В последние годы многие побочные отходы, получаемые после обработки сельскохозяйственных культур, приобретают статус полезного сырья с добавленной стоимостью. Новая и простая технология обработки рисовой шелухи позволяет получить нановолокна для армирования биопленок на основе хитозана. Конечная продукция имеет широкий спектр применения от сельского хозяйства и упаковки продуктов до медицины.
Рисовая шелуха, твердый защитный слой, покрывающий зерно риса, составляет примерно 20–25% всей структуры рисового зерна и считается отходом. После обработки риса шелуху обычно выбрасывают, однако, результаты нового исследования, опубликованном в журнале Journal of Bioresources and Bioproducts, демонстрируют новое применение.
Ён Хун Юнг и Хе Джи Кан из Национального университета Кёнпук Республики Корея возглавили команду ученых для разработки новаторского подхода экологически чистых композитных пленок на основе хитозана с использованием богатых лигнином нановолокон лигноцеллюлозы, извлеченных из рисовой шелухи.
«Это инновационное исследование не только удовлетворяет острую потребность в экологически чистых материалах, но и предлагает многообещающее решение для снижения воздействия на окружающую среду и продвижения практики экономики замкнутого цикла», подчеркивают авторы научной работы.
Производственный процесс начинается с предварительной химической обработки рисовой шелухи, за которой следует ферментативный гидролиз для производства этанола на биоперерабатывающей платформе.
«Даже после этого обычного процесса биопереработки остаточная твердая фракция может рассматриваться как один из вариантов производства нановолокон, богатых лигнином. Эти нановолокна, известные своей прочностью и уникальными гидрофобными свойствами, затем включаются в хитозан для формирования композитных пленок с улучшенными механическими характеристиками и структурной целостностью», поясняют авторы.
Изображение: Journal of Bioresources and Bioproducts.
Одним из ключевых моментов этого исследования является использование сельскохозяйственных отходов, таких как рисовая шелуха, в качестве возобновляемого источника для производства материалов с добавленной стоимостью.
Биоразлагаемость композитных пленок на основе хитозана соответствует глобальному сдвигу в сторону экологически чистых альтернатив традиционным пластикам, предлагая более экологичный выбор для различных отраслей промышленности.
Включение нановолокон, богатых лигнином, не только повышает прочность и долговечность композитных пленок, но также придает уникальные свойства, такие как блокировка УФ-излучения и механические свойства, расширяя их потенциальное применение в упаковке пищевых продуктов, биомедицинских устройствах и сельскохозяйственных пленках. Этот универсальный материал открывает новые возможности для создания экологически чистых и высокоэффективных продуктов на биологической основе.
Ведущие исследователи Ён Хун Юнг и Хе Джи Кан из Национального университета Кёнпук подчеркивают важность этого исследования в продвижении устойчивого развития материалов и повышения ценности сельскохозяйственных отходов. Инновационный подход исследовательской группы демонстрирует возможность производства композитных пленок на основе хитозана, армированных нановолокнами, богатыми лигнином, что открывает путь к более экологичному будущему в пищевой промышленности или промышленности биоматериалов.
