PL194906B1

PL194906B1 - Sposób cieplnej obróbki jąder ziaren zbożowych

Info

Publication number: PL194906B1
Application number: PL341536A
Authority: PL
Inventors: Juhani Olkku; Petri Peltola; Pekka Reinikainen; Esa Räsänen; Veli-Matti Tuokkuri
Original assignee: Cargill Inc
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2007-07-31
Also published as: KR100395151B1; CZ300212B6; HRP20000446B1; KR20010052138A; EP1056349A1; ES2203201T3; HUP0100402A3; EP1056349B1; BR9906713B1; FI982376A0; CZ20002232A3; PT1056349E; AU756386B2; JP2002528101A; SK10092000A3; DE69909440D1; RU2214098C2; FI109964B; HRP20000446A2; CN1097433C

Abstract

1. Sposób cieplnej obróbki jader ziaren zbozowych w celu zmniejszenia w nich zawartosci ple- sni przy zachowaniu ich zdolnosci do kielkowania, znamienny tym, ze dziala sie na jadra ziaren zbo- zowych cieplem, przy czym podnosi sie temperature jader ziaren do temperatury 60°C do 100°C na okres 0,5 do 30 sekund.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu cieplnej obróbki jąder ziaren zbożowych.

Chodzi tu zwłaszcza o cieplną obróbkę nasion w celu zmniejszenia zawartości w nich pleśni, przy zachowaniu ich zdolności kiełkowania.

Pleśń można znaleźć w naturze wszędzie, np. w glebie i powietrzu, skąd rozprzestrzenia się do rosnącego zboża. Tak więc pleśnie należą do naturalnej flory ziaren, ale ich szerokie występowanie jest szkodliwe, ponieważ mogą pogorszyć jakość wytwarzanego z nich ziarna i słodu. Na przykład, pleśnie mogą wytwarzać różne mykotoksyny szkodliwe dla zdrowia. Ponadto mogą one, na przykład, zmniejszać zdolność do kiełkowania jąder ziaren i rozwój kiełków, co nie tylko jest szkodliwe dla ziaren nasion, ale również dla słodowania ziarna. Wykazano również, że piwo warzone z silnie zanieczyszczonego ziarna i słodu ma skłonność do burzenia się, co stanowi duży problem dla przemysłu browarniczego. Burzenie się piwa jest wyraźnie związane z produktami przemiany materii wytwarzanymi przez Fusarium i inne pleśnie, które to produkty przemiany materii intensyfikują proces warzenia.

Jądra zbóż są atakowane przez pleśnie natychmiast po ich wysianiu w glebę. Na rozwój pleśni wpływa wiele czynników, zwłaszcza wilgoć, temperatura i czas. Innymi znaczącymi czynnikami są dopływ odżywek i tlenu oraz rywalizacja pomiędzy mikroorganizmami. Rosnące zboże jest atakowane głównie przez tak zwane grzyby polne, z których najpopularniejszymi są Altenaria, Aureobasidium, Cladosporium, Epicoccum, Fusarium, Cochliobolus, Drechslera i Pyrenophora. Niektóre z grzybów polnych są patogenami roślin, z których najbardziej szkodliwymi są Fusarium graminearum i F. culmorum. Również Cochliobolus sativus i Fusarium ssp. powodują choroby roślin i mogą być bardzo szkodliwe dla procesu słodowania. Szczególnie sprzyjające warunki dla rozwoju pleśni Fusarium stanowi wilgotna pogoda podczas dojrzewania kłosów i żniw.

Po żniwach zboża należy szybko wysuszyć w celu zapobieżenia dalszemu rozmnażaniu się pleśni. Grzyby polne nie mogą rozmnażać się w suchym ziarnie we właściwy sposób (przy około 12-13% wilgotności) ale mogą pozostać żywe i ponownie rozmnożyć się po zmianie warunków na wilgotne. Nieprawidłowo składowane zboże jest atakowane głównie przez tak zwane grzyby magazynowe, tj. Aspergillus i Penicillium, które są w stanie przetrwać w warunkach niskiej wilgotności. Grzyby magazynowe również pogarszają jakość ziarna i stanowią zagrożenie dla zdrowia zarówno dla osób stykających się ze zbożem podczas jego obróbki jak i dla konsumentów.

Podczas słodowania ziarna ponownie rośnie jego wilgotność do 45-50% oraz zwiększa się dopływ tlenu, przy czym rozpoczyna się kiełkowanie. Niestety, warunki dominujące podczas procesu słodowania są nie tylko odpowiednie dla kiełkowania ale również dla rozwoju pleśni. Duża ilość pleśni stanowi zagrożenie dla tego procesu.

Celem słodowania jest zmiana fizycznych, chemicznych i biochemicznych właściwości jąder ziaren. Na proces słodowania składają się trzy główne etapy: moczenie, kiełkowanie i suszenie. Najpierw czyste i przesiane ziarno moczy się w wodzie w celu uzyskania odpowiedniej zawartości wilgoci. Po uzyskaniu przez jądra zbóż wystarczającej wilgotności doprowadza się do ich kiełkowania w temperaturze na ogół 13-16°C przez co najmniej pięć dni. W ten sposób wytwarza się „słód mokry”. Słód właściwy wytwarza się susząc słód mokry w regulowanych warunkach, w których powoli podnosi się temperaturę od około 45°C do około 85°C, w wyniku czego zawartość wilgoci zmniejsza się do około czterech procent. Po wysuszeniu eliminuje się kiełki, które następnie można użyć jako pokarm dla zwierząt. Słód można również przetwarzać na przykład, na koncentrat słodowy dla przemysłu spożywczego.

Już na etapie moczenia podczas słodowania może wzrosnąć zawartość wilgoci w ziarnie, która następnie dalej rośnie na etapie kiełkowania. Normalne suszenie słodu nie zmniejsza w zasadzie wcale zawartości pleśni w jądrach ziaren.

Słód jest używany głównie do warzenia piwa, ale również do produkcji spirytusu destylowanego. Na warzenie składają się wytwarzanie brzeczki, fermentacja główna i fermentacja leżakowa oraz obróbka końcowa. Najpierw słód jest mielony, mieszany z wodą i ogrzewany. Podczas tego „sporządzania zacieru”, uaktywnione w procesie słodowania enzymy rozkładają zawartą w jądrach ziaren skrobię na nadające się do fermentacji cukry. Wytworzoną brzeczkę klaruje się, dodaje do niej drożdże, mieszankę tę doprowadza się do fermentacji a następnie przeprowadza się obróbkę końcową.

Wiadomo, że wiele pleśni wytwarza toksyczne związki, tj. mykotoksyny, które szkodliwie oddziałują na zdrowie ludzi i zwierząt. Mogą one również wpływać szkodliwie na słodowanie i warzenie. Zatem, w przypadku dużej ilości pleśni w ziarnie zbożowym rośnie również prawdopodobieństwo pojaPL 194 906 B1 wienia się mykotoksyn. Najbardziej znane mykotoksyny rozwijające się w ziarnie pochodzą ze szczepów Fusarium, Cochliobolus, Aspergillus i Penicillium.

Kilka gatunków pleśni Fusarium nie tylko jest patogenami zbóż, ale również potencjalnymi źródłami różnych mykotoksyn. Szczególnie ważnymi mykotoksynami są trichoteceny, zearalenon (ZEN) i ich pochodne, fumonizyny, moniliformina, fusarochromanony i kwas fuzarowy. Zidentyfikowano i scharakteryzowano ponad 100 różnych trichotecenów. Największą uwagę skupiono na trichotecenach Typu A, w tym na toksynie T-2, neosolaniolu (NEO) i diacetoksyscirpenolu (DAS) i trichotecenie Typu B, zawierających deoksynivalenol (DON, tj. womitoksyna) i jego pochodnych acetylowych (3-ADON i 15-ADON, nivalenol (NIV) i mykotoksynach fuzarenon X. Fusarium a czynniki na nie wpływające przedstawiono w J.P.F. D'Mello i A.M.C. Macdonald: Some Factors Affecting the Production of Fusarium Mycotoxins, s. 35-44, w J.P.F. D'Mello: Mycotoxins in Cereals: An Emerging Problem?, Handbook for fourth SAC Conference, październik 1996, Edinburgh.

W rozdziale Mykotoksyny w słodownictwie i browarnictwie we wspomnianej powyżej pracy, B. Flanigan (s. 45-55) omawia oddziaływania mykotoksyn na przemysł słodowniczy i browarniczy. Stwierdzono tam, na przykład, że szkodliwe oddziaływanie pleśni Cochliobolus sativus i Fusarium ss. na zdolność do kiełkowania wynika co najmniej częściowo z produkowania przez nie mykotoksyn, albo innych fitotoksycznych produktów przemiany materii. Trichoteceny wytwarzane przez Fusarium ss. są inhibitorami syntezy białek, a więc zmniejszają wytwarzanie alfa-amylazy ważnej dla słodownictwa. Zmniejszają się również stężenia azotu alfa-aminowego w brzeczce. Pleśnie Fusarium mogą wytwarzać DON i zearalenon podczas procesu słodowniczego. Ziarno i słód mogą być również zanieczyszczone toksynami wytwarzanymi przez Penicillium verrucosum lub Aspergillus clavatus wywołujące alergiczne choroby płuc. Toksyna T-2 i inne silne trichoteceny mogą wstrzymywać fermentację, ale pomimo obecności DON w brzeczce, ma on niewielki wpływ na fermentację. W destylowanym spirytusie nie znaleziono mykotoksyn, natomiast w piwie znaleziono, co prawda w małych stężeniach, DON, nivalenol, fumonizyny, alfatoksyny, ochratoksynę A i kilka innych mykotoksyn. Wydaje się, że istnieje korelacja pomiędzy burzeniem się piwa a obecnością zearalenonu lub DON. Zagrożenie dla zdrowia ludzi wskutek konsumpcji piwa zanieczyszczonego mykotoksynami jest nadal wątpliwe, natomiast nie podlega dyskusji toksyczne oddziaływanie mykotoksyn na inwentarz hodowlany karmiony zanieczyszczonymi produktami ubocznymi z procesu słodowniczego i browarskiego. Na przykład, znaleziono w dużych stężeniach DON w kiełkach używanych jako karma dla zwierząt oraz alfatoksyny, zearalenony i ochratoksynę A w mieszankach pastewnych.

Proponuje się różne rozwiązania problemów związanych z obecnością pleśni w ziarnie i słodzie. Oczywiście warto suszyć ziarno natychmiast po zżęciu i magazynować je w stanie suchym. Rozwój pleśni można zahamować już na polu rozpylając środki pleśniobójcze. Opracowano również różnorodne zboża o genotypie odpornym na przykład, na choroby Fusarium. Prowadzono próby zmniejszania szkodliwych oddziaływań pleśni w słodownictwie i browarnictwie, np. doprowadzając substancje mikrobiologiczne, takie jak formaldehyd, do wody do moczenia. Jednakże stosowanie formaldehydu na dużą skalę jest zakazane ze względów zdrowotnych. Nie znaleziono dotychczas żadnego bezpiecznego, powszechnie akceptowanego środka chemicznego. Zamiast tego, stwierdzono, że dobre wyniki uzyskuje się dodając bakterie kwasu mlekowego lub preparaty wytwarzane przez nie podczas procesu kiełkowania (WO 94/16053). Wpływ bakterii kwasu mlekowego na zapobieganie rozwojowi pleśni jest oczywisty co najmniej częściowo ze względu na obecność wytwarzanych przez nie substancji bakteriobójczych.

Nieoczekiwanie odkryto sposób zmniejszania zawartości pleśni w jądrach ziaren metodą fizyczną.

Sposób cieplnej obróbki jąder ziaren zbożowych w celu zmniejszenia w nich zawartości pleśni przy zachowaniu ich zdolności do kiełkowania, odznacza się według wynalazku tym, że działa się na jądra ziaren zbożowych ciepłem, przy czym podnosi się temperaturę jąder ziaren do temperatury 60°C do 100°C na okres 0,5 do 30 sekund.

Korzystnie stosuje się do zmniejszenia zawartości pleśni Fusarium.

Korzystnie stosuje się do zmniejszenia zawartości mykotoksyn.

Korzystnie obrabia się jądra ziaren, które mają być kiełkowane.

Korzystnie obrabia się jęczmień przeznaczony do słodowania.

Korzystnie obróbkę cieplną wykonuje się za pomocą pary wodnej.

Korzystnie podnosi się temperaturę obrabianych jąder ziaren do 70°C do 90°C na czas od 1 do 15 sekund.

PL 194 906 B1

Wynalazek umożliwia zmniejszenie lub eliminację wspomnianych powyżej szkodliwych wpływów pleśni w sposób naturalny bez konieczności używania chemicznych środków szkodnikobójczych lub innych dodatków.

Wynalazek zapewnia środki do zmniejszania zawartości pleśni w jądrach ziaren bez negatywnego oddziaływania na parametry zdolności ziarna do kiełkowania. Zatem wynalazek umożliwia poprawę jakości ziarna, zwłaszcza ziarna do słodowania oraz ziarna nasiennego. Równocześnie ze zmniejszeniem zawartości pleśni wynalazek zapewnia również środki do zmniejszania szkodliwych oddziaływań pleśni. Tymi szkodliwymi oddziaływaniami, których można uniknąć stosując rozwiązania według wynalazku, są: powstawanie mykotoksyn, zmniejszenie zdolności do kiełkowania, zmniejszenie wytwarzania enzymów, opóźnienie rozwoju kiełków, opóźnienie fermentacji, burzenie się piwa i ryzyko zagrożenia dla zdrowia zwierząt i ludzi.

Sposób według wynalazku obróbki jąder ziaren zbożowych (nasion) cechuje się tym, że działa się na te jądra ciepłem w takiej temperaturze i przez taki okres czasu, że następuje zmniejszenie w nich zawartości pleśni, ale z zachowaniem zdolności do kiełkowania, przy czym podnosi się temperaturę poddawanych obróbce jąder ziaren do temperatury od 60 do 100°C na 0,5 do 30 sekund. Urządzenie do obróbki jąder ziaren zbożowych sposobem według wynalazku cechuje się tym, że w jego skład wchodzi zespół transportowy do transportu jąder ziaren zbożowych, zespół doprowadzający parę wodną do obróbki jąder ziaren zbożowych za pomocą pary wodnej oraz powietrzny zespół chłodzący do chłodzenia jąder ziaren zbożowych za pomocą powietrza, przy czym zespół doprowadzający parę wodną jest usytuowany przed zespołem chłodzenia powietrznego w kierunku transportowym zespołu transportowego. Inne urządzenie do obróbki jąder ziaren zbożowych sposobem według wynalazku cechuje się tym, że w jego skład wchodzi komora podająca do podawania jąder ziarna, pionowa rura ze stożkiem regulacyjnym do rozpraszania jąder, oraz zespół do podawania pary wodnej do obróbki jąder za pomocą pary wodnej.

Jądra ziaren zbożowych są substancją żywą, którą zazwyczaj trzeba obrabiać delikatnie tak, żeby nie wpływać na ich żywotność. Dobrze znane jest również, że pleśnie przeżywają dość dobrze sterowaną obróbkę cieplną stosowaną w suszeniu słodu mokrego. Zatem nie oczekiwaną jest możliwość obróbki cieplnej jąder ziaren w taki sposób, że spada w nich zawartość pleśni, ale nie ulega osłabieniu ich zdolność do kiełkowania. Istotnie, opisana poniżej obróbka cieplna została najpierw przetestowana na słodzie mokrym, do którego nie była dostosowana, ponieważ aktywność enzymowa słodu całkowicie spadła i jądra „obumarły”. Nie spodziewano się zatem, że zawartość pleśni w nie słodowanych jądrach ziaren zbożowych można zminimalizować za pomocą odpowiedniej obróbki cieplnej bez szkodliwego wpływania na takie właściwości jąder, jak zdolność do kiełkowania oraz na aktywność żywotnych enzymów, np. alfa-amylazy i beta-glukanazy, które są ważnymi czynnikami podczas kiełkowania.

Przedmiot wynalazku opisano w przykładach wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do obróbki jąder ziaren zbożowych w celu zmniejszenia w nich zawartości pleśni sposobem według wynalazku, fig. 2 - wpływ obróbki cieplnej na ilość jąder ziaren zanieczyszczonych pleśnią w słodzie w ilości 50 kg, fig. 3 - wpływ obróbki cieplnej oraz dodawania substancji zaczynowej w postaci bakterii kwasu mlekowego na ilość jąder ziaren zanieczyszczonych pleśnią Fusarium w słodzie w ilości 1 kg i fig. 4 przedstawia inne urządzenie do obróbki jąder ziarn zbożowych w celu zmniejszenia w nich zawartości pleśni sposobem według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem zmniejsza się zawartość pleśni w jądrach ziarna zbożowego za pomocą obróbki cieplnej jąder. Obróbka cieplna według wynalazku zmniejsza również zawartość mykotoksyn w jądrach ziaren oraz skłonność piwa, sporządzonego z obrobionych jąder ziaren, albo słodu, sporządzonego z obrobionych jąder ziaren, do burzenia. Sposób według wynalazku dotyczy zwłaszcza zmniejszenia ilości pleśni Fusarium. Jądra ziaren do obróbki sposobem według wynalazku są na ogół nasionami wysuszonymi podczas magazynowania młóconego ziarna. Korzystnie, jest to materiał siewny do kiełkowania, a zwłaszcza jądra ziarna zbożowego przeznaczonego do słodowania. Najlepsze wyniki osiąga się jeżeli tak zwaną substancję zaczynową, w tym przypadku preparat bakterii kwasu mlekowego, albo wyrób wytworzony przez bakterie kwasu mlekowego, dodaje się na etapie kiełkowania do materiału siewnego przeznaczonego do kiełkowania i który to materiał siewny obrabia się sposobem według wynalazku. Substancja zaczynowa działa zapobiegawczo na rozwój mikroorganizmów podczas procesu kiełkowania. Ziarnami, nadającymi się do obróbki sposobem według wynalazku, są, na przykład, jęczmień, żyto, pszenica, kukurydza i owies, przy czym szczególnie odpowiedni jest jęczmień.

PL 194 906 B1

Jądra ziarna zbożowego poddaje się działaniu ciepła według wynalazku w takiej temperaturze i przez taki okres czasu, jakie są wystarczające do znaczącego zmniejszenia ilości pleśni bez szkodliwego wpływania na parametry zdolności do kiełkowania, takie jak wydajność kiełkowania i energia kiełkowania. Oczywiście, im wyższa jest używana temperatura, tym krótszy jest potrzebny czas obróbki. Ogólnie, można ustalić, że potrzebna obróbka cieplna jest krótka i intensywna. Obróbkę cieplną jąder ziarna zbożowego można wykonać na różne sposoby, a odpowiednia temperatura i czas mogą zmieniać się w zależności od zastosowanych środków obróbki. Istotne znaczenie ma to, żeby parametry tego sposobu, takie jak temperatura i czas, były zoptymalizowane w celu znacznego zmniejszenia zawartości pleśni bez szkodliwego wpływu na istotne funkcje życiowe jąder ziaren, np. ich zdolność do kiełkowania. Odpowiednią temperaturą obróbki jest 60 do 100°C a czas 0,5 do 30 sekund, korzystnie 70 do 90°C, 1 do 15 sekund. Najistotniejsze znaczenie ma temperatura w samym jądrze ziarna i czas jej trwania.

Obróbkę cieplną można przeprowadzić, na przykład, w piecu do suszenia. Jądra ziaren można ponadto ogrzewać za pomocą fal wysokiej częstotliwości, np. fal radiowych lub mikrofalowych, wskutek czego czas obróbki zależy naturalnie od mocy zastosowanego urządzenia oraz ilości obrabianych jąder ziaren. Jednakże najbardziej obiecujące wyniki uzyskano obrabiając jądra ziaren ogrzaną wilgocią, np. zanurzając jądra ziaren w gorącej wodzie lub obrabiając je za pomocą pary wodnej, co jest sposobem najbardziej zalecanym. Jądra ziaren można oczywiście obrabiać również za pomocą gorącego powietrza zawierającego parę wodną lub wodę.

W przypadku obróbki jąder za pomocą pary wodnej zaleca się używanie ogrzanej pary wodnej, pod zwiększonym ciśnieniem i, korzystnie, w taki sposób, żeby para wodna była wtryskiwana z różnych kierunków na bardzo cienką warstwę, np. około 0,5 do 2 cm, jąder. W praktyce, temperatura używanej pary wodnej wynosi w przybliżeniu 100 do 140°C (nadciśnienie 0 do 2,5 · 10 Pa), korzystnie około 110 do 130°C (nadciśnienie około 0,4 · 10⁵ Pa do 1,7 · 10⁵ Pa), bardziej korzystnie 115 do ¹²⁵°^C (nadctentente ^0,7 · ^{105 P}a do ^1,3 · ^{105 P}a) a zwteszcza ¹²⁰ do ¹²⁵°C (nadctentente ^1,0 · ^{105 P}a - 1,3 · 105 Pa). Korzystnie, temperaturę materiału jąder ziaren podnosi się podczas tej obróbki do około 70 do 85°C, bardziej korzystnie do 75 do 79°C, a zwłaszcza do 78 do 79°C, w wyniku czego zalecany czas obróbki wynosi, odpowiednio, około 1 do 15 sekund, korzystnie 5 do 10 sekund, a zwłaszcza 4 do 6 sekund. W praktyce zaleca się chłodzenie jąder ziaren po obróbce cieplnej w celu uniknięcia przegrzania, co mogłoby wpłynąć szkodliwie na zdolność do kiełkowania. Jądra ziaren można chłodzić na przykład za pomocą powietrza lub wody.

Jądra ziaren zbożowych obrabiane sposobem według wynalazku mogą być dowolnymi jądrami ziaren zbożowych. Mogą to być na przykład nasiona, tj. ziarno siewne, ale, korzystnie, jęczmienia, żyta, pszenicy, kukurydzy lub owsa, przeznaczone do kiełkowania, a zwłaszcza jęczmienia do słodowania. Wyrób z jąder ziarna zbożowego jest wytwarzany ze wspomnianych jąder ziarna zbożowego. Kilkoma przykładami są wyroby spożywcze, np. przemysłu młynarskiego i paszowego, ale zwłaszcza wyroby przemysłu słodowego i browarskiego, takie jak słód, ekstrakt słodu, słód mokry, pasze pochodzące z procesu słodowania oraz piwo.

Jądra ziaren zbożowych obrobione sposobem według wynalazku mogą być stosowane w przemyśle spożywczym i paszowym, na przykład, w młynarstwie i piekarnictwie. Korzystnie, stosuje się je w słodownictwie i browarnictwie, a zwłaszcza w produkcji słodu, do którego dodaje się bakterie kwasu mlekowego podczas procesu słodowania, np. na etapie moczenia lub kiełkowania. Wyroby z jąder ziarna zbożowego obrobionych sposobem według wynalazku nadają się zwłaszcza do warzenia piwa. Piwo wytwarza się głównie ze słodu, ale można w nim używać również zmienne ilości ziarna nie słodowanego.

Urządzenie stosowane do obróbki jąder ziarna zbożowego w celu zmniejszenia w nich zawartości pleśni pokazano na fig. 1. W jego skład wchodzi zespół transportowy 1, zespół 2 doprowadzający parę wodną oraz zespół 3 do chłodzenia powietrznego. Korzystnie, zespołem transportowym jest przenośnik bez końca, bardziej korzystnie przenośnik taśmowy z otworami umożliwiającymi przepływ pary wodnej i powietrza, przy czym czego otwory te muszą być tak małe, żeby jądra ziaren nie przechodziły przez nie. Odpowiednie wymiary otworów dla jęczmienia wynoszą, na przykład, 0,5 do 1 mm x 5 do 10 mm. Prędkość zespołu transportowego 1 jest, korzystnie, regulowana, w związku z czym w jego skład wchodzi zespół roboczy 6 do regulowania prędkości. Zespołu roboczego 6 nie opisano bardziej szczegółowo ponieważ każda osoba zajmująca się tą dziedziną techniki jest w stanie bardzo łatwo zaplanować go w różny sposób.

PL 194 906 B1

Zespół 2 doprowadzający parę wodną znajdujący się na przednim końcu zespołu transportowego, kierujący parę wodną ku jądrom ziaren przeznaczonych do obróbki zawiera, korzystnie, co najmniej jedną dyszę 4 pary wodnej, a bardziej korzystnie kilka dysz pary wodnej rozmieszczonych szeregowo tak, żeby kierowały parę wodną ku obrabianym jądrom ziaren. Najbardziej korzystnie, dysze parowe są rozmieszczone w taki sposób, żeby para wodna mogła być wtryskiwana ku obrabianym jądrom ziaren z różnych kierunków, np. z góry i z dołu tak, aby obróbka cieplna jąder ziaren mogła być w miarę możliwości równomierna. Można również rozważyć rozmieszczenie dysz doprowadzających parę wodną tylko nad przenośnikiem 7. Korzystnie, zespół 2 doprowadzający parę wodną jest przystosowany do pary pod zwiększonym ciśnieniem, które wynosi, korzystnie, 0,1 · 10 Pa do 2,5 · 10 Pa. Korzystnie jest ponadto, gdy zespół doprowadzający parę wodną zawiera urządzenie 8 do regulowania ciśnienia pary wodnej.

Zespół 3 do chłodzenia powietrznego na wylotowym końcu zespołu transportowego, który chłodzi obrobione za pomocą pary wodnej jądra ziaren, zawiera urządzenie do wdmuchiwania powietrza, które, korzystnie, zawiera co najmniej jedną dyszę 5, a bardziej korzystnie kilka dysz rozmieszczonych szeregowo tak, żeby kierowały powietrze ku obrabianym jądrom ziaren. Zespół do chłodzenia powietrznego jest specjalnie przystosowany do sprężonego powietrza i zawiera źródło 9 sprężonego powietrza.

Korzystnie, w skład urządzenia wchodzi ponadto rynna zasilająca 11 do przemieszczania jąder ziaren na taśmę przenośnika 7 oraz zespół wydalający 10 do odprowadzania obrobionych jąder ziaren. Korzystnie, w skład rynny zasilającej wchodzi ponadto urządzenie regulacyjne 12, którym może być, na przykład, tarcza regulująca grubość warstwy jąder ziaren, które mają być doprowadzone na taśmę. W skład zespołu wydalającego 10 wchodzi punkt zwrotny taśmy przenośnika, w którym jądra ziaren wpadają pod wpływem grawitacji do naczynia zbiorczego.

Urządzenie z fig. 1 można użyć do obróbki cieplnej jąder ziaren za pomocą pary wodnej. Jądra ziaren doprowadza się z rynny zasilającej 11 do urządzenia w celu utworzenia warstwy o grubości cm, która to warstwa jest następnie przemieszczana na taśmie przenośnika do obszaru obróbki za pomocą pary wodnej. Para wodna jest kierowana na taśmę przenośnika 7 z przewodów dyszowych nad i pod nią (2x6 przewodów dyszowych). Prędkość ruchu taśmy można regulować oraz można zmieniać liczbę używanych przewodów dyszowych. Temperaturę obróbki za pomocą pary wodnej oraz temperaturę ziaren przemieszczanych na taśmie można regulować za pomocą ciśnienia pary wodnej. Zalecany zakres temperatur pary wodnej wynosi 100 do 140°C, a korzystnie 110 do 130°C. Taśma przenośnika przemieszcza obrobione za pomocą pary wodnej jądra ziaren z obszaru obróbki za pomocą pary wodnej, gdzie powinny one pozostawać przez 0,5 do 30 sekund, a bardziej korzystnie do 15 sekund, do obszaru chłodzenia, gdzie jądra ziaren są chłodzone za pomocą sprężonego powietrza wdmuchiwanego na taśmę, po czym jądra ziaren są zbierane na drugim końcu taśmy przenośnika.

W urządzeniu z fig. 1, nasiona przemieszczają się podczas obróbki cieplnej w przybliżeniu w kierunku poziomym. Jednakże mogą one również być przemieszczane w kierunku pionowym wskutek działania siły grawitacyjnej. Urządzenie do obróbki nasion przemieszczających się pionowo podczas obróbki cieplnej pokazano na fig. 4. W skład takiego urządzenia wchodzi komora podająca 14 doprowadzająca jądra ziaren, pionowa rura 13 ze stożkiem regulacyjnym 16 do rozprowadzania jąder ziaren, oraz zespół 19 doprowadzający parę wodną do obróbki jąder ziaren za pomocą pary wodnej. Komora podająca 14 jest osadzona na szczycie pionowej rury 13, gdzie ma być przeprowadzana obróbka za pomocą pary wodnej. Korzystnie, komora podająca jest połączona z zespołem regulacyjnym 15 zasilania do regulowania prędkości podawanych nasion. Korzystnie, w skład stożka regulacyjnego 16 wchodzi zespół 17 do poruszania stożkiem, na przykład, śruba regulacyjna, która obraca stożek i przemieszcza go w kierunku pionowym. Zaleca się ponadto, żeby w skład rury wchodził zespół regulacyjny 18 przepływu do zwalniania prędkości ziaren. Zespół regulacyjny 18 przepływu ma korzystnie postać pierścieni. Zespół 19 doprowadzający parę wodną znajduje się pod stożkiem regulacyjnym 16 i mogą znajdować się w nim wloty połączone z zespołem 20 rozprowadzającym parę wodną, np. pierścieniami pary wodnej znajdującymi się wewnątrz rury 13 w pobliżu jego powierzchni wewnętrznej. Pierścienie parowe są rurami z otworami o średnicy około 1,5 mm przeznaczonymi do kierowania i rozprowadzania pary wodnej. Kierunek otworów zaznaczono na fig. 4 schematycznie. Można również stosować inne typy dysz rozprowadzających parę wodną.

W opisanym powyżej urządzeniu znajdują się, korzystnie, co najmniej dwa stożki regulacyjne 16 umieszczone jeden nad drugim, oraz kilka zespołów 19 doprowadzających parę wodną, usytuowaPL 194 906 B1 nych poniżej nich, zawierających kilka zespołów 20 rozprowadzających parę wodną w postaci pierścieni pary wodnej otaczających kołowo wewnętrzną powierzchnię rury z przeznaczeniem do wtryskiwania pary wodnej do rury 13. Rura 13 pary wodnej może być połączona z zespołem chłodzenia, np. rurą do chłodzenia nasion za pomocą powietrza, albo ze zbiornikiem wody, do którego spadają nasiona.

Urządzenie z fig. 4 nadaje się do obróbki cieplnej jąder ziaren zbożowych w celu zmniejszenia ilości tych jąder zanieczyszczonych pleśnią. W skład tego urządzenia wchodzi pionowa rura 13 pary wodnej stojąca na stojaku. Do urządzenia doprowadza się jęczmień za pośrednictwem komory podającej 14 a ilość doprowadzanego jęczmienia reguluje się za pomocą regulacyjnego zespołu 15 zasilania. Jęczmień płynie rurą pod wpływem grawitacji i strumienia pary wodnej. Prędkość poruszającego się jęczmienia jest spowalniana za pomocą dwóch stożków regulacyjnych 16 i trzech zespołów regulacyjnych 18 przepływu. Górny stożek regulacyjny jest połączony z rurą z zespołem 17 do poruszania stożkiem w postaci śruby. Górny stożek regulacyjny może obracać się i przemieszczać w kierunku pionowym. Grubość warstwy nasion zboża można regulować za pomocą szczeliny (0-2 cm) pomiędzy górnym stożkiem a górnym zespołem regulacyjnym przepływu. Para wodna jest doprowadzana do rury parowej (w taki sam sposób jak w urządzeniu z fig. 1) za pomocą zespołu 19 doprowadzającego parę wodną, w skład którego wchodzi zespół 20 rozprowadzający parę wodną. Nadmiar pary wodnej wypływa z obrobionymi nasionami zbożowymi. Czas obróbki w rurze parowej o długości 80 cm wynosi około 1 sekundy. Czas obróbki można przedłużyć wydłużając rurę parową o dodatkowe moduły. Wyniki obróbki cieplnej za pomocą urządzenia z fig. 4 były podobne do uzyskanych dla urządzenia z fig. 1.

Wynalazek zilustrowano na przytoczonych poniżej przykładach wykonania.

P r zykła d 1

Wpływ obróbki cieplnej na zawartość pleśni i zdolność do kiełkowania jęczmienia

Poddawano obróbce cieplnej jęczmień za pomocą urządzenia z fig. 1. W tabeli 1 przedstawiono wpływ temperatury pary wodnej, ciśnienia pary wodnej oraz temperatury obróbki i czasu obróbki na taśmie w funkcji procentowej zawartości jąder ziaren jęczmienia zanieczyszczonych pleśniami Fusarium oraz na zdolność jęczmienia do kiełkowania. Obróbka cieplna zmniejszyła procent jąder ziaren jęczmienia zanieczyszczonych pleśniami Fusarium bez osłabiania ich zdolności do kiełkowania. Wydaje się, że obróbka nawet poprawiła kilka parametrów kiełkowania.

T a b e l a 1.

Wpływ temperatury pary wodnej (ciśnienia) oraz temperatury obróbki i czasu obróbki na taśmie na zawartość pleśni i zdolność jęczmienia do kiełkowania

	BEZ OBRÓBKI	Z OBRÓBKĄ
Temperatura pary wodnej, °C		115	123
Ciśnienie pary wodnej, Pa		0,7-10⁵	1,2-105
Temperatura na taśmie, °C		75	78
Czas obróbki w sekundach		10	5
Procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	25	8	1
Wydajność kiełkowania, %	95	98	100
Energia kiełkowania (4 ml)	97	100	100
Energia kiełkowania (8 ml)	58	80	89

P r zykła d 2

Słodowanie obrobionego cieplnie jęczmienia o wadze 1 kg

Jęczmień Kustaa o zawartości białka 10,6% poddano procesowi słodowania partiami o wadze 1 kg w urządzeniu Seegera do testowania słodowania. Jęczmień przeznaczony do słodowania poddano obróbce trwającej pięć sekund w urządzeniu z fig. 1. Temperatury użytej pary wodnej wynosiły 115°C, 120°C i 125°C. Dla porównania użyto jęczmienia nie obrobionego. Połowę jęczmienia (pojemniki 1 do 4) poddano słodowaniu natychmiast po obróbce cieplnej, a połowę (pojemniki 5 do 8) po 24 godzinach składowania. Temperatura składowania wynosiła 15°C. Jęczmienie te moczono w następujący sposób: 8 godzin w wodzie o temperaturze 13°C, 16 godzin na sucho w temperaturze 15°C

PL 194 906 B1 i 8 godzin w wodzie o temperaturze 13°C. Jęczmienie te poddano kiełkowaniu przez jeden dzień w temperaturze 15°C, po czym wyregulowano wilgoć do 49%. Następnie jęczmienie te poddawano dalej kiełkowaniu przez 4 dni w temperaturze 14°C. Po kiełkowaniu rozpoczęto suszenie jęczmieni za pomocą powietrza o temperaturze 50°C i zakończono za pomocą powietrza o temperaturze 82°C.

W tabeli 2 przedstawiono wpływ obróbki cieplnej na jęczmień i wykonane z niego słody. Analizę słodu opisano, na przykład, w publikacji Analytica-EBC/European Brewery Convention, wydanej przez EBC Analysis Committee, Verlag Hans Carl, Getranke- Facherlag, Nurnberg, 1998. Obróbka cieplna zmniejszyła zawartość procentową jąder ziaren jęczmienia zanieczyszczonych pleśniami Fusarium oraz całkowitą ilość pleśni. W zakresie normalnych wahań, analiza słodu nie daje żadnych różnic.

T a b e l a 2. Słodowanie testowe

Numer pojemnika	1	2	3	4	5	6	7	8
Temperatura pary wodnej, °C	Bez obróbki	115	120	125	Bez obróbki	115	120	125
Ciśnienie pary wodnej, Pa	Bez obróbki	0,7-10⁵	1,0-105	1,3-105	Bez obróbki	0,7-105	1,0-105	1,3-105
Temperatura na taśmie, °C	Bez obróbki	75	78	79	Bez obróbki	75	78	79
Czas obróbki, s	Bez obróbki	5	5	5	Bez obróbki	5	5	5
Składowanie w 15°C	nie	nie	nie	nie	24 h	24 h	24 h	24 h

JĘCZMIEŃ

Wilgotność, %	13,6	14,4	13,9	14,6	13,6	14,4	14,6	14,9
Wydajność kiełkowania, %	99	98	100	99	99	98	100	99
Procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	39	26	14	11	31	16	12	11
Ilość kolonii pleśni na agarze dekstrozowym cfu/g dm	1,7E+03	5,8E+02	1,2E+02	0	1,7E+03	8,2E+02	4,7E+02	0

PROCES SŁODOWANIA

Wilgotność po1-szym moczeniu %	33,6	32,7	32,6	32,8	34,5	33,1	33,3	33,3
Wilgotność po moczeniu %	41,5	40,3	39,9	40,1	42,1	40,8	41,0	41,0
Ilość wykiełkowanych jąder ziaren 1 dzień/2 dni, %	96/99	97/98	96/99	98/98	97/96	97/99	96/97	97/97
Wilgotność słodu mokrego, %	48,5	49,1	48,4	48,8	47,8	48,9	48,7	47,9

ANALIZA SŁODU

Wilgotność słodu, %	3,7	3,6	3,6	3,8	3,9	3,9	3,8	3,9
Ekstrakt z mąki %/d.m.	79,7	79,8	79,7	79,9	80,1	80,3	80,4	80,3
Kolor brzeczki °EBC	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,2	2,5	2,2
pH brzeczki	5,96	5,96	5,95	5,96	5,96	5,96	5,96	5,96

PL 194 906 B1

Różnica % gruba mąka-ekstrakt	1,6	1,6	1,8	1,9	2,4	2,3	2,3	2,1
Kruchość, mąka %	86	84	83	84	83	83	83	83
Kruchość >2,2 mm %	0,8	1,0	1,6	2,0	2,4	2,4	1,6	2,4
Modyfikacja słodu, %	93	94	88	92	90	88	89	91
Jednorodność, %	74	77	71	76	74	73	68	71
Lepkość brzeczki, mPa.s	1,50	1,51	1,50	1,50	1,50	1,51	1,51	1,52
Beta glutan brzeczki, mg/l	166	190	193	165	213	187	207	179

Rozpuszczony azot, mg/100 g	562	569	563	565	572	561	585	547
Indeks Kolbacha, %	34	34	35	34	35	34	36	34
FAN, mg/l	128	130	127	130	135	135	135	121

Czas scukrzania, min	15	15	15	15	15	15	15	15
Alfa-amylaza DO/ g. d. m.	43	42	41	42	46	46	46	47
Moc diastatyczna WK/ 100 g d. m.	280	250	230	250	260	150	150	160

* Ilość kolonii pleśni na agarze dekstrozowym Sabouraud (Oxold) cfu/g dm; sposób ujawnia wszystkie pleśni (również Fusarium) oraz drożdże * cfu/g dm = jednostki formowania kolonii/gram substancji suchej

P r zykła d 3

Słodowanie obrobionego cieplnie jęczmienia o wadze 50 kg

Jęczmień Kustaa o zawartości białka 10,6% poddano procesowi słodowania partiami o wadze 50 kg w urządzeniu do słodowania. Jęczmień przeznaczony do słodowania poddano obróbce trwającej pięć sekund w urządzeniu z fig. 1. Temperatura użytej pary wodnej wynosiła 125°C. Dla porównania użyto jęczmienia nie obrobionego. Jęczmień poddano słodowaniu natychmiast po obróbce cieplnej. Jęczmienie te moczono w następujący sposób: 8 godzin w wodzie o temperaturze 13°C, 12 godzin na sucho w temperaturze 16°C i 4 godziny w wodzie o temperaturze 13°C, 12 godzin na sucho w temperaturze 16°C i 1 godzinę w wodzie o temperaturze 13°C. Jęczmienie te poddano kiełkowaniu przez jeden dzień w temperaturze 16°C, po czym wyregulowano wilgoć do 49%. Następnie jęczmienie te poddawano dalej kiełkowaniu przez 4 dni w temperaturze 14°C. Po kiełkowaniu rozpoczęto suszenie jęczmieni za pomocą powietrza o temperaturze 50°C i zakończono za pomocą powietrza o temperaturze 82°C.

W tabeli 3 przedstawiono wpływ obróbki cieplnej na jęczmień i wykonany z niego słód. Na fig. 2 pokazano wpływ obróbki cieplnej na zawartość procentową jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium na różnych etapach słodowania. Obróbka cieplna zmniejszyła zawartość procentową jęczmienia oraz jąder ziaren jęczmienia zanieczyszczonych pleśniami Fusarium. Obróbka cieplna zmniejszyła również zawartość procentową jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium w próbkach pobranych po moczeniu i kiełkowaniu. W zakresie normalnych wahań, analiza słodu nie daje żadnych różnic.

T a b e l a 3.

Wpływ obróbki cieplnej na jęczmień i wytworzony z niego słód

Temperatura pary wodnej, °C	Bez obróbki	125
Ciśnienie pary wodnej, Pa	Bez obróbki	1,3-10⁵
Temperatura na taśmie, °C	Bez obróbki	79
Czas obróbki, s	Bez obróbki	5

PL 194 906 B1

JĘCZMIEŃ

Wilgotność, %	13,1	13,1
Wydajność kiełkowania, %	99	99
Procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	29	3

PROCES SŁODOWANIA

Wilgotność po 1-szym moczeniu %	31,0	32,7
Wilgotność po moczeniu %	44,2	40,3
Ilość wykiełkowanych jąder ziaren 1 dzień/2 dni, %	96/98	96/100
Wilgotność słodu mokrego, %	47,2	48

ANALIZA SŁODU

Wilgotność słodu, %	4,3	4,0
Ekstrakt z mąki %/d.m.	80,7	80,3
Kolor brzeczki °EBC	2,5	2,8
pH brzeczki	6,02	6,00

Różnica % gruba mąka-ekstrakt	2,1	1,4
Kruchość, mąka %	88	89
Kruchość >2,2 mm %	1,8	1,2
Modyfikacja słodu, %	94	98
Jednorodność, %	78	84
Lepkość brzeczki, mPa.s	1,50	1,50
Beta glukan brzeczki, mg/l	144	92

Rozpuszczalny azot, mg/100 g	580	585
Indeks Kolbacha, %	36	35
FAN, mg/l	129	134

Czas scukrzania, min	15	15
Alfa-amylaza DU/ g. d. m.	49	47
Moc diastatyczna WK/ 100 g d. m.	290	290
Procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	85	41

P r z y k ł a d 4

Słodowanie w skali wagowej 1 kg po obróbce za pomocą ciepła i dodaniu substancji zaczynowej w postaci bakterii kwasu mlekowego

Jęczmień Kustaa o zawartości białka 10,6% poddano procesowi słodowania partiami o wadze 1 kg w urządzeniu Seegera do testowania słodowania. Jęczmień przeznaczony do słodowania poddano obróbce trwającej pięć sekund w urządzeniu z fig. 1. Temperatura użytej pary wodnej wynosiła

PL 194 906 B1

125°C. Dla porównania użyto jęczmienia nie obrobionego. Następnie badano wpływ dodania substancji zaczynowej w postaci bakterii kwasu mlekowego na słodowanie. Substancję zaczynową, Lactobacillus plantarum VTT-E-78076 wyhodowano na pożywce MRS (Oxoid) w temperaturze 30°C (hodowanie przeprowadzono według zgłoszenia patentowego WO 96/02141). Substancję zaczynową zawierającą komórki dodawano do pierwszej i drugiej wody do moczenia w ilości 120 ml/kg jęczmienia. Układ badania przedstawiono w tabeli 4. Jęczmienie te moczono w temperaturze 15°C w następujący sposób: 8 godzin w wodzie, 13 godzin na sucho, 3 godziny w wodzie, 11 godzin na sucho i 1 godzina w wodzie. Jęczmienie te poddano kiełkowaniu przez jeden dzień w temperaturze 16°C, po czym wyregulowano wilgoć do 49%. Następnie jęczmienie te poddawano dalej kiełkowaniu przez 4 dni w temperaturze 14°C. Po kiełkowaniu rozpoczęto suszenie jęczmieni za pomocą powietrza o temperaturze 50°C i zakończono za pomocą powietrza o temperaturze 82°C.

W tabeli 4 przedstawiono wpływ obróbki cieplnej na jęczmień i wykonany z niego słód. Na fig. 3 pokazano wpływ obróbki cieplnej na zawartość procentową jąder ziarn zanieczyszczonych pleśniami Fusarium na różnych etapach słodowania. Obróbka cieplna zmniejszyła zawartość procentową jęczmienia oraz jąder ziaren jęczmienia zanieczyszczonych pleśniami Fusarium. Obróbka cieplna zmniejszyła również procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium w próbkach pobranych po moczeniu i kiełkowaniu. Obróbka z udziałem substancji zaczynowej w połączeniu z obróbką cieplną dodatkowo zmniejszyła procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium. W zakresie normalnych wahań, analiza słodu nie daje żadnych różnic.

T a b e l a 4.

Słodowanie testowe

Numer pojemnika	1	2	3	4
Temperatura pary wodnej, °C	Bez obróbki	Bez obróbki	125	125
Ciśnienie pary wodnej, Pa	Bez obróbki	Bez obróbki	1,3-10⁵	1,3-105
Temperatura na taśmie, °C	Bez obróbki	Bez obróbki	79	79
Czas obróbki, s	Bez obróbki	Bez obróbki	5	5
Dodawanie substancji zaczynowej	Bez obróbki	Substancja zaczynowa	Bez obróbki	Substancja zaczynowa

JĘCZMIEŃ

Wilgotność, %	13,2	13,2	16	16
Wydajność kiełkowania, %	98	98	98	98
Procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	16	16	0	0

PROCES SŁODOWANIA

Wilgotność po 1-szym moczeniu %	35,9	35,8	34,7	34,8
Wilgotność po moczeniu %	44,6	43,3	42,6	41,7
Ilość wykiełkowanych jąder ziaren 1 dzień/2 dni, %	99/98	94/97	96/98	90/95
Wilgotność słodu mokrego, %	44,5	45,0	46,7	46,7

ANALIZA SŁODU

Wilgotność słodu, %	3,8	3,7	3,7	3,8
Ekstrakt z mąki %/d.m.	79,8	80,3	80,1	79,9
Kolor brzeczki °EBC	2,8	2,8	2,8	2,8
pH brzeczki	6,12	6,05	6,1	6,02

PL 194 906 B1

Różnica % gruba mąka-ekstrakt	3,2	3	1,7	1,8
Kruchość, mąka %	80	82	87	86
Kruchość >2,2 mm %	4	2,8	1	1,6
Lepkość brzeczki, mPa.s	1,51	1,46	1,53	1,53
Beta glukan brzeczki, mg/l	183	127	107	118

Rozpuszczony azot, mg/100 g	584	616	605	583
Indeks Kolbacha, %	35	37	36	36
FAN, mg/l	117	131	119	119

Czas scukrzania, min	15	15	15	15
Alfa-amylaza DU/ g. d. m.	41	43	37	36
Moc diastatyczna WK/ 100 g d. m.	220	260	230	230
Procent jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	46	29	2	0

P r zykła d 5

Wpływ różnych sposobów obróbki cieplnej na zawartość pleśni i zdolność jęczmienia do kiełkowania

W badaniach używano ten sam jęczmień Kustaa co powyżej. 50 g jęczmienia moczono w 5 litrach ciepłej wody, po czym jęczmień chłodzono w wodzie o temperaturze 10°C (8 l) przez 20 sekund. 25 g jęczmienia ogrzano w kuchence mikrofalowej i pozostawiono do ostudzenia do temperatury pokojowej. Układ badania pokazano w tabeli 5. Zanurzanie jęczmienia w ciepłej wodzie zmniejszyło procentową ilość jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium, natomiast jego zdolność do kiełkowania pozostała dobra. Obróbka w kuchence mikrofalowej zmniejszyła również zanieczyszczenie Fusarium. Dłuższy czas obróbki w kuchence mikrofalowej zmniejszył również zdolność do kiełkowania.

T a b e l a 5.

Wpływ różnych sposobów obróbki cieplnej na procentową zawartość jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium.

Definicja	Nie obrobione	Zanurzanie w wodzie na jedną sekundę	Kuchenka mikrofalowa (800 W)
Temperatura °C	Czas, s
60	70	75	80	90	10	20
Procentowa zawartość jąder ziaren zanieczyszczonych Fusarium	20	21	15	6	3	2	13	3
Energia kiełkowania (4 ml)	100	79	97	100	95	99	99	8
Energia kiełkowania (8 ml)	93	73	70	67	84	88	70	1

P r zykła d 6

Obrabiano w sposób ujawniony w przykładzie 1 jęczmień Dormant silnie zanieczyszczony pleśniami Fusarium. Analizowano wpływ temperatury pary wodnej (ciśnienia) oraz temperatury obróbki i czasu obróbki na taśmie pod względem zawartości pleśni i zdolności do kiełkowania jęczmienia. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli 6. Podczas obróbki można było wyeliminować pleśnie Fusarium bez negatywnego wpływu na parametry dotyczące zdolności do kiełkowania.

PL 194 906 B1

T a b e l a 6.

Obróbka jęczmienia dormant silnie zanieczyszczonego Fusarium

	BEZ OBRÓBKI	Z OBRÓBKĄ
Temperatura pary wodnej, °C		125
Ciśnienie pary wodnej, Pa		1,3-10⁵
Temperatura na taśmie, °C		79
Czas obróbki w sekundach		5
Procent jąder ziarn zanieczyszczonych pleśniami Fusarium	90	0
Wydajność kiełkowania, %	97	97
Energia kiełkowania (4 ml)	17	8
Energia kiełkowania (8 ml)	5	5

Każda osoba znająca te zagadnienia natychmiast zorientuje się, że podstawową koncepcję wynalazku można wdrożyć na różne sposoby. Zatem wynalazek oraz jego przykłady realizacji nie są ograniczone do powyższych przykładów, ale mogą zmieniać się w zakresie określonym w zastrzeżeniach.

P r zykła d 7

Przeprowadzono proces słodowania partiami po 1 kg jęczmienia Kymppi silnie zanieczyszczonego pleśniami Fusarium. Jęczmień ten obrobiono w urządzeniu pokazanym na fig. 1 w taki sam sposób jak w przykładzie 4. Wyznaczano wpływ obróbki cieplnej na zawartość pleśni i skłonność piwa do burzenia się.

Część jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Fusarium hodowano na pożywce agarowej Czapek Iprodion Dicloral (agar CZID, Difco) specyficznej dla pleśni Fusarium, według sposobu opisanego przez Abildgren i innych (Lett. Appl. Microbiol. 5 (1987) 83-86).

Część jąder ziaren zanieczyszczonych pleśniami Aspergillus i Penicillium (grzyby magazynowe) hodowano na pożywce agarowej Malt Salt (MSA, Difco) specyficznej dla pleśni Aspergillus i Penicillium, według sposobu opisanego w EBC, Analytica Microbiologica, Część 2, 1991.

Część jąder ziaren zanieczyszczonych grzybami polnymi (na przykład Alternaria, Cephalosporium, Cladosporium, Epicoccum, Stemphylium) hodowano na mokrym papierze filtracyjnym według sposobu opisanego w EBC, Analytica Microbiologica, Część 2, 1991.

Analizowano skłonność do burzenia się według sposobu opisanego przez Vaaga i innych (Eur. Brew. Conv. ^Proc. ²⁴‘^{y K}on^gr^ ^os^|o ^{1993, 155}-¹⁶²).

Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli 7. Wpływ obróbki cieplnej na pleśnie Fusarium w jęczmieniu, jęczmieniu po moczeniu, jęczmieniu po kiełkowaniu i w wysuszonym słodzie były podobne do wyników pokazanych wcześniej. Ponadto nastąpiło zmniejszenie udziału jąder ziaren jęczmienia zanieczyszczonych pleśniami Aspergillus i Penicillium (grzyby magazynowe) i grzybami polnymi bez pogorszenia zdolności do kiełkowania. W słodzie wytworzonym z obrobionego jęczmienia skłonność do burzenia się zmniejszono do zera. Skłonność do burzenia się w słodzie wytworzonym z jęczmienia nie obrobionego była duża (128 g).

T a b e l a 7.

Słodowanie jęczmienia Kymppi silnie zanieczyszczonego pleśniami Fusarium

	BEZ OBRÓBKI	OBRÓBKA CIEPLNA
Temperatura pary wodnej, °C		125
Ciśnienie pary wodnej, Pa		1,3-105
Temperatura na taśmie, °C		79
Czas obróbki, s		5

PL 194 906 B1

ANALIZA JĘCZMIENIA

Wilgotność, %	13,0	16,1
Wydajność kiełkowania (H2O2), %	98	98
Energia kiełkowania 4 ml %	17	30
Wrażliwość na wodę 8 ml %	4	7
Sortowanie, mm	> 2,2	> 2,2 mm
Procent pleśni (zanieczyszczone jądra ziaren)
Fusarium %	91	2
Aspergillus	3	0
Penicillium	0	0
Alternaria	4	3
Cephalosporium	9	1
Cladosporium	5	0
Epicoccum	22	5
Stemphylium	3	0

PROCES SŁODOWANIA

Wilgotność po 1-szym moczeniu %	35,3	35,6
Wilgotność po moczeniu %	46,9	46,3
Fusarium po moczeniu % (zanieczyszczone jądra ziaren)	100	33
Kiełkowanie w ciągu 2/4 dni, %	90/99	94/99
Wilgotność słodu mokrego, %	45,9	46,5
Fusarium po kiełkowaniu % (zanieczyszczone jądra ziaren)	100	88

ANALIZA SŁODU

Wilgotność, %	4,3	3,8
Ekstrakt z mąki %/d.m.	81,0	79,8
Kolor brzeczki °EBC	2,8	2,8
pH brzeczki	6,05	6,12

Kruchość, (mąka) %	72	78
Kruchość, >2,2 mm %	14,6	8,2
Kruchość, całe jądra %	8,6	1,8
Lepkość brzeczki, cP	1,54	1,68
Czas filtrowania drobnych cząstek, min	40	35
Beta-glukany brzeczki, mg/l	571	521

PL 194 906 B1

Rozpuszczalny azot, mg/100 g	581	521
Indeks Kolbacha, %	37	34
FAN, mg/l	127	106

Czas scukrzania, min	15	15
Burzenie się surowca g	128	0
Fusarium % (zanieczyszczone jądra ziaren)	99	95

P r zykła d 8

Przeprowadzano proces słodowania w partiach po 1 kg jęczmienia robust silnie zanieczyszczonego toksyną DON. Jęczmień ten obrabiano w urządzeniu pokazanym na fig. 1 i w taki sam sposób, jak w przykładzie 4. Wyznaczano toksyny Fusarium (trichoteceny) takie jak deoksynivalenol (DON) i 3-acetylodeoksynivalenol (3-ADON) jako pochodne trimetylosilyloeteru za pomocą chromatografu gazowego wyposażonego w selektywny detektor masy (GC-MSD). Oddzielano zearalenon i ochratoksynę A i wyliczano ich zawartość liczbową za pomocą HPLC z odwróconą fazą wyposażonego w detektor fluoroscencyjny. Zawartość pleśni wyznaczano podobnie jak w przykładzie 7. Uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 8.

Wpływ obróbki cieplnej na zawartość pleśni Fusarium w jęczmieniu, jęczmieniu po moczeniu i słodzie suszonym była podobna do wyników pokazanych wcześniej. We wszystkich przypadkach zdolność do kiełkowania była dobra. Ponadto zmniejszył się udział jąder ziaren zanieczyszczonych pleśnią Aspergilllus w słodzie sporządzonym z obrobionego cieplnie jęczmienia numer 1. Skłonność do burzenia się zmniejszyła się do 1 g w słodzie sporządzonym z obrobionego cieplnie jęczmienia numer 2. Skłonność nie obrobionego słodu do burzenia się wynosiła 26 g. Nieoczekiwanie, w wyniku obróbki cieplnej uzyskano znaczne zmniejszenie zawartości mykotoksyn (7-50%) w jęczmieniu i słodzie.

P r zykła d 9

Badano przechowywanie obrobionego cieplnie i wysuszonego jęczmienia Kustaa. Jęczmień obrabiano za pomocą urządzenia pokazanego na fig. 1 w taki sam sposób jak w przykładzie 4. Po obróbce cieplnej zawartość wilgoci w jęczmieniu wynosiła 14,3%. Jęczmień ten suszono przez 3 godziny w temperaturze 45°C w testowym urządzeniu słodowym (Seeger). Po suszeniu zawartość wilgoci w jęczmieniu wynosiła 7,9%. Jęczmień był magazynowany w zamkniętych pojemnikach w temperaturach 5°C i 23°C. W okresie 4 miesięcy określano energię kiełkowania (4 i 8 ml), wydajność kiełkowania i zanieczyszczenie grzybami Fusarium i grzybami magazynowymi. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli 9. Nie można wykryć żadnego wzrostu pleśni Fusarium ani grzybów magazynowych. Również kiełkowanie jęczmienia pozostawało bez zmian w obu temperaturach w tym okresie 4 miesięcy.

T a b e l a 8.

Słodowanie jęczmienia Robust silnie zanieczyszczonego toksyną DON

Numer komory	1	2	3	4
Numer jęczmienia	1	1	2	2
Temperatura pary wodnej, °C	Bez obróbki	125	Bez obróbki	125
Ciśnienie pary wodnej, Pa	Bez obróbki	1,3-10⁵	Bez obróbki	1,3-105
Temperatura na taśmie, °C	Bez obróbki	79	Bez obróbki	79
Czas obróbki, s	Bez obróbki	5	Bez obróbki	5

PL 194 906 B1

ANALIZA JĘCZMIENIA

Wilgotność, %	11,2	13,9	11,5	14,4
Wydajność kiełkowania (H2O2), %	99	99	99	99
Energia kiełkowania 4 ml %	93	89	87	89
Wrażliwość na wodę 8 ml %	59	78	67	72
Sortowanie, mm	> 2,2	> 2,2 mm	> 2,2	> 2,2
Fusarium % (zanieczyszczone jądra ziaren)	82	12	83	5
Toksyna DON mg/kg przed słodowaniem	4223	3475	13540	12209

PROCES SŁODOWANIA

Wilgotność po 1-szym moczeniu %	31,3	31,6	31,2	31,7
Wilgotność po moczeniu %	44,4	43,8	44,1	43,9
Fusarium po moczeniu % (zanieczyszczone jądra ziaren)	95	10	94	12
Kiełkowanie w ciągu 2 dni, %	98	97	97	97
Wilgotność słodu mokrego, %	44,5	45,1	45,1	45,2

ANALIZA SŁODU

Wilgotność, %	3,6	3,7	3,6	3,5
Ekstrakt z mąki %/d.m.	78,8	79,3	79,6	79,4
Kolor brzeczki °EBC	4,4	4,1	4,7	4,4
pH brzeczki	5,97	5,99	5,96	5,95

Lepkość brzeczki, cP	1,42	1,44	1,43	1,48
Czas filtrowania drobnych cząstek, min	30	30	30	40
Beta-glukany brzeczki, mg/l	54	46	83	127

Rozpuszczony azot, mg/100 g	979	984	987	951
Indeks Kolbacha, %	47	48	48	47
FAN, mg/l	228	229	239	222

Czas scukrzania, min	15	15	15	15
alfa amylaza DU/ g dm	52	50	47	49
Moc diastatyczna WK/ 100 g dm	560	540	500	500
Burzenie się piwa, g	0	0	26	1
Fusarium % (zanieczyszczone jądra ziaren)	100	52	100	60
Aspergilus % (zanieczyszczone jądra ziaren)	51	8	0	0
Toksyna DON mg/kg	811	410	2344	2178
Toksyna 3-A DON mg/kg	77	<50	128	<50
Zearalenon mg/kg	118	11,1	156,1	50,3

PL 194 906 B1

T ab ela 9

Magazynowanie obrobionego cieplnie i wysuszonego jęczmienia Kustaa

Magazynowanie jęczmienia w temperaturze 23°C

Czas magazynowania	Energia kiełkowania (4 ml) %	Energia kiełkowania (8 ml) %	Wydajność kiełkowania (H2O2) %	Pleśń Fusarium zanieczyszczone jądra ziaren %	Jądra ziaren zanieczyszczone grzybami magazynowymi %
przed obróbką	85		99	40	0
po obróbce	81		99	0	0
1 tydzień	93		95	0	0
2 tygodnie	94	47	99	0	0
1 miesiąc	89	50	97	0	0
2 miesiące	89	65	99	0	0
3 miesiące	91	62	97	0	0
4 miesiące	88	68	96	0	0

Magazynowanie jęczmienia w temperaturze 5°C

Czas magazynowania	Energia kiełkowania (4 ml) %	Energia kiełkowania (8 ml) %	Wydajność kiełkowania (H2O2) %	Pleśń Fusarium zanieczyszczone jądra ziaren %	Jądra ziaren zanieczyszczone grzybami magazynowymi %
przed obróbką	85		99	40	0
po obróbce	81		99	0	0
1 tydzień	90		93	0	0
2 tygodnie	91	47	98	0	0
1 miesiąc	90	40	97	0	0
2 miesiące	89	47	99	0	0
3 miesiące	94	40	97	0	0
4 miesiące	95	48	96	0	0

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Sppoóbcieelnejooróbbij ąderziaren zZbóowyyCw cciu zmniejszzniaw nicC zzwartoócipleśni przy zachowaniu ich zdolności do kiełkowania, znamienny tym, oe działa się na jądra ziaren zbożowych ciepłem, przy czym podnosi się temperaturę jąder ziaren do temperatury 60°C do 100°C na okres 0,5 do 30 sekund.

2. SppsóbwyeługzzstrZi 1, z namiennytym. żo stossjesięddzmniejsóznia zzwyWościplenci Fusarium.

3. SppsóbwyeługzzstrZi 1, znamienaytynΊ. żo stossjesiędezmniejsózniazzwyWościmnkotoksyn.

4. SppsóbwyeługzzstrZi 1 albb2, albb3,znanΊienaytynΊ. żo ooraaiasięj ądda ziaren które mają być kiełkowane.

PL 194 906 B1

5. Sposób wedługzastrz. 3, z namienny tym, że obrabiasięjęczmień przeznaczonydo słodowania.

6. Sponóbwedługznstrz. 1albo2, albo3, albo5,znamienyytym, że odróbkęciezlnywekonag jz óij aa o-mszą oazy wsOnzj.

7. Sposób według zmórz. 6, znamienny tym, że podnani się Sempozatura obrabiaaycZ jęąez aiaazn Os 70°C Os 90°C na zaaó sO 1 Os 15 ódOrnO.