Fermenteren

Toepassingsgebied

Fermentatie is een belangrijke verwerkingsstap voor een aantal voedselproducten. Het wordt bijvoorbeeld toegepast in bier, wijn, verschillende zuivelproducten, groenten, vlees, vis, etc.

Beschrijving van technieken, methodes en installatie

a) Alcoholische fermentatie

De afbraak van gewone suikers tot alcohol wordt normaal “alcoholische fermentatie” genoemd. Alcoholische fermentatie wordt gebruikt in het maken van bier en wijn en voor de productie van sterkte dranken (meestal met druivenmost, suikersappen en melasse als een grondstof). Gist, meestal Saccharomyces (bijv. cerevisae, bayanus) wordt gebruikt om ethanol uit carbohydraten te produceren en zeer kleine hoeveelheden uit andere organische samenstellingen. Deze omzetting kan met de volgende vergelijking worden voorgesteld:

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 (Glucose) = (Etyl alcohol) + (Koolstofdioxide)

Dit is aan anaerobisch proces, d.w.z. dat het geen aanwezigheid van zuurstof benodigt. De fermentatietemperatuur ligt meestal tussen de 8-30°C. De temperatuur beïnvloedt de fermentatiesnelheid, de efficiëntie van omzetting en de smaak en aroma van het eindproduct. Geselecteerde soorten gist worden vaak gebruikt om de alcoholopbrengst te optimaliseren en de productie van aroma’s als secundaire componenten.
Stikstof, vitaminen en sporenelementen worden meestal toegevoegd als voedingsgisten. De pH-waarde kan ook worden aangepast. Dit verzekert dat de fermentatie efficiënt is en de vereiste smaak produceert. Het type gistsoort die gebruikt worden, beïnvloedt de snelheid, efficiëntie, smaak en aroma en wordt daarom zorgvuldig geselecteerd om de gewenste resultaten te geven. Traditioneel wordt fermentatie in de bier- en wijnproductie in open fermentatievaten uitgevoerd. Deze zijn nu vervangen door cilindrische gesloten fermenteerders die het herstel van CO2 mogelijk maken.

b) Melkzuurfermentatie

Melkzuurfermentatie wordt gebruikt voor het maken van yoghurt en andere gefermenteerde zuivelproducten, gefermenteerde vleesproducten (bepaalde soorten worsten) en groentes (bijv. zuurkool). Om de fermentatie te beginnen, worden bacterieculturen die bekend staan als starters toegevoegd aan het onbewerkte materiaal dat dient te worden gefermenteerd. In melkzuurfermentatie wordt lactose of andere suikers omgezet in melkzuur en kleine hoeveelheden andere componenten. Melkzuurvorming wordt vergezeld door een vermindering in de pH-waarde, wat belangrijk is voor de smaak, het aroma en de conservering van het product. Er zijn verschillende soorten bacteriën die melkzuur kunnen produceren. Elk soort geeft zijn eigen karakteristieke smaak en aroma.
Melkzuurfermentatie is een anaerobisch proces. Het is soms noodzakelijk om zoveel mogelijk zuurstof te verwijderen om het fermentatieproces te verbeteren. Melkzuurfermentatie wordt uitgevoerd bij 20-40°C. De bereiding van starterculturen is een gevoelig proces omdat het risico van luchtinfectie tot een absoluut minimum beperkt moet worden. Starterculturen moeten daarom in een gescheiden kamer bereid worden voorzien van gefilterde lucht bij een licht positieve druk vergeleken met normaal atmosferische druk. Het reinigingssysteem moet ook zorgvuldig ontworpen worden om ervoor te zorgen dat restanten van reinigingsmiddelen en desinfectiemiddelen niet in contact komen met de culturen en ze bederven. Deze zeer hoge hygiënische beperkingen, gekoppeld aan de eisen die gelden voor temperatuurregeling (eerst warmtebehandeling van het substraat en dan koeling) vereisen een specifieke energieverbruik en gebruik van koelwater.

Ontkiemen

Doel

Het doel van ontkiemen is het activeren en ontwikkelen van het enzymsysteem in de graankorrel. Dit geactiveerde enzymsysteem is noodzakelijk om de zetmeel te activeren en eiwitafbraak bij het stampen vóór het latere brouwproces.

Toepassingsgebied

Ontkiemen is een belangrijke processtap in het moutproces van graanproducten. Gemoute graanproducten (hoofdzakelijk gerst) worden gebruikt in de bierproductie en de productie van gedestilleerde dranken (bijv. whisky). Mout wordt ook gebruikt in smaakstoffen (food flavouring).

Beschrijving van procestechnieken, methodes en installatie

Om de ontkieming te beginnen, wordt het graan geweekt om het nodige vochtgehalte te verkrijgen (zie ‘weken’, sectie 4.1). Het geweekte graan wordt dan getransporteerd naar de kiemvaten (voor pneumatisch mouten) die geperforeerde stalen vloerplaten of kiemvloeren (vloermouten). Het graan wordt in lagen van 70-150 cm gelegd voor het pneumatisch mouten en 5-15 cm voor vloermouten. De kiemfase duurt over het algemeen tussen de 96 en 200 uur. Afhankelijk van de installatie, de procesparameters, de grondstof en het verwerkte mout dat moet worden verkregen, kan het kiemproces korter of langer duren. Geconditioneerde lucht (gekoeld, verwarmd of bevochtigd) wordt door (bij pneumatisch mouten) of over (vloermouten) de graanlaag geblazen om de temperatuur en het vochtgehalte tijdens de ontkieming te controleren. Om ervoor te zorgen dat de graankorrels niet gaan klitten, wordt de graanlaag van tijd tot tijd omgedraaid, waarbij ook het sproeien van water kan worden toegepast. Het kiemproces wordt gestopt door droging.