Горячее осахаривание. Особенности проведения осахаривания
Про ГОС мы написали, а это значит, что пришло время писать про холодное осахаривание. Происходит данный процесс без высоких температур при действии ферментов.
Для того, чтобы осуществить процедуру холодного осахаривания нам понадобится два фермента: Амилосубтилин и Глюкаваморин. Этим мы заменим солод. Первый фермент частично расщепляет молекулы, а второй перерабатывает крахмал в сахар. Холодное осахаривание - гораздо проще и дешевле, чем процесс солодовой варки, а получаемый результат одинаков.
Эти ферменты добавляют в сырьё вместе с водой. Происходит это на этапе приготовления браги. Брожение и преобразования крахмала в сахар происходит равномерно и почти одновременно.
У холодного осахаривания есть явные преимущества:
- Процесс очень прост и хорошо подходит для новичков
- Нет необходимости соблюдать точные температуры
- Низкая трудозатратность.
Но холодное осахаривание имеет также и недостатки:
- Требуется найти и купить ферменты;
- Увеличивается время брожения;
- Некоторые люди утверждают, что ферменты оставляют послевкусие.
- Если быть честными, то мы бы всё-таки советовали вам производить осахаривание с помощью солода.
Как происходит холодное осахаривание?
- Исходное сырьё (крупа, мука и т. д.) засыпается в ёмкость для брожения, туда же заливается тёплая вода 30-35 градусов (3 литра на 1 кг), также засыпаются ферменты А и Г (по 3-5 грамм на 1 кг) и завершаем заполнение бака дрожжами. Бак нельзя заполнять более, чем на 70%, т. к. есть вероятность очень обильного пенообразования.
- Всё содержимое бака нужно перемешать и поставить под гидрозатвор.
- Поставить в тёмное место с температурой 20-28 градусов.
- Брожение начнётся буквально в течение первых двух часов. Будет очень активным первые дни, а после понемногу стихнет. Сам процесс брожения будет длительным: 7-25 дней.
- Если увидите тонкую плёнку на поверхности - срочно перегоняйте брагу! Плёнка - признак скисания.
- Когда брага будет готова, снимите её с осадка и перегоните. Обычно, если вы осуществляете холодное осахаривание, то осветление бентонитом даёт низкий эффект.
Добавлять ли что-то ещё в брагу - только ваше решение. При холодном осахаривании часто используются такие ингредиенты, как: антибиотики (например, доксициклин), подкормка для дрожжей, кислота, пеногасители. Также пропорции ферментов зависят от данных, указанных производителем.
Надеемся, что эта статья была вам полезна. Удачи в холодном осахаривании!
Пшеничный самогон можно сделать без солода, без температурных пауз благодаря ферментам альфа амилазе и глюко амилазе. С опыта скажу, что продукт самогоноварение таким способом имеет превосходные органолептические характеристики. В этой статье я изложу подробную технологию приготовления самогона из пшеничной муки с помощью ферментов холодным способом осахаривания.
Пшеничный самогон из муки
ингредиенты:- Пшеничная мука, высший сорт — 3 кг.,
- Вода — 12 л.,
- Ферменты А и Г — по столовой ложке,
- Дрожжи хлебопекарские прессованные — 100 г.
Рецепт зерновой браги на ферментах,холодный способ
Для приготовления зерновой браги на ферментах первым делом нужно подогреть воду до состояния “теплого чая”, засыпать по столовой ложке ферментов А и Г, хорошо размешать. Далее засыпаем постепенно муку, при этом ее размешиваем, что бы не образовывались комочки. Размешивать муку удобно строительным миксером. После засыпаем дрожжи, еще раз смешиваем. Брагу можно ставить без гидрозатвора, главное что бы в теплом месте. Во время брожение, которое длится от 4-5 дней до недели, брагу я по несколько раз на день перемешивал с помощью венчика.
Для холодного способа осахаривания я использовал сухие ферменты, с жидкими данная технология показала меньший выход готового продукта на килограмм муки. Для жидких ферментов нужно применять способ запаривания муки или крупы.
Перегонка зерновой браги
Когда брага отыграет, ее нужно аккуратно слить с осадка, при желании можно осветлить с помощью бентонита или просто охладить до 3-5 градусов. Перегонка зерновой браги начинается с отбора спирта сырца, как обычно без разделения на фракции, отбирать нужно до 2-4 %, почти до нуля. В итоге у меня вышло из 3 кг. муки — 3,3 литра 31% спирта сырца, что не очень плохо для холодного осахаривания.
Вторая перегонка — дробная, головных фракций для зерновых я отбираю примерно 7-10% от абсолютного спирта, примерно 90 мл. у меня вышло “голов”. Среднюю фракцию (питьевая) отбираю обычно до 80-60% в струе, в зависимости от цели применения дистиллята. Пшеничный самогон разбавляем до 40-45%, при необходимости можно провести чистку активированным древесным углем.
Очистка самогона углем
Для очистки самогона углем нужна 1 ст. л. на 1 литр самогона уже разбавленного до крепости 40-45%. Засыпаем уголь в самогон, хорошо смешиваем в течении 5-10 мин., оставляем в покое на 6-12 часов, фильтруем сначала через 4 слоя марли, потом через плотный ватный фильтр. Перед дегустацией самогон должен отдохнуть несколько дней. Пшеничный самогон имеет нейтральный аромат и с легким оттенком зерна, легко пьется, после углевания имеет небольшую водочную резкость. Отличный продукт для настоек, облагораживания дубовой щепой. Отдельно рекомендую ознакомится с
Для производства спирта из крахмалосодержащего сырья (зерно, картофель, крахмал) используются вещества, которые осахаривают крахмал. Это может быть пророщенный солод либо микробные ферменты. Экономически целесообразно использовать для этих целей именно микробные ферментные препараты. По сравнению с солодом ферменты имеют ряд значительных преимуществ, которые обуславливают их широкое применение: для их производства используется более дешевое сырье; осахаривание крахмала под их действием происходит полнее, что позволяет увеличивать выход спирта; ферменты имеют высокую активность и долгий срок хранения; использование ферментов микробного происхождения в высоких концентрациях позволяет значительно ускорить процесс осахаривания сырья и сбраживания сусла.
Для осахаривания используется 2 фермента: и
Альфа-амилаза подготавливает сусло к осахариванию-разжижает его. Глюкоамилаза выполняет непосредственно осахаривание. Для более эффективного производства спирта из зерна и получения максимального выхода из крахмала сырья настоятельно рекомендуется применять ферменты целлюлаза и кислая протеаза.
Приготовление осахаренного сусла.
Исходный продукт (зерно) подлежит размолу на дробилках. Если Вы используете муку или крахмал, этот пункт Вам следует опустить. Крупность помола должна быть как можно мельче. При увеличении крупности помола увеличивается содержание несбраживаемых углеводов в браге.
Полученный помол (мука) смешивается с водой с соотношением 1 массовая часть помола на 4 части воды. Рекомендуется использование воды с остаточной жесткостью не ниже 2.5 (5,0) мг-экв./литр. При применении фермента целлюлаза допускается гидромодуль 1/3,5.
После смешивания в массу дозируется фермент альфа-амилаза в такой пропорции: на 1 кг крахмала вводится 0,33 грамма фермента. После внесения фермента сусло необходимо перемешать.
Массу с внесенным ферментом альфа-амилаза необходимо разварить. Основная цель разваривания — разрушение клеточной структуры, растворение и декстринизация крахмала сырья. В растворимом состоянии крахмал легко осахаривается ферментами. Процесс разваривания происходит при максимально возможной температуре, но не выше 100°С, в течение 60-120 мин. Оптимальная рабочая температура альфа-амилазы 90-95°С. Вполне достаточно кипения массы на слабом огне. Применяя открытый огонь, рекомендуется использовать рассекатель пламени с целью недопущения возможного пригорания сырья. Превышение температуры 100°С в процессе разваривания необратимо инактивирует фермент.
Разваренную массу необходимо охладить до температуры 50-60°С. После этого необходимо внести в сусло второй фермент - глюкоамилаза. Фермент глюкоамилаза вводится в разжиженное сусло при t сусла 55-60°C в следующей дозировке: на 1 кг. крахмала необходимо внести 0,7 грамм глюкоамилазы. После внесения фермента сусло необходимо перемешать. Процесс осахаривания продолжается 1-2 часа при стабильной температуре 50-60°C (на практике скорость будет зависеть от типа исходного сырья, степени помола). Следует отметить, что кроме глюкоамилазы в препарате содержится грибная альфа-амилаза, позволяющая частично исправить ошибки, допущенные при разжижении крахмала. Также препарат содержит значительное количество азота в виде амидов и аминокислот для ускорения спиртового брожения.
Ферменты и вносятся в сусло вместе с глюкоамилазой на стадии осахаривания.
Целлюлаза и протеаза не являются обязательными ферментами для процесса осахаривания. Применение Целлюлазы способствует уменьшению количества воды в замесе в процессе осахаривания, что в свою очередь позволяет более эффективно использовать полезный объем емкости. Применение протеазы позволяет увеличить выход спирта. При соблюдении технологического процесса применение целлюлазы и протеазы увеличивает общий выход спирта до 10%.
Создание качественного самогона на основе сырья, содержащего крахмал – это достаточно хлопотное, затратное и сложное для неопытного самогонщика дело. А все дело в том, что при таком варианте обязательным будет проведение осахаривание. Тут следует отметить, что новички в деле самогоноварения просто-напросто обходят стороной этот момент, и это логично, ведь сегодня есть несколько десятков или даже сотен понятных и простых рецептов создания сахарной браги. Однако те, кто хочет попробовать что-то новое, может попробовать самостоятельно приготовить зерновой самогон. Все, что необходимо – изучить процесс, рецепт и понятные инструкции, и после этого можно начинать создавать свой собственный шедевр.
Навигация
В различных продуктах зернового типа углеводы, которые будут под действием дрожжей становится спиртом, представляют собой крахмал. Как раз этот полисахарид является цепочкой из обыкновенных, классических видов сахара, к которым относится сахароза, глюкоза, а также сахароза.
Для того, чтобы дрожжи приступили к выработке этанола, необходимо поделить крахмал на обыкновенные виды сахара. И сделать это можно как раз через процесс осахаривания.
Методика холодного осахаривания
Проведение гидролиза различных типов полисахаридов будет проходить заметно быстрее через такой процесс, как внесение ферментов, содержащихся в солоде. Также эти же самые ферментыможно приобрести в специальных магазинах.
Следует отметить, что ферменты начинают работать постепенно, а не сразу же, поэтому такие вещества, как моносахариды. Они тоже будут получаться постепенно, преобразовываясь в спирт. А это говорит о том, что осахаривание будет осуществляться в одно и то же время с брожением.
Плюсы осахаривания
- При создании такого рецепта можно сэкономить значительное количество времени и собственных сил на то, чтобы поставить брагу;
- Данный рецепт не требует наличия специализированного оборудования;
- Брага намного меньше подвержена такому процессу, как кислое брожение в самом начале процедуры броженния;
- Нет никакой необходимости в том, чтобы поддерживать одну и ту же температуру;
- Перегонять самогон можно методикой прямого нагревания.
Минусы осахаривания
Всего таких минусов два:
- Продолжительность сбраживания. Брага, основанная на ферментах путем холодного осахаривания, будет полностью подготовлена к употреблению через 14-21 день, но в течение этого времени брага не требует к себе никакого особенного внимания;
- Есть очень большая вероятность того, что брага просто-напросто скинет еще на стадии дображивания. Такой минус можно нивелировать при помощи добавления в брагу антибиотиков.
Такая технология и ее смысл заключается в ускорении процесса гидролиза крахмала на моносахариды через выдекрижвание определенной температуры в течение продолжительного времени. При использовании процесса горячего осахаривания расщепление будет происходить точно также – за счет ферментов, которые получают путем обработки солода. Также можно внести искусственные ферменты.
Плюсы горячего осахаривания
- Повышенная скорость осахаривания;
- Быстрый процесс брожения.
Минусы горячего осахаривания
- Компоненты будут развариваться лишь при повышенных температурных режимах;
- Сырье необходимо перемешивать, в противном случае есть вероятность пригорания затора. При этом запах гари вывести из напитка невозможно;
- Обязательным является выдерживание паузы температурного режима. Это тот период, во время которого самогонщику нужно сохранять температуру в районе 60-65 градусов. В условиях производства этим занимается оборудование, однако при создании напитка на дому емкость с напитком необходимо укутать несколькими одеялами;
- В период осахаривания есть повышенная вероятность скисания напитка;
- Перед тем, как проводить дистилляцию, нужно отфильтровать напиток.
Если на дому происходит приготовление браги на основании ферментов, то процесс холодного осахаривание является более предпочтительным, и это связано с тем, что тут технология производства будет более простой и удобной для человека. Однако это не правило, а рекомендация, ведь при желании можно использовать и горячее осахаривание.
Процесс приготовления просто, поэтому справится с этим и новичок. Брага на основании ферментов и муки на основании холодного способа готовится лишь по одном основному рецепту, где за основу берется килограмм сырья. Нужны следующие компоненты:
- Килограмм сырья, которым может быть крахмал, кукуруза и мука;
- 3,5 литра воды;
- 3 грамма фермента Г и А;
- 20 грамм дрожжей сухих (или же, в качестве альтернативы, можно взять 100 грамм прессованных дрожжей);
- 1 таблетка амоксиклава на каждые 20 литров;2 грамма лимонной кислоты.
Важно учесть, что количество солода должно быть 150 грамм на один килограмм сырья. Если же солода будет меньше, то следует восполнить недостаток с помощью ферментов.
Стоит ли смешивать компоненты и как это сделать
В случае смешивания компонентов необходимо выполнить следующие действия:
- Разбродить дрожи в слегка сладковатой теплой воде вплоть до наличия пены. Если же брожение не началось через час, не стоит применять дрожжи;
- Если нужны антибиотики, следует замочить таблетку в воде для ее растворения;
- Подготовить необходимую емкость для сбраживания;
- Налить теплую воду в емкость, добавить туда ферменты, пеногаситель, антибиотики, а также лимонную кислоту;
- Засыпать крупу или зерно, перемешать все это лопаткой с удлиненными ручками. Если в процессе рецепта будет использована брага на основании муки на ферментах, то можно использовать строительный миксер;
- Добавить закваску дрожжей, а после этого перемешать состав до однородной массы.
- Гидрозатвор – обязательная составляющая, но на первое время подойдет и перчатка;
- Брагу стоит перемешивать каждый день;
- Нормальная температура – 26-28 градусов;
- Обслуживание напитка во время брожения занимает 1-3 недели. Все зависит от того, насколько зернистое сырье будет использоваться;
- Следует два-три раза в день проверять, как именно визуально выглядит брага. Если будет пленка – это признак скисания и сигнал к новому перегону;
- После того, как брожение будет завершено, нужно перенести брагу на холод, чтобы она стала светлее.
Зерновая брага на основании ферментов при горячем осахаривании
Один из классический методов, помогающий сократить время брожения. Однако процесс достаточно трудозатратен.
Компоненты:
- Килограмм сырья, содержащего крахмал;
- 4,5 литра чистой воды;
- 150 грамм солода;
- 5 сухих дрожжей (в качестве альтернативы можно взять 20 грамм прессованных дрожжей).
Как приготовить
- Засыпать сырье и, постоянно перемешивая, добавить воду (55 градусов);
- Прогреть смесь до температуры в 60 градусов;
- Варить 15 минут;
- Довести до кипения и варить 1-2 часа до состояния однородной массы;
- Остудить массу до 65 градусов и внести солод;
- Накрыть крышкой и оставить для ферментации на 3 часа;
- За 50 минут до конца ферментации нужно растворить дрожжи;
- Быстро остудить сусло до температуры в 30 градусов;
- Внести в емкость дрожжи и размешивать.
При этом действуют те же советы, что и при других рецептах.
Назначение процесса осахаривания
Разжижение и осахаривание крахмала ферментативным гидролизом хорошо исследовано и изучено. Назначение его состоит в переводе крахмала, содержащегося в разваренной массе, в сахара (мальтоза + декстрины) под воздействием амилазы зеленого солода или плесневелых грибов при подготовке его (крахмала) к сбраживанию.
В 1811 году адъюнкт Российской Академии наук Константин Кирхгоф открыл превращение крахмала в сахар при кипячении с серной кислотой. За это открытие он был избран экстраординарным академиком и награжден пенсией. В 1814 году Кирхгоф открыл другую не менее важную каталитическую реакцию - действие диастсза солода на крахмал.
В статье "О приготовлении сахара из крахмала" Кирхгоф указывал, что "высокая цена арабского гумми побудила меня искать дешевого суррогата последнего. И казалось мне возможным и достижимым устранить желатинообразное состояние кипяченого крахмала посредством разбавленных минеральных кислот и теплоты, а если это удалось бы, предполагал я, тогда он (крахмал) должен был быть похож на арабское гумми". И дествительно, сегодня общеизвестно, что что серная,азотная и щавелевая кислоты уничтожают желатинообразное состояние крахмала и под их воэдействием при продолжительном нагревании крахмал превращается в глюкозу.
Для изучение эволюции представлений о процессе гидролиза, частным случаем которого является осахаривание крахмала, представлеют интерес воззрения профессора А.Н. Ходнева.
В 1852 году профессор Ходнев высказал мысль, что катализатор является химически активным веществом, которое дает промежуточные продукты. Каталитическое воздействие кислот на крахмал и превращение его в глюкозу профессор Ходнев объяснял предварительным образованием "парных соединений", например серная кислота присоединяется к крахмалу, а это соединение легко распадается при нагревании с водой на серную кислоту и углевод, который в "минуту выделения поглощает воду и переходит в виноградный сахар".
Действие диастаза зеленого соода на крахмал, по мнению профессора Ходнева, также состоит в постепеном образовании и разложении "парных соединений".
В последнее время стали известны природа и состав ферментов. Установлено, что фермент состоит из белковой части (апофермента) и свободной от белка части (простетической), называемой коферментом.
Кофермент можно отделить от апофермента путем диализа, причем в свободном состоянии коферменты термостабильны. При соединении кофермента с апоферментом восстанавливается присущая молекуле фермента активность.
Молекула апофермента обладает, по-видимому, функциями активирования полярных групп и связывания фермента с субстратом.
Соединение фермента с субстратом может тормозиться веществами, образующими с ферментом стойкие соединения.
Предположение об образовании промежуточных соединений фермента и субстрата ранее основывалось главным образом на изучении кинетики реакций при различных условиях. В настоящее время образование пероксидазой и каталазой комплексов с субстратом доказано спектрофотометрическим анализом.
При тесном соприкосновении реакционной группы фермента с реакционной группой субстрата образуется ферментсубстратный комплекс.
В ферментсубстратном комплексе имеется связь между полярными группами фермента и субстрата.
Механизм связи комплекса фермент-субстрат был также доказан при помощи глюкозофосфатов, специально помеченных атомами С 14 .
Соединение фермента с субстратом зависит от пространственного расположения вступающих в реакцию групп фермента и субстрата и их конфигурации.
Многие детали механизма образования ферментсубстратного комплекса изучены еще недостаточно, но можно с уверенностью сказать, что в его образовании участвуют несколько реакционных групп субстрата и фермента. Данное положение подтверждается специфичностью ферментативных реакций, причем важную роль при этом форма поверхностей реагирующих групп фермента и субстрата.
Как известно, при ферментативном гидролизе крахмала в условиях спиртового производства получается мальтоза и смесь промежуточных продуктов, называемых декстринами.
Мальтоза легко сбраживается дрожжами с образованием спирта (и побочных продуктов брожения) и углекислоты, а превращение декстринов в сахара и сбраживание их происходит в период дображивания под действием разжижающих амилолитических ферментов
Процесс осахаривания крахмала протекает в две стадии: в первой происходит уменьшение вязкости раствора крахмала (разжижение) и во второй - собственно осахаривание (превращение в сахара и декстрины).
Разжижение и осахаривание крахмала протекают под воздействием амилазы.
В состав амилазы солода входят в качестве основных ферментов а-амилаза и b-амилаза.
а-амилаза образует декстрины и небольшое количество глюкозы, а b-амилаза отщепляет с нередуцирующих концов молекулы амилопектина и амилозы по два глюкозных остатка, к которым присоединяется одна молекула воды, в результате чего образуется мальтоза.
Исследования последних лет показали, что b-амилаза действует только с неальдегидного конца цепи, в связи с чем активность ее не уменьшается в случае окисления альдегидных групп сахара.
В процессе разжижения крахмала солодовой амилазой, содержащей а- и b-амилазу, крупные молекулы вначале расщепляются а-амилазой, разрывающей цепочки амилозы и амилопектина по связи 1-4 преимущественно в середине крупных цепей, образуя частицы с большим молекулярным весом - декстрины, а также небольшое количество глюкозы. Под воздействием b-амилазы декстрины продолжают расщепляться, образуя в конечном итоге продукты, не окрашивающиеся раствором йода.
Конечные продукты ферментативного гидролиза крахмала в основном представлены мальтозой, но включают также некоторое количество глюкозы и, кроме того, до 6-8% низкомолекулярных неосахариваемых декстринов, образующихся главным образом у точек разветвления молекулы амилопектина.
Действие b-амилазы не вызывает заметного изменения вязкости раствора крахмала.
Необходимо отметить, что b-амилаза расщепляет амилозу полностью, в то время как амилопектин, обладающий разветвленной структурой, расщепляется лишь на 50%.
Осахаривание амилопектина начинается с концов боковых цепочек и останавливается, дойдя до разветвления. В результате осахаривания амилопектина b-амилазой остается ствол молекулы, лишенный ветвей.
Не подвергшийся расщеплению амилопектин - амилодекстрин - представляет собой амилопектин с более короткми боковыми цепями.
Скорость фементативного гидролиза крахмала
Константы скорости реакции осахаривания рассчитываются по уравнению мономолекулярной реакции.
Математическая зависимость константы скорости от температуры удовлетворяет уравнению Аррениуса
Фермент или другой катализатор изменяют реакцию так, что она становится возможной при более низкой энергии активации. Так, инверсия сахарозы требует затраты 26000 кал/моль, а при действии фермента только 13000 кал/моль. Вследствие снижения энергии активации реакции идут с большей скоростью, так как большая часть молекул становится достаточно активной.
Механизм активирования можно рассматривать как результат столкновения реагирующих молекул или увеличения столкновений внутри молекул.
В результате химического и адсорбционного взаимодействия фермента с субстратом образуется промежуточный комплекс, от скорости распада которого зависит скорость данной реакции. Например:
Скорость реакции может определяться числом активных молекул, т.е. молекул, обладающих достаточной энергией активации и реагирующих в единицу времени.
При ферментативных процессах константа равновесия не изменяется, увеличивается лишь скорость протекания реакции в одном направлении.
Переход амилазы солода в раствор может быть ускорен созданием условий, благоприятствующих осмотическому проникновению воды внутрь проросшего солода с последующей диффузией амилазы через стенки солодового зерна.
Уменьшение активности амилазы под действием тех или иных добавок связано с адсорбцией определенных веществ по месту их активных групп. Амилаза, имеющая активные группы, способна к адсорбции неорганических и органических веществ.
Блокирование активных групп амилазы металлов, например железа, алюминия, свинца, при растворении солей соответствующих металлов приводит к тому, что полярные группы не могут проявлять своих функций, т. е. активно взаимодействовать с полярными группами крахмала.
Забродский и Витковская показали, что меланондиновые вещества оказывают инактивирующее действие на амилолитические ферменты солода, и установили их отрицательную роль в процессе осахаривания крахмала разваренной массы.
Методика осахаривания диспергированного крахмалсодержащего сырья
Навеску диспергированного сырья (50 или 100 г) переносили в литровую колбу и прибавляли воду в соотношении 1: 2,5.
Смесь тщательно перемешивали мешалкой (от электромотора) при комнатной температуре в течение 30-40 минут, после чего подогревали до 55° и осахаривали в течение 30 минут солодовой вытяжкой. 20%-ную солодовую вытяжку готовили из равных частей ячменного и просяного солодов.
Вытяжку добавляли к осахариваемому диспергированному зерновому сырью из расчета 16% солодового зерна (ячменя и проса) по отношению к крахмалу сырья.
Влияние количества солода для осахаривания диспергированного крахмалсодержащего сырья
При действии a-амилазы и b-амилазы на амилопектин остаетя нерасщепленный остаток, содержащий фосфодекстрины. Разрыв связей с фосфорной кислотой достигается действием декстринолитического фермента - декстринофосфазы, называемой сокращенно декстриназой . Следовательно, для полного расщепления молекулы крахмала необходимо наличие декстриназы .
Увеличение a-амилазной активности имеет несколько другой характер. В покоящихся зернах ячменя a-амилазная активность равна нулю, и только после длительного хранения в зерне можно обнаружить ее следы При проращивании зерна на третий-четвертый день наблюдается скачок в увеличении содержания a-амилазы, после чего a-амилазная активность постепенно увеличивается. При температуре 12-14 С предел достигается через 11-14 суток, при температуре 18-20 С на седьмые сутки, а при температуре 27-28 С на пятые сутки.
Декстриназа, как и амилаза накапливается по мере проращивания зерна. В начале проращивания накопление декстриназы, как и всех ферментов зерна, происходит медленно, затем, после четырех суток быстрее, а в конце (на десятые сутки) почти прекращается. На рисунке дано графическое изображение динамики накопления амилазы и декстриназы в условиях токовой солодовни для ячменя, овса и проса.
Длительность проращивания тесно связана с температурой, чем ниже температура, тем дольше нужно проращивать зерно.
В солоде разных злаков содержится разное количество этих ферментов. Таким образом, различают четыре группы злаковых:
|
Зерновые культуры |
Ферменты |
||
|
альфаамилаза |
бетаамилаза |
декстриназа |
|
|
Группа ячменя (рожь, пшеница, тритикале) |
|||
|
Группа проса (сорго, гаолян) |
|||
|
Группа овса |
|||
|
Группа кукурузы |
|||
Одну зерновую культуру недостаточно выращивать на солод. Берут 2,3 солода, чтобы получить высокое содержание всех ферментов. Чаще всего берут ячменный и ржаной солода (источники альфа и бетаамилазы) и просяной солод (декстриназа). Или сумму трех солодов: ячменного, просяного и овсяного.
На отечественных спиртовых заводах для осахаривания используют несушеный солод. Он не может долго храниться, поэтому на каждом спирт. заводе его готовят в количестве, необходимом для текущей работы.
| Степень осахаривания в %...
|
Конечными продуктами осахаривания крахмала под действием амилазы солода являются мальтоза и декстрины. Соотношение между количеством этих продуктов и дествующей на крахмал амилазы солода не постоянно и зависит от многих факторов, главным обрзом от температуры осахаривания.
Прониным было показано, что при увеличении количества амилазы солода изменяется конечное соотношение между мальтозой и декстринами в очень сильной степени в сторону мальтозы. Возникает вопрос об оптимальном количестве солода, необходимом для осахаривания.
Малченко и Криштул, изучая осахаривание крахмала с различным количеством солода, показали, что для осахаривания можно употреблять меньшее количество солода против принятого в промышленности - до 5% к весу перерабатываемого сырья.
Они установили оптимальные количества солода, необходимые для осахаривания разваренного крахмалсодержащего сырья. Для изучения процесса осахаривания диспергированного сырья и определения оптимального количества солода нами была исследована кинетика осахаривания диспергированного сырья амилазой солода.
Для данных исследований брали 50 г диспергированного овса и 150 мл воды. Суспензию диспергированной овсяной муки размешивали при помощи мешалки при комнатной температуре в течение 30 минут, после чего нагревали колбу до 57° и выдерживали ее на водяной бане при 59°.
Приведенные данные показывают, что оптимальное количество солода, необходимое для осахаривания диспергированного крахмал содержащего сырья, лежит в пределах 6-8% от веса осахариваемого сырья, что было подтверждено также сбраживанием диспергированного овса.
Все заводские исследования по осахариванию и сбраживанию диспергированного крахмалсодержащего сырья мы провели с 8% солода (ячмень и просо) от веса диспергированного сырья.
Ими установлено, что увеличение активности амиазы солода на 1,5 - 5% может быть достигнуто при пропускании через раствор переменного тока силой 0,013 - 0,015 ампер. При увеличении силы тока активность амилазы уменьшается.
Забродский указывает, что солодовое молоко, приготовленное на осахаренной массе, улучшает процесс осахаривания и растворимость крахмала солода.
Таблица. Экстрагирование амилазы солода.
|
Номер опыта |
Осахаривающая способность (в мл) солодового молока, приготовленного |
||
|
На разваренной массе |
На осахаренной массе из осахаривателя II ступени |
||
Изучение продолжительности осахаривания на чистых растворах крахмала показало, что изменение продолжительности осахаривания от 5 минут до 2 часов не влияет на показатели сброженных растворов. При осахаривании разваренной массы из зерна в течение 5 - 45 минут наблюдалось несколько увеличенное содержание нерастворенного крахмала в бражках при быстром осахаривании, количество несброженных сахаров и декстринов было одинаковым. Осахаривании разваренной массы при 55 - 58 °С в течение 15 - 120 минут почти не вызывает увеличения содержания в растворе сбраживаемых веществ, но при более продожительном осахаривании заметно повышается концентрация осахариваемой массы. Так, если после 15 минут осахаривания концентрация осахаренной массы была 13,8% (по сахарометру), то после 120 минут она повысилась до 14,8%.
Таким образом, при выборе режима осахаривания в производственных условиях следует учитывать не только температуру, но и продолжительность ее воздействия, а также способ задачи солодового молока.
Исследования, проведенные в Украинском НИИСПе (Раев, Ашкинузи), показали, что при осахаривании двухступенчатым методом лучше сохраняется активность амилолитических ферментов солода, причем осахаривани в первой ступени в течение 10 минут и во второй ступени - 2 минуты дает осахаренную массу с лучшими показателями, чем при 10 минутном осахаривании в каждой ступени. С точки зрения повышения выходов спирта двухступенчатое осахаривание более выгодно, чем одноступенчатое.
Исследованиями Раева, Ашкинузи, Дражнер и Базилевич выявлена зависимость осахаривающей и декстринолитической способности от способа осахаривания.
|
Показатели |
Способ осахаривания |
|||||
|
одноступенчатый |
двухступенчатый |
|||||
|
Осахаривающая способность |
||||||
|
Декстринолитическая способность |
||||||
Этими же авторами установлено, что фильтрационный анализ (определение скорости фильтрации) может служить критерием оценки режима осахаривания. В таблице показана зависимость скорости фильтрации осахаренной массы от длительности осахаривания (при температуре осахаривания 63-64°С).
Таблица. Скорость фильтрации заторов после 1й ступени осахаривания.
|
Количество фильтрата в мл |
Количество фильтрата в % от веса фильтруемой массы при продолжительности осахаривания в минутах |
||||
Фильтруемость осахаренной массы обусловлена как расщеплением крахмала на мальтозу и декстрины, так и накоплением мальтозы, снижающей вязкость раствора.
Качество осахаренной массы зависит от принятого режима разваривания.
Забродский и Положишник показали, что фильтрационный, спектрофотометрический анализ и потенциометрическое титрование могут быть использованы для производственной характеристики разваренной и осахаренной массы.
В таблице приведены показатели фильтрации осахаренной массы при вакууме 800 мм вод.ст.
Таблица. Зависимость фильтрации осахаренной массы от температуры разваривания.
|
Температура разваривания в градусах |
Объем фильтрата за 10 минут фильтрации в мл |
||
|
Нормальная кукуруза |
Дефектная кукуруза |
Кукурузный крахмал |
|
Чистый крахмал, лишенный белков и других коллоидных примесей, обладает большей способностью к фильтрации. Медленнее фильтруется осахаренная масса из нормальной кукурузы и еще медленнее - из дефектной кукурузы, что может быть объяснено образованием коллоидных веществ, обладающих большей гидрофильностью (способностью впитывать и удерживать воду).
По мнению Забродского, в дефектном зерне при высокой температуре, наряду с растворением и распадом белковых соединений, происходит синтез нерастворимых в воде гумусоподобных веществ.
Климовский, Коновалов и Залесская установили, что при осахаривании разваренной массы количество растворимого азота увеличивается за счет действия протеолитических ферментов солода в зависимости от принятого температурного режима разваривания зернового сырья.
Наибольшее количество растворимого азота (75% от общего азота сырья) образуется при температуре разваривания 150°С и наименьшее (32,8%) - при температуре - 100°С. При повышении температуры разваривания до 120 - 140°С количество растворимого азота составляет 40 - 41,9%.
Таким образом, нативные белки крахмалистого сырья лучше расщепляются ферментами солода, чем белки прогретого сырья.
Гидролитическое расщепление некоторой части белков и жиров зерна, распад углеводов, освобождение фосфорной кислоты из органических и неорганических соединений способствует образованию веществ, обладающих кислотными свойствами.
Кислотность осахаренной массы из дефектного зерна в 1,5-2 раза выше кислотности осахаренной массы из нормального зерна. Изменение кислотности в зависимости от условий разваривания сырья графически изображено на рисунке.
Цветность осахаренной массы может служить определенным критерием процессов, происходящих при нагревании зерна. При повышении температуры разваривания масса приобретает соломенно-желтую и коричневую окраску различной интенсивности. по цветности можно до известной степени судить о качестве разваренной массы. На рисунке приведен график, показывающий зависимость цветности осахаренной массы от температуры разваривания.
Для осахаривания крахмала зерно-картофельного сырья применяется смесь ячменного, просяного и овсяного солодов, причём сумма просяного и овсяного солодов должна быть не менее 30%. Допускается применять смесь из двух солодов: ячменного и овсяного или просяного. Ячменный солод можно заменять ржаным (или пшеничным) полностью или частично, а просяной – солодом из чумизы. Запрещается использовать солод из одной культуры при производстве спирта из зерна той же культуры (Смирнов В.А., 1981)....
Загрузка...
