DE2459049A1

DE2459049A1 - Verfahren zum einweichen von getreide

Info

Publication number: DE2459049A1
Application number: DE19742459049
Authority: DE
Inventors: Balana Ramon Cairo; Caixes Antonio Monserrat
Original assignee: Unilever Bestfoods North America
Current assignee: Unilever Bestfoods North America
Priority date: 1973-12-14
Filing date: 1974-12-13
Publication date: 1975-11-20
Also published as: FR2254641A1; NL7416230A; BE823302A; IT1027679B; DE2459049C3; GB1489909A; US4086135A; YU328574A; ZA747981B; SU567414A3; AU7648774A; FR2254641B1; TR18584A; AR204552A1; ES421472A1; JPS517136A; CA1038782A; DE2459049B2

Description

DR. MOLLER-BORß DJPL.-ING. GROENlNG DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-CHEM. DR. SCHC⁵N Df³L -PHYS. HERTEL

München, den 1 3. DEZ. 1974 D/th - C 2875

CPC INTEHNATIOHAL HJC.

International Plaza

Englewood Cliffs, New Jersey 07632

U.S.A.

Verfahren zum Einweichen von Getreide

Die Erfindung "betrifft eine Verbesserung "bei der Naßmahlung zur Trennung und Gewinnung der verschiedenen Bestandteile aus Getreidekörnern, vor allem Stärke,Gluten und öl. Die zwei Getreidesorten, die am häufigsten durch Naßvermahlung verarbeitet werden, sind Hais und fiilo, das auch als Sorghumkorn bekannt ist (.wissenschaftlicher Name Sorghum vulgäre, Familie Gramineae). Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung in der Einweichstufe des Naßmahlprozesses, wodurch die Einweichstufe beträchtlich kurzer wird als bei herkömmlichen Verfahren.

Die Naßmahlung ist ein alter und wohlbekannter industrieller Prozeß, der in der Literatur ausführlich beschrieben ist. Für ausführliche Informationen über den Prozeß kann beispielsweise auf die folgenden zwei Publikationen verwiesen werden:

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Dr. Müller-Bor$ Dlpl.-fng. Groonlng - Dr. Deufel - Dr. Schön - DIpl.-Phya. Herlei

33 Braunschwelg, Am Bürgerpark8 8 Mymrnn Mi nahail ltudi QImBu¹I

Telefon (0531) 7 38 87 Telefon (089) 29 36 45. Telex 5-22050 mbpat, Kabel: Mueboprt Mönchen Bank: Zentralkasse Bayer. Volksbanken München, Kto.-Nr. 9322 - Postscheck: München 954 95 - 602

"²~ 2459043

1. Das Kapitel "Stärke" von Stanley M. Parmerter, in

Band 18 von Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical '!technology,

2. Aufl., Interscience Publishers, eine Abteilung von John Wiley & Sons, Inc., Wew York, London, Sidney, Toronto (.1969) und

2. das Kapitel "Herstellung von Mais- und MiIo-Stärken" von Stanley A. Watson, in "Starch: Chemistry and Technology¹,¹, Band 2, Industrial Aspects, herausgegeben von Roy L. Whistler und Eugene S. Paschall, Academic Press, £Jew York und London Q1967).

Bei der Herstellung von Stärke durch Naßvermahlung wird das Korn, nach vorhergehender Reinigung zur Entfernung von Fremdmaterial, fast immer für eine Zeitspanne von etwa 36 bis 60 Stunden Cam häufigsten 40 bis 50 Stunden) in warmem angesäuertem Wasser bei etwa 50 C eingeweicht, das eine Schwefeldioxidkonzentration von etwa 0,15 %> aufweist. Kenngrößen, die eine positive Wirkung auf das Einweichen des Getreides haben, sind die folgenden: Die Konzentration an Schwefeldioxid, die Einweichtemperatur und die Einweichzeit. Mit zunehmendem Zerfall des Proteinnetzwerkes wird das Endosperm erweicht und das Eindringen von Wasser in das Korn erreicht. Es ist bekannt, daß während dejs Einweichprozesses das Proteinnetzwerjc quillt und dazu neigt, eine große Anzahl von gequollenen Kugelchen von hydratisierten Proteinen zu bilden.

Da die Bedingungen während des Einweichens (.Temperatur, pH und lösliche Kohlenhydrate) günstig für die Entwicklung von Milchsäurebakterien sind, wachsen diese sehr rasch und absorbieren und beseitigen andere Mikroorganismen. Die Meinung, daß die gebildete Milchsäure den Proteinabbau beeinflußt, hat sich als falsch erwiesen. Auch die Zugabe von Säuren,

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einschließlich von Milchsäure, ergab keine verbesserte Einweichung im Vergleich zu destilliertem Wasser.

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Einweichverfahrens und insbesondere die Verminderung der Einweichzeit durch Zugabe von Lactobacillus während der Einweichphase. Es wurde gefunden, daß die Einweichzeit vermindert werden kann, wenn ■ zu Beginn oder nahe am Beginn des Einweichprozesses das Einweichwasser mit einer Kultur von Lactobacillus beimpft wird. Es hat sich erwiesen, daß die Einweichzeit von etwa 40 bis 60 Stunden auf etwa 25 Stunden verringert werden kann.

.Das Verfahren zur Verminderung der Einweichzeit' kann im Prinzip durch jede Art von Lactobacillus erreicht werden. Lactobacilli Delbrückii und Leichmanii haben sich insbesondere als sehr wirksam erwiesen.

Es wurde gezeigt, daß das Einweichverfahren unterbrochen werden kann, sobald der fiilchsäuregehalt des Einweichwassers mindestens etwa 20 % beträgt. ,

Die Konzentration an Schwefeldioxid kann vermindert werden . und weiterhin ist es.möglich, eine tiefere Einweichtemperatur anzuwenden. Es wurde nachgewiesen, daß der SOp-GeHaIt zu Beginn des Einweichprozesses auf maximal etwa 0,1 % vermindert werden kann. Weiterhin wurde nachgewiesen, daß die Temperatur während des Einweichens auf ein Maximum von etwa 4-5 ⁰C vermindert werden kann.

Weiter wurde durch Lang Zeitbeobachtung nachgewiesen, daß durch das neue Verfahren die Qualität der Stärke mindestens gleich oder sogar besser ist, insbesondere im Hinblick auf Reinheit

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und Viskosität. Es wurde auch, gefunden, daß die Ausbeute wenigstens gleich gut ist.

In der Praxis wird das Verfahren derart durchgeführt, daß das Einweichwasser einen hohen Prozentsatz an Trockensubstanz enthält. Daher werden die Einweichtanks in Reihen von 6 bis 13 Tanks (Einweichbottichen) angeordnet. Der Fluß des Wassers wird im Gegenstrom zum Fluß des Korns gehalten. Dies führt zu einem Einweichwasser Cdas auch leichtes Quellwasser genannt wird) von 5 bis 7 °/° Trockensubstanz oder etwa 63 g pro Liter oder etwa 4- ° Baume. Dieses leichte Quellwasser wird weiter auf etwa 50 °/° konzentriert.

Die beigefügte Zeichnung 1 zeigt ein praktisches Beispiel mit einer Batterie von 11 Einweichbottichen. Das zum Einweichen verwendete Wasser wird mit einer Lactobacilluskultur beimpft, die gemäß dem beschriebenen Verfahren hergestellt ist, welches ir der beigefügten Zeichnung 2 im einzelnen gezeigt ist.

Die Zeichnung 1 zeigt, daß die Beimpfung im gleichen Einweichtank erfolgt, welchem das frische SOg-Wasser zugeführt wird, d. h. ganz zu Beginn des Einweichprozesses. Es sei jedoch bemerkt, daß die Impfung auch irgendwo in der Nähe des Beginns des Prozesses erfolgen kann, und nicht notwendigerweise ganz zu Beginn mit der Einführung des frischen SOp-Wassers in das System erfolgen muß. Auch dies führt zu einer wirksamen Verbesserung des Ergebnisses.

Um die verschiedenen Kulturen zu erzeugen, werden verschiedene Kulturbrühen benutzt. Diese sind in der .Tabelle 3 gezeigt.

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Das Korn wird 23 bis 26 Stunden bei 4-5⁰C eingeweicht. Höhere Temperaturen sind bei einigen Lactobacillusstammen möglich, jedoch in diesem Fall Temperaturen im Bereich von 4-5 bis 5O⁰C. Während dieser Stufe liegt die anfängliche Schwefeldioxidkonzentration im Bereich von 0,075% bis 0*1%.

Für jede Tonne Mais werden 1,4- bis 1,8 nr Schwefeldioxid-

7.

wasser zugesetzt, und 0,7 bis 0,9 m an leichtem Quellwasser werden zum System abgezogen.

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b -

Tabelle 1 Anzahl der Weichungen

ingesamt 14- ■ benutzt 11

Mahlung: 550 t/Mais/Tag Menge: 68 t/Mais Zext: 25 Stunden Abzug an leichtem Quellwasser:

VOO - 900 l/t Mais

leichtes
Quell- ,
wasser 75m

bzug von

leichtem Quellwas-

Maisfüllung

Maismahlung 4

Lactobacilluskultur

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Tabelle

Lactobacillus

Originalkultur:

rein, gefriergetrocknet

(Universität Salamanca)

Originalkultur

(Agar)
20 ml

Originalkultur

Inkubation: 20 Std. bei 37°C Lagerung: 20 Tage bei 10⁰C

erste Kultur 20 ml

Erste Kultur

Inkubation: 20 Std. bei 37°C Lagerung: 1 Woche bei 10⁰C Beimpfung mit Originalkultur/20 m~

zweite Kultur 300 ml

Zweite Kultur

Inkubation: 20 Std. bei 37°C Lagerung: 1 Woche bei 10⁰C Beimpfung mit 30 ml der 1. Kultur pro 300 ml

dritte Kultur - 40 1

Dritte Kultur

Inkubation: 24 Std. bei 40-45⁰C Lagerung: 24 Std. bei 10⁰C Beimpfung mit 40 ml der 2. Kultur pro 40 Liter

Zum Einweichen 40 1 für 68 t Mais

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Tabelle

Bestandteile II

III

Agar
Pepton

Fleischextrakt
Hefeextrakt
Dextrose
Tween 80

Dikaliumpho spliat Diammoniumz itrat Magnesiumsulfat. Magnesiumsulfat. Ammoniumcarbonat Calciumcarbonat
Mangan su1fat
Wasser auf 16 g
10 g
10 g
10 g
20 g

1 ml

2 g
2 g
0,2 g
0,05 S
2 g

15 g

15 g
20 g

1 ml

2 g
2 g
0,2 g 0,05 g 2 g

11 11 4 ( destilliertK destilliert;

600 g

600 g 2000 g

2 g 6 g 8 g

808 g 1000 g 4 g 40 1

I Originalkultur (Medium-Brühe;

II erste und zweite Kultur (Medium-Brühe;

III dritte Kultur (Medium-Brühe;

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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel,1 .

Dieses Beispiel zeigt.eine Einweichung, die unter den vorher "beschriebenen Bedingungen durchgeführt wurde, sowie dem Effekt· des neuen Verfahrens auf die Endprodukte.

Eine Kornnaßmühle mit einer täglichen Zählkapazität von 550 Tonnen handelsüblichem Hais ist mit 11 Einweichbottichen von Jeweils 68 Tonnen handelsüblichem Mais ausgestattet. Jede Einweichung wird in etwa 3 Stunden vermählen.

1. Einer der 11 Einweichbottiche wird mit 68 Tonnen handelsüblichem Mais von 14,8 7o Feuchtigkeit gefüllt, i'ür diesen Versuch wurde ü-elbmais (Xellow com) Nr. 3 verwendet.

2. 40 1 piner Kultur von Lactobacillus Delbrückii (Universität Salamanca,) werden bei dieser Einweichung zugesetzt.

3. Die Kontaktzeit der Kultur von Lactobacillus Delbrückii mit dem eingeweichten Hais beträgt etwa 38 Stunden.

4. Dieser Arbeitsgang wird zehnmal wiederholt, so daß am Ende keine Störung des bisherigen "normalen" Quellprozesses stattfand, wo keine L sctobacillus-Zugabe erfolgte.

5. Die allgemeinen Bedingungen während des Einweichens waren

wie folgt:

Zeit (Stunden; Temperatur (⁰C)

Lactobacillus-Zugabe

neues^Verfahren normal 40 40 49 51

0,15 0,15 ja nein

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6. Das leichte Quellwasser hatte die folgenden Analysenwerte:

neues_Verfahren. normales_Verfahren Baume C °) 3,6 3,6

₂ {%) 0,0144 0,0144

Kilchsäure -(% Trockenbasis) 22 18

reduzierende Zucker

O Trockenbasis; 1,7 6,5

Die Zugabe von Lactobacillus Delbrückii hatte somit eine 'positive Wirkung auf das Einweichen durch .Erhöhung des endgültigen ililchsäuregehaltes. Es erfolgt eine parallele Abnahme an reduzierenden Zuckern.

Beispiel 2

Das zweite Beispiel zeigt die Verminderung der Einweichzeit. Die Bedingungen waren wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch wurde die Einweichzeit auf 30 Stunden verringert. Die allgemeinen Bedingungen während des Einweichens waren wie folgt:

Zeit CStunden) 30 40

Temperatur (⁰C) . 49 49

(%) 0,0150 0,0144

Das leichte Quellwasser hatte die folgenden Analysenwerte:

neues Verfahren normales "Verfahren

Baume ( °) S0₂(%)

Milchsäure {% Trockenbasis) reduzierende Zucker

C% Trockenbasis) 1,9 6,5

4,0	3,6
0,0150	0,0144
21,8	18

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Es ist somit nachgewiesen, daß es durch. Zugabe von L. Delbrückii-XuItüren auch möglich ist, die Einweichzeit zu verringern. Diese Verringerung beeinträchtigte den Endgehalt an Milchsäure nicht im Vergleich zu einer 40 stündigen Einweichung. . Es ergibt sich hier eine Ausbeute von gut 22% Milchsäure.

Beispiel 3

Im Hinblick auf die Ergebnisse der Beispiele 1 und 2 sollte mit einer anderen Art von Lactobacillus gearbeitet werden, der unter der Bezeichnung Lactobacillus Leichmanii (£Ir. 287, zur Verfügung gestellt von der Universität Salamanca) bekannt ist. Alle Bedingungen für die Erzeugung der Kultur und das Einweichen blieben die gleichen wie vorher beschrieben. Laboratoriumsversuche hatten jedoch gezeigt, daß eine Verminderung der Einweichzeit auf 24 Stunden bei einer Verringerung des SOp-Gehaltes auf 0,05 bis 0,1 % und der Temperatur auf 45 °C möglich sein sollte. Parallel zu diesem "Versuch wurden 10 Eimifeichungen durchgeführt, wo auch die Zeit auf 24 Stunden verringert wurde, jedoch weder der SO₂-GeIIaIt verringert noch die Lactobacillus-Leichmanii-Kultur zugegeben wurde. Diese 10 Quellungen sind mit "Kontrolle" bezeichnet.

neues Kontrolle normales Verfahren Verfahren

24	24	40
45	50	51
0,09	0,15	0,15

Zeit (Stunden) Temperatur (⁰C) so₂(%)

Das leichte Quellwasser hätte die folgenden Analysenwerte:

Baume ( °) SO₂ (%) Milchsäure (% Trockenbasis) reduzierende- Zucker

5,6.	4,2 .	5,6
0,013	0,015 .	0,0154
25,5	14	18
5,4	11,5 '	6,5

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Es ist ersichtlich und dieses Beispiel bestätigt, daß die Beimpfung mit einer Kultur von Lactobacillus Leichmanii den endgültigen Milchsäuregehalt im leichten Quellwasser erhöht und daß diese höhere Ausbeute in einer kürzeren Zeit erreicht wird.

Beispiel 4

Um höhere Gehalte an Milchsäure zu erzielen, wurde das leichte Quellwasser vorher bzw. während des Weichens mit Lactobacillus-Kulturen beimpft und 24 Stunden inkubiert. Es war dann möglich, 22 % oder mehr an Milchsäure zu erhalten, was das Minimum ist, das für weitere antibiotische Fermentationen erforderlich ist. Ein Vergleich dieser Arbeitsweise, die "normaler Prozeß + Inkubation" genannt wird, mit der Grundform des neuen Verfahrens kann wie folgt erfolgen:

neues Verfahren normal +

Inkubation

Zeit (Stunden) Einweichung Zeit (Stunden) Inkubation Zeit (Stunden) insgesamt Lactobacillus-Zugabe

- Einweichung

- Inkubation Temperatur (⁰C)

- Einweichung

- Inkubation SO^

24	40
0	24
24	64
ja	nein
—	ja
45	50
-	40
0,08	0,15

Das leichte Quellwasser hatte die folgenden Analysenwerte:

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neues ¥erfahren normal +

_ Inkubation

Baume (°) 5,6 4,0

Su₂ W ■- - 0,013 . . 0,01$

Milchsäure (% Trookenhasis,) 25,3 22

reduzierende Zucker

Erockenbasis,) 3,4 3,5 ''

lieses Beispiel zeigt, daß die Zugabe von Lactobacillusieiehmanii zu Beginn des Einweicnprozesses bessere Ergebnisse bezüglich der Ausbeute an nilensäure liefert als das iJormalverfahren, selbst wenn man dieses so variiert, daß man. eine Inkubieriingsstufe in beträchtlich kürzerer Zeit folgen, läßt. Die letztgenannte .Modifikation führt jedoch zu einer Henge an !"eduZierenden Zuckern, die es dem bekannten Mormalverfahren eindeutig überlegen macht»

Als zusätzliche Inkubierungszeit zum normalen Einweichen wird die gleiche Zeitspanne bevorzugt,, wie sie für das. neue Verfahren angewandt wird, insbesondere eine Zeitspannt von ca. 24 bis 30 Stunden,

Claims

- 14 Patentansprüche

Verfahren zur Verminderung der Einweichzeit von Getreide zur Herstellung von Stärke, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn oder nahe dem Beginn des Einweichprozesses das Quellwasser mit einer Kultur von Lactobacillus beimpft wird.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellwasser nahe dem Ende öder am Ende der normalen Einweichzeit mit Lactobacillus-Kultüren beimpft und inkubiert wird, bis die Menge an gebildeter Milchsäure mindestens 20 % beträgt.

3* Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß übliche Nährstoffe für Laetobitcilli enthaltendes Quellwasser, insbesondere recyclisie^tes Quellwasser vor dem Einweichen mit Laetobacillus-Kul türen beimpft und inkubiert wird, bis der Gehalt an Milchsäure wenigstens 20 % beträgt, und dann zum Einweichea verwendet wird.

4-, Verfahren nach Anspruch. 1, 2 oder 3,. dadurch gekennzeichnet, daß lactobacillus Belbrückii oder Leicfomandi als Inokulum verwendet wird.

5» Verfahren nach Anspruch Ί oder' 3,. dadurch gekennzeichnet·, daß das Einweichen beendet wird* wena der Gehalt sm Milchsäure im Quellwasser mcmdestens etwa 20 %_:

€t, Verfahren nach einem der vorhergehendea Ansprüche,, gekennzeichnet,, daß der SOp-Gehalt iin Qpellwasser· auf maximal etwa Q,1;% vermindert wird*

7- Verfahren nach einem der vorhergehendem. Ansprüche _% dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur während des Einweichens nicht höher als etwa 4-5⁰G gewählt wird.

5Q9S47/O722