Малцови ензими за диета и производство на суха бира - PDF Безплатно изтегляне
Малцови ензими за диета и производство на суха бира Лекция на 16 май 2014 г. Beuth University Symposium Употреба на ензими в хранителната технология Dr. Юрген Шьобер
f t fermtecgmbh. Köpenicker Straße 325 House 201 12555 Берлин Управление: [email protected] Тел 030 6576 23 40 Служители: Тел 030 6576 23 42 Тел 030 6576 23 43 Факс 030 6576 23 41 030 6576 23 44
От 1979 до 1984 г. изучавах ферментация и технологии за напитки в университета Хумболт в Берлин при проф. Мюке. През 1993 г. се върнах на стола, който междувременно принадлежеше на ТУ Берлин и сега се наричаше Основи на ферментацията и технологията на напитките. (1983 г. Опити за филтрация за дипломна работа) След докторат през 1998 г., с подкрепата на ръководителя на катедрата проф. Анемюлер и д-р. Manger основава fermtec GmbH през 2000 г. чрез инициатива за отделяне от TU Berlin.
fermtec GmbH - фирмена философия компетентна - удобна за клиента - надеждна - гъвкава - иновативна - ориентирана към успеха (fermtec GmbH 50 L пивоварна, пивоварна)
Проучване и консултации фокус размножаване на дрожди аеробна ферментация на дрожди производство на бира - филтриране на бира - стабилизация кръстосана филтрация (производство на ензими, бира) производство на биоетанол (от остатъци) безалкохолни напитки вино и плодове винопроизводство плодове/зеленчуци преработка млечна киселина ферментация (пробиотични напитки и функционални храни) химически и микробиологичен анализ сортиране на чужди бутилки Етикетиране/специално оборудване Малка пивоварна 50 л Лабораторен ферментатор 5 до 10 л Лаборатория за изследвания и анализи Стерилно работно място Дребна преработка на плодове и вино приблизително 30 л
Примери за разработки на продукти от fermtec GmbH Бири с намалено съдържание на въглехидрати Пробиотични напитки Безалкохолни напитки, смесени бирени напитки, специални бири Проба на продукта (работно наименование) BioZisch с активна MS култура Пробиотична и пребиотична напитка fermtec GmbH Köpenicker Straße 325, Haus 201, 12555 Берлин Състав: вода, ечемичен малц, олигофрукт, Инвертен захарен сироп, Lactobacillus paracasei, ябълков пектин, алкохол с дрожди 4.3 об.%
Значение на ензимите в пивоварната и хранително-вкусовата промишленост Голям брой процеси в хранително-вкусовата промишленост са тясно свързани с ензимните реакции. Тези ензими или идват от използваните суровини, или се добавят към субстрата като външен източник. Ако тези ензими вече не са необходими, те обикновено се инактивират. Това означава, че активният ензимен материал е съзнателно унищожен!
Значението на избраните малцови ензими за производството на бира Ензимен ефект Значение Възможни допълнителни приложения a-амилаза b-амилаза Въглехидратна бира, печени продукти Гранично разграждане на нишесте декстриназа нишесте (връзки a-1.6) b-глюканаза b-глюкан разграждане Позволява на амилазите да имат достъп до нишестето, насърчава филтрацията на бира, уврежда срока на годност на пяната. Протеолит. Ензими Обобщение на ензимите, разграждащи протеините Образуване на аминокиселини, разграждане на протеини, увреждане на срока на годност на пяната Диетична бира, нисковъглехидратна бира Оптимизиране на бирената филтруемост на бирите, които са трудни за филтриране
Въпроси Има ли други приложения за ензими, поради които си струва да се разработи процес, при който такива ензими да бъдат извлечени от съществуващ производствен процес и получени преди да бъдат инактивирани? Възможно ли е да се разработи такъв процес, който освен съществуващ процес, да създава допълнителна стойност без използването на допълнителни суровини? Може ли такъв процес да бъде интегриран в съществуващия производствен процес на компанията? Какви са възможностите за тези продукти на пазара?
Да, има варианти на приложение! В пивоварната също има нужда от ензимни услуги след производството на малц и процеса на пасиране Класически пример: Друг вариант: Производство на диетична бира Подобряване на филтрируемостта на бирата на бири, които са трудни за филтриране Разработване на иновативни бири и напитки (пример LOW CARB)
Определение на термините Какво представлява суха бира или бира с ниско съдържание на въглехидрати? Пример: За разлика от леките бири, които се характеризират с намалени въглехидрати и намалено алкохолно съдържание, само съдържанието на използваеми въглехидрати (KH v) е намалено в суха бира. Бира Pilsner: оригинална пивна мъст 11,50%, алкохол 4,85 об.%, KH v 2,61% mas Суха бира: оригинална пивна мъст 9,23%, алкохол 4,85 об.%, KH v 0,56% mas. Високата степен на ферментация Ферментацията е настроена чрез добавяне на ензими (в нашия случай под формата на концентрирани и пречистени малцови екстракти.
Идея за производството на силно ферментирали бири Бирите имат очевидна крайна степен на ферментация от около 72-86% (в зависимост от вида на бирата). В крайната бира все още има 2 3 g/100 ml използваеми въглехидрати. Тези въглехидрати могат да се разградят до въглехидрати, които дрождите метаболизират Това може да бъде постигнато чрез възобновяване на ензимните процеси на разграждане по време на ферментацията и узряването Класически варианти Малцови екстракти Малцова каша Промишлени ензими Предложеното от нас решение Производство на концентриран, микробиологично стабилизиран малцов ензимен комплекс с намалена ензимна странична активност
Основни дейности Производство на ензими в лабораторни тестове за определяне на параметрите на процеса Тестове за приложение в тестовата пивоварна 50 l скала Изграждане и въвеждане в експлоатация на полутехническо тестово съоръжение Основни тестове за производство на ензими с акцент върху: Ензимен концентрат за подобряване на филтруемостта Ензимен концентрат за повишаване на степента на ферментация Ензимни концентрати за хлебната индустрия Приложни тестове Разработване на концепция за широкомащабно техническо съоръжение
Представяне на цялостния процес (блок-схема) Малцова каша, каша без водна обвивка 02 Помпа 01 Съд за каша или външен съд с прикрепена 1-ва верига за предварително филтриране на цедката 03 2-ра цедка Малцов екстракт от ниски частици (предфилтрат) Охладител на микроретентатна верига 04 Буферен съд 05 Помпа 06 Микрофилтрация 08 Концентрация на микрофилтрационна микрофилтрация и концентрацията в процеса на варене 07 стерилизиран продукт за събиране на съдове за употреба или за сушене
Процес на предварителна филтрация (двустепенна предварителна филтрация) натрошен малц, ретенция на водата рециркулация 2-ри етап на филтриране напречен поток филтрация 02 помпа 03 сито тръбен филтър 2 n максимум 35 C, 54 C, 62 C, 71 C Първи етап на филтриране малцов екстракт от малц (предфилтрат) 01 каша за каша с временно спрян кош за отстраняване (Филтър за ситова тръба 1) 04 Буферен съд и биологично подкисляване
Предварително филтриране на етапа на процеса (двуетапно предварително филтриране)
Процес на микрофилтрация, събирателен съд от 0,2 µm за буферния съд на микрофилтрата с обратен хладник филтърна помпа керамичен модул корпус
Процес на ултрафилтрация чрез ултрафилтрация Ултрафилтрацията служи само за концентриране на ретентата. Пермеат от микрофилтрация Ретентат от продукт на ултрафилтрация Ензимите се разделят чрез диференцирано управление на pH и температура в рамките на цялостния процес. Избрано е ограничение от 50 000 Da. Керамичен модулен корпус филтрат на ултрафилтрационната филтрационна помпа с обратен хладник
Изсушаване на концентрираните малцови екстракти Тестовете се провеждат външно. Поради необходимите температури този вариант е само решение за устойчивата на температура α-амилаза. Вакуумното сушене в ролков барабан е решение за производството на зърнени а-амилазни препарати.
Концентриран екстракт от малц за подобряване на филтрацията 1. Цели при добавяне към пивната мъст: разграждане на b-глюкан до 100% подобрение на филтрируемостта максимална промяна в издръжливостта на пяната 0 sec Увеличение на степента на ферментация 95% b-амилаза с> 50% граница на декстриназата (общо, без) с> 50% Протеаза (рН 5.0; хемоглобин) с 0. 10%
Дозировки и изчислени предварителни разходи за употреба за подобряване на филтрируемостта на бирата активност на b-глюканаза в продукта 270 U/l 150 U/l 75 U/l дейности, които трябва да се дозират 0,05 U/l 0,05 U/l 0,05 U/l Използване на ултраконцентрат ZKT 500 hl 9,26 16,67 33,34 (l) ZKT 1300 hl 24,07 43,33 86,66 ZKT 2600 hl 48,14 86,66 173,32 ZKT 3200 hl 59,26 106,66 213,32 Оригинална пивна мъст g/100 g 11,5 Цена при 9,50/л 75,94 136,69 316,73 228,69 411,64 823,27 457,37 823,27 1 646,54 562,93 1,013, 27 2026,54 разходи за hl 0,15 0,27 0,63 разходи за л 0,00 0,00 0,01 евроцента 0,15 0,27 0,63 разходи за 0,5 л бутилка евроцентове 0,08 0, 14 0,32
Концентриран малцов екстракт за постхакрифициране за производството на силно ферментирали бири 1. Изисквания за вторичния захарифициращ ензим: Висока обща амилолитична активност (GAA) Висока обща граница на активност на декстриназата (GGD) Без активност на b-глюканаза Намалена протеазна активност 2. Препоръка за дозиране (въз основа на малки експерименти): Зависимост дозата на ензима на първоначалната пивна мъст (P) и крайната степен на ферментация (V изпращане) на смола (AW) P (%) V изпращане (%) GAA (E/l AW) GGD (E/l AW) 11.0. 11,9 21 000 0,8 11,0. 11,9 88. 92 13 000. 25 000 0,8 7,0. 8,0 88. 93 3 500. 12 000 0,1
Предимства на концентрирания малцов екстракт в сравнение с конвенционалните малцови екстракти няма влизане на нежелани малцови съставки (нишесте, високомолекулни протеини, люспи и др.) Микробна безвредност, дължаща се на междинния етап микрофилтрация, няма специални мерки в пивоварната, простото дозиране на потока на студената мъст намалява дозата с до 80%, без увеличаване на оригиналното съдържание на пивна мъст подобрява качеството на бирата Пяна, мирис) опростено управление на процеса при повторна употреба на ферментация и зреене на дрожди за производство на бира с ниско съдържание на въглехидрати
Биокатализатори, направени от зърнени суровини за употреба в хранително-вкусовата промишленост fermtecgmbh. Brauerei Landsberg GmbH финансира изследователски проект на BMBF u. BMWi Project Management FZ Jülich Финансиране Приоритетно устойчиво биологично производство