DE2459049B2 - Verfahren zur herabsetzung der einweichzeit von getreide - Google Patents

Verfahren zur herabsetzung der einweichzeit von getreide

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DE2459049B2 DE19742459049 DE2459049A DE2459049B2 DE 2459049 B2 DE2459049 B2 DE 2459049B2 DE 19742459049 DE19742459049 DE 19742459049 DE 2459049 A DE2459049 A DE 2459049A DE 2459049 B2 DE2459049 B2 DE 2459049B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herabsetzung der Einweichzeit von Getreide zur Herstellung von Stärke durch Naßmahlen. Die für diesen Zweck am häufigsten eingesetzten Getreidesorten sind Mais und MiIo, das auch als Sorghumkorn bekannt ist (Sorghum vulgäre, Familie Gramineae).
Die Naßmahlung ist ein bekanntes Verfahren, das beispielsweise in den folgenden Literaturstellen beschrieben wird.
1. In dem Kapitel »Stärke« von Stanley M. Parmerter in Band 18 von Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Auflage, Interscience Publishers, Abteilung John Wiley & Sons, fnc, New York, London, Sidney, Toronto (1969).
2. In dem Kapitel »Herstellung von Mais- und so Milo-Stärken« von Stanley A. W a t s ο n, in »Starch: Chemistry and Technology«, Band 2, Industrial Aspects, herausgegeben von Roy L. Whistler und Eugene S. Pa sch all, Academic Press, New York und London (1967).
Bei der Herstellung von Stärke durch Naßvermahlen von Getreide wird das Korn nach vorhergehender Reinigung zur Entfernung von Fremdmaterial gewöhnlich während einer Zeitspanne von 36 bis 60 Stunden, insbesondere 40 bis 50 Stunden, in wärmen angesäuertem Wasser bei einer Temperatur von etwa 500C eingeweicht. Das Wasser weist eine Schwefeldioxydkonzentration von etwa 0,15 % auf. Die Schwefeldioxydkonzentration, die Einweichtemperatur und die Einweichzeit beeinflussen dabei die Einweichwirkung. Mit zunehmendem Zerfall des Proteinnetzwerkes wird das Endosperm erweicht und das Eindringen von Wasser in das Korn erreicht. Es ist bekannt, daß während des Einweichprozesses das Proteinnetzwerk quillt und zur Bildung einer großen Zahl von gequollenen Kügelchen aus hydratisierten Proteinen neigt. Da die während des Einweichens vorherrschenden Bedingungen bezüglich Temperatur, pH-Wert und löslicher Kohlenhydrate günstig für die Entwicklung von Milchsäurebakterien sind, wachsen diese sehr rasch, wobei sie andere Mikroorganismen absorbieren und beseitigen. Die gebildete Milchsäure beeinflußt ίο den Proteinabbau nicht. Auch die Zugabe von Säuren, wie Milchsäure, hat keine verbesserte Einweichwirkung im Vergleich zu der Wirkung von destilliertem Wasser zur Folge.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des Einweichverfahrens insbsondere hinsichtlich der Herabsetzung der Einweichzeit von Getreide bei der Herstellung von Stärke.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu Beginn oder nahe dem Beginn des Einweichprozesses das Quellwasser mit einer Milchsäurcbakterienkultur geimpft wird.
Auf diese Weise kann die Einweichzeit von etwa 40 bis 60 Stunden auf etwa 25 Stunden verringert werden.
Die Herabsetzung der Einweichzeit kann erfindungsgemäß durch jede Art von Milchsäurebakterien erreicht werden, jedoch haben sich Lactobacilli Delbrückii und Leichmanii als besonders wirksam erwiesen.
Es wurde festgestellt, daß das Einweichverfahren abgebrochen werden kann, wenn der Milchsäuregehalt des Quellwassers mindestens etwa 20% beträgt.
Ferner kann die Schwefeldioxidkonzenttation vermindert werden, wobei es außerdem möglich ist, eine tiefere Einweichtemperatur einzuhalten. Es wurde festgestellt, daß der SO2-Gehalt zu Beginn des Einweichprozesses auf maximal etwa 0,1 % herabgesetzt werden kann. Ferner kann die Temperatur während des Einweichens auf ein Maximum von etwa 45°C herabgesetzt werden.
Wie Beispiel 4 zeigt, hat das nach dem neuen Verfahren erhaltene Quellwasser weit mehr als 22% Milchsäure, so daß es direkt für antibiotische Fermentationen verwendet werden kann.
Langzeituntersuchungen haben ergeben, daß durch das. erfindungsgemäße Verfahren eine Qualität der Stärke erzielt wird, die - insbesondere im Hinblick auf Reinheit und Viskosität - der Qualität der nach bekannten Verfahren hergestellten Stärke gleich kommt oder sogar besser ist als diese. Außerdem ist auch die Ausbeute zumindest gleich gut.
Das Verfahren wird derartig durchgeführt, daß im Quellwasser ein hoher Trockensubstanzgehalt eingestellt wird. Zu diesem Zweck werden die Einweichtanks in Reihen von 6 bis 13 Tanks oder Einweichbottichen angeordnet. Der Fluß des Wassers wird im Gegenstrom zu dem Fluß des Korns gehalten. Dabei wird ein Einweichwasser, das auch als leichtes Quellwasser bezeichnet wird, erhalten, das einen Trockensubstanzgehalt von 5 bis 7% oder etwa 63 g pro Liter oder etwa 4° Baume aufweist. Dieses leichte Quellwasser wird weiter auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 50% konzentriert.
Das folgende Fließbild 1 erläutert ein praktisches Beispiel anhand einer Batterie aus 11 Einweichbottichen. Das zum Einweichen verwendete Wasser wird mit einer Milchsäurebakterienkultur geimpft, die nach dem Verfahren gemäß Fließbild 2 hergestellt wird.
FlieObUd Einweichprozess
Anzahl der Einweichungen
insgesamt H benutzt
Mahlungen . 550t Mais/Tag Menge: 6Qt Mais Zeit: 25 Stunden Zugabe von Qt/e/Zwoss er^SO^-
1400-18001/1 Mais
Zugabe von Milchsäunekulturen:40l füroßtMais Abzug an leichtem Quetlwassen700-900 IJtMaIs
( leer J
leichtes Quell -wasser 75m
Abzug von
leichtem Quellwasser
Maisfüllung Maismahlung
Milchsäurebakte rienkultur
Fließbild 2
Erzeugung und Lagerung derMilchsäurebakterienkulturim Labor zum Impfen der Einweichansätze
Originalkultur: rein gefriergetrocknet
Lactobacillus Leichmanii
i Kultur
ml 		t Mais Originalkultur
Bebrütung: 20 Std. bei 370C
Lagerung: 20 Tage beiW0C
t Erste Kultur
dritte Kultur
40 I 		Bebrütung: 20 Std. bei 37 0C
Lagerung: 1 Woche bei 1O°C
Impfen mitOriginalkultur / 20ml
1
Zum Einweiche 		Zweite Kultur
t
•n 401 für 66 		Bebrütung: 20SId. bei 37°C
Lagerung: 1 Woche bei K)0 C
Impfen mit 3OmI der iKulturpro 300 m I
Dritte Kultur
Originalkultur (Agar)
20 ml 		Bebrütung: 24 Std.bei4O-45*C
Lagerung: 24 Std. bei 10° C
Impfen mit 40ml der 2.KuItur
pro 4OLiter
I
erste Kultur
?0ml
1
zweite i
300
1
Das Fließbild I zeigt, daß das Impfen in dem Ein- Beginns des Prozesses erfolgen kann und nicht not-
weichbottich durchgeführt wird, dem das frische SO2- 65 wendigerweise gleich zu Beginn mit der Einführung
Wasser zugeführt wird, d. h. zu Beginn des Einweich- des frischen SO2-Wassers in das System erfolgen muß.
Prozesses. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß das Auch bei dieser Variante wird eine Herabsetzung der
Impfen auch zu irgendeinem Zeitpunkt in derNähe des Einweichzeit erzielt.
Zur Herstellung der verschiedenen Kulturen werden unterschiedliche Kulturbrühen benutzt. Diese sind in der Tabelle zusammengefaßt.
Das Korn wird während einer Zeitspanne von 23 bis 26 Stunden bei 45°C eingeweicht. Höhere Temperaturen sind im Falle von einigen Milchsäurebakterien-Stämmen möglich (45 bis 5O0C). Während dieser Stufe liegt die anfängliche Schwefeldioxydkonzentration zwischen 0,075 und 0,1 %.
Pro Tonne Mais werden 1,4 bis 1,8 m1 Schwefeldioxydwasser zugesetzt, während 0,7 bis 0,9 m3 leichtes Quellwasser aus dem System abgezogen werden.
Tabelle
Bestandteile I Il III
Agar 16 g
Pepton 10 g 15 g 600 g
Fleischextrakt 10 g
Hefeextrakt 10 g 15 g 600 g
Dextrose 20 g 20 g 2000 g
Tween 80 1 ml ImI
Dikaliumphosphat 2g 2g 2g
Diammoniumzitrat 2g 2g 6g
Magnesiumsulfat · 7 H2O 0,2 g 0,2 g 8g
Magnesiumsulfat - 4H2O 0,05 g 0,05 g
Ammoniumcarbonat 2g 2g 808 g
Calciumcarbonat 1000 g
Mangansulfat 4g
Wasser auf 11 11 401
I Originalkultur (Medium-Brühe). H Erste und zweite Kultur (Medium-Brühe). III Dritte Kultur (Medium-Brühe).
M. i
(destilliert) Neues Verfahren
Normales Verfahren
Zeit, Stunden 40 40
Temperatur, "C 49 51
SO2, % 0,15 0,15
Milchsäurebakterien-Zugabe ja nein
ίο 6. Das leichte Quellwasser zeigt folgende Analysenwerte:
Neues Normales Verfahren Verfahren
Baume, · 3,6 3,6
SO2, % 0,0144 0,0144
Milchsäure, % Trockenbasis 22 18
Reduzierende Zucker, 1,7 6,5 % Trockenbasis
Die Zugabe von Lactobacillus Delbrückii übt damit eine positive Wirkung auf das Einweichen durch Erhöhung des Milchsäureendgehaltes aus. Es erfolgt eine parallele Abnahme an reduzierenden Zuckern.
Dieses Beispiel zeigt damit die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Endprodukte.
Beispiel 2
Dieses Beispiel zeigt die Herabsetzung der Einweichzeit. Es werden die in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen eingehalten, wobei jedoch die Einweichzeit auf 30 Stunden verringert wird. Es werden folgende Bedingungen während des Einweichens eingehalten:
3S
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1
Dieses Beispiel zeigt eine Einweichmethode, die unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen durchgeführt wird.
Es wird eine Kornnaßmühle mit einer täglichen Mahlkapazität von 550 Tonnen handelsüblichem Mais verwendet, die mit 11 Einweichbottichen mit jeweils einem Fassungsvermögen für handelsüblichen Mais von 68 Tonnen ausgestattet ist. Jede Einweichung wird in etwa 3 Stunden vermählen.
1. Einer der 11 Einweichbottiche wird mit 68 Tonnen handelsüblichem Mais mit einer Feuchtigkeit von 14,8% gefüllt. Für diesen Versuch wird Gelbmais (Nr. 3) verwendet.
2. 401 einer Kultur von Lactobacillus Delbrückii (Universität Salamanca) werden diesem Einweichansatz zugesetzt.
3. Die Kontaktzeit der Kultur von Lactobacillus Delbrückii mit dem eingeweichten Mais beträgt etwa 38 Stunden.
4. Dieser Arbeitsgang wird zehnmal wiederholt, wobei am Ende keine Störung des bisherigen »normalen« Quellprozesses stattfindet, bei dessen Durchführung keine Milchsäurebakterien zugesetzt werden,
5. Die allgemeinen Bedingungen während des Einweichens sind wie folgt:
Neues Normales Verfahren Verfahren
Zeit, Stunden 30 40
Temperatur, 0C 49 49
SO2, % 0,0150 0,0144
Das leichte Quellwasser zeigt folgende Analysenwerte:
Neues Normales Verfahren Verfahren
Baume, ° 4,0 3,6
SO2, % 0,0150 0,0144
Milchsäure, % Trockenbasis 21,8 18
Reduzierende Zucker, 1,9 6,5
% Trockenbasis
Durch die Zugabe von Lactobacillus-Delbrückii-Kulturen ist es damit auch möglich, die Einweichzeit zu verringern. Diese Verringerung beeinträchtigt den Endgehalt an Milchsäure kaum im Vergleich zu einer 40 stündigen Einweichung. Es wird eine Ausbeute von fast 22% Milchsäure erzielt.
Beispiel 3
Es werden andere Milchsäurebakterien verwendet, die als Lactobacillus Leichmann (Nr. 287, zur Verfü-
709535/393
gung gestellt von der Universität Salamanca) bekannt sind. Zur Erzeugung der Kultur sowie zur Durchführung der Einweichung werden die in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Bedingungen eingehalten. Laboratoriumsversuche zeigen, daß eine Herabsetzung der Einweichzeit auf 24 Stunden bei einer Verringerung des SOrGehaltes auf 0,08 bis 0,1% und der Temperatur auf 45°C möglich ist. Parallel zu diesem Versuch werden 10 Einweichungen durchgeführt, bei deren Ausführung die Zeit ebenfalls auf 24 Stunden verringert wird, wobei jedoch weder der SOa-Gehalt verringert noch die Lactobacillus Leichmanü-Kultur zugegeben wird. Diese 10 Quellungen werden mit »Vergleich« bezeichnet.
Neues Ver-Verfahren gleich
Normales Verfahren
Zeit, Stunde
Temperatur, 0C
SO2, %
24
45
0,09
24
50
0,15
40
51
0,15
Das leichte Quellwasser zeigt folgende Analysewerte:
Baum6, °
SO2, %
Milchsäure,
% Trockenbasis
Reduzierende
Zucker, %
3,6
0,0)3
25,3
3,4
4,2
0,015
14
3,6
0,0154
18
11,3 6,5
Abwandlung des normalen Verfahrens, bei welchem eine nachträgliche Bebrütung unter Milchsäurebakterienzusatz erfolgt Abgesehen von der wesentlich kürzeren Zeitdauer des neuen Verfahrens ist auch der Milchsäuregehalt höher. Bemerkenswert ist, daß der höhere Milchsäuregehalt in erheblich kürzerer Zeit (24 h) als nach dem normalen Verfahren mit anschliessender Bebrütung (64 h) erzielt wird.
Neues Normales
Verfahren Verfahren + Bebrütung
Dieses Beispiel bestätigt, daß das Impfen mit einer Kultur von Lactobacillus Leichmanii den Milchsäureendgehalt im leichten Quellwasser erhöht und diese höhere Ausbeute in einer kürzeren Zeit erzielt wird.
Beispiel 4
(Vergleichsbeispiel)
Das bei dem normalen Verfahren erhaltene leichte Quellwasser hat nicht genügend Milchsäure, um direkt für antibiotische Fermentationen eingesetzt werden zu können.
Um nun einen höheren Milchsäuregehalt zu erzielen, wird das leichte Quellwasser nach dem Weichen mit Milchsäurebakterien-Kulturen geimpft und bei 40cC 24 Stunden lang bebrütet (normales Verfahren + Bebrütung). Hierbei ergibt sich ein Milchsäuregehalt von 22 % und mehr, was das Minimum ist für weitere antibiotische Fermentationen.
Das folgende Beispiel zeigt nun, daß das neue, erfindungsgemäße Verfahren direkt ein leichtes Quellwasser mit höherem Milchsäuregehalt liefert als eine
iS Zeit (Stunden) Einweichung 24 40
Zeit (Stunden) Inkubation 0 24
Zeit (Stunden) insgesamt 24 64
Milchsäurebakterien-Zugabe
- Einweichung ja nein
ίο - Bebrütung - ja
Temperatur, 0C
- Einweichung 45 50
- Bebrütung - 40
SO2, % 0,08 0,15
2S Das leichte Quellwasser zeigt folgende Analysenwerte:
Neues Normales
Verfahren Verfahren + Bebrütung
Baume, ° 3,6 4,0
SO2, % 0,013 0,015
Milchsäure, % Trockenbasis 25,3 22
Reduzierende Zucker, % 3,4 3,5
Trockenbasis
Dieses Beispiel zeigt, daß die Zugabe von Lactobacillus Leicbmanii zu Beginn (oder etwa zu Beginn) des Einweichprozesses bessere Ergebnisse liefert als das normale Verfahren, selbst wenn man dieses so variiert, daß man anschließend an die normale 40stündige Einweichzeit ohne Milchsäurebakterienzugabe noch eine 24stündige Inkubation mit Milchsäurebakterienzugabe anschließt, obwohl die letztere Arbeitsweise einen Milchsäuregehalt und einen Gehalt an reduzierendem Zucker ergibt, der sie dem bekannten Normalverfahren eindeutig überlegen macht, allerdings bei erheblich höherem Zeitaufwand. Der Vergleichsso versuch zeigt jedoch, daß selbst dann nicht die Ergebnisse erzielt werden, wie man sie erhält, wenn man gleich zu Beginn oder etwa zu Beginn der Einweichung Milchsäurebakterien zugibt

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herabsetzung der Einweichzeit von Getreide zur Herstellung von Stärke durch Naßmahlen, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn oder nahe dem Beginn des Einweichprozesses das Quellwasser mit einer Milchsäurebakterien-Kultur geimpft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lactobacillus Delbrückii oder Leichmanii als Impfkultur verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einweichen beendet wird, wenn der Gehalt an Milchsäure im Quellwasser mindestens etwa 20% beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der SO2-Gehalt im Quellwasser maximal etwa 0,1 % beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur während des Einweichens auf maximal etwa 455C gehalten wird.
6. Verwendung des bei Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 5 erhaltenen leichten Quellwassers mit einem Milchsäuregehalt von mindestens etwa 22% fürantibiotische Fermentationen.
DE2459049A 1973-12-14 1974-12-13 Verfahren zur Herabsetzung der Einweichzeit von Getreide Expired DE2459049C3 (de)

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