糖甜菜渣纤维在营养补充剂和可持续塑料替代品中的潜力
源新闻来源:Phys.org
语言:英语,所在国:丹麦
分类:硒与微生态
新技术可以分离糖甜菜渣中剩余的纤维。部分纤维由于其抗炎特性和对微生物群落菌群的益处,可以用作营养补充剂。另一部分纤维,即纤维素,可以制成组件以替代塑料等材料。
利用糖甜菜生产过程中剩余的副产品将有助于实现安妮·S·迈耶教授的一个愿景——将当前的食品生产转变为不仅用于一种有价值的产品,而是多种有价值的产品。例如,我们已经知道谷物生产就是这样,我们主要种植谷物是为了将其转化为面粉,但我们也利用植物的其他部分,如秸秆、壳等,用于不同的用途,从而使整个植物成为循环的一部分。
类似地,该项目旨在利用糖生产后的生物质资源。迈耶称其为她的“明星项目”,因为其目标很高,而且前景广阔。一旦证明了利用糖甜菜生产多种有价值产品的可能性,下一步的愿景是将这种思维方式扩展到全球范围内的许多其他类似产品上。这些可能是未来非洲或亚洲等地因气候变化而成为主要食物来源的原材料,在这些地区,生产条件近年来发生了巨大变化,显然需要考虑将整个作物用于不仅仅是食物的多种用途。
通过使用生物启发和酶基技术来分离食品生产残余物中的纤维,我们朝着确保全球范围内盈利性利用原材料以生产多种有益产品的方向迈出了重要一步。这些产品基于植物材料中特定纤维结构的使用。
不久前,迈耶的研究小组成功发现了作用于糖甜菜生产残余物(即糖甜菜渣)中纤维的新酶。现在需要证明这些酶如何快速渗透到糖甜菜渣中,分离细胞壁成分,从而温和地分离不同纤维。
糖甜菜渣中的一组有趣的纤维是生物活性果胶元素,这些元素在以前的研究项目中已被证明对我们的微生物群落环境有积极影响。现在必须记录这种效果,丹麦技术大学的苏珊娜·布里克斯·佩德森教授正在这方面进行研究。她研究免疫学和微生物群落微生物的影响,凭借她的专业知识和团队,她可以绘制出纤维的抗炎效果及其对免疫系统的影响。
随着寿命的延长,人们对保持更长时间健康的兴趣也在增加,在这种情况下,这些促进健康的膳食纤维将变得有趣。我们未来几年的工作目标是既记录它们的效果,又定义最合适的摄入方式——无论是吞服胶囊的形式,还是将纤维添加到酸奶或饮料中,或是用于特殊营养。
糖甜菜渣中可利用的第二组纤维是纤维素。虽然纤维素结构相同,但糖甜菜中的纤维素分子环境与树木中的纤维素不同。树木中的纤维被木质素等物质加固,以使植物直立并多年防水,而糖甜菜是一种在土壤中生长迅速且每年收获的块根。
因此,糖甜菜纤维素纤维更具可塑性,不像木材中的纤维那样僵硬。我们希望在可用于多种目的的材料中利用这种纳米纤维素——通常是替代各种类型的塑料。这些纤维将用于复合材料,即所谓的复合材料,可以是硬的、软的或柔性的。同时,一个重要的目标是材料可以拆卸并再次使用。
这一愿景将通过与瑞士EMPA研究机构等的合作得以实现,该机构在创新应用和纤维素回收方面拥有丰富的专业知识。该项目还包括与DTU定量可持续评估中心的迈克尔·Z·豪斯查尔德教授的密切合作。他不断评估项目的举措是否可持续。哥本哈根大学植物与环境科学系的彼得·乌尔夫斯科夫教授也参与了这项工作,他在植物细胞壁结构方面有详细的知识。
研究人员的初步结果显示,可以将糖甜菜纤维素制成不同类型的材料,并且这些材料具有理想的性能。目前正在进行密集的工作,以展示这些材料可以温和地拆卸并多次回收。
此外,还开发了新的酶和技术,预计将对植物材料的温和加工成新产品产生持久影响。
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