Malting tejzanor dhe mbirje malt
- Maltimi është një proces që kërkon kohë: njomja dhe hidratimi i farave të grurit kërkon shumë kohë dhe arrin rezultate kryesisht të pabarabarta.
- Me anë të ultrazërit, shpejtësia e mbirjes, shkalla dhe rendimenti i elbit mund të përmirësohen ndjeshëm.
Prodhimi i Maltit
Malt / gruri i maltit përdoret gjerësisht për të bërë birrë, uiski, shake të maltit, uthull malt, si dhe aditiv ushqimor. Gjatë procesit të maltingut kokrra e tharë (p.sh. elbi) ngjyhet në ujë për të filluar mbirjen. Gjatë mbirjes çlirohen enzimat ekzistuese, prodhohen enzima të reja dhe muret qelizore të endospermës thyhen për të çliruar përmbajtjen e tyre qelizore, si dhe për të zbërthyer disa nga proteinat e ruajtura në aminoacide. Kur arrihet një shkallë e caktuar e mbirjes, procesi i mbirjes ndalet nga një proces tharjeje. Duke maltuar kokrrat, enzimat – gjegjësisht α-amilaza dhe β-amilaza – janë zhvilluar të nevojshme për modifikimin e niseshtës së grurit në sheqerna. Llojet e ndryshme të sheqerit përfshijnë monosakaridin e glukozës, disakaridin maltozë, trisakaridin maltotrioz dhe sheqernat më të larta të quajtura maltodekstrina. Thithja dhe mbirja e kokrrës kërkon mjaft kohë, duke pasur parasysh se zhytja zgjat 1-2 ditë dhe mbirja zgjat 4-6 ditë shtesë. Kjo e bën prodhimin e maltit të marrë kohë dhe të shtrenjtë.
Elbi mbirjes
Malting i përmirësuar në mënyrë tejzanor
Zgjidhja: Sonication
- Sonication përmirëson kapacitetin e mbirjes dhe shpejtësinë e kokrrave të elbit.
Efektet e ultrazërit:
- Njomje më e shpejtë dhe më e mirë
- Mbirje më e shpejtë
- Mbirje më e plotë
- Aktivizimi i enzimave
- shkallë më e lartë e nxjerrjes
- Malt me cilësi të lartë
Këto efekte të inicuara me ultratinguj shkaktohen nga një aktivitet i përmirësuar enzimatik dhe mikro çarje të shkaktuara nga kavitacion tejzanor mbi farë. Kokrra e elbit mund të thithë më shumë ujë në një periudhë më të shkurtër kohore, duke çuar në një Hidratim i përmirësuar të farave. Një hidratim i shpejtë dhe madje edhe mbirje janë të rëndësishme për një cilësi të mirë malti, pasi farat e pambirura janë të prirura ndaj dëmtimit bakterial dhe kërpudhave.
Maltimi është një proces kompleks që përfshin shumë enzima; të rëndësishme janë α-amilaza, β-amilaza, α-glukozidaza dhe dekstrina limit. Gjatë maltifikimit, elbi i nënshtrohet një procesi të mbirjes natyrale jo të plotë që përfshin një sërë degradimesh enzimash të endospermës së bërthamës së elbit. Si rezultat i këtij degradimi të enzimës, muret qelizore të endospermës degradohen dhe kokrrizat e niseshtës çlirohen nga matrica e endospermës në të cilën ato janë të ngulitura. Ultrasonika aktivizon enzimat dhe përmirëson shkallën e nxjerrjes së materialit ndërqelizor, p.sh. niseshteja, proteinat. Molekulat arabinoksilan tentojnë të formojnë agregate makromolekulare në tretësirat e holluara të polisakarideve. Ultratingulli ndihmon në reduktimin efektiv të agregateve të polisaharideve. Nga degradimi i niseshtës së polisaharidit, prodhohen karbohidrate të fermentueshme. Karbohidrate të tilla shndërrohen në alkool në fazën e fermentimit të prodhimit të birrës.
Të gjitha këto efekte tejzanor në proceset biokimike gjatë malting rezultojnë në a koha më e shkurtër e mbirjes dhe a shkallë më e lartë e mbirjes / rendimentit. Shkurtimi i periudhës së mbirjes rezulton në të rëndësishme përfitimet komerciale për industrinë e malting dhe birrës.
Yaldgard et al. (2008) ka treguar se ultrazërit “ka potencialin për t'u përdorur në proceset e maltingut si një metodë e trajtimit të farave për të zvogëluar periudhën e mbirjes dhe për të përmirësuar përqindjen e mbirjes totale.”
Mbirje më e shpejtë me sonikacion
Protokolli i mbushjes së farës së elbit me ultratinguj
Farat e elbit Hordeum vulgare (përmbajtja e lagështisë 9%; ruhet në temperaturën e dhomës për 3 muaj pas korrjes)
Pajisja tejzanor UP200H (200W, 24kHz) e pajisur me sonotrode S3 (formë radiale, diametri 3 mm, thellësia maksimale e zhytjes 90 mm)
Protokolli:
Maja e bririt ishte e zhytur përafërsisht. 9 mm në tretësirën e procesit që përbëhet nga uji dhe farat e elbit. Të gjitha eksperimentet u kryen në mostra (10 g fara elbi) të shpërndara në 80 mL ujë rubineti me sonikacion të drejtpërdrejtë (sistemi i sondës) me një fuqi prej 20, 60 dhe 100%, me agjitacion ose lëkundje shtesë. Kjo u përdor për të shmangur valët në këmbë ose formimin e zonave të lira të ngurta për një shpërndarje uniforme të valëve tejzanor. Pajisja tejzanor u vendos në modalitetin e pulsimit, duke përdorur një kontroll të ciklit të punës, për të zvogëluar formimin e radikalëve të lirë. Cikli u vendos në 50% për të gjitha eksperimentet. Tretësira u përpunua në një temperaturë konstante prej 30°C për 5, 10 dhe 15 minuta. [Yaldagard et al. 2008]
Rezultatet:
Trajtimet me ultratinguj rezultojnë në hidratim më të lartë dhe mbirje më të shpejtë në kohë më të shkurtër.
Mbirja më e lartë e farës (afërsisht 100%) u regjistrua në vendosjen e fuqisë 100%. Për farat e sonikuara për 5, 10 dhe 15 minuta me fuqi të plotë (100% e vendosjes së fuqisë së pajisjes), shkalla e mbirjes u rrit nga ~ 93.3% (fara jo të tingullit) në 97.2%, 98% dhe 99.4%. përkatësisht. Këto rezultate mund t'i atribuohen efekteve mekanike për shkak të kavitacionit të induktuar me ultratinguj duke rritur marrjen e ujit nga muret qelizore. Sonication rrit transferimin e masës dhe lehtëson depërtimin e ujit përmes murit qelizor në brendësi të qelizës. Rënia e flluskave të kavitacionit pranë mureve të qelizës prish strukturën e qelizës dhe mundëson një transferim të mirë të masës për shkak të avionëve të lëngshëm tejzanor.
Metoda uli ndjeshëm kohën e nevojshme për fillimin e mbirjes së farave. Rrënjët e flokëve u shfaqën më shpejt në mostrat e trajtuara dhe u rritën me bollëk në krahasim me farat jo të sonikuara. Kur përdorni elbin e trajtuar si më sipër, periudha e mbirjes u shkurtua në 4 deri në 5 ditë (në varësi të fuqisë ultrasonike dhe kohës së ekspozimit) nga 7 ditët e zakonshme. Për më tepër, koha mesatare e mbirjes u ul nga 6.66 ditë për vendosjen e fuqisë 20% në 4.04 ditë për vendosjen e fuqisë tejzanor prej 100% pas një kohe përpunimi prej 15 minutash. Analiza e të dhënave rezultuese tregon se shtrirja e mbirjes dhe koha mesatare e mbirjes u ndikuan ndjeshëm nga cilësimet e ndryshme të fuqisë tejzanor gjatë testit të mbirjes. Të gjitha eksperimentet rezultuan në rritje të mbirjes së farave të elbit në krahasim me kontrollin jo të tingullit (Fig. 1). Koha mesatare maksimale e mbirjes u regjistrua për vendosjen e fuqisë 20% dhe koha mesatare minimale e mbirjes u regjistrua për vendosjen e fuqisë 100% (Fig. 2).
Shkalla më e lartë e mbirjes dhe rendimentit me ultratinguj
Sonication është vërtetuar gjithashtu se përmirëson mbirjen e farës së qiqrave, grurit, domates, piperit, karotave, rrepkës, misrit, orizit, shalqirit, lulediellit dhe shumë të tjerëve.
Pajisjet me ultratinguj
Hielscher Ultrasonics furnizon ultrasonikë të besueshëm me fuqi të lartë për përdorim laboratorik, stol dhe industrial. Për përgatitjen dhe maltizimin e farës në një shkallë komerciale, ne ju rekomandojmë sistemet tona industriale ultrasonike si p.sh UIP2000hdT (2 kW), UIP4000hdT (4 kW), UIP10000 (10 kW) ose UIP16000 (16 kW). Reaktorët dhe aksesorët e shumëfishtë me qeliza rrjedhëse plotësojnë gamën tonë të produkteve. Të gjitha sistemet Hielscher janë jashtëzakonisht të fuqishme dhe të ndërtuara për funksionim 24/7.
Për të testuar dhe optimizuar mbushjen dhe mbirjen e farës tejzanor, ne ju ofrojmë mundësinë të vizitoni laboratorin tonë të plotë të procesit ultrasonik dhe qendrën teknike!
Na kontaktoni sot! Ne jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj me ju!
UIP1000hdT
ultrasonikë
- Mbirje e përshpejtuar
- Rendiment më i lartë
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Literatura/Referencat
- Goussous, SJ; Samarah, NH; Alkudah, AM; Othman, MO (2010): Përmirësimi i mbirjes së farës së katër llojeve të bimëve duke përdorur një teknikë tejzanor. Bujqësia Eksperimentale, 46/02, 2010. 231-242.
- Nilsson, Frida (2009): Një studim i përbërjes së proteinës së elbit gjatë procesit të prodhimit të birrës duke përdorur SE-HPLC. Projekti i diplomës punon në Universitetin e Kalmarit, Shkolla e Shkencave të Pastra dhe të Aplikuara të Natyrës, Suedi.
- Yaldgard, Maryam; Mortazavi, Sejed Ali; Tabatabaie, Farideh (2008): Zbatimi i valëve tejzanor si një teknikë përgatitore për përshpejtimin dhe rritjen e mbirjes së farës së elbit: Optimizimi i metodës me qasjen Taguchi. J. Inst. Krijoni. 114 (1), 2008. 14-21.
- Yaldgard, Maryam; Mortazavi, Sejed Ali; Tabatabaie, Farideh (2007): Efektiviteti i trajtimit me ultratinguj në stimulimin e mbirjes së farës së elbit dhe aktivitetit të saj alfa-amilazë. International Journal of Biological, Biomolecular, Agricultural, Food and Bioteknological Engineering 1/10, 2007.
Fakte rreth elbit & malt
Procesi i Malting
Në malting, kokrra e drithërave mbin dhe përfshin tre hapa: zhytje, mbirje dhe furrë. Gjatë zhytjes, kokrrave u shtohet ujë të cilat aktivizojnë enzimat. Thithja konvencionale zgjat 1-2 ditë. Pas 1-2 ditësh kokrrat e elbit kanë arritur një përmbajtje uji prej 40-45%. Në këtë pikë elbi hiqet nga uji i zhytur dhe fillon mbirja.
Gjatë mbirjes formohen ose aktivizohen disa enzima, të cilat më vonë në procesin e puresë janë thelbësore. β-glukanet zbërthehen nga endo-β-1,4-glukanaza dhe endo-β-1,3-glukanaza. Endo-β-1,4-glukanaza është tashmë e pranishme në elb, por endo-β-1,3-glukanaza është e pranishme vetëm në malt. Për shkak se β-glukanet formojnë xhel dhe në këtë mënyrë mund të shkaktojnë probleme në filtrim, një përmbajtje e lartë e β-glukanazës dhe një përmbajtje e ulët e β-glukanit janë të dëshirueshme në malt. Përmbajtja e niseshtës zvogëlohet dhe përmbajtja e sheqerit rritet gjatë mbirjes dhe niseshteja degradohet nga α-amilaza dhe β-amilaza. Nuk ka α-amilazë të pranishme në elb; prodhohet gjatë mbirjes, ndërsa β-amilaza tashmë është e pranishme në elbin. Proteinat gjithashtu degradohen gjatë mbirjes. Peptidazat degradojnë 35-40% të proteinave në lëndë të tretshme. Pas 5 deri në 6 ditë mbirja përfundon dhe proceset jetësore të tij çaktivizohen me furrë. Në furrë uji largohet duke kaluar ajrin e nxehtë nëpër malt. Kjo ndalon mbirjen dhe modifikimet, dhe në vend të kësaj përbërjet e ngjyrës dhe shijes formohen nga reaksionet Maillard.
Enzimat në malting & Procesi i birrës
Enzimat më të rëndësishme për hidrolizën e niseshtës në elbi janë enzimat α-amilazë dhe β-amilazë që katalizojnë hidrolizën e niseshtës në sheqerna. Amylase degradon polisaharidet, përkatësisht niseshtenë, në maltozë. β-amilaza është e pranishme në një formë joaktive përpara mbirjes, ndërsa α-amilaza dhe proteazat shfaqen pasi të ketë filluar mbirja. Meqenëse α-amilaza mund të veprojë kudo në substrat, ajo tenton të veprojë më shpejt se β-amilaza. β-amilaza katalizon hidrolizën e lidhjes së dytë glikozidike α-1,4, duke shkëputur dy njësi glukoze/maltozë njëherësh.
Enzima të tjera, të tilla si proteazat, zbërthejnë proteinat në kokërr në forma që mund të përdoren nga majaja. Në varësi të kohës kur ndërpritet procesi i maltingut, merret një raport i preferuar niseshte/enzimë dhe niseshte pjesërisht e konvertuar në sheqerna të fermentueshëm. Malti përmban gjithashtu sasi të vogla të sheqernave të tjera, të tilla si saharoza dhe fruktoza, të cilat nuk janë produkte të modifikimit të niseshtës, por ishin tashmë në kokërr. Shndërrimi i mëtejshëm në sheqerna të fermentueshëm arrihet gjatë procesit të puresë.
Hidroliza e niseshtës
Gjatë hidrolizës enzimatike, enzimat katalizojnë procesin e sakarifikimit që do të thotë se karbohidratet (niseshte) ndahen në molekulat përbërëse të sheqerit. Me hidrolizë, burimi i energjisë (niseshte) shndërrohet në sheqerna të cilat konsumohen nga embrioni për t'u rritur.
Proteinat në elbi
Elbi ka një përmbajtje proteine prej 8 deri në 15%. Proteinat e elbit kontribuojnë në thelb në cilësinë e maltit dhe birrës. Proteinat e tretshme janë të rëndësishme për mbajtjen dhe stabilitetin e kokës së birrës.
Arabinoksilanet dhe β-glukani tek elbi
Arabinoksilanet dhe β-glukani janë fibra dietike të tretshme. Ekstraktet e maltit mund të përmbajnë nivele të larta të arabinoksilaneve të cilat mund të shkaktojnë vështirësi gjatë filtrimit pasi ekstraktet viskoze mund të përkeqësojnë ndjeshëm performancën e proceseve të birrës. Për procesin e birrës, një përmbajtje e lartë e β-glukanit në elb mund të çojë në degradim të pamjaftueshëm të mureve qelizore, gjë që nga ana tjetër pengon difuzionin e enzimave, mbirjen dhe mobilizimin e rezervave të bërthamës, dhe për këtë arsye redukton ekstraktin e maltit. Mbetja e β-glukanit mund të çojë gjithashtu në lythin shumë viskoz, duke shkaktuar një problem filtrimi në fabrikë birre dhe mund të marrë pjesë në maturimin e birrës, duke shkaktuar mjegull të ftohtë. Arabinoksilanet gjenden në muret qelizore të elbit, tërshërës, grurit, thekës, misrit, orizit, melekuqes dhe melit. Ekstraktueshmëria e arabinoksilaneve dhe β-glukanit rriten ndjeshëm nga sonikimi.
Antioksidantë në elb
Elbi përmban më shumë se 50 proantocianidina duke përfshirë flavan-3-ol oligomerike dhe polimerike, katekinë dhe gallokatekinë. Proantocianina dimerike B3 dhe procianidina B3 janë ato më të bollshme në elb.
Antioksidantët janë të njohur për aftësinë e tyre për të vonuar ose parandaluar reaksionet e oksidimit dhe reaksionet e radikaleve të lira të oksigjenit, gjë që i bën ata të rëndësishëm në procesin e mallit dhe zierjes. Antioksidantët (p.sh. sulfitet, formaldehidet, askorbatet) përdoren si aditivë në procesin e birrës për të përmirësuar qëndrueshmërinë e shijes së birrës. Rreth 80% e përbërjeve fenolike në birrë rrjedhin nga malti i elbit.