FI92331C - Menetelmä panimoraaka-aineen valmistamiseksi - Google Patents

Description

92331

MENETELMÄ PANIMORAAKA-AINEEN VALMISTAMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä panimoraaka-aineen valmistamiseksi.

Olut valmistetaan pääasiassa ohramaltaista.

5 Maltaiden hinta on kuitenkin suhteellisen korkea, ja tämän johdosta oluen valmistuksessa pyritään siirtymään halvempiin raaka-aineisiin, esim. tärkkelyksen ja runsaasti tärkkelystä sisältävien raaka-aineiden käyttöön maltaiden ohessa.

10 Viime vuosina maultaan kevyempien olutlaatu- jen suosio on kasvanut. Kevyempien olueiden valmistukseen käytetään maltaiden ohessa runsaasti tärkkelystä sisältäviä raaka-aineita. Tunnetun tekniikan osalta viitataan julkaisuihin: Lebensmittelindustrie, voi.

15 27, 1980, s. 124-126, Tschiersch, R., Einige Aspekte und Probleme der Zerkleinerung von Gerstenrohfrucht, ja Brewers' Guardian, July 1985, s. 18-21, Hudson, J.F., Adjuncts and their use in brewing.

Runsaasti tärkkelystä sisältävää panimoraaka-20 ainetta on valmistettu aiemmin esim. ohrasta märkäpro-sessilla, jossa tärkkelys on erotettu käytettäväksi maltaiden ohessa oluen valmistuksessa. Nämä tunnetut erotusprosessit eivät ole kuitenkaan täysin tyydyttäviä erityisesti niiden monimutkaisuuden ja kustannuk-25 sien vuoksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi menetelmä maltaiden ohella käytettävän panimoraaka-aineen valmistamiseksi ohrasta, joka menetelmä voidaan toteuttaa yksinkertaisella ja joustaval-30 la tavalla ohran muun prosessoinnin yhteydessä. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jossa panimoraaka-ainetta voidaan valmistaa iempaa halvemmin kustannuksin ja siten, että ao. pani-moraaka-aineella voidaan korvata mahdollisimman suuri 35 osa, jopa puolet maltaista.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

92331 2

Keksintö perustuu siihen suoritetuissa tutkimuksissa havaittuun yllättävään tosiasiaan, että ohrasta jauhamisen jälkeen seulomalla erotettu ja runsaasti tärkkelystä sisältävä hienojae kelpaa sellaise-5 naan käytettäväksi panimoraaka-aineena maltaiden kanssa. Panimoraaka-ainetta voidaan käyttää kuinka vähän tahansa maltaiden koko määrästä, edullisesti yli 10 p-% aina 35, sopivasti 40, edullisesti 45, edullisimmin aina jopa 50 % saakka maltaiden ja panimoraaka-aineen 10 kokonaismäärästä. Käytännössä tämä merkitsee sitä, että jopa puolet maltaista voidaan korvata keksinnön mukaan valmistetulla panimoraaka-aineella. Tämä merkitsee luonnollisesti aiempaa alhaisempia valmistuskustannuksia panimoraaka-aineen osalta, ts. halvempia 15 oluen tuotantokustannuksia. Lisäksi keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettu panimoraaka-aine soveltuu erityisen hyvin kevyen oluen valmistukseen, so. keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetusta pani-moraaka-aineesta mäskiin ja vierteisiin ei liukene 20 niin paljon rasvaa, proteiineja, polyfenolia ja β- glukaania kuin tavanomaisesta ohrasta tai ohramaltaas-ta. Tällöin valmistettavasta oluesta tulee kevyen ja miedon makuista vastaten nykyisiä makutottumuksia.

Keksinnön mukaan jauhetusta ohrasta erotetaan 25 seulomalla karkeajae ja hienojae, jonka hiukkaskoko on alle 300 μιη, edullisesti alle 250 μτη, esim. 150 - 300 μπι, edullisesti 150 - 250 μιη. Hienojae sisältää runsaasti tärkkelystä ja vähän rasvaa, proteiinia, polyfenolia ja β-glukaania. Hienojae on sellaisenaan val-30 mis käytettäväksi panimoraaka-aineena maltaiden kans sa. Ohran muut aineosat, so. erotuksessa saatava karkeajae, joka sisältää esim. leseitä ja jyvän kuoriosia sekä mahdollisesti erotettavat muut aineosat, voidaan käyttää raaka-aineina muihin prosesseihin. Valmistus-35 prosessi on kuivaprosessi, so. jauhatus ja erotus toteutetaan kuivana tavanomaisessa myllyteollisuudessa käytettävässä kosteuspitoisuudessa.

92331 3

Keksinnön mukaan valmistettavan hienojakeen osuus jauhettavasta ohramäärästä on 10 - 25 p-%, edul-• lisesti 10 - 20 p-% koko ohramäärästä. Hienojae sisäl tää yli 65 p-%, sopivasti yli 75 p-%, edullisesti jopa 5 yli 80 p-% tärkkelystä ohran normaalin tärkkelyspitoi-suuden ollessa noin 55 - 60 p-%. - Tässä selostuksessa kaikki prosenttilukemat on mainittu painoprosentteina kuiva-aineesta laskettuna.

Keksinnön mukaisella menetelmällä panimoraa-10 ka-ainetta voidaan valmistaa yksinkertaisella jauha- tusprosessilla, jota seuraa halutun jakeen seulonta. Jauhatus voidaan toteuttaa esim. myllyteollisuudessa yleisesti käytettävällä vasaramyllyllä. Seulonta voidaan toteuttaa esim. tasoseulalla, edullisesti sylin-15 terimäisellä, pyörivällä seulalla, jolloin erotuksessa voidaan käyttää myös keskipakovaikutusta. Jauhettaessa ohra kahdessa vaiheessa ensimmäisen erotusvaiheen seulan seulakoko on esim. suuruusluokkaa noin 250 - 300 μιη, jolla saadaan erotetuksi karkeimmat osat. Toisessa 20 seulontavaiheessa seulakoko on suuruusluokkaa 150 250 μιη, jolloin saadaan erotetuksi haluttu, runsaasti tärkkelystä sisältävä jae.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten ohei-25 seen piirustukseen, jossa ' kuva 1 esittää juoksukaaviota keksinnön mukaisesta eräästä prosessista yksinkertaistetussa muodossa, kuva 2 esittää juoksukaaviota kuvan 1 prosessin toisesta erotusvaiheesta, ja 30 kuva 3 esittää suodattumiskäyriä käytettäessä keksin nön mukaisella menetelmällä valmistettua panimoraaka-ainetta.

Kuvassa 1 prosessiin syötettävä ohra 1 jauhetaan vasaramyllyssä 2 ohrarouheeksi, rouhe sisältää n. 35 60 p-% tärkkelystä. Rouhe 3 johdetaan seulalle 4, lä pimennyt jae 5 n. 15 % ohrasta johdetaan tavanomaiseen ohrajauhon jatkojalostukseen. Karkeampi jae 6 johde- 92331 4 taan erottimeen 7, jossa erotetaan karkeammat osat 8, n. 4 % ohrasta johdettavaksi edelleen seulalle 9, jossa lese 10 erotetaan, karkeampi jauho 11 johdetaan tavanomaiseen ohrajauhon jatkoprosessiin. Erottimelta 5 7 saatava hienompi ohrajauho 12, tärkkelyssisältö n.

65 p-%, johdetaan toiseen jauhatusvaiheeseen, so. va-saramyllyyn 13, saatu jauho 14 seulotaan seulalla 15; saatu karkea jauho 16 johdetaan tavanomaiseen ohrajau-hoprosessiin. Saatu hienojae, joka sisältää n. 75 - 80 10 p-% tärkkelystä, erotetaan käytettäväksi panimoraaka- aineena yhdessä maltaiden kanssa. Hienojakeen osuus koko syötettävästä ohramäärästä 1 on noin 10 - 25 p-%. Hienojakeen hiukkaskoko on alle 250 μπι.

Kuvassa 2 näkyy erotusprosessi yksityiskoh-15 taisesti. Vasaramyllystä 13, so. toisen jauhatusvai- heen vasaramyllystä saatava ohrajauho johdetaan Typhonseulalle (taifuuninseula) 15x, karkeajae 16x poistosiiloon 17, hienojae toiselle Typhon-seulalle (taifuuniseulalle) 152. Täältä karkeajae 162 johdetaan 20 poistosiiloon 17 ja hienojae siiloon 18 kuljetettavaksi olutpanimoon, hienojakeen hiukkaskoko on alle 250 μπι.

Syöttö seulalle 15χ on 5 - 8 t/h, syöttö seulalta 15x poistosiiloon 17 4 - 7 t/h ja poisto seulal-25 ta 152 hienojakeena varastosiiloon 1 t/h.

Taulukossa 1 on esitetty kuvan 1 mukaisella prosessilla valmistetun panimoraaka-aineen kokoomus verrattuna tavanomaiseen ohrajauhoon ja ohratärkkelykseen. Panimoraaka-aine saatiin keksinnön mukaisesti 30 fraktioimalla edelleen kuivajauhatusprosessista saatua . ja jo luokiteltua jauhefraktiota. Tärkkelyksen suhteen rikastunutta fraktiota saatiin 10 - 15 p-% koko jauho-virran määrästä.

92331 5

Taulukko 1.

Pitoisuus % Ohrajauho Panimoraa- Ohratärkke-kuiva-aineesta ka-aine lys

Proteiini 13.0 9.5 0.3

Rasva 3.5 2.2 0.3 β-glukaani 4.1 2.1 0.1 Tärkkelys 58 79 99 "Fermentable" 65 89 104 "Extractible" 69 93 107

Rikasteen partikkelikoko oli alle 0,16 mm.

5 Tuloksien mukaan jauhofraktion liukenevuus ja uuttu-vuus olivat hyvät, panimoraaka-aineen käyttö maltaiden ohessa oluen valmistuksessa ei edellytä erillistä raa-kaviljakeittoa. Edelleen nesteytys ja sokerointi voidaan toteuttaa samoissa olosuhteissa (lämpötila, pH) 10 kuin ohramaltailla.

ESIMERKKI 1

Koejärjestelyt:

Kokeissa tutkittiin kahta eri ohran kuivajau-15 hatusjaetta, fraktiota I ja fraktiota II. Fraktio I

edusti vertailujaetta ja fraktio II edusti keksinnön mukaisesti valmistettua hienojakoista ohrajauhojaetta.

Vertailufraktio I valmistettiin esillä olevan keksinnön mukaisesta menetelmästä poikkeavasti sekoit-20 tamalla ohrajauhoa ja ohratärkkelystä keskenään (50/50-osuuksina, tärkkelyspitoisuudeksi saatiin 78,5 p-%). Fraktion I valmistusmenetelmä on kallis ja monimutkainen.

Keksinnön mukaisella menetelmällä valmistet- 25 tavan fraktion II valmistus suoritettiin tuotantomit- takaavassa jauhamalla ohra ensin Alkon Koskenkorvan tuotantolaitoksen prosessin mukaisesti I vaiheessa raekokoon (alle 2 mm) . Jauhatuksen jälkeen ohrasta poistettiin pöly seulomalla ja uloimmat kuoriosat 92331 6 käyttämällä ilmaluokitinta. Jauhettu ohrarae johdettiin II vaiheen jauhatukseen, josta ulostulleelle oh-rajauheelle suoritettiin keksinnön mukainen luokitus. Keksinnön mukaisesti jauhe johdettiin taifuuniseulaan, 5 jossa seulakoko oli 300 μπκ Tästä taifuuniseulasta läpimennyt jae johdettiin toiseen taifuuniseulaan, jossa seulakoko oli 200 μιη. Toisesta taifuuniseulasta läpimennyt hienojakoinen jauhojae oli haluttua keksinnön mukaista panimoraaka-ainetta (fraktio II), joka 10 sisälsi runsaasti tärkkelystä (tärkkelyspitoisuus 82,8 % kuiva-aineesta).

Fraktion II kokojakauman havainnollistamiseksi esitetään fraktiolle II suoritettu seulonta (taulukko 2) . Taulukossa 2 on myös esitetty vertailua 15 varten ohrajauholla suoritettu vastaava seulonta.

Taulukko 2.

Seulakoko μπι Ohrajauho g Fraktio II g yli 250 71,21 0,19 yli 180 6,98 0,64 yli 140 3,74 6,97 yli 90 1, 68 8, 62 yli 75 1,58 11,06 pohja 14,29 71,32 yht. 99,48 98,8 20 Maltaana käytettiin Kustaa-pilsnermallasta (alfa-amylaasiaktiivisuus 52 DU, ja diastaattinen voima 290 WK. 30 % maltaan määrästä korvattiin ohraja-keella.

Mäskäysseos: 25 70 g Kustaa-mallas, rouhekarkeus 30 g ohrajae rouhe-vesisuhde 1:3 (100 g:300 ml) pH-säätö, 0,6 ml 1-n rikkihappoa kalsiumsuolat, 0,15 g CaCl2 x 2H20.

92331 7 Mäskäysohjelma, koesarja 1 (6 näytettä), fraktio I: sisäänmäskäys 45°C, tauko 0, 15, 30, 45, 60 tai 75 min „ 5 nosto l°C/min 65°C, sokeroitumistauko 1 h nosto l°C/min 80°C, tauko 10 min siivilöinti 80°C (suodatinpaperin läpi) huuhtelu 80°C, 2 x 100 ml vettä.

10 Koesarja 2 (4 näytettä), fraktio II: sisäänmäskäys 48°C, tauko 0, 30, 45 tai 60 min muuten sama kuin koesarjassa 1 15 Koesarja 3 (3 näytettä), fraktiot I ja II; sisäänmäskäys 48°C, tauko 30 min, muuten sama kuin koesarjassa 1 rouhe-vesisuhde 1:2,86 (70 g rouhe:200 ml) 20 Tulokset:

Ensimmäisessä koesarjassa tutkittiin sisään-mäskäystauon pituuden vaikutusta glukaanien pilkkoutumiseen (Taulukko 3) 25 Taulukko 3. Koesarjan 1 vierteiden analyysitulokset (fraktio I) .

Tauko 45°C min 0 15 30 45 60 75

Uutepitoisuus p-% 17,1 18,0 17,1 17,9 17,5 17,9

Viskositeetti cP 2,82 2,70 2,57 2,48 2,42 2,44 , ( β-glukaanit mg/1 1218 817 596 474 410 369 FAN mg/1 238 259 260 290 285 302 NLKA % 83,2 84,9 84,4 86,0 85,8 86,0

Suodattuminen ml/3h 230 215 280 255 265 290

Sameus FU 10 9,3 10 9,3 9,3 8,8

Uutesaanto % ik 42 42 52 49 50 56 FAN = vapaa aminotyyppi, NLKA = näennäinen loppuunkäymisaste 92331 8

Sisäänmäskäystauon pituus vaikutti huomattavasti vierteen viskositeettiin, β-glukaanien pilkkoutumiseen ja vapaan aminotypen määrään. Tauon pidentäminen yli 45 min ei enää lisännyt käymiskelpoisten 5 sokereiden määrää loppunkäymisasteella mitattuna. Suo- dattumisnopeuden määrittäminen suodatinpaperia käyttäen ei ole kovin tarkka. Suodatukset lopetettiin 3 tunnin kuluttua. Uutesaannot on laskettu suodatuksen lopussa olleeseen tilavuuteen perustuen. Sokeroituminen 10 mitattiin jodi-tärkkelyskokeella sokeroitumistauon aikana 65°C:ssa. Mikään näytteistä ei ollut sokeroitunut täydellisesti.

Toisessa koesarjassa sisäänmäskäyslämpötila nostettiin lämpötilaan 48°C ja tutkittiin fraktion II 15 vaikutusta vierteen laatuun. Koesarjan tulokset on esitetty taulukossa 4. Fraktio II oli huomattavasti hienojakoisempaa kuin fraktio I, mikä osaltaan vaikutti uuttumiseen, β-glukaanien hydrolysoitumiseen sekä vierteen viskositeetin alenemiseen. Suodattuminen ja 20 uutesaanto olivat tässä koesarjassa edellistä selvästi parempia. Kaikki näytteet olivat sokeroituneet täydellisesti, kun lämpötila saavutti 80°C.

Taulukko 4. Koesarjan 2 vierteiden analyysitulokset 25 (fraktio II) .

Tauko 48°C min .0 30 45 60

Uutepitoisuus p-% 16,9 17,3 17,7 17,9

Viskositeetti cP 2,43 2,33 2,30 2,30 β-glukaanit mg/1 660 360 348 344 FAN mg/1 222 258 283 303

Suodattumisaika h 1,8 1,8 1,8 1,8 tilavuus ml 320 330 335 315

Uutesaanto % 58 61 64 60

Kolmannessa koesarjassa tutkittiin fraktioiden I ja II vaikutusta suodattumiseen käyttämällä ns.

92331 9

Tepral-suodatuslaitteistoa. Suodattumiskäyrät on esitetty kuvassa 4. Seos, jossa 30 % maltaan määrästä oli korvattu fraktiolla II suodattui parhaiten ja antoi korkeimman uutetuloksen. Fraktio I oli karkeahkoa, 5 joten β-glukaanien uuttuminen ja hydrolyysi ei ehtinyt edetä riittävän pitkälle 30 min sisäänmäskäystauon aikana. Lisäksi sen mäskikakku sitoi vettä ja saatu vierteen määrä jäi pienemmäksi kuin fraktiota II käytettäessä.

10

Taulukko 5. Koesarjan 3 vierteiden analyysitulokset.

Mallas % 100 70 70

Ohra_%_-_30 (I)_30 (II)

Uutepitoisuus p-% 13,2 13,9 13,3

Viskositeetti cP 1,85 2,02 1,82 li-glukaanit mg/1 404 832 416 FAN mg/1 261 195 192

Suodatuksen määrä g 381 370 393

Uutesaanto_% ik_71, 3_73,5_74,7_

Yhteenveto: 15 Sisäänmäskäystaukoa pidentämällä voidaan huo mattavasti vaikuttaa β-glukaanien hydrolysoitumiseen ja vierteen viskositeettiin. Tutkittu hienojakoinen ohrafraktio (II) soveltui hyvin mallasta korvaavaksi raaka-aineeksi. Mäskin suodattuminen ja uutesaanto 20 olivat parempia kuin täysmallasmäskäyksessä.

Suoritusesimerkit on tarkoitettu keksinnön havainnollistamiseksi rajoittamatta sitä millään tavoin. Täten keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettua panimoraaka-ainetta voidaan käyttää oluen val-25 mistuksessa millä tahansa tunnetulla prosessilla, jolloin osa maltaista korvataan ao. uudella panimoraaka-aineella.

Claims (5)

10 92331

1. Menetelmä panimoraaka-aineen valmistamiseksi ohrasta, tunnettu siitä, että ohra jauhetaan kuivana, jauhetusta ohrasta erotetaan seulomal- 5 la hienojae, jonka hiukkaskoko on alle 300 pm ja joka sisältää yli 65 p-% tärkkelystä ja vähän rasvaa, proteiinia, polyfenolia ja β-glukaania käytettäväksi pa-nimoraaka-aineena maltaiden kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että hienojakeen hiukkaskoko on alle 250 pm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohra jauhetaan kahdessa vaiheessa, joilloin 1. vaihe on karkeajauha- 15 tus, karkeajae ja lese poistetaan 1. vaiheen jälkeen ja ainakin osa hienommasta jauheesta jauhetaan 2. vaiheessa vasaramyllyssä, ja että vasaramyllystä saatava hienojae otetaan talteen.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukai-20 nen menetelmä, tunnettu siitä, että hienojae muodostaa 10 - 25 p-%, edullisesti 10 - 20 p-% koko ohramäärästä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hienojae sisältää yli 75 25 p-%, edullisesti yli 80 p-% tärkkelystä. 92331