Environ les trois quarts de la biomasse des plants de houblon utilisés dans la fabrication de la bière finissent dans les décharges. Mais un groupe de chercheurs japonais a mis au point une technique de « recyclage » des déchets qui se transforment en nanofibres de cellulose (CNF). Un article décrivant la technique a été publié dans la revue ACS Science et technologie agricoles le 11 juin.

Au cours des dernières années, la fabrication de bière artisanale a explosé en popularité dans le monde entier, y compris de nombreux styles de bière qui utilisent beaucoup plus et différents types de houblon que les bières commerciales conventionnelles. Un conservateur traditionnel dans la bière, le houblon ajoute également une riche amertume et confère des arômes et saveurs floraux ou d'agrumes. Par conséquent, la production de houblon a atteint un niveau record en 2019.

Cependant, seule la fleur du houblon est utilisée dans la fabrication de la bière. Les tiges et les feuilles, qui représentent environ 75 pour cent de la biomasse produite dans la culture du houblon, sont généralement brûlés ou jetés dans une décharge après la récolte. Comme quelque 75 % des plants de houblon finissent dans des décharges, la technique devrait réduire les déchets croissants de l'industrie de la bière et l'empreinte au sol tout en réduisant également les matières premières pétrolières.

Un groupe de chercheurs a mis au point une technique qui « recycle » ces déchets en utilisant des tiges de houblon comme matière première pour extraire les CNF. Depuis les années 2000, il y a eu un intérêt croissant pour les CNF en raison de leurs propriétés exceptionnelles, y compris un faible poids et une résistance et une stabilisation élevées. Grâce à ces avantages, Les CNF devraient être utilisés comme d'excellents matériaux dérivés de plantes pour réduire la quantité de plastiques à base de pétrole dans diverses applications industrielles telles que les industries de l'automobile et du logement ainsi que les domaines alimentaires et cosmétiques.

« Cela mériterait vraiment un grand « acclamations » si nous parvenions à réduire la dépendance au pétrole tout en réduisant radicalement les déchets agricoles de l'industrie de la bière, " dit Izuru Kawamura, professeur agrégé à la Graduate School of Engineering Science de l'Université nationale de Yokohama et chercheur principal du projet.

Les CNF ont été extraits avec succès du bois et des déchets agro-industriels tels que les feuilles d'ananas, tiges de banane, écorces de pamplemousse, et même dépensé du marc de café dans les cafés.

"Mais jusqu'à maintenant, aucune tentative n'avait été faite pour isoler les CNF des tiges de houblon, " ajouta Kawamura.

Les parois cellulaires végétales sont constituées de microfibrilles de cellulose, ou des fibres très petites et fines, dans une matrice composée de lignine et d'hémicellulose. Les compositions chimiques particulières de la cellulose, hémicellulose, et la lignine varient considérablement selon la source des fibres.

Généralement, Les CNF sont extraits de la pâte de bois via une série d'étapes de purification suivies d'un raffinage via un traitement avec des produits chimiques ou des enzymes. Précédemment, une technique impliquant l'application de 2, 2, 6, Le radical 6-tétraméthylpipéridine-1-oxyle (décrit plus simplement comme 'TEMPO) à la cellulose prétraitée du bois suivie d'une désintégration mécanique douce dans l'eau avait obtenu des CNF de 3-4 nanomètres de largeur.

Les chercheurs ont utilisé la technique TEMPO, mais aussi réduit les processus de prétraitement pour éliminer la lignine et l'hémicellulose dans les tiges de houblon qui sont considérées comme des fibres lignocellulosiques avant l'étape TEMPO. Même sans les prétraitements, ils pourraient obtenir des CNF avec une médiane d'environ 2 nanomètres. En utilisant l'analyse de la composition chimique, ils ont pu conclure que les tiges de houblon contenaient une proportion de cellulose presque égale à celle du bois.

Cela signifie que non seulement cette technique pourrait remplacer le pétrole, mais dans une troisième victoire environnementale, Les déchets de houblon pourraient également être utilisés à la place du bois comme source alternative de FNC.

"Vous pourriez même dire" trois acclamations "pour les CNF du houblon."

Comme prochaine étape, l'équipe souhaite réellement préparer des émulsions stabilisées par des CNF dérivés de la tige de houblon et démontrer à l'industrie leur faisabilité. En cas de succès, ils devraient conduire à une réduction significative de la quantité de tensioactifs synthétiques classiques utilisés.