Forskare vid South Dakota State University tittar på oljeväxter som inte är livsmedel, carinata, som ett potentiellt biobränsleråvara. Kredit:South Dakota State University
Oljan som utvinns från malda frön av camelina och carinata, oljeväxter från senapsfamiljen, kan användas som flygbränsle. Dock, med oljepriset på det lägsta någonsin, det är ekonomiskt utmanande. Dessa lovande biobränslekällor kan vara ett stopp närmare verkligheten på grund av att man utvinner ett ämne som kallas glukosinolat.
Glukosinolat är en av de bioaktiva föreningarna som finns kvar efter att oljan har extraherats, enligt bioprocessingenjör Zhengrong "Jimmy" Gu, docent vid South Dakota State University. Han och doktoranden Yuhe Cao utvecklade ett sätt att extrahera glukosinolat från oljefrömjölet, vilket kan leda till högvärdiga användningar av kemikalien.
Som svar på den amerikanska flottans Great Green Fleet Initiative för att utveckla biobränsle från icke-livsmedelsolja, SDSU -forskare har fastställt lämpligheten och hållbarheten hos oljeväxtgrödor i Dakotas och utvärderat fröens olje- och bränslegenskaper sedan 2012. Camelina och carinata är två av de oljeväxter som studeras. Forskningen stöds genom South Dakota lagstiftningsfinansiering av South Dakota Oilseeds Initiative, industripartners och federal finansiering via North Central Sun Grant Center.
Bill Gibbons, tillfällig biträdande chef för South Dakota Agricultural Experiment Station som övervakar oljefröforskningen, sa, "Att utnyttja alla oljefrökomponenter på bästa sätt kommer att hjälpa oss att komma ett steg närmare att göra förnybara biobränslen till ett ekonomiskt lönsamt alternativ."
Camelina, en medlem av senapsfamiljen, växer på Felt Farm norr om South Dakota State University campus. Sedan 2012, SDSU-forskare har utvärderat oljeväxter, inklusive carinata och camelina, som potentiella biobränsleråvaror genom South Dakota Oilseeds Initiative. Kredit:South Dakota State University
Målet är att bidra till att göra biobränsleproduktion lönsam, utan statsbidrag, Gu förklarade. Hans forskning om glukosinolat stöds av det amerikanska energidepartementet genom Sun Grant Initiative, som stöder utvecklingen av förnybara, biobaserad energiteknik, och South Dakota Oilseeds Initiative.
Cao, som arbetade på ett membranfiltrerings- och separationsföretag i fyra år innan han påbörjade sitt doktorandarbete, extraherar glukosinolatet med etanol och använder sedan membranfiltrering för att avlägsna föroreningar, såsom proteiner. Sedan använder han en jonbytarkolonn för att ytterligare rena glukosinolatet.
Efter isolering, glukosinolatet kommer att vara stabilt, och inte brytas ned eller hydrolyseras till isotiocyanater, nitriler och tiocyanater av enzymet, Gu förklarade.
Närvaron av glukosinolat begränsar mängden camelina- och carinatamjöl som kan införlivas i djurfoder till 10 procent. "Det är väldigt giftigt, " påpekade han, och det är den giftigheten som Gu vill använda - för att döda svamp och ogräs eller till och med cancerceller.
"Om vi återställer det och, samtidigt ge de fasta ämnena tillbaka för att användas som djurfoder, vi har ett win-win-spel, sa Gu, som söker samarbetspartners för att utveckla högvärdiga användningsområden för glukosinolat.
