Fenntartható fejlődés gyakorlati szemmel

b_700_700_16777215_00_images_avatar_aelephant_afrika.jpg 

Az idén is jó pár hasznos újdonság került terítékre az Amerikai Vegyészeti Társaság nagygyűlésén. Ezekből szemezgettünk ki három különösen érdekeset.

Az 1876-ban alapított Amerikai Vegyészeti Társaság (American Chemical Society), amely a legtöbb tagot számláló tudományos társaság a világon, idén március 18-a és 22-e között New Orleansban rendezte meg kiállítással egybekötött éves nemzeti nagygyűlését.

Mint mindig, ebben az évben is számos hasznos újdonság szerepelt a bemutatott eljárások és termékek között. Mivel az összesen 13 ezer előadást lehetetlen lenne e helyt összefoglalni, rövid ismertetőnkben mindössze hármat mutatunk be ízelítőül:

a karcinogénmentes húsfüstölésről, az elefánt- vagy tehéntrágyából készülő újrapapírról, valamint a bélbaktériumok méreganyagait ártalmatlanító mikrogyöngyöcskékről szólókat fogtuk csokorba.

Egészséges füstölt hús, ami még finomabb is

A füstölés az élelmiszerek tartósításának évezredes módja, amely azon túl, hogy hosszan eltarthatóvá teszi a kezelt ételeket, kellemes aromát is kölcsönöz nekik. Hátulütője ugyanakkor, hogy a füstölés során rákkeltő anyagok is kerülnek az ételbe. A Besmoke nevű, kimondottan az egészséges füstölésre specializálódó vállalkozás ezért a Readingi Egyetem (Egyesült Királyság) kutatóival összefogva az autóiparból kölcsönzött szűrési technológiával szabadította meg a füstöt a kártékony összetevőktől. Az eljárás váratlan többlethozadéka, hogy a szűrt füsttel kezelt ételeknek az íze is kellemesebb lett.

„A füstölési eljárás során karcinogének rakódhatnak le vagy keletkezhetnek az ételben. Nem minden füstölt étel egyformán veszélyes, azonban legtöbbjükről tudjuk, hogy ha kis mennyiségben is, de tartalmaz ilyen összetevőket, ezért törekednünk kell ezek kiküszöbölésére. Az ideális az lenne, ha olyan füstöt állíthatnánk elő, amely ugyanolyan remek ízt ad, viszont kevesebb rákkeltő anyagot tartalmaz – nyilatkozta a kutatást vezető Jane K. Parker, a Readingi Egyetem munkatársa. – A zeolit szűrőket az autóipar jó ideje használja arra, hogy a rajtuk átáramló kipufogógázból kiszűrjék a környezetre ártalmas összetevőket. Mi vagyunk az elsők, akik az ételfüstölésben is meghonosítanánk ezt a technológiát."

A zeolit mikroszkopikus pórusokat tartalmazó, ezért nagy fajlagos felületű alumínium-szilikát kristály, melynek szerkezetét a Besmoke mérnökei és a Readingi Egyetem kutatói oly módon optimalizálták, hogy minél hatékonyabban nyelje el a füstben található karcinogéneket, mindenekelőtt a policiklusos aromás szénhidrogéneket (angol rövidítésük alapján PAH-okat). A PAH-ok nemcsak a cigarettafüst fontos összetevői, de az üzemanyagok elégetésekor is keletkeznek, ezért mindenütt megtaláljuk őket, és régóta tudjuk róluk, hogy rákkeltő hatásuk mellett a keringési betegségek kockázatát is növelik. A PAH-ok környezeti szintjét az Európai Unió és az Egyesült Államok is szabályozza. A Besmoke által kifejlesztett filter az egyik prototipikus PAH, a benzo[a]pirén 93 százalékát kiszűrte, s ezzel a ma ismert leghatékonyabb védelmet képezi a füstbeli karcinogének ellen.

Ráadásképpen a szűrt füst a kulináris leckéből is jól vizsgázott. A felkért professzionális kóstolók a szűrt füsttel kezelt vízben főzött csirkét „enyhén karácsonyi sonka aromájúnak" találták, „lekerekített és kiegyensúlyozott ízekkel". A szűretlen füsttel készült ételt ezzel szemben a „hamutartó ízű" és „csípős szagú" jelzőkkel illették az ítészek, akiknek a bírálatát a tömegspektrometriás elemzés is megerősítette: a szűrt füstből hiányoztak azok a jobbára magas molekulasúlyú összetevők, amelyek az érdesebb ízhatásért felelősek.

Fenntartható papír – elefántürülékből

Talán nem ez az első dolog, ami az elefánttrágya láttán az ember eszébe jut, de ami az elefánt számára végtermék, az a papíripar számára remek cellulózforrás. Míg az elefántszéklet újrahasznosítása különösen a fákban szegény fejlődő országok számára lehet jelentős, a tehéntrágya ilyetén másodvirágzása a nyugati világban is olcsó és környezetbarát megoldást jelentene az egyébként nehezen eltüntethető mezőgazdasági hulladék kezelésére.

Az ötlet a Bécsi Egyetem munkatársának, Alexander Bismarcknak a fejéből pattant ki egy krétai nyaralás alatt, miközben azt figyelte, hogyan legelészik a kecskék a sárgára száradt nyári füvet. „Rájöttem, hogy ami a végén kijön, az tulajdonképpen nem más, mint részlegesen megemésztett növényi anyag, úgyhogy biztos van benne cellulóz – emlékezik a kutató. – Az állatok az alacsony minőségű, cellulóz-tartalmú biomasszát megrágják, a gyomrukban savval és enzimekkel kezelik, majd trágyát formálnak belőle. Fajtól függően a képződő trágyának akár 40 százalékát is kiteheti a cellulóz, ami könnyen hozzáférhető." Bismarck abból a feltevésből indult ki, hogy sokkal kevesebb energia és vegyi kezelés kellhet a részlegesen megemésztett anyag cellulóz nanoszálakká alakításához, mintha nyers fából indulna ki a gyártás.

Bismarck fiatal kollégáival együtt a lócitromtól indulva először továbblépett a tehénlepény, majd végül az elefántszéklet irányába. Anyag van bőven: Afrika nemzeti parkjaiban, ahol százával kószálnak az elefántok, naponta több tonna trágya keletkezik, és akkor még nem is beszéltünk az USA és Európa ipari méretű szarvasmarhatelepeiről, ahol hegynyi mennyiségű trágya halmozódik fel nap mint nap.

A kutatók először nátriumhidroxid-oldattal kezelik a trágyát, ami részben eltávolítja a lignint – ez később felhasználható trágyának vagy üzemanyagnak –, és kioldja az egyéb szennyezéseket, mint a fehérjéket és az elhalt sejtek maradványait. A lignin maradékának kivonásához és az anyag fehérítéshez a továbbiakban nátrium-hipokloritot – közönségesen hipót – alkalmaznak. Az így megtisztított cellulóz minimális őrlést igényel a papírmassza előállításához. „Rengeteg energiát használunk el, míg a faanyagot nanocellulózzá őröljük – emeli ki Mautner. – Ezzel szemben ha trágyából indulunk ki, csökkenthetjük a végrehajtandó lépések számát, pusztán mert az állatok előttünk már megrágták és savval kezelték a növényi anyagot. Az eredmény: olcsó nanocellulóz, amely olyan vagy még jobb tulajdonságokkal rendelkezik, mint a fából előállított papíralapanyag, s eközben a gyártása kevesebb vegyszert és energiát igényel."

Mikrogyöngyökkel a bélgörcsök ellen

A bakteriális bélfertőzések olykor csak kellemetlenek, de akadnak köztük halálos kimenetelűek is. Kevesen tudják, hogy az okozott tünetekért – a gyulladásért, lázért, hasmenésért, görcsös fájdalomért – nem is közvetlenül a baktériumok, hanem az általuk termelt méreganyagok vagy toxinok a felelősek. A kezelésben ma a széles spektrumú antibiotikumok viszik a főszerepet, amelyek a kórokozókon kívül az egészséges bélflóra baktériumait is elpusztítják. Német kutatók most olyan, nagy elnyelő kapacitású mikrogéllel álltak elő, amely nem a baktériumokat magukat, hanem az általuk termelt toxinokat célozza, a ezzel hatékonyan enyhítheti a fertőzés tüneteit.

Szeretnénk olyan új kezelést kidolgozni, amely a toxinok elfogásán, s nem a jó és a rossz baktériumok válogatás nélküli elpusztításán alapul – ismertette a tervet Alexander Kuehne, az Interaktív Anyagok Leibniz Intézetének munkatársa. – Úgy mérsékelnénk a gyulladást, hogy közben támogatjuk a természetes bélflórát, és kordában tartjuk a rossz baktériumokat."

Kuehne elmondása szerint a tudósok már három évtizeddel ezelőtt előálltak egy olyan anyaggal, amely elektromos töltés alapján megkötötte a bélben a toxinokat. A találmány el is jutott a klinikai vizsgálatokig, ám ott kiderült, hogy a toxinokon kívül sok más vegyülettel is kölcsönhat, ezért további fejlesztését akkor elvetették. Ugyanakkor ez az ötlet szolgált kiindulópontul Kuehne és csoportja jelenlegi munkájához. Olyan, polietilén-glikol mátrixon alapuló mikrogél-részecskékkel kezdtek foglalkozni, amelyeket mikrofluidikai technológiával állítanak elő, s ez a gyártási módszer lehetővé teszi a toxin-megkötő molekulák közvetlen beépítését a mikrogél mátrixába.

Kuehnéék „kísérleti állata" a Clostridium difficile kórokozó bélbaktérium volt. A C. difficile görcsöket, lázat és súlyos kiszáradással fenyegető hasmenést okoz, ráadásul rettentő nehezen kiirtható, ezért a fertőzés akár végzetes is lehet. A C. difficile többféle toxint is termel, köztük egy sejtfelszíni cukrokhoz kötődő ún. lektint. Mivel a lektin természetes affinitással bír a glikánoknak nevezett cukorláncok iránt, Kuehnéék egy glikán-motívumot építettek be a mikrogélbe abban a reményben, hogy a gélrészecskék ki fogják halászni a C. difficile lektinjét. „A mikrogél szépen elnyelte a lektin-molekulákat – számolt be az eredményről a kutató. – Most ideje különböző valódi toxinokkal folytatnunk a kísérleteket." A csoport a továbbiakban olyan komponenseket épít majd be a mikrogél-gyöngyöcskékbe, amelyek nemcsak megkötik, de inaktiválják és le is bontják a toxinokat.

Amennyiben tetszett a cikk, illetve más hasonló híreket is szívesen olvasna, itt lájkolhatja FB oldalunkat

Kapcsolódó anyagok: 

Forrás - A kép csak illusztráció, forrás: pixabay

 

Köszönjük

Hogy megosztod az oldal tartalmát mással is...