Bioprocesingeniører genvinder glucosinolat fra oliefrømel

Olien udvundet af formalede frø af camelina og carinata, oliefrøplanter fra sennepsfamilien, kan bruges som flybrændstof. Imidlertid, med oliepriser på et rekordlavt niveau, det er økonomisk udfordrende. Disse lovende biobrændstofkilder kan være et stop tættere på virkeligheden på grund af udvinding af et stof kaldet glucosinolat.

Glucosinolat er en af ​​de bioaktive forbindelser, der er tilbage, efter at olien er blevet ekstraheret, ifølge bioprocesingeniør Zhengrong "Jimmy" Gu, en lektor ved South Dakota State University. Han og ph.d.-studerende Yuhe Cao udviklede et middel til at udvinde glucosinolat fra oliefrømelet, hvilket kan føre til værdifulde anvendelser af kemikaliet.

Som svar på den amerikanske flådes Great Green Fleet Initiative til at udvikle biobrændstof fra nonfood oliefrø, SDSU-forskere har bestemt egnetheden og bæredygtigheden af ​​oliefrøafgrøder i Dakotas og vurderet frøenes olie- og brændstofegenskaber siden 2012. Camelina og carinata er to af de oliefrø, der undersøges. Forskningen er støttet gennem South Dakota lovgivende finansiering af South Dakota Oilseeds Initiative, industripartnere og føderal finansiering via North Central Sun Grant Center.

Bill Gibbons, midlertidig associeret direktør for South Dakota Agricultural Experiment Station, som fører tilsyn med oliefrøforskningen, sagde, "Ved at udnytte alle oliefrøkomponenterne bedst muligt vil vi hjælpe os et skridt tættere på at gøre vedvarende biobrændstoffer til en økonomisk levedygtig mulighed."

Målet er at bidrage til at gøre biobrændstofproduktion rentabel, uden statstilskud, Gu forklarede. Hans glucosinolatforskning er støttet af det amerikanske energiministerium gennem Sun Grant Initiative, som understøtter udviklingen af ​​vedvarende, biobaserede energiteknologier, og South Dakota Oilseeds Initiative.

Cao, som arbejdede i et membranfiltrerings- og separationsfirma i fire år, før han begyndte sit doktorgradsarbejde, ekstraherer glucosinolatet med ethanol og bruger derefter membranfiltrering til at fjerne urenheder, såsom proteiner. Derefter bruger han en ionbyttersøjle til yderligere at rense glucosinolatet.

Efter isolation, glucosinolatet vil være stabilt, og ikke nedbrydes eller hydrolyseres til isothiocyanater, nitriler og thiocyanater af enzymet, Gu forklarede.

Tilstedeværelsen af ​​glucosinolat begrænser mængden af ​​camelina- og carinata-mel, der kan inkorporeres i dyrefoder til 10 procent. "Det er meget giftigt, " påpegede han, og det er den toksicitet, som Gu ønsker at bruge - til at dræbe svampe og ukrudt eller endda kræftceller.

"Hvis vi genvinder det, og samtidig give de faste stoffer tilbage til brug som dyrefoder, vi har et win-win spil, " sagde Gu, der leder efter samarbejdspartnere til at hjælpe med at udvikle værdifulde anvendelser af glucosinolat.