Afval van olijfmolens gezien als een hernieuwbare hulpbron voor de productie van biosurfactanten

Het Middellandse-Zeegebied, met inbegrip van Spanje, Italië, Griekenland en Tunesië, produceert de overgrote meerderheid van de olijfolie ter wereld, waardoor tijdens het productieproces grote hoeveelheden vervuild afval vrijkomen.

Onderzoekers zijn actief op zoek naar strategieën om de enorme hoeveelheden bijproduct van de olijfmolen te verminderen die zowel ecologisch als economisch levensvatbaar zijn. Spanje, de grootste producent van olijfolie, heeft zich in het bijzonder geconcentreerd op het verminderen van deze afvallast en de impact ervan op het milieu.
Zie ook:Artikelen over duurzaamheid en milieu
Tijdens de extractiefase, een pasta die bekend staat als: alpeorujo of olijfmolenafval (OMW) wordt geproduceerd. Dit vaste afval is een rijke bron van polyfenolen die antimicrobiële activiteit vertonen en daardoor verdere biologische recycling remmen. Momenteel wordt alpeorujo gebruikt voor energieproductie die niet productief of kosteneffectief is.

Alpeorujo heeft ook grote hoeveelheden lignocellulose, restolie en mineralen die geschikt zijn als koolstofbron voor de groei van bacteriën.

Biosurfactanten (BS) zijn biologische en biologisch afbreekbare oppervlakteactieve moleculen die worden geproduceerd door fermentatie in verschillende chemische structuren zoals glycolipiden, vetzuren en fosfolipiden. Ze zijn ook superieure alternatieven voor synthetische oppervlakteactieve stoffen vanwege optimale stabiliteit en prestaties onder extreme omgevingsomstandigheden.

Het gebruik van deze verbindingen in bodemverbeterings-, voedsel-, medicijnen- en farmaceutische industrieën heeft verder een oneindige waarde toegevoegd als een ecologisch levensvatbare vervanging voor de chemisch geproduceerde oppervlakteactieve stoffen.

De hoge ontwikkelingskosten zijn echter een nadeel bij de grootschalige industriële productie van biosurfactanten en aanzienlijke procesoptimalisatie is vereist om economische duurzaamheid te garanderen.

Een strategie die wordt toegepast door de landbouw- en voedingsindustrie is het gebruik van afvalproducten zoals afgewerkte oliën, vetzuren en glycerol als koolstofbron door fermentatie om de bijbehorende productiekosten te verlagen.

Dit idee leidde een samenwerkende groep onderzoekers uit Spanje en Ierland naar het innovatieve gebruik van koolstofrijke alpeorujo bij de productie van biosurfactanten door middel van fermentatiesubstraten Pseudomonas aeruginosa en Bacillus subtilis-bacteriesoorten.

In een baanbrekende wending toonden dezelfde onderzoeksgroepen aan dat hydrolysevoorbehandeling van de OMW de biologische beschikbaarheid van de suikers die aanwezig zijn in alpeorujo aanzienlijk verhoogde, wat resulteerde in een duidelijke verbetering van de productie van biosurfactanten.

De wetenschappers ontdekten dat in vergelijking met zure of zuur-enzymatische voorbehandeling, de hoogste opbrengst aan oppervlakteactieve stof werd geproduceerd door enzymatische hydrolysevoorbehandeling van het afvalbijproduct.

De groep toonde ook aan dat het gebruik van OMW als de enige koolstofbron vergelijkbaar is met dat van glucose voor de productie van biosurfactanten, wat aangeeft dat grootschalige BS-productie haalbaar is tegen lagere kosten en een efficiënter substraat.

Bovendien was de productie van biosurfactanten niet alleen significant verbeterd met een verhoogde concentratie van OMW, maar was er ook een snellere doorlooptijd met het gehydrolyseerde voorbehandelingsproces.

De wetenschappers concludeerden dat ​"een geschikte hydrolysevoorbehandeling is een sleutelfactor voor een potentiële industriële productie van biosurfactant van OMW.”

De onderzoekers merkten op dat ​"terwijl veel agro-industriële residuen een soort fysieke voorbehandeling vereisen vóór de hydrolysefase, is OMW al vermalen, dus het gebruik ervan zal deze energie-intensieve stap vermijden. Dit geeft een groot voordeel ten opzichte van ander agro-industrieel afval van lignocellulose in een toekomstige ontwikkeling van een kosteneffectief BS-productieproces.”

• Ramírez, Ignacio Moya, et al. ​"Productie van rhamnolipiden en oppervlakteactieve stoffen uit afval van olijfoliefabrieken als enige koolstofbron.” Bioresource-technologie 198 (2015): 231 – 236


• Ramírez, Ignacio Moya, et al. ​"Hydrolyse van afval van olijfmolens om de productie van rhamnolipiden en oppervlakte-actieve stoffen te verbeteren.” Bioresource-technologie 205 (2016): 1 – 6