Теоретические положения. Для осахаривания крахмала в спиртовом производстве используют свежепроросший солод и культуры микроскопических грибов

Для осахаривания крахмала в спиртовом производстве используют свежепроросший солод и культуры микроскопических грибов. Главное требование, предъявляемое к осахаривающим материалам – содержание необходимого спектра амилолитических, декстринолитических ферментов, которые превращают крахмал в сбраживаемые сахара.

Для протекания нормального процесса брожения необходимо также, чтобы в осахаривающих материалах присутствовали и протеолитические ферменты. Они служат для перевода нерастворимых азотистых веществ зерна в растворимые, которые используются для питания дрожжей.

Для нормального протекания процесса осахаривания в солоде в достаточном количестве должны содержаться три фермента: α – амилаза, β – амилаза и дектриназа. При совместном действии на крахмал ферментов α- и β-амилазы образуется смесь сахаридов, которая состоит из мальтозы, глюкозы и низкомолекулярных предельных декстринов, в которых содержатся все α-1,6 глюкозидные связи крахмала. Эти дектриныгидролизуютсядекстриназой с разрывом α-1,6 глюкозидных связей до сбраживаемых сахаров. В зависимости от количества этих ферментов зерновые культуры делятся на 3 группы:

1. Группа ячменя (ячмень, рожь, пшеница). Солод из этих зерновых культур обладает высокой α– и β-амилазной активностью и низкой декстринолитической активностью.

2. Группа проса – дает солод с высокой декстринолитической, но низкой β-амилазной и средней α– амилазной активностью.

3. Группа овса – занимает промежуточное положение между двумя другими группами.

Поэтому для более полного осахаривания крахмала целесообразно применять смесь двух-трех солодов различных злаков, которые содержат необходимый набор ферментов как для гидролиза, так и для осахаривания крахмала. Как правило, ячменный вместе с просяным или овсяным в соотношении 70 и 30 %.

Солод для осахаривания используют в виде солодового молока, приготовленного из свежепроросшего солода. Перед использованием солода определяют его ферментативную активность в средней пробе.

Для составления пробы от каждой грядки отбирают выемки горстью по четырем углам и в середине, отступив от края на 15-20 см, и на разной высоте грядки: в верхнем, среднем и нижнем слое. Все непроросшие зерна скапливаются обычно внизу. Отобранные пробы перемешивают и среднюю пробу выделяют методом квадратов, как для зерна.

В отобранной пробе визуально определяют величину ростков и проростков, оценивают их внешний вид и равномерность прорастания. Корешки свежепроросшего солода должны быть свежими, не вялыми, одинаковой длины. Вялые корешки являются признаком слабой ферментативной активности зерна, недостаточными процессами растворения.

Запах солода должен быть свежим (для ячменного солода – должен напоминать запах огурцов, для просяного – запах желтой акации). Затхлый запах является признаком нарушения технологического процесса проращивания или плохой мойки и дезинфекции зерна. Зерно должно легко растираться между пальцами. При этом должен оставаться мучнистый белый порошок без крупинок и жидкой кашицы.

Помимо солода для осахаривания крахмала используют культуры микроскопических грибов рода Rhisopus, Aspergillus, видов orizae, awamori, batatae, а также бактерий Bac.subtilis. Культуры микроскопических грибов и бактерий имеют ряд преимуществ перед использованием свежепроросшего солода: они имеют длительный срок хранения, выращиваются с использованием отходов (отруби, фильтрат барды и др.), содержат больший комплекс ферментов и обеспечивают более глубокий и полный гидролиз крахмала. Кроме крахмала ферменты способны гидролизовать и другие вещества, которые недоступны ферментам солода. Поэтому при их использовании образуется больше сбраживаемых углеводов и больше выход спирта.

Ферменты бактерий и микроскопических грибов не содержат β-амилазу, содержится только α-амилаза и глюкоамилаза. α-амилаза обладает широким спектром действия. Она способна гидролизовать в крахмале α-1,6 глюкозидные связи. Кроме этого, она обладает более широким температурным оптимумом действия. Основным продуктом гидролиза является глюкоза. Содержащиеся целлюлолитические и гемицеллюлолитические ферменты расщепляют целлюлозу и гемицеллюлозу до сбраживаемых сахаров.

Культуры микроскопических грибов и бактерий используются как в очищенном, так и неочищенном виде.

Отбор проб от поверхностной неочищенной культуры отбирают стерильным щупом. При размере партии до 10 мешков пробы отбирают от каждого третьего места; при более крупных партиях – от 10 % мест, но не менее 5 проб; при партиях более, чем 100 мест – от 5 % мест, но не менее 10 проб. Аналогично производится отбор проб и очищенной культуры.

Проба от культуры, полученной глубинным способом, имеет сиропообразную консистенцию, и ее отбирают при помощи специального пробника из нескольких слоев по высоте емкости: сверху, в середине и в нижнем слое. В каждом слое отбирают продукт в трех точках: в центре и по краям сосуда.

Более подробно теоретические положения изложены в соответствующих источниках литературы /26,29,30,31,34,36,37,38/.