Pommes de cajou. Crédit :Pixabay/CC0 Domaine public
Le Nigéria, sixième producteur mondial de noix de cajou, exporte plus de 80 % de ses noix de cajou brutes principalement vers le Vietman et l'Inde, où elles sont transformées en divers produits de consommation tels que le beurre, les ingrédients alimentaires et cosmétiques.
Mais la nation la plus peuplée d'Afrique peut extraire plus de valeur économique des noix de cajou en utilisant leurs déchets pour produire de l'acide citrique.
L'anacardier est un arbre tropical cultivé pour ses fruits (noix de cajou) et ses pseudofruits (pomme de cajou). La noix est la principale raison de la plantation de noix de cajou - elle est très nutritive. La partie charnue "pomme" donne un jus riche en vitamines et minéraux.
Mais le jus est également riche en anti-nutriments. Ce sont des composés qui empêchent le corps d'absorber les nutriments. Ils rendent également le jus moins agréable au goût. Pour cette raison, les pommes de cajou sont pour la plupart jetées.
La pulpe de pomme, la coque et le liquide de la coque sont tous gaspillés ou sous-utilisés. Pourtant, ce sont des matériaux précieux et ils peuvent être améliorés par la biotechnologie.
Nous avons mené des travaux sur le potentiel de production d'acide citrique à partir de jus de noix de cajou. C'était le premier effort mondial pour produire de l'acide citrique à partir de jus de noix de cajou. L'acide citrique est largement utilisé pour conserver le sang, les médicaments et les aliments et boissons transformés. Sa valeur globale devrait atteindre 4 milliards de dollars américains en 2027.
Nous avons utilisé des noix de cajou d'Ogbomoso, au sud-ouest du Nigéria, une région qui produit certaines des meilleures noix de cajou du Nigéria.
Noix de cajou au Nigeria
Le Nigéria récolte actuellement 200 000 à 240 000 tonnes métriques de noix de cajou brutes chaque année, dont environ 85 % sont exportées. Le Nigéria n'est pas différent des autres pays africains qui exportent l'essentiel de leur production sous forme de noix de cajou brutes.
L'Afrique, avec une production de 2 334 405 tonnes, est le premier producteur et exportateur mondial de noix de cajou brutes, représentant plus de 50% de la production. Entre 2000 et 2018, le commerce mondial des noix de cajou brutes a plus que doublé pour atteindre 2,1 millions de tonnes, et les producteurs africains, menés par la Côte d'Ivoire, ont représenté près des deux tiers de la croissance. En 2020, le commerce des noix de cajou valait 6,87 milliards de dollars américains.
La culture de la noix de cajou contribue chaque année à environ 24 milliards de nairas (environ 58 millions de dollars américains) à l'économie nigériane. Elle emploie plus de 600 000 personnes.
Le secteur pourrait faire plus. Nos travaux montrent que l'acide citrique peut être produit à partir du jus de pomme de cajou, qui est abondant au Nigeria. La production nationale permettrait au Nigeria d'économiser 31 millions de dollars par an en devises, sur la base des importations d'acide citrique pour 2020.
Le Nigéria peut produire de l'acide citrique à partir de jus de pomme de cajou en utilisant la biotechnologie - la science qui utilise des processus biologiques pour produire des matériaux et des services précieux. Par exemple, l'homme utilise certaines bactéries pour transformer le lait en yaourt. La levure est utilisée dans la production de pain via la biotechnologie. Les produits biotechnologiques étaient évalués à 752,88 milliards de dollars américains en 2020, avec une croissance prévue de 15,83 % pour 2021-2028.
Les déchets de noix de cajou peuvent également être transformés en richesse en créant de nouveaux produits. Par exemple, le liquide de coque de noix de cajou produit des produits chimiques qui peuvent être utilisés dans la fabrication de peintures, de vernis, de produits agrochimiques et de médicaments. La coque et la pulpe sont utilisées par le biais de la biotechnologie pour produire des aliments pour animaux et du bioéthanol. La biotechnologie peut également transformer le jus en boissons et en éthanol.
Acide citrique de noix de cajou
Dans nos efforts pour ajouter de la valeur à la noix de cajou, nous nous sommes concentrés sur le jus de pomme de cajou sous-utilisé et avons cherché à tester la possibilité de produire de l'acide citrique à partir du jus.
La demande d'acide citrique augmente en raison de son utilité dans les industries alimentaires, pharmaceutiques et cosmétiques. De nouvelles sources de nutriments sont nécessaires pour faire pousser des micro-organismes qui produisent de l'acide citrique.
Les nutriments contenus dans le jus et la pulpe de noix de cajou favorisent la croissance des micro-organismes.
Nous avons utilisé du jus de pomme de cajou pour faire pousser de la moisissure noire afin de produire de l'acide citrique pour la première fois dans le monde. La moisissure noire est un champignon largement répandu dans l'environnement. Il produit des spores noires lors de sa croissance. Il est scientifiquement connu sous le nom d'Aspergillus niger .
La moisissure se développe sur des matériaux simples et bon marché. Il est utilisé pour produire de l'acide citrique depuis 1919. Il est utilisé pour fabriquer différents produits, notamment des enzymes, des protéines et des aliments pour animaux. Il est célébré comme un micro-organisme qui a apporté d'énormes contributions à la biotechnologie depuis 100 ans.
La meilleure moisissure noire d'origine locale a consommé le jus pour produire de l'acide citrique en grande quantité. Elle a produit 92,8 g d'acide citrique par litre de jus après 10 jours de croissance. Le rendement est considéré comme très élevé par rapport à ceux qui ont été signalés précédemment.
Nous avons utilisé l'acide citrique pour coaguler le lait de soja pour faire du fromage. L'acide citrique est utilisé comme coagulant dans la fabrication du fromage. Nous avons demandé à un jury de tester la qualité du fromage. Ils ont découvert que le fromage de soja avait de meilleures caractéristiques que ceux produits localement à partir de liqueur de maïs fermentée. Ceux-ci incluent une meilleure couleur, texture, saveur et fermeté.
Nous avons ensuite utilisé des techniques scientifiques pour augmenter la production d'acide citrique. Nous avons manipulé les conditions de croissance de la moisissure et appliqué des nanomatériaux dans sa nutrition à cet égard. Il s'agissait du premier rapport mondial à augmenter la production d'acide citrique en appliquant la nanotechnologie.
À divers moments, nous avons utilisé quatre techniques pour améliorer la capacité du moule. Il s'agit notamment d'obtenir des moisissures à haut rendement par exposition à des radiations. Ensuite, nous avons ajouté du sucre au jus pour étudier son effet sur le rendement en acide citrique. Nous avons évalué l'ajout de nanoparticules d'oxyde de zinc sur la production d'acide citrique. Enfin, nous avons déterminé les meilleures conditions de croissance pour soutenir la production d'acide citrique par notre moisissure.
Ces efforts ont augmenté la production d'acide citrique par la moisissure dans le jus de cajou d'environ 2,38 à 11,98 fois la production d'origine. Par exemple, l'ajout de nanoparticules d'oxyde de zinc a donné un rendement de 34,62 % d'acide citrique par jour. Les meilleures conditions de croissance ont donné 92,61 % d'acide citrique par jour. Ces résultats ont montré que nous pouvons améliorer la productivité du moule pour améliorer la production commerciale d'acide citrique.
Aller de l'avant
La production à grande échelle d'acide citrique à l'aide de jus de pomme de cajou pourrait présenter plusieurs avantages. Cela pourrait :
