Дослідження дріжджів знайшло рішення для очищення стічних вод оливкових заводів

Резюме

Дослідження, опубліковане в журналі Fermentation, досліджує використання дріжджів Yarrowia lipolytica для перетворення стічних вод оливкових заводів на цінні сполуки для різних галузей промисловості, вирішуючи проблему забруднення стічними водами в оливковій олійній промисловості. Хоча дріжджі є перспективними, для широкого впровадження в ефективне очищення та використання стічних вод оливкових заводів необхідно вирішити такі проблеми, як мінливість стічних вод, взаємодія сполук та економічні фактори.

Новий вчитися, опублікованій у журналі Fermentation, досліджувала використання нетрадиційних дріжджів Ярровія ліполітика перетворювати стічні води оливкових заводів на високоцінні сполуки із застосуванням у широкому спектрі галузей промисловості, включаючи біопаливо, харчову промисловість та фармацевтичні препарати.

Оливкова олійна промисловість генерує значну кількість стічних вод, за оцінками, у всьому світі понад 30 мільярдів літрів на рік. 

Ця вода є потужним та проблематичним забруднювачем, що характеризується високою солоністю та електропровідністю, а також високою кислотністю та великою кількістю органічних та фенольні сполуки.

Ці характеристики роблять його шкідливим для ґрунтових мікробів, водних організмів та довгострокового здоров'я ґрунту. Фенольні сполуки, зокрема, сприяють стійкості стічних вод до очищення, пригнічуючи ріст мікробів.

Переважна більшість стічних вод оливкових заводів наразі утилізується одним із двох способів. Перший – через випарні ставки, що призводить до збільшення забруднення повітря через викид шкідливих і кислотних газів, таких як метан і сірководень, а також до забруднення ґрунту та ґрунтових вод через вилуговування.

Другий — це його використання як органічного добрива на сільськогосподарських угіддях. Однак, ця практика також викликає зростаюче занепокоєння. 

Дослідження показали, що тривале та багаторазове внесення добрив у ґрунт призводить до накопичення фенольних сполук, солей та важких металів у ґрунтах, зниження мікробного різноманіття та активності, широкого впливу на дику природу та, зрештою, стерилізації та опустелювання земель.

Кілька мікробних організмів було запропоновано як кандидатів для очищення стічних вод оливкових заводів. Дослідники вважають, що з них Ярровія ліполітика виділяється не лише завдяки своїй здатності процвітати в бідних на поживні речовини, кислих, багатих на феноли середовищах, але й завдяки низці цінних речовин, які вона може виробляти.

Серед інших сполук, дріжджі можуть синтезувати ліпази, важливі в таких секторах, як харчова промисловість, фармацевтика та біопаливо; лимонну кислоту, що використовується в таких різноманітних галузях, як виробництво мийних засобів, гальваніка та дублення шкіри; та поліоли, включаючи маніт, еритритол та арабітол, які застосовуються в таких продуктах, як низькокалорійні підсолоджувачі та зволожувачі.

Дріжджі також синтезують одноклітинні олії, багаті на олеїнову та лінолеву кислоти, які придатні для використання як біодизель або харчові добавки. 

Модулюючи умови культивування, такі як рівень кисню, pH та джерело вуглецю, виробництво можна адаптувати до різних кінцевих потреб. Отримані ліпідні профілі можуть навіть імітувати масло какао або служити попередниками для похідних рицинолевої кислоти з різноманітним застосуванням.

Дослідницька група наголошує, що ці можливості означають, що процес очищення стічних вод може сприяти переходу до циркулярної економіки в оливковій олійній промисловості, що підтримується не лише науковою спільнотою, а й... national та наднаціональні урядові органи, такі як Європейський Союз.

Незважаючи на обіцянку, широке розгортання Y. lipolytica для очищення та валоризації стічних вод оливкових заводів стикається з кількома перешкодами. 

Склад стічних вод дуже мінливий і залежить від таких факторів, як сорт оливок, метод екстракції та сезонні умови, серед інших. Ця мінливість ускладнює стандартизацію та підвищення продуктивності процесу.

Крім того, сполуки, зокрема фенольні та солі, можуть знижувати мікробну активність або вихід продукту. Хоча деякі штами переносять ці умови, інші потребують розведення, попередньої обробки або добавок для підтримки ефективності.

Економічні чинники також створюють перешкоди. Хоча Y. lipolytica може рости в нестерильних, недорогих середовищах, великомасштабні операції вимагають систем з високоенергетичними стадіями, подальшої обробки та доступу до ринку для біопродуктів.

Однак дослідники вважають, що за умови достатнього дослідження, зосередженого на ключових областях, дріжджі представляють економічно вигідний спосіб розкриття потенціалу стічних вод оливкових заводів, одночасно безпечно видаляючи їх з навколишнього середовища. 

Вони посилаються на дослідження, що підтверджують концепцію, та значну кількість існуючої літератури на підтвердження цієї точки зору.

• Екологічна наука та дослідження забруднення
• Журнал аналітичних наук та прикладної біотехнології