Chityna jest jednym z najpowszechniej występujących biopolimerów w przyrodzie. Wykorzystuje się ją do produkcji chitozanu – materiału o właściwościach, które pozwalają zastosować go m.in. w kosmetyce, medycynie, rolnictwie czy produkcji materiałów opakowaniowych.
Obecnie podstawowym źródłem chityny są pancerze skorupiaków, przede wszystkim krewetek i krabów. Surowiec ten powstaje jako produkt uboczny przetwórstwa owoców morza. Produkcja chitozanu koncentruje się przede wszystkim w Azji, m.in. w Chinach, Indiach i Tajlandii, a także w Ameryce Południowej. Europa, ze względu na mniejszą skalę przetwórstwa skorupiaków, pozostaje w dużej mierze zależna od importu.
Alternatywne, lokalne źródło surowca mogłoby więc ograniczyć zależność od azjatyckich dostawców. Jednym z potencjalnych rozwiązań jest wykorzystanie owadów odławianych w ramach ochrony lasów.
Pomysł rozwija Eugeniusz Świstun z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Badacz wykorzystuje owady zbierane przez leśników w pułapkach feromonowych. Zamiast kierować je do utylizacji, odzyskuje z nich chitynę, a następnie przekształca ją w chitozan.
Skala dostępnej biomasy może być znacząca. Jak wynika z szacunków badacza opartych na badaniach terenowych, w pojedynczej pułapce feromonowej może zgromadzić się nawet 1,5 kg owadów. Przy założeniu powierzchni 10 tys. ha lasu i dwóch pułapek na hektar oznaczałoby to około 30 ton odłowionych owadów.
Kosmetyki jednym z zastosowań
Projekt ma znaczenie również dla przemysłu kosmetycznego. Chitozan jest wykorzystywany jako składnik formulacji kosmetycznych ze względu na swoje właściwości filmotwórcze, a także możliwość zastosowania w produktach do pielęgnacji skóry i włosów. Biopolimer może być również wykorzystywany w materiałach stosowanych przy opatrywaniu ran, maściach czy innych rozwiązaniach biomedycznych.
W przypadku technologii opracowywanej przez AGH potencjalną zaletą jest wykorzystanie lokalnego odpadu biologicznego. Surowcem nie byłyby hodowane specjalnie w tym celu owady, lecz szkodniki już odławiane w ramach ochrony lasów.
Badaniom poddawanych jest pięć gatunków owadów: kornik drukarz, chrabąszcz majowy, rytownik pospolity, brudnica mniszka oraz kornik ostrozębny. Ich pancerze zawierają chitynę, którą można następnie przetworzyć do postaci chitozanu.
Technologia obejmuje kilka etapów. Wysuszone owady są mielone, a następnie z materiału usuwane są białka i minerały. Kolejny etap polega na przekształceniu chityny w rozpuszczalny chitozan oraz jego dekoloryzacji.
Badacz zoptymalizował proces m.in. poprzez obniżenie temperatury reakcji do poniżej 70°C oraz ograniczenie zużycia odczynników. Ma to zmniejszać zapotrzebowanie na energię i koszty procesu, co może mieć znaczenie dla jego późniejszej skalowalności przemysłowej.
Od laboratorium do półtechniki
Projekt znajduje się jednak nadal na etapie badań. Na podstawie analiz laboratoryjnych Świstun chce wytypować jeden najbardziej perspektywiczny gatunek, który zostanie wykorzystany w dalszym rozwoju technologii.
Kolejnym krokiem ma być przejście do skali półtechnicznej, czyli etapu pośredniego pomiędzy eksperymentem laboratoryjnym a pełną produkcją przemysłową. W tym celu naukowiec rozpoczął współpracę z zewnętrzną firmą.
Istotnym elementem komercjalizacji technologii jest również ochrona własności intelektualnej. Akademia Górniczo-Hutnicza dokonała już zgłoszenia patentowego w Urzędzie Patentowym RP, dotyczącego pozyskiwania chityny i chitozanu ze szkodników leśnych.
Jeżeli dalsze testy potwierdzą możliwość efektywnego pozyskiwania surowca na większą skalę, technologia mogłaby stworzyć nowe zastosowanie dla biomasy, która obecnie jest odpadem z gospodarki leśnej. Z punktu widzenia przemysłu kosmetycznego oznaczałoby to potencjalnie pojawienie się europejskiego, a w przyszłości także polskiego źródła chitozanu – surowca obecnie pozyskiwanego przede wszystkim z odpadów przemysłu skorupiaków.
