Hielscher ultrazvuková technologie

Ultrazvuková klíčivost a slad

 

  • Sladovnického je proces časově náročný: namáčení a hydratace zrn osiva zabere mnoho času a dosahuje převážně nerovnoměrné výsledky.
  • Ultrazvukem, klíčení rychlost, rychlost a výtěžek ječmene lze výrazně zlepšit.

 

 

slad Production

Slad / sladové zrno je široce používá k výrobě piva, whisky, sladové koktejly, ocet sladu, stejně jako přísada do potravin. Během procesu sladování se vysušený obilí (např. Ječmene) se namočí ve vodě, kdo klíčení. Během klíčení se stávající enzymy uvolnění nové enzymy jsou produkovány, a endosperm buněčné stěny jsou rozděleny na uvolnění jejich obsahu buněk, jakož i rozebrat část uloženého proteinu na aminokyseliny. Po dosažení určitého stupně klíčení, proces klíčení je zastaven procesem sušení. Tím, sladovnického obilí, enzymů – jmenovitě α-amylázy a β-amylázy – potřebné pro modifikaci škrobů zrna se do jsou vyvíjeny cukry. Různé druhy cukru zahrnují monosacharid glukózu, disacharid maltózu, trisacharidu maltotrióza, a vyšší cukry zvané maltodextriny. Máčení a klíčení zrna je poměrně časově náročné, za to, že moření trvá 1-2 dny a klíčení trvá další 4-6 dny. To činí výrobu sladu časově náročné a drahé.

Sonikace zlepšuje klíčivost

klíčící ječmen

Žádost o informace





Ultrazvukem Lepší sladovnického

Řešení: Ultrazvuku

  • Sonikace zlepšuje klíčivost a rychlost zrna ječmene.

Účinky ultrazvuku:

  • Rychlejší a lepší namáčení
  • rychlejší klíčení
  • Úplnější klíčení
  • Aktivace enzymů
  • Vyšší Extraction Rate
  • Slad Kvalitní

Tyto ultrazvukové iniciované účinky jsou způsobeny zlepšenou enzymatickou aktivitou a mikro trhliny vyvolané ultrazvukové kavitace na semena. Zrna ječmene může absorbovat více vody v kratším časovém období, což vede k výrazně zlepšená hydratace semen. Rychlá hydratace a dokonce klíčení jsou důležité pro dobrou kvalitu sladovnického protože ungerminated semena jsou náchylnější k bakteriální a houbové poškození.
Sladování je složitý proces, který zahrnuje mnoho enzymů; důležité jsou α-amyláza, β-amyláza, α-glukosidáza a limitní dextrin. Během sladování podstoupí ječmen neúplný přirozený klíčivý proces, který zahrnuje řadu enzymatických degradací endospermu jaderného jádra. V důsledku této degradace enzymů se buněčné stěny endospermu degradují a škrobové granule se uvolňují z matrice endospermu, do kterého jsou vloženy. Ultrazvuk aktivuje enzymy a zlepšuje rychlost extrakce intracelulárního materiálu, např. Škrobu, bílkovin. Arabinoxylanové molekuly mají tendenci vytvářet makromolekulární agregáty ve zředěných polysacharidových roztocích. Ultrazvuk pomáhá účinně snižovat agregáty polysacharidů. Rozkladem polysacharidového škrobu se produkují fermentovatelné uhlohydráty. Takové uhlohydráty se převádějí na alkohol ve fermentačním kroku výroby piva.

Všechny tyto ultrazvukové účinky na bio-chemické procesy v průběhu sladování mít za následek Kratší doba klíčení a vyšší klíčení rychlost / výtěžek, Zkrácení výsledky klíčení období, ve významné obchodní výhody pro sladovnický a pivovarnictví.

Yaldagard a kol. (2008) ukázal, že ultrazvuk “má potenciál, který se použije v sladovnické procesů způsobu léčení semen zkrácení doby klíčení a zlepšit procento celkového klíčení.”

Yaldagard a kol. 2008 vyšetřovala ultrazvukem zlepšenou klíčení ječmene semena.

Rychlejší klíčení pomocí ultrazvuku

Ultrazvukový Barley Seed Podkladová Protocol

Materiál:
ječmen seťový Hordeum vulgare (9% obsah vlhkosti, skladují při teplotě místnosti po dobu 3 měsíců po sklizni)
Ultrazvukové zařízení UP200H (200W, 24kHz) vybavený sonotrody S3 (radiální tvar, o průměru 3mm, max. Hloubka ponoření 90mm)

Protokol:
Špička rohu byla ponořena cca. 9 mm do procesního roztoku, který se skládá z osiva vody a ječmene. Všechny pokusy byly provedeny na vzorcích (10 g semen ječmene) dispergovaných v 80 ml vody z vodovodu s přímou sonikací (systém sondy) při příkonu 20, 60 a 100% s dalším mícháním nebo protřepáváním. Toto bylo použito k tomu, aby se zabránilo stojatým vlnám nebo vytváření oblastí bez tuhého materiálu pro rovnoměrné rozložení ultrazvukových vln. Ultrazvukové zařízení bylo nastaveno na režim pulsace s použitím regulace výkonu, aby se omezila tvorba volných radikálů. Cyklus byl nastaven na 50% u všech experimentů. Roztok byl zpracován při konstantní teplotě 30 ° C po dobu 5, 10 a 15 minut. [Yaldagard a kol. 2008]

Výsledek:
Ultrazvukové ošetření vede k vyšší hydrataci a rychlejší klíčení v kratším čase.
Nejvyšší klíčivost semen (přibližně 100%) byla zaznamenána při nastavení 100% výkonu. Pro semena, která byla podrobena působení ultrazvuku po dobu 5, 10 a 15 minut při plném výkonu (100% nastavení výkonu zařízení), byla rychlost klíčení zvýšena z 93,3% (neosilikované semena) na 97,2%, 98% a 99,4% resp. Tyto výsledky mohou být přičítány mechanickým účinkům způsobeným ultrazvukem vyvolanou kavitací, která zvyšuje příjem vody buněčnými stěnami. Sonikace zvyšuje přenos hmoty a usnadňuje průnik vody stěnou buněk do vnitřku buněk. Zhroucení kavitačních bublin v blízkosti buněčných stěn narušuje buněčnou strukturu a umožňuje dobrý přenos hmoty v důsledku ultrazvukových trysek kapaliny.
Způsob značně zkrátil čas potřebný k zahájení klíčivosti semen. V ošetřených vzorcích se objevovaly rychlejší kořeny vlasů a rostly hojně ve srovnání s neosilikovanými semeny. Při použití ječmene ošetřeného výše uvedeným způsobem byla doba klíčení zkrácena na 4 až 5 dní (v závislosti na ultrazvukovém výkonu a době expozice) od obvyklých 7 dnů. Dále průměrná doba klíčení klesla z 6,66 dne pro nastavení výkonu o 20% na 4,04 dne pro nastavení ultrazvuku 100% po dobu zpracování 15 minut. Analýza výsledných dat naznačuje, že rozsah klíčivosti a střední doba klíčení byly významně ovlivněny různými nastaveními ultrazvukového výkonu během klíčového testu. Všechny experimenty vedly ke zvýšení klíčivosti semen ječmene ve srovnání s kontrolou, která nebyla sonifikována (obr. 1). Maximální průměrná doba klíčení byla zaznamenána pro 20% nastavení výkonu a minimální průměrná doba klíčení byla zaznamenána při nastavení 100% výkonu (obr. 2).

Vyšší výtěžek ultrazvukovým sladování.

Vyšší rychlost klíčení a výtěžku s ultrazvukem

Sonikace je také prokázáno, že zvýšení klíčení semen cizrny, pšenice, rajčata, papriky, mrkev, ředkvičky, kukuřice, rýže, vodní meloun, slunečnice a mnoho dalších.

ultrazvukový Equipment

Hielscher Ultrazvuk dodává spolehlivé vysoce výkonné ultrasonicators pro laboratorní, bench-top a průmyslové využití. Pro nálože osiva a sladovnictví v komerčním měřítku, doporučujeme vám naše průmyslové ultrazvukové systémy, jako například UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10kW) nebo UIP16000 (16 kW). Propisovací flow-buněk reaktory a příslušenství dokončit náš sortiment. Všechny systémy Hielscher jsou extrémně robustní a postavený na 24/7 provoz.
Testovat a optimalizovat ultrazvukové priming semen a klíčení, nabízíme vám možnost navštívit naši plnou vybavená ultrazvukové procesu laboratoře a technické centrum!
Kontaktujte nás ještě dnes! Jsme rádi, aby diskutovali zpracovat s vámi!

UIP

UIP1000hdT

Vylepšená klíčení
ultrazvuk

  • zrychlil klíčení
  • vyšší výtěžnost

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte formulář níže, pokud chcete požádat o další informace o ultrazvukové homogenizace. Budeme rádi Vám nabídnout ultrazvukový systém plnění vašich požadavků.









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Literatura / Reference



Fakta o Barley & Slad

Sladování

Při sladování klíčí cereální zrno a zahrnuje tři kroky: zalévání, klíčení a zkažení. Během přidávání vody se přidává voda do zrn, které aktivují enzymy. Obvyklé namáčení trvá 1-2 dny. Po 1 - 2 dnech dosáhly zrna ječmene 40 - 45% obsahu vody. V tomto okamžiku je ječmen odstraněn z vody a klíčení začíná.
Během klíčení se vytvářejí nebo aktivují několik enzymů, které jsou později v procesu rmutování nezbytné. β-glukany se rozpadají endo-β-1,4-glukanázou a endo-β-1,3-glukanázou. Endo-β-1,4-glukanasa je již přítomna v ječmeni, ale endo-β-1,3-glukanasa je přítomna pouze ve sladu. Vzhledem k tomu, že β-glukany tvoří tvorbu gelu, a proto mohou být problémy s filtrací, vysoký obsah β-glukanázy a nízký obsah β-glukanu jsou žádoucí v sladu. Obsah škrobu klesá a obsah cukru vzroste během klíčení a škrob se degraduje α-amylázou a β-amylázou. V ječmeni není žádná α-amyláza; produkuje se během klíčení, zatímco β-amyláza je již přítomna v ječmeni. Během klíčení se také rozkládají bílkoviny. Peptidázy rozkládají 35 až 40% bílkovin na rozpustný materiál. Po 5 až 6 dnech je klíčení dokončeno a jeho životnost je inaktivována vysušením. Při vypínání je voda odstraněna proudem horkého vzduchu skrz slad. Tím se zastaví klíčivost a modifikace a místo toho se Maillardovy reakce vytvářejí barvami a aromatickými sloučeninami.

Enzymy v sladařským & Proces pivovarnictví

Nejdůležitějšími enzymy pro hydrolýzu škrobu v ječmeni jsou α-amylázy a β-amylázové enzymy, které katalyzují hydrolýzu škrobu na cukry. Amyláza degraduje polysacharidy, konkrétně škrobu, na maltózu. β-amylázy je přítomen v inaktivní formě před klíčením, zatímco alfa-amylázy a proteázy se objeví po klíčení začalo. Vzhledem k tomu, α-amylázy může působit na libovolné místo na substrátu, má tendenci být rychlejší než působící beta-amylázy. β-amyláza katalyzuje hydrolýzu druhého α-1,4 glykosidické vazby, odštěpení dvou jednotek glukózy / sladový cukr najednou.
Jiné enzymy, jako jsou proteázy, štěpí proteiny v zrnu do forem, které mohou být použity kvasinky. V závislosti na tom, kdy je proces sladování zastavil, dostane přednostní škrobu / enzym poměr a částečně převeden škrob na fermentovatelné cukry. Slad také obsahuje malé množství jiných cukrů, jako je sacharóza a fruktóza, které nejsou vyrobeny z modifikace škrobu, ale byly již v zrnu. Další konverze na fermentovatelné cukry se dosáhne během rmutování.

hydrolýzy škrobu

V průběhu enzymatické hydrolýzy, enzymy katalyzují proces zcukernatění, což znamená, že sacharidy (škrob) jsou rozděleny na jednotlivé molekuly cukru. Hydrolýzou, zdroj energie (škrob) se přemění na cukry, které jsou spotřebované klíčku pro pěstování.

Proteinů v ječmeni

Ječmen má obsah proteinu 8 až 15%. Ječmen proteiny přispívají v podstatě na kvalitě sladu a piva. Rozpustné proteiny jsou důležité pro udržení a stabilitu pivní pěny.

Arabinoxylany a β-glukan v ječmeni

Arabinoxylany a β-glukan jsou rozpustné dietní vlákna. Sladové výtažky mohou obsahovat vysoké hladiny arabinoxylanů, které mohou způsobit potíže během filtrace, protože viskózní extrakty mohou významně zhoršit výkon procesů vaření. Pro proces pivovaru může vysoký obsah β-glukanu v ječmenu vést k nedostatečné degradaci buněčných stěn, což zase brání difuzi enzymů, klíčení a mobilizaci rezervy jádra, a tím snižuje sladový výtažek. Zbytkový β-glukan může také vést k vysoce viskózní sladině, což vede k problému s filtrací v pivovaru a může se podílet na zrání piva, což způsobuje chladné zákal. Arabinoxylany se nacházejí v buněčných stěnách ječmene, ovesu, pšenice, žita, kukuřice, rýže, čiroku a prosa. Extrahovatelnost obou arabinoxylanů a β-glukanu se výrazně zvyšuje působením ultrazvuku.

Antioxidanty v ječmeni

Ječmen obsahuje více než 50 proanthokyanidinů včetně oligomerní a polymerní flavan-3-olu, katechin a gallocatechin. Dimerní proanthocyanin B3 a prokyanidinové B3 jsou ty nejvíce zastoupené v ječmeni.
Antioxidanty jsou známé pro svou schopnost oddálit nebo zabránit oxidačním reakcím a kyslíku bez radikálové reakce, což je důležité při sladování a vaření. Antioxidanty (např. Siřičitany, formaldehyd, askorbát) se používají jako přísady při výrobě piva, aby se zlepšila stálost pivní chuť. Asi 80% fenolových sloučenin v pivu jsou odvozeny z ječného sladu.