Malting cu ultrasunete și germinarea malțului
- Malt este un proces de consumatoare de timp: absorbirea și hidratarea semințelor de cereale ia o mulțime de timp și de cele mai multe ori obtine rezultate inegale.
- Prin ultrasonare, germinarea viteza, viteza și randamentul de orz poate fi îmbunătățită în mod semnificativ.
malt de producție
Malt / cereale malțată este utilizat pe scară largă pentru a face bere, whisky, shake-uri malțificate, oțet de malț, precum și aditivi alimentari. In timpul procesului de malțului cerealele uscate (de exemplu, orz), se înmoaie în apă pentru a începe germinare. In timpul germinării enzimele existente sunt eliberate, enzime noi sunt produse, iar pereții celulelor endosperm sunt rupte pentru a elibera conținutul lor de celule precum și de a descompune unele dintre proteine stocate în aminoacizi. Atunci când a fost atins un anumit grad de germinare, procesul de germinare este oprită printr-un proces de uscare. Prin boabe de braserie, enzimele – și anume α-amilazei și β-amilază – necesare pentru modificarea amidonul bobului lui în zaharuri sunt dezvoltate. Diferitele tipuri de zahăr includ glucoza monozaharida, maltoza dizaharid, maltotrioză trizaharidă și zaharuri mai mari numite maltodextrine. Maceratul și germinarea boabelor este, având în vedere că maceratul durează 1-2 zile destul de consumatoare de timp, iar germinarea durează încă 4-6 zile. Acest lucru face ca producția de malț consumatoare de timp și costisitoare.
germinativ orz
Malt îmbunătățită cu ajutorul ultrasunetelor
Solutia: sonicare
- Sonicare îmbunătățește capacitatea de germinare și viteza de boabe de orz.
Efectele ultrasunete:
- Mai repede și mai bine inmuiere
- Germinarea mai rapidă
- Germinarea complet
- Activarea enzimelor
- Rata mai mare de extracție
- Malt de înaltă calitate
Aceste efecte inițiate cu ajutorul ultrasunetelor sunt cauzate de o activitate enzimatică îmbunătățită și micro-fisuri induse de cavitatie cu ultrasunete pe sămânță. Boabele de orz poate absorbi mai multă apă într-o perioadă mai scurtă de timp, ceea ce duce la un semnificativ îmbunătățită de hidratare a semințelor. O hidratare rapidă și chiar de germinare sunt importante pentru o calitate bună malțificarea, deoarece semințele ungerminated sunt predispuse la daune bacteriene și fungice.
Maltingul este un proces complex care implică multe enzime; importante sunt a-amilaza, β-amilaza, α-glucosidaza si limita dextrina. În timpul maltării, orzul suferă un proces de germinare natural incomplet care implică o serie de degradări enzimatice ale endospermului de kernel de orz. Ca rezultat al acestei degradări a enzimei, pereții celulelor endospermice sunt degradați și granulele de amidon sunt eliberate din matricea endospermului în care sunt încorporate. Ultrasonics activează enzimele și îmbunătățește viteza de extracție a materialului intracelular, de exemplu, amidon, proteine. Molecula de arabinoxilan tind să formeze agregate macromoleculare în soluțiile diluate de polizaharidă. Ultrasonicarea ajută la reducerea eficientă a agregatelor de polizaharide. Prin degradarea amidonului polizaharidic, se produc carbohidrați fermentabili. Astfel de carbohidrați sunt transformați în alcool în etapa de fermentare a fabricării berii.
Toate aceste efecte ultrasonice asupra proceselor bio-chimice în timpul într-un rezultat pentru bere timp mai scurt de germinare și Rata de germinare mai mare / randament. Scurtarea rezultatele perioadei de germinare în semnificative beneficii comerciale pentru industria de fabricare a berii și malțificare.
Yaldagard și colab. (2008) a arătat că ultrasunetelor “are potențialul de a fi utilizat în procesele de malt ca metodă de tratare a semințelor de a reduce perioada de germinare și de a îmbunătăți procentul de germinare totală.”
germinare mai rapidă de sonicare
Ultrasunete Orz Seed protocol Amorsarea
semințe de orz Hordeum vulgare (9% conținut de umiditate, la temperatura camerei, stocării, timp de 3 luni după recoltare)
Dispozitiv cu ultrasunete UP200H (200W, 24kHz) echipat cu sonotrode S3 (formă radial, cu diametrul de 3 mm, max. adancime de imersie 90mm)
Protocol:
Vârful cornului a fost scufundat la aprox. 9 mm în soluția de proces constând în semințe de apă și de orz. Toate experimentele au fost efectuate pe probe (10 g semințe de orz) dispersate în 80 ml de apă de la robinet cu sonicare directă (sistem de sonde) la o putere de intrare de 20, 60 și 100%, cu agitare sau agitare suplimentară. Aceasta a fost folosită pentru a evita valurile în picioare sau formarea de regiuni fără solide pentru o distribuție uniformă a undelor ultrasonice. Dispozitivul cu ultrasunete a fost setat la modul de pulsare, folosind un control al ciclului de sarcină, pentru a reduce formarea radicalilor liberi. Ciclul a fost stabilit la 50% pentru toate experimentele. Soluția a fost prelucrată la o temperatură constantă de 30 ° C timp de 5, 10 și 15 min. [Yaldagard și colab. 2008]
Rezultate:
Ultrasonic tratamente rezultate în hidratare mai mare și mai rapid de germinare în timp mai scurt.
Cea mai mare germinație a semințelor (aproximativ 100%) a fost înregistrată la setarea de putere de 100%. Pentru semințele supuse la sonicare timp de 5, 10 și 15 minute la putere maximă (setare 100% a puterii dispozitivului), viteza de germinare a crescut de la 93,3% (semințe fără sonicare) la 97,2%, 98% și 99,4% respectiv. Aceste rezultate pot fi atribuite efectelor mecanice cauzate de cavitația indusă de ultrasunete, care mărește absorbția de apă de către pereții celulari. Sonicarea îmbunătățește transferul de masă și facilitează penetrarea apei prin peretele celular în interiorul celulei. Prăbușirea bulelor de cavitație în apropierea pereților celulei perturbă structura celulei și permite o bună transferare a masei datorită jeturilor lichide ultrasonice.
Metoda a redus în mod considerabil timpul necesar inițierii germinării semințelor. Rădăcinile părului au apărut mai rapid în probele tratate și au crescut abundent în comparație cu semințele care nu au fost tratate cu sonicitate. Atunci când se utilizează orz tratat ca mai sus, perioada de germinare a fost scurtată la 4 până la 5 zile (în funcție de puterea ultrasonică și timpul de expunere) de la cele 7 zile obișnuite. Mai mult, timpul mediu de germinare a scăzut de la 6,66 zile pentru setarea de putere de 20% la 4,04 zile pentru setarea de putere ultrasonică de 100% după un timp de procesare de 15 minute. Analiza datelor rezultate indică faptul că amploarea germinării și timpul mediu de germinare au fost semnificativ afectate de diferitele setări ale puterii cu ultrasunete în timpul testului de germinare. Toate experimentele au condus la germinarea crescută a semințelor de orz în comparație cu controlul non-sonicat (Figura 1). Durata maximă de germinație medie a fost înregistrată pentru setarea de putere de 20% și durata minimă de germinare a fost înregistrată pentru setarea de putere de 100% (figura 2).
Rata de germinare mai mare și randamentul cu ultrasunetelor
Sonicare este de asemenea dovedit a spori germinare a semințelor de năut, grâu, tomate, ardei, morcov, ridichi, porumb, orez, pepene verde, floarea-soarelui și multe altele.
Echipament cu ultrasunete
Hielscher Ultrasonics furnizează ultrasonicators fiabile de mare putere pentru laborator, banc-top si uz industrial. Pentru amorsarea semințelor și a malțului pe o scară comercială, vă recomandăm sistemele noastre industriale cu ultrasunete, cum ar fi UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) sau UIP16000 (16kW). reactoare si accesorii flux de celule Manifold completează gama noastră de produse. Toate sistemele Hielscher sunt extrem de robuste și construite pentru operare 24/7.
Pentru a testa și de a optimiza grunduire semințelor cu ultrasunete și de germinare, vă oferim posibilitatea de a vizita laboratorul nostru deplin echipate cu ultrasunete proces și centru tehnic!
Contactati-ne azi! Ne bucurăm să discutăm prelucrați cu tine!
UIP1000hdT
ultrasunetelor
- germinare accelerată
- randament mai mare
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
Literatura / Referințe
- Goussous, S. J .; Samarah, N. H .; Alqudah, A. M .; Othman, M. O. (2010): Creșterea germinarea semințelor din patru specii de cultură utilizând o tehnică cu ultrasunete. Experimental Agricultură, 46/02, 2010. 231-242.
- Nilsson, Frida (2009): Un studiu de orz proteine Compoziție în timpul proceselor berii utilizând SE-HPLC. Gradul de proiect lucreaza la Universitatea din Kalmar, Facultatea de Pură și Aplicată Științe Naturale, Suedia.
- Yaldagard, Maryam; Mortazavi, Seyed Ali; Tabatabaie, Farideh (2008): Aplicarea undelor ultrasonice ca o tehnica de amorsare pentru accelerarea și consolidarea germinarea orzului Seed: Optimizarea metodei de abordarea Taguchi. J. Inst. Brew. 114 (1), 2008. 14-21.
- Yaldagard, Maryam; Mortazavi, Seyed Ali; Tabatabaie, Farideh (2007): Eficacitatea tratamentului cu ultrasunete pe Germinarea Stimularea Orz de semințe și activitatea alfa-amilază. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultura, Alimente și biotehnologică Inginerie 1/10, 2007.
Date despre orz & Malţ
Procesul de malt
In germinează cereale pentru bere cereale și implică trei etape: înmuierea, germinare și uscare la cuptor. In timpul steeping, se adaugă apă la granulele care activeaza enzimele. Maceratul convențională durează 1-2 zile. După 1-2 zile, boabele de orz au atins un conținut de apă de 40-45%. În acest moment, orzul este scos din apă steeping și începe germinare.
În timpul germinării se formează sau se activează mai multe enzime, care mai târziu în procesul de măcinare sunt esențiale. β-glucani sunt descompuse prin endo-β-1,4-glucanază și endo-β-1,3-glucanază. Endo-β-1,4-glucanaza este deja prezentă în orz, dar endo-β-1,3-glucanaza este prezentă numai în malț. Deoarece β-glucanii formează gel și, prin urmare, pot avea probleme de filtrare, un conținut înalt de β-glucanază și un conținut scăzut de β-glucan sunt de dorit în malț. Conținutul de amidon scade și conținutul de zahăr crește în timpul germinării și amidonul este degradat de a-amilază și beta-amilază. Nu există o a-amilază prezentă în orz; este produsă în timpul germinării, în timp ce β-amilaza este deja prezentă în orz. Proteinele sunt, de asemenea, degradate în timpul germinării. Peptidazele degradează 35-40% din proteine în material solubil. După 5 până la 6 zile, germinarea este terminată și procesele sale de viață sunt inactivate prin tăiere. În timpul răcirii, apa este îndepărtată prin trecerea aerului fierbinte prin malț. Acest lucru oprește germinarea și modificările și, în schimb, compușii de culoare și arome se formează prin reacțiile Maillard.
Enzime în MALTING & Procesul de fabricare a berii
Cele mai importante enzime pentru hidroliza amidonului din orz sunt α-amilaza și β-amilază enzimele care catalizează hidroliza amidonului în zaharuri. Amilaza degradează polizaharide, și anume amidon, până la maltoză. β-amilază este prezentă într-o formă inactivă înainte de germinare, în timp ce α-amilazei și proteazele apar odată ce germinare a început. Deoarece α-amilază poate acționa oriunde pe substrat, acesta tinde să fie mai rapid cu acțiune decât p-amilazei. β-amilază catalizează hidroliza a doua α-1,4 legăturii glicozidice, scindând două unități de glucoză / maltoză dintr-o dată.
Alte enzime, cum ar fi proteaze, descompun proteinele din cereale în forme care pot fi utilizate de drojdie. În funcție de momentul în care procesul malțului este oprit, se obține un raport de amidon / enzimă preferată și amidonul convertit parțial în zaharuri fermentabile. Malt conține de asemenea cantități mici de alte zaharuri, cum ar fi zaharoză și fructoză, care nu sunt produse de modificare de amidon, dar erau deja în cereale. Conversia ulterioară a fermentabile zaharuri se realizează în timpul procesului de zdrobire.
Amidon Hidroliza
În timpul hidrolizei enzimatice, enzimele catalizeaza procesul de zaharificare, ceea ce înseamnă că hidrații de carbon (amidon) sunt rupte în moleculele sale componente zahar. Prin hidroliza, resursa de energie (amidon) este transformată în zaharuri, care sunt consumate de germeni pentru creștere.
Proteine din orz
Orzul are un conținut de proteină de 8 până la 15%. Proteinele de orz contribuie în mod esențial la calitatea malțului și a berii. Proteinele solubile sunt importante pentru retenția capului de bere și stabilitate.
Arabinoxilani și β-glucan din orz
Arabinoxilanii și β-glucanul sunt fibre dietetice solubile. Extractele de malț pot conține niveluri ridicate de arabinoxilani care pot cauza dificultăți în timpul filtrării, deoarece extractele vâscoase pot deteriora semnificativ performanța proceselor de fabricare a berii. Pentru procesul de fabricare a berii, un conținut ridicat de β-glucan în orz poate duce la degradarea insuficientă a pereților celulari, ceea ce împiedică, la rândul său, difuzia enzimelor, germinarea și mobilizarea rezervelor de kernel și, prin urmare, reduce extractul de malț. P-glucanul rezidual poate, de asemenea, să conducă la mustul foarte vâscos, dând naștere unei probleme de filtrare în fabricile de bere și poate participa la maturarea berii, provocând haze de răcire. Arabinoxilanii se găsesc în pereții celulari de orz, ovăz, grâu, secară, porumb, orez, sorg și mei. Extractibilitatea atât arabinoxilanilor cât și β-glucanului este crescută în mod semnificativ prin sonicare.
Antioxidantii din orz
Orzul conține mai mult de 50 de proantocianidine inclusiv oligomeric și polimerice flavan-3-ol, catechină și gallocatechin. Dimerică B3 proanthocyanin și Procyanidin B3 sunt cele mai abundente din orz.
Antioxidantii sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a întârzia sau preveni reacțiile de oxidare și a reacțiilor radicalilor liberi de oxigen, ceea ce le face importante în procesul de fabricare a berii și malțului. Antioxidanți (de exemplu, sulfiții, formaldehidă, ascorbat) sunt utilizate ca aditivi în procesul de fabricare a berii, în scopul de a îmbunătăți stabilitatea aromei berii. Aproximativ 80% din compuși fenolici din bere sunt derivate din malț de orz.