| Лекция СОЛОДОРАЩЕНИЕ |
 |
 |
| Добавил(а) Administrator |
| 08.02.11 17:53 |
|
Страница 2 из 3
2. БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЗЕРНА Для усовершенствования процесса солодоращения ячменя большое значение имеют современные способы активации действия ферментов при проращивании. В процессе проращивания ячменя ферменты переходят из неактивного состояния в активное и образуются новые вещества. Из комплекса ферментов, представленных в ячмене, наибольшее значение имеют гидролитические (карбогидролазы, пептидазы, эстеразы), вызывающие растворение эндосперма зерна. К карбогидралазам относятся а- и р-амилаза, расщепляющие крахмал, а-глюкозидаза (мальтаза), расщепляющая мальтозу; цитаза, расщепляющая гемицеллюлозу, целлюлозу, гумми-вещества; предельная декстриназа, расщепляющая высокомолекулярные декстрины. К пептидазам относятся эндопептидазы, расщепляющие неактивные белки до полипептидов и пептидов; экзопептидазы, расщепляющие полипептиды и пептиды до аминокислот. К эстеразам относятся липазы, расщепляющие жиры. В алейроновом слое синтезируются гидролитические ферменты, растворяющие эндосперм благодаря способности зародыша вырабатывать гиббереллиновые кислоты и гиббереллиноподобные вещества. В отечественных сортах ячменя гиббереллиноподобных веществ содержится 4,55...4,70мкг/г. СВ. На образование гидролитических ферментов влияют фитогормоны — ауксин, абсцизовая кислота, цитокинин, также выделяемые зародышем. Гиббереллины совместно с ауксинами и цитокининами оказывают стимулирующее действие на синтез ферментов, а абсцизовая кислота обладает противоположным эффектом. Исследуя механизм образования ферментов в зерне, можно сделать вывод о возможности удаления зародыша, сократить потери на дыхание и образование ростков. В этом случае на первой стадии проращивания необходимо накопить в зерне гиббереллины для синтеза ферментов и лишь затем удалить зародыш. При этом после удаления зародыша следует предусмотреть дополнительную обработку ячменя гиббереллиновой кислотой или другими биостимуляторами. При проращивании изменяется структура зерна, что связано с действием комплекса ферментов, обусловливающих продолжительность процесса солодоращения и качество солода. Под действием главным образом а-амилазы, предельной декстриназы, пептидазы, гемицеллюлазы запасные вещества эндосперма расщепляются до низкомолекулярных веществ. Далее эти вещества используются для питания зародыша, синтеза новых веществ и дыхания зерна. В результате активация ферментов при проращивании приводит к изменению состава углеводов, полисахаридов, азотистых веществ, фосфорорганических соединений, жиров, полифенольных соединений и др. При этом наблюдается увеличение по сравнению с первоначальным содержанием в ячмене моносахаридов и олигосахаридов до 8%, а полифенольных веществ до 35%. Однако при проращивании наблюдается уменьшение содержания фосфатов на 10....20%, что объясняется потреблением их зародышем и выщелачиванием при замачивании. Содержание азотистых и жировых веществ уменьшается, что связано с потерями на дыхание, использованием их зародышем и выщелачиванием при замачивании. Потери могут составлять от 4 до 40%. Гидролизуется 80... 90% водорастворимого B- глюкана, количество гемицеллюлоз в клеточных стенках эндосперма снижается на 25%, содержание пектиновых веществ уменьшается на 15...20%. В настоящее время доказано, что отчетливые изменения состава ячменя под действием ферментных систем происходят в течение первых пяти суток проращивания, а в последующие сутки эти изменения незначительны. 3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОРАЩИВАНИЕ ЗЕРНА На процесс солодоращения влияют следующие факторы: влажность проращиваемого ячменя; температура ращения, степень аэрирования; продолжительность проращивания. Влажность. При производстве темного солода всегда стремятся к высокой влажности (45...47%) проращиваемого ячменя, чтобы достичь более глубокого растворения зерна. По современной технологии светлого солода также предусматривается проращивание ячменя при повышенной влажности (45... 48%) по сравнению с принятой ранее (42.. .44%). При этом важно, чтобы влажность увеличивалась с учетом изменений, происходящих в зерне. Высокий показатель влажности поддерживают в течение 2... 4 сут, для чего зерно орошают водой. Благодаря повышению влажности ячменя при проращивании до 48% можно улучшить степень растворения солода, которая оценивается лабораторными методами определения разницы экстрактивности в тонком и грубом помоле и степени белковой растворимости (числом Кольбаха). Увеличивается активность а- и в-амилазы, но повышается цветность солода вследствие увеличения степени растворения низкомолекулярных азотистых веществ и полифенолов. Потери сухих веществ также повышаются, но при этом не наблюдается понижения экстрактивности солода. Температура. На активацию и образование ферментов при проращивании первоочередное влияние оказывает температура. В большинстве случаев ячмень необходимо проращивать при низкой температуре (13.. .18 °С). При температуре ниже 6 °С и выше 30 °С процессы жизнедеятельности в ячмене прекращаются. В диапазоне от 14 до 18 °С обеспечиваются высокая экстрактивность солода, усиление амилолитической и протеолитической активности ферментов, более глубокое растворение белков и снижение потерь сухих веществ. На 4—5-е сутки проращивания ячменя деятельность ферментов ослабевает, и для дальнейшей их активации необходимо повысить температуру. При проращивании солода температура в течение 4...5 сут не должна быть ниже 13 и выше 18 °С. Для повышения степени растворения белков температуру повышают до 19...20 °С. В последующие сутки проращивания ячменя с высоким содержанием белка (выше 11,5%) температуру увеличивают до 20...22 °С, чтобы усилить действие цитолитических ферментов и растворение зерна. Повышение температуры до 25 °С приводит к высоким потерям сухих веществ, ослаблению активности ферментов и образованию плесени. Для получения светлого солода ячмень проращивают при низкой температуре — от 13 до 18 °С, для приготовления темного солода в первые сутки ращения температура 15... 17 °С, а в последующие ее повышают до 22... 25 °С. Степень аэрации. В начале проращивания ячмень нуждается в кислороде, поскольку диоксид углерода препятствует дыханию зародыша и образованию а-амилазы, эндо-р-глюканазы и эндопептидазы. Следовательно, в этот период ячмень следует аэрировать. На 4—5-е сутки проращивания, когда накопившиеся в достаточном количестве ферменты уже могут действовать без кислорода, ограничивают аэрирование ячменя, что приводит к сокращению потерь сухих веществ на дыхание. Обоснованная аэрация ячменя при проращивании приводит к снижению потерь сухих веществ и приготовлению качественного солода. Продолжительность проращивания. Время, необходимое для достижения требуемой степени растворения зерна, зависит от сорта, года урожая и места произрастания ячменя, а также от типа приготовляемого солода и способа солодоращения. На заводах приготовляют светлый солод хорошего качества в течение б...7 сут при изменении влажности, температуры и степени аэрации проращиваемого ячменя. Как сказано выше, обеспечивая высокую влажность ячменя (47... 48%), поступающего на проращивание, в сочетании с соответствующей температурой и степенью аэрации можно сократить длительность солодоращения. Если в течение 6 сут невозможно достичь желаемого растворения зерна, то солодоращение следует проводить 7...9 сут. При увеличении периода солодоращения на двое суток и повышении влажности ячменя до 49% удается получить нужную степень растворения зерна. Тем не менее качество этого солода уступает 6—7-суточному солоду, приготовленному из хорошего по качеству ячменя. Потери сухих веществ в этом случае на 1,0...1,7% выше, что обусловлено сокращением продолжительности проращивания на 2...3 сут. Следовательно, приготовление солода из ячменя низкого качества приводит к увеличению времени проращивания и повышению потерь сухих веществ. В солодовенном производстве для уменьшения периода солодоращения и потерь сухих веществ применяют активаторы и ингибиторы роста зерна. ПРИМЕНЕНИЕ АКТИВАТОРОВ И ИНГИБИТОРОВ РОСТА ПРИ СОЛОДОРАЩЕНИИ Для стимулирования прорастания ячменя применяют специальные активаторы, которые более эффективны, чем вырабатываемые зародышем гиббереллиноподобные вещества (гиббереллиновая кислота и гиббереллин). Наибольшее практическое значение из всех активаторов имеет гиббереллиновая кислота (ГК). Находят применение также молочная, феруловая и индолилуксусная кислоты, диаммонийфосфат, кумарин, соли поликарбоновых кислот и другие вещества. Опыт применения ГК указывает, что ее следует вносить в последнюю воду для замачивания или обрабатывать ячмень после выгрузки из аппарата. Расход ГК составляет 0,15...0,25 мг/кг и может изменяться в зависимости от качества ячменя. При использовании ГК можно сократить продолжительность солодоращения почти на сутки и увеличить экстрактивность солода на 1,3%. При совместном применении молочной кислоты и диаммоний-фосфата (ДАФ) замачивание ячменя проводят до влажности 42...43%, а затем осуществляют проращивание по общепринятой технологии. Через 5...6 ч после начала проращивания ячмень опрыскивают водным раствором молочной кислоты (1,5...2,0 кг/т), а после 26... 28 ч — водным раствором ДАФ °(0,8... 0,9 кг/т). При этом сокращается время приготовления солода и увеличивается его экстрактивность. Для уменьшения потерь сухих веществ солода применяют вещества, ограничивающие рост, — ингибиторы. Они могут противодействовать чрезмерному развитию и влиянию ферментов. Ингибиторы используют прежде всего вместе с ростовыми веществами, причем процесс солодоращения безупречно управляется в соответствии с технологией посредством варьирования расхода обоих веществ — активатора и ингибитора. В последнее время за рубежом в качестве ингибиторов стали применять бромид калия, бромат калия, хлорид кальция, хлорид натрия, формальдегид, нитрат магния и др. |
