減少、重複使用、回收和再利用是人類為了永續的生活方式。然而，有些回收過程需要大量化學物質就會是棘手問題，例如甲殼素。美國康乃狄克大學的研究團隊開發了一種從海鮮廢棄物中回收甲殼素的方法。傳統處理海鮮廢棄物是直接倒入垃圾掩埋場，或返回海洋，或進行堆肥。但，因材料中多餘的營養物質進入水道會導致優養化，藻類在過量的營養物質的作用下繁衍生息，會同時消耗大量可用的氧氣，形成海洋和水生生物無法生存的「死亡區」。

由於甲殼素是一種高分子量的多醣，傳統的加工技術依靠腐蝕性化學物質來分解。此外，由於萃取後需要稀釋和中和溶劑，亦須大量的用水，常被認為是一個污染嚴重的行業。團隊利用食物中天然存在的化學物質，例如蘋果中所含的蘋果酸，發酵食品中的乳酸，食品添加劑的鹽類(氯化膽鹼)，和常用作糖替代品的甘油。許多基本類型的生物質因為分子結構中存在強氫鍵，包括甲殼素，不會與水發生反應。團隊利用甘油充當氫供體，氯化膽鹼充當氫受體。當遇到任何一種酸（蘋果酸或乳酸）時，這三種成分的組合形成一種黏稠溶液，稱為新式三混深共熔溶劑(Ternary Deep Eutectic Solvents，TDES)。TDES 在破壞將生物質結構成分結合在一起的氫鍵方面特別有效，透過削弱這些氫鍵，TDES有助於將甲殼素與蛋白質和碳酸鈣等其他成分分離。團隊透過精確調整TDES中三種組分的比例，可破壞生物質內的氫鍵相互作用，利用一種創新方法來處理甲殼類海鮮廢物。

利用傳統的化學方法需要使用大量的酸和鹼來加工和萃取甲殼素，通常會產生分子量較小的甲殼素，其應用可能受到限制。該技術新穎處是團隊可依未來的應用目的，利用溫和的蘋果酸或乳酸，可生產出300至100,000 kD (kilo Daltons)分子量的甲殼素。未來，研究團隊在萃取過程中加上超聲波處理的技術，將甲殼素纖維解開成奈米可成為奈米甲殼素。由於溶劑源自於食品且性質溫和，因此，不需要用大量的水中和即可安全處置。在失去萃取能力之前，它們可以重複使用至少三次，因此，成本更低、更環保。

未來或許可以運用於海藻在內的其他材料，以提取和純化藻酸鹽。這種純化的傳統過程既漫長又複雜，但利用TDES 系統可將多天的萃取過程減少到大約幾個小時的過程，透過清理和簡化這些流程，將這些垃圾變廢為寶或至少變成加值產品。

《產業發展中心 產業分析組 何玲玲 摘譯》

資料來源：https://www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240221160410.htm