ულტრაბგერითი დალაგება და ალაოს გაღივება
- ალაოს დალაგება შრომატევადი პროცესია: მარცვლეულის თესლის გაჟღენთვას და დატენიანებას დიდი დრო სჭირდება და ძირითადად არათანაბარ შედეგებს აღწევს.
- ულტრაბგერითი საშუალებით, ქერის აღმოცენების სიჩქარე, სიჩქარე და მოსავლიანობა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს.
ალაოს წარმოება
ალაოს / ალაოს მარცვლეული ფართოდ გამოიყენება ლუდის, ვისკის, ალაოს ძმრის, აგრეთვე საკვები დანამატის დასამზადებლად. ალაოს დუღილის პროცესში გამხმარი მარცვალი (მაგ. ქერი) გაჟღენთილია წყალში. აღმოცენების დროს გამოიყოფა არსებული ფერმენტები, წარმოიქმნება ახალი ფერმენტები და ენდოსპერმის უჯრედის კედლები იშლება მათი უჯრედის შინაარსის გასათავისუფლებლად, აგრეთვე შენახული ცილის ნაწილის ამინომჟავებად დაშლის მიზნით. როდესაც აღმოცენების გარკვეული ხარისხი მიღწეულია, აღმოცენების პროცესი ჩერდება გაშრობის პროცესით. მარცვლების დალაგებით, ფერმენტები – კერძოდ α-ამილაზა და β-ამილაზა – განვითარებულია მარცვლეულის სახამებლის შაქრად გადაქცევისთვის საჭირო. შაქრის სხვადასხვა ტიპებს მიეკუთვნება მონოსაქარიდი გლუკოზა, დისაქარიდი მალტოზა, ტრისაქარიდ მალტოტრიოზა და უმაღლესი შაქარი, რომელსაც მალტოდექსტრინები ეწოდება. მარცვლის გახეხვა და გაღივება საკმაოდ შრომატევადია, თუ გავითვალისწინებთ, რომ ჩაყრას სჭირდება 1-2 დღე, ხოლო აღმოცენებას დამატებით 4-6 დღე. ეს ხდის ალაოს წარმოებას შრომატევადი და ძვირი.
აღმოცენება ქერი
ულტრაბგერითი გაუმჯობესებული მალტირება
გამოსავალი: Sonication
- Sonication აუმჯობესებს ქერის მარცვლების აღმოცენების შესაძლებლობას და სიჩქარეს.
ულტრაბგერის ეფექტები:
- უფრო სწრაფი და უკეთესი გაჟღენთვა
- უფრო სწრაფი გაღივება
- უფრო სრული გამწვანება
- ფერმენტების გააქტიურება
- მოპოვების უფრო მაღალი მაჩვენებელი
- მაღალი ხარისხის ალაო
ეს ულტრაბგერითი ინიცირებული ეფექტები გამოწვეულია გაუმჯობესებული ფერმენტული აქტივობით და მიკრობზარებით გამოწვეული ულტრაბგერითი კავიტაცია თესლზე. ქერის მარცვლს შეუძლია უფრო მეტი წყლის შთანთქმა უფრო მოკლე დროში, რაც მნიშვნელოვნად იწვევს გაუმჯობესებული დატენიანება თესლების. სწრაფი დატენიანება და თუნდაც გაღივება მნიშვნელოვანია ალაოს კარგი ხარისხისთვის, რადგან გაუღიავებელი თესლები მიდრეკილია ბაქტერიული და სოკოვანი დაზიანებისკენ.
ალაოს დალაგება რთული პროცესია, რომელიც მოიცავს ბევრ ფერმენტს; მნიშვნელოვანი არის α-ამილაზა, β-ამილაზა, α-გლუკოზიდაზა და ლიმიტი დექსტრინი. ალაოს მოყრის დროს ქერი გადის არასრული ბუნებრივ აღმოცენების პროცესს, რომელიც მოიცავს ქერის ბირთვის ენდოსპერმის ფერმენტების დეგრადაციას. ამ ფერმენტის დეგრადაციის შედეგად, ენდოსპერმის უჯრედის კედლები იშლება და სახამებლის გრანულები გამოიყოფა ენდოსპერმის მატრიციდან, რომელშიც ისინია ჩასმული. ულტრაბგერითი ააქტიურებს ფერმენტებს და აუმჯობესებს უჯრედშიდა მასალის, მაგ. სახამებლის, ცილების ექსტრაქციის სიჩქარეს. არაბინოქსილანის მოლეკულები, როგორც წესი, ქმნიან მაკრომოლეკულურ აგრეგატებს განზავებულ პოლისაქარიდის ხსნარებში. ულტრაბგერითი ხელს უწყობს პოლისაქარიდების აგრეგატების ეფექტურად შემცირებას. პოლისაქარიდის სახამებლის დეგრადაციის შედეგად წარმოიქმნება ფერმენტირებადი ნახშირწყლები. ასეთი ნახშირწყლები გარდაიქმნება ალკოჰოლად ლუდის წარმოების დუღილის ეტაპზე.
ყველა ეს ულტრაბგერითი ეფექტი ბიოქიმიურ პროცესებზე ალაოს მოყრის დროს იწვევს ა გამწვანების უფრო მოკლე დრო და ა გამწვანების უფრო მაღალი მაჩვენებელი / მოსავლიანობა. ჩანასახის პერიოდის შემცირება იწვევს მნიშვნელოვანს კომერციული სარგებელი ალაოს და ლუდის მრეწველობისთვის.
იალდაგარდი და სხვ. (2008) აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი “აქვს პოტენციალი გამოიყენოს ალაოს პროცესებში, როგორც თესლის დამუშავების მეთოდი, რათა შემცირდეს აღმოცენების პერიოდი და გააუმჯობესოს მთლიანი აღმოცენების პროცენტი.”
უფრო სწრაფი გაღივება ხმოვანებით
ულტრაბგერითი ქერის თესლის პრაიმინგის პროტოკოლი
ქერის თესლი Hordeum vulgare (9% ტენიანობა; ინახება ოთახის ტემპერატურაზე მოსავლის აღებიდან 3 თვის განმავლობაში)
ულტრაბგერითი მოწყობილობა UP200H (200W, 24kHz) აღჭურვილი sonotrode S3-ით (რადიალური ფორმა, დიამეტრი 3მმ, ჩაძირვის მაქსიმალური სიღრმე 90მმ)
Ოქმი:
რქის წვერი ჩაეფლო დაახლ. 9 მმ ხსნარში, რომელიც შედგება წყლისა და ქერის თესლისგან. ყველა ექსპერიმენტი ჩატარდა ნიმუშებზე (10გრ ქერის თესლი), რომელიც იყო გაფანტული 80 მლ ონკანის წყალში პირდაპირი სონიკაციით (ზონდის სისტემა) 20, 60 და 100% სიმძლავრეზე დამატებითი აჟიოტაჟით ან შერყევით. ეს გამოიყენებოდა მუდმივი ტალღების ან მყარი თავისუფალი რეგიონების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად ულტრაბგერითი ტალღების ერთგვაროვანი განაწილებისთვის. ულტრაბგერითი მოწყობილობა დაყენებულია პულსაციის რეჟიმში, სამუშაო ციკლის კონტროლის გამოყენებით, რათა შემცირდეს თავისუფალი რადიკალების წარმოქმნა. ციკლი დაყენებული იყო 50%-ზე ყველა ექსპერიმენტისთვის. ხსნარი დამუშავდა 30°C მუდმივ ტემპერატურაზე 5, 10 და 15 წუთის განმავლობაში. [იალდაგარდი და სხვ. 2008]
შედეგები:
ულტრაბგერითი მკურნალობა იწვევს უფრო მაღალ ჰიდრატაციას და უფრო სწრაფ გამწვანებას მოკლე დროში.
თესლის ყველაზე მაღალი გაღივება (დაახლოებით 100%) დაფიქსირდა 100% სიმძლავრის პარამეტრზე. 5, 10 და 15 წუთის განმავლობაში სრული სიმძლავრის დროს გაჟღენთილი თესლებისთვის (მოწყობილობის 100% სიმძლავრის პარამეტრი), გაღივების მაჩვენებელი გაიზარდა ~ 93.3% -დან (არაბგერითი თესლი) 97.2%, 98% და 99.4% -მდე. შესაბამისად. ეს შედეგები შეიძლება მიეკუთვნებოდეს მექანიკურ ეფექტებს ულტრაბგერითი გამოწვეული კავიტაციის გამო, რომელიც ზრდის უჯრედის კედლების მიერ წყლის შეწოვას. სონიკა აძლიერებს მასის გადაცემას და აადვილებს წყლის შეღწევას უჯრედის კედლის მეშვეობით უჯრედის ინტერიერში. უჯრედის კედლებთან კავიტაციის ბუშტების ჩამოშლა არღვევს უჯრედის სტრუქტურას და იძლევა კარგი მასის გადაცემის საშუალებას ულტრაბგერითი სითხის ჭავლების გამო.
მეთოდმა მნიშვნელოვნად შეამცირა თესლის გაღივების დასაწყებად საჭირო დრო. დამუშავებულ ნიმუშებში თმის ძირები უფრო სწრაფად ჩნდებოდა და უხვად იზრდებოდა არა-ბგერით თესლებთან შედარებით. ზემოთ მოყვანილი ქერის გამოყენებისას, აღმოცენების პერიოდი შემცირდა 4-დან 5 დღემდე (დამოკიდებულია ულტრაბგერითი სიმძლავრეზე და ექსპოზიციის დროზე) ჩვეულებრივი 7 დღიდან. გარდა ამისა, საშუალო ჩანასახის დრო შემცირდა 6,66 დღიდან 20% სიმძლავრის პარამეტრისთვის 4,04 დღემდე ულტრაბგერითი სიმძლავრის 100% დაყენებისთვის 15 წუთის დამუშავების დროის შემდეგ. მიღებული მონაცემების ანალიზი მიუთითებს, რომ აღმოცენების ზომაზე და საშუალო გაღივების დროზე მნიშვნელოვნად იმოქმედა ულტრაბგერითი სიმძლავრის სხვადასხვა პარამეტრებმა ჩანასახის ტესტის დროს. ყველა ექსპერიმენტმა მოჰყვა ქერის თესლის გაზრდილი გაღივება არასონიკირებულ კონტროლთან შედარებით (ნახ. 1). მაქსიმალური საშუალო გაღივების დრო დაფიქსირდა 20% სიმძლავრის დაყენებისთვის და მინიმალური საშუალო გაღივების დრო დაფიქსირდა 100% სიმძლავრის დაყენებისთვის (ნახ. 2).
ულტრაბგერითი აღმოცენების მაღალი მაჩვენებელი და მოსავლიანობა
ასევე დადასტურებულია, რომ სონიფიკაცია აძლიერებს წიწაკის, ხორბლის, პომიდვრის, წიწაკის, სტაფილოს, ბოლოკის, სიმინდის, ბრინჯის, საზამთროს, მზესუმზირის და მრავალი სხვა თესლის აღმოცენებას.
ულტრაბგერითი მოწყობილობა
Hielscher Ultrasonics აწვდის საიმედო მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერას ლაბორატორიული, სკამების და სამრეწველო გამოყენებისთვის. თესლის პრაიმინგისა და ალაოს კომერციული მასშტაბისთვის, ჩვენ გირჩევთ ჩვენს სამრეწველო ულტრაბგერით სისტემებს, როგორიცაა UIP2000hdT (2 კვტ), UIP4000hdT (4 კვტ), UIP10000 (10 კვტ) ან UIP16000 (16 კვტ). მრავალფუნქციური ნაკადის უჯრედის რეაქტორები და აქსესუარები ავსებს ჩვენს პროდუქციის ასორტიმენტს. Hielscher-ის ყველა სისტემა ძალიან გამძლეა და შექმნილია 24/7 მუშაობისთვის.
თესლის ულტრაბგერითი პრაიმინგისა და აღმოცენების შესამოწმებლად და ოპტიმიზაციისთვის, ჩვენ გთავაზობთ შესაძლებლობას ეწვიოთ ჩვენს სრულად აღჭურვილი ულტრაბგერითი პროცესის ლაბორატორიას და ტექნიკურ ცენტრს!
დაგვიკავშირდით დღესვე! მოხარული ვართ, რომ თქვენთან ერთად განვიხილავთ თქვენს პროცესს!
UIP1000hdT
ულტრაბგერითი
- დაჩქარებული გაღივება
- უფრო მაღალი მოსავლიანობა
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
ლიტერატურა/ცნობარი
- გუსუსი, SJ; სამარა, NH; ალკუდაჰ, AM; Othman, MO (2010): კულტურების ოთხი სახეობის თესლის გაღივების გაძლიერება ულტრაბგერითი ტექნიკის გამოყენებით. ექსპერიმენტული სოფლის მეურნეობა, 46/02, 2010. 231-242.
- ნილსონი, ფრიდა (2009): ქერის ცილის შემადგენლობის შესწავლა ლუდის ხარშვის პროცესში SE-HPLC-ის გამოყენებით. სადიპლომო პროექტი მუშაობს კალმარის უნივერსიტეტში, სუფთა და გამოყენებითი საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების სკოლაში, შვედეთი.
- იალდაგარდი, მარიამი; მორთაზავი, სეიედ ალი; ტაბატაბაიე, ფარიდე (2008): ულტრაბგერითი ტალღების გამოყენება, როგორც პრაიმინგის ტექნიკა ქერის თესლის გაღივების დაჩქარებისა და გასაძლიერებლად: მეთოდის ოპტიმიზაცია ტაგუჩის მიდგომით. ჯ.ინსტ. Brew. 114(1), 2008. 14-21.
- იალდაგარდი, მარიამი; მორთაზავი, სეიედ ალი; ტაბატაბაიე, ფარიდე (2007): ულტრაბგერითი მკურნალობის ეფექტურობა ქერის თესლის გაღივების სტიმულირებაზე და მის ალფა-ამილაზას აქტივობაზე. International Journal of Biological, Biomolecular, Agriculture, Food and Biotechnological Engineering 1/10, 2007 წ.
ფაქტები ქერის შესახებ & ალაო
მალტის პროცესი
ალაოს შედუღებისას მარცვლეულის მარცვალი აღმოცენდება და ის მოიცავს სამ საფეხურს: ჩაყრას, გაღივებას და ადუღებას. ჩაყრის დროს მარცვლებს უმატებენ წყალს, რომელიც ააქტიურებს ფერმენტებს. ჩვეულებრივი გაჟღენთვას 1-2 დღე სჭირდება. 1-2 დღის შემდეგ ქერის მარცვლებმა წყლის შემცველობა 40-45%-მდე მიაღწია. ამ დროს ქერი ამოღებულია წყლიდან და იწყება გაღივება.
აღმოცენების დროს წარმოიქმნება ან აქტიურდება რამდენიმე ფერმენტი, რომლებიც შემდგომში დაფქვის პროცესში აუცილებელია. β-გლუკანები იშლება ენდო-β-1,4-გლუკანაზასა და ენდო-β-1,3-გლუკანაზას მიერ. ენდო-β-1,4-გლუკანაზა უკვე არის ქერში, მაგრამ ენდო-β-1,3-გლუკანაზა არის მხოლოდ ალაოსში. იმის გამო, რომ β-გლუკანები გელის ფორმირებას ახდენენ და ამით შეიძლება წარმოიშვას პრობლემები ფილტრაციის დროს, ალაოსში სასურველია β-გლუკანაზას მაღალი შემცველობა და β-გლუკანის დაბალი შემცველობა. სახამებლის შემცველობა მცირდება და შაქრის შემცველობა იზრდება გამწვანების დროს და სახამებელი იშლება α-ამილაზა და β-ამილაზა. ქერში არ არის α-ამილაზა; იგი წარმოიქმნება გამწვანების დროს, ხოლო β-ამილაზა უკვე არის ქერში. ცილები ასევე იშლება გამწვანების დროს. პეპტიდაზები ანადგურებენ ცილების 35-40%-ს ხსნად მასალად. 5-დან 6 დღის შემდეგ გაღივება სრულდება და მისი სასიცოცხლო პროცესები ინაქტივირებულია ღუმელში. ღუმელში წყალი ამოღებულია ალაოს მეშვეობით ცხელი ჰაერის გავლის გზით. ეს აჩერებს გამწვანებას და მოდიფიკაციას და ამის ნაცვლად ფერთა და გემოს ნაერთები წარმოიქმნება მაილარდის რეაქციებით.
ფერმენტები მალტინგში & ხარშვის პროცესი
ქერში სახამებლის ჰიდროლიზის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფერმენტებია α-ამილაზა და β-ამილაზა ფერმენტები, რომლებიც კატალიზებენ სახამებლის ჰიდროლიზს შაქარში. ამილაზა ანადგურებს პოლისაქარიდებს, კერძოდ სახამებელს, მალტოზამდე. β-ამილაზა აღმოცენებამდე არააქტიური ფორმით არის წარმოდგენილი, ხოლო α-ამილაზა და პროტეაზა ჩნდება გამწვანების დაწყებისთანავე. ვინაიდან α-ამილაზას შეუძლია იმოქმედოს სუბსტრატზე ნებისმიერ ადგილას, ის უფრო სწრაფად მოქმედებს, ვიდრე β-ამილაზა. β-ამილაზა აკატალიზებს მეორე α-1,4 გლიკოზიდური ბმის ჰიდროლიზს, წყვეტს გლუკოზის ორ ერთეულს/მალტოზას ერთდროულად.
სხვა ფერმენტები, როგორიცაა პროტეაზა, არღვევს მარცვლეულში არსებულ ცილებს ფორმებად, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას საფუარის მიერ. იმის მიხედვით, თუ როდის შეჩერდება ალაოს პროცესი, მიიღება სასურველი სახამებლის/ფერმენტის თანაფარდობა და ნაწილობრივ გარდაიქმნება სახამებელი ფერმენტად შაქარში. ალაო ასევე შეიცავს მცირე რაოდენობით სხვა შაქარს, როგორიცაა საქაროზა და ფრუქტოზა, რომლებიც არ არიან სახამებლის მოდიფიკაციის პროდუქტები, მაგრამ უკვე მარცვლეულში იყვნენ. შემდგომი გარდაქმნა ფერმენტად შაქარზე მიიღწევა დაფქვის პროცესში.
სახამებლის ჰიდროლიზი
ფერმენტული ჰიდროლიზის დროს ფერმენტები ახდენენ საქარიფიკაციის პროცესის კატალიზებას, რაც ნიშნავს, რომ ნახშირწყლები (სახამებელი) იშლება მის შემადგენელ შაქრის მოლეკულებად. ჰიდროლიზის დროს ენერგეტიკული რესურსი (სახამებელი) გარდაიქმნება შაქარად, რომელსაც ნერგი მოიხმარს გასაზრდელად.
ცილები ქერში
ქერის ცილის შემცველობა 8-დან 15%-მდეა. ქერის ცილები არსებითად ხელს უწყობს ალაოს და ლუდის ხარისხს. ხსნადი ცილები მნიშვნელოვანია ლუდის თავის შეკავებისა და სტაბილურობისთვის.
არაბინოქსილანები და β-გლუკანი ქერში
არაბინოქსილანები და β-გლუკანი ხსნადი დიეტური ბოჭკოებია. ალაოს ექსტრაქტები შეიძლება შეიცავდეს არაბინოქსილანების მაღალ დონეს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სირთულეები ფილტრაციის დროს, რადგან ბლანტი ექსტრაქტებმა შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუარესოს ხარშვის პროცესების შესრულება. ხარშვის პროცესისთვის, ქერში β-გლუკანის მაღალმა შემცველობამ შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედის კედლების არასაკმარისი დეგრადაცია, რაც თავის მხრივ აფერხებს ფერმენტების გავრცელებას, აღმოცენებას და ბირთვის რეზერვების მობილიზაციას და, შესაბამისად, ამცირებს ალაოს ექსტრაქტს. ნარჩენმა β-გლუკანმა შეიძლება ასევე გამოიწვიოს ძალიან ბლანტი ვორტი, რამაც გამოიწვია ფილტრაციის პრობლემა ლუდსახარშში და შეიძლება მონაწილეობა მიიღოს ლუდის დამწიფებაში, რაც გამოიწვიოს გაციების ნისლი. არაბინოქსილანები გვხვდება ქერის, შვრიის, ხორბლის, ჭვავის, სიმინდის, ბრინჯის, სორგოსა და ფეტვის უჯრედულ კედლებში. როგორც არაბინოქსილანების, ასევე β-გლუკანის ექსტრაქტულობა მნიშვნელოვნად იზრდება სონიკით.
ანტიოქსიდანტები ქერში
ქერი შეიცავს 50-ზე მეტ პროანტოციანიდინს, მათ შორის ოლიგომერულ და პოლიმერულ ფლავან-3-ოლს, კატეხინს და გალოკატექინს. დიმერული პროანტოციანინი B3 და პროციანიდინი B3 ყველაზე უხვადაა ქერში.
ანტიოქსიდანტები ცნობილია ჟანგვის რეაქციების და ჟანგბადის თავისუფალი რადიკალების რეაქციების დაყოვნების ან თავიდან აცილების უნარით, რაც მათ მნიშვნელოვანს ხდის ალაოს და ხარშვის პროცესში. ანტიოქსიდანტები (მაგ. სულფიტები, ფორმალდეჰიდი, ასკორბატი) გამოიყენება როგორც დანამატები ხარშვის პროცესში ლუდის გემოს სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. ლუდის ფენოლური ნაერთების დაახლოებით 80% მიღებულია ქერის ალაოსგან.