Odpady dla zdrowia i urody

Każdego roku polskie zakłady produkujące skrobię ziemniaczaną wytwarzają 100 tys. litrów wody sokowej. Z kolei efektem ubocznym produkcji biodiesla jest 100-150 tys. ton gliceryny. Naukowcy z SGGW wpadli na pomysł jak te odpady zagospodarować. Opracowali metodę, za pomocą której z produktów tych można otrzymać wartościowe substancje przydatne w produkcji żywności, kosmetyków, a nawet preparatów farmaceutycznych. Pomogły im grzyby – konkretnie drożdże.

Mikroskopijne fabryki

Naukowcy z Zakładu Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności Wydziału Nauk o Żywności SGGWniezwykłymi właściwościami drożdży interesują się od lat. „Te organizmy mają duży potencjał biochemiczny przy niewielkich wymaganiach pokarmowych. By żyć, rosnąć i się rozmnażać, wystarczy im tylko trochę węgla i azotu. Są absolutnie niewybredne i niewymagające, a w dodatku w produkowanej przez nie biomasie można znaleźć cenne substancje chemiczne takie jak glukany czy kwasy tłuszczowe wielonienasycone”­ mówi dr hab. Stanisław Błażejak, prof. SGGW.

Wykorzystywanie drożdży jako mikroskopijnych fabryk nie jest w nauce i przemyśle niczym nowym. Zespół naukowców z SGGW wpadł jednak na pomysł, jak tę produkcję uczynić znacznie bardziej opłacalną. „Na pożywienie dla drożdży szukaliśmy czegoś, co jest tanie i łatwo dostępne. Znaleźliśmy – glicerynę odpadową jako źródło węgla i zawierającą azot wodę sokową. Na bazie tych dwóch składników udało nam się stworzyć podłoże dla drożdży o wydajności zbliżonej do modelowych podłoży laboratoryjnych, które w dodatku ma ciekawe właściwości. Okazało się, że drożdże karmione wodą sokową i gliceryną budują znacznie grubsze ściany komórkowe, co bezpośrednio przekłada się na wzrost wydajności pod względem ilości otrzymywanego glukanu” – mówi prof. Błażejak.

Glukan to nie jedyny związek chemiczny, który możemy otrzymać z drożdżowej fabryki. Na opracowywanych przez nas podłożach drożdże nie tylko budują grube ściany komórkowe, lecz także  syntetyzują wartościowe składniki wewnątrzkomórkowe. Są to związki lipidowe  oraz białka. „Lipidy drożdżowe charakteryzują się korzystnym z punktu widzenia żywieniowego składzie kwasów tłuszczowych, a w szczególności są bogate w kwasy omega-9  oraz omega-3. Natomiast  białka  pozyskiwane z  naszych drożdży są zasobne w lizynę, która jest aminokwasem niedoborowym w diecie ludzi i zwierząt” - mówi dr inż. Iwona Gientka.

W drożdżowych fabrykach w zależności od ustawionych parametrów możemy więc nastawić się na produkcję samych glukanów albo związków lipidowych, bądź też pozyskiwać całe komórki drożdży, które same w sobie także są wartościowe i mogą być wykorzystywane na wiele różnych sposobów. „Obecnie prowadzimy dalsze badania nad możliwościami produkcji tych metabolitów w warunkach przemysłowych oraz jak najbardziej efektywnymi technologiami wyodrębniania składników z biomasy. Szukaliśmy metod łatwych, szybkich i względnie tanich. Wypróbowaliśmy między innymi  metody oparte na właściwościach autodestrukcyjnych komórek i ultradźwiękach. Jak dotąd najbardziej skuteczne okazało się mechaniczne rozrywanie komórek drożdży w młynku kulkowym. W ten sposób otrzymaliśmy preparat zawierający około 60% glukanu, a po dodatkowym procesie oczyszczania ponad 80%. To wynik porównywalny z tym osiąganym w niemieckich laboratoriach farmaceutycznych” – mówi dr inż. Anna Bzducha-Wróbel.

Bogactwo ze śmieci

W jaki sposób zostanie wykorzystane odkrycie naukowców z Zakładu Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, czas pokaże. Możliwości komercjalizacji tych badań są bardzo szerokie. Drożdżowe fabryki mogą być wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym oraz spożywczym.

Glukan ma właściwości aktywizujące układ autoimmunologiczny. Z tego względu doskonale nadaje się jako nośnik szczepionek doustnych dla zwierząt, a także składnik suplementów diety i kosmetyków. Wykazuje on także ciekawe właściwości detoksykacyjne – ma zdolność wiązania mykotoksyn w organizmie. Mógłby więc zostać wykorzystany  do produkcji pasz o właściwościach przeciwtoksycznych, nawet bez konieczności otrzymywania preparatów o wysokim stopniu oczyszczenia   – mówi dr inż. Anna Bzducha-Wróbel.

Ulga dla środowiska

Zagospodarowanie wody sokowej i gliceryny odpadowej ma także istotne znaczenie dla ochrony środowiska. Jeśli te substancje nie zostaną w odpowiedni sposób zutylizowane, będą dla niego kolejnym obciążeniem – mówi dr inż. Iwona Gientka. Zawierająca azot woda sokowa jest co prawda wykorzystywana do nawożenia pół, ale jej produkcja jest tak duża, że trzeba szukać innych sposobów pozbywania się jej. Ponadto wraz ze wzrostem zapotrzebowania na biodiesel zwiększa się także produkcja gliceryny odpadowej. Dzięki technologii opracowanej przez naukowców z SGGW to, co jest obciążającym środowisko odpadem, może zostać przekształcone w wartościowe produkty.

Anna Ziółkowska