Раковины ракообразных и древесные отходы, такие как обрезанные с деревьев ветки, обычно попадают на свалки. Однако эти отходы могут получить новую жизнь в качестве пищевых добавок и лекарств с помощью нового процесса, разработанного исследователями из Национального университета Сингапура (NUS).

Детали нового метода переработки описаны в статье для Angewandte Chemie International Edition.

Команда под руководством доцента Янь Нин и доцента Чжоу Канга из отдела химической и биомолекулярной инженерии инженерного факультета NUS разработала метод превращения раковин креветок и крабов в левадопу (L-DOPA), широко используемый препарат для лечения болезни Паркинсона. Аналогичный метод можно использовать для преобразования древесных отходов в пролин, который необходим для образования здорового коллагена и хрящей.

Подход команды NUS к переработке отходов может сыграть решающую роль в химической промышленности. Поиск и создание соединений, полученных из отходов, набирает обороты в стремлении снизить зависимость от использования невозобновляемых ископаемых видов топлива и энергоемких процессов.

Вообще, в мировой пищевой промышленности ежегодно образуется до восьми миллионов тонн отходов из панциря ракообразных. В то же время в Сингапуре в 2019 году образовалось более 438 000 тонн древесных отходов, среди которых есть обрезанные ветки с деревьев и опилки из мастерских. Разработка способов переработки этих пищевых и сельскохозяйственных отходов в полезные соединения принесет пользу, не нагружая свалки новым мусором.

Революционность подхода исследователи NUS в том, что придумали способ переработки отходов, сочетающий химический подход с биологическим процессом.

Исследовательская группа NUS во главе с доцентом Янь Нином (слева) и доцентом Чжоу Каном (справа) разработала интегрированный процесс вторичной переработки для производства ценных аминокислот из отходов. Предоставлено: Национальный университет Сингапура.

Сначала они применили химические процессы к отходам и превратили их в вещество, которое могут «переваривать» микробы. Второй этап включал в себя биологический процесс, похожий на ферментацию винограда в вино. Ученые создали особые штаммы бактерий для преобразования вещества, полученного в химическом процессе, в более ценный продукт — аминокислоты.

Команде NUS потребовалось четыре года, чтобы разработать свой метод и применить его для получения ценных химикатов из возобновляемых источников экологически безопасным способом. Методология команды NUS может быть применена к различным типам отходов, и они могут адаптировать процесс в зависимости от типа отходов, а также целевого конечного продукта.

Двигаясь вперед, команда стремится адаптировать свой уникальный процесс к другим видам отходов , таким как двуокись углерода и макулатура. Такое развитие уменьшило бы зависимость общества от невозобновляемых ресурсов для приобретения химических веществ, которые сегодня являются важными составляющими многих пищевых добавок и лекарств.

Исследовательская группа также планирует расширить процессы, разрабатываемые в настоящее время в их лабораториях, и работать с промышленными партнерами над коммерциализацией этой технологии.