ヒールシャー超音波技術

超音波モルティングとモルト発芽

 

  • 麦芽製造は、時間のかかるプロセスである:穀物の種子の浸漬及び水和は、多くの時間がかかり、ほとんどが不均一な結果を達成します。
  • 超音波処理によって、オオムギの発芽速度、速度及び収率が大幅に向上させることができます。

 

 

モルト生産

モルト/麦芽穀物は広く、ビール、ウイスキー、麦芽シェイク、モルトビネガーだけでなく、食品添加物を作るために使用されます。麦芽製造プロセス中に乾燥穀物(例えば大麦)の発芽を開始するために、水に浸漬されます。発芽時には、既存の酵素がリリースされた、新しい酵素が生成され、胚乳細胞壁は、それらの細胞内容物を放出するだけでなく、アミノ酸に保存されたタンパク質のいくつかを打破するために分割されます。発芽のある程度達成された場合、発芽プロセスは、乾燥プロセスによって停止されます。麦芽粒、酵素によって – すなわち、αアミラーゼとβアミラーゼ – 開発された糖に穀物の澱粉を修正するために必要。砂糖の各種単糖類のグルコース、二糖類のマルトース、三糖マルトトリオース、およびマルトデキストリンと呼ばれる高い糖類が含まれます。穀物の浸漬及び発芽はかなり時間がかかり、浸漬は1〜2日かかることを考慮し、発芽には、追加の4-6日かかります。これは、麦芽の生産時間がかかり、高価になります。

超音波処理は、発芽能力を向上させます

発芽大麦

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超音波の改良麦芽製造

ソリューション:超音波処理

  • 超音波処理は、大麦粒の発芽能力とスピードを向上させます。

超音波の効果:

  • より速く、より良い浸漬
  • より速く発芽
  • より完全な発芽
  • 酵素の活性化
  • 高い抽出率
  • 高品質のモルト

これらの超音波開始効果が向上し、酵素活性によって引き起こされるとマイクロ亀裂がによって誘導されます 超音波キャビテーション 種子に。大麦粒が大幅につながる、より短時間でより多くの水を吸収することができます 改善された水和 種子の。未発芽種子は細菌および真菌の被害を受け易いので、高速な水分補給も発芽が良い麦芽の品質のために重要です。
麦芽は、多くの酵素を含む複雑な過程である。重要なものはα-アミラーゼ、β-アミラーゼ、α-グルコシダーゼ、および限界デキストリンである。大麦は麦芽処理中、大麦の胚乳の一連の酵素分解を含む不完全な自然発芽過程を経る。この酵素分解の結果として、胚乳細胞壁が分解され、デンプン顆粒がそれらが包埋された胚乳のマトリックスから放出される。超音波は酵素を活性化し、細胞内物質、例えばデンプン、タンパク質の抽出速度を改善する。アラビノキシラン分子は、希薄多糖類溶液中に巨大分子凝集体を形成する傾向がある。超音波処理は、多糖類の凝集体を効果的に減少させるのに役立つ。多糖デンプンの分解により、発酵可能な炭水化物が生成される。このような炭水化物は、ビール製造の発酵工程においてアルコールに変換される。

で結果を麦芽中の生物化学的プロセス上のすべてのこれらの超音波の効果 短い発芽時間高い発芽率/利回り。重要で発芽期間の結果を短縮 商業的利益 麦芽と醸造業について。

Yaldagardら。 (2008年)は超音波を示しています “発芽期間を減少させ、総発芽の割合を向上させるために種子を処理する方法として、麦芽製造工程で使用される可能性を有しています。”

Yaldagardら。 2008年には、大麦種子の超音波改善された発芽を調査しました。

超音波処理による高速化の発芽

超音波大麦種子プライミングプロトコル

材料:
オオムギ種子 オオムギ (9%の水分含有量、収穫後3ヶ月間室温でstoraged)
ソノトロードS3を備えた超音波装置UP200H(200W、24kHzの)(放射状、直径3mm、最大浸漬深さ90ミリメートル)

プロトコル:
ホーンの先端を約浸した。水およびオオムギの種子からなる処理溶液中に9mm流した。全ての実験は、20,60,100%の動力投入量で直接超音波処理(プローブシステム)した80mLの水道水に分散させたサンプル(大麦の種子10g)を追加の攪拌または振とうで行った。これは、超音波の均一な分布のための定在波または固体自由領域の形成を避けるために用いられた。超音波装置は、フリーラジカルの形成を減少させるために、デューティサイクル制御を用いて脈動モードに設定された。このサイクルは、すべての実験で50%に設定した。この溶液を30℃の一定温度で5,10,15分間処理した。 [Yaldagard et al。 2008]

結果:
短い時間でより高い水和と速く発芽における超音波治療の結果。
最も高い種子の発芽(約100%)は、100%のパワー設定で記録された。フルパワー(装置の100%出力設定)で5分、10分および15分の超音波処理した種子について、発芽率は~93.3%(非超音波種子)から97.2%、98%および99.4%それぞれ、これらの結果は、超音波誘起キャビテーションによる細胞壁による水分摂取の増加による機械的効果に起因すると考えられる。超音波処理は物質移動を促進し、細胞壁を通って細胞内部への水の浸透を促進する。細胞壁付近のキャビテーション気泡の崩壊は、細胞構造を破壊し、超音波液体ジェットのために良好な物質移動を可能にする。
この方法は、種子の発芽を開始するのに必要な時間をかなり短縮した。毛根は、処理された試料においてより速く現れ、非超音波処理された種子と比較して豊富に生育した。上記のように処理されたオオムギを使用する場合、発芽期間は通常の7日間から4〜5日間(超音波出力および暴露時間に応じて)に短縮された。さらに、平均発芽時間は、処理時間15分後の20%出力設定の6.66日から100%の超音波出力設定の4.04日に減少した。得られたデータの分析は、発芽試験中の異なる超音波出力設定によって、発芽の程度および平均発芽時間が有意に影響を受けることを示している。すべての実験は、非音波処理対照(図1)と比較して、オオムギの種子の発芽を増加させた。最大発芽時間は20%出力設定で記録し、最小発芽時間は100%出力設定で記録した(図2)。

超音波麦芽によって、より高い利回り。

超音波で高い発芽率と収量

超音波処理はまた、ひよこ豆、小麦、トマト、ピーマン、ニンジン、大根、トウモロコシ、米、スイカ、ひまわりや他の多くの種子の発芽を向上させることが証明されています。

超音波機器

ヒールシャー超音波は、ラボ、ベンチトップおよび産業用の信頼性の高い電力ultrasonicatorsを供給します。商業規模でのシードプライミングと麦芽のために、私たちはあなたのような私たちの産業用超音波システムをお勧めします UIP2000hdT (2kWの) UIP4000hdT (4kWの) UIP10000 (10kWの)または UIP16000 (16kW)。マニホールドフローセル炉やアクセサリーは、私たちの製品の範囲を完了します。すべてのヒールシャーのシステムは非常に堅牢で24/7操作用に構築されています。
超音波種子プライミングと発芽をテストし、最適化するために、我々はあなたに私たちのフル装備の超音波プロセス研究室や技術センターを訪問する可能性を提供します!
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文学/参考文献



大麦についての事実 & 麦芽

麦芽製造プロセス

麦芽では、穀物の穀物が発芽し、それには3つのステップが含まれます:浸水、発芽、キルニング。浸漬中、酵素を活性化する粒子に水が加えられる。従来の浸水は1〜2日かかります。 1~2日後に、大麦の穀物は40~45%の水分含量に達した。この時点で、大麦は浸水から除去され、発芽が始まる。
発芽の間に、いくつかの酵素が形成または活性化され、後のマッシングプロセスで必須である。 β-グルカンは、エンド-β-1,4-グルカナーゼおよびエンド-β-1,3-グルカナーゼによって分解される。エンド-β-1,4-グルカナーゼは既に大麦に存在するが、エンド-β-1,3-グルカナーゼは麦芽にのみ存在する。 β-グルカンはゲル形成性であり、濾過に問題があるので、β-グルカナーゼの含有量が高く、β-グルカンの含有量が低いことが麦芽では望ましい。澱粉含量が減少し、発芽中に糖含量が増加し、澱粉はα-アミラーゼおよびβ-アミラーゼによって分解される。オオムギにはα-アミラーゼは存在しない。それは発芽の間に産生されるが、β-アミラーゼは既に大麦に存在する。タンパク質もまた、発芽の間に分解される。ペプチダーゼは、タンパク質の35〜40%を可溶性物質に分解する。 5〜6日後に発芽が完了し、その生命過程はキルニングによって不活性化される。キルニングでは、熱風を麦芽に通すことによって水分を除去する。これにより、発芽および修飾が停止し、代わりにメイラード反応によって色および香味化合物が形成される。

麦芽製造中の酵素 & 醸造プロセス

大麦における澱粉の加水分解のための最も重要な酵素は、糖へのデンプンの加水分解を触媒するαアミラーゼとβアミラーゼ酵素です。アミラーゼは、マルトースに、多糖類、即ち澱粉を分解する。 β-アミラーゼ、発芽が開始された後はαアミラーゼ及びプロテアーゼが現れるのに対し、発芽前に不活性な形態で存在します。 αアミラーゼは、基板上の任意の場所に行動することができますので、それはβアミラーゼよりも速く作用する傾向があります。 β-アミラーゼは、一度に2つのグルコース単位/マルトースを切断、第α-1,4グリコシド結合の加水分解を触媒します。
プロテアーゼなどの他の酵素、酵母で使用できる形式に穀物中のタンパク質を分解する。麦芽処理が停止しているときに応じて、1つの好適なデンプン/酵素比を取得し、部分的に発酵性糖に澱粉を変換します。モルトはまた、デンプン改変の製品ではなく、粒内に存在していたように、ショ糖や果糖などの他の糖類、少量が含まれています。糖を発酵するためのさらなる変換は、マッシング工程中に達成されます。

デンプンの加水分解

酵素加水分解の間、酵素は、炭水化物(でんぷん)は、その成分糖分子に分割されていることを意味する糖化工程を触媒します。加水分解により、エネルギー資源(デンプン)を成長させるために胚芽によって消費される糖に変換されます。

大麦中のタンパク質

大麦は、8〜15%のタンパク質含量を有します。大麦のタンパク質は、麦芽とビールの品質に本質的貢献します。可溶性タンパク質は、ビールの泡持ちと安定のために重要です。

大麦でアラビノキシランとβグルカン

アラビノキシランおよびβ-グルカンは可溶性食物繊維である。麦芽エキスは高レベルのアラビノキシランを含むことがあり、これは濾過中に困難を引き起こすことがあり、粘性抽出物は醸造プロセスの性能を著しく低下させる可能性があるからである。醸造プロセスでは、大麦のβ-グルカン含有量が高いと細胞壁の分解が不十分になり、酵素の拡散、発芽、穀粒貯蔵の動員が妨げられ、麦芽エキスが減少する。残留するβ-グルカンはまた、粘性の高い麦汁をもたらし、醸造所で濾過問題を引き起こし、ビールの成熟に関与して寒気の濁りを引き起こす可能性がある。アラビノキシランは、大麦、オートムギ、コムギ、ライムギ、トウモロコシ、イネ、モロコシ、キビの細胞壁に見出される。アラビノキシランおよびβ-グルカンの両方の抽出性は、超音波処理によって有意に増加する。

大麦中の酸化防止剤

大麦は、オリゴマーおよびポリマーフラバン-3-オール、カテキン、およびガロカテキンを含む50人の以上のプロアントシアニジンを含有します。二量体のプロアントシアニンのB3とプロシアニジンB3は大麦で最も豊富なものです。
酸化防止剤は、麦芽製造および醸造過程で彼らが重要になり遅らせたり、酸化反応と酸素フリーラジカル反応を防止する能力、のために知られています。酸化防止剤(例えば亜硫酸塩、ホルムアルデヒド、アスコルビン酸)は、ビールの風味安定性を改善するために、醸造工程における添加剤として使用されます。ビール中のフェノール化合物の約80%は大麦麦芽由来しています。