Ανάπτυξη βιοδιεργασίας παραγωγής προϊόντων υψηλής προστιθεμένης αξίας από απόβλητα παρασκευής χυμών πορτοκαλιού - Κώστα, Ραφαέλα (Department of Chemical Engineering, Faculty of Geotechnical Science and Environmental Managment, Cyprus University of Technology, 2020)
Η κυτταρίνη βρίσκεται στο κυτταρικό τοίχωμα των φυτών και χαρακτηρίζετε ως το αφθονότερο βιοπολυμερές στη γη. Η κυτταρίνη μπορεί να παραχθεί και μέσω μικροβιακών ζυμώσεων ως βακτηριακή κυτταρίνη (BC), η οποία παρουσιάζει τεράστιο ερευνητικό ενδιαφέρον λόγω της υψηλής καθαρότητας της σε σχέση με τη φυτική κυτταρίνη, αλλά και των ιδιαίτερων φυσικοχημικών χαρακτηριστικών της. Στόχος της παρούσας μελέτης, είναι η ανάπτυξη βιοδιυλιστηρίου από απόβλητα φλούδας εσπεριδοειδών (CPW) από βιομηχανία τροφίμων για την παραγωγή BC. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν απόβλητα φλούδας πορτοκαλιών που προήλθαν από βιομηχανία χυμοποίησης εσπεριδοειδών. Για τις ζυμώσεις χρησιμοποιήθηκε θρεπτικό μέσο Hestrin – Schramm (HS) ενώ εξετάστηκαν διάφορες εμπορικές πηγές άνθρακα, καθώς και η επιρροή της συγκέντρωσής της γλυκόζης στο θρεπτικό μέσο. Οι μικροβιακές ζυμώσεις πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια του βακτηριακού στελέχους Komagataeibacter sucrofermentans DSMZ 15973 και είχαν διάρκεια 15 ημέρες. Τα σάκχαρα γλυκόζη, σουκρόζη, φρουκτόζη, γαλακτόζη και ξυλόζη εξετάστηκαν ως πηγές άνθρακα για την παραγωγή BC, παράγοντας βιομάζα 1.73, 2.70, 2.04, 1.28 και 1.76 g/L αντίστοιχα. Με σκοπό την μελέτη επιρροής της συγκέντρωσης της πηγής άνθρακα στις ζυμώσεις του βακτηριακού στελέχους K. sucrofermentans, πραγματοποιήθηκαν ζυμώσεις με διάφορες συγκεντρώσεις γλυκόζης (20, 30, 40 και 60 g/L), πετυχαίνοντας την μεγαλύτερη παραγωγή στα 30 g/L (2.47 g/L BC). Τέλος μελετήθηκε η χρήση CPW ως θρεπτικό υπόστρωμα για τις ζυμώσεις. Προηγήθηκε προεπεξεργασία των φλουδών πορτοκαλιού με αραιή όξινη υδρόλυση και ταυτόχρονη χρήση υπερήχων, απομονώνοντας 0.018% κ.β. δ-λιμονένιο και 34.41% κ.β. πηκτίνη. Η BC που παράχθηκε ήταν 0.45 g/L με παραγωγικότητά 0.03 g/L∙d. Η παραγωγή της βακτηριακής κυτταρίνης χαρακτηρίζεται με υψηλό κόστος, χαμηλή απόδοση αλλά και χαμηλό ρυθμό παραγωγικότητας. Με τη βελτίωση του ρυθμού παραγωγής αλλά και την αποδοτικότητα της βακτηριακής κυτταρίνης, μπορεί να γίνει εφικτή η άμεση διαθεσιμότητα της στην αγορά.. Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει την ικανότητα αξιοποίησης πρώτων υλών που χαρακτηρίζονται με χαμηλό κόστος απόκτησης, ώστε να εφαρμοστεί η συγκεκριμένη διεργασία σε βιομηχανικό επίπεδο.
Keywords: Βακτηριακή κυτταρίνη; Komagataeibacter sucrofermentans; Απόβλητα φλούδας πορτοκαλιού; Ανανεώσιμες πρώτες ύλες; Μικροβιακές ζυμώσεις; Bacterial cellulose; Komagataeibacter sucrofermentans; Orange peel waste; Renewable raw materials; Microbial fermentations