Scienziati della Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) ha sviluppato un modo ecologico per creare chitina, utilizzando due forme di scarto alimentare - gusci di gamberi e frutta scartata - e facendoli fermentare.

La chitina serve un'ampia varietà di usi nell'industria alimentare, come addensanti e stabilizzanti alimentari, e come imballaggio alimentare antimicrobico.

Il metodo NTU è più sostenibile degli approcci attuali che estraggono chimicamente la chitina dai rifiuti marini, che è costoso, consuma grandi quantità di energia e porta a sottoprodotti chimici che possono essere scaricati nelle acque reflue industriali.

Ogni anno in tutto il mondo vengono generati dai sei agli otto milioni di tonnellate di rifiuti di crostacei, con il 45-60% di gusci di gamberi scartati come sottoprodotti della lavorazione.

Professor William Chen, Direttore del programma di Scienze e tecnologie alimentari presso NTU, che ha condotto la ricerca, disse, "L'enorme quantità di rifiuti di gamberetti ha suscitato interesse industriale in quanto è un'abbondante fonte di chitina. Tuttavia, c'è un problema nel metodo di estrazione, che è insostenibile e dannoso per l'ambiente.

"Il nostro nuovo metodo prende gli scarti di crostacei e scarti di frutta e utilizza processi di fermentazione naturali per estrarre la chitina. Questo non è solo conveniente, ma anche rispettoso dell'ambiente e sostenibile, e aiuta a ridurre gli sprechi complessivi, " ha detto il professor Chen.

I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista peer-reviewed AMB Express nel gennaio 2020.

Il team NTU ha testato dieci fonti di scarti di frutta comuni come vinacce bianche e rosse, bucce di mango e mela, e torsoli di ananas, in vari esperimenti di fermentazione. Hanno scoperto che i rifiuti di frutta contenevano abbastanza zucchero per alimentare il processo di fermentazione che rompe i gusci dei gamberi in chitina.

Hanno utilizzato la tecnica della "diffrazione dei raggi X" per determinare la struttura atomica e molecolare della chitina creata utilizzando il nuovo metodo e il suo livello di purezza è stato misurato utilizzando un "indice di cristallinità". I campioni di chitina grezza estratti da gusci di gamberi fermentati con scarti di frutta hanno fornito un indice di cristallinità del 98,16%, che rispetto ai campioni di chitina commerciale con un indice dell'87,56%. Il processo di fermentazione che utilizzava il contenuto di zucchero dagli scarti della frutta produceva una chitina di qualità superiore rispetto a quella commerciale.

Il professor Chen ha detto, "La nostra ricerca ha portato non solo a una chitina di qualità superiore, ma anche a un processo più sostenibile e rispettoso dell'ambiente. Mentre i vari tipi di scarti di frutta hanno prodotto buoni risultati, lo zucchero delle vinacce delle uve rosse ha avuto la migliore resa. Questo è anche un metodo conveniente per operazioni su scala industriale, che potrebbe essere di potenziale interesse per le aziende vinicole che cercano di ridurre e riciclare i propri rifiuti".

"Questa ricerca fa eco anche al focus della ricerca traslazionale di NTU, che mira a sviluppare innovazioni sostenibili a vantaggio della società e dell'industria e creare un futuro più verde".

Signor Loo Yuen Meng, Amministratore delegato di Integrated Aqua Singapore Pte. srl, chi non è stato coinvolto nello studio, disse, "Le ultime innovazioni sviluppate dal Prof William Chen del programma Food Science and Technology presso NTU, è un eccellente esempio di come l'esperienza di un istituto di istruzione superiore possa essere applicata per migliorare l'efficienza operativa dell'industria alimentare riducendo al contempo gli sprechi di lavorazione degli alimenti. Attraverso un semplice processo di fermentazione, la chitina e il chitosano di alto valore recuperati dai gusci dei gamberi sono rispettosi dell'ambiente, e i prodotti possono essere ricollegati all'industria alimentare".

Lasciando che la chitina subisca ulteriori fasi di fermentazione, il team di ricerca della NTU ha anche scoperto di poterlo fermentare ulteriormente in chitosano, che può essere utilizzato come stimolatore della crescita nei fertilizzanti per piante, o come sistema di somministrazione controllata di farmaci nei trattamenti farmaceutici.

Il team di NTU sta ora esplorando modi per utilizzare il chitosano per migliorare le precedenti innovazioni della ricerca come l'imballaggio alimentare creato utilizzando residui di soia o Okara. Ciò potrebbe potenzialmente portare allo sviluppo di un film di cellulosa più durevole con proprietà antimicrobiche e antibatteriche.