Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonik Malting dan Perkecamburan malt

 

  • Malting adalah proses yang memakan waktu: perendaman dan hidrasi biji gandum yang membutuhkan banyak waktu dan sebagian besar menghasilkan hasil yang tidak merata.
  • Dengan ultrasonication, kecepatan perkecambahan, laju dan hasil jelai dapat meningkat secara signifikan.

 

 

Produksi Gandum

Malt / malted gandum secara luas digunakan untuk membuat bir, wiski, malted Shake, cuka malt, serta makanan aditif. Selama proses malting gandum kering (misalnya barley) direndam dalam air untuk mulai perkecambahan. Selama perkecambahan yang dirilis oleh enzim yang ada, enzim baru diproduksi dan endosperm dinding sel rusak untuk melepaskan isinya sel juga untuk memecah beberapa protein yang tersimpan menjadi asam amino. Bila tingkat perkecambahan tertentu telah tercapai, proses perkecambahan dihentikan dengan proses pengeringan. Dengan menumbuk biji-bijian, enzimnya – yaitu amilase α dan β-amilase – diperlukan untuk memodifikasi Pati biji-bijian menjadi gula dikembangkan. Berbagai jenis gula termasuk glukosa monosakarida, dissacharide maltosa, trisaccharide maltotriose, dan gula yang lebih tinggi yang disebut maltodextrines. Perendaman dan pengecambahan dari biji-bijian sangatlah memakan waktu, mengingat bahwa perendaman memakan waktu 1-2 hari dan perkecambahan diperlukan tambahan 4-6 hari. Hal ini membuat produksi malt memakan waktu dan mahal.

Sonication meningkatkan kapasitas pengecambahan

Germinating jelai

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ultrasonically Improved Malting

Solusi: Sonikasi

  • Sonikasi meningkatkan kapasitas berkecambah dan kecepatan biji jelai.

Efek dari Ultrasound:

  • Lebih cepat dan perendaman yang lebih baik
  • Pengecambahan lebih cepat
  • Menonjol dalam berkecambah
  • Aktivasi enzim
  • Tingkat ekstraksi yang lebih tinggi
  • Kualitas Malt yang tinggi

Efek di bawah ultrasonikasi ini disebabkan oleh aktivitas enzimatik dan fisura mikro yang diinduksi oleh Kavitasi ultrasonik pada benih. Biji jelai dapat menyerap air lebih banyak dalam jangka waktu singkat, menuju peningkatan hidrasi benih yang sangat signifikat. Hidrasi yang cepat dan bahkan perkecambahan penting untuk kualitas malting yang baik karena biji yang tidak diikat rentan terhadap kerusakan bakteri dan jamur.
Malting adalah proses kompleks yang melibatkan banyak enzim; Yang penting adalah α-amilase, β-amilase, α-glukosidase, dan batas dextrine. Selama malting, barley mengalami proses perkecambahan alami yang tidak lengkap yang melibatkan serangkaian degradasi enzim endosperma kernel barley. Sebagai hasil dari degradasi enzim ini, dinding sel endosperma terdegradasi, dan butiran pati dilepaskan dari matriks endosperma di mana mereka tertanam. Ultrasonics mengaktifkan enzim dan meningkatkan laju ekstraksi bahan intraselular, mis. Pati, protein. Molekul-molekul Arabinoxylan cenderung membentuk agregat makromolekul dalam larutan polisakarida encer. Ultrasonication membantu mengurangi agregat polisakarida secara efektif. Dengan degradasi pati polisakarida, karbohidrat yang dapat difermentasi diproduksi. Karbohidrat semacam itu diubah menjadi alkohol dalam tahap fermentasi pembuatan bir.

Semua efek ultrasonik ini pada proses bio-kimia selama malting mengakibatkan waktu pengecambahan yang lebih pendek dan tingkat pengecambahan yang lebih tinggi / hasil. Memperpendek periode pengecambahan dengan hasil yang signifikan manfaat komersial untuk malting dan industri pembuatan bir.

Yaldagard et al. (2008) menunjukkan bahwa ultrasonics “memiliki potensi untuk digunakan dalam proses malting sebagai metode menolah benih untuk mengurangi periode pengecambahan dan meningkatkan persentase total pengecambahan.”

Yaldagard et al. 2008 menyelidiki peningkatan pengecambahan benih jelai dengan ultrasonik.

Pengecambahan yang cepat dengan sonikasi

Ultrasonik Benih Jelai Priming protokol

Bahan:
biji barley Hordeum vulgare (9% kadar air; disimpan dengan suhu kamar selama 3 bulan setelah panen)
Ultrasonik perangkat UP200H (200W, 24kHz) dilengkapi dengan sonotrode S3 (bentuk radial, diameter 3mm, max. Kedalaman perendaman 90mm)

Protokol:
Ujung tanduk direndam kira-kira. 9 mm ke dalam larutan proses yang terdiri dari air dan biji jelai. Semua percobaan dilakukan pada sampel (10 g biji jelai) yang didispersi dalam 80 mL air keran dengan sonication langsung (sistem probe) pada masukan daya 20, 60, dan 100%, dengan tambahan agitasi atau gemetar. Ini digunakan untuk menghindari gelombang berdiri atau pembentukan daerah bebas padat untuk distribusi gelombang ultrasonik yang seragam. Perangkat ultrasonik diatur ke mode pulsasi, menggunakan kontrol siklus tugas, untuk mengurangi pembentukan radikal bebas. Siklus ditetapkan sebesar 50% untuk semua percobaan. Solusinya diproses pada suhu konstan 30 ° C selama 5, 10, dan 15 menit. [Yaldagard dkk. 2008]

Hasil:
Ultrasonik perawatan hasil hidrasi yang lebih tinggi dan perkecambahan lebih cepat dalam waktu yang lebih singkat.
Perkecambahan biji tertinggi (kira-kira 100%) dicatat pada pengaturan daya 100%. Untuk benih yang diikat selama 5, 10, dan 15 menit dengan kekuatan penuh (pengaturan daya 100% dari perangkat), tingkat perkecambahan meningkat dari ~ 93,3% (benih non-sonikasi) menjadi 97,2%, 98% dan 99,4% masing-masing. Hasil ini dapat dikaitkan dengan efek mekanis akibat kavitasi yang diinduksi secara ultrasonik yang meningkatkan serapan air oleh dinding sel. Sonication meningkatkan transfer massa dan memfasilitasi penetrasi air melalui dinding sel ke dalam interior sel. Runtuhnya gelembung kavitasi di dekat dinding sel mengganggu struktur sel dan memungkinkan perpindahan massa yang baik karena pancaran cairan ultrasonik.
Metode ini sangat mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk memulai perkecambahan benih. Akar rambut muncul lebih cepat dalam sampel yang diobati dan tumbuh melimpah dibandingkan dengan biji yang tidak disuapi. Bila menggunakan jelai diperlakukan seperti di atas, periode perkecambahan disingkat menjadi 4 sampai 5 hari (tergantung pada daya ultrasonik dan waktu pemaparan) dari 7 hari biasa. Selanjutnya, waktu perkecambahan rata-rata turun dari 6,66 hari untuk pengaturan daya 20% menjadi 4,04 hari untuk pengaturan daya ultrasonik 100% setelah waktu pemrosesan 15 menit. Analisis data yang dihasilkan menunjukkan bahwa tingkat perkecambahan dan waktu perkecambahan rata-rata dipengaruhi secara signifikan oleh pengaturan daya ultrasonik yang berbeda selama uji perkecambahan. Semua percobaan menghasilkan peningkatan perkecambahan biji jelai dibandingkan dengan kontrol non-sonikasi (Gambar 1). Waktu perkecambahan maksimum dicatat untuk pengaturan daya 20% dan waktu perkecambahan minimum dicatat untuk pengaturan daya 100% (Gambar 2).

Hasil yang lebih tinggi oleh ultrasonik malting.

Tingkat pengecambahan yang lebih tinggi dan hasil dengan ultrasonik

Sonikasi juga terbukti meningkatkan pengecambahan benih dari buncis, gandum, tomat, cabai, wortel, lobak, jagung, beras, semangka, sunflower dan banyak lagi.

Peralatan Ultrasonik

Hielscher Ultrasonics memeberikan daya yang tinggi yang andal untuk keperluan laboratorium, bench-top dan industri. Untuk benih priming dan malting dalam skala komersial, kami merekomendasikan sistem ultrasonik industri kami seperti UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) atau UIP16000 (16 kW). Berbagai macam flow-cell reactors and accessories melengkapi rangkaian produk kami. Semua sistem Hielscher sangat kuat dan dibangun untuk operasi 24/7.
Untuk menguji dan mengoptimalkan benih ultrasonik dan perkecambahan, kami menawarkan kemungkinan untuk mengunjungi laboratorium proses dan laboratorium ultrasonik kami yang lengkap!
Hubungi kami hari ini! Kami sangat senang untuk membahas proses Anda!

UIP

UIP1000hdT

Peningkatan Pengecambahan oleh
Ultrasonics

  • Pengecambahan dipercepat
  • hasil yang lebih tinggi

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini, jika Anda ingin meminta informasi tambahan tentang ultrasonik homogenisasi. Kami akan sangat senang untuk menawarkan Anda sebuah sistem ultrasonik yang memenuhi persyaratan.









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Literatur / Referensi



Fakta tentang Jelai & Malt

Proses Malting

Di malting gandum sereal berkecambah dan melibatkan tiga langkah: perendaman, pengecambahan dan kilning. Selama perendaman, air ditambahkan ke biji-bijian yang mengaktifkan enzim. Perendaman konvensional membutuhkan waktu 1-2 hari. Setelah 1-2 hari biji-bijian jelai telah mencapai kadar air 40-45%. Pada titik ini, jelai akan dihapus dari perendaman air dan perkecambahan dimulai.
Selama pengecambahan beberapa enzim dibentuk atau diaktifkan, yang kemudian dalam proses mashing sangat penting. Β-glucans dipecah oleh endo-β-1,4-glucanase dan endo-β-1,3-glucanase. Endo-β-1,4-glucanase tersebut sudah hadir di jelai, tapi endo-β-1,3-glucanase hanya hadir di malt. Karena β-glucans gel membentuk dan dengan demikian dapat saja masalah dalam filtrasi, kandungan β-glucanase yang tinggi dan kandungan rendah β-glukan yang diinginkan di malt. Kadar pati menurun dan meningkatkan kadar gula selama pengecambahan dan pati terdegradasi oleh amilase α dan β-amilase. Tidak ada kehadiran α-amilase pada jelai; Ini diproduksi selama perkecambahan, sementara β-amilase sudah ada pada jelai. Protein juga terdegradasi selama perkecambahan. Peptidases menurunkan 35-40% protein menjadi bahan terlarut. Setelah 5 sampai 6 hari pengecambahan selesai dan proses kehidupan inactivated oleh kilning. Dalam kilning air dilepaskan dengan melewatkan udara panas melalui malt. Ini menghentikan perkecambahan dan modifikasi, dan sebaliknya senyawa warna dan rasa dibentuk oleh reaksi Maillard.

Enzim dalam Malting & Proses Pembuatan Bir

Enzim yang paling penting untuk hidrolisis pati dalam barley adalah enzim α-amilase dan β-amilase yang mengkatalisis hidrolisis pati menjadi gula. Amilase menurunkan polisakarida, yaitu pati, menjadi maltosa. Β-amilase hadir dalam bentuk yang tidak aktif sebelum perkecambahan, sedangkan α-amilase dan protease muncul setelah perkecambahan dimulai. Karena α-amilase dapat bertindak di manapun pada substrat, ia cenderung lebih cepat bekerja daripada β-amilase. Β-amilase mengkatalisis hidrolisis ikatan α-1,4 glikosidik kedua, membelah dua unit glukosa / maltosa sekaligus.
Enzim lain, seperti protease, memecah protein dalam biji-bijian menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh ragi. Tergantung pada ketika proses malting berhenti, satu mendapat Pati pilihan / rasio enzim dan pati yang diubah sebagian menjadi gula yang dapat difermentasi. Malt juga mengandung sejumlah kecil gula lainnya, seperti sukrosa dan fruktosa, yang bukan merupakan produk modifikasi pati tapi sudah ada dalam biji. Konversi lebih lanjut ke gula fermentasi dicapai selama proses mashing.

Pati Hidrolisis

Selama hidrolisis enzimatik, enzim mengkatalisasi proses saccharification yang berarti bahwa karbohidrat (Pati) yang dipecah menjadi molekul komponen gula. Hidrolisis, sumber energi (Pati) dikonversi ke gula yang dikonsumsi oleh germ untuk tumbuh.

Protein dalam Jelai

Jelai memiliki kandungan protein 8 sampai 15%. Jelai protein pada dasarnya berkontribusi pada kualitas malt dan bir. Protein larut penting bagi beer head retensi dan stabilitas.

Arabinoxylans dan β-glukan di Jelai

Arabinoxylans dan β-glucan adalah serat makanan larut. Ekstrak malt dapat mengandung arabinoxylans tingkat tinggi yang dapat menyebabkan kesulitan selama filtrasi karena ekstrak kental dapat secara signifikan memperburuk kinerja proses pembuatan bir. Untuk proses pembuatan bir, kandungan β-glukan dalam jelai yang tinggi dapat menyebabkan degradasi dinding sel yang tidak mencukupi, yang pada gilirannya menghambat difusi enzim, perkecambahan, dan mobilisasi cadangan kernel, dan karenanya mengurangi ekstrak malt. Residual β-glucan juga dapat menyebabkan wort yang sangat kental, sehingga menimbulkan masalah filtrasi di tempat pembuatan bir, dan dapat ikut dalam pematangan bir, menyebabkan kabut dingin. Arabinoxylans ditemukan barley, oat, wheat, rye, maize, rice, sorghum, dan millet Ekstrabilitas dari kedua arabinoxylans dan β-glucan meningkat secara signifikan dengan sonikasi.

Antioksidan dalam Jelai

Jelai mengandung lebih dari 50 proanthocyanidins termasuk oligomer dan polimer flavan-3-ol, catechin, dan gallocatechin. Proantosianin dimediasi B3 dan procyanidin B3 adalah yang paling banyak terdapat di jelai.
Antioksidan dikenal karena kemampuannya untuk menunda atau mencegah reaksi oksidasi dan reaksi radikal bebas oksigen, yang membuatnya penting dalam proses pembuatan malting dan pembuatan bir. Antioksidan (misalnya sulfit, formaldehid, askorbat) digunakan sebagai aditif dalam proses pembuatan bir untuk meningkatkan stabilitas rasa bir. Sekitar 80% senyawa fenolik dalam bir berasal dari barley malt.