Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd Malting og malt spire

 

  • Malting er en tidkrevende prosess: soaking og hydrering av kornfrøene tar mye tid og oppnår mest ujevne resultater.
  • Ved ultralydbehandling kan spirehastigheten, hastigheten og utbyttet av bygg bli betydelig forbedret.

 

 

Maltproduksjon

Malt / malt korn er mye brukt til å lage øl, whisky, maltet rist, malt eddik, samt mat additiv. Under maltingsprosessen blir det tørkede kornet (f.eks. Byg) gjennomvåt i vann for å starte spiring. Under spiring blir eksisterende enzymer frigjort, produseres nye enzymer, og endosperm-celleveggene er brutt for å frigjøre deres celleinnhold så vel som å bryte ned noe av det lagrede proteinet i aminosyrer. Når en viss grad av spiring er oppnådd, stoppes spireprosessen ved en tørkeprosess. Ved malting av korn, enzymer – nemlig a-amylase og p-amylase – Kreves for å modifisere kornets stivelse i sukkerarter. De forskjellige typer sukker inkluderer monosakkarid glukose, disakkarid maltose, trisakkarid maltotriose og høyere sukker kalt maltodextriner. Kornet og spiring av kornet er ganske tidkrevende, med tanke på at steeping tar 1-2 dager og spiring tar ytterligere 4-6 dager. Dette gjør maltproduksjonen tidkrevende og kostbar.

Sonikering forbedrer spiringskapasiteten

Germinerende bygg

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultralydforbedret malting

Løsningen: Sonication

  • Sonication forbedrer spiringskapasiteten og hastigheten til kornkorn.

Effektene av ultralyd:

  • Raskere og bedre soaking
  • Hurtigere spiring
  • Mer fullstendig spiring
  • Aktivering av enzymer
  • Høyere utvinningsgrad
  • Malt av høy kvalitet

Disse ultrasonisk initierte effekter er forårsaket av en forbedret enzymatisk aktivitet og mikrofissurer indusert av Ultralydkavitasjon på frøet. Byg korn kan absorbere mer vann på kortere tid, noe som fører til en betydelig forbedret hydrering av frøene. En rask hydrering og jevn spiring er viktig for en god maltingskvalitet, siden ungerminerte frø er utsatt for bakteriell og soppskade.
Malting er en kompleks prosess som involverer mange enzymer; Viktige er a-amylase, β-amylase, a-glukosidase og grense dextrin. Under malting gjennomgår byg en ufullstendig naturlig spireprosess som innebærer en rekke enzymnedbrytninger av byggkjernens endosperm. Som følge av denne nedbrytningen av enzymer nedbrytes endosperm-cellevegger, og stivelseskornene frigjøres fra matrisen av endospermen der de er innebygd. Ultralyd aktiverer enzymer og forbedrer ekstraksjonshastigheten til det intracellulære materialet, for eksempel stivelse, proteiner. Arabinoxylanmolekyler har en tendens til å danne makromolekylære aggregater i de fortynnede polysakkaridløsninger. Ultralyding bidrar til å redusere aggregatene av polysakkarider effektivt. Ved nedbrytning av polysakkaridstivelsen produseres fermenterbare karbohydrater. Slike karbohydrater omdannes til alkohol i fermenteringstrinnet av ølproduksjonen.

Alle disse ultralydseffektene på de biokjemiske prosessene under malting resulterer i a kortere spiringstid og en høyere spiring rate / utbytte. Forkorting av spiringstiden resulterer i signifikant kommersielle fordeler for malting og bryggeri industrien.

Yaldagard et al. (2008) har vist at ultralyd “har potensial til å bli brukt i maltprosesser som en metode for behandling av frø for å redusere spiringstiden og forbedre prosentandelen av total spiring.”

Yaldagard et al. 2008 undersøkte ultralyd forbedret spiring av byggfrø.

Hurtigere spiring ved sonikering

Ultralyd Bygg Seed grunning protokoll

Materiale:
Byg frø Hordeum vulgare (9% fuktighet, lagret ved romtemperatur i 3 måneder etter høsting)
Ultralydsenhet UP200H (200W, 24kHz) utstyrt med sonotrode S3 (radial form, 3mm diameter, maks. Dybdedybde 90mm)

protokoll:
Spissen av hornet ble nedsenket ca. 9 mm i prosessløsningen som består av vann- og byggfrø. Alle eksperimenter ble utført på prøver (10 g kornfrø) dispergert i 80 ml kranvann med direkte sonikering (probesystem) ved en effektinngang på 20, 60 og 100% med ytterligere omrøring eller risting. Dette ble ansatt for å unngå stående bølger eller dannelsen av faste frie områder for en jevn fordeling av ultralydbølgene. Ultralydsenheten ble satt til pulsasjonsmodus, ved bruk av en sykluskontroll, for å redusere dannelsen av frie radikaler. Syklusen ble satt på 50% for alle eksperimenter. Oppløsningen ble behandlet ved en konstant temperatur på 30 ° C i 5, 10 og 15 minutter. [Yaldagard et al. 2008]

resultater:
Ultralydbehandlingene resulterer i høyere hydrering og raskere spiring på kortere tid.
Den høyeste frøkreining (ca. 100%) ble registrert ved 100% strøminnstilling. For frøene sonikert i 5, 10 og 15 minutter ved full effekt (100% strøminnstilling av enheten), ble spiringshastigheten økt fra 93,3% (ikke-sonikert frø) til 97,2%, 98% og 99,4% henholdsvis. Disse resultatene kan tilskrives mekaniske effekter på grunn av ultralyd inducert kavitasjon, økende vannopptak av celleveggene. Sonication forbedrer massoverføringen og letter penetrering av vann gjennom cellevegget inn i celleinteriøret. Kollapsen av kavitasjonsbobler nær celleveggene forstyrrer cellestrukturen og muliggjør en god masseoverføring på grunn av ultrasoniske væskestråler.
Metoden reduserte betraktelig tiden for å starte spiring av frø. Hårrøtter dukket opp raskere i de behandlede prøvene og vokste rikelig i forhold til de ikke-sonikerte frøene. Ved bruk av byg behandlet som ovenfor ble spireperioden forkortet til 4 til 5 dager (avhengig av ultralydseffekt og eksponeringstid) fra de vanlige 7 dagene. Videre reduserte gjennomsnittlig spiringstid fra 6,66 dager for 20% strøminnstilling til 4,04 dager for ultralydseffektinnstillingen på 100% etter en behandlingstid på 15 minutter. Analysen av de resulterende dataene indikerer at graden av spiring og den gjennomsnittlige spiringstid ble signifikant påvirket av de forskjellige ultralydstyrkeinnstillingene under spiringstesten. Alle eksperimenter resulterte i økt spiring av byggfrøene i forhold til den ikke-sonikerte kontrollen (figur 1). Maksimal gjennomsnittlig spiringstid ble registrert for 20% strøminnstilling og minimum gjennomsnittlig spiringstid ble registrert for 100% strøminnstilling (figur 2).

Høyere utbytte ved ultralydsmalting.

Høyere spirehastighet og utbytte med ultralyd

Sonikering er også bevist å forbedre frøspredningen av kikærter, hvete, tomat, pepper, gulrot, reddik, mais, ris, vannmelon, solsikke og mange andre.

Ultralydutstyr

Hielscher Ultrasonics leverer pålitelige ultralydmaskiner med høy effekt for laboratorie, benk og industriell bruk. For frøpriming og malting i kommersiell skala, anbefaler vi deg til våre industrielle ultralydsystemer som UIP2000hdT (2 kW), UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10kW) eller UIP16000 (16kW). Manifold flow-cell reaktorer og tilbehør kompletterer vårt produktsortiment. Alle Hielscher-systemer er ekstremt robuste og bygget for 24/7-drift.
For å teste og optimalisere ultrasonisk frøpriming og spiring, tilbyr vi deg muligheten til å besøke vårt fullt utstyrte ultralydprosesslaboratorium og teknisk senter!
Kontakt oss i dag! Vi er glade for å diskutere deg prosess med deg!

UIP

UIP1000hdT

Forbedret spiring av
ultralyd

  • Accelerert spiring
  • høyere utbytte

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Litteratur / Referanser



Fakta om byg & malt

Maltingsprosessen

Ved maling sprer kornet kornet og det innebærer tre trinn: stepping, spiring og kilning. Under stepping blir vann tilsatt kornene som aktiverer enzymer. Den konvensjonelle steeping tar 1-2 dager. Etter 1-2 dager har kornkornene nådd et vanninnhold på 40-45%. På dette tidspunktet er byget fjernet fra det brennende vannet og spiring begynner.
Under spiring blir flere enzymer dannet eller aktivert, noe som senere er viktig i mashingsprosessen. p-glukaner brytes ned av endo-p-1,4-glukanase og endo-p-1,3-glukanase. Endo-P-1,4-glukanase er allerede tilstede i bygg, men endo-P-1,3-glukanase er bare tilstede i malt. Fordi p-glukanene er geldannende og dermed kan kursproblemer i filtrering, er et høyt innhold av P-glukanase og et lavt innhold av P-glukan ønskelig i malt. Stivelsesinnholdet reduseres og sukkerinnholdet øker under spiring og stivelsen nedbrytes av a-amylase og p-amylase. Det finnes ingen a-amylase tilstede i bygg; Det produseres under spiring, mens p-amylase allerede er til stede i byg. Proteiner forringes også under spiring. Peptidaser nedbryter 35-40% av proteinene i løselig materiale. Etter 5 til 6 dager er spiring fullført og livsprosessene inaktiveres ved kiling. Ved kiling fjernes vannet ved å sende varm luft gjennom maltet. Dette stopper spiring og modifikasjoner, og i stedet dannes fargestoffer og smaksforbindelser med Maillard-reaksjoner.

Enzymer i maltingen & Brygge prosess

De viktigste enzymer for hydrolyse av stivelse i bygg er a-amylase og β-amylase enzymer som katalyserer hydrolysen av stivelse til sukkerarter. Amylasen nedbryter polysakkarider, nemlig stivelse, til maltose. p-amylase er tilstede i en inaktiv form før spiring, mens a-amylase og proteaser opptrer når spiring har begynt. Siden a-amylase kan virke hvor som helst på substratet, har det en tendens til å være raskere enn β-amylase. p-amylase katalyserer hydrolysen av den andre a-1,4 glykosidbindingen, spalting av to glukoseenheter / maltose på en gang.
Andre enzymer, som proteaser, bryter ned proteinene i kornet i former som kan brukes av gjær. Avhengig av når maltingsprosessen er stoppet, får man et foretrukket stivelse / enzymforhold og delvis omdannet stivelse til gjærbare sukkerarter. Malt inneholder også små mengder andre sukkerarter, som sukrose og fruktose, som ikke er produkter av stivelsesmodifikasjon, men som allerede var i kornet. Ytterligere konvertering til fermenterbare sukker oppnås under mashing-prosessen.

Stivelsehydrolyse

Under enzymatisk hydrolyse katalyserer enzymer sakkarifiseringsprosessen, noe som betyr at karbohydrater (stivelse) brytes inn i dets komponentsukkermolekyler. Ved hydrolysen blir energiressursen (stivelse) omdannet til sukkerarter som konsumeres av bakterien for dyrking.

Proteiner i Byg

Byg har et proteininnhold på 8 til 15%. Bygproteiner bidrar hovedsakelig til kvaliteten på malt og øl. Oppløselige proteiner er viktige for bevaring av ølhodet og stabilitet.

Arabinoxylaner og p-glukan i bygg

Arabinoxylaner og β-glukan er oppløselige diettfibre. Malt ekstrakter kan inneholde høye nivåer av arabinoxylaner som kan forårsake vanskeligheter under filtreringen, siden viskøse ekstrakter kan forringe ytelsen til brygeprosessene betydelig. For brygeprosessen kan et høyt innhold av β-glukan i bygg føre til utilstrekkelig nedbrytning av cellevegger, noe som igjen hindrer diffusjon av enzymer, spiring og mobilisering av kjerne reserver, og dermed reduserer malt ekstrakt. Resterende β-glukan kan også føre til høyt viskøs urte, noe som gir opphav til et filtreringsproblem i bryggeriet, og det kan delta i modning av øl, noe som forårsaker chill dis. Arabinoxylaner finnes i celleveggene av bygg, havre, hvete, rug, mais, ris, sorghum og hirse. Ekstraherbarheten av både arabinoxylaner og β-glukan økes betydelig ved sonikering.

Antioksidanter i bygg

Byg inneholder mer enn 50 proanthocyanidiner, inkludert oligomer og polymer flavan-3-ol, katekin og gallokokin. Dimeric proanthocyanin B3 og procyanidin B3 er de mest vanlige i bygg.
Antioxidanter er kjent for deres evne til å forsinke eller forhindre oksidasjonsreaksjoner og oksygenfri radikalreaksjoner, noe som gjør dem viktige i maltings- og brygeprosessen. Antioksidanter (f.eks. Sulfitter, formaldehyd, ascorbat) brukes som tilsetningsstoffer i brygeprosessen for å forbedre østers smaksstabilitet. Ca. 80% fenolforbindelser i øl er avledet fra byggmalt.