Forskare vid Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) har utvecklat ett grönt sätt att skapa kitin, genom att använda två former av matavfall – räkskal och kasserad frukt – och jäsa dem.

Kitin tjänar en mängd olika användningsområden inom livsmedelsindustrin, såsom matförtjockningsmedel och stabilisatorer, och som antimikrobiell livsmedelsförpackning.

NTU-metoden är mer hållbar än nuvarande metoder som kemiskt extraherar kitin från marint avfall, vilket är dyrt, förbrukar stora mängder energi och leder till kemiska biprodukter som kan släppas ut i industriellt avloppsvatten.

Sex till åtta miljoner ton kräftdjuravfall genereras årligen runt om i världen, med 45 till 60 % av räkskalet som kasseras som biprodukter från bearbetning.

Professor William Chen, Direktör för Matvetenskaps- och teknikprogrammet vid NTU, som ledde forskningen, sa, "Den enorma mängden räkavfall har väckt industriellt intresse eftersom det är en riklig källa till kitin. det finns ett problem med extraktionsmetoden, som är både ohållbart och skadligt för miljön.

"Vår nya metod tar kräftdjursavfall och kasserat fruktavfall och använder naturliga jäsningsprocesser för att extrahera kitin. Detta är inte bara kostnadseffektivt, men också miljövänligt och hållbart, och hjälper till att minska det totala avfallet, " sa prof Chen.

Teamets resultat publicerades i den granskade tidskriften AMB Express i januari 2020.

NTU -teamet testade tio källor till vanligt fruktavfall som vit och röd druvpressning, mango och äppelskal, och ananaskärnor, i olika jäsningsförsök. De fann att fruktavfall innehöll tillräckligt med sockerhalt för att driva jäsningsprocessen som bryter ner räkor i kitin.

De använde "röntgendiffraktionsteknik" för att bestämma atom- och molekylstrukturen hos kitinet som skapats med den nya metoden och dess renhetsnivå mättes med ett "kristallinitetsindex". De extraherade råa kitinproverna från räkskal som fermenterats med fruktavfall gav ett kristallinitetsindex på 98,16 %, vilket jämfört med kommersiella kitinprover med ett index på 87,56 %. Jäsningsprocessen med hjälp av sockerhalten från fruktavfallet gav kitin av högre kvalitet än det kommersiella.

Prof Chen sa, "Vår forskning har inte bara lett till kitin av högre kvalitet utan också en mer hållbar och miljövänlig process. Även om de olika typerna av fruktavfall gav goda resultat, sockret från pressrester av röda druvor hade bäst prestanda. Detta är också en kostnadseffektiv metod för verksamhet i industriskala, som kan vara av potentiellt intresse för vingårdar som vill minska och återanvända sitt avfall."

"Denna forskning återspeglar också NTU:s translationella forskningsfokus, som syftar till att utveckla hållbara innovationer som gynnar samhället och industrin och skapar en grönare framtid. "

Mr Loo Yuen Meng, Verkställande direktör för Integrated Aqua Singapore Pte. Ltd., som inte var involverad i studien, sa, "De senaste innovationerna utvecklade av prof William Chen från Food Science and Technology-programmet vid NTU, är ett utmärkt exempel på hur expertis från ett lärosäte kan användas för att förbättra livsmedelsindustrins driftseffektivitet och samtidigt minska matsvinnet. Genom en enkel jäsningsprocess, högkvalitativt kitin och kitosan som återhämtats från räkorna är miljövänliga, och produkterna kan återkopplas till livsmedelsindustrin."

Genom att lämna kitin för att genomgå ytterligare stadier av fermentering fann NTU:s forskargrupp också att de kunde fermentera det ytterligare till kitosan, som kan användas som tillväxtförstärkare i växtgödselmedel, eller som ett kontrollerat läkemedelstillförselsystem i farmaceutiska behandlingar.

NTU -teamet undersöker nu sätt att använda kitosan för att förbättra tidigare forskningsinnovationer som livsmedelsförpackningar som skapats med sojabönorester eller Okara. Detta kan potentiellt leda till utvecklingen av en mer hållbar cellulosafilm med antimikrobiella och antibakteriella egenskaper.