Biến đổi giá trị cao của Chitosan, cá và chất thải lông vũ

Chitosan: Một vật liệu sinh học có chức năng và kháng khuẩn mạnh mẽ

Một số dạng chitosan đã chứng minh được hoạt tính kháng khuẩn, kháng vi-rút, diệt côn trùng và diệt nấm mạnh mẽ:

• E. coli : Bị ức chế bởi chitosan có nguồn gốc từ tôm ( Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan tôm đối với Escherichia coli )
• Campylobacter spp. : Nhạy cảm với tác dụng kháng khuẩn của chitosan ( Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan đối với Campylobacter spp. )
• Salmonella Typhimurium : Giảm đáng kể trên bề mặt da gà khi xử lý bằng chitosan ( Tác dụng của Chitosan như một chất khử trùng sinh học… )
• MRSA (Staphylococcus aureus kháng methicillin) : Có tác dụng hiệu quả với các chế phẩm chitosan amin hóa và bậc bốn ( Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan dẫn xuất amin… )

Các vật liệu tổng hợp gốc chitosan cũng thể hiện các đặc tính kháng vi-rút, bao gồm hoạt động chống lại vi-rút cúm A H1N1 ( Hoạt động kháng vi-rút của vật liệu tổng hợp nano bạc/chitosan chống lại H1N1… ), và cả chitosan và oligo-chitosan đều đã chứng minh tiềm năng diệt côn trùng và diệt nấm, khiến chúng trở thành công cụ đầy hứa hẹn trong nông nghiệp bền vững ( Hoạt động diệt côn trùng và diệt nấm của Chitosan và Oligo-chitosan ).

Iceland: Một mô hình nghề cá không rác thải

Iceland là một ví dụ nổi bật về tối ưu hóa tài nguyên trong ngành công nghiệp hải sản. Theo truyền thống, có tới 60% cá tuyết bị thải bỏ như rác thải. Ngày nay, với công nghệ xử lý sinh học tiên tiến và đổi mới chuỗi giá trị, rác thải đó được chuyển đổi thành các sản phẩm chăm sóc sức khỏe và mỹ phẩm cao cấp.

Trong khi một miếng phi lê cá tuyết được bán với giá khoảng 12 đô la, thì các sản phẩm phụ – sau khi bị loại bỏ – hiện có thể được chế biến thành hàng hóa có giá trị lên tới 3.500 đô la cho mỗi con cá ( Người Iceland biến cá tuyết giá 12 đô la thành các sản phẩm trị giá 3.500 đô la ). Sự thay đổi này phản ánh xu hướng rộng hơn, trong đó các ngành công nghiệp khai thác giá trị tối đa từ sinh khối từng được coi là vô giá trị. Nó chứng minh cách tái sử dụng thông minh các sản phẩm phụ có thể:

• Tạo ra các luồng sản phẩm có giá trị cao
• Giảm áp lực môi trường
• Thúc đẩy tạo việc làm và phát triển bền vững

Chất thải lông vũ: Từ gánh nặng thải bỏ đến mỏ vàng protein

Trên toàn cầu, hơn 10.000 tấn chất thải lông vũ được tạo ra mỗi ngày, đặt ra những thách thức lớn về xử lý do cấu trúc giàu keratin (90% keratin) có khả năng chống lại sự phân hủy tự nhiên cao ( AeroPowder ).

Tuy nhiên, những đổi mới về công nghệ sinh học đã mở ra những khả năng mới:

Lên men lông vũ và Protein thức ăn

Bằng cách sử dụng Bacillus licheniformis (chủng PWD-1), lông vũ có thể được lên men thành dịch phân hủy giàu protein, khi bổ sung thêm các axit amin quan trọng, có hiệu quả tương đương với bột đậu nành trong chế độ ăn của động vật ( Đánh giá sản phẩm lên men lông vũ từ vi khuẩn… ).

• Quá trình lên men không chỉ loại bỏ chất thải mà còn tạo ra nguồn protein giàu dinh dưỡng, tiết kiệm chi phí, phù hợp cho vật nuôi.

Tiến sĩ Jason Shih, Giáo sư tại Đại học bang North Carolina, đã chứng minh thêm rằng keratinase, loại enzyme chịu trách nhiệm phân hủy lông vũ, cũng phân hủy prion, do cấu trúc protein có sự tương đồng ( ENZYM ĐƯỢC PHÁT HIỆN CÓ THỂ PHÂN HỦY PRION ).

Ứng dụng công nghiệp của Keratinase

Vi khuẩn phân hủy keratin như Bacillus subtilis 1273 và nấm như Aspergillus niger đã chứng minh hiệu quả trong việc phân hủy lông. Ngoài thức ăn, enzyme keratinolytic có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp trong:

• Chất tẩy rửa và mỹ phẩm
• Chế biến da và dệt may
• Khử trùng y tế
• Thuốc trừ sâu sinh học
• Vô hiệu hóa prion ( Sản xuất keratinase bởi Bacillus spp… | Phân hủy chất thải lông vũ bởi Aspergillus niger )

Hướng tới thực phẩm cho con người và nhựa sinh học

Các nhà khoa học tại Đại học Lund (Thụy Điển) đã chứng minh quá trình biến đổi lông gà thành protein có thể ăn được cho con người:

• Từ 1 kg lông vũ có thể thu được 900 gam protein dễ tiêu hóa.
• Toàn bộ protein keratin đều được sử dụng, cho thấy tiềm năng thay thế bột cá hoặc đậu nành trong chế độ ăn của cả người và động vật ( Lông chim thải ra được biến thành thức ăn ).

Song song đó, các nhà nghiên cứu cũng đang khám phá việc sử dụng lông vũ trong nhựa sinh học. Lông vũ có thể được kết hợp với polyme phân hủy sinh học để tạo ra vật liệu có thể phân hủy phù hợp cho bao bì và ứng dụng công nghiệp ( Biến lông gà thành nhựa | Nhựa lông gà?! ).

---

Kết luận: Đánh giá chất thải như một sáng kiến ​​tuần hoàn

Cho dù đó là vỏ tôm biến thành chitosan, phụ phẩm cá tuyết biến thành mỹ phẩm hay lông gà được tái chế thành thực phẩm hoặc nhựa, những ví dụ này đều nhấn mạnh tiềm năng to lớn của những thứ vốn được coi là rác thải.

Bằng cách áp dụng quá trình lên men công nghệ sinh học, chế biến bằng enzym và đổi mới sản phẩm, các ngành công nghiệp có thể:

• Loại bỏ ô nhiễm ngay từ nguồn
• Thay thế vật liệu không bền vững
• Tạo ra các nguồn doanh thu mới
• Hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn, không rác thải

Tác giả: Đội ngũ nông dân ASEAN