Hielscher Ultralydsteknologi

Ultralyd maltning og malt spireevne

 

  • Malting er en tidskrævende proces: iblødsætning og hydrering af kornene tager en masse tid og opnår det meste ujævne resultater.
  • Ved ultralydsbehandling, kan spiringen hastighed, hastigheden og udbyttet af byg forbedres væsentligt.

 

 

malt Produktion

Malt / maltet korn er meget udbredt at lave øl, whisky, maltet shakes, malt eddike, samt fødevaretilsætningsstof. Under maltning det tørrede korn (fx byg) er gennemblødt i vand for at starte spiringen. Under spiring eksisterende enzymer er frigivet, nye enzymer fremstilles, og endosperm cellevæggene brydes for at frigive deres celleindhold samt at nedbryde nogle af de lagrede protein til aminosyrer. Når der er opnået en vis grad af spiring, er spiringsprocessen standset af en tørringsproces. Ved maltning korn, de enzymer – nemlig α-amylase og β-amylase – der kræves for at modificere korn er stivelse til sukker er udviklet. De forskellige typer af sukker omfatter monosaccharidet glucose, disaccharidet maltose, trisaccharidet maltotriose og højere sukkerarter kaldes maltodextriner. Den Støbningen og spiring af kornet er ganske tidskrævende, i betragtning af at støbningen tager 1-2 dage, og spiring tager yderligere 4-6 dage. Dette gør malt produktion tidskrævende og dyrt.

Lydbehandling forbedrer spireevnen

spire byg

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Ultralyd Forbedret Malting

Løsningen: Lydbehandling

  • Sonikering forbedrer spireevne og hastigheden af ​​bygkerner.

Virkningerne af ultralyd:

  • Hurtigere og bedre Iblødsætning
  • Hurtigere Spiring
  • Mere Komplet Spiring
  • Aktivering af enzymer
  • Højere udmalingsgrad
  • Malt af høj kvalitet

Disse ultralyd indledt virkninger er forårsaget af en forbedret enzymatisk aktivitet og mikro revner induceret af Ultrasonic kavitation på frøet. Det byg kan absorbere mere vand i en kortere periode, hvilket førte til en markant forbedret hydratisering af frøene. En hurtig hydrering og selv spiring er vigtige for en god maltning kvalitet, da uspirede frø er tilbøjelige til bakteriel og svampe skader.
Maltning er en kompleks proces, der involverer mange enzymer; vigtige er a-amylase, β-amylase, a-glucosidase og grænse dextrin. Under maltning gennemgår byg en ufuldstændig naturlig spireproces, der indebærer en række enzymnedbrydelser af bygkernelendosperm. Som følge af denne enzymnedbrydning nedbrydes endospermcellevægge, og stivelsesgranulater frigives fra matrixen af ​​endospermen, hvori de er indlejret. Ultralyd aktiverer enzymer og forbedrer ekstraktionshastigheden af ​​det intracellulære materiale, fx stivelse, proteiner. Arabinoxylanmolekyler har tendens til at danne makromolekylære aggregater i de fortyndede polysaccharidopløsninger. Ultralydning hjælper med at reducere aggregaterne af polysaccharider effektivt. Ved nedbrydning af polysaccharidstivelsen fremstilles fermenterbare kulhydrater. Sådanne kulhydrater omdannes til alkohol i fermenteringstrinnet i ølfremstillingen.

Alle disse ultrasoniske virkninger på bio-kemiske processer under maltning resultat i en kortere spiretiden og a højere spiringsrate / udbytte. Afkortning af spiring periode resulterer i signifikant kommercielle fordele til maltning og bryggeriindustrien.

Yaldagard et al. (2008) har vist, at ultralyd “har potentialet til at blive anvendt i maltningsprocesser som en fremgangsmåde til behandling frø til at reducere spiringsperioden og forbedre procentdelen af ​​samlede spiring.”

Yaldagard et al. 2008 undersøgte ultralyd forbedret spiring af byg frø.

Hurtigere spiring ved sonikering

Ultrasonic Byg Frø Priming protokollen

Materiale:
byg frø Zea mays (9% vandindhold; storaged ved stuetemperatur i 3 måneder efter høst)
Ultralydsindretning UP200H (200W, 24kHz) udstyret med sonotrode S3 (radial form, 3 mm diameter, maks. Neddypningsdybde 90mm)

protokol:
Spidsen af ​​hornet blev nedsænket ca. 9 mm i procesopløsningen bestående af vand- og bygfrø. Alle eksperimenter blev udført på prøver (10 g byg frø) dispergeret i 80 ml ledningsvand med direkte sonikering (probesystem) ved en effektindgang på 20, 60 og 100% med yderligere omrøring eller omrystning. Dette blev anvendt til at undgå stående bølger eller dannelsen af ​​faste frie områder for en ensartet fordeling af ultralydbølgerne. Ultralydapparatet blev indstillet til pulsationsmodus ved anvendelse af en duty cycle kontrol for at reducere dannelsen af ​​frie radikaler. Cyklussen blev fastsat til 50% for alle forsøg. Opløsningen blev behandlet ved en konstant temperatur på 30 ° C i 5, 10 og 15 minutter. [Yaldagard et al. 2008]

Resultater:
De ultrasoniske behandlinger resulterer i højere hydrering og hurtigere spiring i kortere tid.
Den højeste frøspiring (ca. 100%) blev registreret ved 100% strømindstillingen. For frøene soniceret i 5, 10 og 15 minutter ved fuld effekt (100% strømindstilling af enheden) blev spirehastigheden forøget fra 93,3% (ikke-sonikerede frø) til 97,2%, 98% og 99,4% henholdsvis. Disse resultater kan tilskrives mekaniske effekter på grund af ultralyd induceret kavitation, der øger vandoptagelsen af ​​cellevæggene. Sonication forbedrer massoverførslen og letter penetrationen af ​​vand gennem cellevæggen ind i celleinteriøret. Kollapsen af ​​kavitationsbobler nær cellevæggene forstyrrer cellestrukturen og muliggør en god masseoverførsel på grund af ultralydvæskestrålerne.
Metoden reducerede betydeligt den tid, der var nødvendig for at indlede spiring af frø. Hårrødderne optrådte hurtigere i de behandlede prøver og voksede rigeligt i sammenligning med de ikke-sonikerede frø. Ved anvendelse af byg behandlet som ovenfor blev spireperioden forkortet til 4 til 5 dage (afhængig af ultralydseffekt og eksponeringstid) fra de sædvanlige 7 dage. Desuden faldt den gennemsnitlige spiringstid fra 6,66 dage til 20% strømindstillingen til 4,04 dage for ultralydseffektindstillingen på 100% efter en behandlingstid på 15 minutter. Analysen af ​​de resulterende data indikerer, at udbredelsen af ​​spiring og den gennemsnitlige spiringstid blev signifikant påvirket af de forskellige ultralydstyrkeindstillinger under spiringstesten. Alle forsøg resulterede i øget spiring af bygsfrøene i sammenligning med den ikke-sonikerede kontrol (figur 1). Maksimal gennemsnitlig spiringstid blev registreret for 20% strømindstillingen og minimum middelværdig spiringstid blev registreret for 100% strømindstillingen (figur 2).

Højere udbytte ved ultrasonisk maltning.

Højere spiringsrate og udbytte med ultralyd

Sonikering er også vist sig at forbedre den frøspiring af kikærter, hvede, tomat, peber, gulerod, radise, majs, ris, vandmelon, solsikke og mange andre.

Ultralyd Udstyr

Hielscher Ultralyd leverer pålidelige høj effekt ultrasonicators for lab, bench-top og industriel brug. For frø priming og maltning i kommerciel skala, anbefaler vi dig vores industrielle ultralyds-systemer såsom UIP2000hdT (2 kW) UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10kW) eller UIP16000 (16kW). Manifold flow-celle reaktorer og tilbehør fuldføre vores produktsortiment. Alle Hielscher systemer er ekstremt robust og bygget til 24/7 drift.
For at teste og optimere ultralyd frø priming og spiring, tilbyder vi dig mulighed for at besøge vores fuldt udstyret ultralyd proces lab og teknisk center!
Kontakt os i dag! Vi er glade for at diskutere du behandler med dig!

den UIP

UIP1000hdT

Forbedret Spiring af
ultralyd

  • Accelereret spiring
  • højere udbytte

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om ultralydshomogenisering. Vi vil være glade for at tilbyde dig en ultralyds-system opfylder dine krav.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur / Referencer



Fakta om Byg & malt

Maltning

I maltning kornet spirer og det består af tre trin: udblødning, spiring og kilning. Under udblødning, tilsættes vand til kornene, der aktiverer enzymerne. Den konventionelle udblødningen tager 1-2 dage. Efter 1-2 dage bygkorn har nået et vandindhold på 40-45%. På dette tidspunkt er det byg fjernes fra støbevandet og spiring begynder.
Under spiring dannes flere eller flere enzymer, som senere er nødvendige i mashingsprocessen. p-glucaner brydes ned af endo-p-1,4-glucanase og endo-p-1,3-glucanase. Endo-β-1,4-glucanase er allerede til stede i byg, men endo-β-1,3-glucanase er kun til stede i malt. Fordi β-glucanerne er geldannende og derved kan kursusproblemer i filtrering er et højt indhold af β-glucanase og et lavt indhold af β-glucan ønskelige i malt. Stivelsesindholdet falder og sukkerindholdet stiger under spiring og stivelsen nedbrydes af a-amylase og p-amylase. Der er ingen a-amylase til stede i byg; den produceres under spiring, mens β-amylase allerede er til stede i byg. Proteiner nedbrydes også under spiring. Peptidaser nedbryder 35-40% af proteinerne i opløseligt materiale. Efter 5 til 6 dage er spiring afsluttet, og dets livsprocesser inaktiveres ved kilning. Ved kilning fjernes vandet ved at lede varm luft gennem malten. Dette stopper spiring og modifikationer, og i stedet dannes farve- og smagsforbindelser ved Maillard-reaktioner.

Enzymer i Malting & brygprocessen

De vigtigste enzymer til hydrolyse af stivelse i byg er α-amylase og β-amylase enzymer, som katalyserer hydrolyse af stivelse til sukker. Amylasen nedbryder polysaccharider, nemlig stivelse, til maltose. β-amylase er til stede i en inaktiv form før spiring, mens α-amylase og proteaser vises, når spiringen er begyndt. Da α-amylase kan virke overalt på substratet, har tendens til at være hurtigere virkende end p-amylase. β-amylase katalyserer hydrolysen af ​​det andet α-1,4-glycosidbindinger, fraspaltning to glucoseenheder / maltose på en gang.
Andre enzymer, såsom proteaser, nedbryder proteinerne i korn til former, som kan anvendes af gær. Afhængigt af, hvornår maltning er stoppet, får man en foretrukken stivelse / enzym-forhold og delvis omdannet stivelse til forgærbare sukkerarter. Malt indeholder også små mængder af andre sukkerarter, såsom saccharose og fructose, som ikke er fremstillet af stivelse modifikation men allerede var i kornet. Yderligere omdannelse til fermenterbare sukkere opnås under mæskningsprocessen.

Stivelse Hydrolyse

Under den enzymatiske hydrolyse, enzymer katalyserer forsukringsfremgangsmåden hvilket betyder, at kulhydrater (stivelse) er opdelt i sine sukkermolekyler. Ved hydrolyse, er energikilde (stivelse) omdannes til sukker, der forbruges af kimen til dyrkning.

Proteiner i Byg

Byg har et proteinindhold på 8 til 15%. Byg proteiner bidrager væsentligt til kvaliteten af ​​malt og øl. Opløselige proteiner er vigtige for øl hoved fastholdelse og stabilitet.

Arabinoxylaner og β-glucan i Barley

Arabinoxylaner og β-glucan er opløselige kostfibre. Maltekstrakter kan indeholde høje niveauer af arabinoxylaner, som kan forårsage vanskeligheder under filtreringen, da viskose ekstrakter kan forringe bryggeprocessernes ydeevne væsentligt. Til brygningsprocessen kan et højt indhold af β-glucan i byg føre til utilstrækkelig nedbrydning af cellevægge, hvilket igen forhindrer diffusion af enzymer, spiring og mobilisering af kernel reserver, og dermed reducerer maltekstrakt. Resterende β-glucan kan også føre til stærkt viskøs urte, hvilket giver anledning til et filtreringsproblem i bryggeriet, og det kan medvirke til modning af øl, hvilket forårsager chill dis. Arabinoxylaner findes i cellevægge af byg, havre, hvede, rug, majs, ris, sorghum og hirse. Udvindbarheden af ​​både arabinoxylaner og β-glucan øges signifikant ved sonikering.

Antioxidanter i Byg

Byg indeholder mere end 50 proanthocyanidins herunder oligomere og polymere flavan-3-ol, catechin, og gallocatechin. Dimerisk proanthocyanin B3 og procyanidin B3 er de mest udbredte dem i byg.
Antioxidanter er kendt for deres evne til at forsinke eller forhindre oxidationsreaktioner og oxygenfri radikal-reaktioner, hvilket gør dem vigtigt i maltning og brygning proces. Antioxidanter (fx sulfitter, formaldehyd, ascorbat) anvendes som additiver i brygningsprocessen for at forbedre øl smagsstabilitet. Omkring 80% af phenolforbindelser i øl er afledt af bygmalt.