Adskillelse af ølaffald til proteiner til fødevarer, og fiber til biobrændstoffer

Både hjemmebryggere og større producenter oplever det samme resultat af ølfremstillingsprocessen:høje rester af korn. Når al smagen er ekstraheret fra byg og andre kerner, det, der er tilbage, er et protein- og fiberrigt pulver, der typisk bruges i kvægfoder eller sættes på lossepladser. I dag, forskere rapporterer om en ny måde at udvinde proteinet og fibrene fra bryggeriets brugte korn og bruge det til at skabe nye typer proteinkilder, biobrændstoffer og mere.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på forårsmødet i American Chemical Society (ACS).

"Der er et kritisk behov i bryggeriindustrien for at reducere affald, " siger Haibo Huang, Ph.d., projektets hovedforsker. Hans team samarbejdede med lokale bryggerier for at finde en måde at omdanne rester af korn til værdiskabende produkter.

"Brugt korn har en meget høj procentdel af protein sammenlignet med andet landbrugsaffald, så vores mål var at finde en ny måde at udtrække og bruge det på, " siger Yanhong He, en kandidatstuderende, der præsenterer arbejdet på mødet. Både Huang og He er på Virginia Polytechnic og State University (Virginia Tech).

Håndværksbrygning er blevet mere populær end nogensinde i USA. Denne øgede efterspørgsel har ført til en stigning i produktionen, genererer en stor stigning i affaldsmateriale fra bryggerier, 85% heraf er brugt korn. Dette biprodukt indeholder op til 30% protein og op til 70% fiber, og mens køer og andre dyr måske er i stand til at fordøje brugt korn, det er svært for mennesker at fordøje det på grund af dets høje fiberindhold.

For at omdanne dette affald til noget mere funktionelt, Huang og He udviklede en ny vådformalingsfraktioneringsproces for at adskille proteinet fra fiberen. Sammenlignet med andre teknikker, den nye proces er mere effektiv, fordi forskerne ikke først skal tørre kornet. De testede tre kommercielt tilgængelige enzymer - alcalase, neutrase og pepsin - i denne proces og fandt ud af, at alcalasebehandling gav den bedste adskillelse uden at miste store mængder af nogen af ​​komponenterne. Efter et sigtetrin, resultatet blev et proteinkoncentrat og et fiberrigt produkt.

Op til 83 % af proteinet i det brugte korn blev genindfanget i proteinkoncentratet. Oprindeligt foreslog forskerne at bruge det ekstraherede protein som en billigere, mere bæredygtig erstatning for fiskemel til foder til opdrættede rejer. Men for nylig, Huang og He er begyndt at udforske at bruge proteinet som en ingrediens i fødevarer, imødekomme forbrugernes efterspørgsel efter alternative proteinkilder.

Imidlertid, der stadig forlod det resterende fiberrige produkt uden en specifik brug. Sidste år, Huangs postdoc-forsker Joshua O'Hair, Ph.d., rapporteret at finde en ny art af Bacillus lichenformis i et forår i Yellowstone National Park. I avisen, de bemærkede, at bakterierne kunne omdanne forskellige sukkerarter til 2, 3-butandiol, en forbindelse, der bruges til at fremstille mange produkter, såsom syntetisk gummi, blødgørere og 2-butanol, et brændstof. Så, Han forbehandlede den ekstraherede fiber med svovlsyre, derefter nedbrydes det til sukker fra cellulose og hemicellulose. Hun fodrede derefter sukkeret til mikroben, producerer 2, 3-butandiol.

Næste, holdet planlægger at arbejde på at opskalere processen med at adskille protein- og fiberkomponenterne for at holde trit med mængden af ​​brugt korn, der genereres på bryggerier. De arbejder også sammen med kolleger for at bestemme den økonomiske gennemførlighed af separationsprocessen, da de enzymer, der i øjeblikket bruges til at adskille protein- og fiberkomponenterne, er dyre. Huang og Han håber at finde passende enzymer og grønne kemikalier for at gøre denne proces endnu mere bæredygtig, skalerbar og overkommelig.