Солодові ферменти для дієтичного та сухого виробництва пива - PDF Безкоштовно завантажити
Солодові ферменти для дієтичного та сухого виробництва пива Лекція 16 травня 2014 р. Університет Беута Симпозіум Використання ферментів у харчовій технології Dr. Юрген Шебер
f t fermtecgmbh. Köpenicker Straße 325 House 201 12555 Берлін Управління: [email protected] Тел 030 6576 23 40 Співробітники: Тел 030 6576 23 42 Тел 030 6576 23 43 Факс 030 6576 23 41 030 6576 23 44
З 1979 по 1984 рік я вивчав технологію бродіння та напоїв у університеті Гумбольдта в Берліні у професора Мюке. У 1993 році я повернувся на кафедру, яка тим часом належала ТУ Берлін і тепер називалася Основами бродіння та технологією напоїв. (1983 р. Спроби фільтрації для дипломної роботи) Після докторської дисертації в 1998 р. За підтримки завідувача кафедри проф. Мангер заснував fermtec GmbH у 2000 році завдяки ініціативі TU Berlin.
fermtec GmbH - філософія компанії компетентна - зручна для споживача - надійна - гнучка - інноваційна - орієнтована на успіх (випробувальна пивоварня fermtec GmbH 50 л, пивоварня)
Дослідження та консультування фокус поширення дріжджів аеробне дріжджове бродіння виробництво пива - фільтрація пива - стабілізація поперечна фільтрація (виробництво ферментів, пиво) виробництво біоетанолу (із залишків) безалкогольні напої вино та фруктові вина виробництво фруктів/овочів переробка молочнокислого бродіння (пробіотичні напої та функціональні продукти харчування) хімічний та мікробіологічний аналіз сортування зарубіжних пляшок Маркування/спеціальне обладнання Малий пивоварний завод 50 л Лабораторний ферментер 5-10 л Дослідницька та аналітична лабораторія Стерильна робоча станція Дрібномасштабна переробка фруктів та вина приблизно 30 л
Приклади розробок продуктів від fermtec GmbH Пиво зі зниженим вмістом вуглеводів Пробіотичні напої Безалкогольні напої, змішані пивні напої, спеціальне пиво Зразок продукту (назва роботи) BioZisch з активною культурою MS Пробіотичний та пребіотичний напій fermtec GmbH Köpenicker Straße 325, Haus 201, 12555 Берлін Інгредієнти: вода, ячмінний солод, олігофрукт, Інвертний цукровий сироп, Lactobacillus paracasei, яблучний пектин, дріжджовий вміст спирту 4,3 об.%
Значення ферментів у пивоварному виробництві та харчовій промисловості Велика кількість процесів у харчовій промисловості тісно пов’язана з ферментативними реакціями. Ці ферменти або надходять із використовуваної сировини, або їх додають до субстрату як зовнішнє джерело. Якщо ці ферменти більше не потрібні, вони, як правило, інактивуються. Це означає, що активний ферментний матеріал навмисно руйнується!
Важливість виділених солодових ферментів для виробництва пива Ензимний ефект Значення Можливі додаткові програми a-амілаза b-амілаза Розпад крохмалю (зв'язки a-1,4) Розкладання крохмалю (зв'язки a-1,4) Виробництво декстринів, виробництво ферментаційного цукру Виробництво основного ферментаційного цукру Дієтичне пиво, низько- Вуглеводне пиво, хлібобулочні вироби Розпад крохмалю декстринази крохмалю (зв'язки a-1,6) b-глюканаза b-глюкан розкладання Дозволяє амілазам отримувати доступ до крохмалю, сприяє фільтруванню пива, пошкоджує термін зберігання піни. Протеоліт. Ферменти Короткий зміст ферментів, що руйнують білки Утворення амінокислот, розпад білків, пошкодження терміну придатності піни Дієтичне пиво, низьковуглеводне пиво Оптимізація пивної фільтруваності пива, яке важко фільтрувати
Запитання Чи існують інші програми для ферментів, завдяки яким варто розробити процес, при якому такі ферменти витягують із існуючого виробничого процесу та отримують їх до інактивації? Чи можна розробити такий процес, який крім існуючого процесу створює додаткову цінність без використання додаткової сировини? Чи можна такий процес інтегрувати в існуючий виробничий процес компанії? Які можливості цієї продукції на ринку?
Так, існують варіанти застосування! У пивоварні також існує потреба у ферментативних послугах, що слідують виробництву солоду та процесу затирання Класичний приклад: Інший варіант: Виробництво дієтичного пива Покращення пивної фільтруваності пива, яке важко відфільтрувати Розробка інноваційного пива та напоїв (приклад LOW CARB)
Визначення термінів Що таке сухе пиво або пиво з низьким вмістом вуглеводів? Приклад: На відміну від легкого пива, яке характеризується зниженими вуглеводами та зниженим вмістом алкоголю, у сухому пиві зменшується лише вміст корисних вуглеводів (KH v). Пиво Pilsner: оригінальне сусло 11,50%, спирт 4,85% за обсягом, KH v 2,61% mas Сухе пиво: оригінальне сусло 9,23%, спирт 4,85% за обсягом, KH v 0,56% mas Високий ступінь бродіння Ферментація здійснюється додаванням ферментів (у нашому випадку у вигляді концентрованих та очищених солодових екстрактів.
Ідея для виробництва високоферментованого пива Пиво має очевидний кінцевий ступінь бродіння приблизно 72-86% (залежно від типу пива). У готовому пиві все ще є 23 г/100 мл корисних вуглеводів. Ці вуглеводи можуть розщеплюватися на вуглеводи, які дріжджі метаболізують Цього можна досягти відновленням процесів ферментативної деградації під час бродіння та дозрівання Класичні варіанти Солодові екстракти Солодова крупа Промислові ферменти Пропоноване нами рішення Виробництво концентрованого мікробіологічно стабілізованого солодового ферментного комплексу зі зниженою ферментативною побічною активністю
Основні напрямки діяльності Виробництво ферментів у лабораторних випробуваннях для визначення параметрів процесу Випробування на застосуванні у випробувальній пивоварні масштабом 50 л. Будівництво та введення в експлуатацію напівтехнічного випробувального комплексу. Основні випробування для виробництва ферментів з акцентом на: Ферментний концентрат для поліпшення фільтруваності Ферментний концентрат для підвищення ступеня бродіння Ферментний концентрат для хлібопекарської промисловості.
Відображення загального процесу (блок-схема) Солодова крупа, водна каша без лушпини 02 Насос 01 Посудина для посудини або зовнішня посудина з приєднаним 1-м контуром попередньої фільтрації сітчастого фільтра 03 Другий сітчастий екстракт солоду з низьким вмістом частинок (попередній фільтрат) Охолоджувач контуру мікроретентату 04 Буферна ємність 05 Насос 06 Мікрофільтрація 08 і концентрація в процесі заварювання 07 стерилізованого збірного контейнерного продукту для використання або для сушіння
Процес попередньої фільтрації (двоступенева попередня фільтрація) подрібнений солод, рециркуляція води у воді 2-а стадія попередньої фільтрації поперечний потік фільтрація 02 насос 03 сито трубчастий фільтр 2 n максимум 35 C, 54 C, 62 C, 71 C 1-а стадія попередньої фільтрації екстракт солоду з низьким вмістом частинок (попередній фільтрат) (Сітчастий фільтр 1) 04 Буферна посудина та біологічне підкислення
Процес попередньої фільтрації (двоступенева попередня фільтрація)
Процес мікрофільтрації, ємність для збору 0,2 мкм для буферної ємності мікрофільтрату з зворотним холодильником, фільтраційний насос, корпус керамічного модуля
Процес ультрафільтрації за допомогою ультрафільтрації. Ультрафільтрація служить лише для концентрування ретентату. Пермеат від мікрофільтрації. Ретентат від продукту ультрафільтрації. Ферменти розділяли диференційованим регулюванням рН та температури в рамках загального процесу. Було обрано граничне значення 50 000 Да. Керамічний модуль корпусу фільтрату зворотного холодильника ультрафільтраційного фільтраційного насоса
Сушіння концентрованих солодових екстрактів Випробування проводили зовні. Через необхідні температури цей варіант є лише рішенням для термостабільної α-амілази. Вакуумне сушіння в вальцевому барабані є рішенням для виробництва зернових препаратів а-амілази.
Концентрований екстракт із солоду для поліпшення фільтрації 1. Цілі при додаванні до сусла: розпад г-глюкану до 100% поліпшення фільтруваності максимальна зміна міцності піни 0 с Збільшення ступеня бродіння 95% б-амілази на> 50% межі декстринази (загальна, вільна) на> 50% Протеаза (рН 5,0; гемоглобін) на 0, 10%
Дозування та розраховані попередні витрати на використання для поліпшення фільтрувальної активності пива b-глюканазної активності у продукті 270 Од/л 150 Од/л 75 Од/л Діяльність, яку слід дозувати 0,05 Од/л 0,05 Од/л 0,05 Од/л Використання ультраконцентрату ZKT 500 hl 9,26 16,67 33,34 (л) 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 Оригінальне сусло г/100 г 11,5 Вартість 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 1013, 27 2026,54 витрати за хл 0,15 0,27 0,63 витрати за л 0,00 0,00 0,01 євроцента 0,15 0,27 0,63 витрати за 0,5 л пляшки євроценти 0,08 0, 14 0,32
Концентрований солодовий екстракт для постсахарифікації для виробництва високоферментованого пива 1. Вимоги до ферменту після зацукрювання: Висока загальна амілолітична активність (GAA) Висока загальна гранична активність декстринази (GGD) Немає активності b-глюканази Знижена активність протеази 2. Рекомендація щодо дозування (на основі невеликих тестів): Залежність дозування ферменту вихідного сусла (P) і кінцевий ступінь бродіння (V відправка) смоляного сусла (AW) P (%) V відправлення (%) GAA (E/l AW) GGD (E/l AW) 11,0. 11,9 21 000 0,8 11,0. 11,9 88. 92 13 000. 25000 0,8 7,0. 8,0 88. 93 3500. 12000 0,1
Переваги концентрованого солодового екстракту в порівнянні зі звичайними солодовими екстрактами відсутність потрапляння небажаних солодових інгредієнтів (крохмаль, високомолекулярні білки, лушпиння тощо), мікробна нешкідливість завдяки проміжній стадії мікрофільтрації, відсутність особливих заходів у простому дозуванні в пивоварні, зменшення дозування до 80%, відсутність збільшення вихідного вмісту сусла, поліпшення якості пива Піна, запах) спрощене управління процесами у процесі бродіння та дозрівання дріжджів для багаторазового виробництва пива
Біокаталізатори, виготовлені із зернової сировини для використання в харчовій та напойній промисловості fermtecgmbh. Дослідницький проект Brauerei Landsberg GmbH, що фінансується BMBF та BMWi Project Management FZ Jülich, фінансування спрямоване на стале органічне виробництво