Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukový Malting a sladový klíčenie

 

  • Malting je časovo náročný proces: namáčanie a hydratácia semien obilia trvá veľa času a dosahuje prevažne nerovnomerné výsledky.
  • Ultrazvukom sa môže výrazne zlepšiť rýchlosť klíčiace, rýchlosť a výnos jačmeňa.

 

 

Produkcia sladu

Sladu/sladené zrno je široko používaný, aby sa pivo, whisky, sladené koktaily, sladový ocot, rovnako ako potravinárske prísady. Počas procesu sladenia sa sušené zrná (napr. jačmeň) namočia vo vode, aby sa začali klíčenie. Počas klíčenie existujúcich enzýmov sú uvoľnené, nové enzýmy sú vyrábané, a endospermu bunkovej steny sú rozdelené na uvoľnenie ich obsah buniek, rovnako ako rozobrať niektoré z uložených bielkovín na aminokyseliny. Keď sa dosiahne určitý stupeň klíčiace, proces klíčiace je zastavený procesom sušenia. Tým, sladenie zŕn, enzýmy – konkrétne α-amyláza a β-amyláza – potrebné na úpravu škroby obilia do cukrov sú vyvinuté. Rôzne druhy cukru zahŕňajú monosacharidovú glukózu, disacharidovú maluktózu, trisacharidovú maltotriózu a vyššie cukry nazývané maltodextríny. Máčanie a klíčenie obilia je pomerne časovo náročné, berúc do úvahy, že máčanie trvá 1-2 dní a klíčenie trvá ďalších 4-6 dní. Vďaka tomu je produkcia sladu časovo náročná a drahá.

Ultrazvukom zlepšuje klíčiace kapacity

Klíč jačmeňa

Žiadosť o informácie





Rozpúšťadle lepšie sladenie

Riešenie: ultrazvukom

  • Ultrazvukom zlepšuje klíčiace kapacity a rýchlosť jačmeňa zŕn.

Účinky ultrazvuk:

  • Rýchlejšie a lepšie namáčanie
  • Rýchlejšia klíčenie
  • Úplnejšie klíčenie
  • Aktivácia enzýmov
  • Vyššia rýchlosť extrakcie
  • Vysoká kvalita sladu

Tieto rozpúšťadle iniciované účinky sú spôsobené zlepšenou enzymatickou aktivitou a mikrotrhliny vyvolané ultrazvukové kavitácie na semeno. Jačmeň obilia môže absorbovať viac vody v kratšom časovom období, čo vedie k výrazne lepšia hydratácia semien. Rýchla Hydratácia a dokonca aj klíčenie sú dôležité pre dobré sladenie kvality, pretože neklíčiace semená sú náchylné na bakteriálne a hubové poškodenie.
Malting je zložitý proces, ktorý zahŕňa mnoho enzýmov; dôležité sú α-amyláza, β-amyláza, α-glukozidáza a limit dextrínu. Počas sladovania sa jačmeň podrobí neúplnej prírodnej klíčiace procesu, ktorý zahŕňa sériu enzýmov degradácie jačmeňa jadra endosperm. Ako výsledok tohto enzýmu degradácie, endospermu bunkovej steny sú degradované, a škrob granule sú uvoľnené z matice endospermu, v ktorom sú vložené. Ultrazvukom aktivuje enzýmy a zlepšuje rýchlosť extrakcie intracelulárneho materiálu, napr škrob, bielkoviny. Molekuly arabinoxylan majú tendenciu tvoriť makromolekulárne agregáty v zriedených polysacharidových riešeniach. Ultrazvukom pomáha znižovať agregáty polysacharidov efektívne. Degradáciou polysacharidového škrobu sa produkujú fermentovateľné sacharidy. Takéto sacharidy sa premieňa na alkohol v fermentačnom kroku výroby piva.

Všetky tieto ultrazvukové účinky na Bio-chemické procesy počas sladový výsledok v kratší čas klíčiace a vyššia miera klíčiace/výnos. Skrátenie obdobia klíčenia vedie k významným obchodné výhody pre sladenie a pivovarníctvo priemyslu.

Yaldagard et al. (2008) ukázal, že ultrazvukom “má potenciál byť použitý v sladových procesoch ako metóda liečenia semien na zníženie klíčiace obdobia a zlepšenie percenta celkovej klíčiace.”

Yaldagard et al. 2008 skúmal rozpúšťadle lepšie klíčenie semien jačmeňa.

Rýchlejšia klíčenie ultrazvukom

Ultrazvukový jačmeň osivo priming protokol

Materiál:
Semená jačmeňa Hordeum vulgare (9% obsah vlhkosti; uskladne pri izbovej teplote po dobu 3 mesiacov po zbere)
Ultrazvukové zariadenie UP200H (200W, 24kHz) vybavené sonotrode S3 (radiálny tvar, priemer 3 mm, max. hĺbka ponorenia 90mm)

Protokol:
Hrot rohu bol ponorený cca 9 mm do procesu riešenia pozostávajúce z vody a jačmeňa semien. Všetky pokusy boli vykonané na vzorkách (10 g semien jačmeňa) rozptýlené v 80 mL vody z vodovodu s priamou sonikáciou (sonda systém) pri vstupe 20, 60, a 100%, s dodatočným agitácia alebo trasenie. To bolo zamestnané, aby sa zabránilo stojaté vlny alebo vytvorenie pevných voľných oblastí pre jednotnú distribúciu ultrazvukových vĺn. Ultrazvukové zariadenie bolo nastavené na pulzovanie režim, pomocou kontroly ciel cyklu, s cieľom znížiť tvorbu voľných radikálov. Cyklus bol stanovený na 50% pre všetky experimenty. Roztok bol spracovaný pri konštantnej teplote 30 ° c pre 5, 10 a 15 min. [Yaldagard et al. 2008]

Výsledky:
Ultrazvukové ošetrenie má za následok vyššiu hydratáciu a rýchlejšiu klíčenie v kratšom čase.
Najvyššia klíčenie semien (približne 100%) bol zaznamenaný na 100% nastavenie napájania. Pre semená sonicated pre 5, 10, a 15 min pri plnom výkone (100% nastavenie výkonu zariadenia), miera klíčenie sa zvýšila z ~ 93,3% (non-sonicated semená) na 97,2%, 98% a 99,4%, príslušne. Tieto výsledky môžu byť pripisované mechanickým účinkom v dôsledku rozpúšťadle indukovanej kavitácie zvýšenie absorpcie vody do bunkovej steny. Ultrazvukom zvyšuje prenos hmoty a uľahčuje prenikanie vody cez bunkovej stene do vnútra bunky. Kolaps kavitácie bubliny v blízkosti bunkovej steny narúša bunkovej štruktúry a umožňujú dobrý prenos hmoty v dôsledku ultrazvukových kvapalných trysiek.
Metóda značne znížila čas potrebný na začatie klíčiace semien. Vlasové korene sa objavili rýchlejšie v ošetrených vzorkách a vyrástli hojne v porovnaní s non-sonicated semien. Pri použití jačmeňa ošetreného ako vyššie sa klíčiace obdobie skrátilo na 4 až 5 dní (v závislosti od ultrazvukového výkonu a expozičného času) od zvyčajných 7 dní. Okrem toho priemerný čas klíčiace poklesol z 6,66 dní pre 20% nastavenie výkonu na 4,04 dní pre nastavenie ultrazvukového výkonu 100% po dobu spracovania 15 min. Analýza výsledných údajov naznačuje, že rozsah klíčiace a priemerný čas klíčiace boli významne ovplyvnené rôznymi nastaveniami ultrazvukového výkonu počas testu klíčiace. Všetky experimenty vyústili do zvýšenej klíčenie semien jačmeňa v porovnaní s nesonicated kontrolou (obr. 1). Maximálny priemerný čas klíčiace bol zaznamenaný pre 20% nastavenie výkonu a minimálny priemerný čas klíčiace bol zaznamenaný pre 100% nastavenie výkonu (obr. 2).

Vyšší výnos Ultrazvukový sladenie.

Vyššia miera klíčiace a výnos s ultrazvukom

Ultrazvukom je tiež preukázané, že zvýšenie osiva klíčenie cícer, pšenica, paradajka, korenie, mrkva, reďkev, kukurica, ryža, melón, slnečnica a mnoho ďalších.

Ultrazvukové zariadenia

Hielscher Ultrasonics dodáva spoľahlivé vysokovýkonné ultrasonicators pre laboratórne, lavicové a priemyselné použitie. Pre osivo samonasávacie a sladenie v komerčnom meradle, odporúčame vám naše Priemyselné ultrazvukové systémy, ako je UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) alebo UIP16000 (16kW). mnohoraké prietokové reaktory a príslušenstvo sú kompletné pre náš sortiment. Všetky Hielscher systémy sú veľmi robustné a postavené na 24/7 prevádzky.
Ak chcete otestovať a optimalizovať ultrazvukové osivo pripravovať a klíčenie, ponúkame vám možnosť navštíviť naše plne vybavené Ultrazvukový proces Lab a technické centrum!
Kontaktujte nás ešte dnes! Sme radi, že diskutovať s vami spracovať!

UIP

UIP1000hdT

Zlepšená klíčenie podľa
Ultrazvukom

  • Zrýchlený klíčenie
  • vyšší výnos

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Ak chcete požiadať o dodatočné informácie o homogenizácii ultrazvukom, použite nižšie uvedený formulár. Radi Vám ponúkame ultrazvukový systém spĺňajúci Vaše požiadavky.









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Literatúra / Referencie



Fakty o jačmeň & Sladu

Malting proces

V sladenie obilného obilia klíči a zahŕňa tri kroky: máčanie, klíčenie a kilning. Počas steeping, voda sa pridá do zŕn, ktoré aktivujú enzýmy. Konvenčné máčanie trvá 1-2 dní. Po 1-2 dňoch zrná jačmeňa dosiahli obsah vody vo výške 40-45%. V tomto bode, jačmeň sa odstráni z máčanie vody a klíčenie začína.
Počas klíčenie niekoľko enzýmov sú tvorené alebo aktivované, ktoré neskôr v procese rmutování sú nevyhnutné. β-glucans sa členia podľa endo-β-1, 4-glukanázy a endo-β-1, 3-glukanázy. Endo-β-1, 4-glukanáza je už prítomná v jačmeni, ale endo-β-1, 3-glukanáza je prítomná len v Slade. Pretože β-glucans sú gélové tvárnenie, a tým môžu samozrejme problémy pri filtrácii, vysoký obsah β-glukanázy a nízky obsah β-glukanu sú žiaduce v sladu. Obsah škrobu klesá a obsah cukru sa zvyšuje počas klíčivosti a škrob je degradovaný α-amylázou a β-amylázou. V jačmeni nie je prítomná α-amyláza; sa vyrába počas klíčenie, zatiaľ čo β-amyláza je už prítomná v jačmeni. Bielkoviny sú tiež degradované počas klíčenie. Peptidázy rozkladať 35 – 40% bielkovín na rozpustný materiál. Po 5 až 6 dňoch je klíčenie dokončené a jeho životné procesy sú inaktivované kilning. Pri kilning sa voda odstráni prechádzaním horúceho vzduchu cez sladu. To zastaví klíčenie a modifikácie, a namiesto toho farby a aromatické zlúčeniny sú tvorené Maillard reakcie.

Enzýmy v Malting & Proces varenia

Najdôležitejšími enzýmami pre hydrolýzu škrobu v jačmeni sú enzýmy α-amylázy a β-amylázy, ktoré katalyzovať hydrolýzu škrobu na cukry. Amyláza degraduje polysacharidy, menovite škrob, na maluktózu. β-amyláza je prítomná v neaktívnej forme pred klíčiace, zatiaľ čo α-amyláza a proteázy sa objavujú po začatí klíčiace. Keďže α-amyláza môže pôsobiť kdekoľvek na substráte, má tendenciu byť rýchlejšie pôsobiace ako β-amyláza. β-amyláza katalyzuje hydrolýzu druhej α-1, 4 glykosidová väzba, štiepení dve glukózové jednotky/maluktózu naraz.
Iné enzýmy, ako proteáz, rozkladajú bielkoviny v zrne do formy, ktoré môžu byť použité kvasinky. V závislosti na tom, kedy sa zastavil proces sladový, jeden získa preferovaný škrob/enzým pomer a čiastočne prevedený škrob na kvasiteľné cukry. Sladu obsahuje aj malé množstvo iných cukrov, ako je sacharóza a fruktóza, ktoré nie sú produktmi modifikácie škrobu, ale už boli v obilí. Ďalšia Konverzia na kvasiteľné cukry sa dosahuje počas procesu rmutování.

Hydrolýza škrobu

Počas enzymatickej hydrolýzy enzýmy katalyzujú proces saccharifikácie, čo znamená, že sacharidy (škrob) sa členia na molekuly cukru v zložke. Hydrolýza sa energetický zdroj (škrob) premieňa na cukry, ktoré sú konzumované klíčkov na pestovanie.

Bielkoviny v jačmeni

Jačmeň má obsah bielkovín 8 až 15%. Jačmeň bielkoviny prispievajú v podstate k kvalite sladu a piva. Rozpustné bielkoviny sú dôležité pre udržanie hlavy piva a stability.

Arabinoxylans a β-glukan v jačmeni

Arabinoxylans a β-glukan sú rozpustné diétne vlákna. Sladové výťažky môžu obsahovať vysoké hladiny arabinoxylans, ktoré môžu spôsobiť ťažkosti pri filtrácii, pretože viskózne výťažky môžu výrazne zhoršiť výkon procesov varenia. Pre proces varenia môže vysoký obsah β-glukan v jačmeni viesť k nedostatočnej degradácii bunkových stien, čo zasa bráni šíreniu enzýmov, klíčiace a mobilizácii rezerv jadra, a tým znižuje sladový extrakt. Reziduálne β-glukan môže tiež viesť k vysoko viskóznemu mladiny, čo vedie k filtrácii problém v pivovare, a to sa môže podieľať na Dozrievanie piva, čo spôsobuje chlad oparu. Arabinoxylans sa nachádzajú v bunkových stenách jačmeňa, ovsa, pšenice, raže, kukurice, ryže, cirok a proso. Extrahovateľnosti oboch arabinoxylans a β-glukánu sa výrazne zvyšujú ultrazvukom.

Antioxidanty v jačmeni

Jačmeň obsahuje viac ako 50 proantokyanidíny vrátane oligomerickej a polymerickej flavan-3-olu, katechínu a gallocatechínu. Dimeric proanthocyanin B3 a procyanidin B3 sú tie najhojnejšie z jačmeňa.
Antioxidanty sú známe pre ich schopnosť oddialiť alebo zabrániť oxidačné reakcie a kyslíka voľných radikálnych reakcií, čo je dôležité v sladenie a pivovarníctvo procesu. Antioxidanty (napr. Sulfites, formaldehyd, askorbát) sa používajú ako prídavné látky v procese varenia s cieľom zlepšiť stabilitu chuti piva. Približne 80% fenolových zlúčenín v pive pochádza z jačmeňa sladu.