Công nghệ siêu âm Hielscher

Siêu âm Malting và malt nảy mầm

 

  • Malting là một quá trình tốn thời gian: việc ngâm và hydrat hóa của hạt ngũ cốc mất rất nhiều thời gian và đạt được kết quả chủ yếu là không đồng đều.
  • Bởi ultrasonication, tốc độ nảy mầm, tỷ lệ và năng suất của lúa mạch có thể được cải thiện đáng kể.

 

 

Sản xuất malt

Malt/mạch Nha hạt được sử dụng rộng rãi để làm bia, rượu whisky, mạch Nha lắc, giấm mạch Nha, cũng như phụ gia thực phẩm. Trong quá trình Malting hạt khô (ví dụ như lúa mạch) được ngâm trong nước để bắt đầu nảy mầm. Trong thời gian nảy mầm enzyme hiện có được phát hành, enzyme mới được sản xuất, và các tế bào nội nhũ tường bị phá vỡ để phát hành nội dung tế bào của họ cũng như để phá vỡ một số các protein được lưu trữ thành axit amin. Khi một mức độ nhất định của sự nảy mầm đã đạt được, quá trình nảy mầm bị dừng lại bởi một quá trình sấy khô. Bởi Malting ngũ cốc, các enzym – cụ thể là α-Amylase và β-amylase – cần thiết để sửa đổi tinh bột của hạt thành đường được phát triển. Các loại đường khác nhau bao gồm glucose monosaccharide, maltose disaccharide, trisaccharide maltotriose, và các loại đường cao hơn gọi là maltodextrines. Các steeping và nảy mầm của hạt là khá tốn thời gian, xem xét rằng steeping mất 1-2 ngày và nảy mầm mất thêm 4-6 ngày. Điều này làm cho sản xuất malt tốn thời gian và tốn kém.

Sonication cải thiện khả năng nảy mầm

Germinating lúa mạch

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Ultrasonically cải thiện Malting

Các giải pháp: Sonication

  • Sonication cải thiện khả năng nảy mầm và tốc độ của hạt lúa mạch.

Ảnh hưởng của siêu âm:

  • Nhanh hơn và tốt hơn ngâm
  • Nảy mầm nhanh hơn
  • Thêm hoàn thiện nảy mầm
  • Kích hoạt các enzym
  • Tỷ lệ chiết xuất cao hơn
  • Malt chất lượng cao

Những hiệu ứng ultrasonically khởi xướng này là do một hoạt động enzym cải thiện và vi phân hạch gây ra bởi cavitation siêu âm trên hạt giống. Các hạt lúa mạch có thể hấp thụ nhiều nước hơn trong một khoảng thời gian ngắn hơn, dẫn đến một đáng kể cải thiện hydrat hóa của hạt. Một hydrat hóa nhanh và thậm chí nảy mầm là quan trọng đối với một chất lượng Malting tốt vì hạt ungerminated dễ bị thiệt hại do vi khuẩn và nấm.
Malting là một quá trình phức tạp có liên quan đến nhiều enzym; những người quan trọng là α-Amylase, β-amylase, α-glucosidase, và giới hạn dextrine. Trong khi Malting, lúa mạch trải qua một quá trình nảy mầm tự nhiên không đầy đủ có liên quan đến một loạt các enzym phân hủy enzyme hạt nhân endosperm. Như kết quả của sự suy thoái enzyme này, thành tế bào nội nhũ bị suy thoái, và các hạt tinh bột được phát hành từ ma trận của nội nhũ, trong đó chúng được nhúng. Ultrasonics kích hoạt các enzym và cải thiện tốc độ khai thác của vật liệu nội bào, ví dụ như tinh bột, protein. Các phân tử arabinoxylan có xu hướng tạo thành các tập hợp phân tử trong các giải pháp polysaccharide loãng. Ultrasonication giúp giảm các tập hợp của polysaccharides hiệu quả. Bởi sự xuống cấp của tinh bột polysaccharide, carbohydrate men được sản xuất. Carbohydrate như vậy được chuyển thành rượu trong bước lên men của sản xuất bia.

Tất cả những hiệu ứng siêu âm này trên các quá trình sinh học trong khi Malting kết quả trong một thời gian nảy mầm ngắn hơn và một tỷ lệ nảy mầm cao hơn/năng suất. Rút ngắn thời kỳ nảy mầm kết quả đáng kể lợi ích thương mại cho ngành công nghiệp Malting và sản xuất bia.

Yaldagard et al. (2008) đã chỉ ra rằng Ultrasonics “có tiềm năng được sử dụng trong các quy trình Malting như một phương pháp điều trị hạt giống để giảm thời gian nảy mầm và cải thiện tỷ lệ phần trăm của tổng nảy mầm.”

Yaldagard et al. 2008 điều tra sự nảy mầm ultrasonically cải thiện của hạt lúa mạch.

Nảy mầm nhanh hơn bởi sonication

Siêu âm Barley Seed Priming Protocol

Vật liệu:
Hạt lúa mạch Hordeum vulgare (9% độ ẩm; trữ ở nhiệt độ phòng trong 3 tháng sau khi thu hoạch)
Thiết bị siêu âm UP200H (200W, 24kHz) được trang bị sonotrode S3 (hình tròn, đường kính 3mm, độ sâu nhúng tối đa 90mm)

Protocol:
Đầu của sừng đã được đắm mình khoảng 9 mm vào giải pháp quy trình bao gồm trong nước và hạt lúa mạch. Tất cả các thí nghiệm đã được thực hiện trên mẫu (10 g hạt lúa mạch) phân tán trong 80 mL nước máy với sonication trực tiếp (hệ thống thăm dò) tại một đầu vào điện của 20, 60, và 100%, với kích động thêm hoặc lắc. Điều này đã được sử dụng để tránh sóng đứng hoặc sự hình thành các khu vực tự do rắn để phân phối đồng đều các sóng siêu âm. Các thiết bị siêu âm đã được thiết lập để pulsation chế độ, sử dụng một kiểm soát chu kỳ nhiệm vụ, để giảm sự hình thành của các gốc tự do. Chu trình được thiết lập trên 50% cho tất cả các thí nghiệm. Dung dịch được xử lý ở nhiệt độ không đổi 30 ° c trong 5, 10 và 15 phút. [Yaldagard et al. 2008]

Kết quả:
Các phương pháp điều trị siêu âm kết quả trong hydrat hóa cao hơn và nảy mầm nhanh hơn trong thời gian ngắn hơn.
Sự nảy mầm hạt cao nhất (xấp xỉ 100%) được ghi lại ở thiết lập điện 100%. Đối với những hạt giống sonicated cho 5, 10, và 15 phút ở công suất đầy đủ (100% thiết lập quyền lực của thiết bị), tỷ lệ nảy mầm tăng từ ~ 93,3% (không sonicated hạt) đến 97,2%, 98% và 99,4%, tương ứng. Những kết quả này có thể được quy cho các hiệu ứng cơ học do ultrasonically gây ra cavitation tăng nước hấp thu bởi các bức tường tế bào. Sonication tăng cường sự chuyển giao khối lượng và tạo điều kiện cho sự xâm nhập của nước thông qua thành tế bào vào nội thất tế bào. Sự sụp đổ của bong bóng cavitation gần các bức tường tế bào phá vỡ cấu trúc tế bào và cho phép chuyển khối lượng tốt do các máy bay phản lực chất lỏng siêu âm.
Phương pháp giảm đáng kể thời gian cần thiết để bắt đầu sự nảy mầm của hạt. Rễ tóc xuất hiện nhanh hơn trong các mẫu được điều trị và tăng trưởng dồi dào so với các hạt không sonicated. Khi sử dụng lúa mạch được điều trị như trên, giai đoạn nảy mầm bị rút ngắn thành 4 đến 5 ngày (tùy thuộc vào sức mạnh siêu âm và thời gian phơi sáng) từ 7 ngày thông thường. Hơn nữa, thời gian nảy mầm có nghĩa là giảm từ 6,66 ngày cho thiết lập điện 20% đến 4,04 ngày cho thiết lập điện siêu âm 100% sau thời gian xử lý 15 phút. Phân tích dữ liệu kết quả chỉ ra rằng mức độ nảy mầm và thời gian nảy mầm có nghĩa là bị ảnh hưởng đáng kể bởi các thiết lập năng lượng siêu âm khác nhau trong quá trình kiểm tra nảy mầm. Tất cả các thí nghiệm dẫn đến tăng nảy mầm của hạt lúa mạch so với điều khiển không sonicated (hình 1). Thời gian nảy mầm có nghĩa là tối đa được ghi nhận cho thiết lập quyền lực 20% và thời gian nảy mầm có nghĩa là tối thiểu được ghi nhận cho thiết lập điện 100% (hình 2).

Năng suất cao hơn bằng siêu âm Malting.

Tỷ lệ nảy mầm cao hơn và năng suất với Ultrasonics

Sonication cũng được chứng minh để tăng cường sự nảy mầm hạt giống của chickpeas, lúa mì, cà chua, tiêu, cà rốt, củ cải, ngô, gạo, dưa hấu, hướng dương và nhiều người khác.

Thiết bị siêu âm

Hielscher Ultrasonics cung cấp ultrasonicators công suất cao đáng tin cậy cho phòng thí nghiệm, Bench-Top và sử dụng công nghiệp. Đối với hạt giống mồi và Malting trên một quy mô thương mại, chúng tôi khuyên bạn nên các hệ thống siêu âm công nghiệp của chúng tôi như UIP2000hdT (2kW), UIP4000hdT (4kW), UIP10000 (10kW) hoặc UIP16000 (16kW). lò phản ứng dòng chảy đa dạng và phụ kiện hoàn thành dòng sản phẩm của chúng tôi. Tất cả các hệ thống Hielscher là cực kỳ mạnh mẽ và được xây dựng cho 24/7 hoạt động.
Để kiểm tra và tối ưu hóa sự mồi hạt siêu âm và nảy mầm, chúng tôi cung cấp cho bạn khả năng truy cập vào phòng thí nghiệm quá trình siêu âm đầy đủ trang bị của chúng tôi và Trung tâm kỹ thuật!
Liên hệ với chúng tôi hôm nay! Chúng tôi rất vui để thảo luận về bạn quá trình với bạn!

Các UIP

UIP1000hdT

Cải thiện nảy mầm bởi
Ultrasonics

  • Nảy mầm nhanh
  • Sản lượng cao hơn

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây, nếu bạn muốn yêu cầu thêm thông tin về đồng nhất bằng siêu âm. Chúng tôi sẽ vui lòng cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn.










Văn học / Tài liệu tham khảo



Sự kiện về Barley & Malt

Quy trình Malting

Trong Malting hạt ngũ cốc nảy mầm và nó bao gồm ba bước: steeping, nảy mầm và kilning. Trong thời gian steeping, nước được thêm vào các hạt mà kích hoạt các enzym. Các steeping thông thường mất 1-2 ngày. Sau 1-2 ngày các hạt lúa mạch đã đạt đến một hàm lượng nước 40-45%. Tại điểm này, lúa mạch được lấy ra từ nước steeping và sự nảy mầm bắt đầu.
Trong quá trình nảy mầm một số enzyme được hình thành hoặc kích hoạt, mà sau này trong quá trình mashing là rất cần thiết. β-glucans được chia nhỏ bởi Endo-β-1, 4-glucanase và Endo-β-1, 3-glucanase. Endo-β-1, 4-glucanase đã có mặt trong lúa mạch, nhưng Endo-β-1, 3-glucanase chỉ xuất hiện trong mạch Nha. Vì β-glucans là gel hình thành và do đó có thể các vấn đề trong quá trình lọc, hàm lượng β-glucanase cao và hàm lượng β-glucan thấp là mong muốn trong mạch Nha. Hàm lượng tinh bột giảm và hàm lượng đường tăng lên trong quá trình nảy mầm và tinh bột bị suy thoái bởi α-Amylase và β-amylase. Không có hiện diện α-Amylase trong lúa mạch; nó được sản xuất trong quá trình nảy mầm, trong khi β-amylase đã có mặt trong lúa mạch. Protein cũng bị suy thoái trong quá trình nảy mầm. Peptidases làm giảm 35-40% các protein thành vật liệu hòa tan. Sau 5 đến 6 ngày sự nảy mầm được hoàn thành và quá trình cuộc sống của nó là bất hoạt bởi kilning. Trong các lò nung nước được loại bỏ bằng cách đi qua không khí nóng trong mạch Nha. Điều này ngăn chặn sự nảy mầm và sửa đổi, và thay vì các hợp chất màu và hương vị được hình thành bởi các phản ứng Maillard.

Enzyme trong Malting & Quy trình sản xuất bia

Các enzym quan trọng nhất cho việc thủy phân tinh bột trong lúa mạch là các enzyme α-Amylase và β-amylase xúc tác cho việc thủy phân tinh bột thành đường. Amylase delớp polysaccharides, cụ thể là tinh bột, để maltose. β-amylase có mặt trong một dạng không hoạt động trước khi nảy mầm, trong khi α-Amylase và các protease xuất hiện một khi nảy mầm đã bắt đầu. Kể từ khi α-Amylase có thể hoạt động bất cứ nơi nào trên bề mặt, nó có xu hướng có tác dụng nhanh hơn so với β-amylase. β-amylase xúc tác cho sự thủy phân của các liên kết α-1, 4 glycosidic thứ hai, cleaving ra hai đơn vị glucose/maltose cùng một lúc.
Các enzym khác, chẳng hạn như protease, phá vỡ các protein trong hạt thành các hình thức có thể được sử dụng bởi nấm men. Tùy thuộc vào khi quá trình Malting được dừng lại, một trong những nhận được một tinh bột ưa thích/tỷ lệ enzyme và tinh bột chuyển đổi một phần thành các loại đường men. Malt cũng chứa một lượng nhỏ các loại đường khác, chẳng hạn như sucrose và fructose, mà không phải là sản phẩm của tinh bột sửa đổi nhưng đã có trong các hạt. Chuyển đổi thêm cho các loại đường men đạt được trong quá trình nghiền.

Tinh bột thủy phân

Trong quá trình thủy phân enzym, các enzym xúc tác cho quá trình đường hóa có nghĩa là các carbohydrate (tinh bột) được chia thành các phân tử đường thành phần của nó. Bằng thủy phân, nguồn năng lượng (tinh bột) được chuyển thành các loại đường được tiêu thụ bởi mầm để phát triển.

Protein trong lúa mạch

Lúa mạch có hàm lượng protein từ 8 đến 15%. Protein lúa mạch góp phần chủ yếu vào chất lượng của mạch Nha và bia. Protein hòa tan rất quan trọng để giữ và ổn định đầu bia.

Arabinoxylans và β-glucan trong Barley

Arabinoxylans và β-glucan là các sợi chế độ ăn uống hòa tan. Chất chiết xuất từ malt có thể chứa mức độ cao của arabinoxylans có thể gây khó khăn trong quá trình lọc kể từ khi chiết xuất nhớt có thể làm giảm đáng kể hiệu suất của các quá trình ủ. Đối với quá trình sản xuất bia, hàm lượng β-glucan cao trong lúa mạch có thể dẫn đến không đủ sự suy thoái của thành tế bào, do đó gây cản trở sự khuếch tán của các enzym, nảy mầm, và huy động quỹ giữ hạt nhân, và do đó làm giảm chiết xuất mạch Nha. Dư β-glucan cũng có thể dẫn đến wort có độ nhớt cao, tạo ra một vấn đề lọc trong nhà máy bia, và nó có thể tham gia vào việc ủ bia, gây sương mù lạnh. Arabinoxylans được tìm thấy trong các bức tường tế bào của lúa mạch, yến, lúa mì, lúa mạch đen, ngô, gạo, lúa miến, và kê. Việc extractability của cả hai arabinoxylans và β-glucan được tăng lên đáng kể bởi sonication.

Chất chống oxy hóa trong Barley

Lúa mạch chứa nhiều hơn 50 proanthocyanidins bao gồm cả oligomeric và polymer flavan-3-ol, Catechin, và gallocatechin. Dimeric proanthocyanin B3 và procyanidin B3 là những người phong phú nhất trong lúa mạch.
Chất chống oxy hoá được biết đến với khả năng trì hoãn hoặc ngăn ngừa phản ứng oxy hóa và phản ứng gốc tự do oxy, mà làm cho chúng quan trọng trong quá trình Malting và sản xuất bia. Chất chống oxy hóa (ví dụ như sulfites, formaldehyde, ascorbat) được sử dụng làm phụ gia trong quá trình sản xuất bia để cải thiện sự ổn định hương vị Beer. Khoảng 80% các hợp chất phenolic trong bia có nguồn gốc từ mạch nha lúa mạch.