Navorsers gebruik ou broodkrummels om handreiniger te maak | LitNet
Navorsers gebruik ou broodkrummels om handreiniger te maak
Marli van Eeden, Stefan Hayward Onderhoude 2020-05-13
Wie sou nou kon raai dat iets so eenvoudig soos brood in die COVID-19-krisis 'n broodnodige item sou raak? Dit nadat voedselwetenskaplikes aan die Universiteit Stellenbosch dit onlangs reggekry het om handreiniger van ou broodkrummels te maak.
Die wetenskaplikes het dit reggekry om in hul departement se fermentasietenk 18 liter alkoholbasisreiniger te maak uit kilogramme ou broodkrummels. Nadat dit 'n week lank gefermenteer het, kon hulle net betyds hul eindproduk bottel voordat Suid-Afrika se inperkings begin het.
"Dit ruik net 'n bietjie soos roosterbrood," sê Stefan Hayward, 'n nadoktorale navorser in die Departement Voedselwetenskap aan die Universiteit Stellenbosch. Hy is deel van 'n navorsingsgroep wat op 'n normale dag fokus op maniere om aan die een kant voedselafval te verminder, en aan die ander nut te vind vir dit wat wel opgaar.
"Brood bestaan uit 40% stysel wat as 'n uitstekende koolhidraatbron gebruik kan word tydens die produksie van bioëtanol via fermentasie," verduidelik Hayward.
Die navorsers het 60 kg broodkrummels in die departement se fermentasietenk met warm water gemeng. Daarby het hulle alfa-amilase-ensieme wat algemeen in die voedselbedryf gebruik word, gevoeg. Die mengsel se pH-vlak is aangepas sodat stysel optimaal tot suiker omskep kon word en vir 60 minute teen 65° C geïnkubeer om omsetting na suiker aan die gang te sit. Daarna is die mengsel afgekoel tot 30° C voordat 'n gespesialiseerde gisstam wat in die distilleringsbedryf gebruik word, bygevoeg is.
Die eindproduk, wat baie lyk soos kapokaartappels gelyk het, is vir sewe dae by kamertemperatuur gelaat sodat die fermentasieproses hom kon voltrek. Daarna kon die drietal op die Donderdag voor inperking begin om die mengsel te distilleer.
Van die aanvanklike 60 kg brood wat gebruik is, kon hulle 10,5 liter 75% etanol produseer. Hulle het 'n resep vir handreiniger op die internet gevind. Hul bioëtanol is gemeng met bestanddele soos gliserol, waterstofperoksied (wat ook virusse en bakteriële spore doodmaak) en 'n bevogtigingsmiddel. Daaruit kon hulle uiteindelik 18,2 liter vloeibare handsaniteerder maak.
Hayward vertel meer oor dié unieke handreiniger.
Wetenskaplikes het dit reggekry om 18 liter alkoholbasisreiniger te maak uit kilogramme ou broodkrummels.
Stefan, 'n groep voedselwetenskaplikes aan die Universiteit Stellenbosch (waarvan jy een is) het daarin geslaag om 'n alkoholbasis-handreiniger uit ou brood te maak – vertel asseblief meer hieroor. Hoe het julle met die idee vorendag gekom? Wat het jul geïnspireer?
Kort na ons president aangekondig het dat daar 'n moontlikheid van inperking kan wees, het ek en twee kollegas, Timo Tait en Sebastiaan Orth, gesit en besin oor wat ons kan doen om 'n verskil te maak. In ons navorsingsgroep het ons 'n passie om maniere te vind om voedselafval om te skakel na iets bruikbaar. Om hierdie tipe navorsing te bevorder het ons 'n noue samewerking tussen die Universiteit Stellenbosch, Innovative Research Solutions en Pioneer Foods. Deur middel van hierdie samewerking het ons toegang tot groot hoeveelhede brood wat terugkom van verspreidingsentrums af. Aangesien brood 'n groot hoeveelheid stysel bevat, het ons gereken ons sal die stysel na fermenteerbare suikers kan omskakel wat dan as koolstofbron vir fermentasie kan dien. So sal ons dan alkohol kan produseer wat ons in die laboratorium sal kan gebruik om oppervlakke te reinig, of om handreinigers te maak.
Die navorsers het 60 kg broodkrummels in die departement se fermentasietenk met warm water gemeng.
Hoekom handreiniger maak, en hoekom juis brood, en spesifiek ou brood, gebruik?
Na die aankondiging van moontlike inperking het mense op hol gegaan en groot hoeveelhede toiletpapier en handreiniger begin koop. Dit het spoedig tot 'n tekort gelei. Laboratoriumgraad-alkohol het ook moeilik begin raak om in die hande te kry, en ons moes steeds seker maak dat die mense in die Departement Voedselwetenskap veilig is terwyl ons nog in die gebou mag werk. So dit het goed ingepas met die maak van alkohol van ou brood. Die rede hoekom ons ou brood gebruik het, is eerstens dat ons nie onnodig bruikbare kos vir hierdie projek wou gebruik nie, en tweedens wil ons juis gebruike vind vir voedselafval. Omdat brood nie vir altyd kan hou nie, word dit 'n paar dae voor die einde van sy rakleeftyd van die winkel rakke verwyder en teruggestuur na die verspreidingsentrum. Hier word die brood dan verkoop as dierevoer. So tegnies is die brood nie oud nie, dis net nie noodwendig meer geskik vir menslike voeding nie.
Die grootste voordeel van die proses is dat 'n weggooiproduk gebruik word om iets anders te skep.
Wat was die proses om hierdie idee van konsep tot produk te omskep – hoe het julle te werk gegaan?
Ek en my kollegas is almal deel van die universiteit se minibrouspan, so ons is goed bekend met die proses om garsstysel om te skakel na suiker vir fermentasie. Die proses om die brood om te skakel is baie dieselfde, maar brood het nie die nodige amilase-ensieme wat verantwoordelik is vir styselhidrolise nie. Ons het dus 'n kommersiële ensiemoplossing gebruik om styselhidrolise te bewerkstellig. Na styselomskakeling het ons net gis bygevoeg en die mengsel vir 'n week laat fermenteer. Ons het toe die alkohol herwin dmv distillasie. Na distillasie het ons die alkohol na 70% verdun en 'n klein hoeveelheid gliserol bygevoeg om seker te maak 'n mens se vel droog nie uit agv die alkohol nie.
Die grootste uitdaging was die skaal van die proses.
Watter uitdagings was daar verbonde aan die proses?
Die grootste uitdaging vir ons was die skaal van die proses. Ons het laboratoriumtoerusting gebruik wat nie massiewe volumes kan hanteer nie. Ons moes dus massadistillasies doen.
Tot 30% van die wêreld se kos word vermors. As ons gebruike kan vind vir hierdie "afval", sal dit baie probleme kan verlig.
Wat is die voordele van hierdie handreiniger?
Die grootste voordeel vir ons was dat dit 'n weggooiproduk gebruik eerder as 'n rou materiaal wat vir iets anders gebruik kan word. Dit het die beginsel bewys, so ons sal voortaan ander voedselafvalstrome vir dieselfde doel toets. Dit het ook meer belangstelling in die gebruik van voedselafval ontlok.
Hoe dra hierdie handreiniger by tot 'n meer volhoubare omgewing?
Ons skakel 'n produk wat vir niks anders gebruik sou word nie, om na iets bruikbaar. Die proses produseer natuurlik ook sy eie afval, maar dit gebruik ons vir bemesting, en ons is besig om te kyk vir watter ander doeleindes ons dit sal kan gebruik. Tot 30% van die wêreld se kos word vermors. As ons gebruike kan vind vir hierdie "afval", sal dit baie probleme kan verlig.
Wat hou die toekoms in? Beplan jul om hierdie navorsing verder te neem? Die produk op die mark te kry?
Ons is vir eers net besig om te kyk na maniere waarop ons dit meer effektief sal kan maak, maar ons het nog nie gekyk na grootskaalproduksie nie. Dit is egter wel in die vooruitsig.