Ett internationellt team av forskare, koordinerad av professor Stephen Euston vid Heriot-Watt University, har tagit itu med hållbarhetsfrågor i vardagliga föremål som livsmedel, läkemedel, och skönhetsprodukter. De har använt naturliga ingredienser som producerats av marina mikrober som alternativ till de kemiska medel som för närvarande används.

Den enorma efterfrågan på marknaden för ytaktiva ämnen och emulgeringsmedel möts för närvarande med syntetiska, främst petroleumbaserade kemiska produkter. Dessa är vanligtvis icke biologiskt nedbrytbara och kan vara giftiga. Ytaktiva ämnen används för att minska ytspänningen, som i tvättmedel, dispergeringsmedel, och skummedel, medan emulgeringsmedel kan tillsättas för att stabilisera olja i bearbetade livsmedel eller kosmetiska krämer.

Leds av efterfrågan från industritillverkare som vill hitta mer hållbara källor, MARISURF-konsortiet, finansieras av Horizon2020 och leds av Heriot-Watt University, har avslöjat lovande alternativ som finns i marina mikroorganismer.

Dr Tony Gutierrez från Heriot-Watt University gav den stora bakteriesamlingen som användes för screening och upptäckt av nya ytaktiva ämnen och emulgeringsmedel. Han sa:"MARISURF-projektet utformades för att förbättra hållbarheten och kvaliteten hos ett brett utbud av konsumentprodukter genom att använda naturliga ingredienser som producerats av marina mikrober. Vi utvecklade innovativa metoder för att upptäcka, karakterisera och producera nya marina biotensider och bioemulgeringsmedel.

"Mycket uppmärksamhet i projektet har fokuserat på att testa bakteriestammarnas förmåga att producera olika typer av ytaktiva ämnen och emulgeringsmedel. Vi identifierade flera stammar som visade mycket lovande egenskaper av relevans för specifika industrier, särskilt för potentiell användning i livsmedel, sjukvårdsprodukter och läkemedel.

"Från 500 initiala stammar, forskargruppen arbetade nära med industripartners för att skala upp produktionen av två stammar med mycket positiv feedback från slutanvändarna om funktionalitet. Detta indikerar att det finns en klar potential för dessa stammar att vara användbara i kommersiella tillämpningar. Dock, investeringar kommer att krävas för att säkerställa produktionens kostnadseffektivitet.

"I framtiden, detta kan få enorma potentiella effekter för industrin och för konsumenterna själva eftersom dessa stammar kommer från en hållbar och icke-patogen marin bakteriekälla. De är av biogent ursprung så har en mycket bättre miljöprofil jämfört med petroleumbaserade ytaktiva ämnen som för närvarande används i industriella applikationer."

Trots den utbredda mediaexponeringen om miljöpåverkan av ingredienser som palmolja, den billiga ingrediensen är fortfarande central i många livsmedel. Om produktionen kunde skalas, MARISURF-teamet hoppas att deras forskning kan hjälpa till att ersätta det med marinbaserat material i framtiden. Dock, kostnaden är fortfarande den centrala utmaningen som kräver ytterligare forskning.

MARISURF-projektet samarbetade med industrin genomgående för att säkerställa att den akademiska forskningen uppfyllde slutanvändarnas krav och gav önskvärda egenskaper för de nya ytaktiva medlen.

Professor Stephen Euston fortsatte:"Ansökningarna för denna forskning är utbredda. Till exempel, det finns potential för maritima källor att ge en lämplig ersättning för palmolja som emulgeringsmedel. Dock, Att säkerställa att detta är kommersiellt gångbart för livsmedelsindustrin kommer att vara det mest utmanande nästa steget. Konsumenter kommer inte att spendera en hög premie på vardagsmat och det måste beaktas i kapplöpningen för att ta itu med hållbarhet.

"Forskningen har potential att påverka livsmedelsindustrin positivt. Vi arbetar med Marlow-mat för att hjälpa dem att ta bort äggvita från deras sortiment, öppnar därmed upp mer av deras produktsortiment för de som följer en Vegansk diet. De nuvarande äggvitersättningarna på marknaden är inte lämpliga för alla produkter. Vår nya stam påverkas inte av några av de problem som uppstår med andra proteinkällor och är lämplig för veganer eftersom den inte kommer från djur.

"Att arbeta så nära med industrin och våra samverkande universitet gjorde det möjligt för konsortiet att utveckla lovande naturligt härledda ytaktiva ämnen från upptäckter, fram till proof of concept, industriell produktion och tillämpning i produktformuleringar av kommersiella slutanvändare. Denna inställning till forskning är både spännande och ny. Denna mall för samarbete leder redan till ytterligare möjligheter att integrera industriell och akademisk forskning."