Насекомите са изумителни! Класическият им жизнен цикъл, за който всички сме учили в часовете по биология, се състои от четири коренно различни стадия — яйце, ларва, какавида и възрастно насекомо. Пеперудата е само един пример с поразително красивото възрастно насекомо и гъсеницата, която може да увеличи 100 пъти размера си в стадия на ларва.
„С две думи, насекомите са същества, способни да изяждат големи количества и да се размножават бързо, при което, за наше щастие, някои от тях проявяват блестящи качества в рециклирането на отпадъци“, казва Стефани Бомберже, професор по „зелена“ химия в парижкия Технологичен институт за науките за живота, храните и околната среда (AgroParisTech), Франция. Тя се специализира в използването на лигнина, дървесния материал, намиращ се в стените на растителните клетки, и оглавява проучване, посветено на рециклиращите способности на насекомите, известни като „тихите разрушители“ — термитите.
Проф. Бомберже и нейният екип от проекта Zelcor, работят за оптимално използване на способността на насекомите да усвояват лигнина. Известни с вредите, които нанасят на сградите, колониите от термити никога не спят и не спират да храносмилат основната си храна — дървесината.
Лигнинът е главният материал, който поддържа конструкцията на растенията. Без лигнин растенията няма да могат да се задържат в изправено положение.
Лигнинът е особено важен при дърветата, тъй като дървесината и кората се състоят основно от лигнин, който им придава твърдост и не загнива лесно. Това обаче има и своите недостатъци. Лигнинът е сравнително неунищожим и поради това — предизвикателство пред усилията за производство на устойчива енергия и химични вещества с висока стойност от биологични отпадъци.
Термитите: специалисти по рециклиране на биологични отпадъци
„Подадохме биологични отпадъци от лигнин като храна на термитите, за да ги превърнат в междинни биопродукти с висока добавена стойност“, разказва проф. Бомберже. „Използвахме основно отпадък от биорафинерии за лигноцелулоза и включихме също така неоползотворен материал от преработката на дървесна маса в инсталациите за производство на хартии“, добавя тя.
Рафинериите правят буквално това, което подсказва името им. Те рафинират продуктите, докато не станат чисти. Лигноцелулозните биорафинерии работят със суха биомаса, като пшенична слама, върба, клен, евкалипт и делтоидна топола. В течение на процеса биват изолирани различни междинни продукти или странични потоци.
Дотук всичко изглежда добре, но има голямо количество отпадъци, произвеждани от биорафинериите, които не се разграждат лесно. Проф. Бомберже продължава: „Известно е, че отпадъците от лигнина са устойчиви на въздействие, тъй като се разлагат трудно. Производството на тези междинни продукти, които не се разграждат, носи значителни разходи, произтичащи от работата на биорафинерията и въглеродния отпечатък.“
За да реши проблема с отпадъка от рафинериите за преработка на лигнин, екипът на Zelcor създаде иновативна единица за отглеждане на термити, която е съобразена със сложната социална организация на колонията и същевременно поддържа възможно най-добрите условия на живот за насекомите. Оказва се, че оптималната температура е 27 °C при влажност, достигаща до „лепкавите“ 80%. Това не е изненадващо, тъй като термитите се чувстват отлично в топли и влажни места.
„Не всички термити, които използвахме, са еднакви“, съобщава проф. Бомберже. „За да изберем най-продуктивните насекоми, първо направихме подбор, за да определим кои са най-подходящи за използване в биореактор. Освен това хранителният режим на насекомите бе оптимизиран. Термитите естествено обичат да се хранят с материали, съдържащи висок процент целулоза, поради което храненето им с богати на лигнин остатъци бе предизвикателство“, обяснява тя.
Лигнин на входа, козметика и опаковки на изхода
Продуктите с добавена стойност хитин и производният от хитин хитозан се извличат от единиците за отглеждане чрез сепариране на различните компоненти на термитите. Производството на хитин и хитозан е част от каскадна трансформация на лигноцелулози.
„Каскадна“ в този смисъл означава, че страничният поток от един етап на преобразуване се използва като изходна суровина за следващия. „По този начин лигноцелулозните биорафинерии работят с нулев отпадък — като се интегрират с биореактор, използващ термити“, казва проф. Бомберже.
„Хитозанът е биоразградим, биосъвместим, има ниска токсичност и освен това е с антимикробни и антиоксидантни свойства“, казва проф. Бомберже. Тези впечатляващи показатели му обещават голям потенциал за медицинската, козметичната и опаковъчната промишленост за храни.
