Wetenschappers aan de Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) heeft een groene manier ontwikkeld om chitine te maken, door twee vormen van voedselverspilling te gebruiken - garnalenschillen en weggegooid fruit - en ze te fermenteren.

Chitine heeft een breed scala aan toepassingen in de voedingsindustrie, zoals voedselverdikkingsmiddelen en stabilisatoren, en als antimicrobiële voedselverpakking.

De NTU-methode is duurzamer dan de huidige benaderingen die chitine chemisch extraheren uit zeeafval, wat kostbaar is, verbruikt veel energie en leidt tot chemische bijproducten die in industrieel afvalwater kunnen worden geloosd.

Over de hele wereld wordt jaarlijks zes tot acht miljoen ton schaaldierafval gegenereerd, met 45 tot 60% van de garnalenschelpen die worden weggegooid als bijproducten van de verwerking.

Professor William Chen, Directeur van het programma Food Science and Technology bij NTU, die het onderzoek leidde, zei, "De enorme hoeveelheid garnalenafval heeft industriële belangstelling gewekt omdat het een overvloedige bron van chitine is. er is een probleem met de extractiemethode, wat zowel onhoudbaar als schadelijk is voor het milieu.

"Onze nieuwe methode neemt schaaldierafval en weggegooid fruitafval en gebruikt natuurlijke fermentatieprocessen om chitine te extraheren. Dit is niet alleen kosteneffectief, maar ook milieuvriendelijk en duurzaam, en helpt het totale afval te verminderen, zei prof Chen.

De bevindingen van het team zijn in januari 2020 gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift AMB Express.

Het NTU-team testte tien bronnen van veelvoorkomend fruitafval, zoals witte en rode druivenpulp, mango- en appelschillen, en ananaskernen, in verschillende fermentatie-experimenten. Ze ontdekten dat fruitafval voldoende suiker bevatte om het fermentatieproces te stimuleren dat garnalenschillen tot chitine afbreekt.

Ze gebruikten de 'röntgendiffractie'-techniek om de atomaire en moleculaire structuur van het chitine te bepalen dat met de nieuwe methode werd gecreëerd en de zuiverheid ervan werd gemeten met een 'kristalliniteitsindex'. De geëxtraheerde ruwe chitinemonsters van garnalenschalen die waren gefermenteerd met fruitafval gaven een kristalliniteitsindex van 98,16%, die vergeleken met commerciële chitinemonsters met een index van 87,56%. Het fermentatieproces waarbij het suikergehalte van het fruitafval werd gebruikt, produceerde chitine van hogere kwaliteit dan het commerciële.

Prof Chen zei:"Ons onderzoek heeft niet alleen geleid tot een hogere kwaliteit chitine, maar ook tot een duurzamer en milieuvriendelijker proces. Hoewel de verschillende soorten fruitafval goede resultaten opleverden, de suiker uit het afvallen van rode druiven presteerde het beste. Dit is ook een kosteneffectieve methode voor operaties op industriële schaal, die van potentieel belang kunnen zijn voor wijnhuizen die hun afval willen verminderen en upcyclen."

"Dit onderzoek weerspiegelt ook de translationele onderzoeksfocus van NTU, die tot doel heeft duurzame innovaties te ontwikkelen die de samenleving en de industrie ten goede komen en een groenere toekomst creëren."

Meneer Loo Yuen Meng, Directeur van Integrated Aqua Singapore Pte. Ltd., die niet bij het onderzoek betrokken was, zei, "De nieuwste innovaties ontwikkeld door Prof William Chen van het Food Science and Technology-programma van NTU, is een uitstekend voorbeeld van hoe de expertise van een instituut voor hoger onderwijs kan worden toegepast om de operationele efficiëntie van de voedingsindustrie te verbeteren en tegelijkertijd voedselverspilling te verminderen. Door een eenvoudig fermentatieproces, de hoogwaardige chitine en chitosan die uit de garnalenschelpen worden gewonnen, zijn milieuvriendelijk, en de producten kunnen weer worden aangesloten op de voedingsindustrie."

Door chitine te laten om verdere fermentatiestadia te ondergaan, ontdekte het NTU-onderzoeksteam ook dat ze het verder konden fermenteren tot chitosan, die kan worden gebruikt als groeiversterker in plantenmest, of als een gecontroleerd medicijnafgiftesysteem bij farmaceutische behandelingen.

Het NTU-team onderzoekt nu manieren om chitosan te gebruiken om eerdere onderzoeksinnovaties, zoals voedselverpakkingen die zijn gemaakt met sojabonenresidu of Okara, te verbeteren. Dit zou mogelijk kunnen leiden tot de ontwikkeling van een duurzamere cellulosefilm met antimicrobiële en antibacteriële eigenschappen.