Αξιοποίηση αποβλήτων φρούτων και λαχανικών προς βιοτεχνολογική παραγωγή 2,3-βουτανοδιόλης

Abstract

Στις μέρες μας η ζήτηση για εναλλακτικές πηγές για την παραγωγή ενέργειας και πρώτων υλών έχει αυξηθεί. Καύσιμα πετρελαίου, χημικά απόβλητα και πολυμερή μπορούν επίσης να παραχθούν μέσω μικροβιακών ζυμώσεων. Απόβλητα τροφίμων παράγονται κάθε χρόνο σε τεράστιες ποσότητες, ενώ η αξιοποίηση αποβλήτων δεν έχει αυρέως διερευνηθεί μέχρι τώρα. Το έτος 2013 παρήχθησαν 279.740.040 τόνοι λαχανικών και 32.994.326 τόνοι φρούτων παγκοσμίως. το 25,8% του συνολικού βάρους των αποβλήτων τροφίμων αποτελείται από λαχανικά ενώ το 15,8% αντίστοιχα αποτελείται από φρούτα. Το κύριο μέρος των φρούτων αποτελείται απο υδατάνθρακες (σακχαρόζη, φρουκτόζη, γλυκόζη), ενώ τα λαχανικά περιέχουν δομικές μονάδες όπως η λιγνίνη, η κυτταρίνη και η ημικυτταρίνες με τη γλυκόζη, ξυλόζη, γαλακτόζη, μαννόζη και αραβινόζη να αποτελούν τις θεμελιώδεις μονάδες τους. Εκχύλιση προϊόντων προστιθέμενης αξίας, όπως οι φαινολικές ενώσεις από τα λαχανικά και οι πηκτίνες από τα φρούτα θα μπορούσε να ενισχύσειτο κέρδος επεξεργασίας. Στην παρούσα μελέτη εξετάστηκε η παραγωγή 2,3-βουτανοδιόλης από πέντε στελέχη της οικογένειας Enterobacteriacae με πηγές άνθρακα εμπορικά σάκχαρα, ενώ το καλύτερο από τα πέντε στελέχη επιλέχθηκε για παραγωγή 2,3-βουτανοδιόλης από το εκχύλισμα φρούτων και το υδρόλυμα λαχανικών.

Nowadays, demand for alternative resources for the production of energy and commodities, has increased. Petroleum based fuels, commodity chemicals and polymers can also be produced via microbial fermentation. Food waste is produced every year at huge quantities while waste management has not been widely explored so far. In 2013 279,740,040 tones of vegetables and 39,994,326 tones of fruit were produced worldwide. Of all waste arising, more than 25.8% per weight includes vegetables and 15.8% includes fruit. Fruit main fraction consists of carbohydrates ( sucrose, fructose and glucose) while vegetables are rich in structural domains like lignin, cellulose and hemicelluloses with monosaccharides (glucose, xylose, galactose, mannose, arabinose) being their fundamental units. Extraction of value added products, such as phenolic compounds from vegetables and pectins from fruit, could enhance the profit of the process. In this study, bacterial BDO production by five microorganisms was examined utilizing the main monosaccharides of fruit and vegetable waste. The most promising microorganism was selected for the production of BDO from fruit extract and vegetable hydrolysate.