Осахаривание разваренной массы

Осахаривание заключается в обработке охлажденной массы солодовым молоком или ферментными препаратами для гидролиза полисахаридов, белков и других сложных веществ. Основным и наиболее важным процессом при этом является ферментативный гидролиз крахмала до сбраживаемых сахаров, поэтому процесс и называют осахариванием [97].

Известно, что сусло, полученное при осахаривании солодом, содержит 71-76 % мальтозы и 24-29 % глюкозы от суммы сбраживаемых сахаров, а осахаренное ферментными препаратами - 14-21 % и 79-86 % соответственно. Целлюлоза, гемицеллюлоза и другие некрахмалистые полисахариды почти не гидролизуются ферментами солода и в большей степени гидролизуются ферментами микробного происхождения [97]. В процессе осахаривания уменьшаются средняя молекулярная масса углеводов, вязкость раствора, удельное вращение, возрастает редуцирующая способность [1]. Сообщается, что процесс осахаривания можно интенсифицировать ультразвуковой обработкой, в результате чего в сусле повышается содержание редуцирующих сахаров на 4,8 %, декстринов на 30,4 % [110].

Использование солода для осахаривания разваренной массы приводит к значительным потерям сбраживаемых углеводов (~ 30 % от всех потерь), вследствие недорастворения крахмала самого солода. Для получения солода требуется высококачественное зерно, что увеличивает затраты на производство. С солодом в сусло вносятся посторонние микроорганизмы, вследствие чего в большей мере протекают и другие виды брожения, отрицательно сказывающиеся на выходе спирта [1].

В настоящее время на большинстве спиртзаводов крахмалсодержащее сырье осахаривают ферментами плесневых грибов [1].

Процесс осахаривания включает в себя следующие операции:

- охлаждение разваренной массы;

  • - смешивание массы с осахаривающим материалом;
  • - осахаривание и охлаждение сусла.

Готовое сусло содержит 16-18 % сухих веществ, pH среды - от 5 до 5,3 [1].

Гидролиз крахмала при осахаривании осуществляется ферментами: а-амилаза, Р-амилаза, декстриназа и глюкоамилаза [1]-

Из гидролаз наибольшее производственное значение имеют амилазы - ферменты, катализирующие гидролиз крахмала - а- и Р-амилазы. Данные ферменты катализируют разрыв только а-1,4-глюкозидных связей. Под действием а-амилазы связи разрываются беспорядочно, но преимущественно в середине, внутри цепей крахмала. В результате чего образуются главным образом низкомолекулярные декстрины, небольшое количество мальтозы и олигосахаридов, в том числе олигосахаридов с разветвленной цепью [1]. Действие Р-амилазы направлено на концевые связи в амилозе и амилопектине, при этом последовательно, начиная с нередуцирующих концов цепей, отщепляются по два остатка глюкозы. Р-амилаза не может обойти в амилопектине места ветвления, поэтому гидролиз прекращается на предпоследней а-1,4-глюкозидной связи и остаются высокомолекулярные декстрины, окрашивающиеся йодом в синий цвет. При гидролизе Р-амилазой амилоза полностью превращается в мальтозу, а амилопектин - только на 50-55 % [1].

Глюкоамилаза катализирует разрыв а-1,4- и а-1,6-глю-козидных связей в крахмале, панозе, изомальтозе и а-1,3- связей в нигерозе. При катализе этим ферментом от нередуцирующих концов амилозы и амилопектина последовательно отщепляются остатки глюкозы, являющейся конечным продуктом гидролиза [1].

Определенный интерес представляет такой амилолитический фермент, как пуллуланаза, способный гидролизовать внутренние а-1,6-гликозидные связи в пуллулане, амилопектине и предельных декстринах с образованием мальтоолигосахаридов. Установлено, что ферментативный комплекс амилолитических ферментов совместно с пуллуланазой катализирует более глубокое расщепление крахмала, способствует интенсификации процесса сбраживания зернового сусла [111].

Отечественными и зарубежными исследователями ведутся активные разработки по созданию новых ферментных препаратов и их применению в спиртовой промышленности [103, 111-115]. В настоящее время на рынке осахаривающих материалов существует большой выбор препаратов амилолитического, целлюлолитического и протеолитического действия, позволяющих наиболее полно гидролизовать углеводный комплекс сырья, и получать сусло с высоким содержанием аминокислот, легко усваиваемых дрожжами.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >