Studija kvasca pronalazi rješenje za pročišćavanje otpadnih voda mlinova za masline

Rezime

Studija u časopisu Fermentation istražuje upotrebu kvasca Yarrowia lipolytica za pretvaranje otpadnih voda iz mlinova za masline u vrijedne spojeve za različite industrije, rješavajući problem onečišćenja otpadnim vodama u industriji maslinovog ulja. Iako kvasac pokazuje obećavajuće rezultate, izazovi poput varijabilnosti otpadnih voda, interferencije spojeva i ekonomskih čimbenika moraju se riješiti za široku primjenu u učinkovitom pročišćavanju i korištenju otpadnih voda iz mlinova za masline.

Nova studija, objavljeno u časopisu Fermentation, ispitalo je upotrebu nekonvencionalnog kvasca Yarrowia lipolytica pretvoriti otpadne vode iz mlinova za masline u visokovrijedne spojeve s primjenom u širokom rasponu industrija, uključujući biogoriva, prehrambenu i farmaceutski proizvodi.

Industrija maslinovog ulja stvara značajnu količinu otpadnih voda, s procjenama koje prelaze 30 milijardi litara godišnje diljem svijeta. 

Ova voda je snažan i problematičan zagađivač, karakteriziran visokom slanošću i električnom vodljivošću, kao i visokom kiselošću i velikim količinama organskih i fenolni spojevi.

Zbog tih karakteristika štetan je za mikrobe u tlu, vodeni svijet i dugoročno zdravlje tla. Fenolni spojevi, posebno, doprinose otpornosti otpadnih voda na pročišćavanje, inhibirajući rast mikroba.

Velika većina otpadnih voda iz prerađevina maslina trenutno se odlaže na jedan od dva načina. Prvi je putem isparivača, što dovodi do povećanog onečišćenja zraka zbog ispuštanja štetnih i kiselih plinova poput metana i sumporovodika, te onečišćenja tla i podzemnih voda zbog ispiranja.

Drugi je putem njegove upotrebe kao organskog gnojiva na poljoprivrednom zemljištu. Međutim, postoji i sve veća zabrinutost zbog ove prakse. 

Studije su pokazale da dugotrajna i ponovljena primjena gnojiva na tlu dovodi do nakupljanja fenolnih spojeva, soli i teških metala u tlu, smanjene mikrobne raznolikosti i aktivnosti, široko rasprostranjenog utjecaja na divlje životinje te na kraju sterilizacije i dezertifikacije zemljišta.

Nekoliko mikrobnih organizama predloženo je kao kandidati za pročišćavanje otpadnih voda iz mlinova za masline. Istraživači vjeruju da su od njih Yarrowia lipolytica ističe se ne samo zbog svoje sposobnosti da uspijeva u okruženjima siromašnim hranjivim tvarima, kiselim i bogatim fenolima, već i zbog niza vrijednih tvari koje može proizvesti.

Između ostalih spojeva, kvasac može sintetizirati lipaze, važne u sektorima kao što su prerada hrane, farmaceutski proizvodi i biogoriva; limunsku kiselinu, koja se koristi u raznolikim industrijama poput proizvodnje deterdženata, galvanizacije i štavljenja kože; te poliole, uključujući manitol, eritritol i arabitol, koji se primjenjuju u proizvodima kao što su niskokalorična sladila i humektanti.

Kvasac također sintetizira ulja iz pojedinačnih stanica, bogata oleinskom i linolnom kiselinom, koja su pogodna za upotrebu kao biodizel ili kao dodaci prehrani. 

Moduliranjem uvjeta uzgoja poput razine kisika, pH i izvora ugljika, proizvodnja se može prilagoditi različitim krajnjim namjenama. Dobiveni lipidni profili mogu čak imitirati kakao maslac ili poslužiti kao prekursori za derivate ricinolne kiseline s različitim primjenama.

Istraživački tim naglašava da te mogućnosti znače da proces pročišćavanja otpadnih voda može doprinijeti prelasku na kružno gospodarstvo unutar industrije maslinovog ulja, potez koji podržava ne samo znanstvena zajednica već i državni i nadnacionalna vladina tijela, poput Europske unije.

Unatoč obećanju, široko rasprostranjena primjena Y. lipolytica za pročišćavanje i valorizaciju otpadnih voda mlinova za masline suočava se s nekoliko prepreka. 

Sastav otpadnih voda je vrlo varijabilan, a na njega utječu čimbenici poput sorte maslina, metode ekstrakcije i sezonskih uvjeta, između ostalog. Ta varijabilnost komplicira standardizaciju i učinkovitost procesa.

Osim toga, spojevi, posebno fenoli i soli, mogu smanjiti mikrobnu aktivnost ili prinos proizvoda. Dok neki sojevi podnose ove uvjete, drugima je potrebno razrjeđivanje, prethodna obrada ili suplementacija kako bi se održala učinkovitost.

Ekonomski čimbenici također predstavljaju prepreke. Iako Y. lipolytica može rasti u nesterilnim, jeftinim medijima, veliki postupci zahtijevaju sustave s visokoenergetskim fazama, nizvodnu obradu i pristup tržištu za bioproizvode.

Međutim, istraživači vjeruju da, uz dovoljno istraživanja usmjerenih na ključna područja, kvasac predstavlja ekonomski isplativ način za otključavanje potencijala otpadnih voda iz mlinova maslina, uz istovremeno sigurno uklanjanje iz okoliša. 

Upućuju na studije dokazivanja koncepta i znatan broj postojeće literature koji podupiru ovo stajalište.

• Znanost o okolišu i istraživanje onečišćenja
• Časopis za analitičke znanosti i primijenjenu biotehnologiju