Обґрунтування і вибір методу прискорення процесу солодорощення

Черкаська, Анна Дмитрівна

Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8125

Назва:	Обґрунтування і вибір методу прискорення процесу солодорощення
Автори:	Осипенкова, Ірина Іванівна Черкаська, Анна Дмитрівна
Ключові слова:	ЖИТО;СОЛОД;МОЛОЧНА КИСЛОТА;СІРЧАНАКИСЛОТА
Дата публікації:	30-гру-2023
Короткий огляд (реферат):	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічниї університет, Черкаси 2023р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню та удосконаленню технології житнього солоду. В роботі на основі літературних даних проаналізовано застосування сучасних способів атвиваторів росту і інгібіторів дихання під час солодорощення. В якості активатора роста найбільш поширенно використовують гіберелін, який містить 90% гіберелілової кислоти. В роботі запропоновано використовувати в якості активаторів росту та інгібітора дихання– ферментний препарат та молочну кислоту. Використання стимуляторів під час солодорощення, безумовно, є ефективним. Але пов’язані з цим деякі технологічні особливості проведення процесу викликають необхідність ретельного вибору доз стимулятора та правильного ведення технологічних режимів солодорощення
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу):	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8125
Розташовується у зібраннях:	181 Харчові технології (Харчові технології)

Файли цього матеріалу:

Файл	Опис	Розмір	Формат
КРМ_Черкаська А.Д._23.pdf Restricted Access	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічниї університет, Черкаси 2023р. Магістерська робота присвячена питанню дослідженню та удосконаленню технології житнього солоду. В роботі на основі літературних даних проаналізовано застосування сучасних способів атвиваторів росту і інгібіторів дихання під час солодорощення. В якості активатора роста найбільш поширенно використовують гіберелін, який містить 90% гіберелілової кислоти. В роботі запропоновано використовувати в якості активаторів росту та інгібітора дихання– ферментний препарат та молочну кислоту. Використання стимуляторів під час солодорощення, безумовно, є ефективним. Але пов’язані з цим деякі технологічні особливості проведення процесу викликають необхідність ретельного вибору доз стимулятора та правильного ведення технологічних режимів солодорощення	991.05 kB	Adobe PDF	Переглянути/Відкрити Запит копії

Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики

Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text

АНОТАЦІЯ
Черкаська А.Д. Обґрунтування і вибір методу прискорення процесу
солодорощення
Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові
технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і
виноробства» – Черкаський державний технологічниї університет, Черкаси –
2023р.
Магістерська робота присвячена питанню дослідженню та
удосконаленню технології житнього солоду.
В роботі на основі літературних даних проаналізовано застосування
сучасних способів атвиваторів росту і інгібіторів дихання під час
солодорощення. В якості активатора роста найбільш поширенно
використовують гіберелін, який містить 90% гіберелілової кислоти. В роботі
запропоновано використовувати в якості активаторів росту та інгібітора
дихання – ферментний препарат та молочну кислоту.
Використання стимуляторів під час солодорощення, безумовно, є
ефективним. Але пов’язані з цим деякі технологічні особливості проведення
процесу викликають необхідність ретельного вибору доз стимулятора та
правильного ведення технологічних режимів солодорощення.
Ключові слова: ЖИТО, СОЛОД, МОЛОЧНА КИСЛОТА,
ДІАМОНІЙФОСФАТ, СІРЧАНА КИСЛОТА, ГІБЕРЕЛІН, ФЕРМЕНТИ
2
ANOTATION
Cherkaska A.D. Justification and selection of a method to accelerate the
malting process.
Master's qualification work on specialty 181 - Food technologies,
educational program "Technologies of fermentation products and winemaking" -
Cherkasy State University of Technology, Cherkasy - 2023.
The master's thesis is devoted to the research and improvement of barley
malt technology.
The paper analyzes the use of modern methods of growth activators and
respiratory inhibitors during malting on the basis of literary data. The most widely
used growth activator is gibberellin, which contains 90% gibberellic acid. In the
paper, it is proposed to use superphosphate, lactic and sulfuric acid as growth
activators and respiratory inhibitors.
The use of stimulants during malting is certainly effective. But related to
this, some technological features of the process make it necessary to carefully
select the doses of the stimulator and correctly conduct the technological regimes
of malting.
Keywords: RYE, MALT, LACTIC ACID, DIAMONIUM PHOSPHATE,
SULFURIC ACID, GIBERELLIN, ENZYMES
3
ЗМІСТ
ВСТУП 5
РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 8
1.1. Характеристика жита 8
1.2 Технологія житнього солоду 11
1.3. Характеристика житнього солоду 16
1.4. Біохімічні зміни зерна під час пророщування 18
1.5. Застосування активаторів росту і інгібіторів дихання 19
1.6. Інноваційні способи активації солодорощення житнього солоду 25
РОЗДІЛ 2. ОБ´ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 28
2.1. Об΄єкти дослідження 28
2.2.Методи дослідження 31
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 47
3.1. Визначення фізико-хімічних показників жита та визначення 47
придатності
3.2 Дослідження впливу молочної кислоти, ферментного препарату на 49
процес солодорощення
РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 62
4.1 Принципова технологічна схема 62
4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми 63
4.2 Розрахунок продуктів 66
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ 71
5.1 Техніка безпеки у солодовому підприємстві (цеху) 71
5.2. Техніка безпеки в хімічній лабораторії під час виконання дослідів 74
ВИСНОВКИ 78
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 79
ДОДАТКИ 83
4
ВСТУП
Актуальність теми. Для вдосконалення процесу солодоріння велике
значення мають сучасні способи активації дії ферментів при пророщуванні,
У процесі пророщування жита ферменти переходять із неактивного
стану в активний і утворюються нові речовини. З комплексу ферментів,
представлених в житі, найбільше значення мають гідролітичні
(карбогідролази, пептидази, естерази), що викликають розчинення
ендосперму зерна.
До карбогідразів відносяться α- і β-амілаза, що розщеплюють крохмаль,
α-глюкозидаза (мальтаза), що розщеплює мальтозу; цитаза, що розщеплює
геміцелюлозу, целюлозу, гумі-речовини; гранична декстриназа, що
розщеплює високомолекулярні декстрини. До пептидаз відносяться
ендопептидази, що розщеплюють неактивні білки до поліпептидів та
пептидів; екзопептидази, що розщеплюють поліпептиди та пептиди до
амінокислот. До естеразів відносяться ліпази, що розщеплюють жири.
В алейроновому шарі синтезуються гідролітичні ферменти, що
розчиняють ендосперм завдяки здатності зародка виробляти гіберелінові
кислоти і гібереліноподібні речовини.
На утворення гідролітичних ферментів впливають фітогормони -
ауксин, абсцизова кислота, цитокінін, що також виділяються зародком.
Гібберелліни спільно з ауксинами і цитокінінами надають стимулюючу дію
на синтез ферментів, а абсцизова кислота має протилежний ефект.
Досліджуючи механізм утворення ферментів у зерні, можна зробити
висновок про можливість видалення зародка, скоротити втрати на дихання та
утворення паростків. У цьому випадку на першій стадії пророщування
необхідно накопичити в зерні гібереліни для синтезу ферментів і лише потім
видалити зародок.
Відомо, що жито важко піддається солодорощенню через високий
вміст пентозанів (до 7%). Тому солод з жита має в'язкість 3,8-4,2 мПа·с.
5
Жито замочують дещо менш інтенсивно, ніж ячмінь, до ступеня
замочування менше 40%; час замочування та пророщування становить
близько 7 діб.
В магістерській роботі запропоновано використання біостимуляторів
на стадії замочування, пророщування та томлення.
Це дозволяє скоротити тривалість процесу виготовлення солоду,
збільшити вихід готового продукту, підвищити екстрактивність солоду і
скоротити виробничі втрати.
Наукова новизна
Встановлено доцільність використання молочної кислоти та
ферментного препарату для отримання житнього ферментативного солоду з
високими технологічними характеристиками.
Мета і завдання дослідження. Мета роботи полягає в розробці
технології житнього ферментатованого солоду високої якості на основі
застосування молочної кислоти на стадії замочування та ферментного
препарату на стадії томлення.
Для реалізації поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:
- проаналізувати жито на придатність до солодорощення за такими
показниками, як: вміст білка, крохмалю, натура зерна та інш.;
- з літературних джерел проаналізувати використання прискорювачів та
інгібіторів на стадії солодорощення;
- визначити зміну амілолітичної активності під час солодорощення в
житі в залежності додавання біокаталізаторів;
- визначити оптимальне дозування молочної кислоти на стадії
замочування;
- визначити оптимальне дозування ферментних препаратів на стадії
томлення;
- дослідити доцільність використання сумісного способу застосування
молочної кислоти та ферментних препаратів.
- - вивчити якість солоду, отриманого з застосуванням активаторів.
6
Об'єкт дослідження: є процес приготування солоду з використанням
молочної кислоти та ферментних препаратів.
Методи дослідження: органолептичні, фізико-хімічні та біохімічні
методи визначення якості вихідної сировини, напівпродуктів і готової
продукції.
Наукова новизна
На підставі комплексу проведених досліджень доведено доцільність
використання молочної кислоти на стадії замочування, що дозволить
скоротити час пророщування на 24 год, та застосування ферментного
препарату на стадії томлення, що, також, скоротить час на 24 год.
Теоретична і практична значущість.
Теоретична значимість роботи полягає в обґрунтуванні доцільності
використання активаторів росту та інгібіторів дихання на стадії
солодорощення жита.
Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних
та аналітичних робіт в лабораторних умовах, обробці та узагальненні
результатів, їх теоретичному обґрунтуванні, підготовці результатів до
публікації.
Публікації. За матеріалами магістерської роботи опубліковано 1 тезу, у
збірнику VІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та
інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2023 року, м. Черкаси.
Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, п´яти
розділів, висновків, списку використаних джерел. Робота викладена на 85
сторінках машинописного тексту, містить 17 таблиць, 29 рисунків. Список
використаних джерел літератури складається з 32 робіт.
7
РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
1.1 Характеристика жита
Жито відноситься до сімейства злакових. Залежно від часу посіву
розрізняють яру та озиму. Зерна мають різну форму: овальну (відношення
довжини до товщини 3:1 або менше) та подовжену (ставлення довжини до
товщини більше, ніж 3:1).
Жито – це голозерна культура. Зовні зерно вкрите безбарвною
чотиришаровою плодовою оболонкою. До неї прилягає двошарова насіннєва
оболонка. Вона містить барвники, які надають зерну характерного
забарвлення. Плодова оболонка легко відокремлюється від насіннєвої. Перед
оболонок припадає до 15 % сухих речовин[16].
Під оболонками знаходиться алейроновий шар. Складається з товстих
прямокутних клітин, розташованих у 2 ряди. Клітини містять білки, жири,
вітаміни. Перед алейронового шару припадає 10-12 % сухих речовин.
Основна маса зерна – ендосперм (до 80 % сухих речовин). Більшість
припадає на крохмаль, крім цього, міститься трохи білкових речовин.
Ендосперм буває борошнистим, напівсклоподібним або склоподібним.
Найбільшу склоподібність мають великі зелені зерна.
Зародок - жива частина зерна, у ньому розрізняють: зародковий вузол,
головний корінь, бруньку і щиток. На зародк припадає 3-4 % сухих речовин.
Основна роль щитка – передача поживних речовин з ендосперму. У
клітинах зародка містяться цукри, білки, жири, вітаміни. Білки зародка
використовуються для побудови тканин під час пророщування. Зародок
разом із щитком є основними джерелами ферментів.
Зерна жита за кольором бувають зелені, жовті, коричневі, рідше -
фіолетові. Зелені найбільші, у них більша частка ендосперму (а отже,
крохмалю) і у них найтонша оболонка. Ці зерна є найбільш цінними
отримання солоду, т.к. солод із них має високу екстрактивність[16].
Хімічний склад жита залежить від сорту, ґрунтово-кліматичних умов,
8
умов вирощування та інших факторів.
Середній хімічний склад жита наступний: вологість 15%; крохмаль 55-
63%; целюлоза 1,6-2,7%; гумі-речовини 2,5-5,5%; левулезани 2-3%; цукру
4,0-6,5%; білок 7-18%; жир 1,5-2,0%; мінеральні речовини 15-25%.
Крохмаль – основний вуглевод. Розмір крохмальних зерен жита 2-170
мкм. Складаються з 15-20% амілози та 80-85% амілопектину.
Некрохмальні полісахариди представлені целюлозою, геміцелюлозою,
гумі-речовинами, левулезанами.
Целюлоза входить до складу клітинних оболонок у вигляді
кристалічних структур. При солодорущенні не гідролізується.
Геміцелюлоза - основна частина клітинних стінок - бере участь у
формуванні їх скелета і є акумулятором запасних речовин, які
використовуються в процесі обміну. У клітинних стінках геміцелюлоза може
бути розташована між структурними утвореннями целюлози, а може
утворювати власні мікрофібрили. При солодорощенні легко гідролізуються
ті, які пов'язані з целюлозою.
Більшість некрохмальних полісахаридів посідає слизу. Це
водорозчинні високомолекулярні колоїди, які дуже гідрофільні (при
гідратації збільшують свій обсяг у 8 разів). Слизи поділяються на гумі-
речовини та левулезани. Гумми-речовини представлені, переважно, пентоза-
нами (до 90 %), а левулезаны поліфруктозидами, які з залишків фруктозы
(левулезы).
Зміст слизів у зерні нерівномірно: найбільш багаті ними периферійні
частини зерна, у центрі їх кількість у 2 рази менша.
Цукру представлені глюкозою, фруктозою, сахарозою, мальтозою.
Білкові речовини мають велике значення для виробництва житнього
солоду. Вміст білка залежить від району зростання, сорту, клімату, технології
обробітку. Білок жита складається з альбумінів, глобулінів, гліадинів
(проламінів) та глютелінів. Вміст розчинних білків становить 25-35%
загального вмісту білка. Характерною особливістю білків жита є їх здатність
9
до швидкого та інтенсивного набухання, при цьому утворюється в'язкий
колоїдний розчин. До складу білків жита входить 10 незамінних амінокислот.
Від вмісту білка залежить склоподібність жита. Чим вищий вміст білка,
тим більша склоподібність.
Велике значення білкових речовин для виробництва житнього солоду
пояснюється тим, що при їхньому ферментативному гідролізі утворюються
середньомолекулярні та низькомолекулярні азотисті сполуки (поліпептиди,
пептиди, амінокислоти), які є вихідними продуктами реакції
меланоїдиноутворення. Тому для приготування житнього солоду, що
використовується як джерело барвників, застосовується тільки
високобілковисте жито. А при приготуванні житнього солоду, що
використовується як джерело ферментів, - низькобілковисте жито.
Жири містяться в алейроновому шарі та зародку, складаються з
гліцеридів та ненасичених жирних кислот: лінолевої, олеїнової, ліноленової,
пальмітинової, міристинової, стеаринової кислот. З жироподібних речовин
містяться фітостерин і лєцітін[16].
Мінеральні речовини, в основному, пов'язані з органічними
речовинами, представлені трьома основними групами: фосфатами,
силікатами та солями калію.
Вітаміни (тіамін, рибофлавін, нікотинова та пантотенова кислоти)
містяться, в основному, у зародку.
Ферменти (карбогідролази, ліпаза, пептидази, каталаза, пероксидаза)
відіграють важливу роль при пророщуванні.
Основними технологічними показниками жита, що використовується
для виробництва солоду, є енергія та здатність проростання. Для хорошого
жита енергія проростання, яка характеризує рівномірність та одночасність
процесу, практично має співпадати зі здатністю проростання. Цей показник
повинен дорівнювати 92%.
Вологість має становити трохи більше 15,5 %.
Абсолютна маса (маса 1000 зерен) залежить від сорту, району
10
зростання і становить від 12 до 55 г (частіше 12-25 г). Абсолютну масу понад
28 г вважають високою, а менш як 16 г - низькою.
Натура (маса 1 дм3 зерна, виражена в г) – не менше 685 (для 4-го
класу); не менше 700 (для 3-го класу); не менше 715 (для 2-го класу) та 730
(для 1-го класу) р. Для виробництва солоду використовують жито 1-го та 2-го
класу.
Вміст бур'яну - не більше 2%; зерновий - трохи більше 5 %; шкідливий
- трохи більше 0,2 %.
Не допускається зараженість жита коморними шкідниками, крім
зараженості кліщем не вище 1-го ступеня (20 шт. в 1 кг).
Екстрактивність жита – 70-75 %.
1.2.Технологія житнього солоду
Житній солод одержують двох видів: ферментований та
неферментований (діастатичний).
Основними стадіями процесу виробництва житнього солоду є:
очищення, сортування, миття та дезінфекція, замочування, пророщування,
ферментація (томлення) та сушіння. Основною відмінністю в технології
діастатичного солоду є відсутність стадії томлення для збереження
активності ферментів[13].
Очищення та сортування проводяться на тому самому технологічному
обладнанні, яке використовується при отриманні ячмінного солоду. При
сортуванні жито ділиться на 3 класи.
Миття та дезінфекція проводяться при температурі 15-17 ºС доти, доки
вода не буде прозорою. У процесі миття зерно інтенсивно перемішується
повітрям. Для дезінфекції використовується перманганат калію.
Замочування - повітряно-водяне або повітряно-зрошувальне,
температура 15-17 ºС, тривалість 30-36 год до вологості 46-50%. Хімічні
зміни при замочуванні незначні. Збільшується в 1,5 рази активність α-
амілази, в 3 рази збільшується кількість гумі-речовин за рахунок гідролізу
11
геміцелюлоз. Втрати сухих речовин при замочуванні становлять 1,6% за
рахунок вилуговування та дихання[13].
Пророщування проводиться у ящиках чи барабанах. Залежно від
температури пророщування буває холодне (температура 14-17 ºС) та тепле
(температура 17-20 ºС).
У процесі пророщування протягом перших 3-4 діб відбувається
активація та синтез ферментів. Механізм активації та синтезу житнього
солоду аналогічний механізму ячмінного солоду і був розглянутий раніше.
Активність α-амілази збільшується в 2-4 рази; β-амілази – на 35-40 %,
активність протеаз збільшується у 2-4 рази. Найбільш сприятливими
умовами накопичення ферментів є вологість 50 % і температура 17 ºС.
Під впливом ферментів починаються зміни хімічного складу зерна.
Збільшується вміст розчинного та амінного азоту в 1,7-2 рази; кількість
цукрів, що редукують, в 2-2,5 рази. За рахунок гідролізу геміцелюлоз
зменшується їхня молекулярна маса в 2 рази, а в'язкість в 1,5-2,0 рази.
Зменшується кількість жиру за рахунок гідролізу ліпазами до гліцерину та
жирних кислот. Кислотність збільшується вдвічі, в основному, за рахунок
утворення жирних кислот, розчинення кислих фосфатів та утворення
органічних кислот внаслідок розщеплення білків[13].
При пророщуванні втрачається до 9% сухих речовин, причому втрати
збільшуються при підвищенні температури, тривалості пророщування та
вологості зерна, що пророщується.
Тривалість пророщування становить 3-4 доби.
У ящиковій солодовні пророщування протікає за наступним режимом:
першу добу при температурі 14-15 ºС; другі – 15-16 ºС; треті – 16-17 ºС;
четверті – 17-18 ºС. Ворушіння проводять 2 рази на добу. Шар зерна, що
пророщується, 0,5 м. Параметри кондиціонованого повітря: температура 12
ºС і відносна вологість 96-98 %.
У барабанній солодовні пророщування протікає по наступному режимі.
Жито після замочування завантажують у барабан і при обертанні
12
барабана продувають сухим повітрям. Потім барабан зупиняють на 4-6
годину, потім обертають і періодично продують кондиціонованим повітрям:
першу добу - по 1 годині кожні 5 годин; друга доба - по 1-й годині кожні 3
години; треті – по 2 години через кожні 3 години; четверті - 1,5 години через
кожні 3 години. Температура пророщування така сама, як і в ящиковій
солодівні[13].
Пророщування закінчують, коли довжина проростків становить 1/2-3/4
довжини зерна, а довжина корінців - 1,5-2 довжини зерна.
Ферментація (томлення) проводиться лише за виробництві
ферментованого солоду. При томлінні температура у шарі солоду поступово
збільшується з 40-45 ºС (на початку томлення) до 65-68 ºС (наприкінці
томлення). За цих параметрів створюються сприятливі умови для активної дії
амілолітичних та протеолітичних ферментів, накопичених у процесі
пророщування жита. Томлення характеризується інтенсивним
ферментативним гідролізом вуглеводів та білків житнього солоду.
Кількість цукрів збільшується при томленні в 4-5 разів; кількість
амінного азоту в 2-4 рази порівняно зі свіжопророслим солодом. Змінюється
якісний склад цукрів: зростає кількість глюкози та фруктози та зменшується
кількість мальтози. За рахунок утворення амінокислот та молочної кислоти,
внаслідок розвитку молочнокислих бактерій, підвищується кислотність
солоду[13].
Ферментативний гідроліз вуглеводів і білків інтенсивно протікає лише
в перші дві-три доби томлення, потім сповільнюється, в кінці томлення (на
п'яту-шосту добу) відбувається синтез барвників (меланоїдинів), які надають
солоду червоно-бурого кольору, хлібного смаку та аромату. Одночасно з
утворенням барвників у кінці ферментації суттєво знижується ферментативна
активність, α-амілаза практично інактивується, активність β-амілази
становить лише 3 % від активності свіжопророслого солоду.
Тривалість ферментації 4-5 діб. Втрати при ферментації становлять
135%. Перед ферментацією солод зволожують теплою водою (температура
13
40-45 ºС) до вологості 52-55%, оскільки процеси гідролізу найбільш
інтенсивно протікають у вологому середовищі.
Ферментацію проводять у ящиках та барабанах. Краще проводити в
барабанах, тому що в них можна досягти хорошого перемішування та
підтримки необхідної температури та вологості[13].
Ферментація у барабанах. Барабан повинен мати теплоізоляцію та
калорифер для підтримки температури ферментації на рівні 55-68 ºС. Солод
дають спокій на добу, у цей період температура в ньому підвищується до 50-
55 ºС. Потім перемішують, періодично обертаючи барабан. Потім протягом 4
доби проводять ферментацію, підвищуючи температуру з 50-55 ºС на другу
добу до 65-68 ºС на п'яту добу.
Ферментація у ящиках. Свіжопророслий солод розподіляють у ящику
шаром 70 см і залишають у спокої на 1 добу для підвищення температури в
шарі до 50-55 ºС. Потім солод ворушать і продувають кондиціонованим
повітрям, підтримуючи вологість лише на рівні 50 %, а температуру - 50-55
ºС.
Сушіння житнього солоду. Після ферментування житній солод
направляють на сушіння. Неферментований солод направляють на сушіння,
минаючи стадію томлення.
Основна мета сушіння ферментованого солоду - накопичення
ароматичних і барвників, а також зниження вологості для переведення
солоду в стійкий при зберіганні стан[13].
Основна мета сушіння неферментованого (діастатичного) солоду –
зниження вологості для переведення солоду у стійкий при зберіганні стан
при максимальному збереженні активності ферментів.
Для сушіння використовують дво-або триярусні сушарки.
Ферментований солод сушать 24 години. Сушіння поділяється на два
етапи. Перший етап – температура не вище 50 ºС, вологість знижується до
30 %. Другий – температура підвищується до 70-80 ºС, вологість знижується
до 8 %. У цей період відбувається інтенсивне утворення ароматичних та
14
барвних речовин.
Неферментований солод сушать 18 годин при максимальній
температурі не вище 65 ºС.
Висушений солод направляють у ростковідбійну машину, а потім
упаковують у тканинні мішки масою до 50 кг і направляють на зберігання.
Виробництво житнього солоду статичним способом (в одному апараті).
При цьому способі загальна тривалість виробництва ферментованого
житнього солоду скорочується на 2-3 діб, знижуються втрати.
Жито миють при температурі 16-20 ºС взимку і 13-16 ºС влітку
протягом 1-2 год. Для дезінфекції використовують хлористий кальцій (300
г/т) або марганцевокислий калій (50 г/т).
Замочування здійснюють у ящику повітряно-зрошувальним способом
протягом 24-30 годин при температурі води 16-20 ºС до вологості 50%. Кожні
дві години зерно продувається повітрям[13].
Пророщування проводять у тому ж ящику протягом 3-х діб при
температурі в товщі зерна 14-18 ºС та інтенсивному продуванні
кондиціонованим повітрям. Ворушіння через кожні 6-7 год. Особливо
продування необхідне на початку процесу для видалення СО2 та
інтенсивного утворення ферментів.
Свіжопророслий солод ворушать з зрошенням до вологості 55% водою
з температурою 40-50 ºС.
Ферментація триває 3-4 доби. У першу добу температура 45-50 ºС, у
другу - 53-55 ºС, у третю - 60-63 ºС, в четверту - 65-68 ºС. Температуру
підвищують шляхом подачі пари в підситовий простір. У період ферментації
створюють анаеробні умови.
Сушіння здійснюється в тому ж ящику після попереднього ворошення.
У підситовий простір подають нагріте повітря, швидкість руху повітря через
шар солоду нерівномірна, тому на початку сушіння зерно злежується. У цей
період солод ворушать через кожні 6:00, в кінці сушіння - через 2-4 години.
Температура протягом усього процесу сушіння підтримується лише на рівні
15
80 ºС. Тривалість сушіння 36-48 год. Солод після сушіння охолоджують
шляхом продування через шар холодного повітря, а потім вивантажують.
Загальна тривалість процесу приготування житнього ферментованого
солоду становить 9-10 діб[13].
Отримання житнього неферментованого солоду статичним способом
використовується рідше. Замочування - 32-36 годин до вологості 45% при
температурі 13-16 ºС. Пророщування – 3-5 діб. Сушіння - 24 години з
періодичним ворошенням за максимальної температури 65 ºС.
1.3.Характеристика житнього солоду
Житній солод виготовляють двох видів: неферментований (з високим
вмістом ферментів) і ферментований (з вмістом ароматичних і барвних
речовин) [25].
За органолептичними показниками житній солод повинен відповідати
вимогам, наведеним у табл. 1.1, за фізико-хімічними – у табл.1.2.
Таблиця 1.1 - Органолептичні показники якості житнього сухого
солоду
Назва показника Характеристика солоду
неферментованого ферментованого
Зовнішній вигляд Однорідна зернова маса чи борошно без плісняви
Колір Світло-жовтий із сіруватим Від коричневого до
відтінком темно-бурого з
червонуватим відтінком
Запах Відповідний даному типу солоду. Не допускається:
запах гнилі та плісняви
Смак Солодкуватий Кисло-солодкий, схожий
на смак житнього хліба.
Не допускається:
пригорілий, гіркий та ін.
Зараженість
шкідниками Не допускається
хлібних запасів
16
Таблиця 1.2 - Фізико-хімічні показники якості житнього сухого солоду
Назва показника Норма для солоду
неферментованого ферментованого
Масова частка вологи, %, не більше:
у зернах 8,0
у розмеленому вигляді(в борошні) 10,0
Якість помелу розмеленого солоду Просіювання без залишку через сито
№ 9
Домішка, що особливо враховується:
металомагнітна домішка з розміром
частинок не більше 0,3 мм, мг на 1 кг 3,0
масова частка мінеральних
домішок,% Не допускається
Масова частка екстракту в сухій
речовині солоду під час
екстрагування%, не менше:
холодного (тільки в
хлібопекарському виробництві) - 42,0
гарячого 80,0 -
гарячого з витяжкою із ячмінного
солоду - 84,0
Тривалість оцукрювання, хв,не більше 25 -
Кислотність, см3 розчину гідроксиду
натрію концентрацією 1 моль/дм3 на
100 г сухої речовини солоду під час
екстрагування:
холодного, не більше - 35,0
гарячого, не більше 17,0 -
Колір, см3 розчину йоду
концентрацією 1 моль/дм3 на 100 г
сухої речовини солоду під час
екстрагування:
холодного - 7,0…20,0
гарячого, не більше 5,0 -
Гарантійний термін зберігання житнього солоду становить 12 міс. від
дня виготовлення[25].
17
1.4. Біохімічні зміни зерна під час пророщування
Для вдосконалення процесу солодоріння велике значення мають
сучасні способи активації дії ферментів при пророщуванні,
У процесі пророщування жита ферменти переходять із неактивного
стану в активний і утворюються нові речовини. З комплексу ферментів,
представлених в житі, найбільше значення мають гідролітичні
(карбогідролази, пептидази, естерази), що викликають розчинення
ендосперму зерна[19].
До карбогідразів відносяться α- і β-амілаза, що розщеплюють крохмаль,
α-глюкозидаза (мальтаза), що розщеплює мальтозу; цитаза, що розщеплює
геміцелюлозу, целюлозу, гумі-речовини; гранична декстриназа, що
розщеплює високомолекулярні декстрини. До пептидаз відносяться
ендопептидази, що розщеплюють неактивні білки до поліпептидів та
пептидів; екзопептидази, що розщеплюють поліпептиди та пептиди до
амінокислот. До естеразів відносяться ліпази, що розщеплюють жири.
В алейроновому шарі синтезуються гідролітичні ферменти, що
розчиняють ендосперм завдяки здатності зародка виробляти гіберелінові
кислоти і гібереліноподібні речовини[19].
На утворення гідролітичних ферментів впливають фітогормони -
ауксин, абсцизова кислота, цитокінін, що також виділяються зародком.
Гібберелліни спільно з ауксинами і цитокінінами надають стимулюючу дію
на синтез ферментів, а абсцизова кислота має протилежний ефект.
Досліджуючи механізм утворення ферментів у зерні, можна зробити
висновок про можливість видалення зародка, скоротити втрати на дихання та
утворення паростків. У цьому випадку на першій стадії пророщування
необхідно накопичити в зерні гібереліни для синтезу ферментів і лише потім
видалити зародок. При цьому після видалення зародка слід передбачити
додаткову обробку зерна гібереліновою кислотою або іншими
біостимуляторами[19].
18
При пророщуванні змінюється структура зерна, що з дією комплексу
ферментів, що зумовлюють тривалість процесу солодоращения і якість
солоду.
Під дією головним чином α-амілази, граничної декстранази, пептидази,
геміцелюлази запасні речовини ендосперма розщеплюються до
низькомолекулярних речовин. Далі ці речовини використовуються для
харчування зародка, синтезу нових речовин та дихання зерна.
В результаті активація ферментів при пророщуванні призводить до
зміни складу вуглеводів, полісахаридів, азотистих речовин,
фосфорорганічних сполук, жирів, поліфенольних сполук та ін. При цьому
спостерігається збільшення порівняно з первісним вмістом у житі
моносахаридів та олігосахаридів до 8%, а поліфенольних речовин до 35%.
Однак при пророщуванні спостерігається зменшення вмісту фосфатів
на 10...20%, що пояснюється споживанням їх зародком і вилуговування при
замочуванні. Вміст азотистих і жирових речовин зменшується, що пов'язано з
втратами на дихання, використовуванням їх зародком і вилуговуванням при
замочуванні. Втрати можуть становити від 4 до 40%. Гідролізується 80...90%
β-глюкану, кількість геміцелюлоз у клітинних стінках ендосперму
знижується на 25%, вміст пектинових речовин зменшується на 15...20%.
В даний час доведено, що чіткі зміни складу ячменю під дією
ферментних систем відбуваються протягом перших діб пророщування, а
наступної доби ці зміни незначні[19].
1.5. Застосування активаторів росту і інгібіторів дихання
В якості активаторів росту та інгібіторів дихання запропоновано багато
хімічних речовин: мінеральні, органічні кислоти та їх солі, спирти, мікро- та
макроелементи та ін. В якості росткових та біологічно активних речовин для
обробки зерна в процесі солодорощення, наприклад запатентовані
індолилоцтова кислота, гіберельова кислота, біотин, екстракти ендокринних
19
залоз, вітаміни комплексу В (В1 В2, В6 та ін), водні розчини ферментних
препаратів - амілаз, протеаз, цитаз або їх комплексів і т. п.
Ряд активаторів (хімічних і біологічних) знайшов практичне
застосування при солодорощенні. Однак даних про механізм процесів, що
лежать в основі фізіологічних перетворень під дією тієї чи іншої речовини,
поки ще мало. Найбільш повно вивчений механізм дії гіберелінів і ауксинів.
Розроблені і на ряді заводів застосовуються як активатори гіберелін і
такі хімічні речовини, як молочна кислота, діамонійфосфат, препарат АПК,
що містить амонійні полікарбонові кислоти, індоліл-оцтова кислота і деякі
інші препарати, що містять біологічно активні речовини.
Застосування гібереліліну. Як активатор росту при солодорощенні
найбільшого поширення набув препарат Гіббереллін, що містить близько
90% гіберелової кислоти (ГК). Гібберелова кислота належить до дуже
активного сімейства рослинних гормонів, що ефективно стимулюють ріст
рослин, відноситься до детерпеноїдів тканин насіння вищих рослин і є
регулюючим ріст фітогормоном[19].
З групи гіберелінів найбільше практичне застосування як стимулятор
росту знайшли гібереллова кислота GA3 і гіберелін GA1. Натуральні ГПВ, що
містяться в зерні, представляють суміш GA3 і GA1.
Гібереллова кислота бере безпосередню участь в утворенні гормонів і
гідролітичних ферментів у зерні, що проростає. Дослідженнями із
застосуванням мічених атомів та електронної мікроскопії показано, що
механізм дії екзо- та ендогіббереліну на синтез ферментів майже однаковий.
За даними Кліппера і Пріора, вміст ендогенних ГПВ в зерні, що
проростає, різна, і швидкості пересування ендогенних ГПВ і екзогенної ГК
різні. Якщо перша проникала через щитовий вузол вже через 1 годину після
введення, то друга — тільки через 3 години. на той час досягає 2,5 мм/ч.
Встановлено, що екзогенна гібереллова кислота підвищує дію
ендогенних ГПВ, збільшує вміст α-амілази і помітно посилює асиметричне
розчинення ендосперма, оскільки оболонка зерна пропускає екзогенну ГК
20
тільки в зародкову частину, не прикриту оболонкою. Екзогенна ГК стимулює
біосинтез ендо-β-глюканаз, целюлаз, пентозаназ, які утворюються і в її
відсутність, але менш інтенсивно. В алейроновому шарі, обробленому
екзогенною ГК, β-глюканаза, що утворюється, на першому етапі розщеплює
вуглеводи клітинних стінок з частковим утворенням глюкози. У подальшому
при інтенсивному ферментативному гідролізі вуглеводів клітинних стінок
утворюються ксилоза і целлобиоза.
Під дією ГК зростає активність протеаз, але діє ГК не як активатор
протеолітичних ферментів, а як індуктор синтезу ферментів.
За даними Бріггса, застосування ГК при солодорощенні сприяє
посиленню дихання зерна, стимулює утворення гідролітичних ферментів - α-
амілази та інших карбогідраз, протеїназ, пептидаз і фосфатаз, збільшує вміст
екстракту і знижує втрати при пророщуванні до 4% по відношенню до сухої
маси ячменю. При цьому прискорюється процес солодорощення і значно
змінюється склад азотистих речовин солоду: збільшується вміст розчинного
азоту та амінокислот та підвищуються відносини цукор/декстрин та
амінокислоти/протеїн, а також кольоровість лабораторного сусла.
Застосування молочної кислоти та діамонійфосфату. Для
накопичення гідролітичних ферментів у зерні, що проростає, важливе
значення має pH середовища. В результаті окислення вуглеводів, зміни
складу фосфоровмісних сполук і дезамінування амінокислот в зерні
накопичуються органічні слабодисоціюючі кислоти і первинні фосфати, що
підвищують титруєму кислотність вже з 2-ой доби солодорощення і
досягають максимуму на 6-у добу. Органічні кислоти і первинні фосфати
створюють буферність.
Буферністю обумовлюється сталість показника pH екстрактів з зерном
та солоду. Так, pH усередині зерен непророслого жита становить від 6,0 до
6,2 і утримується на цьому рівні протягом усього періоду пророщування і
навіть сушіння солоду. Ця величина pH не залежить від сорту та терміну
збирання врожаю. Тим часом для основних ферментів, що накопичуються у
21
процесі пророщування, оптимум pH значно відрізняється від pH зерна. Так,
оптимум pH ендо-β-глюканази знаходиться в межах 4,0-4,5; ксиланази - на
рівні 5,0; ендопептидази - 4,6-4,9; кислої протеїнази - 3,8; фітази - 5,2-5,3.
Як зазначалося, у реченнях з інтенсифікації процесу солодоращення
значне місце займають способи, засновані на обробці зерна, що проростає,
органічними або мінеральними кислотами. І. Я. Веселов досягав підвищення
ферментативної активності, збільшення виходу солоду та його
екстрактивності шляхом обприскування ячменю, що пророщується 0,1%-ним
розчином сірчаної кислоти, а також 4%-ним розчином суперфосфату і
сірчаної кислоти.
Обробка ячменю харчовою молочною кислотою. Досліди з
використання молочної кислоти при пророщуванні зерна проводили на
партіях зерна, що різко відрізняються за хімічним складом і біохімічними
властивостями. При цьому широко варіювали як дози молочної кислоти, так і
способи обробки нею зерна на стадіях замочування або пророщування. Було
показано, що додавання до замочної води в кінці замочування або в
початковий період проророщення водного розчину молочної кислоти
прискорює процес і підвищує якісні показники солоду. Це можна пояснити
зсувом pH середовища в кислу сторону, завдяки чому створюються
сприятливі умови для дії ферментів та прискорення розчинення ендосперму
зерна.
Обробка ячменю фосфоровмісними сполуками. За даними А. М.
Малкова, при обробці ячменю витяжкою з суперфосфату розчин
ортофосфату дифундує всередину клітини, блокує вільні валентності заліза,
що містяться в цитохромних системах, які пов'язані з диханням зародка, і
гальмує процес дихання. На цьому поданні, зокрема, ґрунтувалися досліди
щодо застосування суперфосфату для обробки зерна при виробництві солоду.
Додавання в замочну воду водної витяжки з суперфосфату, що містить
кальцієву сіль ортофосфорної кислоти СаН4(РО4)2, підвищує вихід солоду, а
також скорочує тривалість обертання до 6 діб. Однак якість готового солоду,
22
отриманого з використанням суперфосфату, була дещо нижчою, ніж у
контролі. Слід зазначити також, що застосування суперфосфату з вмістом
16—18% Р2О5 пов'язано з необхідністю видалення значних кількостей
нерозчинного суперфосфату.
Для усунення недоліків, пов'язаних з використанням суперфосфату,
були проведені дослідження щодо заміни його діамонійфосфатом (ДАФ), що
повністю розчиняється у воді, що являє собою суміш солей моно- і діамо-
нійфосфатів, що містять 21% N і 53,78% Р2О5.
Встановлено, що наявність у ДАФ значних кількостей; фосфору та
азоту поряд з інгібуючою дією на дихальну систему сприятливо впливає на
процес пророщення як додаткове джерело фосфорного та азотистого
живлення.
У дослідах із застосування ДАФ змінювали його дозу та способи
внесення, додаючи ДАФ у першу та наступні замочні води або обприскуючи
зерно в 1-й або 2-й день пророщення. Оптимальні результати отримані у
варіанті з обприскуванням зерна розчином ДАФ з розрахунку 0,5-0,7 г/кг
ячменю на 2-й день пророщення.
Аналіз готового солоду показав значне зниження втрат і підвищення
виходу солоду на 1,5%. Однак екстрактивність збільшувалася незначно
(0,6%), а амілолітична активність і ступінь розчинення ендосперму була
нижчою, ніж у контролі.
Спільне застосування молочної кислоти м ДАФ. Для досягнення
ефективного впливу активаторів на інтенсифікацію процесу солодоріння та
якість солоду досліджували спільну дію на зерно молочної кислоти та ДАФ.
Зазначено, що у початковий період замочування і в перший день
проростання зародок швидко поглинає вологу, в той час як вологість
ендосперму не змінюється. У цих умовах активація алейронового шару та
ендосперму хімічно активними речовинами має істотне значення для
накопичення гідролітичних ферментів. Попередніми дослідами було
23
підтверджено синергічну дію молочної кислоти та ДАФ як активаторів
пророщування зерна.
Застосування препаратів, що містять хіноні амонійні полікарбонові
кислоти (АПК). Відомо, що хіноні речовини, широко поширені в рослинній і
тваринній сировині, мають високий окислювальний потенціал і каталізують
окислювально-відновні реакції біохімічних процесів, що протікають в живих
клітинних структурах. За даними Лангебека, стимулююча дія о-хінонів
обумовлюється їх будовою, близьким до будови дегідрадази.
Хінони є продуктами окислення ароматичних сполук (бензолу,
катехіну, аніліну та ін), а також лігнінових речовин рослинної тканини.
Дослідженнями було виявлено стимулюючу дію хінонних
нітрополікарбонових кислот препарату АПК на біохімічні процеси і на
накопичення ферментів при пророщуванні ячменю, а також встановлені
оптимальні концентрації препарату, умови та технологічні режими його
застосування при виробництві солоду.
Використання препарату АПК незалежно від технології виробництва
солоду, що застосовується, у всіх випадках активізувало процес накопичення
амілолітичних і протеолітичних ферментів (на 8—33%) і збільшувало вміст
амінного азоту (на 3—13,8%), що в цілому обумовлювало підвищення якості
одержуваного солоду (прискорення оцукрювання, збільшення ступеня
розчинення ендосперму, підвищення екстрактивності на 2,3%). Вихід солоду
з зерна збільшився загалом на 1,5—3,0%.
Застосування індолілоцтової кислоти. β-Індолілоцтова кислота (ІОК)
відноситься до гетерогенних ауксинів, має порівняно нескладну будову і має
велику фізіологічну активність.
При обробці зерна в кінці замочування спиртовим розчином або
натрієвою сіллю ІОК в концентрації 1·10-6-2·10-6 М вже на 5-ту добу
пророщування дослідний солод за своєю якістю був кращим за 7-добовий
контрольний солод. Вихід дослідного солоду на 1,8-1,2% вищий, ніж
контрольного, а екстрактивність його збільшується на 1,1-1,3%.
24
У дослідженнях впливу ІУК на загальну цитолітичну, геміцелюлазну та
ендо-β-глюканазну активність при пророщуванні зерна виявлено, що в
процесі пророщення геміцелюлазна активність збільшується в порівнянні з
активністю у вихідному зерні в 3—3,7 рази, активність ендо-β-глюканаз
зростає більш ніж у 90 разів, при цьому найбільше збільшення активності
відбувається в перші 5 діб. Загальна цитолітична активність зростає на 35,2%.
Під час обробки зерна ІОК. концентрацією 1·10-7 М геміцелюлазна
активність сирого солоду збільшується в порівнянні з контролем на 11%,
сухого на 9%, активність ендо-β-глюканази сирого солоду - на 8%, сухого -
на 11%.
Загальна цитолітична активність ячменю, обробленого ІОК
концентрацією 1·10-5-1·10-7 М, вже на 4 добу досягає показника, який у
контролі виходить лише на 7 добу обертання. Активність ферменту під час
пророщення підвищується в порівнянні з контрольним в сирому солоді на
8—13%, у сухому солоді — на 10—12%.
Наведені дані щодо ефективного впливу ІОК на інтенсифікацію
процесу солодорощення, підвищення якості солоду та зниження втрат були
підтверджені багаторазово при підготовці солоду із застосуванням як
активатора β-індолілоцтової кислоти.
1.6. Інноваційні способи активації солодорощення житнього солоду
В дисертаційній роботі Ковальової О.С. досліджено процес
солодорощення при використанні плазмохімічно активованої води[10].
Було проаналізовано різні зернові культури, в тому числі і жито.
Встановлено, що завдяки активованій нерівноважною плазмою воді в
процесі пророщування низькоякісного зерна отримано пророщену зернову
сировину покращеної якості. Також було визначено високу амілолітичну і
протеолітичну активність, значне збільшення амінокислот у готовому солоді
обробленомо активованою водою[10].
25
Також Ковальова О.С. в своїй статті «Напрям удосконалення технології
виробництва житнього солоду» встановила вплив плазмохімічно обробленої
води на процеси рощення житнього солоду та якісні показники, набуті
солодом для його подальшого використання в харчовій галузі. Проведені
випробування виробництва житнього солоду з використанням водних
розчинів, активованих під дією нерівноважної плазми, показали, що
застосування активованої води підвищує амілолітичну активність ферментів
у пророщуваному матеріалі, що, у свою чергу, дозволяє отримати солод із
підвищеним вмістом розчинних цукрів і, як наслідок, затор із підвищеною
концентрацією цукру, зменшити час оцукрювання, збільшити вміст
борошнистих солодових зерен порівняно з використанням звичайної
води[10].
Експериментально підтверджено, що в результаті більш активного
перебігу біохімічних процесів у зерні за використання активованої води в
пророщеному матеріалі підвищується вміст амінокислот, що є важливим
технологічним результатом під час виробництва продукції з високим вмістом
біологічно активних речовин. Визначено, що використання активованої води
як стимулятора росту здатне замінити відомі активатори, в основі яких
лежать складні хімічні сполуки. Активовану воду з лужним середовищем
запропоновано використовувати також як інгібітор росту на кінцевих етапах
солодорощення[10].
В роботі [34] було вивчено розвиток відібраної закваски на зерні та її
вплив на якість солоду. Застосування спорангіоспор Rhizopus у процесі
солодотворення призвело до збільшення вмісту бета-глюканази та ксиланази
в зерні та покращення крохмалистої деградації клітинної стінки ендосперму.
Активація спорангіоспор та оптимізація процедури інокуляції
призвели до подальшого підвищення рівня ферменту та до більшого та більш
послідовного впливу на модифікацію клітинної стінки. У той час як основний
вплив закваскової культури на деградацію бета-глюкану спостерігався під
час солодотворення, подальше зниження бета-глюкану під час затирання
26
свідчить про те, що мікробні ферменти, які пережили етап сушіння, були
активними під час затирання. Іншими аспектами якості, на які впливала
активність закваски, були модифікація білка, колір сусла та pH сусла. Рівень
вироблених мікробних ферментів був пов’язаний з кількістю ядер ячменю,
заражених закваскою.
Відомо, що якісний солод характеризується високим вмістом
ферментованих цукрів, амінокислот і вітамінів. Щоб досягти розчинного
ендосперму, клітинні стінки, збагачені β-глюканом і арабіноксиланом,
повинні бути деградовані. β-Глюканаза синтезується у величезних кількостях
алейроновим шаром і щитком під час проростання. Секреція гідролітичних
ферментів часто стимулюється додаванням рослинного гормону
гіберелінової кислоти (GA3) під час проростання. В роботі Dicks LM
показали посилену активність β-глюканази та α-амілази в солоді, коли
пророщений ячмінь був інокульований комбінацією Lactobacillus plantarum
B.S6 і спорами Aspergillus niger MH1, Rhizopus oligosporus MH2 або
Trichoderma reesei MH3 і L. plantarum B.S1.6 в поєднанні з супернатантами
безклітинної культури кожного з цих грибів. Найвища активність β-
глюканази солоду (414 одиниць/кг солоду) була зареєстрована у комбінації L.
plantarum B.S1.6 і спор A. niger MH1. Найвища активність α-амілази була
зареєстрована з комбінацією L. plantarum B.S1.6 і спор R. oligosporus MH2
(373 одиниць Ceralpha/г солоду). Найвищі рівні FAN були зареєстровані,
коли L. plantarum інокулював у поєднанні зі спорами R. oligosporus MH2 або
T. reesei MH3 (259 і 260 ppm, відповідно). Це перше дослідження, яке
показує, що супернатанти безклітинної культури Aspergillus, Rhizopus і
Trichoderma мають стимулюючу дію на виробництво β-глюканази та α-
амілази під час солоду. Поєднання L. plantarum B.S1.6 і спор A. niger MH1 і
R. oligosporus MH2 можна використовувати як закваску для підвищення
якості солоду[35].
27
РОЗДІЛ 2. ОБ´ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Об'єкт досліджень – удосконалення технології солоду з жита.
Предмет досліджень – технологія виробництва солоду з додаванням
активаторів і інгібіторів дихання.
2.1. Об΄єкти дослідження
Жито згідно ДСТУ-4522:2006. (Зі змінами згідно наказу Держспожив-
стандарту України від „28” серпня 2008 р. № 307) [3]
Таблиця 3.1 — Вимоги до зерна жита
Показник Характеристика і норма за класами
1 2 3 4
Вологість, %, не більше 14,5 14,5 14,5 14,5
Число падання, с понад 200 200—141 140 80 не обмежено
менше 80
Натура, г/л, не менше 700 680 660
700 690 не обмежено
Зернова домішка, %. не більше 4,0 6,0 6,0 15,0
У межах
Зокрема пророслі зерна 3,0 5,0 5,0 зернової
домішки
Смітна домішка, %, не більше 2,0 2,0 2,0 5,0
Зокрема:
зіпсовані зерна У межах
1,0 1,0 1,0 смітної
кукіль 0,5 0,5 0,5 дом0і,ш5 ки
мінеральна домішка 0,3 0,3 0,3 1,0
зокрема галька 0,1 0,1 0,1 0,2
шкідлива домішка 0,2 0,2 0,2 0,2
зокрема:
ріжки 0,05 0,05 0,05 0,1
гірчак повзучий і в'язіль
різнокольоровий (разом) 0,1 0,1 0,1 0,1
Зерна з рожевим забарвленням, Не
%, не більше 3,0 5,0 6,0 обмежено
Фузаріозні зерна, %, не більше 1,0 1,0 1,0 1,0
Ферментний препарат
28
Біоглюканаза HS (рідина) – β-глюканаза з додатковими активностями:
пентозаназною, целюлозною і ксилазною. Фермент проявляє активність, в
розщепленні складних вуглеводів, з яких складається стінка ячменю.
Підвищує вихід екстракту,знижує вміст високомолекулярного β-глюкана,
запобігає утворенню гель-глюкана, сприяючи збільшенню тривалості циклу
фільтрації й економії фільтруючих матеріалів[11].
Молочна кислота
Згідно ДСТУ 4621:2006 [4] органолептичні показники та фізико-хімічні
показники молочної кислоти наведені в таблиці 3.2., 3.3.
За органолептичними показниками молочна кислота усіх сортів
повинна відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 3.2, в перерахунку на
40 % кислоту.
Таблиця 3.2. — Органолептичні показники кислоти молочної харчової
Назва показника Характеристика Метод контролювання
Прозора сиропоподібна рідина без Згідно з 11.3 цього
Зовнішній вигляд осаду та муті стандарту
Слабкий, характерний для молочної Згідно з 11.4 цього
Запах кислоти стандарту
Смак Кислий, без стороннього присмаку Згідно з 11.5 цього
стандарту
29
Таблиця 3.3. – Фізико-хімічні показники молочної кислоти
Назва Значення показників для сортів Метод
показника вищого першого контролювання
Масова частка загальної
молочної кислоти, %, не 40,0 ± 1,0 40,0 ± 1,0 60,0 ± 1,0 Згідно з 11.6 цього
менше ніж стандарту
Масова частка молочної
кислоти, що прямо Згідно з 11.6 цього
титрується, %, не менше 37,5 37,5 53,0 стандарту
ніж
Масова частка
ангідридів, %, не більше 2,5 2,5 7,0 Згідно з 11.6 цього
ніж стандарту
Колірність, градуси, не Згідно з 11.7 цього
більше ніж 6,5 10,0 15,0 стандарту
Масова частка золи, %, не 0,6 1,0 1,2 Згідно з 11.8 цього
більше ніж стандарту
Масова частка заліза 0,007 0,014 0,020 Згідно з 11.9 цього
(Fe), %, не більше ніж стандарту
Масова частка сульфатів Згідно з 11.10 цього
(SO4), %, не більше ніж 0,3 не нормується стандарту
Масова частка хлоридів 0,1 не нормується Згідно з 11.11 цього
(CL), %, не більше ніж стандарту
Масова частка
редукувальних речовин, %, 1,0 не нормується Згідно з 11.12 цього
не більше ніж стандарту
Визначання наявності не
барію допускаєть не нормується Згідно з 11.16 цього
ся стандарту
Визначання наявності витримує випробовування на Згідно з 11.13 цього
ціанистоводневої кислоти відсутність стандарту
Визначання наявності витримує випробовування на Згідно з 11.14 цього
фероціанідів відсутність стандарту
Визначання наявності витримує випробовування на Згідно з 11.15 цього
вільної сірчаної кислоти відсутність стандарту
Примітка. 80 % молочна кислота (імпортована) повинна відповідати за фізико-
хімічними показниками вимогам специфікації підприємства-виробника.
30
2.2.Методи дослідження
Визначення амілолітичної активності ФП. [5]
Амілази каталізують гідроліз високомолекулярних полісахаридів
крохмалю і глікогену. Найважливішим джерелом амілаз є злакові, які містять
їх як у непророщеному, так і (особливо багато) в пророщеному зерні. В
останньому випадку амілази мають високу активність.
Широке застосування амілази знаходять у крохмало–патоковому,
спиртовому, пивоварному і хлібопекарному виробництвах як головні
ферменти, що каталізують процеси розщеплення крохмалю й утворення
бродильного цукру.
Амілолітична активність характеризує здатність ферментів
каталізувати гідроліз крохмалю до декстринів, які не забарвлюються йодом.
Метод характеризує активність α-амілази, але при наявності в препараті β-
амілази і глюкоамілази цим методом визначають сумарну дію всіх
амілолітичних ферментів.
За одиницю амілолітичної активності прийнято таку кількість
ферменту, яка каталізує розщеплення 1 г розчинного крохмалю до
декстринів, які не забарвлюються йодом за 1 год при 30°С у чітко визначених
умовах.
Амілолітичну здатність препарату (АЗ) виражають числом указаних
одиниць в 1 г сухого препарату чи в 1 мл розчину. При такому способі
вираження АЗ безпосередньо показує, скільки грамів крохмалю може бути
прогідролізовано до нездатних забарвлюватися йодом декстринів 1 г
препарату, культури чи 1 мл розчину за 1 год (в умовах, аналогічних умовам
визначення).
Принцип методу грунтується на гідролізі 1,0%-го буферного розчину
крохмалю. Кінець реакції контролюється візуально за йодною пробою. За
часом, протягом якого проходить розщеплення крохмалю до продуктів, що
не забарвлюються йодом, визначається амілолітична активність препарату,
31
Хід роботи. В конічну колбу на 50–100 мл вносять піпеткою 20
мл 1,0%-го розчину крохмалю і поміщають у термостат з температурою
30°С. Загальний об'єм реакційної суміші завжди повинен бути рівний 30 мл, і
якщо на аналіз беруть менше 10 мл ферментного розчину, об’єм, якого нестає
доповнюють дистильованою водою, яку приливають перед додаванням
ферментного розчину.
Через 10 хв витримки в термостаті в колбу вносять ферментний розчин
при ретельному перемішуванні і точно за секундоміром відмічають час.
За початок реакції приймають час, коли з піпетки виллється половина
вмісту. Через кожну хвилину після початку реакції або частіше скляною
паличкою відбирають краплину суміші і на білій порцеляновій пластинці
з'єднують її з раніше нанесеною краплиною робочого розчину йоду.
Реакція розщеплення крохмалю вважається закінченою, коли йод
перестане змінювати забарвлення на синє при з’єднанні з краплиною
дослідної рідини (протягом перших 10 с).
Час, за який проходить розщеплення крохмалю до продуктів, що не
забарвлюються йодом, може становити від 3 до 20 хв., але більш надійні
результати отримують у межах від 5 до 15 хв. Всі піпетки, які
використовуються при аналізі, повинні мати ватні тампони (для запобігання
попадання слідів слини).
Примітка. Якщо час зникнення забарвлення менше 3 хв., то
визначення повторюють з меншою кількістю розчину ферменту, наприклад –
2 мл. У цьому випадку в пробірку чи колбу з 20 мл крохмалю вносять 3 мл
дистильованої води. Під час аналізу дуже активних препаратів концентрації
розчинів роблять меншими (0,1г в 200 або 500 мл).
Якщо час зникнення забарвлення становить більше 20 хв., то готують
розчин ферменту більшої концентрації, наприклад, 1:50 чи 1:100, а рідину
можна нерозбавляти зовсім.
При часі зникнення забарвлення в межах 3–5 хв. проби відбирають
кожні 15 с; 5–10 хв. – кожні 30 с; а більше 10 хв. – кожну хвилину.
32
Скляну паличку після кожної проби промивають дистильованою водою
і витирають чистим некрохмаленим рушником.
Розрахунок амілолітичної активності (амілолітичної здатності –
А3)
Розрахунок АЗ проводиться за формулою:
де 0,2 – кількість крохмалю в реакційній суміші, г;
60 – коефіцієнт перерахунку на 1 год;
а – кількість ферментного препарату, введеного в реакційну суміш у
грамах абсолютно сухої речовини або мілілітрах рідинного об'єкта;
t – час, за який пройшло розщеплення крохмалю до нездатних
забарвлюватися йодом продуктів, хв;
1 – перерахунок на 1 г абсолютно сухого препарату або 1 мл розчину.
Визначення амілолітичної активності солоду
Проведення гідролізу крохмалю ферментами солоду [7]
У пробірки вносять по 3 см3 ацетатного буферу, 3 см3 розчину
крохмалю з масовою часткою 2%. Суміш нагрівають на бані, що
термостатують, до 30ºС (тривалість нагрівання – близько 10 хвилин). Потім
вносять 2 см3 робочого розчину ферментів солоду та витримують (за
секундоміром) 10 хвилин. Після інкубації для інактивації ферментів у
пробірки додають по 2 см3 1 н. розчину НСl. Ставлять контрольний дослід, у
якому замість робочого розчину ферментів солоду додають 2 см3
дистильованої води.
Визначення кількості прогідролізованого крохмалю
У мірні колби на 50 см3 вносять близько 30 см3 дистильованої води, 1
см3 0,1 н. соляної кислоти, 0,2 см3 розчину йоду та додають по 0,5 см3
33
дослідного або контрольного розчину. Вміст колб добре перемішують,
доводять до мітки дистильованою водою та вимірюють оптичну щільність
дослідного й контрольного розчинів при довжині хвилі 630 – 670 нм у кюветі
з робочою довжиною 10 мм проти води [21].
Обробка результатів аналізів
Масу прогідролізованого крохмалю (m) у грамах обчислюють за
формулою:
m = (D1 – D2) / D1 . 0,06,
де D1 – оптична щільність контрольного розчину;
D2 – оптична щільність дослідного розчину;
0,06 – маса крохмалю, яку взяту на аналіз, грам (3 см3 2%-го розчину
крохмалю).
Амілолітичну активність солоду (АС) в од/г обчислюють за формулою
АС = (6,889 . m – 0,02939) / а . 103 ,
де m – маса прогідролізованого крохмалю, г ;
а – вміст солоду в реакційному середовище, мг;
6,889 і 0,02939 – емпіричні коефіцієнти.
Визначення натури зернопродуктів[7].
Сама по собі натура не може бути об'єктивним критерієм оцінки якості
солоду. Але вона багато в чому характеризує солод, якщо відома натура
вихідного зерна. Натура солоду залежить від якості зерна, тривалості
солодорощення, ступеня розчинення і коливається від 480 до 600 г/л: дуже
легкий - 450-500, легкий - 500-530, нормальний - 530-560, важкий - 570 г/л і
вище.
Натурою, або натурної масою, називають масу одиниці об'єму в грамах,
кілограмах або тоннах. Натура зерна залежить від вмісту крохмалю,
мінеральних і органічних домішок. Збільшення вмісту крохмалю в зерні і
присутність мінеральних домішок підвищують натуру, органічних -
34
знижують. Тому визначати натуру слід після очищення зерна від крупної
сміттєвої і зернової домішок.
Опрацювання результатів аналізу
Визначення маси 1000 зерен (абсолютна маса) - показник для оцінки
солоду. Чим краще розпушений солод, тим менше маса 1000 зерен.
Хід аналізу
Із середньої проби зерна відбирають наважку зерно продуктів масою 50
г, звільняють від її від смітної та зернової домішки, перемішують,
розкладають рівним шаром у вигляді квадрату, який ділять по діагоналі на 4
трикутники, із кожного відбирають по 250 зерен підряд без вибору кращих.
Зернопродукти із двох протилежних трикутників об’єднують і отримують дві
наважки по 500 зерен, і зважують окремо. Визначення повторюють двічі, при
чому розходження між паралельними визначеннями повинні складати не
більше 5 % від середньої арифметичної маси двох наважок.
Опрацювання результатів аналізу
Масу 1000 зерен повітряно-сухого ячменю (х, г) обчислюють за
формулою:
x = а∙1000
��
де а – маса цілих зерен, г; n – кількість цілих зерен в наважці.
Абсолютну масу знаходять за формулою:
�� = ��∙(100 − ��)
100
де ω - вологість зернопродуктів, %.
Визначення енергії проростання. Енергія проростання — це
відношення кількості зерен, що проросли протягом 72 годин, до їхньої
загальної кількості. Властивість до проростання — це відсоток зерен, що
проросли через 5 діб в лабораторних умовах. Цей показник свідчить про
ступінь придатності жита до солодорощення.
Хід аналізу
35
Придатність жита до солодорощення визначають за його здатністю до
проростання. Зерно пророщують в скляній лійці діаметром 8 ... 10 см, на
кінець якої надягають коротку гумову трубку із затискачем, для того щоб
зерно не висипалось. Вихід із лійки закривають скловатою.
З середнього зразка беруть 50 г зерно, відокремлюють смітну домішок,
перемішують, укладають тонким шаром у вигляді квадрата і за допомогою
лінійки ділять по діагоналях на 4 трикутники. З двох протилежних
трикутників, починаючи з верхнього, відбирають по 250 зерен (всього 500
зерен), за винятком сміттєвої і зернової домішок. Із маси зерна, що
залишилась аналогічно відбирають зразок для паралельного визначення.
У штатив встановлюють скляну лійку, закривають затискач на гумовій
трубці і кожний зразок зерна висипають в скляну лійку. Потім наливають
дистильовану воду кімнатної температури до рівня на 1,5 ... 2 см вище рівня
зерна. Зерна, що спливли занурюють у воду скляною паличкою.
Замочування і проростання зерна проводять при кімнатній температурі.
Для запобігання пліснявіння зерна в процесі пророщування в першу за-
мочувальну воду додають 0,03% хлорного вапна до маси зерна. Через 4 год
воду з лійки зливають і зерно промивають. Потім жито залишають без води з
відкритим затискачем. Щоб зерно не висихало, лійку накривають кришкою
від чашки Петрі, з внутрішньої сторони якого вміщено кілька шарів
змоченою водою фільтрувального паперу.
Через 16 ... 18 годин затискач скляної лійки закривають, і зерно
заливають водою на 4 год, після чого воду зливають і зерно залишають для
пророщування при відкритому затискачу. Після закінчення 48 годин від
початку замочування лійку струшують так, щоб зерна з нижніх шарів
перемістилися наверх. Якщо зерно підсихає, його зволожують, пропускаючи
воду через лійку при відкритому затискачу. [7].
Опрацювання результатів аналізу
36
Число пророслих зерен (��, %), тобто тих, у яких через 3 доби з'явилися
паростки, що проклюнулись з оболонки зерна, визначають за рівнянням.
�� = АБ ∙100,
де А - кількість зерен, що проросли в зразку;
Б - кількість зерен в пробі (500 шт.).
Після першого підрахунку пророслі зерна видаляють, а непророслі
залишають ще на 2 доби при вказаних умовах і ще раз підраховують
кількість пророслих зерен.
При проростанні менше 90% зерен різниця між паралельними
визначеннями допускається 7%, а для 90% і більше - 5%.
Число зерен, пророслих протягом 3 діб, характеризує енергію
проростання, а через 5 діб - здатність до проростання.
Визначення вологості зернопродуктів[7].
Вологістю називають кількість води, що виділяється із зерна при
висушуванні, виражена у відсотках до його маси. Основне значення
вологості полягає в тому, що з її зміною змінюється вміст сухих речовин, а
отже, і вихід екстракту з одиниці маси зернопродуктів. З вологістю пов’язано
багато властивостей зерна. З підвищенням вологості активізується
життєдіяльність самого зерна, мікробів і шкідників, що призводить до
самозігрівання і псування зерна. Поглинаючи вологу, зерно набухає,
збільшуються його розміри і об’єм, в наслідок чого крупність зерна з
підвищеною вологістю вища, ніж зерна з нормальною вологістю.
Вміст вологи в зерні може коливатися в широких межах, але на
збереження зерна впливають лише зміни вологи у вузьких інтервалах. Зерно
за вологістю поділяють на чотири стани: сухе - при вологості до 14%,
середньої сухості - понад 14 до 15,5%, вологе - понад 15, 5 до 17% і сире -
37
понад 17 %. Вміст вологи в сухому солоді світлих сортів повинен складати 3-
4,5%, а темні 2-2,5%.
Основним стандартним методом визначення вологості зерна є метод
прискореного висушування розмеленого зерна в електричній сушильній шафі
СЕШ-ЗМ. [7].
Метод висушування до постійної маси полягає в висушуванні наважки
середнього зразка досліджуваного матеріалу в сушильній шафі СЕШ-ЗМ при
температурі 105 °С протягом 4-5 годин в металічних бюксах діаметром 5-6
см,висотою 4-5 см з добре притертими кришками.
Перевагою цього методу є більш точний результат в порівнянні з
іншими, недоліком - тривалість.
Хід аналізу
Попередньо треба підготувати металеві бюкси. Їх миють, сушать 30-40
хвилин при температурі 105 °С, охолоджують в ексикаторі і зважують разом
з кришкою на аналітичних вагах (кришка ставиться під бюкс). Потім їх знову
поміщають у сушильну шафу на 10-15 хвилин, після чого охолоджують і
зважують. Таку операцію повторюють до тих пір, доки бюкс не матиме
постійну масу.
У підготовлений бюкс поміщають 5 г подрібненого зерна. Висота шару
в бюксі повинна бути не менше 1 см. Потім бюкс зважують з точністю до
четвертого знака після коми і ставлять у сушильну шафу, попередньо нагріту
до 105 ° С. Кришку бюксу кладуть поруч. Висушування ведуть 4-5 годин при
температурі 105 °С, після чого бюкс охолоджують 30 хвилин, зважують і
знову проводять висушування протягом 1 або 1,5 годин. Повторюють всі
операції охолодження і зважують до тих пір, доки різниця між двома
наступними зважуваннями буде не більше 0,0005 г. Таку масу називають
постійною. [7].
Метод прискореного висушування ведеться при температурі 130 °С
протягом 40 хвилин. Перевага методу в порівняно швидкому визначенні, а
недоліком є менша точність, тому що при високій температурі відбувається
38
окислення складових речовин продукту, що аналізується з утворенням
летких кислот, спиртів, які виділяються одночасно з вологою.
Із зразка ячменю, виділеного з середньої проби для визначення
вологості, беруть близько 30 г і подрібнюють. Подрібнене зерно збирають в
банку з притертою кришкою. Перед взяттям наважки його добре
перемішують і ложкою з різних місць беруть порції для двох паралельних
наважок в попередньо висушені і зважені бюкси. Зважування проводять на
технічних вагах з точністю до 5 + 0,01 г. [7].
У сушильну шафу, нагріту до 140 °С при відключеному контактному
термометрі, ставлять бюкси на зняті з них кришки; при цьому температура
зазвичай падає до 125 °С і нижче. Включають контактний термометр і за 10-
25 хвилин піднімають температуру до 130 ± 2 °С (у цей момент сигнальна
лампа шафи гасне), відзначають час і ведуть висушування протягом 40
хвилин. Потім бюкси щипцями виймають з шафи, накривають кришками,
охолоджують в ексикаторі протягом 15-20 хвилин і зважують з точністю до
+0,01 г.
Опрацювання результатів аналізу
Вологість �� (%) розраховують за формулою:
�� = �� − �� ∙100
�� − �� ,
де, �� − маса бюкса з наважкою до висушування,г;
��– маса бюкса з наважкою після висушування, г;
��– маса порожнього бюкса, г;
Визначення кислотності в зерні [7].
Метод визначення кислотності ґрунтується на титруванні суспензії
розмеленого зерна розчином лугу в присутності фенолфталеїну.
Хід аналізу
39
З середнього зразка зерна відбирають 50 г, очищають від смітної
домішки за винятком зіпсованих зерен і розмелюють на лабораторному млині
так, щоб помел пройшов через сито № 08. Розмелене зерно перемішують і
розподіляють рівним шаром на скляній пластинці, придавивши іншим склом
такого ж розміру так, щоб шар зерна під склом вийшов не товще 3 ... 4 см.
Потім, видаливши верхнє скло, відбирають (не менше ніж з десяти місць) дві
наважки зерна масою по 5,0 г кожна.
Наважку розмеленого зерна 5,0 г висипають у суху конічну колбу,
доливають 50 см3 дистильованої води і перемішують вміст колби
збовтуванням до зникнення грудочок. Частинки зі стінок колби змивають
дистильованою водою з промивалки. В отриману суміш додають 5 крапель
розчину фенолфталеїну, збовтують і повільно титрують розчином гідроксиду
натрію до появи рожевого кольору, що не зникає протягом 20 ... 30 с.
Якщо після збовтування суміші, після закінчення зазначеного часу,
рожевий колір зникає, то додають ще 3 ... 4 краплі фенолфталеїну. При появі
рожевого забарвлення титрування вважають закінченим, в іншому випадку
титрування продовжують. [7].
Опрацювання результатів аналізу
Кислотність ячменю (х) в градусах обчислюють за формулою:
�� = 10∙��
�� ,
н
де V- об'єм розчину гідроксиду натрію концентрацією 0,1 моль / дм3,
витраченого на титрування, см3; ��н - маса наважки зерна, г.
За кінцевий результат аналізу приймають середнє арифметичне двох
паралельних визначень, розбіжність між якими не повинна перевищувати 0,2
град.
Визначення вмісту крохмалю[7].
Вміст крохмалю характеризує жито з точки зору виробничої та
економічної цінності. Точність визначення крохмалю залежить від ступеня
40
подрібнення зерна. Основним методом, який застосовують для арбітражних
аналізів є поляриметричний метод Еверса, суть якого полягає в гідролізі
крохмалю до цукрів при кип'ятінні його в розчині соляної кислоти.
Одночасно відбувається утворення декстринів і частковий перехід в розчин
оптично активних речовин, таких, як пентозани і білки. Після осадження
білків розчин цукрі поляризують.
Хід аналізу
З середнього зразка виділяють 30-50 г зерна, очищають його від
смітних домішок і подрібнюють на лабораторному млині так, щоб все
подрібнене зерно пройшло при просіванні через сито з розміром отворів 0,8
мм. Подрібнений продукт перемішують, відбирають 5 г на технічних вагах з
точністю до 0,01 г і поміщають в мірну колбу, куди доливають 25 мл соляної
кислоти до повного змочування борошна і зникнення грудочок. Потім беруть
25 мл соляної кислоти і змивають частки борошна зі стінок колби і
поміщають колбу на киплячу водяну баню. Протягом перших 3 хвилин (не
виймаючи колби) розмішують її вміст плавними круговими рухами. Через 15
хвилин (термін гідролізу крохмалю під дією кислоти) виймають колбу з
водяної бані, швидко доливають у неї холодної дистильованої води стільки,
щоб до мірної позначки на колбі залишилось не більше 15 мм. Потім вміст
колби охолоджують до температури 20 °С, доливають 5 мл 10% - ного
розчину молібдату амонію, розчин доводять до мітки дистильованою водою і
фільтрують через сухий складчастий паперовий фільтр в суху колбу. Щоб
уникнути випаровування при фільтрації воронку накривають годинниковим
склом. Перші порції фільтрату повертають назад у лійку. [7].
Фільтратом наповнюють кювети для сахариметра СУ-4, довжиною 20
см і приступають до визначення поляризації. Вимірювання проводять не
менше трьох разів, для обчислення беруть середнє арифметичне.
Вміст крохмалю у відсотках�� в перерахунку на абсолютну суху
речовину обчислюють за формулою:
41
�� = ��∙��∙100
100 − ��
де, �� - коефіцієнт для перерахунку (кукурудза - 1,879; жито - 1,885;
ячмінь - 1,912; рис - 1,866);
�� – показники цукрометра;
�� – вологість продукту, %.
Визначення рН[7].
Метод заснований на вимірі електрорушійної сили, яка виникає в
системі двох електродів.
Проведення досліду
Електроди занурюють в дослідну рідину та проводять відрахунок
показників по шкалі
Визначення білка за методом Кьєльдаля[7]
Хід аналізу
Наважку подрібненого зерна поміщають у колбу Кьєльдаля додають
сірчаної кислоти і обережно перемішують круговим рухом. Суміш
інтенсивно кип'ятять до зникнення коричневого кольору, а потім нагрівають
ще 30 хв і відставляють колбу. При нагріванні важливо, щоб пар, що
утворюється, не піднімався вище горловини колби. І тут дають можливість
охолонути. Якщо вміст затвердіє, надлишок кислоти при роздистильованій
води і додають антиспінюючий агент (грубий порошок карборунду 51С,
гранули цинку або скляні кульки), потім повільно вводять 70 см3 розчину
NаОН густиною не нижче 1,35 (для його одержання розчиняють 450 г NаОН
в 1 дм3 води) так, щоб утворилося два шари. Не перемішуючи шари, до
колби приєднують холодильник і краплевловлювач (рис. 2.1). При цьому слід
переконатися, що вихідна трубка холодильника занурена в розчин борної
кислоти (концентрація 20 г/дм3).
42
Рисунок 2.1 - Установка для відгону аміаку з водяною парою:
7 - приймальна колба; 2 - холодильник; 3-каплеуловлювач;
4 - відгінна колба
Вміст колби ретельно перемішують та включають повне нагрівання.
Відразу після змішування колбу з борною кислотою слід відсунути, щоб дати
можливість обсохнути кінцю трубки і вирівняти тиск у відгінної колби.
Потім переганяють аміак надлишок борної кислоти концентрацією 20 г/дм3
(об'єм близько 25 см3), що містить 0,5 см3 індикатора бромкрезолового *.
Далі слід зібрати 180 см3 дистиляту і відтитрувати аміак соляною кислотою
концентрацією 0,1 моль/дм3 або сірчаною кислотою концентрацією 0,05
моль/дм3 до сірого фарбування в нейтральній точці.
Вміст загального азоту в СР ячменю розраховують за формулою
N= T·14/W·(100-М),
де Т - кількість стандартного розчину кислоти, необхідне для
нейтралізації амонію, за вирахуванням холостого досліду, см3;
W - маса взятого зразка, г;
М - масова частка вологи в зерні, %.
Для переведення азоту в білок результат множать на 6,25.
При перевірці азоту в колбу К'єльдаля А вносять 0,200 г ацетаніліду і
1,0 г сахарози, а в колбу Б - 0,010 г ацетаніліду і 1,0 г сахарози. Потім
переганяють в колбу з борною кислотою і визначають загальний вміст азоту,
43
як описано вище. Для кожного результату обчислюють відновлення у
кількості 10,36 % маси внесеного ацетаніліду: для колби А значення
становитиме 99,5...100, а колби Б — 98... 102 %.
Метод визначення азоту по К'єльдалю ІСО 1871 передбачає проведення
перегонки аміаку наступними способами: проста перегонка після розведення
водою, перегонка з водяною парою і термоізоляцією або додатковим
нагріванням паропровідних трубок, перегонка з перегрітою парою без
додаткового нагріву.
Закінчення перегонки рекомендується визначати: за одночасним
титруванням, за обсягом зібраного дистиляту або обсягом залишку після
перегонки, за тривалістю перегонки. Контрольним аналізом слід підтвердити
повноту відгону для кожного способу.
Одночасне титрування при перегонці дозволяє визначити кінцеву точку
перегонки і встановити, чи має місце викид розчину гідроксиду натрію. Якщо
так, то результати титрування неправильні. Титруванням визначають вміст
аміаку в дистиляті (у міру його надходження), або в дистильованій воді, або
після збору дистиляту в 10 ... 25 см3 4%-ного розчину борної кислоти.
Титрування після перегонки проводять безпосередньо в розчині борної
кислоти, або шляхом зворотного титрування. Останнє здійснюють після
накопичення аміаку у титрованому розчині сильної кислоти, надлишок якої
визначають пізніше. При цьому необхідно переконатися, що перегонка
аміаку пройшла.
Визначення екстрактивності солоду[7]
Вологість і екстрактивність визначають у солоді тонкого помелу з
вмістом борошна 90 ± 1%. Такий ступінь подрібнення отримують на
лабораторному млині. Вміст борошна встановлюють просіюванням помелу
через сито зі сталевою сіткою № 056.
44
Помел у кількості 50 г висипають на сито № 056, поміщають у
лабораторний розсів і струшують протягом 5 хв. Маса (г) помелу, зібраного з
піддону апарату, помножена на 2, дає кількість борошна в помелі (%).
Масову частку вологи сухого солоду визначають так само, як і
вологість ячменю, висушуючи навішування в сушильній шафі при 105 ° С
протягом 3 год.
Сутність методу визначення екстрактивності полягає у розчиненні
естрактивних речовин солоду під дією власних ферментів з подальшим
визначенням концентрації цих речовин у розчині пікнометрично. У
попередньо зважену склянку поміщають 50±0,01 г солоду тонкого помелу та
200 см3 дистильованої води температурою 47 °С. Склянку ставлять у водяну
баню, нагріту до 45 °С, або в заторний апарат (рис 2.2) закривають кришкою
і витримують 30 хв, постійно перемішуючи вміст.
Рисунок 2.2.- Лабораторний заторний апарат:
1 - водяна баня; 2 - заторна склянка; 3 - мішалка; 4 - термометр
Потім підвищують температуру затора до 70 °С, нагріваючи зі
швидкістю 1 °С хв. Коли температура в заторі досягає 70 °С, додають 100
см3 води такої ж температури і оцукрюють затор при перемішуванні
протягом 1 год. Потім його охолоджують до кімнатної температури,
невеликими порціями води обполіскують мішалку і термостат, доводять
45
вміст склянки до 450 г дистильованою водою, добре перемішують і
фільтрують через паперовий фільтр, повністю переносячи отриманий затор
на фільтр. Щоб уникнути випаровування, при фільтруванні вирву
прикривають годинниковим склом або скляною кришкою. Перші порції
фільтрату (близько 100 см3) повертають на фільтр, домагаючись його
прозорості. Фільтрування продовжують до моменту утворення тріщин
поверхні осаду на фільтрі, але не більше 2 год.
В отриманому фільтраті, званому лабораторним суслом, за допомогою
пікнометра визначають відносну густину і за таблицею знаходять масову
частку екстракту, що відповідає густині.
46
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
Метою магістерської роботи було проаналізувати та дослідити спосіб
інтенсифікації процесу солодорощення за рахунок застосування різних
активаторів (ферментного препарату, молочної кислоти). Використання їх не
пов’язано з будь-якими складностями технологічного процесу, або
необхідністю додаткового застосування складного обладнання.
Відомо, що жито важко піддається солодорощенню через високий
вміст пентозанів (до 7%). Тому солод з жита має в'язкість 3,8-4,2 мПа·с. Жито
замочують дещо менш інтенсивно, ніж ячмінь, до ступеня замочування
менше 40%; час замочування та пророщування становить близько 7 діб.
Солод з жита зазвичай темніший за пшеничний. Якщо його відсушують
як темний солод, то виготовлене з нього пиво має явний смак хліба або
хлібної скоринки.
Пентозани – целюлозоподібні полісахариди, побудовані з ксилози,
арабінози й інших пентоз. Гідроліз некрохмалевмісних полісахаридів
(пентозанів та ін.) під час солодовирощування має значення для утворення
кольорових і ароматичних продуктів (під час сушки солоду та створенні
певних органолептичних властивостей пива).
3.1. Визначення фізико-хімічних показників жита та визначення
придатності
В роботі досліджували озиме жито Хлібне.
Рисунок 3.1. - Озиме жито Хлібне
47
Фізико-хімічні показник жита наведені в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1. – Фізико-хімічні показники жита «Хлібне»
№ Показники Значення
1 Вологість,% 13,7
2 Білок, % 10,1
3 Крохмаль, % 61,7
4 Натура, кг/м3 720
5 Маса 1000 зерен, гр 48,8
6 Енергія проростання, % 91,3
Проаналізувавши жито сорту «Хлібне», можна зробити висновок, що
відповідно до показників наведених в таблиці 3.1., його можна
використовувати для виробництва неферментатованого солоду. Це пов’язано
з тим, що зерно має невисокий вміст білка, для ферментатованого солоду
вміст білка має бути в межах 13%, т.як на стадії томлення відбуваються
більш глибокий гідроліз високомолекулярних сполук і утворюється більш
інтенсивне забарвлення.
Житній солод є основною сировиною для виробництва концентрату
квасного сусла і хлібного квасу. Житній солод виготовляють двох видів:
неферментований (з високим вмістом ферментів) і ферментований (з вмістом
ароматичних і барвних речовин).
Неферментований солод отримують за технологією, близькою до
технології ячмінного солоду. Сушать при максимальній температурі 60 0С,
щоб зберегти гідролітичні ферменти, що накопичилися.
Особливістю технології ферментованого солоду є стадія томлення (або
ферментації) після пророщування. Свіжопроросле зерно жита з вологістю 52-
55% укладають у купи для самозігрівання або підігрівають на грядках, при
цьому за рахунок інтенсивного дихання температура піднімається до 55-
60 °С. ферменти, що накопичилися при пророщуванні, каталізують гідроліз
крохмалю, білків, некрохмальних полісахаридів з утворенням цукрів та
амінокислот, з яких при сушінні утворюються барвники та ароматичні
речовини.
48
В даній роботі завдяки внесення молочної кислоти та ферментних
препаратів досліджено динаміку процесу пророщення та можливість
отримати ферментатований солод високої якості.
3.2. Дослідження впливу молочної кислоти, ферментного
препарату на процес солодорощення.
В процесі роботи використовували 4 дослідних зразка:
1. Контрольний зразок – жито пророщували без внесення
активаторів.
2. В процесі солодорощення жито обробляли молочною кислотою.
3. В процесі солодорощення жито обробляли ферментним
препаратом Біоглюканаза HS.
4. В процесі солодорощення жито обробляли комплексом:
ферментний препарат Біоглюканаза HS + молочна кислота.
Спочатку проводили солодорощення без активаторів, за схемою
ферментативного житнього солоду:
Жито замочували до вологості 44% і починався процес солодорощення.
Початков температура солодорощення – 12 ºС, кінцева – 15 ºС, тривалість
солодорощення 4 доби. На 5 добу солод зволожували гарячою водою з
температурою 45ºС, і спрямовували в камеру томленя. Томленя проводили
протягом 4 діб поступово підвищуючи температуру. В 1 день - 45 ºС, в
другий - 50 ºС, третій – 55 ºС, четвертий – 60 ºС. Після томленя, солод
висушували при температурі 50 ºС протягом 36 год.
Протягом всього часу пророщування і томленя визначали амілолітичну
активність солоду
49
Амілолітична активність
120
100
80
60 Амілолітична активність
40
20
0
24 48 72 96
Рисунок 3. 2. - Зміна амілолітичної активності під час солодорощення
Амілолітична активність
140
135
130 Амілолітична активність
125
120
115
24 48 72 96
Рисунок 3. 3. - Зміна амілолітичної активності під час томлення
Готовий ферментатований житній солод дослідили та отримані данні
навели в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2. – Показники якості ферментатованого житнього солоду
№ Показники Значення
1 Кольоровість, см3 І2 на 100 см3 6,8
2 Кислотність, см3 NaOH на 100 см3 44,6
3 Екстрактивність, % 76,0
4 Вологість, % 7,8
5 Амілолітична активність, од/г 136
6 рН 6,7
50
Отримані дані мають певні відхилення від стандартних вимог. Досить
низька кольоровість, що обумовлює недостатній ферментативний гідроліз
вуглеводів і білка, доволі низька амілолітична активність, це пов’язано з
досить високим рН – 6,7 (оптимальним вважається 5,5-6,5).
Другим етапом було визначення впливу молочної кислоти на процес
солодорощення. Молочну кислоту вносили на початку солодорощення в
кількості 1,0; 1,5; 2,0 г на 1 кг жита. Солодорощення проводили аналогічно як
і в контрольному зразку,
Амілолітична активність
116401 0
1200800 Амілолітична активність
6402000
24 48 72 96
Рисунок 3.4. - Зміна амілолітичної активності під час солодорощення,
при додаванні молочної кислоти
Амілолітична активність
1
114
46
1442
4
1 0
13368 Амілолітична активність
11
1334
130
2
28
24 48 72 96
Рисунок 3.5. - Зміна амілолітичної активності під час томленя, при
додаванні молочної кислоти
Під час солодорощення амілолітична активність активується
максимально до 132 од/г, це пов’язано з тим, що додавали молочну кислоту.
51
Отримані данні готового солоду наведені в таблиці 3.3.
Таблиця 3.3. – Показники якості ферментатованого житнього солоду
при внесенні молочної кислоти
Дозування, г/1т.жита
№ 1,0 1,5 2,0
Показники Значення
1 Кольоровість, см3 І2 на 100 см3 6,8 7,0 7,0
2 Кислотність, см3 NaOH на 100 см3 38,3 37,6 37,6
3 Екстрактивність, % 76,0 77,4 77,5
4 Вологість, % 7,8 7,8 7,8
5 Амілолітична активність, од/г 142 145 145
6 рН 6,0 5,8 5,8
7
6
5
4
3 21
1,5
2
1
0
Кольоровість рН
Рисунок 3.6. – Зміна рН і кольоровості залежно від дозування молочної
кислоти
3388.4
373
.2 1
37.8
8
21,5
3 .6
377..42 Кислотність
Рисунок 3.7. – Зміна кислотності залежно від дозування молочної
кислоти
52
14114
4
4.5
5
143 4
14124
.5 1
.53 21,5
14114.52
14104.51
Амілолітична активність
Рисунок 3.8. – Зміна амілолітичної активності залежно від дозування
молочної кислоти
При додаванні молочної кислоти на 3% збільшилась кольоровість
солоду і на 13,4 % зменшилось рН. Відповідно на 15,7% зменшилась
кислотність, що позитивно вплинуло на амілолітичну активність, яка зросла
на 6,6%. Екстрактивність змінилась не достатньо всього на 1,8%. Визначили,
що оптимальне дозування молочної кислоти – 1,5 г/т жита, при збільшенні
дози до 2 г/т суттєвих покращень в показниках недало.
Третім етапом роботи було визначення оптимальної концентрації
ферментного препарату Біоглюканаза HS. Ферментний препарат додавали на
стадії томління, т. як оптимальна температура його дії складає 55-60 ºС в
кількості 0,01; 0,05; 0,1%. Характеристика ферментного препарату наведена в
таблиці 3.4.
Таблиця 3.4. – Характеристика ферментного препарату Біоглюканаза
HS
Оптимальні
ФП параметри дії АА, од/г
рН Температура,
ºС
Біоглюканаза HS 5,5-7,0 55-60 екзо-β-глюканазна (1000);
ендо-β-глюканазна (60);
амілолітична (10)
53
120
100 Амілолітична активність
80
60
40
20 Амілолітична активність
0
24 48 72 96
Рисунок 3.9. - Зміна амілолітичної активності під час солодорощення,
при додаванні ферментного препарату Біоглюканаза HS
Амілолітична активність
200
150
100 Амілолітична активність
50
0
24 48 72 96
Рисунок 3.10. - Зміна амілолітичної активності під час томленя, при
додаванні ферментного препарату Біоглюканаза HS
Під час солодорощення амілолітична активність активується повільно,
а в період томленя різко збільшується і на третю добу досягає максимального
значення 175 од/г, це пов’язано з тим, що додавали ферментний препарат
Біоглюканаза HS на стадію томленя. Завдяки додавання ФП тривалість
процесу томлення скорочується на 1 добу.
Отримані данні готового солоду наведені в таблиці 3.5.
54
Таблиця 3.5. – Показники якості ферментатованого житнього солоду
при внесенні ферментного препарату Біоглюканаза HS
Дозування, %
№ Показники 0,01 0,05 0,1
Значення
1 Кольоровість, см3 І2 на 100 см3 8,9 9,7 10,6
2 Кислотність, см3 NaOH на 100 см3 38,0 37,2 37,0
3 Екстрактивність, % 77,5 77,9 77,9
4 Вологість, % 7,8 7,8 7,8
5 Амілолітична активність, од/г 167 175 175
6 рН 5,7 5,6 5,6
12
10
8
6 00,,001
4 0,15
2
0
Кольоровість рН
Рисунок 3.11. – Зміна рН і кольоровості залежно від дозування
ферментного препарату
37337.8
8
37..64 00,01373.27 0,,105
3366..6836.4
Кислотність
Рисунок 3.12. – Зміна кислотності залежно від дозування ферментного
препарату
55
176
174
172
170 00,01168 0,,015
166
164
162
Амілолітична активність
Рисунок 3.16. – Зміна амілолітичної активності залежно від дозування
ферментного препарату
Додавання ферментів сприяє поліпшенню цитолітичного розчинення у
важкорозчинного жита. Глюканази, отримані з цвілевих грибів, додають
лише в останній день пророщування (або за допомогою дозуючого шнека при
розвантаженні грядки). Так як ці ферменти більш стійкі порівняно з
власними ферментами зерна, їхня дія повною мірою проявляється при
затиранні. Амілолітична активність солоду при додаванні ФП збільшилась у
порівнянні з контрольним зразком на 28,7%, що суттєво вплинуло на
колірність солоду та екстрактивність. Оптимальна доза ФП - 0,05 %.
Четвертим етапом роботи було проаналізувати можливість сумісного
використання ферментного препарату Біоглюканази HS з молочною
кислотою. Молочну кислоту (1,5 г/т) вносили на стадію солодорощення, а
ферментний препарат (0,05%) на стадію томленя.
56
Амілолітична активність
11401200800 Амілолітична активність
60
24000
24 48 72 96
Рисунок 3.17. - Зміна амілолітичної активності під час солодорощення,
при додаванні молочної кислоти
Амілолітична активність
200
150
100 Амілолітична активність
50
0
24 48 72 96
Рисунок 3.18. - Зміна амілолітичної активності під час томленя, при
додаванні ферментного препарату Біоглюканаза HS
Отримані данні готового солоду наведені в таблиці 3.6.
Таблиця 3.6. – Показники якості ферментатованого житнього солоду
при внесенні молочної кислоти та ферментного препарату Біоглюканаза HS
№ Показники Значення
1 Кольоровість, см3 І2 на 100 см3 12,6
2 Кислотність, см3 NaOH на 100 см3 36,7
3 Екстрактивність, % 78,0
4 Вологість, % 7,8
5 Амілолітична активність, од/г 188
6 рН 5,7
57
14
12
10
8
6
4
2
0
Кольоровість рН
Рисунок 3.19. – Зміна рН і кольоровості
43035225
0
15010
05 Кислотність
Рисунок 3.20. – Зміна кислотності
120018600
11
1420008060042000 Амілолітична активність
Рисунок 3.21. – Зміна амілолітичної активності залежно від дозування
ферментного препарату
Під час солодорощення в присутності молочної кислоти амілолітична
активність збільшується досить швидко і враховуючи, що на 3 і 4 доб5у8
значних змін не відбувалося тривалість солодорощення можна скоротити до
3 –х діб, а в період томленя різко збільшується АА і на третю добу досягає
максимального значення 188 од/г, це пов’язано з тим, що в перший період
солодорощення підкислювали солод молочною кислотою, а на стадії
томлення вносили ферментний препарат Біоглюканаза HS. Завдяки
додавання молочної кислоти тривалість солодорощення скорочується на 1
добу, а внаслідок внесення ФП тривалість процесу томлення скорочується
також на 1 добу. Весь цикл солодорощення проходить не 8 діб, а 6.
Солод отриманий таким способом в порівнянні з іншими зразками має
високі якісні характеристики, порівняльна характеристика різних способів
солодорощення наведена в таблиці 3.7.
Таблиця 3.7. - Порівняльна характеристика різних способів
солодорощення
№ Показники 1зразок 2 зразок 3 зразок 4 зразок
(контро- (МК) (ФП) (МК+ФП)
льний) Значен % Значен % Значен %
ня ня ня
1 Кольоровість, 6,8 7,0 3 9,7 43 12,6 85
см3 І2 на 100 см3
2 Кислотність, см3 44,6 37,6 15,7 37,2 16,6 36,7 17,7
NaOH на 100
см3
3 Екстрактивність 76,0 77,4 1,8 77,9 2,5 78,0 2,6
%
4 Вологість, % 7,8 7,8 - 7,8 - 7,8 -
5 Амілолітична 136 145 6,6 175 28,7 188 38,2
активність, од/г
6 рН 6,7 5,8 13,4 5,6 16,4 5,7 14,9
59
89070605004320
0
1000
Кольоровість, см3 І2 на 100 см3
Рисунок 3.22. – Зміна кислотності в дослідних зразках
18
17.5
17
16.5
16
15.5
15
14.5
Кислотність, см3 NaOH на 100 см3
Рисунок 3.23. – Зміна кислотності в дослідних зразках
430350
22051150
05
Амілолітична активність, од/г
Рисунок 3.24. – Зміна амілолітичної активності в дослідних зразках
60
1181614102
68
240
рН
Рисунок 3.25. – Зміна рН в дослідних зразках
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Екстрактивність %
Рисунок 3.26. – Зміна екстрактивності в дослідних зразках
Висновок: Застосування ферментних препаратів в комплексі з
молочною кислотою дає можливість отримати солод високої якості і
скоротити тривалість солодорощення на 2 доби.
61
РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
4.1 Принципова технологічна схема
ЖИТО
ОЧИСТКА
ЗАМОЧУВАННЯ,
ПРОРОЩЕННЯ
МОЛОЧНА КИСЛОТА
ФЕРМЕНТНІ ПРЕПАРАТИ
ТОМЛЕННЯ
СУШІННЯ
ВІДЛЕЖУВАННЯ
Рисунок 4.1. – Принципова схема виробництва житнього солоду
62
4.2. Опис апаратурно-технологічної схеми
За технологією виробництва солоду сумісним способом (замочування і
пророщування) та сушіння в сушарці карусельного типу жито з елеватора
стрічковим транспортером передається на норію 1, проходить через
проміжний бункер 2, зважується на вагах 3. Проходить магнітний сепаратор
4, де відділяється пил і направляється в бункер 5, з якого потрапляє в
повітряно-ситовий сепаратор 6, в якому відділяється смітна домішка, що
надходить на утилізацію через бункер 8 від основної кількості зерна, яке
через бункер 7 надходить у розсів 9. Розсів розділяє зернову масу на три
фракції – жито І , ІІ та ІІІ сорту, звідки зерно через автоматичні ваги
надходить до відповідних бункерів. Жито ІІІ сорту надходить на реалізацію, І
та ІІ сорт надходить на транспортер 13, звідки норією 1 переміщається через
проміжний бункер 14 в мийний апарат 15.
Мийний апарат попередньо заповнений до половини об’єму водою
температурою 14…5 °С. Його залишають у спокої на 20…30 хв, потім суміш
зерна і води інтенсивно перемішують стисненим повітрям, з додаванням
дезінфектанта, а потім — активатора росту.
Бункер сплаву 16, де знімають сплав у безперервному потоці води, і
звідти він направляється на утилізацію. Із мийного апарата через 5…6 год
водно-зернова суміш гідротранспортом подається в апарат 17 для
замочування і пророщування зерна. Тривалість завантаження апарата зерном
не повинна перевищувати 1,5 год. На миття і гідротранспортування зерна
витрачається 3 м3 води на 1 т зерна.
Апарат 17 для замочування і пророщування зерна — це індивідуальна
камера із сітчастим днищем, оснащеними спеціальними механізмами
(шнековий перегрібач) для ворушіння і вивантаження солоду, допоміжним
технологічним обладнанням (камера кондиціювання 18, вентилятор
19).
Об’єднання кількох (8…10) таких апаратів в одному блоці створює
однопредметний потік з циклічним виробництвом свіжопророслого солоду,
63
скорочує необхідні виробничі площі та полегшує механізацію і
автоматизацію виробничих процесів.
Апарати виготовляють із цегли. Вони повинні бути герметичними і
теплоізольованими. Внутрішню поверхню апарата покривають металевим
антикорозійним листом або іншим матеріалом. У верхній частині кожного
апарата встановлюють витяжні шахти із шиберами.
Сітчасте днище апарата, на якому розміщується зерно, потрібно
виготовляти із плетених решіток із нержавіючого дроту. Навантаження на 1
м2 сита апарата зі шнековим перегрібачем становить 400…500 кг для сухого
зерна, а продуктивність з 1 м2 сита апарата — 15 т на рік.
В апараті для пророщування і замочування зерна необхідною умовою є
рівномірний розподіл тиску кондиційованого повітря у підситовому
просторі, що визначає рівномірне пророщування солоду по всій площині
апарату. Для забезпечення цієї умови висота підситового простору повинна
становити 1,5…2,0 м.
Для зволоження і охолодження повітря, що надходить в апарат під час
замочування і пророщування зерна, під ситом додатково встановлюють
форсунки, що розпилюють воду в тонкий однорідний пил. Громіздкі й
металомісткі камери кондиціювання при цьому можна не монтувати. Для
кондиціювання повітря з метою економії води поряд з форсунками в
підситовому просторі доцільно встановити сухі аміачні повітроохолодники.
Основні технологічні параметри шару зерна під час його замочування і
пророщування регулюються в оптимальних режимах кількістю і
температурою кондиційованого повітря, що нагнітається в підситовий
простір.
Вивантажене на сита апарата вимите зерно залишають у спокої на 5
год, забезпечуючи при цьому видалення залишкової води і поглинання її з
поверхні зерна. Далі зерно замочують повітряно-зрошувальним способом з
періодичним або безперервним продуванням шару зерна кондиційованим
повітрям і зрошуванням розпиленою водою. Оптимальною температурою
64
замочування, що дає можливість прискорити процес проникнення води в
зерно для пробудження його життєдіяльності й надалі скоротити тривалість
пророщування, є температура 18…20 °С.
Підвищення температури води і повітря під час замочування зерна
сприяє прискоренню його зволоження, але у цих умовах посилюється
розвиток мікроорганізмів у шарі і знижується розчинність кисню у воді.
Повітряно-зрошувальний спосіб замочування зерна в горизонтальному
апараті дає змогу прискорити процес солодорощення на 1,5…2 доби,
скоротити втрати сухих речовин і підвищити якість цільового продукту. В
результаті проведених досліджень у НУХТ було встановлено, що оптимальні
втрати кондиційованого повітря за годину становлять 250…300 м3/т, а води
— 1 м3/т на весь період замочування і пророщування.
Зрошувати зерно водою під час його ворушіння шнековим
перегрібачем, на якому встановлена ворошильна система, треба залежно від
його здатності до вологопоглинання. Тривалість замочування зерна до
досягнення вологості 45 % в середньому становить 30…40 годин. Під час
замочування зерно оприскують молочною кислотою.
З досягненням зерном вологості 43…46 % зрошення шару водою
припиняють. У процесі пророщування зернову масу треба ворушити 2…З
рази на добу шнековим перегрібачем, періодично або безперервно продувати
кондиційованим повітрям за допомогою вентилятора. Періодичність і
тривалість продування зерна повітрям залежить від його фізичних
параметрів. Різниця температур нижнього і верхнього шарів солоду не
повинна перевищувати 5 °С. Максимальна висота шару свіжопророслого
солоду становить 1,5…2,0 м. Після закінчення пророщування зерна (через
3…4 діб) свіжопророслий солод піддають томленю протягом 3 діб, на третю
добу томлення додають ферментний препарат. Готовий солод подають на
сушіння і термічне оброблення в карусельній сушарці 20.
Сушіння і термічне оброблення солоду в апараті, де пророщувалося і
замочувалося зерно, економічно невигідно, оскільки нагрівання апарата
65
сушіння та його охолодження після сушіння для проведення нового циклу
замочування і пророщування вимагає великої кількості тепла. Тому для
сушіння і термічного оброблення свіжопророслого солоду треба
використовувати карусельну сушарку безперервної дії.
Підготовка кондиційованого повітря проводиться в камері 18, а
сушильного агента — в теплогенераторі 21. Повітря в апарат 17 та
сушильний агент у сушарку 20 подають відповідно вентиляторами 19.
Результати аналізу конструктивних і технологічних особливостей
різних сушарок солоду показують, що найефективнішим процесом сушіння є
зневоднення і термічне оброблення солоду в щільному рухомому згори
донизу шарі в протитечії з сушильним агентом, як у карусельній сушарці
системи НУХТ.
Свіжопророслий солод безперервно подається згори, а готовий солод
відбирається знизу. Реалізувати такий спосіб сушіння і термічного
оброблення солоду можна лише на установці карусельного типу, яка має
велику біотехнологічну та екологічну перевагу перед усіма іншими
існуючими солодосушарками.
4.2 Розрахунок продуктів
Продуктові розрахунки виробництва житнього солоду
Розрахунки виконують на 100 кг товарного жита за методикою [8;23].
Очищений і відсортований ячмінь.
Під час розвантажування товарного жита втрачаються 0,15 % його або
0,15 кг. На очистку надходить жита
100 – 0,15 = 99,85 кг.
Після первинної очистки вилучається 1,6 % або 1,6 кг сміттєвих
домішок і 4,20 % або 4,2 кг зернових домішок. На зберігання надходить жита
66
99,85 – (1,6 + 4,2)=94,05 кг.
Під час зберігання втрачається 0,1 % або 0,1 кг жита. На вторинну
очистку надходить жита
94,05 – 0,1 = 93,95 кг.
Під час сортування вилучають 6,2 % жита ІІІ-го сорту або 6,2 кг.
Залишається очищеного і відсортованого жита
93,95 – 6,2 = 87,75 кг.
Замочене жито. Очищене і відсортоване жито вологістю 14,5 % містить
сухої речовини
87,75(100 14,5)/100 = 75,03 кг.
При замочуванні зі сплавом і на розчинення витрачається сухої
речовини
1,0 + 0,6 = 1,6 % або 75,03·0,016=1,20 кг.
У замоченому житі сухої речовини залишається
75,03 – 1,20 = 73,83 кг.
Маса замоченого жита вологістю 43,0 %
78,73· 100/100- 43 =129,90 кг.
Сплав. У сплаві міститься сухої речовини
75,03·0,01= 0,7503 кг.
Сплаву вологістю 30 % отримують
67
0,7503 ·100/100 -30=1,07 кг,
а повітряно-сухого вологістю 15 %
0,7503 ·100/100 -15=0,89 кг.
Свіжопророслий солод. Під час пророщування замоченого жита на
дихання зерна витрачається 5,7 % сухих речовини або
73,83·0,057 = 4,21 кг.
У свіжопророслому солоді сухої речовини залишається
73,83 – 4,21 = 69,62 кг.
Маса свіжопророслого солоду вологістю 42,0 %
69,62· 100/100 – 42=119,75 кг.
Свіжовисушений солод. З вилученими паростками втрачається 4,3 %
сухої речовини жита або
73,83·0,043 = 3,17 кг.
У свіжовисушеному солоді сухої речовини залишається
69,62 – 3,17 = 66,45 кг.
Маса свіжовисушеного солоду вологістю 3,0 %
66,45· 100/100 -3=66,51 кг.
Паростки. Маса паростків вологістю 10,0 %
3,17 ·100/100 -10 =3,52 кг,
68
Вилежаний солод. Маса вилежаного солоду вологістю 5,2 %
66,45 ·100/100 -5,2=70,09 кг.
Готовий солод. Під час зберігання вилежаний солод втрачає 0,15 %
маси або
70,09·0,0015=0,11 кг.
Маса готового солоду
70,09 – 0,11=69,98 кг.
Вихід солоду. Вихід готового солоду на 100 кг очищеного і
відсортованого жита
69,98·100/87,75=79,75 %.
Розраховані кількості продуктів на 100 кг готового жита у виробництві
житнього солоду перераховують на 100 кг очищеного і відсортованого жита
множенням значень графи 2 на коефіцієнт 100/87,75 = 1,14 і наводять їх у
графі 3. Кількість продуктів на 100 кг готового солоду визначають
множенням даних графи 2 на коефіцієнт 100/69,98 = 1,429 і заносять у графу
4. У графі 5 наводять дані на 37500 кг готового солоду множенням даних
графи 4 на коефіцієнт 37500/100 = 375.
Узагальнені результати розрахунків щодо виробництва солоду наведені
в табл. 4.1.
69
Таблиця 4.1 — Зведена таблиця продуктових розрахунків виробництва
житнього солоду
Найменування Кількість продуктів виробництва солоду на
продукту 100 кг 100 кг очищеного 100 кг
готового і відсортованого готового
жита, кг жита, кг солоду, кг
Перевідний
коефіцієнт 1 1,14 1,429
Жито: 100 114 142,90
товарне
очищене і 87,75 100,04 125,39
відсортоване
ІІІ-го сорту 6,2 7,07 8,86
Домішки: 1,6 1,82 2,29
сміттєві
зернові 4,2 4,79 6,00
Жито замочене 129,52 147,65 185,08
Сплав вологий 1,07 1,22 1,53
Солод: 120,03 136,83 171,52
свіжопророслий
свіжовисушений 68,51 78,10 97,90
Паростки 3,52 4,01 5,03
Солод: 70,09 79,90 100,16
вилежаний
готовий 69,98 79,78 100,00
4.3. Розрахунок економічної ефективності
Річна потреба в сировині, матеріалах, паливі та енергії.
Розрахунки проведені відповідно до встановлених в технологічній
частині проекту норм витрат сировини, матеріалів, палива, енергії та
визначеного в проекті обсягу виробництва і занесені в таблицю 4.2.
70
Таблиця 4.2 – Розрахунок потреби в сировині, матеріалах
№ Найменування Одиниці Ціна, Витрати Сума, грн
виміру грн на 1000кг
1 Зерно (жито) Т 15000 1429 21435000
2 Вода м 36,0 9 324
3 Молочна дм 200 2,2 440
кислота
4 Перманганат кг 10000 0,360 3600
калію
5 Ферментний дм 3000 50 150000
препарат
21589364
Вартість 1 кг житнього ферментатованого солоду – 21589364/1000
=21 590 грн.
Розрахунки вартості сировини, матеріалів, палива та енергії
представлені в таблиці 1.5.
Таблиця 1.5 – Розрахунки вартості палива та енергії
Н№айменування Одиниці Ціна, грн Витрати Сума,
виміру на т. грн
Ел1ектроенергія кВт/год 3,8 240 912
П2ара т 7500 2,0 15000
Х3олод Гкал 6500 0,6 3900
19812
Вартість 1 кг житнього ферментатованого солоду – 19812/1000 =20 грн.
Вартість 1 кг житнього ферментатованого солоду за 2 статтями витрат
становить:
21590+20 = 21610 грн.
71
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ
5.1 Техніка безпеки у солодовому підприємстві (цеху) [15]
Одна з причин виробничого травматизму – застосування транспортного
обладнання. Відповідно до нормативів на безперервно діючих вертикальних
транспортерах барабани, колеса, ролики, ланцюги та інші рухомі частини, де
робочі органи повертаються або відхиляються, колеса, ролики та ланцюги
повинні бути захищені від можливого проникнення персоналу у траєкторії
їхнього руху. Вивантажувальні отвори норій повинні бути розташовані і
відрегульовані таким чином, щоб матеріал, що перевантажується, падав вниз
і була забезпечена їх безпечна очищення при засміченнях.
Шнекові транспортери мають бути закриті, а кришки закріплені
гвинтами або оснащені шарнірами та замками. Перекриття, призначені для
пересування людей, повинні мати достатню несучу здатність.
Шлюзові затвори пневмотранспортних систем повинні бути захищені
від доступу до них за допомогою досить довгих сполучних патрубків, а
оглядові отвори були забезпечені кришками.
Отвори в силосах і стінах, через які можливий вхід і вихід, повинні
бути обладнані запобіжними пристроями від несанкціонованого
проникнення. [15]
1. Входить у силос персонал має страхуватися за допомогою тросу.
2. Під час проведення огляду слід переконатися, що:
♦ люди, що увійшли в силос, зафіксовані страхувальним тросом;
♦ страхувальний трос закріплений зсередени.
3. Заборонено входити в не повністю звільнений силос знизу або через
боковий люк, розташований поблизу дна навіть у тому випадку, якщо немає
безпосередньої небезпеки від матеріалу, що заповнює силос.
4. Для входу в силос заборонено використовувати мотузяні сходи.
Небезпека для виникнення нещасних випадків пов'язана також з
доступом до обладнання для пророщування та сушіння. Якщо у зв'язку з
72
виробничою необхідністю необхідно проникнути в ящик для пророщування,
необхідно передбачити вимкнення перегрібача і вантажно-
розвантажувальних пристроїв таким чином, щоб виключити можливість
включення ззовні (необхідно вивернути з патрона запобіжник і тримати на
час виконання робіт у себе або витягти ключ запуску з головного пульта
управління). Здебільшого нещасні випадки походять від того, що працівник
вважає, що повільно працюючий агрегат не може завдати йому будь-яких
пошкоджень, оскільки «я завжди встигну відійти». Однак при захопленні
частини одягу або волосся людина не здатна протистояти потужній машині, і
результати можуть бути катастрофічними.
На солодовенном виробництві існує підвищена вибухонебезпечність
від пилу. У достатній концентрації з повітрям до запалення схильна майже
кожна тверда горяча речовина. Пилоповітряна суміш загоряється при
температурах вище 400 °С, але якщо пил лежить тонким шаром на гарячих
листах або частинах машин, що перегрілися, то вона займається вже при
температурі нижче 200 °С. На солодовенном виробництві критичні для
вибуху концентрації становлять (якщо пил дрібніший за 100 мкм) від 20 до
2000 г пилу на 1 м3. На солодовому виробництві особливо вибухонебезпечні:
■ аспіраційні установки;
■ силоси та бункери;
■ норії, що перегрілися.
Для попередження вибухів пилу слід застосовувати:
■ контроль за появою пилу, постійне та ретельне її видалення, завдяки
чому виключається виникнення вибухонебезпечного середовища;
■ недопущення поверхонь, що перегрілися і відкритих джерел вогню,
виключати іскроутворення;
■ конструктивні заходи, що перешкоджають неконтрольованому
впливу вибуху.
На солодових підприємствах є також підвищена пожежна небезпека,
причому не тільки через можливі вибухи, але й через використання
73
(особливо в старих солодовнях і сушарках) горючих матеріалів — дерева,
вугілля, природного газу або топочного мазуту і т. п. Тому сушарки
відокремлюють від інших приміщень спеціальними протипожежними
дверима. [15]
Небезпека пожежі в першу чергу полягає в тому, що паростки, що
впали через решітку, і частинки пилу можуть почати тліти. Тому важливо,
щоб сушарки корінці, що накопичуються в паростковій камері, забиралися не
менше одного разу на тиждень. [15]
5.2. Техніка безпеки в хімічній лабораторії під час виконання
дослідів
При роботі в лабораторії студенти особливу увагу повинні звертати на
техніку безпеки і дотримуватися правил безпечної роботи - вміти
користуватися хімічним посудом, реактивами, розчинами й нагрівальними
приладами. Основою нормальної роботи в хімічній лабораторії є свідоме
дотримання кожним студентом правил техніки безпеки. [7]
Будь-які роботи в хімічній лабораторії треба виконувати ретельно,
акуратно, без поспіху. На робочому місці повинні знаходитися тільки
необхідні для виконання конкретної роботи реактиви, прилади й
устаткування. Безлад на робочому місці недопустимий.
Важливе значення має підготовка до виконання лабораторної роботи.
До виконання будь-якої роботи слід приступати тільки тоді, коли всі її
етапи зрозумілі й не викликають сумнівів. Якщо виникають які-небудь
неясності, слід до початку роботи звернутися до керівника. Операції,
пов'язані з підвищеною небезпекою, необхідно проводити тільки під
безпосереднім спостереженням керівника.
Застосовуваний в лабораторії хімічний посуд у більшості випадків
скляний, тонкостінний і крихкий, вимагає дбайливого користування, тому що
при недбалому поводженні з ним можливі поранення (порізи рук склом). При
роботі хімічний посуд слід тримати в руках обережно (не стискати сильно
74
пальцями). При його митті необхідно стежити за тим, щоб не пробити стінки
чи дно. [7]
У випадку невеликого порізу слід видалити осколки, змити кров
навколо рани ватним тампоном, змоченим розчином марганцівки, змазати
йодом і зав’язати бинтом чи заліпити лейкопластирем. При невеликих
порізах рани можна покрити клеєм БФ-6 (для обробки мікротравм). При
глибоких артеріальних ранах після видалення скла руку необхідно міцно
перев’язати джгутом вище порізу, видалити кров навколо рани, накласти
кілька шарів стерильної марлі, потім товстий шар гігроскопічної вати і
звернутися до лікаря.
Велике значення має знання студентів про сполуки, з якими їм
приходиться працювати в лабораторії. Багато з них можуть бути хімічними
отрутами і при необережному поводженні слугувати причиною хімічних
опіків і отруєнь.
До таких речовин відносяться насамперед рідкі кислоти і луги. Усі
реактиви і розчини, які використовують в лабораторії, повинні знаходитися в
закритому посуді з чітким написом, який вказує назву і концентрацію
реагенту. При попаданні сильних кислот на шкіру слід негайно змити облите
місце водою, а потім 5 %-ним розчином двовуглекислої соди. При опіку
лугами також рекомендується обмити уражене місце водою, а потім 2%-ним
розчином оцтової кислоти. Якщо кислота пролилася на підлогу, її слід
засипати піском, потім зібрати його і винести з приміщення, а облите місце
промити розчином соди. [7]
При роботі з реактивами треба пам’ятати, що наповнення піпеток для
виміру малих об’ємів кислот, лугів та інших речовин виконують тільки за
допомогою гумової груші. Засмоктування ротом категорично забороняється!
Усю роботу зі шкідливими й отруйними речовинами треба проводити у
витяжних шафах.
Забороняється виправляти написи на етикетках на ємкостях з
реактивами, наклеювати нові етикетки, не видаливши старі. Не допускається
75
користуватися реактивами без етикеток або з сумнівними написами. Слід
уважно стежити за дотриманням чистоти реактивів. Не допускається плутати
пробки від ємкостей з реактивами, набирати реактиви брудними піпетками.
Забруднення реактивів може викликати не тільки спотворення
результатів роботи, але й спичинити небажані й небезпечні побічні процеси.
Нагрівальні прилади необхідно встановлювати на теплоізоляційні
підставки. При необережній роботі можливі теплові опіки від самого приладу
або нагрітого хімічного посуду. Не рекомендується брати гарячий посуд
руками. Нагріті предмети беруть щипцями, колбоприймачами, джгутом з
рушника. Необхідно уважно стежити за роботою нагрівальних приладів, не
залишати їх без нагляду. У випадку опіків першого ступеня (червоність) на
обпалене місце необхідно накласти вату, змочену розчином марганцівки,
концентрація якого мусить бути тим більше, чим сильніше опік. Можна
використовувати і мазі від опіків. При опіках другого ступеня (міхури)
обпалене місце обробляють розчином марганцевокислого калію чи 5%-ним
розчином танина. При опіках третього ступеня (руйнування тканин) рану
слід покрити стерильною пов’язкою і викликати лікаря. [7]
У приміщенні лабораторії, де працюють студенти, завжди повинні бути
напоготові протипожежні засоби: вогнегасники, азбест, пісок. Не
допускається гасити водою олію, гас, бензин, сірковуглець та ін.
Кожен студент перед початком роботи в лабораторії зобов’язаний
ознайомитися з положеннями «Інструкції з техніки безпеки для працюючих у
хімічних лабораторіях».
Лабораторний журнал студентом оформляєть заздалегідь, напередодні
виконання лабораторної роботи відповідно до графіка. Результати
досліджень повинні відразу фіксуватися в журналі, там же необхідно
проводити всі необхідні розрахунки. При описі дослідів треба вказувати на
відхилення від описаного в методичних вказівках ходу проведення робіт.
Після закінчення кожної лабораторної роботи викладач в журналі студента
підписує зафіксовані результати експериментальних визначень.
76
Послідовність оформлення лабораторного журналу.
Дата:
Лабораторна робота №__.Назва роботи
Мета роботи:
Устаткування:
Реактиви:
Хід роботи (методика визначення):
Схема лабораторної установки:
Таблиця вихідних даних і результатів:
Формули та розрахунки:
Висновки:
77
ВИСНОВКИ
Для вдосконалення процесу солодоріння велике значення мають
сучасні способи активації дії ферментів при пророщуванні,
У процесі пророщування жита ферменти переходять із неактивного
стану в активний і утворюються нові речовини. З комплексу ферментів,
представлених в житі, найбільше значення мають гідролітичні
(карбогідролази, пептидази, естерази), що викликають розчинення
ендосперму зерна.
Відомо, що жито важко піддається солодорощенню через високий
вміст пентозанів (до 7%). Тому солод з жита має в'язкість 3,8-4,2 мПа·с.
В магістерській роботі запропоновано використання біостимуляторів
на стадії замочування, пророщування та томлення.
Це дозволяє скоротити тривалість процесу виготовлення солоду,
збільшити вихід готового продукту, підвищити екстрактивність солоду і
скоротити виробничі втрати.
Під час солодорощення в присутності молочної кислоти амілолітична
активність збільшується досить швидко і враховуючи, що на 3 і 4 добу
значних змін не відбувалося тривалість солодорощення можна скоротити до
3 –х діб, а в період томленя різко збільшується АА і на третю добу досягає
максимального значення 188 од/г, це пов’язано з тим, що в перший період
солодорощення підкислювали солод молочною кислотою, а на стадії
томлення вносили ферментний препарат Біоглюканаза HS. Завдяки
додавання молочної кислоти тривалість солодорощення скорочується на 1
добу, а внаслідок внесення ФП тривалість процесу томлення скорочується
також на 1 добу. Весь цикл солодорощення проходить не 8 діб, а 6.
Солод отриманий таким способом в порівнянні з іншими зразками має
високі якісні характеристики
78
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Грегірчак, Н. М. Іммобілізовані ферменти і клітини в біотехнології :
навч. посібник / Н. М. Грегірчак, М. М. Антонюк, Л. М. Буценко ;
Національний університет харчових технологій. – Київ : НУХТ, 2015. –
267 с.
2. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива. – К.: Фірма “ІНКОС”, 2004.
– 426 с.
3. ДСТУ 4522:2006 Жито. Технічні умови. Зі Зміною № 1 та Поправкою
(ІПС № 4-2007).
4. ДСТУ 4621:2006. Кислота молочна харчова
5. ДСТУ 8453:2015 Препарати ферментні. Методи визначення
амілолітичної активності.
6. Жидецький В. Ц. Охорона праці/ Львів. Афіша 2004 – 248 с.
7. Загальні технології харчової промисловості: Метод. вказівки до вик. лаб.
практикуму студ. заоч. форми навчання напряму підготовки 6.051701
‘‘Харчові технології та інженерія‘‘ спец. “ Технологія продуктів бродіння
і виноробства ” / Укл.: А.М. Куц, М.В. Бондар, Ю.В. Булій. – К: НУХТ,
2011. – 53 с.
8. Загальна технологія харчових виробництв у прикладах і задачах:
підручник / Л. Л. Товажнянський, С. І. Бухкало, П. О. Капустенко, Є. І.
Орлова. – К.: Центр навчальної літератури, 2005. —496 с.
9. Інноваційні технології продуктів бродіння і виноробства: підруч. / С.В.
Іванов, В.А. Домарецький, В.Л. Прибильський та ін.; за заг. ред. д-ра хім.
наук, проф. С.В. Іванова. – К.: НУХТ, 2012. – 487 с.
10.Ковальова О. С., Шулякевич Ж. Г. Напрям удосконалення технології
виробництва житнього солоду. Інноваційні аспекти розвитку обладнання
харчової і готельної індустрії в умовах сучасності: матеріали другої
Міжнар. наук.-практ. конф., 05-07 вересня 2017 р.; Харк. держ. ун-т
79
харчування та торгівлі, Таврійський держ. агротехнологічний ун-т.
Харків: ХДУХТ, 2017. С. 255-256.
11.Капрельянц, Л. В. Ферменты в пищевых технологиях : монография / Л.
В. Капрельянц. – Одеса : Друк, 2009. – 468 с.
12.Козаченко М.Р. Підвищення якості зерна пивоварного ячменю / М.Р.
Козаченко, Н. Васько // Пропозиція, № 11. – 2010. – С. 72 – 75.
13.Колотуша П.В. Технологія солоду: Навч.посібник. –К.:Харчові
технології 1993. – 135с.
14.Куц А.М., Кошова В.М. Технологія бродильних виробництв: Конспект
лекцій з дисц. «Загальні технології харчової промисловості» для студ.
ден. та заоч. форм навчання напряму підготовки 6.051701 “Харчові
технології та інженерія”. – К.: НУХТ, 2011. — 156 с.
15.Кунце В. Технология солода и пива / Кунце В., Мит Г.- “Профессия”,
2001, - 912с.
16.Лихочвор В.В. Рослинництво. Технологія вирощування с.-г. культур /
В.В. Лихочвор // Центр навчальної літератури: К. – 2004. – 808 с.
17. Методичні рекомендації до підготовки магістерської роботи для
здобувачів освітнього ступеня «магістр» зі спеціальності 181 «Харчові
технології» усіх форм навчання / уклад. О.Л. Чепурна, Н.А. Нагурна,
З.В.Бондарчук.- Черкаси: ЧДТУ, 2018. –55с.
18.Методичні вказівки до виконання розділу «Охорона праці» в дипломних
роботах бакалаврів напряму підготовки 6.051701 «Харчові технології та
інженерія» усіх форм навчання / Укл.: В.І. Биков, В.Л. Цикановський,
Ю.Ю. Гайова. – Черкаси: ЧДТУ, 2014. – 24 с.
19.Ludwig Narziß « Abriß der Bierbrauerei», unter Mitarbeit von Werner Back
7., aktualisierte und erweiterte Auflage, 2007 — 640 s.
20.Осокін В.В. Охорона праці на підприємствах харчових виробництв.
Конспект лекцій. / В.В.Осокін, Ю.А.Селезньова. Донецьк. 2008. – 153с.
21.Правила безпеки при виробництві солоду, пива та безалкогольних
напоїв. Розроблені українським науково-дослідним інститутом пиво –
80
безалкогольної, кондитерської та харчоконцентратної промисловості
(УкрНДІхарчопром),– К.: ТОВ «НТЦ харчопром». 1997.
22.Сировина для виробництва пива: Навч.пособ. / В.В.Колотуша, Кошова
В.М. – К.: УМК ВО, 1991. – 1991. – 144с.
23.Технология солоду, пива та безалкогольних напоїв у задачах і прикладах:
Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів / А.Є.
Мелетьев, В.А. Домарецкий, С.Р. Тодосійчук, А.М. Куц та ін. – К.:
НУХТ, 2007.– 256 с.
24.Технология солода, пива и безалкогольных напитков / К.А. Калунянц,
В.Л. Яровенко, В.А. Домарецкий, Р.А. Колчева. – М.: Колос, 1992. – 446
с.
25.Технологія безалкогольних напоїв: Підруч. / В.Л.Прибильський,
З.М.Романова, В.М.Сидор та ін./ За ред. докт. техн. наук проф.
В.Л.Прибильського. – К.: НУХТ, 2014. – 364 с.
26.Фурсова Г.К. Рослинництво: лабораторно-практичні заняття / Г.К.
Фурсова, Д.І. Фурсов, В.В. Сергєєв // ТО Ексклюзив: Х. – 2004. – 380 с.
27.Podleoeny, J. Influence of magnetic stimulation of seeds on the formation of
morphological features and yielding of the pea / J. Podleoeny, S.
ietruszewski, A.Podleoena // Int. Agrophys. – 2005. – 19. – Р. 61–68.
28.Tarakanovas, P. Statistical analysis of agronomic research data using software
ANOVA, STAT from the package SELEKCIJA and IRRISTAT / P.
Tarakanovas, S. Raudonius ; Lithuanian University of Agriculture (in
Lithuanian) 2003
29. The effect of electric field intensity on bean sprout growing / P. Kiatgamjorn,
30.V. Tarateeraseth, W. Khan-ngern, S. Nitta // Proc. Int. Conf. Electromagnetic
31.Compatibility. – 2002. – Octobered^eds. – Р. 7–11.
32.Tylkowska, K. Health germination and vigour of common bean seeds in
relation to microwave irradiation / K. Tylkowska, M. Turek, R. Blanco Prieto
// Phytopathologia. - 2010. – 55. – Р. 5–12.
81
33..Vanova, M. Survey of incidence of bunts (Tilletia caries and Tilletia
contraversa) in the Czech Republic and susceptibility of winter wheat cultivars
/ M. Vanova, P. Matysinsky, J. Benada // Plant Protection Science. – 2006. –
42. – Р.21–25.
34. Improvement of malt modification by use of Rhizopus VII as starter culture I
Noots, V Derycke, C ichiels, J A Delcour, R Delrue, T Coppens
Affiliations expand2001 Aug;49(8):3718-24.
35.Malting of barley with combinations of Lactobacillus plantarum, Aspergillus
niger, Trichoderma reesei, Rhizopus oligosporus and Geotrichum candidum to
enhance malt quality. Hattingh M, Alexander A, Meijering I, van Reenen CA,
Dicks LM. Int J Food Microbiol. 2014 Mar 3;173:36-40. doi:
10.1016/j.ijfoodmicro.2013.12.017. Epub 2013 Dec 28. PMID: 24412956
82
ДОДАТКИ
УДК663.433.1
ОБҐРУНТУВАННЯ І ВИБІР МЕТОДУ ПРИСКОРЕННЯ
ПРОЦЕСУ СОЛОДОРОЩЕННЯ
Черкаська А.Д., студент групи ТБВм-18
кафедри харчові технології
Осипенкова І.І., к.т.н., доцент кафедри
харчові технології
Черкаський державний технологічний університет
Для вдосконалення процесу солодоріння велике значення мають
сучасні способи активації дії ферментів при пророщуванні,
У процесі пророщування жита ферменти переходять із неактивного
стану в активний і утворюються нові речовини. З комплексу ферментів,
представлених в житі, найбільше значення мають гідролітичні
(карбогідролази, пептидази, естерази), що викликають розчинення
ендосперму зерна.
До карбогідразів відносяться α- і β-амілаза, що розщеплюють крохмаль,
α-глюкозидаза (мальтаза), що розщеплює мальтозу; цитаза, що розщеплює
геміцелюлозу, целюлозу, гумі-речовини; гранична декстриназа, що
розщеплює високомолекулярні декстрини. До пептидаз відносяться
ендопептидази, що розщеплюють неактивні білки до поліпептидів та
пептидів; екзопептидази, що розщеплюють поліпептиди та пептиди до
амінокислот. До естеразів відносяться ліпази, що розщеплюють жири.
В алейроновому шарі синтезуються гідролітичні ферменти, що
розчиняють ендосперм завдяки здатності зародка виробляти гіберелінові
кислоти і гібереліноподібні речовини.
На утворення гідролітичних ферментів впливають фітогормони -
ауксин, абсцизова кислота, цитокінін, що також виділяються зародком.
83
Гібберелліни спільно з ауксинами і цитокінінами надають
стимулюючу дію на синтез ферментів, а абсцизова кислота має протилежний
ефект.
Відомо, що жито важко піддається солодорощенню через високий
вміст пентозанів (до 7%). Тому солод з жита має в'язкість 3,8-4,2 мПа·с.
Жито замочують дещо менш інтенсивно, ніж ячмінь, до ступеня
замочування менше 40%; час замочування та пророщування становить
близько 7 діб.
В магістерській роботі запропоновано використання біостимуляторів
на стадії замочування, пророщування та томлення.
Це дозволяє скоротити тривалість процесу виготовлення солоду,
збільшити вихід готового продукту, підвищити екстрактивність солоду і
скоротити виробничі втрати.
Під час солодорощення в присутності молочної кислоти амілолітична
активність збільшується досить швидко і враховуючи, що на 3 і 4 добу
значних змін не відбувалося тривалість солодорощення можна скоротити до
3 –х діб, а в період томленя різко збільшується АА і на третю добу досягає
максимального значення 188 од/г, це пов’язано з тим, що в перший період
солодорощення підкислювали солод молочною кислотою, а на стадії
томлення вносили ферментний препарат Біоглюканаза HS. Завдяки
додавання молочної кислоти тривалість солодорощення скорочується на 1
добу, а внаслідок внесення ФП тривалість процесу томлення скорочується
також на 1 добу. Весь цикл солодорощення проходить не 8 діб, а 6.
Солод отриманий таким способом в порівнянні з іншими зразками має
високі якісні характеристики порівняльна характеристика різних способів
солодорощення наведена в таблиці 1.
84
Таблиця 1 - Порівняльна характеристика різних способів
солодорощення житнього ферментатованого солоду
№ Показники 1зразок 2 зразок 3 зразок 4 зразок
(контро- (МК) (ФП) (МК+ФП)
льний) Значен % Значен % Значен %
ня ня ня
1 Кольоровість, 6,8 7,0 3 9,7 43 12,6 85
см3 І2 на 100 см3
2 Кислотність, см3 44,6 37,6 15,7 37,2 16,6 36,7 17,7
NaOH на 100
см3
3 Екстрактивність 76,0 77,4 1,8 77,9 2,5 78,0 2,6
%
4 Вологість, % 7,8 7,8 - 7,8 - 7,8 -
5 Амілолітична 136 145 6,6 175 28,7 188 38,2
активність, од/г
6 рН 6,7 5,8 13,4 5,6 16,4 5,7 14,9
Проаналізувавши всі чотирі зразка бачимо, що найкращі показники має
4 зразок (сумісне використання молочної кислоти та ферментного препарату
Біоглюканаза HS). Порівнюючи з контрольним значно підвищилась
амілолітична активність (38,2%) та кольоровість (85%), що доводить
доцільність використання активаторів.
Список використаної літератури:
1. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива. – К.: Фірма
“ІНКОС”, 2004. – 426 с.
2. Ludwig Narziß «Abriß der Bierbrauerei», unter Mitarbeit von Werner
Back 7., aktualisierte und erweiterte Auflage, 2007— 640 s.
85

Репозиторій ЧДТУ