(OMW)本身已经过粉碎,因此使用它将避免这一耗能的步骤。这使其在未来开发经济高效的生物表面活性剂生产工艺方面,相较于其他木质纤维素类农业工业废弃物具有显著优势。”