Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Использование местной микробиоты для извлечения биоразлагаемых пластмасс из пищевых отходов с помощью естественного процесса ферментации

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-133-136

Полный текст:

Аннотация

Главной проблемой человечества в последние десятилетия является накопление различных отходов промышленности, сельского хозяйства и производства продуктов питания. Их неэффективная утилизация и практика управления оказывают пагубное влияние на здоровье человека и вызывают загрязнение окружающей среды, что требует принятия срочных мер. В последнее время пищевые отходы стали сложным явлением, привлекающим внимание ученых, потребителей и активистов. Целью данного исследования является применение биотехнологии преобразования пищевых отходов в кристаллы полимолочной кислоты (PLA), мономера для биоразлагаемого пластика. Образец пищевых отходов берется из студенческой столовой; промывается для удаления примесей и ферментации углеводных отходов автотрофными молочнокислыми бактериями в естественном процессе в течение примерно семи дней в оптимальном диапазоне температур. Наконец, молекулы молочной кислоты полимеризуются по реакции конденсации, образуя кристаллы поли-L-молочной кислоты (PLA), а затем биоразлагаемый биопластик.

Об авторах

М. К. Цегай
Астраханский государственный университет
Россия


Л. Т. Сухенко
Астраханский государственный университет


Список литературы

1. Narancic T., Cerrone F., Beagan N., O’Connor K.E. Recent Advances in Bioplastics: Application and Biodeg-radation. Polymers. 2020. vol. 12. no. 4. pp. 920. doi: 10.3390/polym12040920

2. Sakai K. et al. Selective Proliferation of Lactic Acid Bacteria and Accumulation of Lactic Acid during Open Fermentation of Kitchen Refuse with Intermittent pH Adjustment. Food Sci. Technol. Res. 2000. vol. 6. no. 2. pp. 140–145. doi: 10.3136/fstr.6.140

3. Kwan T.H., Hu Y., Lin C.S.K. Techno-economic analysis of a food waste valorisation process for lactic acid, lactide and poly(lactic acid) production. J. Clean. Prod. 2018. vol. 181. pp. 72–87. doi: 10.1016/j.jclepro.2018.01.179

4. Farah S., Anderson D.G., Langer R. Physical and mechanical properties of PLA, and their functions in wide-spread applications – A comprehensive review. Adv. Drug Deliv. Rev. 2016. vol. 107. pp. 367–392. doi: 10.1016/j.addr.2016.06.012

5. Cacciotti I., Mori S., Cherubini V., Nanni F. Eco-sustainable systems based on poly(lactic acid), diatomite and coffee grounds extract for food packaging. Int. J. Biol. Macromol. 2018. vol. 112. pp. 567–575. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.02.018

6. Ng H.S., Kee P.E., Yim H.S., Chen P.–T. et al. Recent advances on the sustainable approaches for conversion and reutilization of food wastes to valuable bioproducts. Bioresour. Technol. 2020. vol. 302. pp. 122889. doi: 10.1016/j.biortech.2020.122889

7. Newsome T., van Eeden L. The Effects of Food Waste on Wildlife and Humans. Sustainability. 2017. vol. 9. no. 7. pp. 1269. doi: 10.3390/su9071269

8. Garlotta D.A literature review of poly (lactic acid). Journal of Polymers and the Environment. 2001. vol. 9. no. 2. pp. 63-84.

9. Jha A., Kumar A. Biobased technologies for the efficient extraction of biopolymers from waste biomass. Bio-process Biosyst. Eng. 2019. vol. 42. no. 12. pp. 1893–1901. doi: 10.1007/s00449–019–02199–2

10. Singhvi M.S., Zinjarde S.S., Gokhale D.V. Polylactic acid: synthesis and biomedical applications. J. Appl. Mi-crobiol. 2019. vol. 127. no. 6. pp. 1612–1626. doi: 10.1111/jam.14290

11. Sirisansaneeyakul S., Luangpipat T., Vanichsriratana W., Srinophakun T. et al. Optimization of lactic acid production by immobilized Lactococcus lactis IO 1. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2007. vol. 34. no. 5. pp. 381–391. doi: 10.1007/s10295–007–0208–6

12. Cubas-Cano E., González-Fernández C., Ballesteros M., Tomás-Pejó E. Biotechnological advances in lactic acid production by lactic acid bacteria: lignocellulose as novel substrate: Lactic acid production from lignocellulose: Biotechnological advances. Biofuels Bioprod. Biorefining. 2018. vol. 12. no. 2. pp. 290–303. doi: 10.1002/bbb.1852

13. Djukić-Vuković A., Mladenović D., Ivanović J., Pejin J. et al. Towards sustainability of lactic acid and poly-lactic acid polymers production. Renew. Sustain. Energy Rev. 2019. vol. 108. pp. 238–252. doi: 10.1016/j.rser.2019.03.050

14. Bayitse R. Lactic Acid Production from Biomass: Prospect for Bioresidue Utilization in Ghana: Technological Review. International Journal of Applied Science and Technology. 2015. vol. 5. no. 1. pp. 12.

15. Eiteman M.A., Ramalingam S. Microbial production of lactic acid. Biotechnol. Lett. 2015. vol. 37. no. 5. pp. 955–972. doi: 10.1007/s10529–015–1769–5

16. Tang J., Wang X., Hu Y., Zhang Y. et al. Lactic acid fermentation from food waste with indigenous microbio-ta: Effects of pH, temperature and high OLR. Waste Manag. 2016. vol. 52. pp. 278–285. doi: 10.1016/j.wasman.2016.03.034

17. Brigham C.J., Riedel S.L. The Potential of Polyhydroxyalkanoate Production from Food Wastes. Appl. Food Biotechnol. 2019. vol. 6. no. 1. doi: 10.22037/afb.v6i1.22542

18. Choksi N., Desai H. Synthesis of biodegradable polylactic acid polymer by using lactic acid monomer. Inter-national Journal of Applied Chemistry. 2017. vol. 13. no. 2. pp. 377-384.

19. Abd Alsaheb R.A. et al. Recent applications of polylactic acid in pharmaceutical and medical industries. J. Chem. Pharm. Res. 2015. vol. 7. pp. 51-63.

20. Komesu A., Maciel M.R.W., Filho R.M. Lactic acid production to purification: a review. BioResources. 2017. vol. 12. no. 2. pp. 4364-4383.


Для цитирования:


Цегай М.К., Сухенко Л.Т. Использование местной микробиоты для извлечения биоразлагаемых пластмасс из пищевых отходов с помощью естественного процесса ферментации. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(2):133-136. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-133-136

For citation:


Tsegay M.K., Sukhenko L.T. Using local micro-biota to extract biodegradable plastics from food waste through a natural fermentation process. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(2):133-136. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-2-133-136

Просмотров: 43


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)