Ultraschall Malting a Malz Keimung
- Malting ass en Zäitopwänneg Prozess: d'Soaking an d'Hydratatioun vun de Käre Somen hëlt vill Zäit an erreecht meeschtens ongläiche Resultater.
- Duerch Ultrasonicatioun kënnen d'Keimungsgeschwindegkeet, d'Rate an d'Ausbezuele vu Gerste wesentlech verbessert ginn.
Malz Produktioun
Malz / malted Getreide gëtt wäit benotzt fir Béier, Whisky, Malted Shakes, Malz Esseg, souwéi Liewensmëtteladditiv ze maachen. Wärend dem Malzprozess gëtt de gedréchent Getreid (z.B. Gerste) a Waasser getäuscht fir d'Keimung unzefänken. Wärend der Keimung ginn existent Enzyme fräigelooss, nei Enzyme ginn produzéiert, an d'Endospermzellmauer ginn gebrach fir hiren Zellinhalt ze befreien an och e puer vum gespäicherten Protein an Aminosäuren ofzebriechen. Wann e gewësse Grad vu Keimung erreecht ass, gëtt de Keimprozess duerch en Trocknungsprozess gestoppt. Duerch Malting Kären, d'Enzymen – nämlech α-Amylase a β-Amylase – erfuerderlech fir d'Kärstärke an Zocker z'änneren ginn entwéckelt. Déi verschidden Aarte vun Zocker enthalen d'Monosaccharid Glukos, d'Disaccharid Maltose, d'Trisaccharid Maltotriose, a méi héich Zucker genannt Maltodextrine. D'Keimung an d'Keimung vum Getreid ass zimmlech Zäitopwänneg, wann Dir bedenkt datt d'Steppung 1-2 Deeg dauert an d'Keimung dauert zousätzlech 4-6 Deeg. Dëst mécht d'Malzproduktioun ze laang an deier.
Germinéierend Gerste
Ultraschall verbessert Malting
D'Léisung: Sonication
- Sonication verbessert d'Keimkapazitéit an d'Geschwindegkeet vu Gerstekorn.
Effekter vum Ultraschall:
- Méi séier a Besser Soaking
- Méi séier Keimung
- Méi Komplett Germination
- Aktivatioun vun Enzymen
- méi héich Extraktioun Taux
- Héich Qualitéit Malz
Dës ultraschall initiéiert Effekter ginn duerch eng verbessert enzymatesch Aktivitéit verursaacht a Mikrofissuren induzéiert duerch Ultraschall Kavitatioun op de Som. D'Gerescht Getreide kënne méi Waasser a méi kuerzer Zäit absorbéieren, wat zu enger bedeitend féiert Verbessert Hydratatioun vun de Somen. Eng séier Hydratatioun a souguer Keimung si wichteg fir eng gutt Maltqualitéit, well ongerminéiert Somen ufälleg fir bakteriell a Pilzschued sinn.
Malting ass e komplexe Prozess dee vill Enzyme involvéiert; Wichteg sinn α-Amylase, β-Amylase, α-Glucosidase, a Limit Dextrin. Wärend der Malting gëtt Gerste en onkomplett natierleche Keimungsprozess duerchgefouert, deen eng Serie vun Enzymdegradatiounen vum Gerstekären-Endosperm involvéiert. Als Resultat vun dëser Endosperm Degradatioun ginn Endosperm Zellmauer ofgebaut, a Stärkegranule ginn aus der Matrix vum Endosperm entlooss, an deem se agebonne sinn. Ultraschall aktivéiert Enzyme a verbessert d'Extraktiounsquote vum intrazelluläre Material, zB Stärke, Proteinen. Arabinoxylan Moleküle tendéieren makromolekulär Aggregate an de verdënnte Polysaccharidléisungen ze bilden. Ultrasonication hëlleft d'Aggregate vu Polysacchariden effektiv ze reduzéieren. Duerch d'Degradatioun vun der Polysaccharidstärke ginn fermentéierbar Kuelenhydrater produzéiert. Esou Kuelenhydrater ginn an Alkohol an der Fermentatiounsstuf vun der Béierfabrikatioun ëmgewandelt.
All dës Ultraschalleffekter op déi biochemesch Prozesser beim Malting resultéieren an engem méi kuerz Keimungszäit an a méi héije Keimungsquote / Ausbezuele. D'Kierzung vun der Keimungsperiod féiert bedeitend kommerziell Virdeeler fir d'Malz- a Brauindustrie.
Yaldagard et al. (2008) huet gewisen datt Ultraschall “huet d'Potenzial fir a Malzprozesser als Method fir d'Behandlung vu Somen ze benotzen fir d'Keimungsperiod ze reduzéieren an de Prozentsaz vun der totaler Keimung ze verbesseren.”
Méi séier Keimung duerch Sonikatioun
Ultraschall Gerste Seed Priming Protokoll
Gerste Somen Hordeum vulgare (9% Feuchtigkeitgehalt; bei Raumtemperatur fir 3 Méint no der Ernte gelagert)
Ultrasonic Apparat UP200H (200W, 24kHz) ausgestatt mat Sonotrode S3 (radial Form, 3mm Duerchmiesser, maximal Tauchdéift 90mm)
Protokoll:
Den Tipp vum Horn gouf ca. 9 mm an d'Prozess Léisung besteet aus dem Waasser a Gerste Somen. All Experimenter goufen op Proben ausgefouert (10 g Gerste Somen) dispergéiert an 80 ml Krunnwaasser mat direktem Sonikatioun (Sondesystem) bei enger Kraaftinput vun 20, 60 an 100%, mat zousätzlech Agitatioun oder Schüttelen. Dëst gouf benotzt fir stoe Wellen oder d'Bildung vu festen fräie Regiounen fir eng eenheetlech Verdeelung vun den Ultraschallwellen ze vermeiden. Den Ultraschallapparat gouf op Pulsatiounsmodus gesat, mat enger Duty Cycle Kontroll, fir d'Bildung vu fräi Radikale ze reduzéieren. Den Zyklus gouf op 50% fir all Experimenter gesat. D'Léisung gouf bei enger konstanter Temperatur vun 30 ° C fir 5, 10 a 15 Minutten veraarbecht. [Yaldagard et al. 2008]
Resultater:
D'Ultraschallbehandlungen resultéieren zu méi héijer Hydratatioun a méi séier Keimung a kuerzer Zäit.
Déi héchst Keimung vu Somen (ongeféier 100%) gouf bei der 100% Kraaftstellung opgeholl. Fir d'Somen sonicated fir 5, 10, a 15 min bei voller Kraaft (100% Kraaft Astellung vum Apparat), war d'Keimung Taux vun ~ 93,3% (net-sonicated Some) erop op 97,2%, 98% an 99,4%, respektiv. Dës Resultater kënnen u mechanesch Effekter zougeschriwwe ginn wéinst ultraschall-induzéierter Kavitatioun, déi d'Waasseropnam vun den Zellmauer erhéijen. D'Sonicatioun verbessert de Massentransfer a erliichtert d'Penetratioun vu Waasser duerch d'Zellmauer an d'Zellinterieur. Den Zesummebroch vu Kavitatiounsblasen no bei den Zellmaueren stéiert d'Zellstruktur an erméiglecht e gudde Massentransfer duerch d'Ultraschallflëssegstrahlen.
D'Methode reduzéiert d'Zäit erfuerderlech fir d'Keimung vu Somen ze initiéieren. Hoerwurzelen erschéngen méi séier an de behandelte Proben a sinn reichend gewuess am Verglach mat den net-sonikéierte Somen. Wann Dir Gerste benotzt, behandelt wéi hei uewen, gouf d'Keimungsperiod op 4 bis 5 Deeg verkierzt (ofhängeg vun der Ultraschallkraaft an der Belaaschtungszäit) vun den üblechen 7 Deeg. Ausserdeem ass déi duerchschnëttlech Keimungszäit vu 6,66 Deeg fir den 20% Kraaft-Astellung op 4,04 Deeg fir d'Ultraschallkraaft-Astellung vun 100% no enger Veraarbechtungszäit vu 15 min erofgaang. D'Analyse vun den resultéierende Donnéeën weist datt d'Ausmooss vun der Keimung an déi duerchschnëttlech Keimzäit wesentlech vun de verschiddenen Ultraschallkraaftastellungen während dem Keimtest beaflosst goufen. All Experimenter hunn zu enger verstäerkter Keimung vun de Gerste Somen gefouert am Verglach mat der net-sonikéierter Kontroll (Fig. 1). Maximum heescht germination Zäit war fir d'20% Muecht Kader opgeholl an Minimum heescht germination Zäit war fir d'100% Muecht Kader opgeholl (Figebam. 2).
Méi héich Keimungsquote a Rendement mat Ultraschall
Sonication ass och bewisen datt d'Somen Keimung vu Kichererbëss, Weess, Tomaten, Peffer, Karotten, Rettich, Mais, Reis, Waassermeloun, Sonneblummen a vill anerer verbessert.
Ultraschall Ausrüstung
Hielscher Ultrasonics liwwert zouverlässeg High Power Ultrasonicatoren fir Labo, Bench-Top an industriell Notzung. Fir d'Somepriming a Malting op kommerziell Skala empfeelen mir Iech eis industriell Ultraschallsystemer wéi den UIP2000hdT (2 kW), UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10 kW) oder UIP16000 (16 kW). Manifold Flow-Zell Reaktoren an Accessoiren kompletéieren eis Produktpalette. All Hielscher Systemer sinn extrem robust a gebaut fir 24/7 Operatioun.
Fir d'Ultraschall-Saatpriming an d'Keimung ze testen an ze optimiséieren, bidde mir Iech d'Méiglechkeet eise voll ausgestattene Ultraschallprozesslabor an techneschen Zentrum ze besichen!
Kontaktéiert eis haut! Mir si frou Iech Prozess mat Iech ze diskutéieren!
UIP1000hdT
ultrasonics
- Beschleunegt Keimung
- Méi héich Ausbezuele
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Literatur / Referenzen
- Goussous, SJ; Samarah, NH; Alqudah, AM; Othman, MO (2010): Verbessert Som Keimung vu véier Erntearten mat enger Ultraschalltechnik. Experimentell Landwirtschaft, 46/02, 2010. 231-242.
- Nilsson, Frida (2009): Eng Etude vun der Gerste Protein Zesummesetzung während Béier Brewing Prozess mat SE-HPLC. Ofschlossprojet schafft op der Universitéit Kalmar, School of Pure and Applied Natural Sciences, Schweden.
- Yaldagard, Maryam; Mortazavi, Seyed Ali; Tabatabaie, Farideh (2008): Uwendung vun Ultraschallwellen als Primertechnik fir d'Beschleunigung an d'Verbesserung vun der Keimung vu Gerste Somen: Optimiséierung vun der Method duerch d'Taguchi Approche. J. Inst. Brauen. 114 (1), 2008. 14-21.
- Yaldagard, Maryam; Mortazavi, Seyed Ali; Tabatabaie, Farideh (2007): D'Effektivitéit vun der Ultraschallbehandlung iwwer d'Keimstimulatioun vu Gerste Somen a seng Alpha-Amylase Aktivitéit. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Biotechnological Engineering 1/10, 2007.
Fakten iwwer Gerste & malz
De Malting Prozess
Beim Malting germinéiert d'Cerealkorn an et ëmfaasst dräi Schrëtt: Steeping, Keimung an Ofkillung. Wärend dem Steeping gëtt Waasser an d'Käre bäigefüügt, déi d'Enzyme aktivéieren. Normalerweis dauert 1-2 Deeg. No 1-2 Deeg hunn d'Gereschtkären e Waassergehalt vu 40-45% erreecht. Zu dësem Zäitpunkt gëtt d'Gerst aus dem steife Waasser geläscht an d'Keimung fänkt un.
Während der Keimung gi verschidde Enzyme geformt oder aktivéiert, déi spéider am Mashingprozess essentiell sinn. β-Glukanen ginn duerch Endo-β-1,4-Glukanase an Endo-β-1,3-Glukanase ofgebrach. Endo-β-1,4-Glukanase ass schonn a Gerste präsent, awer Endo-β-1,3-Glukanase ass nëmmen a Malz präsent. Well d'β-Glukanen gelies bilden an doduerch Problemer bei der Filtratioun kënne verursaachen, sinn en héijen Inhalt vu β-Glukanase an en nidderegen Inhalt vu β-Glukan am Malz wënschenswäert. De Stärkegehalt fällt erof an den Zockergehalt erhéicht während der Keimung an d'Stärke gëtt duerch α-Amylase a β-Amylase ofgebaut. Et gëtt keng α-Amylase präsent an Gerste; et gëtt während der Keimung produzéiert, während β-Amylase scho a Gerste präsent ass. Proteine ginn och während der Keimung ofgebaut. Peptidasen degradéieren 35-40% vun de Proteinen an löslech Material. No 5 bis 6 Deeg ass d'Keimung ofgeschloss a seng Liewensprozesser ginn duerch Ofkillung inaktivéiert. Am Ofen gëtt d'Waasser ewechgeholl andeems d'waarm Loft duerch de Malz passéiert. Dëst stoppt d'Keimung an d'Modifikatiounen, an amplaz gi Faarf- a Goûtverbindungen duerch Maillard Reaktiounen geformt.
Enzymen am Malting & Brewing Prozess
Déi wichtegst Enzyme fir d'Hydrolyse vu Stärke a Gerste sinn d'α-Amylase a β-Amylase Enzymen déi d'Hydrolyse vu Stärke an Zucker katalyséieren. D'Amylase degradéiert Polysacchariden, nämlech Stärke, zu Maltose. β-Amylase ass präsent an enger inaktiver Form virun der Keimung, wärend α-Amylase a Proteasen erschéngen eemol d'Keimung ugefaang huet. Zënter α-Amylase kann iwwerall um Substrat handelen, tendéiert et méi séier ze handelen wéi β-Amylase. β-Amylase katalyséiert d'Hydrolyse vun der zweeter α-1,4 glycosidic Bindung, gläichzäiteg zwou Glukoseenheeten / Maltose ofschneiden.
Aner Enzyme, wéi Proteasen, zerbriechen d'Proteine am Getreide a Formen, déi duerch Hef benotzt kënne ginn. Ofhängeg wéini de Malzprozess gestoppt gëtt, kritt een e bevorzugten Stärke/Enzym Verhältnis an deelweis ëmgewandelt Stärke an fermentéierbar Zucker. Malz enthält och kleng Quantitéiten vun aneren Zucker, wéi Saccharose a Fruktose, déi net Produkter vun der Stärkemodifikatioun sinn, awer schonn am Getreid waren. Weider Konversioun op fermentéierbar Zucker gëtt während dem Mashingprozess erreecht.
Stärke Hydrolyse
Wärend der enzymatescher Hydrolyse katalyséieren Enzyme den Saccharifikatiounsprozess, wat heescht datt d'Kuelenhydrater (Stärke) a seng Zuckermoleküle gebrach ginn. Duerch d'Hydrolyse gëtt d'Energieressource (Stäre) an Zocker ëmgewandelt, déi vum Keim verbraucht gi fir ze wuessen.
Proteinen an Gerste
Gerste huet e Proteingehalt vun 8 bis 15%. Gersteproteine droen wesentlech zur Qualitéit vum Malz a Béier bäi. Soluble Proteine si wichteg fir Béier Kapp Retention a Stabilitéit.
Arabinoxylanen a β-Glukan an Gerste
Arabinoxylanen a β-Glukan sinn opléisbar Diätfaser. Malzextrakter kënnen héich Niveauen vun Arabinoxylanen enthalen, déi Schwieregkeete während der Filtratioun verursaache kënnen, well viskos Extrakter d'Leeschtung vun de Béierprozesser wesentlech verschlechtere kënnen. Fir de Brauprozess kann en héijen Inhalt vu β-Glukan a Gerste zu net genuch Degradatioun vun Zellmaueren féieren, wat d'Diffusioun vun Enzymen, d'Keimung an d'Mobiliséierung vu Kärreserven behënnert, an domat Malzextrakt reduzéiert. Residual β-Glukan kann och zu héichviskose Wort féieren, wat zu engem Filtratiounsproblem an der Brauerei entsteet, an et kann un der Reifung vu Béier deelhuelen, wat Chill Haze verursaacht. Arabinoxylane ginn an den Zellmaueren vu Gerste, Hafer, Weess, Roggen, Mais, Reis, Sorghum a Hirse fonnt. D'Extraitabilitéit vu béiden Arabinoxylanen a β-Glukan gëtt wesentlech erhéicht duerch Sonikatioun.
Antioxidantien an Gerste
Gerste enthält méi wéi 50 Proanthocyanidine, dorënner oligomeresch a polymer Flavan-3-ol, Catechin a Gallocatechin. Dimeric Proanthocyanin B3 a Procyanidin B3 sinn déi heefegst an Gerste.
Antioxidantien si bekannt fir hir Fäegkeet fir Oxidatiounsreaktiounen a Sauerstoff fräi Radikalreaktiounen ze verzögeren oder ze vermeiden, wat se wichteg am Malting- a Brauprozess mécht. Antioxidantien (z.B. Sulfiten, Formaldehyd, Ascorbat) ginn als Zousatz am Béierprozess benotzt fir d'Stabilitéit vum Béieraroma ze verbesseren. Ongeféier 80% vun de phenolesche Verbindungen am Béier kommen aus Gerstemalz.