小麦面包很可能是伊朗和其他一些国家最通行的食物。在伊朗每年超过10百万吨小麦被制成面包,其中超过10%由于各种原因成为残余物。其中大部分被收集做动物饲料。但是有一定百分数的面包残余物是发霉的,拿面包残余物做动物饲料就为毒枝菌素进入人类食物链开了门,可能会引起严重的健康问题。因此应该找寻替代方法处置大量的面包残余物。
尽管面包的化学成分同面粉很相似,但把面粉和面包水解成为发酵原料的工艺过程,可能并不一样,因为在生面团制造和面包烘焙中发生结构变化。在生面团生成的麦质网状物可能保护淀粉链的一部分,免于酶的攻击。米勒德反应也可能使一部分糖同氨基酸结合。另一方面,烘焙过程中淀粉的胶凝作用,可能改变它水解对温度的依赖性。再者,在生面团发酵过程中,淀粉的一部分已被生面团原有的酶水解。这些差异表明,需要探究用面包残余物做发酵工艺原料的可行性,这个工艺过程可能同用面粉做原料时的工艺过程是不相同的。
从产量和市场看,乙醇现在是最重要的生物学技术产品,它的市场从1975年的1×109公升增长到2006年的39×109公升,其中燃料乙醇是主要的推动力。在今后几年,这走势预料会继续。从谷物如玉米和小麦生产乙醇,已经是成熟的工业工艺。但是找不到从面包残余物生产乙醇的报告。
报告发表在《Biomass and Bioenergy》的一个研究,对面包残余物转化为通用发醇原料的两个主要阶段(液化和糖化)进行探究,拿面包残余物的水解同面粉的水解做了比较,探究了温度和初始固体百分数的影响。然后做了水解产物进行糖化的实验。再用面包残余物的糖化物发酵成为乙醇。实验使用的热稳定淀粉酶(Thermamyl 120L)和真菌戊基葡萄糖苷酶(AMG 300L)由丹麦的Novozyme A/S公司供给。小麦酵母由伊朗的Kolarmayeh公司供给。
本实验在第一阶段(水解),对温度(50-85℃)和基质浓度(20%和35%)进行实验。结果20%面包残余物悬浮体,在任何温度下,经3小时候水解,使70%的初始干物质溶解。35%面包残余物悬浮体的水解,由于它的浆状性质,必须用一次投料方式进行。它的结果是在85℃下,悬浮的面包残余物的85%被溶解。它的糖化产物有高于90%的右旋糖当量,而初始干物质的80%被分解。这产物作为发酵原料,用麦酒酵母发酵,获得350g乙醇/kg初始面包残余物干物质的产出。