Texas A&M Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, doğada çözünebilir biyoplastikler üretmek amacıyla kara asker sineklerinin leşlerinden kitin çıkarıyorlar.
Amerikan Kimya Derneği’nin (ACS) sonbahar toplantısı olan ACS Sonbahar 2023’te sunulan çözüm, kara asker sineklerinin yetiştirilmesinden sonra geride kalan atık ürünlerden yararlanmayı amaçlıyor. Larvaları içerdikleri çeşitli proteinler ve besleyici bileşikler nedeniyle hayvan yemi ve atık tüketimi için yetiştirilirken, yetişkin sineklerin üreme sonrasında ömürleri kısadır.
Baş araştırmacı Karen Wooley (Ph.D.), karkasların, böceklerin ve kabukluların dış iskeletlerini güçlendiren, toksik olmayan, biyolojik olarak parçalanabilen, şeker bazlı bir polimer olan yüksek düzeyde kitin içerdiğini tespit etti.
Karides ve yengeç kabukları halihazırda paketleme endüstrisinde kitin kaynağı olarak kullanılmaktadır, ancak böcek türevli kimyasalların izolasyonu, saflaştırılması ve rakip uygulamalara sahip fonksiyonel biyoplastiklere dönüştürülmesiyle, larva yerine yetişkin sineklerin kullanılması diğer sineklerle herhangi bir geçişi önler. Hayvan yemi gibi uygulamalar.
Baş araştırmacı Karen Wooley, Ph.D: “Grubum 20 yıldır şeker kamışından veya ağaçlardan elde edilen glikoz gibi doğal ürünleri, çevrede kalıcı olmayan parçalanabilir, sindirilebilir polimerlere dönüştürmek için yöntemler geliştiriyor” diyor. . “Fakat bu doğal ürünler aynı zamanda gıda, yakıt, inşaat ve ulaşım için de kullanılan kaynaklardan elde ediliyor.”
Yüksek lisans öğrencisi Cassidy Tibbetts, karkaslardan kitin tozunu çıkarmak ve saflaştırmak için etanol durulamaları, asidik demineralizasyon, bazik deproteinizasyon ve ağartıcı renk giderme işlemlerini uyguluyor. Geleneksel kitinin sarımsı rengini ve topak topak dokusunu ortadan kaldırmanın yanı sıra, bu işlemin potansiyel tehlikeleri de önlediği düşünülüyor. Diğer kaynaklardan ortaya çıkan çevredeki deniz ürünleri alerjileri.
Tibbetts şöyle açıklıyor: “Tam anlamıyla çöp olan bir şeyi alıyoruz ve ondan faydalı bir şey yapıyoruz.” diye açıklıyor.
Bu arada, yüksek lisans öğrencisi Hongming Guo, sinek kitini saflaştırarak polimer kitosan haline getirmeye çalıştı; bu süreç, kimyasal olarak reaktif amino gruplarını ortaya çıkarmak, işlevselleştirmek ve çapraz bağlamak için kitinin asetil gruplarının soyulması anlamına geliyor. Bunu yaparak biyoplastikler oluşturulabilir.
Böyle bir biyoplastik, süper emici bir hidrojel olup, bir dakikada ağırlığının 47 katı kadar suyu emebildiği bildirilen bir 3 boyutlu polimer ağıdır. Aynı zamanda biyolojik olarak parçalanabilir olduğu söyleniyor, bu da moleküler bileşenlerinin kademeli olarak mahsuller için besin olarak salınabileceği anlamına geliyor.
Ekip şimdi kitini monomerik glikozaminlere veya petrokimya bazlı alternatiflerin yerini alacak polikarbonatlar, poliüretanlar ve diğer biyoplastikleri üretmek için kullanılabilecek küçük şeker moleküllerine ayırmayı planlıyor. Sinek karkaslarında bulunan proteinler, DNA, yağ asitleri, lipitler, vitaminler ve diğer bileşiklerin de yakın gelecekte başlangıç malzemesi olarak kullanılması ümit ediliyor.
Bu yapı taşlarından yapılan tüm ürünler, döngüsel ekonomiye katkıda bulunma ve plastik kirliliği krizinin şiddetlenmesini önleme umuduyla, imha edildiklerinde bozunacak veya sindirilecek şekilde tasarlanacak.
Wooley, “Sonuçta, böceklerin besin kaynağı olarak atık plastiği yemesini istiyoruz ve ardından onları tekrar toplayıp bileşenlerini toplayarak yeni plastikler üreteceğiz” diye bitiriyor. “Yani böcekler sadece kaynak olmakla kalmayacak, aynı zamanda tüketmek atılan plastikler.”
Benzer bir haberde, Çin’in Harbin kentindeki Kuzeydoğu Tarım Üniversitesi’ndeki bilim insanları, kitosan/kitin ve yeşil soğan çiçeği ekstraktından yapılan nanofiber aktif gıda ambalajını tanıttı. Kitinin, saf PE filmlere kıyasla muzların raf ömrünü uzattığı, ayrıca filmin bariyer, mekanik, antimikrobiyal ve antioksidan özelliklerini iyileştirdiği söyleniyor.
Ek olarak, Wood ve CuanTec arasındaki işbirliği kapsamında kabuklu deniz hayvanlarını işleyebilen ve ilaç, kozmetik ve gıda endüstrilerinde kullanılmak üzere kitin türetebilen yeni ayırma tesisleri de geliştirilme aşamasındadır.
