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Les amateurs de brassage à domicile et les grands fabricants connaissent le même résultat du processus de fabrication de la bière : des monticules de restes de céréales. Une fois que toute la saveur a été extraite de l’orge et des autres céréales, il reste une poudre riche en protéines et en fibres qui est généralement utilisée pour nourrir le bétail ou mise à la décharge. Maintenant des scientifiques font état d’une nouvelle façon d’extraire les protéines et les fibres des drêches de brasserie et de les utiliser pour créer de nouveaux types de sources de protéines, de biocarburants et autres.

Transformer les déchets

« L’industrie brassicole a un besoin crucial de réduire les déchets », explique Haibo Huang, docteur en médecine, chercheur principal du projet. Son équipe s’est associée à des brasseries locales pour trouver un moyen de transformer les restes de céréales en produits à valeur ajoutée.

« Ces déchets de ces céréales contiennent un pourcentage très élevé de protéines par rapport à d’autres déchets agricoles. Notre objectif était donc de trouver un nouveau moyen de les extraire et de les utiliser », explique Yanhong He, un étudiant diplômé qui présente ses travaux lors de la réunion. Huang et He travaillent tous deux à la Virginia Polytechnic and State University (Virginia Tech).

Afin de transformer ces déchets en quelque chose de plus fonctionnel, Huang et He ont mis au point un nouveau procédé de fractionnement par broyage humide pour séparer les protéines des fibres. Par rapport à d’autres techniques, ce nouveau procédé est plus efficace car les chercheurs n’ont pas besoin de sécher le grain avant son utilisation. Ils ont testé trois enzymes disponibles dans le commerce – l’alcalase, la neutrase et la pepsine – dans ce processus et ont constaté que le traitement à l’alcalase donnait la meilleure séparation sans perdre de grandes quantités de l’un ou l’autre de ces composants. Après une étape de tamisage, le résultat était un concentré de protéines et un produit riche en fibres.

Une source de protéines et de biocarburant

Jusqu’à 83 % des protéines contenues dans ces céréales ont été récupérées dans le concentré protéique. Dans un premier temps, les chercheurs ont proposé d’utiliser les protéines extraites pour remplacer la farine de poisson, qui est moins chère et plus durable, dans l’alimentation des crevettes d’élevage. Mais plus récemment, Huang et He ont commencé à explorer l’utilisation de la protéine comme ingrédient dans les produits alimentaires, répondant ainsi à la demande des consommateurs pour des sources de protéines alternatives.

Cependant, le produit riche en fibres qui restait n’avait toujours pas d’utilisation spécifique. L’année dernière, le chercheur postdoctoral de Huang, Joshua O’Hair, a signalé la découverte d’une nouvelle espèce de Bacillus lichenformis dans une source du parc national de Yellowstone. Ils ont noté que cette bactérie pouvait convertir divers sucres en 2,3-butanediol, un composé utilisé pour fabriquer de nombreux produits, tels que le caoutchouc synthétique, les plastifiants et le 2-butanol, un carburant. Il a donc prétraité la fibre extraite avec de l’acide sulfurique, puis l’a décomposée en sucres de cellulose et d’hémicellulose. Elle a ensuite donné ces sucres au microbe, produisant du 2,3-butanediol.

Rendre le processus de transformation plus durable

Maintenant, l’équipe prévoit de travailler sur la mise à l’échelle du processus de séparation des composants protéiques et fibreux, afin de suivre le volume des déchets de céréales générées par les brasseries. Ils travaillent également avec des collègues pour déterminer la faisabilité économique du processus de séparation, car les enzymes actuellement utilisées pour séparer les composants protéiques et fibreux sont coûteuses. Huang et He espèrent trouver des enzymes et des produits chimiques moins coûteux pour rendre ce processus encore plus durable, évolutif et abordable.

Les chercheurs présenteront leurs résultats lors de la réunion de l’American Chemical Society (ACS) qui se déroule en ligne du 5 au 30 avril.

Source : American Chemical Society
Crédit photo sur Unsplash : Jonathan Cooper