Scientifiques de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) a développé une méthode verte pour créer de la chitine, en utilisant deux formes de déchets alimentaires - les carapaces de crevettes et les fruits jetés - et en les faisant fermenter.

La chitine sert une grande variété d'utilisations dans l'industrie alimentaire, tels que les épaississants et stabilisants alimentaires, et comme emballage alimentaire antimicrobien.

La méthode NTU est plus durable que les approches actuelles qui extraient chimiquement la chitine des déchets marins, qui coûte cher, consomme de grandes quantités d'énergie et conduit à des sous-produits chimiques qui peuvent être rejetés dans les eaux usées industrielles.

Six à huit millions de tonnes de déchets de crustacés sont générés chaque année dans le monde, 45 à 60 % des carapaces de crevettes étant rejetées comme sous-produits de transformation.

Professeur William Chen, Directeur du programme Food Science and Technology à NTU, qui a dirigé la recherche, mentionné, "L'énorme quantité de déchets de crevettes a suscité un intérêt industriel car il s'agit d'une source abondante de chitine. Cependant, il y a un problème dans la méthode d'extraction, ce qui est à la fois non durable et nocif pour l'environnement.

"Notre nouvelle méthode prend les déchets de crustacés et les déchets de fruits mis au rebut et utilise des processus de fermentation naturels pour extraire la chitine. Ce n'est pas seulement rentable, mais aussi respectueux de l'environnement et durable, et contribue à réduire le gaspillage global, " a déclaré le professeur Chen.

Les résultats de l'équipe ont été publiés dans la revue à comité de lecture AMB Express en janvier 2020.

L'équipe NTU a testé dix sources de déchets de fruits courants tels que le marc de raisin blanc et rouge, écorces de mangue et pomme, et trognons d'ananas, dans diverses expériences de fermentation. Ils ont découvert que les déchets de fruits contenaient suffisamment de sucre pour alimenter le processus de fermentation qui décompose les coquilles de crevettes en chitine.

Ils ont utilisé la technique de « diffraction des rayons X » pour déterminer la structure atomique et moléculaire de la chitine créée à l'aide de la nouvelle méthode et son niveau de pureté a été mesuré à l'aide d'un « indice de cristallinité ». Les échantillons de chitine brute extraite des carapaces de crevettes fermentées à l'aide de déchets de fruits ont donné un indice de cristallinité de 98,16%, qui se compare aux échantillons commerciaux de chitine avec un indice de 87,56%. Le processus de fermentation utilisant la teneur en sucre des déchets de fruits a produit une chitine de meilleure qualité que celle du commerce.

Le professeur Chen a dit, "Nos recherches ont conduit non seulement à une chitine de meilleure qualité, mais aussi à un processus plus durable et plus respectueux de l'environnement. Alors que les différents types de déchets de fruits ont produit de bons résultats, le sucre des marcs de raisins rouges a eu les meilleures performances. C'est également une méthode rentable pour les opérations à l'échelle de l'industrie, ce qui pourrait présenter un intérêt potentiel pour les établissements vinicoles qui cherchent à réduire et à recycler leurs déchets. »

"Cette recherche fait également écho à l'objectif de recherche translationnelle de NTU, qui vise à développer des innovations durables qui profitent à la société et à l'industrie et créent un avenir plus vert."

Monsieur Loo Yuen Meng, Directeur général d'Integrated Aqua Singapore Pte. Ltd., qui n'a pas participé à l'étude, mentionné, "Les dernières innovations développées par le professeur William Chen du programme Food Science and Technology de NTU, est un excellent exemple de la façon dont l'expertise d'un institut d'enseignement supérieur peut être appliquée pour améliorer l'efficacité opérationnelle de l'industrie alimentaire tout en réduisant les déchets de transformation des aliments. Grâce à un processus de fermentation simple, la chitine et le chitosane de grande valeur récupérés des carapaces de crevettes sont respectueux de l'environnement, et les produits peuvent être reconnectés à l'industrie alimentaire."

En laissant la chitine subir d'autres étapes de fermentation, l'équipe de recherche de NTU a également découvert qu'elle pouvait la faire fermenter davantage en chitosane, qui peut être utilisé comme activateur de croissance dans les engrais végétaux, ou en tant que système d'administration contrôlée de médicaments dans les traitements pharmaceutiques.

L'équipe NTU explore maintenant des moyens d'utiliser le chitosane pour améliorer les innovations de recherche antérieures telles que les emballages alimentaires créés à partir de résidus de soja ou d'Okara. Cela pourrait potentiellement conduire au développement d'un film de cellulose plus durable avec des propriétés antimicrobiennes et antibactériennes.