Na zajímavém a společensky velmi významném projektu aplikovaného výzkumu s využitím odpadu v podobě drůbežího peří již několik let pracují odborníci z dvou konsorcií dvaceti výzkumných ústavů a firem. Společně vytvořili Národní centrum kompetence (NCK) BIOCIRTECH a Národní centrum kompetence (NCK) BIOCIRKL. Finančně je v jejich snažení podporuje Technologická agentura ČR (TA ČR).
Zájem o kuřecí maso neustálo roste
„Kuřecí maso je jedním z nejběžnějších na trhu. Na celém světě, hlavně v Asii, ale i v USA se produkují desítky miliard kuřat ročně," upozorňuje Olga Šolcová z Ústavu chemických procesů, hlavní řešitelka projektu. Mezi lety 1970 a 2020 se produkce v Asii navýšila pětadvacetkrát, celosvětově osmkrát a každý rok stále stoupá. V Evropské unii bylo v roce 2022 vyprodukováno přes 10 milionů tun kuřat, v České republice přes 200 tisíc kuřat denně.
Zvýšený zájem o kuřecí maso v posledních letech je důsledkem vysoké efektivity jeho získávání. Abychom nahradili jeden kilogram drůbežího masa kilogramem hovězího, bylo by potřeba využít dvakrát tolik zemědělské půdy, v případě vepřového by nárůst činil 14 procent. Zvýšily by se také emise skleníkových plynů - u hovězího masa čtyřikrát, u vepřového o 75 procent. „Ze srovnání vyplývá, že množství kuřat - a pro nás důležitý fakt, že i odpadu z nich - se v budoucnu rozhodně nebude snižovat," dodává Olga Šolcová.
Ale co s odpadem?
Kuřata jsou na jatkách ihned zpracována a jdou rychle na potravinový trh. Na tom českém se však některé části neuplatní. Pařátky je možné vyvážet do Asie, kde jsou velmi žádanou surovinou, odřezky a další zbytky se zpracovávají do krmiv pro domácí mazlíčky, jiné zbytky putují jako surovina do dalších průmyslových odvětví. Nicméně peří, které tvoří přibližně osm procent hmotnosti kuřete, představuje nežádoucí a těžko upotřebitelný odpad. Jen v České republice ho vznikne zhruba 100 milionů kilogramů ročně.
„V současné době se peří likviduje například anaerobní fermentací na bioplyn ve směsi s ostatními odpady ze zpracovatelských jatečních linek. Část se také spaluje či kompostuje, oba způsoby jsou ale problematické, neboť peří špatně hoří a při kompostování se velice pomalu rozkládá," vysvětluje Olga Šolcová. Zjištění, že by mohlo posloužit jako biostimulant růstu rostlin, je proto velmi vítané. O to víc, že takové využití je navíc velmi výhodné z ekonomického i enviromentálního hlediska.
Významnou složkou peří je bílkovina, z 80 až 90 procent keratin. Pomocí hydrolýzy je možné proteiny rozštěpit na směs volných aminokyselin a peptidů.
Recept na chytré zpracování peří
„Jako optimální se jeví metoda „vaření v papiňáku", kterou jsme v rámci NCK BIOCIRTECH vyvinuli. Použije se míchaná vytápěná uzavřená nádoba umožňující pracovat za vyššího tlaku. Do ní se vloží proprané peří s vodou, a to přibližně čtyři kilogramy peří do třiceti litrů vody. Kromě zvýšeného tlaku mezi 1,5 až 3 atmosférami při teplotě od 115 až 135 stupňů Celsia se pro nastartování reakce přidá do vodné reakční směsi pouze malé množství kyseliny citrónové či i jablečného odpadu pro iniciaci reakce," prozrazuje recept Olga Šolcová. Takto se hydrolyticky rozštěpí peptidové vazby v bílkovinové struktuře peří a vznikne směs rozpustných nízkomolekulárních aminokyselin a peptidů bez jakýchkoliv cizorodých látek. Po několikahodinové reakci vznikne nažloutlý roztok, který obsahuje aminokyseliny, částečně rozpustné peptidy (základní stavební jednotky živých organismů) a zbytek tvoří nezreagované kousky brků z peří či zrníček z jablek, které je možné odfiltrovat. Tento způsob hydrolýzy peří je velmi jednoduchý, vlastně by se dal provozovat i doma.
Papričky vpravo od červené čáry po použití hydrolyzátu z peří, vlevo bez jeho použití
A ono to opravdu funguje
„V rámci projektu NCK BIOCIRTECH jsme testovali aplikace na rychle rostoucích dřevinách, a to topolu určeném pro produkci biomasy. Stromky vyrostly za vegetační období o pětinu víc než biostimulantem z peří neošetřené, a tloušťka kmínků v jednom metru byla o polovinu větší, což potvrzuje významný vliv postřiku na růst rostlin," říká Jan Weger z Výzkumného ústavu Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví.
V navazujícím projektu Národního centra kompetence (NCK) BIOCIRKL výzkumníci testovali, zda je možné využít hydrolyzát z peří pro odstranění těžkých kovů ze zemin jako chelatační činidlo, které dokáže na sebe vázat těžké kovy. V současné době se používá EDTA Chelaton II, což je kyselina etylendiamintetraoctová, která škodí životnímu prostředí a jejíž používání má být brzy zakázáno. „Počáteční testy potvrdily, že hydrolyzát z peří je při odstraňování manganu, zinku a železa ze zemin několikanásobně účinnější, a navíc odstraňuje i arzen, což je unikátní. Také jsme zjistili, že má významný vliv na půdní bakterie, jejichž množství se v průběhu pěti dnů navýšilo v centimetru krychlovém o tři řády," vysvětlila Olga Šolcová. V současnosti probíhají další testy na zeminách z průmyslových brownfieldů. Výzkumníci doufají, že budou schopni v jednom kroku odstranit těžké kovy i další polutanty za současného významného navýšení půdních bakterií. První výsledky budou známé v druhé polovině letošního roku.
Ing. Olga Šolcová, DSc.
Ústav chemických procesů AV ČR