DD298818A5 - METHOD FOR PRODUCING MALT-LIKE PRODUCTS FROM CEREAL GRAIN BEANS FOR BEER MANUFACTURE AND FOR USE IN BREAD AND BAKERY PRODUCTS - Google Patents
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Abstract
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine deutlich gleichmaeszigere und insbesondere eine erhoehte Bildung von Farbstoffen und Aromastoffen zu erreichen, die fuer die Bierherstellung sowie fuer Brot- und Backwaren eingesetzt werden koennen. In Abhaengigkeit von den durch eine Reflexionslichtmeszeinrichtung abgetasteten Braeunungswerten wird der p H-Wert des Extrudates eingestellt durch Einspritzen einer Saeure, Base oder Elektrolytloesung durch die Wandung des Extruderzylinders in einem Extruderbereich, in dem bereits ein zerkleinerstes Produkt vorliegt, welches als Ganzkorn in den Extruder eingegeben worden ist.{Bierherstellung; Aromastoffbildung; Farbstoffbildung; Extrudatherstellung; Aromastoffe; Braeunungswerte; Ganzkornextrusion; Extrudate}It is the object of the present invention to achieve a significantly gleichmaeszigere and especially an increased formation of dyes and flavorings that can be used for beer production and for bread and baked goods. Depending on the browning values sampled by a reflection light metering device, the p H value of the extrudate is adjusted by injecting an acid, base or electrolyte solution through the wall of the extruder barrel in an extruder section which already contains a crumbled product which is introduced as a whole grain into the extruder {beer production; Flavoring education; Dye formation; extrudate manufacture; Flavorings; Braeunungswerte; Whole grain extrusion; extrudates}
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren von Malzprodukten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a production method of malt products according to the preamble of claim 1.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Aus der DD-PS 243 042 ist ein Verfahren zur Herstellung malzartiger Produkte aus Getreide für die Bierherstellung als Zusatz zum Malz bekannt. Das angefeuchte Getreide wird einer Koch-Extrusionsbehandlung bei etwa 200°C und einem Druck von etwa 15MPa unterzogen. Hervorzuheben ist, daß dieses Verfahren von Rohfrucht ausgeht, um malzartige Produkte mittels Extrusion zu schaffen.From DD-PS 243 042 a method for producing malted products from cereals for beer production is known as an additive to the malt. The wetted grain is subjected to a Koch extrusion treatment at about 200 ° C and a pressure of about 15 MPa. It should be emphasized that this process starts from raw fruit to create malt products by means of extrusion.
Nachteilig ist, daß die gebildeten Anteile an Malzfarbstoffen und Malzaromastoffen in Abhängigkeit von Rohstoff und hinsichtlich der Herstellungsmenge pro Zeiteinheit sehr ungleichmäßig und darüber hinaus relativ gering sind, so daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sehr zu wünschen übrig läßt.The disadvantage is that the proportions of malt dyes and malting agents formed depending on the raw material and the amount produced per unit time are very uneven and, moreover, relatively low, so that the economy of the process leaves much to be desired.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren wie beschrieben in der DD-PS 243 042 zu verbessern. Insbesondere soll aufgrund des Verfahrens, eine deutlich gleichmäßigere und insbesondere eine erhöhte Bildung von Farbstoffen und Aromastoffen erfolgen, die z.B. für die Bierherstellung sowie für Brot- und Backwaren eingesetzt werden können.It is the object of the present invention to improve a production process as described in DD-PS 243 042. In particular, due to the process, a much more uniform and in particular an increased formation of dyes and flavorings, which are e.g. can be used for beer production and for bread and baked goods.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Intensivierung der Bildung von Malzfarbstoffen und Malzaromastoffen dadurch gelöst, daß zwecks erheblich gesteigerter Bildung von Malzfarb- und Malzaromastoffen der pH-Wert des hergestellten Extrudates kontinuierlich überwacht und in Abhängigkeit von abgetasteten Werten des Extrudates eingestellt wird. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt durch Einspritzen von Säure, Base oder Elektrolytlösung durch die Wandung des Extruderzylinder in einem Extn ierbereich, in dem bereits ein zerkleinertes Produkt liegt, welches als Ganzkorn in den Extruder eingegeben worden ist. Die einges ritzte Säure, Base oder die Elektrolytlösung wirkt somit auf eine um ein Vielfaches vergrößerte Oberfläche ein, wodurch auch die Reaktionsfläche entsprechend erhöht wird. Auf der anderen Seite ist somit ein Vorzerkleinerungsvorgang des Ganzkornes nicht mehr erforderlich.The object is achieved by a method for intensifying the formation of malt dyes and malting agents characterized in that for the purpose of significantly increased formation of malting and malting the pH of the prepared extrudate is continuously monitored and adjusted depending on sampled values of the extrudate. The adjustment of the pH is carried out by injecting acid, base or electrolyte solution through the wall of the extruder barrel in an Extn ierbereich in which already lies a crushed product, which has been entered as a whole grain in the extruder. The scribed acid, base or electrolyte solution thus acts on a much larger surface, whereby the reaction surface is increased accordingly. On the other hand, therefore, a pre-shredding process of the whole grain is no longer necessary.
Die Einstellung des pH-Wertes wird durch die Menge der eingespritzten Säure, Base bzw. der Elektrolytlösung durchgeführt. Zu diesem Zweck wird das aus dem Extruder bzw. dem Extrudergehäuse austretende Extrudat hinsichtlich des Bräunungsgrades z. B. durch Reflexionslichtmessung gemessen. Die so erhaltenen Meßwerte werden an einen Rechner mit einem Soll-Ist-Wert-Vergleicher gegeben, der die Einspritzmenge der Säure, Base oder Elektrolytlösung aufgrund dieser Werte steuert. In diesem Fall erfolgt somit die Einstellung des pH-Wertes anhand des Bräunungsgrades, der zudem als Indikator für die Bildung von Aromastoffen herangezogen werden kann.The adjustment of the pH is carried out by the amount of the injected acid, base or the electrolyte solution. For this purpose, the extrudate emerging from the extruder or the extruder housing with respect to the degree of browning z. B. measured by reflected light measurement. The measured values thus obtained are sent to a computer with a desired-actual-value comparator which controls the injection quantity of the acid, base or electrolyte solution on the basis of these values. In this case, therefore, the adjustment of the pH on the basis of the degree of browning, which can also be used as an indicator of the formation of flavorings.
Die Einstellung des pH-Wertes kann jedoch auch aufgrund der Abtastung und der Analyse von flüchtigen aus dem Extruder austretenden Bestandteilen erfolgen. Die Analyse dieser Bestandteile ist ebenfalls geeignet, den jewtllr, optimalen pH-Wert einzustellen, da Bräunung und Bildung von Aromastoffen in der Regel korrelieren. Durch sine Steuerung der Einspritzmenge der Säure, Base bzw. der Elektrolytlösung wird dann korrigierend eingegriffen, so daß ein Maximum an Bräunungs- bzw. Aromastoffen in dem extrudieren Malzprodukt in einer stets gleichbleibenden und optimalen Menge pro Zeiteinheit entsteht. Anstelle der Reflexionslichtmeßeinrichtung kann auch eine kontinuierlich arbeitende pH-Wertmeßeinrichtung eingesetzt werden, die mit in das Extrudat einzutauchende Sonden arbeitet. Aufgrund der Meßwerte ermittelt dann ein Rechner den jeweiligen pH-Wert, der wiederum an den Prozeßrechner des Extruders gegeben wird und für die Ermittlung der Einspritzmenge, z. B. der Säure, herangezogen wird.However, the adjustment of the pH may also be due to the scanning and analysis of volatile components exiting the extruder. The analysis of these constituents is also suitable for adjusting the optimum pH value since tanning and the formation of flavorings usually correlate. By sine control of the injection quantity of the acid, base or the electrolyte solution is then intervened corrective, so that a maximum of tanning or flavoring in the extruded malt product in an always consistent and optimal amount per unit time arises. Instead of the reflection light measuring device, it is also possible to use a continuously operating pH value measuring device which works with probes to be immersed in the extrudate. On the basis of the measured values, a computer then determines the respective pH value, which in turn is given to the process computer of the extruder and used for determining the injection quantity, eg. As the acid is used.
Beschreibung der EinrichtungDescription of the facility
Ein Extruder 1 ist mit einem Einfülltrichter 2, einer Antriebseinheit 3 und einer Einspritzdüse 4 ausgerüstet. Am Austrittsende des Extruders ist eine Düse 5 angeordnet. Der Extruder salbst weist einen Extruderzylinder 6 und eine Schnecke 7 auf. An der Extruderdüse 5 ist eine Reflexionslichtmeßeinrichtung 11 angeordnet, die mit einem Rechner 8 verbunden ist. Das Einspritzaggregat 9 weist eine Eispritzpumpe auf, die ebenfalls mit dem Rechner 8 verbunden ist. Weiterhin ist das Einspritzaggregat 9 mit einem Behälter 10 für eine Säure, Base oder Elektrolytlösung sowie mit dem Einspritzventil 4 verbunden.An extruder 1 is equipped with a hopper 2, a drive unit 3 and an injection nozzle 4. At the outlet end of the extruder, a nozzle 5 is arranged. The extruder OBS has an extruder barrel 6 and a screw 7. At the extruder nozzle 5, a reflection light measuring device 11 is arranged, which is connected to a computer 8. The injection unit 9 has an ice spray pump, which is also connected to the computer 8. Furthermore, the injection unit 9 is connected to a container 10 for an acid, base or electrolyte solution and to the injection valve 4.
Beschreibung der Funktion der EinrichtungDescription of the function of the device
In den Einfülltrichter 2 wird beispielsweise Gerste mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15% in unzerkleinerter Form eingegeben und von der Extruderschnecke 7 aufgenommen und zerkleinert.For example, barley having a moisture content of 15% in uncomminuted form is introduced into the hopper 2 and taken up by the extruder screw 7 and comminuted.
Durch das Einspritzventil 4 wird z. B. eine Milchsäurelösung in den Extruderzylinder 6 eingedüst mit einem Druck der höher ist, als der Druck im Zylinder. In dem Extruderbereich von dem Einspitzventil bis zur Drüse 5 wird die Milchsäure mit der zerkleinerten Gerste vermischt, so daß die ablaufende Maillard Reaktion katalysiert wird, wodurch in hohem Maße Malzfarb- und Aromastoffe gebildet werden.By the injection valve 4 z. B. a lactic acid solution is injected into the extruder cylinder 6 with a pressure which is higher than the pressure in the cylinder. In the extruder section from the single-point valve to the gland 5, the lactic acid is mixed with the crushed barley so as to catalyze the outgoing Maillard reaction, thereby forming high malt coloring and flavoring agents.
Am Düsenaustritt 5 wird mittels der Reflexionslichtmeßeinrichtung 11 der Bräunungsgrad des Extrudates abgetastet und an den Rechner 8 gegeben. Rechner 8 führt einen Soll-Ist-Wert-Vergleich durch und steuert aufgrund dessen das Einspritzaggregat 9 derart, daß bei einer Überschreitung eines bestimmtes Bräunungsgrades die Zufuhr der Milchsäure verringert und bei einer Unterschreibung des Bräunungsgrades die Zufuhr erhöht wird.At the nozzle exit 5, the degree of browning of the extrudate is scanned by means of the reflection light measuring device 11 and passed to the computer 8. Calculator 8 performs a target-actual-value comparison and controls due to the injection unit 9 such that when exceeding a certain degree of browning reduces the supply of lactic acid and at a Unterschreibung the degree of browning, the supply is increased.
Da der Bräunungsgrad gleichzeitig auch ein Indikator für die gebildete Aromamenge ist, wird somit durch die Steuerung der injizierten Milchsäure ein konstanter pH-Wert im Extruderzylinder eingestellt.Since the degree of browning is at the same time also an indicator of the amount of aroma formed, a constant pH value is thus set in the extruder cylinder by the control of the injected lactic acid.
Gerste mit einem Rohproteingehalt von 13,1% und einem Fouchtegehalt zwischen 10 und 18% wird in einen Doppelschneckenextruder ZE 25x 33 D eingegeben. Nach einer Schneckenlänge von 10D wurde durch die Zylinderwandung eine 0,1molare wäßrige Milchsäurelösung injiziert.Barley with a crude protein content of 13.1% and a fruit content of between 10 and 18% is fed into a ZE 25x 33 D twin-screw extruder. After a screw length of 10D, a 0.1 molar aqueous lactic acid solution was injected through the cylinder wall.
In diesem Extruderbereich liegt das Getreide bereits in stark zerkleinerter Form vor und weist einen pH-Wert von 5,8-6,0 auf. Im nachfolgenden Extruderabschnitt wurde eine Temperatur von 150-18O0C eingestellt und bei einem Druck von ca. 15 MPa gearbeitet. Durch die Düse wurde das Extrudat in Strangform ausgestoßen und mittels einer Reflexionslichtmessc.igseinheit abgetastet. Die abgelesenen Reflexionswerte wurden von einem Rechner erfaßt und über einen eingestellten Soll-Wert wurde die entsprechende Menge an Milchsäurelösung zudosiert. Diese Dosierung erfolgte solange, bis der eingestellte Soll-Wert des Bräunungsgrades erreicht war. Der pH-Wert des Extrudates wies Werte um 4,9-5,3 auf und die ermittelten Reflexionswerte sanken um 15-20 Einheiten von 41 auf 20-25. Die über Extinktionsmessung bei 430 nm erfaßbaren Molanoidine in einer 10%igen wäßrigen Lösung stiegen bei Anwendung der Milchsäure von 0,2 auf 0,4-0,45 Extinktionseinheiten. Das über eine simultane Destillation/Extraktion und UV-Messung bei 270nm erhaltene Aromakonzentrat hat im Vergleich zum Ausgangswert (2,8· 10~2mol/l) eine Konzentration von 7,5-9,8- 10"2mol/l.In this extruder section, the grain is already in a highly comminuted form and has a pH of 5.8-6.0. In the subsequent extruder section, a temperature of 150-18O 0 C was set and worked at a pressure of about 15 MPa. Through the die, the extrudate was extruded in rope form and scanned by means of a reflection light measuring unit. The read reflection values were recorded by a computer and the appropriate amount of lactic acid solution was added via a set target value. This dosage was carried out until the set target value of the degree of browning was reached. The pH of the extrudate was found to be around 4.9-5.3 and the reflectance readings dropped by 15-20 units from 41 to 20-25. Molanoidins detectable by absorbance measurement at 430 nm in a 10% aqueous solution increased from 0.2 to 0.4-0.45 absorbance units when the lactic acid was used. The flavor concentrate obtained by a simultaneous distillation / extraction and UV measurement at 270 nm in comparison to the initial value (2.8 · 10 -2 mol / l) is a concentration of 7,5-9,8- 10 "2 mol / l.
Entsprechend dem Verfahren im Ausführungsbeispiel 1 wurde anstelle der Milchsäurelösung eine u,2molare wäßrige Magnesiumhydroxidlösung injiziert. Der pH-Wert des Extrudates wies Werte um 7,5-8,0 auf und die ermittelten Reflexionswerte der mit Magnesiumhydroxid behandelten Extrudate betrugen 20-22.According to the method in Embodiment 1, a u, 2molare aqueous magnesium hydroxide solution was injected instead of the lactic acid solution. The pH of the extrudate was around 7.5-8.0 and the reported reflectance values of the magnesium hydroxide treated extrudates were 20-22.
Die Extinktionswerte einer 10%igen wäßrigen Lösung der Melanoidine bei 430 nm, wurden zu 0,5-0,55 bestimmt. Das Aromakonzentrat wies Werte zwischen 8,0-8,5 · 10~2mol/l auf.The extinction values of a 10% aqueous solution of melanoidins at 430 nm were determined to be 0.5-0.55. The flavor concentrate had values between 8.0 to 8.5 x 10 -2 mol / l.
Entsprechend dem Verfahren im Ausführungsbeispiel 1 wurde anstelle der Milchsäurelösung eine 0,1molare wäßrige Ammoniumcarbonatlösung zudosiert. Der pH-Wert des Extrudates wies Werte zwischen 7,5-8,0 auf und der ermittelte Reflexionswert der mit Ammoniumcarbonatlösung versetzten Extrudate betrugen 18-22. Die Konzentration der Aromastoffe beträgt 8,5 10~2mol/l. Die Extinktionswerte einer 10%igen wäßrigen Lösung der Melanoidine bei 430 nm, lagen zwischenAccording to the method in Embodiment 1, a 0.1 molar aqueous ammonium carbonate solution was metered in instead of the lactic acid solution. The pH of the extrudate was between 7.5-8.0 and the reported reflectance of the ammonium carbonate solution-added extrudates was 18-22. The concentration of the flavorings is 8.5 10 ~ 2 mol / l. The extinction values of a 10% aqueous solution of the melanoidins at 430 nm were intermediate
Weizen mit einem Rohproteingehalt von 12,0% und einem Feuchtegehalt zwischen 10 und 18% wird in einen Doppelschneckenextruder ZE25x 33 D eingegeben. Nach einer Schneckenlänge von 10D wurde durch die Zylinderwandung eine 0,1 molare wäßrige Milchsäurelösung injiziert. In diesem Extruderbereich liegt das Getreide bereits in stark zerkleinerter Form vor und weist einen pH-Wert von ca. 6,0 auf. Im nachfolgenden Extruderabschnitt wurde eine Temperatur von 150-1800C eingestellt und bei einem Druck von ca. 15MPa gearbeitet. Die Regulierung des Bräunungsgrades erfolgte wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, über eine Reflexionslichtmessungseinheit mit Rückkopplung zur Einspritzeinrichtung. Der pH-Wert des Extrudates wies Werte um 4,7-5,0 auf und die ermittelten Reflexionswerte sanken um ca. 20 Einheiten von 45 auf 25. Die Extinktionswerte einer 10%igen wäßrigen Lösung der Extrudate bei 430 nm stiegen bei Anwendung der Milchsäure von 0,18 aufwerte um 0,45. Die über simultane Destillation/Extraktion und UV-Messung bei 270nm erhaltenen Aromakonzentrationen stiegen von 2,4 · 10~2mol/l auf 6,5-7,0 · 10"2mol/l.Wheat with a crude protein content of 12.0% and a moisture content between 10 and 18% is fed into a ZE25x 33 D twin-screw extruder. After a screw length of 10D, a 0.1 molar aqueous lactic acid solution was injected through the cylinder wall. In this extruder section, the grain is already in a highly comminuted form and has a pH of about 6.0. In the following extruder section, a temperature of 150-180 0 C was set and worked at a pressure of about 15 MPa. The regulation of the degree of browning was carried out as described in Example 1, via a reflection light measuring unit with feedback to the injector. The pH of the extrudate was found to be around 4.7-5.0 and the reflectance readings dropped by about 20 units from 45 to 25. The absorbance values of a 10% aqueous solution of the extrudates at 430 nm increased when the lactic acid was used from 0.18 to 0.45. The aroma concentrations obtained via simultaneous distillation / extraction and UV measurement at 270 nm increased from 2.4 x 10 -2 mol / l to 6.5-7.0 x 10 "2 mol / l.
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