Technologie des ultrasons Hielscher

Maltage par ultrasons et germination du malt

 

  • Maltage est un processus de longue haleine: le trempage et l'hydratation des graines de céréales prend beaucoup de temps et donne des résultats souvent inégaux.
  • Par ultrasonication, la vitesse de germination, le taux et le rendement de l'orge peut être considérablement améliorée.

 

 

La production de malt

Malt / grain malté est largement utilisé pour faire de la bière, le whisky, shakes maltées, le vinaigre de malt, ainsi que l'additif alimentaire. Au cours du processus de maltage du grain séché (par exemple l'orge) est trempé dans de l'eau pour commencer la germination. Pendant la germination des enzymes existantes sont libérés, de nouvelles enzymes sont produites, et les parois cellulaires de l'endosperme sont brisées pour libérer leur contenu cellulaire ainsi que de décomposer une partie de la protéine stockée en acides aminés. Quand est atteint un certain degré de germination, le processus de germination est interrompue par un procédé de séchage. Par grains maltage, les enzymes – à savoir α-amylase et β-amylase – nécessaire pour modifier les amidons du grain en sucres sont développés. Les différents types de sucre comprennent le monosaccharide glucose, maltose disaccharide, le maltotriose trisaccharide, et les sucres supérieurs appelés maltodextrines. La germination et rouissage du grain est assez de temps, étant donné que le rouissage prend 1-2 jours et la germination prend 4-6 jours supplémentaires. Cela rend la production de malt chronophage et coûteux.

Sonication améliore la capacité de germination

orge qui germent

Demande d'information





Amélioration Malting ultra-sons

La solution: sonication

  • Sonication améliore la capacité de germination et de la vitesse des grains d'orge.

Les effets des ultrasons:

  • Plus vite et mieux Soaking
  • Plus rapide germination
  • Plus complète Germination
  • L'activation des enzymes
  • Augmentation du taux d'extraction
  • Malt de haute qualité

Ces effets sont causés initiés par ultrasons par une activité enzymatique améliorée et microfissures induites par cavitation à ultrasons sur la graine. Le grain d'orge peut absorber plus d'eau dans une période de temps plus courte, ce qui conduit à une manière significative l'amélioration de l'hydratation des graines. Une hydratation rapide et même la germination sont importantes pour une bonne qualité de maltage car les graines non germées sont sujettes à des dommages bactériennes et fongiques.
Le maltage est un processus complexe qui implique de nombreuses enzymes; les plus importants sont l'α-amylase, la β-amylase, l'α-glucosidase et la limite dextrine. Pendant le maltage, l'orge subit un processus de germination naturel incomplet qui implique une série de dégradations enzymatiques de l'endosperme de l'orge. À la suite de cette dégradation de l'enzyme, les parois des cellules de l'endosperme sont dégradées et les granules d'amidon sont libérés de la matrice de l'endosperme dans lequel ils sont incorporés. L'ultrason active les enzymes et améliore le taux d'extraction du matériel intracellulaire, par exemple l'amidon, les protéines. Les molécules d'arabinoxylane ont tendance à former des agrégats macromoléculaires dans les solutions de polysaccharides diluées. L'ultrasonication aide à réduire efficacement les agrégats de polysaccharides. Par la dégradation de l'amidon polysaccharidique, des hydrates de carbone fermentescibles sont produits. De tels glucides sont convertis en alcool dans l'étape de fermentation de la fabrication de la bière.

Tous ces effets à ultrasons sur les processus bio-chimiques lors du maltage résultat dans un plus court temps de germination et Plus le taux de germination / rendement. Raccourcissant les résultats dans la période importante de germination avantages commerciaux pour l'industrie du maltage et le brassage.

Yaldagard et al. (2008) a montré que les ultrasons “a le potentiel d'être utilisé dans les processus de maltage comme méthode de traitement des semences pour réduire la période de germination et d'améliorer le pourcentage de germination totale.”

Yaldagard et al. 2008 la germination améliorée objet d'une enquête des graines ultra-sons d'orge.

Plus vite la germination par sonication

Orge ultrasons semences Protocole Amorçage

Matériel:
Des graines d'orge Hordeum vulgare (9% d'humidité; storaged à la température ambiante pendant 3 mois après la récolte)
Dispositif à ultrasons UP200H (200W, 24kHz) équipé d'sonotrode S3 (forme radiale, de diamètre 3 mm, profondeur d'immersion max. 90 mm)

Protocole:
La pointe de la corne a été immergée env. 9 mm dans la solution de traitement consistant en l'eau et les graines d'orge. Toutes les expériences ont été réalisées sur des échantillons (10 g de graines d'orge) dispersés dans 80 mL d'eau du robinet avec sonication directe (système de sonde) à une puissance de 20, 60 et 100%, avec agitation ou agitation supplémentaire. Ceci a été utilisé pour éviter les ondes stationnaires ou la formation de régions libres solides pour une distribution uniforme des ondes ultrasonores. Le dispositif à ultrasons a été mis en mode de pulsation, en utilisant un contrôle de cycle de service, afin de réduire la formation de radicaux libres. Le cycle a été fixé à 50% pour toutes les expériences. La solution a été traitée à une température constante de 30 ° C pendant 5, 10 et 15 minutes. [Yaldagard et al. 2008]

Résultats:
Les traitements à ultrasons entraîne une hydratation supérieure et la germination plus rapide en moins de temps.
La germination des graines la plus élevée (environ 100%) a été enregistrée avec un réglage de puissance de 100%. Pour les graines soniquées pendant 5, 10 et 15 min à pleine puissance (réglage de puissance de 100% du dispositif), le taux de germination est passé de ~ 93,3% (graines non traitées aux ultrasons) à 97,2%, 98% et 99,4%, respectivement. Ces résultats peuvent être attribués à des effets mécaniques dus à la cavitation induite par ultrasons augmentant l'absorption d'eau par les parois cellulaires. La sonication améliore le transfert de masse et facilite la pénétration de l'eau à travers la paroi cellulaire à l'intérieur de la cellule. L'effondrement des bulles de cavitation près des parois cellulaires perturbe la structure cellulaire et permet un bon transfert de masse grâce aux jets de liquide à ultrasons.
La méthode a considérablement réduit le temps nécessaire pour initier la germination des graines. Les racines des cheveux sont apparues plus rapidement dans les échantillons traités et ont proliféré par rapport aux graines non traitées aux ultrasons. Lors de l'utilisation d'orge traitée comme ci-dessus, la période de germination a été raccourcie à 4 à 5 jours (en fonction de la puissance ultrasonore et du temps d'exposition) à partir des 7 jours habituels. En outre, le temps moyen de germination est passé de 6,66 jours pour le réglage de puissance de 20% à 4,04 jours pour le réglage de puissance ultrasonore de 100% après un temps de traitement de 15 minutes. L'analyse des données résultantes indique que l'étendue de la germination et le temps de germination moyen ont été significativement affectés par les différents réglages de puissance ultrasonore pendant l'essai de germination. Toutes les expériences ont entraîné une augmentation de la germination des graines d'orge par rapport au témoin non traité aux ultrasons (figure 1). Le temps de germination moyen maximum a été enregistré pour le réglage de puissance de 20% et le temps de germination moyen minimum a été enregistré pour le réglage de puissance de 100% (figure 2).

Un rendement plus élevé par maltage à ultrasons.

Augmentation du taux de germination et le rendement par ultrasons

Sonication est également prouvé pour améliorer la germination des graines de pois chiches, le blé, la tomate, le poivron, la carotte, le radis, le maïs, le riz, la pastèque, le tournesol et bien d'autres.

Equipement ultrasonique

Hielscher Ultrasonics fournit ultrasonicators fiables de haute puissance pour laboratoire, paillasse et usage industriel. Pour l'amorçage des semences et maltage à une échelle commerciale, nous vous recommandons nos systèmes à ultrasons industriels tels que la UIP2000hdT (2 kW), UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10 kW) ou UIP16000 (16kW). réacteurs à cellules du collecteur de débit et accessoires complètent notre gamme de produits. Tous les systèmes sont extrêmement robustes Hielscher et construit pour un fonctionnement 24/7.
Pour tester et d'optimiser l'amorçage des semences à ultrasons et la germination, nous vous offrons la possibilité de visiter notre laboratoire complet de processus à ultrasons équipé et un centre technique!
Contactez-nous dès aujourd'hui! Nous sommes heureux de vous discuter du processus avec vous!

le PTINC

UIP1000hdT

Amélioration de Germination par
ultra-sons

  • germination accélérée
  • rendements plus élevés

Contactez nous! / Demandez nous!

Demander plus d'informations

Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous, si vous souhaitez demander des informations supplémentaires sur l'homogénéisation par ultrasons. Nous serons heureux de vous offrir un système à ultrasons répondant à vos exigences.









Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.


Littérature / Références



Faits sur l'orge & Malt

Le processus de maltage

Dans le maltage, la céréale germe et elle comporte trois étapes: trempage, germination et cuisson. Pendant le trempage, de l'eau est ajoutée aux grains qui activent les enzymes. Le trempage conventionnel prend 1-2 jours. Après 1-2 jours, les grains d'orge ont atteint une teneur en eau de 40-45%. À ce stade, l'orge est retirée de l'eau de trempage et la germination commence.
Au cours de la germination, plusieurs enzymes sont formées ou activées, qui plus tard dans le processus de brassage sont essentielles. Les β-glucanes sont décomposés par l'endo-β-1,4-glucanase et l'endo-β-1,3-glucanase. L'endo-β-1,4-glucanase est déjà présente chez l'orge, mais l'endo-β-1,3-glucanase n'est présente que dans le malt. Comme les ß-glucanes se gélifient et peuvent ainsi présenter des problèmes de filtration, une teneur élevée en ß-glucanase et une faible teneur en ß-glucane sont souhaitables dans le malt. La teneur en amidon diminue et la teneur en sucre augmente pendant la germination et l'amidon est dégradé par l'α-amylase et la β-amylase. Il n'y a pas d'α-amylase présente dans l'orge; il est produit pendant la germination, alors que la β-amylase est déjà présente dans l'orge. Les protéines sont également dégradées pendant la germination. Les peptidases dégradent 35 à 40% des protéines en un matériau soluble. Après 5 à 6 jours, la germination est terminée et ses processus de vie sont inactivés par le traitement au four. Lors du traitement au four, l'eau est éliminée en faisant passer de l'air chaud à travers le malt. Cela arrête la germination et les modifications, et à la place les composés de couleur et de saveur sont formés par les réactions de Maillard.

Les enzymes dans le maltage & Procédé de brassage

Les enzymes les plus importantes pour l'hydrolyse de l'amidon de l'orge sont les enzymes α-amylase et β-amylase qui catalysent l'hydrolyse de l'amidon en sucres. L'amylase dégrade les polysaccharides, à savoir l'amidon, maltose. β-amylase est présente sous une forme inactive avant la germination, alors α-amylase et de proteases apparaître une fois germination a commencé. Puisque α-amylase peut agir partout sur le substrat, il a tendance à agir plus rapide que la ß-amylase. β-amylase catalyse l'hydrolyse de la seconde α-1,4 glycosidique, on élimine deux unités de glucose / maltose à la fois.
D'autres enzymes telles que des proteases, décomposer les protéines du grain dans des formes qui peuvent être utilisées par la levure. Selon le moment où le processus de maltage est arrêté, on obtient un ratio amidon / enzyme préférée et de l'amidon partiellement convertis en sucres fermentescibles. Le malt contient également de petites quantités d'autres sucres, tels que le saccharose et le fructose, qui ne sont pas des produits de modification de l'amidon, mais étaient déjà dans le grain. En outre la conversion en sucres fermentescibles est réalisée au cours du processus de brassage.

hydrolyse de l'amidon

Au cours de l'hydrolyse enzymatique, les enzymes catalysent le processus de saccharification qui signifie que les hydrates de carbone (amidon) sont divisées en ses molécules de sucre qui le composent. Par l'hydrolyse, la ressource énergétique (amidon) est converti en sucres qui sont consommés par le germe pour la croissance.

Les protéines dans l'orge

L'orge a une teneur en protéine de 8 à 15%. protéines d'orge contribuent essentiellement à la qualité du malt et de la bière. Les protéines solubles sont importantes pour la conservation et la stabilité de la tête de la bière.

Arabinoxylanes et β-glucane d'orge à

Les arabinoxylanes et le β-glucane sont des fibres alimentaires solubles. Les extraits de malt peuvent contenir des niveaux élevés d'arabinoxylanes qui peuvent causer des difficultés pendant la filtration puisque les extraits visqueux peuvent détériorer de manière significative la performance des processus de brassage. Pour le processus de brassage, une teneur élevée en β-glucane chez l'orge peut conduire à une dégradation insuffisante des parois cellulaires, ce qui entrave la diffusion des enzymes, la germination et la mobilisation des réserves de grains, et réduit ainsi l'extrait de malt. Le β-glucane résiduel peut également conduire à un moût hautement visqueux, ce qui crée un problème de filtration dans la brasserie, et peut participer à la maturation de la bière, provoquant un trouble du froid. Les arabinoxylanes se trouvent dans les parois cellulaires de l'orge, de l'avoine, du blé, du seigle, du maïs, du riz, du sorgho et du millet. L'extractibilité à la fois des arabinoxylanes et du ß-glucane est significativement accrue par sonication.

Les antioxydants dans l'orge

L'orge contient plus de 50 proanthocyanidines oligomériques compris et flavanes-3-ol polymère, la catéchine, et la gallocatéchine. B3 et dimérique proanthocyanine procyanidine B3 sont les plus abondantes dans l'orge.
Les antioxydants sont connus pour leur capacité à retarder ou empêcher des réactions d'oxydation et les réactions des radicaux libres d'oxygène, ce qui les rend important dans le processus de maltage et le brassage. Des antioxydants (par exemple, les sulfites, le formaldéhyde, l'ascorbate) sont utilisés comme additifs dans le processus de brassage, afin d'améliorer la stabilité de la saveur de la bière. Environ 80% des composés phénoliques dans la bière sont dérivées à partir de malt d'orge.