FI97148C - Menetelmä kasvien käsittelemiseksi siementen laatuominaisuuksien parantamiseksi - Google Patents

Description

- 97148

Menetelmä kasvien käsittelemiseksi siementen laatuominaisuuksien parantamiseksi

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää kasvien 5 käsittelemiseksi siementen laatuominaisuuksien parantami seksi. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee menetelmää, jossa siementen (jyvien) mikrobitlooran ja laatuominaisuuksien muuttamiseksi kasvia, edullisesti mallastukseen käytettävää viljaa, kuten ohraa tai ruista, käsitellään 10 maitohappobakteerivalmisteella. Käsittely tehdään siemen ten kehittyessä ruiskuttamalla valmisteella kasvia pellolla tai pelto-olosuhteissa. Keksintö koskee myös maitohappobakteerivalmisteen käyttöä kasvien ruiskuttamiseen pellolla tai pelto-olosuhteissa siementen kehittyessä siemen-15 ten laatuominaisuuksien parantamiseksi. Edelleen keksintö koskee kasvituotetta, erityisesti ohra- tai ruistuotetta, esimerkiksi ohra- tai ruismallasta, jota on käsitelty edellä mainitulla menetelmällä.

Perinteisesti oluen valmistuksessa käytettävä vilja 20 mellastetaan, jotta sen sisältämä tärkkelys muuttuisi käy-miskelpoisiksi sokereiksi. Oluen valmistuksessa käytetään joskus myös mallastamatonta viljaa. Yleisin mallastuksessa käytetty viljalaji on ohra, sillä se soveltuu erityisen hyvin oluen valmistukseen. Ohra mallastuu hyvin ja helpos-25 ti, sillä sen jyvän kuorikerros ei irtoa puinnissa ja jää siten suojelemaan jyvää mallastuksessa. Rikkoutuneet jyvät ovat alttiita homesienille. Lisäksi ohran itävyys on hyvä, mikä on mallastuksessa tärkeää, sillä itämättömät jyvät eivät mallastu ja ovat myös alttiita homeille. Mallastet-30 tua ohraa käytetään myös viskien raaka-aineena.

Muitakin viljalajeja, kuten vehnää, ruista ja riisiä, voidaan käyttää maltaan valmistuksessa.

Mallastuksen tarkoituksena on saada aikaan jyvässä fysikaalisia, kemiallisia ja biokemiallisia muutoksia, 35 jolloin tuotetaan entsyymejä, jotka oluen valmistuksessa 2 97148 ns. mäskäysvaiheessa hajottavat jyvän tärkkelyksen vierteeseen liukenevaan muotoon. Mallastuksessa on useita vaiheita. Ensin käytetty vilja puhdistetaan ja seulotaan, minkä jälkeen sitä liotetaan vedessä sopivan kosteuden 5 (noin 45 %) saavuttamiseksi. Kun jyvät ovat sopivan kosteita, niitä idätetään yleensä noin kuusi vuorokautta. Idättämisen jälkeen mallas kuivataan, jolloin kosteus laskee noin neljään prosenttiin. Kuivauksen jälkeen poistetaan juuri-idut.

10 Mallastukseen käytetyssä viljassa, esimerkiksi oh rassa, pellolta ja mahdollisesti varastoinnista peräisin olevat mikrobit vaikuttavat mikrobitlooran kehittymiseen ja aktiivisuuteen maltaan valmistuksessa. Suuret mikrobi-määrät, varsinkin korkeat homesienipitoisuudet, ovat hai-15 tallisia viljan mallastuksessa. Homesienipitoisuus onkin eräs mallastukseen käytettävän viljan laadun kriteeri, ja sille on usein asetettu yläraja. Muita maltaan laatuun vaikuttavia tekijöitä ovat raaka-aineviljän muut laatuominaisuudet, kuten lajike, proteiinipitoisuus, jyvien koko-20 jakauma, itämisenergia ja vesiherkkyys, sekä mallastustek-niikka ja -olosuhteet.

Ohran luonnollinen mikrobifloora käsittää homesieniä, kuten Fusarium-. Alternaria-. Cephalosporium- ja Hel-minthosporium-sukuisia homesieniä sekä Rhizoous- ja Mucor-25 lajeja. Homesienten esiintyminen vaihtelee kasvukauden ja -paikan (maan) mukaan. Ohran tähkimis- tai korjuuajan kostea ja sateinen sää vaikuttaa erityisesti Fusarium-homei-den kasvuun. Mallastuksessa homesienten koostumus vaihtelee huomattavasti idätyksen aikana, erityisesti Fusarium-30 homeiden määrä kasvaa erityisesti liotuksen aikana. Rhizo-pus- ja Mucor-laiit puolestaan ovat vallitsevia maltaissa, sillä ne lisääntyvät nopeasti kuivauksen alussa vallitsevissa lämpötiloissa.

Myös viljan alkuperäinen bakteeri- ja hiivafloora 35 vaikuttaa mallastettavan materiaalin laatuun. Viljan luon- 3 97148 nolliset enterobakteerit, Pseudomonas-lai it ja maitohappobakteerit sekä hiivat lisääntyvät mallastuksen aikana.

Viljassa ja maltaassa esiintyvien mikro-organismien vaikutukset ovat sekä hyviä että huonoja. Suuri osa mikro-5 biflooran vaikutuksista on hyödyllistä. Homesienten ja bakteerien glukanolyyttiset ja proteolyyttiset vaikutukset ovat yleisimmin raportoituja. Alentunut B-glukaanipitoi-suus ja maltaan möyhentymistä kuvaava uute-ero, pienentynyt vierteen viskositeetti, parantunut vierteen suodattu-10 vuus ja kohonnut typpipitoisuus ovat mikrobien entsymaat-tisen aktiivisuuden aiheuttamia hyviä ominaisuuksia. Viljan ja maltaan mikrobitlooran haittavaikutuksia ovat oluen ylikuohunta, mahdolliset mykotoksiinit ja itämisen heikentyminen.

15 Oluen ylikuohuntaa aiheuttavat mallastukseen käyte tyn materiaalin sisältämistä homesienistä, erityisesti Fusarium-suvun homesienistä, peräisin olevat komponentit. Voimakkaasti homeella kontaminoituneessa maltaassa aktiivinen homemyseeli muodostaa peptidejä tai peptidejä sisäl-20 täviä yhdisteitä, jotka kestävät oluen valmistusprosessin ja aiheuttavat ylikuohuntaa. Tämän erittäin vakavan laatuongelman välttämiseksi mallastukseen käytettävät vilja-näytteet on analysoitava homekontaminaation suhteen ja runsaasti kontaminoituneet erät hylätään.

. 25 Oluen ylikuohunnan kontrollointi ja estäminen on aina erittäin ongelmallista. Mikrobisidisten aineiden lisääminen liotusveteen vähentää homeiden kasvua, mutta kemiallisten säilöntäaineiden käyttöä pyritään välttämään. Tämän vuoksi mellastettavan materiaalin mahdollisimman 30 hyvä laatu on ensiarvoisen tärkeä. Erityisesti Fusarium-sukuisten homesienien kontaminaation vähentäminen on erittäin toivottavaa.

Ohran vesiherkkyys vaikuttaa itämiseen. Ohran vesi-herkkyyden eräs mahdollinen syy on se, että jyvien pinnal-35 la oleva tiheä mikrobipopulaatio kilpailee liotuksen aika- 4 97148 na kasvisolukon kanssa käytettävissä olevasta hapesta. Kun alkio ei saa tarvitsemaansa happea, itäminen hidastuu tai estyy kokonaan.

Vierteen siivilöintiin ja suodattuvuuteen vaikuttaa 5 ensisijaisesti maltaan laatu. Käytettyjen jyvien koostumuksesta puolestaan riippuu maltaan geeliytyvien proteiinien pitoisuus. Geeliytyvät proteiinit rikkoutuvat osittain mallastuksessa mutta voivat aggregoitua vierteen valmistusvaiheessa. Suodattumisnopeuteen vaikuttavat näiden 10 proteiinien ja pentosaanien, B-glukaanien, tärkkelysjää-mien ja lipidien muodostamat kompleksit. Lisäksi kohonneet bakteeripitoisuudet saattavat aiheuttaa suodatusongelmia. Siten hyvä suodattuvuus on eräs maltaan laatutekijä. Suo-dattuvuuden paraneminen myös nopeuttaa panimoprosessia.

15 Homesienet ovat haitallisia kontaminantteja paitsi panimoteollisuuden käyttöön tarkoitetussa viljassa myös elintarvike- ja rehuteollisuudessa raaka-aineena käytetyissä viljassa ja muissa kasveissa. Viljan varastoinnissa homeiden kontrollointi on tärkeää: lämpötilan ja kosteuden 20 muutokset saattavat aiheuttaa homepopulaation nopeaa lisääntymistä. Esimerkiksi rehuteollisuudessa homeet, mm. Fusarium-sukuiset homeet, saattavat aiheuttaa rehun raaka-aineen tai valmiin rehun pilaantumista.

Mikrobitlooran, erityisesti Fusarium-homeiden. kas-25 vun estämiseksi mallastuksen aikana on käytetty maitohappobakteereja [Haikara, Mallas ja Olut 1 (1994) 5 - 15;

Haikara et ai., Eur. Brew. Conv. Proc. 24th Congr., Oslo 1993, 163 - 172]. Maitohappobakteereja kasvuliuoksessaan, kasvuliuosta ilman soluja tai kasvuliuoksesta erotettuja 30 soluja lisättiin kuivatettuihin ohranjyviin ennen mallas-tusta, jyvien likovesiin tai idätyksen alussa. Paras tulos saatiin aikaan lisättäessä maitohappobakteerit kasvuliuoksessaan kaksi päivää ennen mallastusta. Käsittelyllä pystyttiin vaikuttamaan maltaan ominaisuuksiin, kuten mal-35 täistä saadun vierteen suodattuvuuteen ja viskositeettiin, il iS:i liiti I l I El 5 97148 sekä maltaan mikrobipitoisuuksiin. Käsittelyn vaikutusta oluen ylikuohuntaan ei testattu.

Esillä oleva keksintö antaa käyttöön uuden menetelmän edellä kuvattujen ongelmien ja haittapuolien vähentä-5 miseksi tai välttämiseksi. Yllättäen havaittiin, että kasvien, erityisesti viljan, mikrobipitoisuuksia voidaan vähentää ja kasvin laatuominaisuuksiin voidaan vaikuttaa, kun kasvavaa kasvia käsitellään pellolla tai pelto-olosuhteissa mikrobeihin vaikuttavalla maitohappobakteerivalmis-10 teella.

Erityisen hyvin keksinnön mukainen menetelmä soveltuu mallastukseen käytettävän viljan käsittelyyn, jolloin homemäärät, erityisesti Fusarium-laiien aiheuttama kontaminaatio, vähenee ja mellastettavan materiaalin ja valmiin 15 maltaan laatuominaisuudet paranevat. Viljan siementen edulliset muutokset näkyvät mm. parantuneena sakolukuna ja mallastuksen kannalta alentuneena vesiherkkyytenä. Valmiissa maltaassa edulliset vaikutukset näkyvät lisääntyneenä uutesaantona, parantuneena möyhentymisenä sekä no-20 peutuneena vierteen suodattuvuutena. Menetelmä alentaa myös maltaista valmistetun oluen ylikuohumistaipumusta.

Kuviossa 1 esitetään graafisesti keksinnön mukaisen maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus vierteen suodattumi-seen.

.! 25 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää kasvien kä sittelemiseksi siementen laatuominaisuuksien parantamiseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, että pellolla tai pelto-olosuhteissa siementen kehittyessä kasvia käsitellään ruiskuttamalla sitä siementen laatuominaisuuksien paran-3 0 tavalla maitohappovalmisteella. Käsiteltävä kasvi voi olla « mikä tahansa kasvi, jonka siementen mikrobikoostumusta ja laatuominaisuuksia halutaan muuttaa. Erityisesti esillä oleva keksintö soveltuu mallastukseen sopivan viljan, kuten ohran, rukiin, vehnän tai riisin, käsittelyyn. Edulli-35 sesti käsiteltävä vilja on ohra tai ruis, edullisimmin mallastukseen tarkoitettu ohra.

6 97148 Tässä käytettynä ilmaisulla "mikrobeihin vaikuttava" tarkoitetaan maitohappobakteerivalmisteen kykyä muuttaa käsiteltävän kasvin siementen mikrobitlooran sisäisiä suhteita. Tällainen vaikutus voi esimerkiksi estää tai 5 lisätä joidenkin kasvin sisältämien mikrobien kasvua, jolloin muutettaessa mikrobipopulaation sisäisiä suhteita saatetaan tuoda esille toisen mikrobipopulaation siementen ominaisuuksiin vaikuttavia positiivisia vaikutuksia.

Maitohappobakteereja on käytetty laajalti starter-10 viljelminä meijeri-, liha- ja kasvisteollisuudessa sekä rehujen säilönnässä. Maitohappobakteerit tuottavat orgaanisia happoja, jotka alentavat käymis-pH:ta, ja jotkut maitohappobakteerilajit erittävät myös bakteriosiinejä tai mikro-organismien kasvua estäviä pienimolekyylisiä ainei-15 ta.

Maitohappobakteerit ovat edullisia myös turvallisuutensa vuoksi. Maitohappobakteereiden käyttö elintarviketeollisuudessa on laajaa ja hyväksyttyä. Lisäksi viljan normaalifloora käsittää maitohappobakteereja.

20 Esillä olevassa keksinnössä voidaan käyttää mitä tahansa yleisesti saatavissa olevia maitohappobakteereja, joilla on mikrobeihin vaikuttavia ominaisuuksia, kuten kasvua estävää vaikutusta. Käyttökelpoisia maitohappobakteereja ovat Lactobacillus-. Pediococcus-. Leuconostoc- ja 25 Streptococcus -sukujen bakteerit. Edullisia ovat Lactoba cillus- ja Pediococcus-sukuihin kuuluvat maitohappobakteerit ja näiden seokset. Erityisen edullisia maitohappobakteereja esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettäviksi ovat Lactobacillus plantarum ja Pediococcus 30 pentosaceus.

Keksintö koskee myös maitohappobakteereja sisältävän valmisteen käyttöä siementen kehittyessä, esimerkiksi tähkimisen juuri aloittavan viljan tai jo tähkivän viljan, ruiskuttamiseen pellolla tai pelto-olosuhteissa. Edelleen 35 keksintö koskee viljatuotetta, erityisesti ohra- tai ruis- 7 97148 tuotetta, esimerkiksi ohra- tai ruismallasta, jota on käsitelty edellä mainitulla menetelmällä.

Pellolle ruiskutettava valmiste voi olla baktee-riviljelmä eli solut sisältävä kasvualusta sellaisenaan 5 tai konsentroituna, solupreparaatti, joka sisältää eris tetyt, mahdollisesti kylmäkuivatut solut suspendoituna veteen, kasvualustaan tai muuhun sopivaan kantajaan, kuten esimerkiksi fysiologiseen suolaliuokseen, tai kasvuliemi, josta mikrobisolut on poistettu, sellaisenaan tai konsent-10 roituna.

Edullisesti pellolle ruiskutettava valmiste sisältää maitohappobakteereja, kuten Lactobacillus plantarum -kantaa tai Pediococcus pentosaceus -kantaa, kasvuliemes-sään sellaisenaan tai konsentroituna. Konsentrointi voi-15 daan tehdä tavanomaisella tavalla, esimerkiksi sentrifu- goimalla, kylmäkuivaarna11a, suodattamalla tai haihduttamalla. Kylmäkuivattu maitohappobakteeripreparaatti, joka käyttötilanteessa lisätään sopivaan kasvualustaan tai lai-mentimeen, on myös edullinen menetelmän helpon toteutuksen 20 kannalta.

Viljan käsittelyyn käytetty valmiste voidaan valmistaa kantapreparaatista tavanomaisen mikrobiologisen käytännön mukaan nuorentamalla ja asteittain suurentamalla tilavuutta, kunnes kasvuliemeen saadaan sopiva mikrobiti-• 25 heys. Esillä olevassa keksinnössä käyttökelpoinen valmiste sisältää maitohappobakteereita noin 1 x 10® - 1 x ΙΟ12 PMY/ 1, edullisesti noin 1 x 10'° - 1 x 1012 PMY/1 ja erityisesti 1 x 1010 - 1 x 1011 PMY/1.

Käyttäjän kannalta peltoruiskutuksiin sopivin val-30 miste voisi olla kylmäkuivattu valmiste, joka ennen käyt töä sekoitetaan sopivaan laimentimeen, kuten veteen, tarkoituksenmukaisena pitoisuutena, esimerkiksi pitoisuutena l x 109 - 1 x 10“ PMY/1.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ruiskutukseen 35 käytettävän valmisteen määrä lasketaan halutun, tehokkaan 8 97148 mikrobeihin vaikuttavan bakteeripitoisuuden perusteella. Käytännön tarkoituksiin on sopivaa käyttää määrää, joka vastaa 50 - 1000 1/ha, edullisesti 100 - 500 1/h. Alan ammattimies pystyy helposti arvioimaan kulloinkin tarvit-5 tavan määrän.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti kasvia käsitellään kasvin kasvaessa pellolla tai pelto-olosuhteissa siementen kehittyessä. Tässä käytettynä ilmaisulla "pelto-olosuhteet" tarkoitetaan yleisesti käsiteltävän kasvin 10 kasvu- tai kasvatuspaikkaa. Esimerkiksi viljaa käsiteltäessä ruiskutus voidaan tehdä heti tähkimisen alettua tai jonkin ajan kuluttua, esimerkiksi 5-15 vuorokauden kuluttua tähkimisen alettua. Muun muassa vallitsevat sääolosuhteet vaikuttavat sopivan ruiskutusajan valintaan.

15 Esillä olevaa keksintöä kuvataan seuraavissa esimerkeissä sen edullisten suoritusmuotojen niihin kuitenkaan rajoittumatta .

Esimerkki 1

Maitohappobaktaerlvi1jäimien valmistus 20 Viljan käsittelyyn käytetyt maitohappobakteerivil- jemät valmistettiin seuraavalla tavalla. Lactobacillus plantarum -kanta VTT-E-78076 ja Pediococcus pentosaceus -kanta VTT-E-90390 (VTT:n bio- ja elintarviketekniikan kantakokoelmasta) siirrostettiin aseptisesti MRS-agarilta • 25 (Oxoid) 20 ml:n koeputkessa 10 ml:aan MRS-alustaa (Oxoid), jossa niitä kasvatettiin anaerobisissa olosuhteissa 30 °C:ssa kaksi vuorokautta sekoittamatta. Sitten kannat siirrostettiin aseptisesti 120 ml:aan MRS-alustaa 250 ml:n erlenmeyerpullossa ja kasvatettiin aerobisissa olosuhteis-30 sa 30 °C:ssa kolme vuorokautta sekoittamatta. Tämän jälkeen kannat siirrostettiin 0,6 l:aan MRS-alustaa erlenmeyerpullossa. Kasvatusta jatkettiin aerobisissa olosuhteissa 30 °C:ssa kolme vuorokautta sekoittamatta.

Saatu kasvuliemi sisälsi maitohappobakteereita 1 x 35 1010 - 1 x 1011 PMY/1 (pesäkettä muodostavia yksiköitä/litra kasvulientä).

9 97148

Kasvuliemi laimennettiin noin 1:10 vedellä. Näitä laimennettuja kasvuliemiä käytettiin koevalmisteena pelto-ruiskutuksissa .

Esimerkki 2 5 Kasvavan ohran käsittely maitohappobakteereilla

Kotimaista Kustaa-ohraa viljeltiin 10 m2:n koeruuduissa (kentät LH-701 - LH-704). Kutakin koevalmistetta varten oli kolme koeruutua. Esimerkin 1 mukaisesti valmistettua LaetobaciUus plantarum -kantaa VTT-E-78076 ja Pe-10 diococcus pentosaceus -kantaa VTT-E-90390 sisältävää kas-vulientä ruiskutettiin kasvavan ohran päälle heti tähkimi-sen jälkeen ja Pediococcus pentosaceus -kantaa VTT-E-90390 sisältävää kasvulientä myös 10 vrk tähkimisen jälkeen. Kukin ruiskutukseen käytetty koevalmiste sisälsi maitohappo-15 bakteeria 1 x 109 - 1 x ΙΟ10 PMY/1, ja valmistetta käytettiin 200 1/ha. Ruiskutukset tehtiin Azo-propaaniruiskulla, jossa oli 2 m:n puomi, jossa oli suuttimet 50 cm:n välein. Vertailukenttää ei käsitelty lainkaan. Ohra puitiin tuleentuneena ja kuivattiin. Jyviä säilytettiin viileässä 20 kuivassa paikassa mallastukseen saakka. Koejärjestely on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1

Kasvavan ohran maitohappobakteerikäsittelyn 25 koejärjestely

Kenttä n:o Selvitys LH-701 Kontrolli (käsittelemätön) 30 LH—702 Käsittely L. plantarum VTT-E-78076 -valmis teella heti tähkimisen jälkeen (200 1/ha) LH—703 Käsittely P. pentosaceus VTT-E-90390 -val misteella heti tähkimisen jälkeen (200 1/ha) LH-704 Käsittely P♦ pentosaceus VTT-E-90390 -val- 35 misteella 10 vrk tähkimisen jälkeen (200 1/ha) 10 97148

Esimerkki 3

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus ohran itävyyteen

Kasvavan ohran maitohappobakteerikäsittelyn vaiku-5 tus ohran itävyyteen arvioitiin suorittamalla kuivien oh-ranjyvien itävyysmääritys, jolloin määritettiin itämiska-pasiteetti (H202) prosentteina sekä itämisenergia ja vesi-herkkyys 3 ja 5 vrk:n kuluttua prosentteina käyttäen mal-lastuksen yhteydessä tunnettuja menetelmiä, jotka on kulo vattu esimerkiksi julkaisussa EBC-Analytica, 4. painos, toim. Analysis Committee of EBC, Brauerei- und Getränke Rundschau, ZUrich, 1987.

Lyhyesti kuvattuna itämiskapasiteettimäärityksessä jyviä idätetään 0,75-%:isessa vetyperoksidiliuoksessa oh-15 ran lepotilan murtamiseksi. Itämiskapasiteetti kuvaa elävien jyvien määrää. Itämisenergia, joka kuvaa ohran itä-miskykyä, määritetään idättämällä jyviä petrimaljassa kostutetun imupaperin päällä. Vesiherkkyys määritetään kuten itämisenergia mutta käyttäen suurempaa vesimäärää.

20 Tulokset on esitetty taulukossa 2, jossa käytetyt lyhenteet ovat kuten taulukossa 1.

Taulukko 2

Maitohappobakteeriruiskutuksen vaikutus ohran 25 itävyyteen

Itäneiden jyvien Kenttä/valmiste prosentuaalinen osuus LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 kontrolli 30

Itämiskapasiteetti 98 98 99 99 (H202) (%)

Itämisenergia 96/98 90/93 90/94 94/97 3/5 vrk (%) 35 Vesiherkkyys 26/36 28/35 42/51 35/47 3/5 vrk (%) 11 97148

Kasvavan viljan ruiskuttamisella pellolla tähkimi-sen eri vaiheissa esillä olevan keksinnön mukaisesti maitohappobakteereilla ei ole oleellista vaikutusta ohranjy-vien itämiskapasiteettiin. LH-702- ja LH-703-kokeissa mai-5 tohappobakteerien käyttö alensi lievästi itämisenergiaa mutta vähensi selvästi, etenkin LH-703- ja LH-704-kokeis-sa, jyvien vesiherkkyyttä.

Esimerkki 4

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus ohran mikro-10 bimääriin

Kasvavan ohran maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus ohranjyvien mikrobimääriin analysoitiin määrittämällä Fusarium-homeet. kokonaisbakteerit, maitohappobakteerit ja hiivat.

15 Fusarium-homeilla kontaminoitujen jyvien osuus mää ritettiin Fusarium-homeille spesifisellä Czapek Iprodion Dicloral -agarilla (CZID-agar, Difco) Abildgren et ai.'n kuvaaman menetelmän mukaisesti [Lett. Appi. Microbiol. 5 (1987) 83 - 86]. Fusarium-homeet tunnistettiin tyypillisen 20 pesäke- ja itiömorfologian perusteella.

Kokonaisbakteeripitoisuus määritettiin Plate Count -agarilla (Difco) ja maitohappobakteerit määritettiin MRS-agarilla (Oxoid) mikrobiologiassa tavanomaisilla menetelmillä. Hiivat määritettiin Saboraud-agarilla (Oxoid). Tu-·· 25 lokset on esitetty taulukossa 3, jossa käytetyt lyhenteet ovat kuten taulukossa 1.

12 97148

Taulukko 3

Maitohappobakteeriruiskutuksen vaikutus ohran mikrobimääriin _ Mikrobimääritys Kenttä/valmiste

D

LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 kontrolli

Fusarium-homeet 57 43 66 46 (% kontaminoituneita 10 jyviä)

Kokona isbakteer it 4,7xl07 3,5xl07 3,8xl07 4,lxl07 PMY/g ka*

Maitohappobakteerit 3,3x10* 2,2xl02 2,2xl02 2,2xl02 PMY/g ka*

Hiivat 2,2xl03 6,7xl03 6,6xl03 3,3xl03 PMY/g ka* 15 ♦pesäkettä muodostavaa yksikköä/g kuiva-ainetta

Kasvavan viljan käsittely esillä olevan keksinnön mukaisesti maitohappobakteereilla vähentää lievästi LH-703-koetta lukuunottamatta Fusarium-homeella kontaminoitu-20 neiden jyvien määrää sekä kokonaisbakteerien määrää. Mai tohappobakteerien käyttö nostaa hieman hiivan ja maitohappobakteerien määrää kontrolliin verrattuna.

Esimerkki 5

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus ohran laatuun 25 j» satoon

Esillä olevan keksinnön mukaisen käsittelyn vaikutus ohranjyvien satoon ja laatuun määritettiin "Maa- ja metsätalousministeriön päätös viljan kunnon määrityksessä noudatettavista ohjeista, Helsingissä 1 päivänä heinäkuuta 20 1991" -ohjeiden mukaan. Sato (kg/ha), tuhannen jyvän paino (g) ja hehtolitran paino (kg) määritettiin punnitsemalla. Sakoluku ja proteiinipitoisuus ovat tunnettuja viljan laatua kuvaavia tekijöitä, ja ne määritettiin alalla yleisesti käytetyillä menetelmillä. Tulokset on esitetty taulu-35 kossa 4, jossa käytetyt lyhenteet ovat kuten taulukossa 1.

I , « i »Iti 114«· 13 97148

Taulukko 4

Maitohappobakteeriruiskutuksen vaikutus ohran satoon ja laatuun 5 Määritys Kenttä/valmiste LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 kontrolli sato (kg/ha) 5670 5810 5540 5640 10

Tuhannen jyvän 44,8 45,0 44,6 44,5 paino (g)

Hehtolitran paino 72,3 72,2 72,4 72,9 (Kg) 15 Sako (s) 99 108 114 120

Proteiini (%) 11,4 11,2 11,6 11,5

Keksinnön mukaisella kasvavan viljan käsittelyllä 20 maitohappobakteereilla oli selvä myönteinen vaikutus sako-lukuun kaikilla valmisteilla. Eniten (20 %) sakoluku kas-voi Pediococcus pentosaceus -kannalla käsittelyn seurauksena. Käsittelyllä ei ollut oleellista vaikutusta muihin ohran satoa ja laatua kuvaaviin parametreihin kontrolliin .· 25 verrattuna.

Esimerkki 6

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus ohramaitaan mikrobimääriin

Keksinnön mukaisesti käsitellystä ohrasta valmis-30 tettiin mallasta, jotta voitiin analysoida maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus ohramaltaaseen. Jokaisesta ohra-viljelmästä sekä kontrolliviljelmästä peräisin olevat jyvät mallastettiin yhden kilon erissä koemallastuslaitteessa (Seeger) standardimenetelmällä.

35 Ohrasta valmistetusta maltaasta analysoitiin koko- naisbakteerit, maitohappobakteerit ja hiivat esimerkissä 4 14 97148 kuvatulla tavalla. Tulokset on esitetty taulukossa 5, jossa käytetyt lyhenteet ovat kuten esimerkissä 1.

Taulukko 5 5 Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus maltaan mikrobimääriin

Mikrobimääritys Kenttä/valmiste LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 10 kontrolli

Kokonaisbakteerit* 1,0x10® 1,1x10® 9,2xl07 4,7xl07 PMY/g kab

Maitohappobakteerit' 4,8xl06 3,9xl06 3,4xl06 4,3xl06 PMY/g ka" 15

Hiivat" 1,3xl05 5, OxlO4 5,4xl04 7,3xl04 PMY/g kab •määritys Plate count -agarilla (Difco) 2Q pesäkettä muodostavaa yksikköä/g kuiva-ainetta 'määritys MRS-agarilla (Oxoid) "määritys Saboraud-agarilla (Oxoid)

Keksinnön mukaisella kasvavan viljan käsittelyllä maitohappobakteereilla ei ollut oleellista vaikutusta oh-“ 25 rasta valmistetun maltaan mikrobimääriin.

Esimerkki 7

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus maltaan laatuun ja ominaisuuksiin

Keksinnön mukaisesti pellolla käsitellystä ohrasta 30 esimerkin 6 mukaisesti valmistetun maltaan fysikaalis-ke-miallinen laatu analysoitiin mallastuksen yhteydessä tunnetuilla menetelmillä, jotka on yksityiskohtaisesti kuvattu julkaisussa EBC-Analytica, 4. painos, toim. Analysis Committee of EBC, Brauerei- und Getränke Rundschau, ZU-35 rich, 1987. Maltaiden laatua tutkittiin myös Biichner-suo- l· ; Utit Uit l.t *** ·.

15 97148 elatuksella valmistetusta vierteestä Brown et ai.'n (Proc. 3rd Aviemore Conf. Malt. Brew. Distill. Aviemore 1990, Institute of Brewing, 313 - 318) menetelmän muunnelmalla, jonka ovat kuvanneet Sjöholm et ai. [Monatsschrift fur 5 Brauwissenschaft 5 (1994) 165 - 171].

Taulukko 6

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus maltaan analyyttisiin arvoihin 10

Mallasanalyysi Kenttä/valmiste LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 kontrolli 15 Kosteus (%) 4,2 4,1 4,1 4,1

Uute jauhosta (%/ka) 80,8 81,1 81,2 81,2

Vierteen väri °EBC 4,1 4,1 4,4 4,4

Vierteen pH 6,02 6,01 5,99 5,98

Jauho-rouhe-ero 2,3 1,8 1,5 1,7 (%/ka)

Friabilimetri jauho 80 81 83 81 20 (%)

Friabilimetri (%) 4,4 3,8 2,2 3,2 (> 2,2 mm) Möyhentyneisyys (%) 89 94 93 89 (Calcofluor)

Homogeenisuus (%) 69 77 66 68 (Calcofluor) __ Vierteen viskosi- 1,48 1,49 1,48 1,48 teetti (mPas)

Suodatusaika 60/240 42/150 45/120 45/120 jauho/rouhe (min)

Vierteen B-glukaani 222 189 184 194 (mg/1)

Liukoinen typpi 812 822 820 826 (mg/100 g) 30 Proteiini (%/ka) 11,5 11,4 11,5 11,1

Proteiinin liukoi- 44 45 45 47 suusaste (Kolbach) (%) FAN (mg/1) 166 183 176 187

Sokeroitumisaika <10 <10 <10 <10 (min) a-amylaasi 67 69 74 74 (DU/g ka)

Diast. voima 370 350 350 350 (WK/100 g ka) 16 97148

Taulukko 7

Maitohappobakteerikäsittalyn vaikutus maltaan ominaisuuksiin (Buchner-suodatus) 5 Ominaisuus Kenttä/valmiste LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 kontrolli

Vierteen uute- 16,09 16,14 16,14 16,20 pitoisuus (%) 10

Todellinen uute- 21,6 32,5 34,3 34,6 saanto (%/ka)

Vierteen pH 5,69 5,70 5,68 5,69 15 Taulukon 6 ja 7 tuloksista nähdään, että keksinnön mukaisella kasvavan ohran maitohappobakteerikäsittelyllä oli seuraavat edulliset vaikutukset ohrasta valmistetun maltaan laatuun: uutepitoisuus ja -saanto lisääntyivät, usean eri analyysin (möyhentymis-%, jauho-rouheuute-ero, 2q friabiliteetti ja vierteen β-glukaanipitoisuus) mukaan maltaan möyhentyminen lisääntyi ja vierteen suodattuvuus nopeutui selvästi. Näistä käytännön kannalta tärkein on edullinen vaikutus suodattumisnopeuteen (kts. kuvio 1) . Muihin mallasanalyysiarvoihin keksinnön mukaisella mene-25 telmällä ei ollut vaikutusta.

Esimerkki 8 Käsittelyn vaikutus oluen ylikuohumistaipumukseen

Keksinnön mukaisen kasvavan viljan maitohappobakteereilla käsittelyn vaikutusta oluen ylikuohumistaipumik-3Q seen määritettiin Carlsbergin pikamenetelmällä Vaag et : ai.'n [Eur. Brew. Conv. Proc. 24th Congr., Oslo (1993) 155 - 1629] kuvaamalla tavalla.

Näytteet a - c valmistettiin seuraavalla tavalla. Maitohappobakteereilla keksinnön mukaisesti käsitellyt 35 ohranäytteet mellastettiin esimerkissä 6 kuvatulla tavalla. 100 g kutakin saatua mallasnäytettä sekoitettiin 400 17 97148 ml:aan tislattua vettä laboratoriotehosekoittimessa maksiminopeudella. Suspensiota sentrifugoitiin kierrosnopeudel-la 5 000 rpm, ja supernatantti konsentroitiin keittämällä noin puoleen tilavuuteen. Muodostunut sakka poistettiin 5 suodattamalla. Suodos jäähdytettiin, ja tilavuus säädettiin 200 ml:ksi tislatulla vedellä. Kulloinkin 50 ml olutta poistettiin kolmesta kylmäksi (4 - 10 °C) jäähdytetystä olutpullosta ja korvattiin 50 ml:11a mallasuutetta. Pulloja ravisteltiin varovasti ilman korvaamiseksi vaahdolla 10 pullon kaulassa, minkä jälkeen ne korkitettiin ja pastöroitiin 20 minuuttia 60 °C:ssa. Jäähdyttämisen jälkeen pulloja sekoitettiin vaakasuorassa asennossa kolme päivää ennen testausta ylikuohunnan indusoimiseksi.

Pullot punnittiin ja niiden annettiin seistä pai-15 koillaan kymmenen minuuttia. Sitten pulloja käännettiin ylösalaisin kolme kertaa, seisotettiin 30 sekuntia ja lopuksi aukaistiin. Jos ylikuohuntaa esiintyi, pullot punnittiin uudelleen ja pulloista ylikuohuneen oluen määrä laskettiin. Ylikuohuntastandardina käytettiin Gushing Malt 20 A -valmistetta, joka sisältää Fusarium poae -hometta (Carlsberg, Kööpenhamina, Tanska).

Tulokset on esitetty taulukossa 8, jossa käytetyt lyhenteet ovat kuten esimerkissä 1.

18 97148

Taulukko 8

Maitohappobakteerikäsittelyn vaikutus oluen ylikuohumistaipumukseen

Ylikuohunnan määrä g Kenttä LH-701 LH-702 LH-703 LH-704 kontrolli Näyte a 43,1 14,0 31,0 0,1 10 Näyte b 55,0 0,1 24,0 23,1 Näyte c 38,9 14,7 11,9 21,6

Keskiarvo 45,7 9,8 22,3 14,9 15 Ylikuohunta- standardi 54,2

Kaikkien keksinnön mukaisesti maitohappobakteereilla käsitellyistä ohrista valmistettujen maltaiden ylikuo-20 humistaipumus oli oleellisesti vähentynyt. Eniten tämä pieneni Lactobaci1lus plantarum -kantaa VTT-E-78076 sisältävällä kasvuliuoksella pellolla ruiskutetusta ohrasta (LH-702) valmistetulla maltaalla: ylikuohumistaipumus pieneni lähes viidennekseen käsittelemättömästä ohrasta val-• 25 mistettuun maltaaseen verrattuna ja lähes kuudesosaan yli- kuohuntastandardiin verrattuna. Pediococcus oentosaceus -kantaa VTT-E-90390 (LH-703) sisältävällä kasvuliemellä pellolla juuri tähkimisen alettua tai kymmenen päivää sen jälkeen ruiskutetusta ohrasta valmistetulla maltaalla saa-30 dut ylikuohumisarvot pienenivät 51 ja vastaavasti 67 % kontrolliin verrattuna ja 59 ja vastaavasti 73 % ylikuohu-misstandardiin verrattuna.

«

Il «tili IIIU l i 4 . - ,

Claims (10)

1. Menetelmä kasvien käsittelemiseksi siementen laatuominaisuuksien parantamiseksi, tunnettu sii- 5 tä, että pellolla tai pelto-olosuhteissa siementen kehittyessä kasvia käsitellään ruiskuttamalla sitä siementen laatuominaisuuksia parantavalla maitohappobakteerivalmisteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että käsiteltävä kasvi on viljakasvi .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittely tehdään juuri täh-kimisen aloittavalle viljalle tai jo tähkivälle viljalle.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävä viljakasvi on mallastukseen sopiva vilja.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vilja on ohra.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että maitohappobakteerivalmiste on Lactobacillus- tai Pediococcus-sukuihin kuuluvaa maitohappobakteeria tai näiden seosta sisältävä valmiste.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, : 25 tunnettu siitä, että maitohappobakteerivalmiste on Lactobacillus plantarum -lajia tai Pediococcus pentosaceus -lajia sisältävä valmiste.

8. Maitohappobakteerivalmisteen käyttö kasvien ruiskuttamiseen pellolla tai pelto-olosuhteissa siementen 30 kehittyessä siementen laatuominaisuuksien parantamiseksi.

• 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen käyttö, tun nettu siitä, että maitohappobakteerivalmistetta käytetään viljakasvin erityisesti mallastukseen sopivan viljan käsittelyyn.

10. Kasvituote, tunnettu siitä, että se on käsitelty patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä. 97148