Бразильские ученые из Университета Кампинаса (UNICAMP) и Федерального технологического университета Параны (UTFPR) нашли способ превращать отходы кукурузы в ценные вещества — сахара, органические кислоты и антиоксиданты.

Все это можно использовать в пищевой, фармацевтической промышленности и даже для производства биотоплива.

Результаты опубликованы в издании Biofuel Research Journal.

Обычно после уборки кукурузы остается много стеблей и листьев — их просто выбрасывают или сжигают. Но в этих отходах полно полезных соединений: целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы.

Раньше их извлекали с помощью кислот, но новый метод использует только воду — правда, в особом состоянии.

Исследователи нагревали воду до высоких температур и держали ее под давлением, чтобы она не закипала.

В таких условиях крупные молекулы распадаются на более простые — это и есть гидролиз. В зависимости от температуры и кислотности среды можно получать разные вещества:

• Фенольные соединения  (16–76 мг на грамм) — работают как антиоксиданты, борются с воспалениями и микробами.
• Сахара  (до 448 мг на грамм) — в шесть раз больше, чем при кислотном методе.
• Органические кислоты  (1157 мг на грамм) — из них можно делать биоразлагаемый пластик или растворители.

Это реальный шанс для «зеленой» химии, — говорит Таня Форстер-Карнейро, научный руководитель проекта.

Метод оказался не только эффективным, но и экономичным. По шкале EcoScale, которая оценивает экологичность технологий, он набрал 93 балла из 100. Для сравнения: традиционные способы с серной кислотой и щелочью едва дотягивают до 85.

Расчеты показали, что производство сахаров из кукурузных отходов окупится за 4–5 лет. Это открывает дорогу для промышленного применения.

Это исследование решает сразу несколько проблем:

• Экология — вместо сжигания отходов их перерабатывают в полезные продукты.
• Экономика — снижаются затраты на сырье для биотоплива и биоразлагаемых материалов.
• Наука — метод заменяет токсичные кислоты водой, упрощая процесс и делая его безопаснее.

Особенно ценно, что технология уже близка к коммерческому внедрению.

Хотя метод выглядит перспективно, остается вопрос масштабирования. Лабораторные условия — одно дело, а промышленные реакторы — другое. Не факт, что при увеличении объемов эффективность сохранится. Кроме того, энергозатраты на нагрев воды под давлением могут оказаться выше расчетных.

Ранее ученые заявили об ускорении выработки биотоплива с помощью ультразвука.