Malátaenzimek a diéta és a száraz sör előállításához - PDF Free Download
Malátaenzimek a diéta és a száraz sör előállításához Előadás 2014. május 16-án Beuth Egyetem Szimpózium Enzimhasználat az élelmiszer-technológiában Dr. Jürgen Schöber
f t fermtecgmbh. Köpenicker Straße 325, 201 12555 ház, Berlin Vezetés: [email protected] Tel 030 6576 23 40 Alkalmazottak: Tel 030 6576 23 42 Tel 030 6576 23 43 Fax 030 6576 23 41 030 6576 23 44
1979 és 1984 között erjesztést és italtechnikát tanultam a berlini Humboldt Egyetemen Müke professzornál. 1993-ban visszatértem a székbe, amely időközben a TU Berlinhez tartozott, és most az erjesztés és az italtechnika alapjainak hívták. (1983 szûrési kísérletek a diplomamunkához) Az 1998-as doktori címet követõen az elnök vezetõjének támogatásával Prof. Annemüller és Dr. Manger 2000-ben alapította a fermtec GmbH-t a TU Berlin spin-off kezdeményezésén keresztül.
fermtec GmbH - kompetens vállalatfilozófia - ügyfélbarát - megbízható - rugalmas - innovatív - sikerorientált (fermtec GmbH 50 L teszt sörfőzde, sörfőzde)
Kutatás és tanácsadás fókusz élesztő szaporítás aerob élesztő fermentáció sör előállítás - sör szűrés - stabilizálás keresztáramú szűrés (enzim előállítás, sör) bioetanol előállítás (maradványokból) alkoholmentes italok bor és gyümölcs bor előállítás gyümölcs/zöldség feldolgozás tejsav fermentáció (probiotikus italok és funkcionális ételek) kémiai és mikrobiológiai elemzés külföldi palackok válogatása Címkézés/speciális felszerelés Kisüzemi sörfőzde 50 l Laboratóriumi fermentor 5-10 l Kutató- és elemző laboratórium Steril munkaállomás Kisüzemi gyümölcs- és borfeldolgozás kb. 30 l
Példák a fermtec GmbH termékfejlesztésére Csökkentett szénhidráttartalmú sörök Probiotikus italok Alkoholmentes italok, kevert söritalok, speciális sörök Termékminta (munkanév) BioZisch aktív MS kultúrával Probiotikus és prebiotikus ital fermtec GmbH Köpenicker Straße 325, Haus 201, 12555 Berlin Hozzávalók: víz, árpa maláta, oligofruktóz, Invert cukorszirup, Lactobacillus paracasei, alma pektin, élesztő alkoholtartalom 4,3 térfogat%
Az enzimek jelentősége a sörfőzdében és az élelmiszeriparban Az élelmiszeriparban számos folyamat szorosan kapcsolódik az enzimatikus reakciókhoz. Ezek az enzimek vagy a felhasznált nyersanyagokból származnak, vagy külső forrásként kerülnek az aljzatba. Ha ezekre az enzimekre már nincs szükség, általában inaktiválódnak. Ez azt jelenti, hogy az aktív enzimanyag szándékosan pusztul el!
A kiválasztott maláta enzimek jelentősége a sör előállításában Enzimhatás Jelentés Lehetséges további alkalmazások a-amiláz b-amiláz Keményítő lebomlás (a-1,4 kötések) Keményítő lebomlás (a-1,4 kötések) Dextrinek előállítása, fermentációs cukor előállítása Fő fermentációs cukor előállítása Diétás sör, alacsony- Szénhidrátos sör, pékáruk Határ-dextrináz-keményítő lebomlás (a-1,6 kötések) b-glükanáz b-glükán lebomlás Lehetővé teszi az amilázok hozzáférését a keményítőhöz, elősegíti a sör szűrhetőségét, károsítja a hab eltarthatóságát. Enzimek A fehérjebontó enzimek összefoglalása Az aminosavak képződése, a fehérjék lebomlása károsítja a hab eltarthatóságát. Diétás sör, alacsony szénhidráttartalmú sör Nehezen szűrhető sörök sörszűrhetőségének optimalizálása
Kérdések Vannak-e más alkalmazások az enzimek számára, amelyek miatt érdemesnek látszik olyan folyamat kidolgozása, amelyben az ilyen enzimeket kivonják egy meglévő termelési folyamatból, és inaktiválásuk előtt nyerik őket? Lehetséges-e olyan folyamat kidolgozása, amely egy meglévő folyamat mellett további értéket teremtenek további nyersanyagok felhasználása nélkül? Beilleszthető-e egy ilyen folyamat a vállalat meglévő gyártási folyamatába? Milyen lehetőségeket kínálnak ezek a termékek a piacon?
Igen, vannak alkalmazásváltozatok! A sörfőzdében is szükség van enzimes szolgáltatásokra a malátagyártás és a dörzsölés után. Klasszikus példa: Egy másik változat: Diétás sör előállítása Nehezen szűrhető sörök sörszűrhetőségének javítása Innovatív sörök és italok fejlesztése (például LOW CARB)
A fogalmak meghatározása Mi a száraz sör vagy az alacsony szénhidráttartalmú sör? Példa: A világos sörökkel szemben, amelyekre csökkent szénhidráttartalom és csökkentett alkoholtartalom jellemző, száraz sörben csak a felhasználható szénhidrátok (KH v) mennyisége csökken. Pilsner sör: eredeti sör 11,50%, alkohol 4,85 térfogat%, KH v 2,61% mas Száraz sör: eredeti sör 9,23%, alkohol 4,85 térfogat%, KH v 0,56% mas A magas fermentációs fok Erjesztésre kerül enzimek hozzáadásával (esetünkben koncentrált és tisztított malátakivonatok formájában.
Ötlet erősen erjesztett sörök előállításához A sör látszólagos végső fermentációs foka kb. 72-86% (a sör típusától függően). A kész sörben még mindig 2 3 g/100 ml használható szénhidrát található. Ezek a szénhidrátok szénhidrátokká bonthatók, amelyeket az élesztő metabolizál Ezt úgy érhetjük el, hogy az erjedés és érés során folytatjuk az enzimatikus lebontási folyamatokat Klasszikus opciók Maláta kivonatok Maláta őrlemény Ipari enzimek Javasolt megoldás Koncentrált, mikrobiológiailag stabilizált maláta enzim komplex előállítása csökkentett enzimatikus melléktevékenységekkel
Főbb tevékenységek Enzimgyártás laboratóriumi vizsgálatokban a folyamatparaméterek meghatározásához Alkalmazási tesztek a tesztfõzdében 50 l-es skála Félig mûszaki tesztlétesítmény felépítése és üzembe helyezése Az enzimgyártás fõbb tesztjei az alábbiakra összpontosítva: Enzimkoncentrátum a szûrhetõség javítására Enzimkoncentrátum az erjedés fokozásához Enzimkoncentrátumok pékiparban Alkalmazási tesztek Koncepció kidolgozása nagyüzemi technikai létesítmény számára
A teljes folyamat ábrázolása (folyamatábra) Maláta őrlemény, héj nélküli pép 02 szivattyú 01 Cefrés edény vagy külső edény csatolt 1. szűrő előszűrő áramkörrel 03 2. szűrő alacsony részecskés malátakivonattal (előszűrés) Mikrorententát áramkör hűtő 04 Puffertartály 05 Szivattyú 06 Mikroszűrés 08 Mikrofiltrációs koncentráció mikrofiltrálás és a sörkészítési folyamat koncentrációja 07 sterilizált gyűjtőtartály termék felhasználásra vagy szárításra
Előzetes szűrés (kétlépcsős előszűrés) zúzott maláta, vízvisszatartó recirkuláció 2. előszűrési szakasz keresztáramú szűrés 02 szivattyú 03 szitacsöves szűrő 2 n maximum 35 C, 54 C, 62 C, 71 C 1. előszűrési szakasz alacsony szemcsés malátakivonat (előszűrés) 01 cefreedény ideiglenesen felfüggesztett kosárral (1. szitacső szűrő) 04 Puffertartály és biológiai savanyítás
Folyamatos előszűrés (kétlépcsős előszűrés)
Folyamatfázisú mikroszűrés, 0,2 µm gyűjtőedény a mikrofiltrátum puffertartályhoz reflux kondenzátor szűrőszivattyú kerámia modul ház
A folyamat szakaszának ultraszűrése ultraszűréssel Az ultraszűrés csak a retentátum koncentrálására szolgál. Mikrofiltrációs permeátum Retentátum ultraszűrési termékből Az enzimeket a teljes folyamaton belül differenciált pH- és hőmérséklet-szabályozással választottuk el. 50 000 Da határértéket választottak. Az ultraszűrő szűrőszivattyú visszafolyó kondenzátorának kerámia modulház-szűrlete
A koncentrált malátakivonatok szárítása A vizsgálatokat kívülről végeztük. A szükséges hőmérséklet miatt ez a változat csak a hőmérséklet-stabil α-amiláz oldata. Vákuumszárítás görgős dobban megoldást jelent a gabona a-amiláz készítmények előállítására.
Koncentrált malátakivonat a szűrés javítása érdekében 1. Célkitűzések a sörlé hozzáadásához: b-glükán lebomlás a szűrhetőség 100% -os javulásáig a hab tartósságának maximális változása 0 mp A fermentáció fokának növekedése 95% b-amiláz> 50% -os dextrináz-határértékkel (teljes, szabad)> 50% -kal Proteáz (pH 5,0; hemoglobin) 0,10% -kal
A termék sörszűrhetőségének javítására szolgáló adagolás és kiszámított előzetes költségek b-glükanáz aktivitása a termékben 270 U/l 150 U/l 75 U/l adagolandó aktivitás 0,05 U/l 0,05 U/l 0,05 U/l Ultra koncentrátum használata 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 eredeti sörlé g/100 g 11,5 ára 9,50/l 75,94 136,69 316,73 228,69 411,64 823,27 457,37 823,27 1 646,54 562,93 1013, 27 2 026,54 költség per hl 0,15 0,27 0,63 költség per l 0,00 0,00 0,01 eurócent 0,15 0,27 0,63 költség per 0,5 l palack eurócent 0,08 0 14,32
Koncentrált malátakivonat cukormentesítéshez erősen erjesztett sörök előállításához 1. A szekunder cukorosító enzimre vonatkozó követelmények: Magas teljes amilolitikus aktivitás (GAA) Magas teljes határértékű dextrináz aktivitás (GGD) Nincs b-glükanáz aktivitás Csökkent proteáz aktivitás 2. Adagolási javaslat (kis léptékű kísérletek alapján): Függőség az eredeti sörlé enzimdózisa (P) és a szurokmag (AW) fermentációjának végső foka (V send) P (%) V send (%) 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 3500. 12 000 0,1
A koncentrált malátakivonat előnyei a hagyományos malátakivonatokhoz képest nem lépnek be nemkívánatos malátakomponensek (keményítő, nagy molekulájú fehérjék, héj stb.) Mikrobiális ártalmatlanság a közbeiktatott fázis mikrofiltrációja miatt nincs különösebb intézkedés a sörfőzdében Egyszerű adagolás a hideg söráramláshoz 80% -kal csökkentett dózis Hab, szag) egyszerűsített folyamatkezelés a fermentáció és az érlelés élesztő újrafelhasználhatósága alacsony szénhidráttartalmú sör előállításához
Gabona nyersanyagokból készült biokatalizátorok az élelmiszer- és italiparban felhasználásra fermtecgmbh. A Brauerei Landsberg GmbH által a BMBF és a BMWi FZ Jülich projektmenedzsment ügynökség által finanszírozott kutatási projekt a fenntartható ökológiai termelésre összpontosít