Так само як целюлоза, лігнін і жири, білки є поновлюваною сировиною. Однак їх потенціал для хімічної промисловості залишається невикористаним. Дослідницькі групи Інституту технологічного проєктування та упаковки ім. Фраунгофера IVV, Німеччина, сподіваються змінити це. Ідея вчених полягає в тому, щоб використовувати багатообіцяючі техно-функціональні властивості рослинних білків для промислового застосування.
Хоча білки з рослинних джерел грали ключову роль в хімічній промисловості сто років тому, наприклад, як сполучний матеріал або клей, їх використання скорочувалося після буму в нафтохімічній промисловості. Партнери, які беруть участь в проєкті TeFuProt прагнуть змінити це і отримати білки для промислового застосування з сільськогосподарських відходів. Метою цього біоекономічного підходу є протидія дефіциту і довгостроковому зростанню цін на викопну сировину і використання відновлюваних джерел як альтернативи нафти.
Обробка сільськогосподарської сировини, такої як насіння ріпаку, призводить до отримання великої кількості білка. Такі білки є побічним продуктом вилучення ріпакової олії. Залишкові білкові побічні продукти – ріпаковий шрот та ріпаковий макуха – досі використовувалися в основному як продукт харчування у тваринництві. Але це використання обмежене через вміст в них гірких речовин.
Завдяки своїм функціональним властивостям, таким як здатність утворювати піни, гелі та плівки, а також утримувати воду, білкові фракції ріпакової макухи мають величезний потенціал для широкого спектра технічних застосувань. Вони ідеальні як добавка для фарб, лаків, клеїв, мастил, будівельних матеріалів, миючих засобів і полімерів.
“Рослинні білки відкривають двері для розробки нових, екологічно чистих продуктів на біологічній основі з покращеними властивостями. Це також знижує нашу залежність від викопних ресурсів і сприяє розвитку екологічно безпечного виробництва”, – говорить Андреас Фетцер, вчений з Інституту Фраунгофера технологічного проєктування та упаковки
Щоб використовувати весь потенціал распса, вчені провели дослідження. Мета – виділити білки з ріпакового шроту і макухи, а також розробити необхідні процеси. Крім того, біологи відповідали за модифікацію білків і попередню рецептуру.
Також в рамках дослідження вчені проаналізували технофункціональні властивості рослинних білків з ріпаку – розчинність, піноутворення і емульгування, а також якості утворення плівки.
Плівкоутворювальні властивості, зокрема, показали себе особливо добре. «При сушінні білків, розчинених у воді, до якої було додано пластифікатор на біологічній основі, в чашці Петрі вода випаровується, і білки зшиваються, утворюючи стабільну плівку. Таким чином, білки в основному підходять як альтернативна сполучних речовин в лакофарбових матеріалах, морилки для деревини або покриттях паркету, які зазвичай містять сировину на нафтовій основі. Акрилати, наприклад, можуть бути замінені білковими препаратами », – пояснює Фетцер. Крім того, білки демонструють здатність ефективно зв’язувати барвники або діяти як бар’єри. Це продемонструвало додаткову перевагу покриття на білковій основі, особливо в деревообробній промисловості: барвники ефективно запобігали «витікання» з деревини.
Фетцер і його колеги успішно відновили чотири типи білка за допомогою чотирьох абсолютно різних процесів. Вчені знежирити подрібнили та розчинили макуху з ріпакової макухи в воді. Потім суміш центрифугують, щоб відокремити тверді частинки від рідин. Після цього водний екстракт очищають. У витягнутих білкових ізолятів вміст білка досягає понад 90%.
Робота німецьких вчених привела до створення перспективних продуктів, деякі з яких вже доступні як прототипи. До них належать біорозкладні плівки як пакувального матеріалу для пакетів з миючими засобами, а також деревоволокнистих плит із залишків виробництва і зв’язуючі агенти, модифіковані рапсовим білком. Вогнестійкі ізоляційні піни для будівельної індустрії або одержані формуванням піни для упаковки, захисту волокон та інгібіторів переносу барвника в екологічно чистих миючих засобах для прання, згущуючі компоненти для мастил або сполучні для лаків і добавки в універсальні засоби для чищення дерев’яних поверхонь завершують список інноваційних екологічних продуктів.
Натхнення: hightech.fm