2024/06/23 @國際
美國康乃狄克大學的研究團隊開發了一種可持續回收甲殼素的方式,使用天然化學物質製成溶劑,萃取出甲殼素,並減少環境衝擊。
示意圖
透過減少、重複使用、回收和再利用等方式,達到永續生活的目的,然而,這些方式的處理過程可能需使用大量化學物質,間接導致環境破壞及資源浪費等問題,像是回收甲殼類等含甲殼素(Chitin)的海鮮廢料。
甲殼素為地球上第二豐富的生物聚合物(biological polymer),估計每年由昆蟲和甲殼類動物產生 1,000 億噸,僅次於植物產生的纖維素;甲殼素可用於多種用途,包括食品包裝、堆肥及化妝品等,但在分解過程中需使用強酸等刺激性化學物質,這些化學物質的腐蝕性可能會對環境產生負面影響,且需大量的水來中和,造成資源浪費等問題。因此,美國康乃狄克大學農業健康與自然資源學院(UConn's College of Agriculture, Health, and Natural Resources)的研究團隊為解決此問題,針對含甲殼素的海鮮廢棄物進行研究,找出永續回收並減少環境破壞及資源浪費的方式。
由於甲殼素為多醣體,需依靠腐蝕性化學物質進行分解,為此,研究團隊使用食物中天然的化學物質,蘋果酸(malic acid)、乳酸(lactic acid)、常用作食品添加劑的氯化膽鹼(choline chloride)及作為糖替代品的甘油(glycerol),組合形成一種黏稠溶液,稱為三混深共熔溶劑(ternary deep eutectic solvents, TDESs),此溶劑可將甲殼素與蛋白質和碳酸鈣等成分分離,並溶解不需要的成分,留下純化形式的甲殼素,此外,透過調整溶劑比例,可控制甲殼素的加工程度,「微調」最終產品的分子量,目前可製成300至100,000 公斤道爾頓(Dalton)的分子量。由於溶劑源自於食品,性質溫和不具強酸腐蝕性,因此不需使用大量的水中和即可安全處置,且至少可重複使用三次,使處理過程成本降低,並減少資源浪費及環境破壞等問題。
除研發回收海鮮廢料的環保方式外,研究團隊希望能將萃取出的甲殼素發揮最大效益,因此研究一種超聲波處理技術,於萃取過程中,將甲殼素轉化為奈米甲殼素,並假設這種奈米甲殼素的纖維能夠被作物或植物吸收,提高產量或在土壤中發揮生物刺激作用,藉此,或許可使海鮮廢料成為增值產品,且達到永續發展的目標。【延伸閱讀】- 【循環】蝦子廢棄物革命:釋放有效的抗氧化劑,促進健康與永續發展
資料來源
文章摘譯