Reciclarea deșeurilor de pâine. Ce perspective avem?

Cu toții știm că “rebutul” este o parte inerentă a activității în domeniul panificației. Orice greseală de dozare, o defecțiune pe flux, o întrerupere temporară în furnizarea energiei electrice sau a gazelor, poate duce la acumularea unor cantități semnificative de produse care nu pot fi întodeauna revalorificate la nivelul procesului tehnologic respectiv. Prin urmare, acestea trebuie reprocesate în vederea obținerii de pâine furajeră sau pur și simplu aruncate la gunoi. O sursă semnificativă de rebut este pâinea nevândută și care se întoarce de pe traseu. Deoarece disutăm în acest caz de produse finite care nu s-au aflat o anumită perioadă de timp sub controlul companiei, pentru care practic nu există monitorizări legate de condițiile de depozitare, legislația sanitar-veterinară nu permite reprocesarea acestora sub formă de pesmet sau valorificarea ca furaje pentru animale. Cantităti semnificative de produse din industria de panificație ajung astfel să fie risipite, accentuând problema risipei de alimente la nivel global. Majoritatea risipei de pâine se produce în cazul pâinii cu termen de valabilitate mic (24 – 48 de ore), la comerciantul cu amănuntul sau la consumatorul final. Pâinea cu termen de valabilitate mare face parte dintr-un lanț logistic mai organizat și cu capacitate mai mare de a absorbi fluctuațiile cererii din piață (stă mai mult la raft, în general atât producătorii cât și comercianții se bazează pe un istoric atunci când fabrică pâinea sau dau comenzi). În cazul pâinii risipite în gospodării intervin o serie de probleme care complică situația reciclării acesteia, precum amestecarea acesteia cu alte deșeuri alimentare.

Un articol publicat recent în Sustainable Energy Fuels de o serie de cercetători britanici analizează stadiul cercetărilor legate de valorificarea deșeurilor de pâine în direcțioa obtinerii diverselor substanțe de interes, precum și provocările de natură logistică ridicate de eventuala implementare a acestor tehnologii.

Producția anuală globală de pâine este estimată în diverse surse la peste 100 de milioane de tone. Mai bine de 50 % din această producție este cantonată în Europa, urmată de Statele Unite (aproape 30 %), Asia (10 %) și Regiunea Orient Apropiat – Africa (un pic sub 10 %).  Se estimează că risipa de pâine ajunge la nivel global la 10 %, o sumă care în bani ar fi undeva la peste 10 miliarde de euro. În limbajul impactului asupra încalzirii globale de astăzi discutăm practic de un echivalent de peste 20 de milioane de tone emisii de dioxid de carbon pe an.

Și până la urmă ce reprezintă, în fapt, pâinea pe care o risipim? Un material bogat în amidon și o sursă curată de zaharuri fermentabile ușor de extras, spre deosebire de celelalte surse pe care le exploatăm într-o nebunie, așa cum sunt materiile prime lignocelulozice. Biomasa lignocelulozică necesită procese energofage de pretratare fizică, chimică și/sau enzimatică pentru eliberarea zaharurilor fermentescibile. Prin urmare, deșeurile de pâine reprezintă o oportunitate clară ca potențială sursă de carbon pentru procese comerciale noi și, în acest scop, au fost dezvoltate mai multe rute alternative pentru a le utiliza pentru obținere de substanțe noi. 

Valorificarea rebuturilor de pâine a atras atenția multor corporații din industrie, iar în ultimii ani am văzut concretizate o serie de proiecte frumoase: în 2017, Greencore (Marea Britanie) împreună cu Toast Ale au pus la punct un proiect în care 25 – 28 % din malțul de orz de la fabrica de bere Adnams a fost înlocuit cu pâine uscată provenită din deșeuri din producția de sandvișuri. Bute Brew Co. din Scoția a propus o abordare similară în 2018, pâinea nevândută înlocuind între 20 și 25% din malțul de orz folosit în producția de bere artizanală cu 5,1 % alcool. Utilizarea unor cantități mai mari de pâine pentru înlocuirea malțului la fabricarea berii este limitată, deoarece descompunerea amidonului din pâine se face pe seama complexului enzimatic existent în malț. Scăderea cantității de malț implică aportul de enzime exogene în proces. Unele studii au propus fermentarea pâinii vechi sau rebut cu bacterii lactice și utilizarea fermentatului respectiv ca ingredient în următoarele șarje de pâine. Rezultatele au arătat că bacteriile lactice au produs compuși care au conferit aluatului o moliciune și o vâscozitate mai bună. În plus, au adus în aluat un aport de glucoză și fructoză care a făcut inutilă suplimentarea cu zahăr pentru initierea procesului de dospire de către drojdie, iar aciditatea produsului final a fost mai bună, fiind îmbunătățită durata de viață a produsului finit la raft.

 De asemenea, au fost inițiate eforturi pentru a utiliza glucoza din deșeurile de pâine pentru fabricarea moleculelor farmaceutice. GlaxoSmithKline (GSK), Veolia și Centrul de Dezvoltare a Biorenewables din York lucrează în colaborare la un proiect de investigare a producției unuia dintre compușii activi farmaceutici GSK din subprodusele pâinii, nu direct din grâu. Ideea de bază este că pâinea are o cantitate suficientă de glucide fermentescibile, proteine, lipide și substanțe minerale capabile să susțină un mediu de cultură pentru microorganisme care produc diverse substanțe de interes care, în prezent, provin din industria petrochimică, asociată cu probleme de mediu: acidul 2-ceto- D- gluconic, acid lactic, acid succinic, pigmenți, compuși aromatici, etanol etc. Există cercetări care au folosit deșeurile de pâine la obținerea unor enzime: proteaze, alfa- amilaze, gloucoamilaze etc.

Valorificarea deșeurilor de pâine, dincolo de potențialul lor enorm ca sursă pentru obținerea diverselor subtanțe chimice, ridică totuși o serie de provocări logistice. În primul rând, acestea trebuie recoltate de la locul de obținere (brutărie, supermarket, consumator final) fără ca ele să fie contaminate cu alte reziduuri și într-un timp suficient de scurt pentru ca ele să nu sufere de alterări microbiene care pot interfera cu procesul fermentativ de valorificare. În plus, transportul deșeurilor către locul de prelucrare implică consum de combustibili fosili și prin urmare este necesară o evaluare a întregului ciclu de viață (analiza LCA) pentru a concluziona asupra impactului cu privire la cantitățile de gaze cu efect de seră emise suplimentar. Multe procese fermentative, dar în special cele care transforma pâinea în etanol, au ca rezultat net producerea unor cantități semnificative de dioxid de carbon. Ideal ar fi ca dioxidul de carbon degajat să poată fi captat și fie depozitat pe termen lung, sau să fie convertit în substanțe utile de tipul alchenelor și alcoolilor cu lanț lung de carbon (combustibili sintetici), respectiv în procesele de preparare a băuturilor carbogazoase.