Sản xuất chitin bền vững từ chất thải thực phẩm

Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang của Singapore phát triển phương pháp chiết xuất chitin bằng cách lên men vỏ tôm và trái cây bỏ đi.

Giáo sư William Chen (giữa) cùng các thành viên trong nhóm nghiên cứu.

Chitin được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất làm đặc và kết dính, hay nguyên liệu để sản xuất bao bì kháng khuẩn. Các phương pháp hiện tại chủ yếu chiết xuất chitin từ chất thải biển, đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và tạo ra sản phẩm phụ hóa học gây ô nhiễm môi trường.

"Phương pháp mới của chúng tôi sử dụng quá trình lên men tự nhiên của vỏ động vật giáp xác và trái cây bỏ đi để chiết xuất chitin. Giải pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn thân thiện với môi trường khi giúp giảm lượng chất thải nói chung", Giáo sư William Chen, Giám đốc chương trình Khoa học và Công nghệ Thực phẩm tại Đại học Công nghệ Nanyang (NTU), tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Theo thống kê, mỗi năm có tới 6 - 8 triệu tấn vỏ giáp xác được thải ra trên toàn thế giới, trong đó vỏ tôm chiếm 45 - 60%. Đây là một nguồn chitin dồi dào nhưng đến nay vẫn chưa có phương pháp chiết xuất nào thực sự hiệu quả và bền vững.

Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí AMB Express, Chen cùng các cộng sự cho biết đã thử nghiệm 10 nguồn chất thải trái cây phổ biến như bưởi, nho, xoài, táo hay dứa trong các thí nghiệm lên men và nhận thấy chúng chứa hàm lượng đường đủ để cấp năng lượng cho quá trình phá vỡ vỏ tôm thành chitin.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật "nhiễu xạ tia X" để xác định cấu trúc nguyên tử và phân tử của chitin thu được. Kết quả các mẫu chitin thô chiết xuất từ quá trình lên men có chỉ số tinh khiết lên tới 98,16%, cao hơn đáng kể so với sản phẩm chitin thương mại với chỉ số 87,56%.

"Trong số các loại chất thải trái cây, nho đỏ cho hiệu suất lên men tốt nhất vì chứa lượng đường cao. Nếu mở rộng phương pháp sản xuất chitin theo cách này ở quy mô công nghiệp, các nhà máy rượu vang có thể xử lý chất thải hiệu quả hơn", Chen cho biết thêm.

Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu hy vọng tìm ra cách kéo dài quá trình lên men để chitin chuyển hóa thành chitosan, một hợp chất có thể ứng dụng trong nông nghiệp và y tế như nguyên liệu sản xuất phân bón hay thuốc chống nhiễm khuẩn.

Theo Vnexpress