Znaczna część chmielu marnuje się podczas procesu warzenia piwa

Chmiel (Humulus lupulus) jest uprawiany w celu zbierania żeńskich kwiatów, które nadają piwu głęboki smak, aromat i gorzki smak. Jest kluczowym składnikiem prawie każdego stylu piwa warzonego na całym świecie. Jednak pozostała część jego biomasy jest spalana lub składowana jako odpady rolno-przemysłowe. Naukowcy z Uniwersytetu w Jokohamie opracowali sposób na wykorzystanie pozostałości chmielu poprzez przetworzenie tego odpadu na nanowłókna celulozy (CNF).

W ciągu ostatnich kilku lat popularność piwa rzemieślniczego wzrosła na całym świecie, uznanie konsumentów zyskały szczególnie te style piwa, przy warzeniu których wykorzystuje się o wiele więcej różnych rodzajów chmielu niż przy warzeniu tradycyjnych piw komercyjnych. W rezultacie produkcja chmielu w 2019 roku osiągnęła rekordowy poziom.

75 procent rośliny chmielu jest odpadem

Do produkcji piwa używa się tylko kwiatu chmielu. Według naukowców łodygi i liście, które stanowią około 75 procent biomasy produkowanej w uprawie chmielu, są zazwyczaj spalane lub wyrzucane po zbiorach. Technika przerobu tej biomasy na nanowłókna celulozowe opracowana przez japońskich naukowców powinna zredukować rosnące odpady i ślad węglowy przemysłu piwnego, a także ograniczyć surowce naftowe.

Technika przetwarzania chmielu japońskich naukowców

Zespół badawczy opracował technikę „przetwarzania” produktów odpadowych, wykorzystując łodygi chmielu jako surowiec do ekstrakcji nanowłókna celulozy - CNF. Od 2000 roku obserwuje się rosnące zainteresowanie CNF ze względu na ich wyjątkowe właściwości, w tym niską wagę oraz wysoką wytrzymałość i stabilność.

Dzięki tym zaletom oczekuje się, że CNF będą stosowane jako alternatywy pochodzenia roślinnego w celu zmniejszenia ilości tworzyw sztucznych na bazie ropy naftowej w różnych zastosowaniach przemysłowych, takich jak przemysł motoryzacyjny i mieszkaniowy, a także w przemyśle spożywczym.

Wcześniej CNF zostały z powodzeniem wyekstrahowane z drewna i odpadów rolno-przemysłowych, takich jak: liście ananasa, łodygi bananów, skórki grejpfruta, a nawet fusy po kawie.

Roślinne ściany komórkowe zbudowane są z mikrowłókien celulozowych, czyli bardzo małych i smukłych włókien, w matrycy złożonej z ligniny i hemicelulozy. Poszczególne składy chemiczne celulozy, hemicelulozy i ligniny różnią się znacznie w zależności od źródła włókien.

Korzystając z analizy składu chemicznego, japońscy naukowcy byli w stanie stwierdzić, że łodygi chmielu zawierały celulozę w proporcji prawie równej proporcji drewna.

Oznacza to, że ta technika nie tylko mogłaby zastąpić ropę naftową, ale zamiast drewna, można by wykorzystać odpady chmielowe jako alternatywne źródło CNF.

Źródło: https://www.researchgate.net/publication/352328916_Upcycling_of_Waste_Hop_Stems_into_Cellulose_Nanofibers_Isolation_and_Structural_Characterization