Hielscher Ultrasonics
Sürecinizi tartışmaktan memnuniyet duyarız.
Bizi arayın: +49 3328 437-420
Bize e-posta gönderin: info@hielscher.com

Ultrasonik maltlama ve malt çimlenmesi

  • Maltlama zaman alıcı bir işlemdir: tahıl tohumlarının ıslatılması ve hidrasyonu çok zaman alır ve çoğunlukla eşit olmayan sonuçlar elde eder.
  • Ultrasonication ile, arpanın çimlenme hızı, oranı ve verimi önemli ölçüde iyileştirilebilir.

Malt Üretimi

Malt / maltlanmış tahıl, bira, viski, maltlı shake, malt sirkesi ve gıda katkı maddesi yapmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Maltlama işlemi sırasında, kurutulmuş tahıl (örneğin arpa) çimlenmeye başlamak için suya batırılır. Çimlenme sırasında mevcut enzimler salınır, yeni enzimler üretilir ve endosperm hücre duvarları, hücre içeriklerini serbest bırakmak ve depolanan proteinin bir kısmını amino asitlere ayırmak için kırılır. Belirli bir derecede çimlenme elde edildiğinde, çimlenme işlemi bir kurutma işlemi ile durdurulur. Tahılları maltlayarak, enzimler – yani α-amilaz ve β-amilaz – Tahılın şekere dönüştürülmesi için gerekli nişastalar geliştirilir. Çeşitli şeker türleri arasında monosakkarit glikoz, disakkarit maltoz, trisakkarit maltotrioz ve maltodekstrinler adı verilen daha yüksek şekerler bulunur. Tahılın demlenmesi ve çimlenmesi, demlemenin 1-2 gün sürdüğü ve çimlenmenin 4-6 gün daha sürdüğü düşünüldüğünde oldukça zaman alıcıdır. Bu, malt üretimini zaman alıcı ve pahalı hale getirir.

Sonikasyon çimlenme kapasitesini artırır

Çimlenme arpa

Ultrasonik Olarak Geliştirilmiş Malt

Çözüm: Sonication

  • Sonikasyon, arpa tanelerinin çimlenme kapasitesini ve hızını artırır.

Ultrasonun Etkileri:

  • Daha Hızlı ve Daha İyi Islatma
  • Daha hızlı çimlenme
  • Daha Tam Çimlenme
  • Enzimlerin Aktivasyonu
  • daha yüksek ekstraksiyon oranı
  • Yüksek Kaliteli Malt

Ultrasonik olarak başlatılan bu etkiler, gelişmiş bir enzimatik aktivite ve indüklenen mikro çatlaklardan kaynaklanır. ultrasonik kavitasyon tohum üzerinde. Arpa tanesi daha kısa sürede daha fazla su emebilir ve bu da önemli ölçüde Geliştirilmiş hidrasyon tohumların. Çimlenmemiş tohumlar bakteri ve mantar hasarına eğilimli olduğundan, iyi bir maltlama kalitesi için hızlı bir hidrasyon ve hatta çimlenme önemlidir.
Maltlama, birçok enzimi içeren karmaşık bir süreçtir; Önemli olanlar α-amilaz, β-amilaz, α-glukozidaz ve limit dekstrindir. Maltlama sırasında arpa, arpa çekirdeği endosperminin bir dizi enzim bozunmasını içeren tamamlanmamış bir doğal çimlenme sürecinden geçer. Bu enzim bozulmasının bir sonucu olarak, endosperm hücre duvarları bozulur ve nişasta granülleri, içine gömüldükleri endospermin matrisinden salınır. Ultrasonik enzimleri aktive eder ve hücre içi materyalin, örneğin nişasta, proteinlerin ekstraksiyon oranını artırır. Arabinoksilan molekülleri, seyreltik polisakkarit çözeltilerinde makromoleküler agregalar oluşturma eğilimindedir. Ultrasonikasyon, polisakkaritlerin agregalarını etkili bir şekilde azaltmaya yardımcı olur. Polisakkarit nişastasının bozunmasıyla fermente olabilen karbonhidratlar üretilir. Bu tür karbonhidratlar, bira üretiminin fermantasyon aşamasında alkole dönüştürülür.

Maltlama sırasında biyo-kimyasal süreçler üzerindeki tüm bu ultrasonik etkiler, daha kısa çimlenme süresi ve bir daha yüksek çimlenme oranı / verimi. Çimlenme süresinin kısalması önemli sonuçlar verir Ticari Faydalar maltlama ve bira endüstrisi için.

Yaldagard ve ark. (2008) ultrasoniklerin “çimlenme süresini azaltmak ve toplam çimlenme yüzdesini iyileştirmek için tohumları işleme yöntemi olarak maltlama işlemlerinde kullanılma potansiyeline sahiptir.”

Yaldagard ve ark. 2008, arpa tohumlarının ultrasonik olarak geliştirilmiş çimlenmesini araştırdı.

Sonikasyon ile daha hızlı çimlenme

Ultrasonik Arpa Tohumu Hazırlama Protokolü

Malzeme:
Arpa tohumları Hordeum vulgare (% 9 nem içeriği; hasattan sonra 3 ay oda sıcaklığında saklanır)
Sonotrot S3 ile donatılmış ultrasonik cihaz UP200H (200W, 24kHz) (radyal şekil, 3mm çap, maks. daldırma derinliği 90mm)

Protokol:
Boynuzun ucu, su ve arpa tohumlarından oluşan proses çözeltisine yaklaşık 9 mm daldırıldı. Tüm deneyler, 80 mL musluk suyunda doğrudan sonikasyon (prob sistemi) ile 20, 60 ve 100% güç girişinde, ek ajitasyon veya çalkalama ile dağılmış numuneler (10 g arpa tohumu) üzerinde gerçekleştirildi. Bu, ultrasonik dalgaların düzgün bir dağılımı için duran dalgalardan veya katı serbest bölgelerin oluşumundan kaçınmak için kullanıldı. Ultrasonik cihaz, serbest radikallerin oluşumunu azaltmak için bir görev döngüsü kontrolü kullanılarak titreşim moduna ayarlandı. Döngü, tüm deneyler için P olarak ayarlandı. Çözelti, 5, 10 ve 15 dakika boyunca 30 ° C'lik sabit bir sıcaklıkta işlendi. [Yaldagard ve ark. 2008]

Sonuç -ları:
Ultrasonik tedaviler daha kısa sürede daha yüksek hidrasyon ve daha hızlı çimlenme ile sonuçlanır.
En yüksek tohum çimlenmesi (yaklaşık% 100)% 100 güç ayarında kaydedildi. Tam güçte (cihazın% 100 güç ayarı) 5, 10 ve 15 dakika boyunca sonikasyonlu tohumlar için, çimlenme oranı ~% 93.3'ten (sonikasyonlu olmayan tohumlar) sırasıyla% 97.2,% 98 ve% 99.4'e yükseltildi. Bu sonuçlar, hücre duvarları tarafından su alımını artıran ultrasonik olarak indüklenen kavitasyona bağlı mekanik etkilere bağlanabilir. Sonikasyon, kütle transferini arttırır ve suyun hücre duvarından hücre içine nüfuz etmesini kolaylaştırır. Hücre duvarlarının yakınındaki kavitasyon kabarcıklarının çökmesi, hücre yapısını bozar ve ultrasonik sıvı jetleri nedeniyle iyi bir kütle transferi sağlar.
Yöntem, tohumların çimlenmesini başlatmak için gereken süreyi önemli ölçüde azalttı. Saç kökleri, tedavi edilen örneklerde daha hızlı ortaya çıktı ve sonikasyonlu olmayan tohumlara kıyasla bol miktarda büyüdü. Yukarıdaki gibi muamele edilen arpa kullanıldığında, çimlenme süresi normal 7 günden 4 ila 5 güne (ultrasonik güç ve maruz kalma süresine bağlı olarak) kısaltılmıştır. Ayrıca, ortalama çimlenme süresi, 15 dakikalık bir işlem süresinden sonra% 20'lik güç ayarı için% 100'lük ultrasonik güç ayarı için 6.66 günden 4.04 güne düşmüştür. Elde edilen verilerin analizi, çimlenme derecesinin ve ortalama çimlenme süresinin, çimlenme testi sırasında farklı ultrasonik güç ayarlarından önemli ölçüde etkilendiğini göstermektedir. Tüm deneyler, sonikasyonsuz kontrole kıyasla arpa tohumlarının çimlenmesinin artmasıyla sonuçlandı (Şekil 1). güç ayarı için maksimum ortalama çimlenme süresi ve 0 güç ayarı için minimum ortalama çimlenme süresi kaydedilmiştir (Şekil 2).

Ultrasonik maltlama ile daha yüksek verim.

Ultrasonik ile daha yüksek çimlenme oranı ve verim

Sonikasyonun ayrıca nohut, buğday, domates, biber, havuç, turp, mısır, pirinç, karpuz, ayçiçeği ve diğer birçok tohum çimlenmesini arttırdığı kanıtlanmıştır.

Ultrasonik Ekipmanlar

Hielscher Ultrasonics, laboratuvar, tezgah üstü ve endüstriyel kullanım için güvenilir yüksek güçlü ultrasonicators sağlar. Ticari ölçekte tohum hazırlama ve maltlama için size aşağıdaki gibi endüstriyel ultrasonik sistemlerimizi öneriyoruz: UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) veya UIP16000 (16kW). Manifoldlu akış hücreli reaktörler ve aksesuarlar ürün yelpazemizi tamamlamaktadır. Tüm Hielscher sistemleri son derece sağlamdır ve 7/24 çalışma için üretilmiştir.
Ultrasonik tohum hazırlama ve çimlenmeyi test etmek ve optimize etmek için size tam donanımlı ultrasonik işlem laboratuvarımızı ve teknik merkezimizi ziyaret etme imkanı sunuyoruz!
Bugün bize ulaşın! Sürecinizi sizinle tartışmaktan mutluluk duyuyoruz!

Bilgi Talebi







UIP (Birleşik Devletler Topluluğu)

UIP1000hdT

Geliştirilmiş Çimlenme
Ultrasonik

  • Hızlandırılmış çimlenme
  • Daha yüksek verim

Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sor!

Daha fazla bilgi isteyin

Ultrasonik homojenizasyon hakkında ek bilgi talep etmek isterseniz lütfen aşağıdaki formu kullanın. İhtiyaçlarınızı karşılayan bir ultrasonik sistem sunmaktan memnuniyet duyacağız.









Lütfen dikkatinizi çekin Gizlilik Politikası.




Literatür/Referanslar



Arpa hakkında gerçekler & malt

Malting işlemi

Maltlamada tahıl tanesi filizlenir ve üç adımdan oluşur: demleme, çimlenme ve fırınlama. Demleme sırasında, enzimleri aktive eden tanelere su eklenir. Konvansiyonel demleme 1-2 gün sürer. 1-2 gün sonra arpa taneleri% 40-45 su içeriğine ulaşmıştır. Bu noktada arpa demleme suyundan çıkarılır ve çimlenme başlar.
Çimlenme sırasında, daha sonra ezme işleminde gerekli olan birkaç enzim oluşur veya aktive edilir. β-glukanlar endo-β-1,4-glukanaz ve endo-β-1,3-glukanaz tarafından parçalanır. Endo-β-1,4-glukanaz arpada zaten mevcuttur, ancak endo-β-1,3-glukanaz sadece maltta bulunur. β-glukanlar jel oluşturucu olduğundan ve bu nedenle filtrasyonda problemlere yol açabileceğinden, maltta yüksek β-glukanaz içeriği ve düşük β-glukan içeriği arzu edilir. Çimlenme sırasında nişasta içeriği azalır ve şeker içeriği artar ve nişasta α-amilaz ve β-amilaz ile bozunur. Arpada α-amilaz yoktur; Çimlenme sırasında üretilirken, β-amilaz arpada zaten mevcuttur. Proteinler ayrıca çimlenme sırasında da bozulur. Peptidazlar, proteinlerin 5-40'ını çözünür materyale indirger. 5 ila 6 gün sonra çimlenme tamamlanır ve yaşam süreçleri fırınlama ile etkisiz hale getirilir. Fırınlamada su, maltın içinden sıcak hava geçirilerek uzaklaştırılır. Bu, çimlenmeyi ve modifikasyonları durdurur ve bunun yerine Maillard reaksiyonları ile renk ve lezzet bileşikleri oluşur.

Malttaki Enzimler & Demleme işlemi

Arpadaki nişastanın hidrolizi için en önemli enzimler, nişastanın şekerlere hidrolizini katalize eden α-amilaz ve β-amilaz enzimleridir. Amilaz, polisakkaritleri, yani nişastayı maltoza indirger. β-amilaz, çimlenmeden önce aktif olmayan bir formda bulunurken, α-amilaz ve proteazlar, çimlenme başladıktan sonra ortaya çıkar. α-amilaz, substrat üzerinde herhangi bir yere etki edebildiğinden, β-amilazdan daha hızlı etkili olma eğilimindedir. β-amilaz, ikinci α-1,4 glikozidik bağın hidrolizini katalize eder ve aynı anda iki glikoz birimini / maltozu ayırır.
Proteazlar gibi diğer enzimler, tahıldaki proteinleri maya tarafından kullanılabilecek formlara ayırır. Maltlama işleminin ne zaman durdurulduğuna bağlı olarak, tercih edilen bir nişasta / enzim oranı elde edilir ve nişasta kısmen fermente edilebilir şekerlere dönüştürülür. Malt ayrıca, nişasta modifikasyonunun ürünleri olmayan ancak zaten tahılda bulunan sakaroz ve fruktoz gibi az miktarda başka şekerler de içerir. Ezme işlemi sırasında fermente edilebilir şekerlere daha fazla dönüşüm elde edilir.

Nişasta Hidrolizi

Enzimatik hidroliz sırasında, enzimler sakarifikasyon sürecini katalize eder, bu da karbonhidratların (nişasta) bileşen şeker moleküllerine ayrıldığı anlamına gelir. Hidroliz ile enerji kaynağı (nişasta), tohum tarafından büyümek için tüketilen şekerlere dönüştürülür.

Arpadaki Proteinler

Arpa% 8 ila 15 arasında bir protein içeriğine sahiptir. Arpa proteinleri esas olarak malt ve biranın kalitesine katkıda bulunur. Çözünür proteinler, bira kafasının tutulması ve stabilitesi için önemlidir.

Arpa'da Arabinoksilans ve β-glukan

Arabinoksilanlar ve β-glukan çözünür diyet lifleridir. Malt ekstraktları, viskoz ekstraktlar demleme işlemlerinin performansını önemli ölçüde bozabileceğinden, filtrasyon sırasında zorluklara neden olabilecek yüksek seviyelerde arabinoksilan içerebilir. Demleme işlemi için, arpada bulunan yüksek β-glukan içeriği, hücre duvarlarının yetersiz bozulmasına yol açabilir, bu da enzimlerin difüzyonunu, çimlenmeyi ve çekirdek rezervlerinin mobilizasyonunu engeller ve dolayısıyla malt ekstraktını azaltır. Artık β-glukan ayrıca yüksek viskoziteli şıraya yol açarak bira fabrikasında bir filtrasyon sorununa yol açabilir ve biranın olgunlaşmasına katılarak soğuk puslanmaya neden olabilir. Arabinoksilanlar arpa, yulaf, buğday, çavdar, mısır, pirinç, sorgum ve darı hücre duvarlarında bulunur. Hem arabinoksilanların hem de β-glukanın ekstrakte edilebilirliği, sonikasyon ile önemli ölçüde artar.

Arpadaki Antioksidanlar

Arpa, oligomerik ve polimerik flavan-3-ol, kateşin ve gallokateşin dahil olmak üzere 50'den fazla proantosiyanidin içerir. Dimerik proantosiyanin B3 ve prosiyanidin B3 arpada en bol bulunanlardır.
Antioksidanlar, oksidasyon reaksiyonlarını ve oksijensiz radikal reaksiyonlarını geciktirme veya önleme yetenekleriyle bilinir, bu da onları maltlama ve demleme işleminde önemli kılar. Antioksidanlar (örneğin sülfitler, formaldehit, askorbat), bira aroması stabilitesini iyileştirmek için demleme işleminde katkı maddesi olarak kullanılır. Biradaki fenolik bileşiklerin yaklaşık% 80'i arpa maltından elde edilir.

Sürecinizi tartışmaktan memnuniyet duyarız.

İletişime geçelim.