Eftersom kimchi har uppmärksammats som en global trend för hälsosam mat, är kål en av de representativa grönsaker som används som huvudingrediens för tillverkning av kimchi utomlands.
Den årliga globala produktionen av kål och andra Brassica-grödor rapporteras vara 72 miljoner ton, och mer än 30 % av dem beräknas kasseras under tillverknings- och distributionsprocesserna, vilket orsakar miljöföroreningar och avsevärda kostnader för avfallshantering i industrin .
I samband med detta problem har Hae Choon Chang, ordförande för World Institute of Kimchi (WiKim), meddelat att institutet har utvecklat en biorefactoring-baserad återvinningsteknik som kan omvandla biprodukter av kål som kasseras som avfall under livsmedelstillverkningsprocessen till biologiskt nedbrytbar plast.
Bio-refactoring hänvisar till en teknik för att omdesigna mikroorganismer för att ge nya funktioner andra än deras befintliga egenskaper.
Forskargruppen ledd av Dr. Jung Eun Yang, en senior forskare från Fermentation Regulation Technology Research Group vid WiKim, utvecklade mikrobiella stammar för produktion av biologiskt nedbrytbar bioplast genom att använda biorefactoring-teknik, och identifierade förutsättningar för att uppnå en sockeromvandlingshastighet upp till 90,4 % genom att optimera koncentrationerna av enzymer och substratet som används i försockringsprocessen. Verket publiceras i Journal of Agricultural and Food Chemistry .
I synnerhet fann forskargruppen för första gången i världen att äppelsyra, ett av de bioaktiva materialen i kålbiprodukter, kan bidra till produktivitetsförbättringen av polyhydroxialkanoat (PHA). PHA är ett biobaserat biologiskt nedbrytbart material som erhålls genom mikrobiell jäsning och kännetecknas av biologisk nedbrytbarhet i naturliga miljöer.
Den nyutvecklade tekniken kan appliceras på olika jordbruks- och livsmedelsbiprodukter såsom avfall från kål och lök som används för kimchiproduktion, och förväntas minska avfallshanteringskostnaderna för biprodukter från kimchi-tillverkningsprocessen, som uppskattas till 10 miljarder won per år.
"Resultaten av denna forskning är betydande när det gäller att ha säkrat en miljövänlig teknik för att omvandla jordbruks- och matavfall till material med högt förädlingsvärde", säger Dr. Hae Woong Park, chef för Technology Innovation Research Division på WiKim. Han tillade, "Vi kommer att fortsätta att utveckla återvinningsteknik inom jordbruks- och livsmedelssektorerna så att kimchiindustrin kommer att bidra till att uppnå kolneutralitet."
Under tiden analyserade forskargruppen komponenterna i kålbiprodukter och kategoriserade systematiskt olika komponenter som är användbara för mikrobiell tillväxt. Baserat på dessa forskningsresultat planerar teamet att utveckla kärnteknologin för att omvandla jordbruks- och matavfall till olika material med högt förädlingsvärde.
Mer information: Jung Eun Yang et al, Valorization of Cabbage Waste as a feedstock for Microbial Polyhydroxyalkanoate Production:Optimizing Hydrolysis Conditions and Polyhydroxyalkanoate Production, Journal of Agricultural and Food Chemistry (2024). DOI:10.1021/acs.jafc.3c07057
Journalinformation: Journal of Agricultural and Food Chemistry
Tillhandahålls av National Research Council of Science and Technology
