| Лекция ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЫРЬЯ СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА |
 |
 |
| Добавил(а) Administrator |
| 08.02.11 18:33 |
|
Страница 2 из 4
Сахара, содержащиеся в зерне ржи, переходя в раствор в условиях поляриметрического метода, имеют отрицательней угол вращения плоскости поляризации, и соответственно занижают результаты определения крахмалистости. Величина ошибки может быть значительной, так как угол вращения спирторастворимых сахаров ржи колеблется в пределах от 0,4 до 1,2°. Поляризация спирторастворимых углеводов всех других культур, как правило, равна нулю. Большинство спирторастворимых углеводов зерна (60—70%) — сбраживаемые, однако присутствующие там левулезаны (фруктозиды) не сбраживаются спиртовыми дрожжами. Эти углеводы не восстанавливают фелингову жидкость и при мягком гидролизе, дают фруктозу и. небольшое количество глюкозы. Но в условиях термической обработки зерна левулезаны частично гидролизуются до моносахаридов и степень сбраживаемоети повышается до 75—80%. В мучнистой части эндоспермы зёрна содержатся пентозаны, которые при гидролизе дают арабинозу, ксилозу, галактозу и небольшое количество глюкозы. Гидролизаты пентозанов не сбраживаются спиртовыми дрожжами, но сахара, входящие в их состав, обладают редуцирующими свойствами, поэтому во многих методах они определяются вместе со сбраживаемыми углеводами (химических, с применением ферментов и кислот). Пентозаны входят в состав гемицеллюлоз, которыми особенно богаты оболочки хлебных злаков (отруби). Гумми и слизи, содержащиеся в сравнительно небольшом количестве в зернах злаков, представляют собой коллоидные полисахариды, образующие чрезвычайно вязкие и клейкие растворы. На 90% слизи состоят из пентозанов, но в их состав входят также небольшое количество белков, аминокислот и зольных элементов. При кислотном гидролизе слизи ржаного зерна образуют ксилозу, арабинозу и незначительное количество галактозы. Таким образом, все соединения типа гемицеллюлоз, пентозанов, гумми и слизей, пектиновых веществ при, слабом гидролизе, например при поляриметрическом методе анализа (гидролиз в 1,124%-ной соляной кислоте) дают гидролизаты, в состав которых, кроме сбраживаемых, входят и несбраживаемые вещества — пентозы, пентозаны, галактоза, уроновые кислоты и другие соединения. Все эти соединения оптически активны, они будут в той или иной степени влиять на общую поляризацию гидролизатов зерна, которые получают в процессе определения его крахмалистости. Поэтому при поляриметрическом анализе влияние этих соединений должно быть учтено. В процессе тепловой обработки зерна и последующего осахаривания крахмала разваренного сырья ферментами гемицеллюлоза частично гидролизуется, образуя пентозы и пентозаны. Гумми и слизи будут переходить в раствор, давая те же продукты и, кроме того, уроновые кислоты и некоторые другие вещества. Все эти продукты будут входить в состав осахариваемых заторов и бражек и должны быть учтены при определении сбраживаемых углеводов в полупродуктах спиртового производства. Клетчатка является главной составной частью клеточных стенок растений. Она нерастворима в воде, но набухает в ней. При гидролизе концентрированной серной кислотой этот полисахарид полностью превращается в глюкозу. Как трудногидролизуемый полисахарид, клетчатка в условиях поляриметрического и химического методов определения не будет превращаться в глюкозу и поэтому не будет влиять на точность определения. Клетчатка не растворяется при разваривании сырья и в процессе его тепловой обработки, и переходит в виде шелухи в затор, а затем при перегонке бражки в барду. Азотистых веществ в зерне содержится в пределах 6,3—26,0%, в среднем 11—16%. Наибольшее количество азотистых веществ содержится в пшенице. Азотистые вещества зерна состоят главным образом (на 98%) из нерастворимого в воде белка и содержат небольшое количество растворимых белков. Белковые вещества — самые сложные из всех соединений, содержащихся в зерне. В их состав входят углерод, водород, кислород, азот и почти всегда сера; некоторые из них содержат фосфор. Белковые вещества относятся к высокомолекулярным коллоидам. Молекулярная масса их может достигать нескольких миллионов. При кипячении с крепкими кислотами, щелочами, а также, под действием протеолитическик ферментов белковые вещества гидролизуются, распадаются на более простые соединения — пептиды, которые в конечном итоге образуют смесь аминокислот. При оценке зерна для целей спиртового производства содержание азотистых веществ не имеет такого решающего значения, как содержание углеводов, но их присутствие необходимо, так как в ходе технологического процесса они образуют растворимые формы азота, которые служат основным питательным веществом для дрожжей. В условиях поляриметрических методов определения белки частично гидролизуются до аминокислот, которые оптически активны (за исключением гликокола) и влияют на общую поляризацию раствора. В связи с этим для исключения искажающего влияния их на показатели крахмалистости требуется соблюдение определенных условий. Белки образуют также мутные трудно фильтрующиеся растворы, поэтому при анализе; предусматривается осаждение белков. Картофель Картофель состоит из сухого вещества и воды, которой в клубнях содержится в среднем 75%. Преобладающую часть сухого вещества клубней составляют безазотистые экстрактивные вещества (в среднем 83%), к которым относится крахмал, декстрины, сахара, органические кислоты, растворимые пектиновые вещества. Крахмал составляет около 95% всех безазотистых экстрактивных веществ, или около 80% всего сухого вещества. Количественное соотношение составных частей картофельных клубней значительно изменяется в зависимости от сорта картофеля, климатических условий его произрастания и уровня агротехники.- Содержание основных компонентов клубней отечественных культурных сортов картофеля может изменяться в следующих пределах: сухие вещества 15—32%, крахмал 9—28%, сырой протеин 0,70—3,6%, зола 0,50- 1,8%. Основное вещество клубней картофеля — крахмал, который собственно и определяет ценность картофеля как сырья для спиртового производства. Характерной особенностью крахмала картофеля является то, что фосфорная кислота связана эфирной связью с амилопектином, определяя тем самым его важнейшие физико-химические свойства (так например, вязкость крахмальных клейстеров возрастает пропорционально содержанию в них фосфора). Большое практическое значение имеет соотношение между общим содержанием сухого вещества в клубне и содержанием крахмала, так как численное выражение этого соотношения указывает на крахмалистость клубня. Для производственных целей важно также содержание в клубнях сбраживаемых сахаров. Их в клубнях содержится от 0,5 до 2,5%, в среднем 1,7% (или, в пере счете на крахмал, 1,5%). Сахара содержатся в свободном состоянии в виде сахарозы, фруктозы и глюкозы (последней в клубнях больше, чем всех остальных). Помимо них, в клубнях картофеля содержатся и связанные сахара, главным образом несбраживаемые — галактоза, раффиноза и рибоза, — которые входят в состав алкалоида соланина и нуклеидов. Содержание свободных сахаров в клубнях увеличивается при хранении; накопление их зависит от температуры и длительности хранения. Повышение температуры хранения вызывает снижение содержания сахара. Большая часть их (4/5) превращается в крахмал, а меньшая расходуется на дыхание. Кроме сбраживаемых углеводов, в клубнях картофеля находятся пентозаны, клетчатка, пектиновые вещества и, гумми, жир и минеральные соли. Пентозанов в картофеле содержится 0,70—1,2% (в среднем 1,0%). Пектиновые вещества, сосредоточенные главным образом, в кожице, в среднем составляют около 0,7% к массе клубня. Содержание клетчатки колеблется в пределах 0,80— 1,40 % и в среднем составляет 1,0%. Очень мало в картофельных клубнях жира — 0,06—0,10%; в состав его входят триглицериды пальмитиновой и миристиновой кислот. Азотистых веществ в картофеле содержится в пределах 0,70—3,70% (в пересчете на белок), в среднем 2,0%. Собственно картофельный белок— туберин — составляет 50—75% от общего содержания азотистых веществ. Минеральные элементы составляют от 2,12 до 7,48% , в среднем 4,36% на сухую массу. Реакцию картофель даёт кислую, что обусловлено присутствием в его соке органических кислот. Общая кислотность картофеля (считая на молочную кислоту) 0,10—0,28%. Общее содержание несбраживаемых веществ довольно постоянно и, как уже говорилось, равно в среднем 5,75%. Меласса |
