ZMIANY ZDOLNOŚCI I ENERGII KIEŁKOWANIA ZIARNA JĘCZMIENIA BROWARNICZEGO W WYNIKU MOCZENIA W RÓŻNYCH WARUNKACH CIŚNIENIOWYCH

Transkrypt

1 Inżynieri Rolnicz 5(93)/2007 ZMIANY ZDOLNOŚCI I ENERGII KIEŁKOWANIA ZIARNA JĘCZMIENIA BROWARNICZEGO W WYNIKU MOCZENIA W RÓŻNYCH WARUNKACH CIŚNIENIOWYCH Leszek Rydzk, Wojciech Bożek Ktedr Inżynierii i Mszyn Spożywczych, Akdemi Rolnicz w Lublinie Streszczenie. W prcy podjęto próbę oceny wpływu zbiegu wstępnego moczeni zirn jęczmieni browrnego w podciśnieniu n jego zdolność i energię kiełkowni. Zirno nwilżno w systemie zlewowym w komorze próżniowej, w ciśnieniu 5 i 100 kp (ciśnienie tmosferyczne) i w temperturch wody od 15 do 50 o C. Czs kontktu zirn i czynnik nwilżjącego wynosił od 0,5 do 10min. Bdno udził procentowy ilości ziren skiełkownych w poddwnej słodowniu msie zirn, wyznczjąc energię i zdolność kiełkowni. Stwierdzono istotne zleżności zdolności i energii kiełkowni po procesie od ciśnieni w komorze nwilżcz. Pondto stwierdzono znczące różnice w budowie morfologicznej nsion kiełkujących po wstępnym moczeniu w ciśnieniu tmosferycznym i w podciśnieniu 5 kp. Słow kluczowe: jęczmień browrny, moczenie, próżni Wprowdzenie Proces nwilżni znlzł szerokie zstosownie w przemyśle spożywczym. Szczególnie często występuje w obróbce zirn zbóż i nsion roślin strączkowych. Podczs kontktu z wodą w strukturze surowców zchodzą liczne zminy, pożądne w dlszej ich obróbce [Lewicki 1998; Grunds i in. 1998]. Proces moczeni jęczmieni jest w technologii produkcji słodu jednym z njwżniejszych i m decydujący wpływ n prmetry i jkość otrzymnego produktu. Istnieje szereg sposobów prowdzeni tego procesu, jednk niezleżnie od stosownych w przemyśle schemtów technicznej jego relizcji jest on czsochłonny. Może trwć nwet do 100 h. Poszukiwne są więc sposoby skróceni czsu moczeni jęczmieni, przy zchowniu jego pożądnych wlorów jkościowych [Kunze 1999]. W osttnich ltch wiele procesów w brnży spożywczej prowdzonych jest w wrunkch próżniowych w celu zwiększeni ich efektywności. Obróbk próżniow zwn impregncją (vcuum impregntion) jest jedną z njnowszych [Fito i in. 1996]. Znjduje zstosownie wszędzie tm, gdzie dochodzi do wyminy msy między ciłem stłym otczjącą go cieczą. W ten sposób przetwrzne są produkty pochodzeni zwierzęcego (mięso, sery) i owoce [del Vlle i in. 1998; Betoret i in. 2003; Gumis i in. 1997; Gonzlez i in. 1999; Chfer i in. 2003; Fito i in. 2001]. Moczenie próżniowe w porównniu z ktulnie stosownymi metodmi nwilżni zwiększ ilość pobiernej przez zirno wody 375

2 Leszek Rydzk, Wojciech Bożek [Rydzk 2001] - dje więc możliwość ogrniczeni czsu nwilżni, co z tym idzie może przyspieszyć proces kiełkowni orz zwiększć energię i zdolność kiełkowni. Wprwdzie żdn ze słodowni nie prowdzi procesu moczeni w wrunkch próżniowych, lecz ze względu n znczne przyspieszenie procesów wyminy msy w trkcie tkiej obróbki wrto zwrócić uwgę n ewentulne możliwości zstosowni tej metody w słodownictwie. Cel bdń Celem prcy był ocen możliwości wykorzystni podciśnieni jko czynnik przyspieszjącego proces moczeni jęczmieni do celów słodowniczych. Cel ten osiągnięto przez określenie wpływu wrunków moczeni (ciśnienie, tempertur, czs) n zdolność i energię kiełkowni zirn jęczmieni browrniczego. Bdni przeprowdzono w zkresie zmienności: ciśnieni nwilżni wynoszącego 5 i 100 kp (ciśnienie tmosferyczne), tempertury czynnik nwilżjącego od 15 do 50 o C, czsu kontktu zirn i wody od 0,5 do 10 min. Metodyk Bdnimi objęto zirno jęczmieni browrniczego odminy Rudzik. Proces nwilżni przeprowdzono n stnowisku pomirowym przedstwionym n rys. 1. Rys. 1. Fig. 1. Schemt stnowisk pomirowego do bdni procesu nwilżni metodą znurzeniową w wrunkch podciśnieni: 1 - komor próżniow, 2 - ultrtermostt, 3 - pokryw, 4 - pomp próżniow, 5 - zbiornik, 6 - pojemnik n surowiec Digrm of test bench for testing the soking process using submersion method under vcuum conditions: 1 - vcuum chmber, 2 - ultrthermostt, 3 - cover, 4 - vcuum pump, 5 - tnk, 6 - rw product continer 376

3 Zminy zdolności... Proces nwilżni przeprowdzono w komorze, współprcującej z pompą próżniową, któr umożliwił regulcję ciśnieni w komorze w zkresie kp. Komor znurzon był w łźni wodnej ultrtermosttu, który umożliwił prowdzenie procesu w różnych wrunkch termicznych. Aby zpewnić cłkowite znurzenie wszystkich nwilżnych ziren umieszczono je w pojemniku wykonnym z sitki. Poziom ciśnieni w komorze rejestrowno z pomocą wkuometru. Pokryw komory był dodtkowo wyposżon w zespół zworów łączących komorę z pompą próżniową i zbiornikiem wodnym. Szczelność połączeni komory i pokrywy zpewnił uszczelk ntłuszczon wzeliną. Po umieszczeniu komory próżniowej w ultrtermostcie, ustlono tempertury: 15 o C, 30 o C, 40 o C, 50 C. Wod nwilżjąc posidł temperturę zbliżoną do tempertury pnującej w komorze. Różnice tych tempertur wynosiły nie więcej niż ± 2 o C. Po wygrzniu komory umieszczno w niej pojemnik n surowiec z odwżoną próbką zirn o msie 50 g. Zirn nwilżno w ciśnieniu tmosferycznym i podciśnieniu 5 kp. Bdni w ciśnieniu 5 kp rozpoczynły się od umieszczeni próbki surowc w komorze próżniowej. Po wypełnieniu przewodów hydrulicznych wodą, komorę zmykno i po otwrciu zworu łączącego z pompą próżniową ustlono ciśnienie n poziomie 5 kp. Po ustleniu ciśnieni zmykno zwór łączący komorę z pompą próżniową, otwierno zwór doprowdzjący wodę. Próbk zlewn był porcją wody o objętości około 0,2 dm³. W trkcie zlewni próbki wodą, wrz ze wzrostem stopni wypełnieni komory, obserwowno nieznczny wzrost ciśnieni w komorze nwilżjącej. Po zlniu próbki zirno utrzymywno w kontkcie z wodą przez czs 0,5, 1, 5 i 10 minut. Po upływie tego czsu sprowdzno ciśnienie gwłtownie do tmosferycznego i oddzielno zirno od wody. Tk nwilżone zirno podwno procesowi słodowni, bdjąc energię i zdolność kiełkowni. W ciśnieniu tmosferycznym zirno nwilżno zlewjąc wodą umieszczony w komorze pojemnik z próbką surowc. Po czsie nwilżni wynoszącym 0,5, 1, 5 i 10 minut oddzielno zirno od wody. Tk nwilżone zirno podwno procesowi słodowni, bdjąc energię i zdolność kiełkowni. Kiełkownie bdnego zirn prowdzono n płytkch metlowych, zliczjąc udził procentowy ilości skiełkownych ziren po 72 h (energi) i 120 h (zdolność kiełkowni). Oznczenie przeprowdzono zgodnie z normą PN-R Płytkę do kiełkowni wykłdno trzem rkuszmi bibuły filtrcyjnej. Nstępnie rozkłdno n niej 500 ziren i przykrywno rkuszem bibuły filtrcyjnej. Przygotowne próbki nwilżno jednkowymi ilościmi wody i pozostwino do kiełkowni. Górną bibułę filtrcyjną codziennie umirkownie zwilżno jednkowymi ilościmi wody o temperturze 20 o C zpewnijąc stłe wrunki kiełkowni zirn w kżdej z próbek. Bdni procesu kiełkowni zirn jęczmieni przeprowdzono w trzech powtórzenich. We wszystkich przypdkch dokonywno obliczeni średniej rytmetycznej i odchyleni stndrdowego. W trkcie procesu kiełkowni dokonywno obserwcji zmin w budowie morfologicznej jęczmieni, które rejestrowno n fotogrfich. Obserwcjom poddno zirn kiełkujące po czsie 72 h i 120 h. Wyniki bdń poddno też nlizie istotności wpływu bdnych czynników (ciśnienie, tempertur, czs) n otrzymne rezultty. Anlizę tę przeprowdzono z pomocą wielokrotnych przedziłów ufności Tukey n poziomie istotności α=0,

4 Leszek Rydzk, Wojciech Bożek Wyniki bdń Energi i zdolność kiełkowni N rys. 2 i 3 przedstwiono w formie wykresów trójwymirowych zleżność ilości skiełkownych ziren po 72 h (energi kiełkowni) w funkcji czsu moczeni i tempertury dl zirn moczonego w ciśnieniu 5 kp i ciśnieniu tmosferycznym. E [%] t [min] T [ o C] pond Rys. 2. Fig. 2. Zleżność energii kiełkowni w funkcji czsu moczeni i tempertury dl jęczmieni moczonego w ciśnieniu tmosferycznym Dependence of sprouting energy s function of soking time nd temperture for brley soked under tmospheric pressure E [%] t [min] T [ o C] pond Rys. 3. Fig. 3. Zleżność energii kiełkowni w funkcji czsu moczeni i tempertury dl jęczmieni moczonego w ciśnieniu 5 kp Dependence of sprouting energy of grins s function of soking time nd temperture for brley soked under pressure of 5 kp 378

5 Zminy zdolności... N rys. 4 i 5 przedstwiono w formie wykresów trójwymirowych zleżność ilości skiełkownych ziren po 120 h (zdolność kiełkowni) w funkcji czsu moczeni i tempertury dl zirn moczonego w ciśnieniu 5 kp i ciśnieniu tmosferycznym. Z [%] t [min] T [ o C] pond Rys. 4. Fig. 4. Zleżność zdolności kiełkowni w funkcji czsu moczeni i tempertury dl jęczmieni moczonego w ciśnieniu tmosferycznym Dependence of sprouting cpbility of grins s function of soking time nd temperture for brley soked under tmospheric pressure Z [%] t [min] T [ o C] pond Rys. 5. Fig. 5. Zleżność zdolności kiełkowni ziren w funkcji czsu moczeni i tempertury dl jęczmieni moczonego w ciśnieniu 5 kp Dependence of sprouting cpbility of grins s function of soking time nd temperture for brley soked under pressure of 5 kp 379

6 Leszek Rydzk, Wojciech Bożek Budow morfologiczn kiełkującego zirn jęczmieni N rys. 6 przedstwiono wyniki obserwcji zmin w budowie morfologicznej kiełkującego jęczmieni. Do prezentcji wybrno zirno moczone w temperturze 50 o C. Po 72 h wzrostu zirn moczonego w wodzie o temperturze 50 o C nie są zuwżlne różnice pomiędzy kiełkującym zirnem jęczmieni nwilżnym w ciśnieniu 5 kp i ciśnieniu tmosferycznym. Ntomist po 120 h wykiełkowło mniej ziren nwilżnych w ciśnieniu 5 kp. ) b) c) d) Rys. 6. Budow morfologiczn kiełkującego zirn jęczmieni nwilżonego w temperturze 50 o C, w czsie 0,5 min: ) po 72 h w ciśnieniu 100 kp, b) po 72 h w ciśnieniu 5 kp, c) po 120 h w ciśnieniu 100kP, d) po120 h w ciśnieniu 5 kp Fig. 6. Morphologicl structure of sprouting brley grin soked t temperture of 50 o C, during 0,5 min: ) fter 72 h under pressure of 100 kp, b) fter 72 h under pressure of 5 kp, c) fter 120 h under pressure of 100kP, d) fter 120 h under pressure of 5 kp Anlizę wpływu bdnych czynników (ciśnienie, czs, tempertur) n wrtość energii i zdolności kiełkowni jęczmieni przedstwiono w tbeli

7 Zminy zdolności... Tbel 1. Anliz istotności wpływu bdnych czynników n wilgotność końcową nsion Tble 1. An nlysis of effect significnce of tested fctors on finl humidity of seeds Czynnik Wrtość E Z Ciśnienie 5 [kp] 100 0,5 Czs nwilżni 5 [min] Tempertur 30 [ o C] * te sme litery oznczją brk istotnych różnic b b bc c b b b bc Wnioski N podstwie przeprowdzonych bdń możn sformułowć nstępujące wnioski: 1. Zirn jęczmieni moczone w ciśnieniu 5 kp kiełkowły w mniejszym stopniu niż te sme zirn nwilżne w ciśnieniu tmosferycznym. Wpływ ciśnieni, w którym moczono jęczmień szczególnie widoczny był w niskich temperturch czynnik nwilżjącego, wynoszących od 15 do 30 o C. 2. Czs moczeni próżniowego zirn nie wpływ istotnie n zdolność i energię kiełkowni jęczmieni. 3. Wrz ze wzrostem tempertury czynnik nwilżjącego, ilość skiełkownych ziren zwiększ się. W wyższych temperturch uległy ztrciu różnice pomiędzy kiełkującymi zirnmi nwilżnymi w ciśnieniu tmosferycznym i ciśnieniu 5 kp. 4. Zirn jęczmieni nwilżne w ciśnieniu tmosferycznym i podciśnieniu 5 kp różniły się zncznie budową morfologiczną. Po 120 h kiełkowni, zirn moczone w ciśnieniu 5 kp chrkteryzowły się gorzej wyksztłconym kiełkiem. N podstwie obserwcji prowdzonych w trkcie słodowni możn stwierdzić, że obróbk próżniow zirn pogrsz żywotność zrodk. Bibliogrfi Betoret N., Puente L., Diz M.J., Pgn M.J., Grci M.J., Grs M.L., Mrtinez-Monzo J., Fito P. 2003: Development of probiotic-enriched dried fruits by vcuum impregntion. Journ. of Food Eng. 56. s Chfer M., Gonzlez-Mrtinez C., Chirlt A., Fito P Microstructure nd vcuum impregntion response of citrus peels. Food Res. Int. 36. s Chirlt A., Fito P., Brt J.M., Andres A., Gonzlez-Mrtinez C., Escriche I., Cmcho M.M. 2001: Use of vcuum impregntion in food slting process. Journ. of Food Eng. 49. s Gonzlez C., Fuentes C., Andres A., Chirlt A., Fito P Effectiveness of vcuum impregntion brining of Mrchengo-type curd. Int. Diry Journ. 9. s

8 Leszek Rydzk, Wojciech Bożek Fito P., Andres A., Chirlt A., Prdo P Coupling of hydrodynmic mechnism nd deformtion-relxtion phenomen during vcuum tretment in solid porous food-liquid systems. Journ. of Food Eng. 27. s Fito P., Chirlt A., Brt J.M., Andres A., Mrtinez- Monzo J., Mrtinez-Nvrrete N Vcuum impregntion for development of new dehydrted products. Journ. of Food Eng. 49. s Grunds S., Godecki M., Miś A., Borkowsk H., Styk B. 1998: Chrkterystyk cech technologicznych zirn uszkodzonego mechnicznie w wyniku nwilżni. Biul. Inst. Agrofiz. PAN. 1. s Gumis B., Trujillo A.J., Ferrgut V., Chirlt A., Andres A., Fito P Ripening Control of Mrchengo Type Cheese Slted by Brine Vcuum Impregntion. Int. Diry Journ. 7: Kunze W. 1999: Technologi Piw i Słodu. Wrszw ISBN Lewicki P.P Some Remrks on Rehydrtion of Dried Foods. Journ. of Food Eng. 36. s Rydzk L Nwilżnie próżniowe jęczmieni w różnych wrunkch termicznych. Inżynieri Rolnicz 10(30). s Vlle del J.M., Arnguiz V., Diz L Volumetric Procedure to Assess Infiltrtion Kinetics nd Porosity of Fruits by Applying Vcuum Pulse. Journ. of Food Eng. 38. s CHANGES OF SPROUTING CAPABILITY AND ENERGY OF BREWER'S BARLEY GRAIN AS A RESULT OF SOAKING UNDER DIFFERENT PRESSURE CONDITIONS Summry. The pper is n ttempt to ssess the effect of presoking of brewer's brley grin under vcuum conditions on its sprouting cpbility nd energy. The grin ws soked in the filling system in the vcuum chmber, under pressure of 5 nd 100kP (tmospheric pressure) nd t wter tempertures from 15 to 50 o C. The time of grin nd soking medium contct rnged from 0,5 to 10min. The percentge shre of number of sprouted grins in grin mss put to mlting, ws nlyzed by setting the sprouting energy nd cpbility. The tests demonstrted significnt dependencies of sprouting cpbility nd energy fter the pressure process in the humidifier chmber. The tests dditionlly reveled significnt differences in morphologicl structure of sprouting seeds fter presoking under tmospheric pressure nd in vcuum of 5 kp. Key words: brewer's brley, soking, vcuum Adres do korespondencji: Leszek Rydzk; e-mil: leszek.rydzk@r.lublin.pl Ktedr Inżynierii i Mszyn Spożywczych Akdemi Rolnicz w Lublinie ul. Doświdczln Lublin 382

9 383