Удосконалення технології солоду з високобілкових ячменів

Гузенко, Володимир Олегович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8147

Title:	Удосконалення технології солоду з високобілкових ячменів
Authors:	Бондарчук, Зоя Вікторівна Гузенко, Володимир Олегович
Keywords:	ЗАМОЧУВАННЯ;ПРОРОЩУВАННЯ;ЯЧМІНЬ;СОЛОД
Issue Date:	30-Dec-2023
Abstract:	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2023р. Магістерська робота присвячена питанню розробки та удосконаленню технології солоду з високобілкових ячменів. Проаналізувавши отриманні данні, визначили, що чим менше білка в ячмені тим швидше відбувається замочування. Це обумовлено тим, що ячмені з високим вмістом білків важко піддаються обробці, гірше вбирають вологу, схильні до нагрівання і гірше розчиняються. У процесі переробки таких ячменів відзначаються значні втрати солоду. Необхідний ступінь поглинання отримали при температурі 20 ºС, але така температура сприяє розвитку стороньої мікрофлори, тому рекомендовано використовувати температуру 15 ºС. Температура води для замочування 13 ° С, потребує більш тривалого терміну (5діб), а при 15 ºС– 4 доби. Оптимальне замочування є гарантією гарного розчинення солоду.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8147
Appears in Collections:	181 Харчові технології (Харчові технології)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
КРМ_Гузенко В.О._23.pdf Restricted Access	Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181– Харчові технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і виноробства»– Черкаський державний технологічний університет, Черкаси 2023р. Магістерська робота присвячена питанню розробки та удосконаленню технології солоду з високобілкових ячменів. Проаналізувавши отриманні данні, визначили, що чим менше білка в ячмені тим швидше відбувається замочування. Це обумовлено тим, що ячмені з високим вмістом білків важко піддаються обробці, гірше вбирають вологу, схильні до нагрівання і гірше розчиняються. У процесі переробки таких ячменів відзначаються значні втрати солоду. Необхідний ступінь поглинання отримали при температурі 20 ºС, але така температура сприяє розвитку стороньої мікрофлори, тому рекомендовано використовувати температуру 15 ºС. Температура води для замочування 13 ° С, потребує більш тривалого терміну (5діб), а при 15 ºС– 4 доби. Оптимальне замочування є гарантією гарного розчинення солоду.	2.83 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

АНОТАЦІЯ
Гузенко В.О. Удосконалення технології солоду з високобілкових
ячменів
Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові
технології, освітньої програми «Технології продуктів бродіння і
виноробства» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси –
2023р.
Магістерська робота присвячена питанню розробки та удосконаленню
технології солоду з високобілкових ячменів.
Проаналізувавши отриманні данні, визначили, що чим менше білка в
ячмені тим швидше відбувається замочування. Це обумовлено тим, що
ячмені з високим вмістом білків важко піддаються обробці, гірше вбирають
вологу, схильні до нагрівання і гірше розчиняються. У процесі переробки
таких ячменів відзначаються значні втрати солоду.
Необхідний ступінь поглинання отримали при температурі 20 ºС, але
така температура сприяє розвитку стороньої мікрофлори, тому
рекомендовано використовувати температуру 15 ºС. Температура води для
замочування 13 ° С, потребує більш тривалого терміну (5діб), а при 15 ºС – 4
доби. Оптимальне замочування є гарантією гарного розчинення солоду.
Ключові слова: ЗАМОЧУВАННЯ, ПРОРОЩУВАННЯ, ЯЧМІНЬ
СОЛОД, ТЕМПЕРАТУРА
2
SUMMARY
Guzenko V.O. Improvements to the technology of malting from high-
protein barley.
Qualification of the master's work for the specialty 181 - Kharchov
technologies, educational programs "Technologies of products of foraging and
winemaking" - Cherkasy State Technological University, Cherkasy - 2023.
The master's work is dedicated to the nutritional development and advanced
technology of malt from high-alcohol barley.
Having analyzed the extracted data, it was found that the less protein in
barley, the more likely it is to soak. This is due to the fact that barley with a high
protein content is important to be sampled, it is better to absorb the water, it is
slower before heating and it is easier to break up. During the processing of such
barley there is a significant loss of malt.
The necessary stage of claying was carried out at a temperature of 20 ºС,
since this temperature suppresses the development of external microflora, it is
recommended to keep the temperature at 15 ºС. The temperature of the water for
soaking is 13 ° C, it will require more than a trival term (5 dB), and at 15 º C – 4
add. Optimal soaking guarantees high quality malt processing.
Key words: SOOTING, GROWING, BARLEY MALT, TEMPERATURE
3
ЗМІСТ
ВСТУП 5
Розділ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 7
1.1. Пивоварний ячмінь 7
1.2 Хімічний склад ячменю 8
1.3 Білкові речовини ячменю 11
1.4. Ферментативний гідроліз білків 15
1.5. Вплив білка на якість солода 17
1.6. Вплив вмісту білка в ячмені на якість пива 20
1.7.Перспективні технології переробки високобілковистих ячменей 22
Розділ 2 ОБ΄ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 25
2.1 Об΄єкти дослідження 25
2.2 Методи дослідження 27
Розділ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 41
3.1 Технологія пророщування високобілкового ячменю 41
3.2. Математико-статистична обробка результатів досліджень 50
Розділ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 57
4.1. Принципова технологічна схема 57
4.3 Опис апаратурно-технологічної схеми 58
4.4 Розрахунок продуктів 61
4.5. Соціально-економічна ефективність роботи 68
Розділ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ 69
5.1 Законодавство України в галузі охорони праці 69
5.2 Мікроклімат виробничих приміщень 73
5.3. Освітлення виробничих приміщень 74
5.4. Правила техніки безпеки під час роботи в лабораторії 76
ВИСНОВКИ 80
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 82
ДОДАТКИ 86
4
ВСТУП
Актуальність теми. Під солодорощенням розуміють пророщування
різних видів зерна у спеціально створюваних або регульованих умовах.
Кінцевий продукт пророщування називають свіжопророслим солодом;
шляхом подвяливания і сушіння одержують сушений солод.
Основна мета солодорушення полягає в утворенні ферментів, які в
процесі пророщування викликають певні перетворення резервних речовин,
накопичених у зерні злаків. Занадто незначне або надмірне утворення або дія
ферментів у ході пророщування є небажаним і знижує якість
свіжопророслого солоду.
В пивоварінні найбільш поширенно використовують ячмінний солод.
До якості і хімічного складу пивоварного ячменю пред’являють високі
вимоги, один з яких – це вміст білка. Для отримання солоду рекомендований
вміст білка 9-11%. Ячмінь з невисоким вмістом білка нижче 11,5% є
чудовою сировиною для приготування світлого солоду та пива. Якщо ячмінь
містить занадто мало білка (вміст нижче 9%), то зменшується кількість
азотистих речовин, необхідних для ціноутворення та повноти смаку пива, і
з'являється хмелевий тон. Багатий білком ячмінь (вміст понад 11,5%)
порівняно з ячменем, бідним білком, гірше піддається переробці, знижує
вміст крохмалю в ячмені і в результаті виходить темніше пиво (іноді з
повнішим смаком). Для темних сортів пива потрібні ячмінь, багатший на
білок.
Питання переробки ячменів з високим вмістом білків набуло
першочергового значення тільки в останні роки. Це викликано тим, що
солодових ячменів з низьким вмістом азотистих речовин, які легко
перероблялися і давали солод з необхідним складом азотистих речовин,
раніше було цілком достатньо. В даний час прагнення отримувати високі
врожаї та пов'язане з цим надмірне захоплення азотними добривами, нова
агротехніка, інша технологія збирання врожаю, виведення нових сортів
5
призвели до того, що вміст білків у ячмені різко підвищився. Таке становище
останнім часом стало загальноєвропейською проблемою. Тако ж на вміст
білка впливає глобальне потепління, засуха суттєво впливає на збільшення
білка в ячмені.
Тому в різних країнах проводяться дослідження з одержання солоду
задовільної якості із зерна ячменю з підвищеним вмістом білка. У роботі
канадських авторів показано, що канадські сорти ячменю з вмістом білка
більше 15% здатні давати солод та пиво гарної якості [21].
Метою дослідження було розробка та удосконалення технології солоду
з високобілкового ячменю.
Відповідно до поставленої мети вирішувалися наступні завдання:
- провести аналіз літературних джерел щодо технології переробки
ячменю з високим вмістом білка;
- дослідити вплив температури і тривалості пророщування на якість
солоду з високобілкового ячменю;
- провести математико-статистичні – планування та оброблення
результатів експерименту.
Наукова новизна одержаних результатів:
- досліджено і визначено оптимальні параметри для технології
переробки високобілкових ячменів.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблення
технології отримання солоду з високобілкового ячменю.
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.
6
Розділ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
1.1. Пивоварний ячмінь.
Для виробництва солоду можна використовувати різні види злакових
культур, проте найкраще для цих цілей підходить дворядний ячмінь, всі
зерна якого симетричні та однаково розвинені. Багаторядний ячмінь
внаслідок несиметричності та слабкого розвинених бічних зерен
використовується для солодоріння в Європі у незначному обсязі[1].
В Америці багаторядний ячмінь завдяки високому вмісту білка та
ферментативної силі використовують для переробки несоложенных
матеріалів.
Дворядний ячмінь поділяють на дві основні групи:
• прямий ячмінь - колос щільний, широкий; при дозріванні зберігає
вертикальне положення; окремі зерна тісно прилягають один до одного;
• похилий ячмінь— колос довгий, вузький, протягом усього періоду
дозрівання пониклий; окремі зерна розташовуються нещільно.
Як пивоварний ячмінь використовують головним чином різні сорти
ярого похилого ячменю. Виведення продуктивних сортів, пристосованих до
умов дозрівання та збирання у континентальному європейському або
морському кліматі, дозволило забезпечити високу стабільність властивостей
ячменю.
Крім того, виведені сорти з підвищеною стійкістю до хвороб рослин
(борошняної роси, іржі, карликової іржі та ін.).
Результатом нових досягнень в галузі селекції стало виведення сортів
озимого ячменю з високими якісними характеристиками (гол озерний ячмінь,
ячмінь без проціанідинів, ячменю з тонкими клітинними стінками).
Голозерний ячмінь поки що не зайняв міцного місця, як і
культивування ячменю без проціанідинів або ячменю з тонкими клітинними
стінками, тоб то зі зниженим вмістом β-глюкану. За несприятливих погодних
умов ці сорти відрізняються суттєвим зниженням врожайності та якості.
7
Пивоварний ячмінь реалізують із зазначенням місця його вирощування
та сорту[7].
Залежно від кліматичних умов та сортових властивостей можливі
суттєві відмінності у здатності ячменю до пророщування та його пивоварень
властивості, у зв'язку з чим слід уникати змішування сортів[7].
1.2. Хімічний склад ячменю.
Хімічний склад зерна сильно залежить від культури і сорту, ґрунтово-
кліматичних умов, прийомів агротехніки, умов зберігання та інших факторів.
У середньому зерно складається із 14 % води і 86 % сухих речовин. Середній
хімічний склад основних зернових культур наведено в табл. 1.1.[10]
Таблиця 1.1 – Середній хімічний склад ячменю (%)
Геміце-
Зернова Кліткови- Гумі-
культура Крохмаль Цукри на лю-
лоза речовини Білки
Ячмінь 54-66 3,0-7,0 4,3-6,0 5,0-7,6 3,3-3,8 9-16
Вода. Вологість зерна залежить не тільки від його гігроскопічних
власти-востей, але і від зрілості та інших умов.
Розрізняють чотири стани товарного зерна: сухе, середньої сухості,
вологе і сире. Для ячменю, ці стани характеризуються такими показниками
вмісту води (%): сухе – до 14, середньої сухості – від 14 до 15,5, вологе – від
15,5 до 17 і сире – більше 17. У дефектному та вологому зерні вологість може
досягати 30 % і більше. Волога, яка відповідає сухому стану, є колоїдно-
зв'язаною, життєві процеси зведені до мінімуму, при середній сухості
з'являється невелика кількість вільної води, і зерно може пробуджуватися до
життя. Вологість, яка відповідає цьому стану зерна, називається критичною.
Її значення становить 14,5-15,5 %.[10]
8
Сухі речовини. У зерні в середньому 84 % органічних і 2 %
мінеральних речовин, а саме (%): крохмалю – 52, цукрів – 3, клітковини – 6,
пентозанів і протопектинових речовин – 9, азотистих речовин – 11, жиру – 3.
Крохмаль міститься (%): у здорових зрілих зернах ячменю 43-55. У
дефектному зерні кількість крохмалю знижується.
Цукрів у здоровому зерні звичайно від 0,6 до 7,0 %. Вони складаються
в основному із цукрози і глюкози. У ячмені в помітних кількостях присутня
рафіноза. Мальтози немає, але вона з'являється при пророщуванні зерна. У
недозрілому, мерзлому і пророслому зерні цукрів більше, вони складаються
головним чином з редукуючих цукрів (інвертного цукру, мальтози).
Целюлози У ячмені – 4-5%.
Пентозани – домінуюча складова частина гумі (слизів). У зерні міс-
тяться геміцелюлози (напівклітковини), які складаються з гексозанів (манана,
галактана, глюкана) і пентозанів (ксилана, арабана), які поряд з клітковиною
входять до складу клітинних стінок. Загальна кількість пентозанів у ячмені 9-
13 %.
Азотисті речовини у здоровому зрілому зерні складаються головним
чином з білків, яких міститься від 7 до 25 %. Вільні амінокислоти, аміди і
пеп-тиди присутні в дуже невеликих кількостях. Вміст небілкового азоту
(включаючи амонійний) складає в середньому 2 %. У незрілому зерні після
самозігрівання і пророслому зерні кількість амінокислот збільшується.
У зерні знайдені глобуліни – білки, які розчиняються у слабких (3-
10 %) розчинах нейтральних солей, а деякі з них – у слабких (0,2 %) розчинах
кислот; проламіни – білки, що розчиняються у 60-80 % розчинах спиртів;
глютеліни – білки, які розчиняються у слабких (0,2 %) розчинах лугів [10].
Типові представники білків: глобулінів – едестин ячменю, гордеїн
ячменю.
9
Жири (тригліцериди жирних кислот) – містяться у зерні у відносно
неве-ликій кількості: у кукурудзі 5-7 %, у вівсі 5-6 %, у просі 3,5-5 %. Біля
85 % їх локалізовано у зародку, 12 % – в алейроновому шарі і 3 % – у
борошняній час-тині ендосперму. До складу жирів входять, в основному,
ненасичені кислоти – ліноленова, лінолева і олеїнова, з насичених –
головним чином, пальмітинова. Крім власне жирів, зерно містить фосфатиди,
стероли, віск, пігменти та інші речовини. Головним і найбільш поширеним
представником фосфатидів у злаках є лецитин – тригліцерид, який містить
фосфорну кислоту і азотисту основу холіну. Вміст лецитинів невеликий (0,3-
0,7 %). При гідролізі фосфатидів вивільняється фосфорна кислота – одна з
речовин, яка зумовлює кислотність зерна. Фосфатиди грають важливу роль у
проникливості клітин. Із стеролів у зерні присутні високомолекулярні
одноатомні спирти – фітостероли (0,03-0,07 %), які близькі до вітамінів групи
D. У зерні міститься також фітин – кальцій-магнієва сіль інозитфосфорної
кислоти. З пігме-нтів у зерні знайдені каротини, антоціани, флавони.
Вітаміни зерна представлені жиророзчинними вітамінами –
токоферолами і водорозчинними (мг на 100 г): тіамін – 0,3-0,8, рибофлавін –
0,07-0,30, нікотинова кислота – 1,3-7,2, а також піридоксин, біотин,
пантотенова кислота. Аскорбінова кислота з'являється тільки при
пророщуванні зерна.
Мінеральні речовини (зола) і кислоти складають 1,5-3,0 % від маси
зернівки. Вони знаходяться головним чином у оболонках і квіткових плівках,
а також у зародку. Відносно багато золи у плівчастих культурах.
Основна частина золи складається з фосфату калію. Біля 85 % фосфору
від загального його вмісту у зерні знаходиться в органічних сполуках –
нуклеопротеїдах, фосфатидах і фітині.
10
Кислоти представлені фосфорною, щавлевою, яблучною і молочною.
Зага-льна кислотність зерна 1,5-2,5 см3 розчину гідроксиду натрію (1
моль/дм3) на 100 г зерна. Активна кислотність водної витяжки відповідає рН
5,5-6,5. При псуванні зерна кислотність зерна підвищується. [10]
1.3. Білкові речовини ячменю
Білкові речовини ячменю як головна рушійна сила біологічних
процесів мають велике значення. Незважаючи на те, що їх зміст невеликий,
вони мають значний вплив на всі процеси приготування пива. У результаті
поелементного аналізу найважливіших білків було отримано такі граничні
значення: С - 50-52%, H - 6,8-7,7%, N - 15-18% (у середньому 16%), S – 0,5-
2,0 % та P – 0 – 1 %. При загальному вміст азоту в білкових речовинах
близько 16 % вміст азоту, отриманий методом Кьельдаля, множать на
коефіцієнт 6,25, отримуючи загальний вміст сирого білка в ячмені. [1;9;11]
Вміст білка (у перерахунку на CB) в ячмені варіює від 8 до 13,5%
(вміст загального азоту - 1,30-2,15), становлячи зазвичай від 9,0 до 11,5%
вміст загального азоту - 1,45-1,85%). Бідний білками ячмінь (вміст білків
нижче 11,5%) є чудовою сировиною для приготування світлого
пільзеньського солоду та пива. Якщо ячмінь містить занадто мало білка
(вміст нижче 9%), то зменшується кількість азотистих речовин, необхідних
для ціноутворення та повноти смаку пива, і з'являється хмелевий тон.
Багатий білком ячмінь (вміст понад 11,5%) порівняно з ячменем,
бідним білком, гірше піддається переробці, знижує вміст крохмалю в ячмені і
в результаті виходить темніше пиво (іноді з повнішим смаком). Для темних
сортів пива потрібні ячмінь, багатший на білок.
Вміст білка в ячмені залежить головним чином від складу ґрунту,
сівозміни, внесення добрив та погодних умов. Особливого значення має
тривалість вегатаційного періоду від сівби до збирання врожаю. Білок
міститься в оболонці зерна, в зародку та ендоспермі[1;9;11].
11
Білкові, що утворилися в ячмені речовини відкладаються переважно:
• у алейроновому шарі (у вигляді клейковини);
• під алейроновим шаром на зовнішній стороні ендосперму (у вигляді
фізіологічного або резервного білка);
• у ендоспермі (у вигляді гістологічного або тканинного білка).
Клейковина алейронового шару, що знаходиться під плодовою і
насіннєвою оболонками, частково витрачається при пророщуванні, а частина,
що залишилася разом із запасами тканинного білка переходить у дробину.
Вміст резервного білка який завжди, що зумовлює різний білковий
склад ячменю. При солодорощенні більшість резервного білка
розщеплюється.
Тканинний білок як залишок протоплазми відкладається переважно у
мембранах клітин ендосперму та разом з геміцелюлозою та гумі-речовинами
входить до складу цих клітин, що значно ускладнює розчинення.
З'єднання двох амінокислот дає дипептид; при продовженні реакції
утворюється трипептид, тетрапептид і т.д.
Пептид, що містить до 10 амінокислот, називають олігопептидом, а
сполуки, що складаються з більшої кількості амінокислот, - поліпептидами.
Коли ланцюжок складається приблизно зі 100 амінокислот, а молекулярна
маса досягає 10 000, говорять про білки. Послідовність амінокислот у
поліпептидному ланцюжку називають первинною структурою. Вторинна
структура є результатом утворення в пептидних ланцюгах водневих містків
між воднем амінною та киснем карбоксильної групи. При наявності водневих
містків усередині поліпептидного ланцюга утворюються «гелікальні»
структури Наприклад, часто α-геліксу, що зустрічається водневі містки
утворюються між кожними другим пептидним зв'язком. У третинних
структурах поліпептидні спіралі згортаються у довгі волокна або клубки,
причому міцність структурі надають ті ж водневі містки і, перш за все,
ковалентні зв'язки типу дисульфідних містків[1;9;11].
12
Між вторинною та третинною структурами часто неможливо провести
чіткого кордону, у зв'язку з чим у час їх об'єднують поняттям «ланцюжкова
конформація». Прості білки будуються виключно зі складчастих
поліпептидних ланцюжків. Більшість білкових речовин, певним чином
переплітаючись чи об'єднуючи кілька субодиниць в одну освіту, формуються
в четвертинну структуру, не утворюючи ковалентних зв'язків (типу
дисульфідних містків).
У ячмінному зерні є такі білкові фракції: альбуміни
(високомолекулярні білки, розчинні у чистій воді та слабких сольових
розчинах), глобуліни (нерозчинні у чистій воді та екстрагуються у слабких
сольових розчинах), проламіни (нерозчинні у чистій воді та сольових
розчинах, але розчинні в 50-90%-ному етиловому спирті та деяких інших
розведених водою спиртах) та глутеліни (нерозчинні в нейтральних
розчинниках) і спирті, але розчинні у лугах із істотною зміною структури).
Кожну з цих груп білкових речовин можна розділити за допомогою
електрофорезу відповідно на 4 - 7 різних фракцій. Їхня молекулярна маса
становить від 10 000 до декількох мільйонів. Якщо альбуміни та глобуліни
містяться в крохмалевмісному ендоспермі, то проламіни і глютеліни являють
собою резервні білки ячменю і можуть накопичуватися в субалейроновому
шарі та клітинних стінках[1;9;11].
Поряд з білками в зерні ячменю присутні і протеїди (білкові речовини,
містять азотисті сполуки із середньою або низькою молекулярною масою).
У період дозрівання вони або не повністю перетворюються на
справжній білок, відкладаючись у вигляді проміжних його форм, або
утворюються при фізіологічних процесах розчинення зерна як продукти
розщеплення високомолекулярних білків.
Класифікація білкових речовин та продуктів їх розщеплення
виробляється за їх різними хімічними речовинами та фізичним властивостям,
за ступенем розщеплення ферментами та за їх фізіологічними властивостями.
13
Через велику величину молекул білки в розчині виявляють фізико-
хімічні властивості колоїдів і не дифундують через мембрани та стінки
клітин. При поглинанні чи віддачі води вони виявляють здатність або
нездатність до набухання. Амінокислоти та білки амфотерні, будучи
електрично нейтральними в ізоелектричній точці. Ізоелектричні точки білків
різні і визначаються значенням pH, властивим даному виду білка. У процесі
нагрівання білкових розчинів відбувається денатурування (або коагуляція)
білкових речовин. Денатурування відповідає переходу від
високоупорядкованого стану білкових емульсій до невпорядкованого з
активним порушенням строго визначених вторинних та третинних структур
білка, з частковим зруйнуванням дисульфід них зв'язків та водневих містків,
а також втратою гідрататпонної води, пов'язаної полярно через гідрофільні
групи[1;9;11].
Перша фаза денатурування настає при нагріванні, зміні pH (наприклад,
в ізоелектричній точці), дії гірких речовин, металів, алкоголю, солей, сильних
кислот і лугів, при окисненні, при дії адсорбційних сил та механічних явищ.
Друга фаза, власне коагуляція, є колоїдно-хімічним процесом. Після
досягнення певної концентрації денатуровані частинки збираються в
макромолекулярні частинки, які спочатку з'являються як опалесцентна
каламутня, а потім випадають у вигляді пластівців, що призводить до
утворення пластівцевої суспензії («бруха»), осаду суспензій гарячого сусла в
кінці його кип'ятіння.
У процесі пророщування відбувається розщеплення
високомолекулярних білків протеолітичними ферментами до амінокислот.
Розщеплення білків при солодорощенні триває також у процесі
затирання.
14
1.4. Ферментативний гідроліз білків[1;9;11]
Під час солодорощення ячменю, як правило підвищується активність
пептидаз. Активування пептидаз спочатку йде повільно, але помітно
прискорюється як тільки pH досягає рівня близько 6. Активування пептидаз,
а також розщеплення білків ячменю досягає свого максимуму на четвертий-
п'ятий день пророщування. Розщеплення білків (протеоліз) при
солодорощенні супроводжується збільшенням вмісту різних форм
розчинного азоту.
Білки ячменю при солодорощенні зазнають глибоких змін. Характерно,
що основна частина нерозчинного гордеїну і глютеліну розщеплюється на
фракції, які розчинні в розчинах солей. Однак утворення розчинних
азотистих сполук при проростанні ячменю протікає нерівномірно. Спочатку
посилено розщеплюється гордеїн, але при подальшому проростанні цей
процес поступово послаблюється і починає переважати розщеплення
глютеліну. Переважне розщеплення глютеліну починається лише зі
зростанням зародкового паростка, посилюється разом з ним і тільки перед
кінцем проростання знову ослаблює, але повільніше, ніж розпад гордеїну. З
продуктів гідролізу гордеїну і глютеліну зародок знову синтезує глютелін.
Кількість його залежить від тривалості росту зародкового паростка і
від загальної тривалості солодоріння. Рівновага між розщепленням і
синтезом білків у нормальних умовах встановлюється приблизно на п'ятий
день проростання ячменю.
Відомо, що ячмінний δ-глобулін зникає при солодоращенні і готовий
солод його вже не містить, а вміст γ-глобуліну при солодоращенні
знижується. Не змінюється лише кількість β-глобуліну, що залишається в
солоді, а фракції α-глобуліну зменшуються лише незначно. Отже, якщо
загальний зміст глобулінів при солодоращении залишається незмінним, їх
кількісне співвідношення істотно змінюється.
Утворення розчинних азотистих речовин при проростанні ячменю
частково інгібує зворотний синтез нерозчинних фракцій у тканинах, що
15
знову формуються. Незважаючи на це, кількість розчинного азоту
збільшується при пророщуванні приблизно вдвічі. Вміст розчинної та
некоагулюваної фракції азоту підвищується в середньому з 9% у ячмені до
30% у солоді [1;9;11].
При солодорощенні розщеплення білків (протеоліз) відбувається за
низьких температур в зернах, що містять близько 45% вологи. Активування
протеаз спочатку йде повільно, а потім прискорюється, коли в результаті
діяльності фітаз підвищується кислотність та pH досягає 6,0.
Найінтенсивніший протеоліз білків збігається у часі з сильним
активуванням протеаз, що досягає максимуму на четвертий-п'ятий день
пророщування ячменю. Подальше зниження швидкості розщеплення білків
викликається, ймовірно, тим, що деяка кількість піддається розпаду та
кількість білків в ендоспермі зменшується, а продукти розпаду, що
утворились знову перетворюються на нерозчинний білок, який
використовується при формуванні паростків і зародкового листка. Таким
чином, після п'ятого дня пророщування ячменю відбувається в основному
переміщення білка з ендосперму в зародкові листки та паростки. При
подальшому пророщуванні ступінь розщеплення білків вже переважно не
підвищується. [1;9;11]
Хоча розщеплення білків найбільше протікає лише при затиранні, все ж
для отримання солоду гарної якості при солодоращенні протеоліз повинен
бути досить глибоким. З практики відомо, що при затиранні певною мірою
ще можна вплинути на процес розщеплення білків солоду, але при
пророщуванні цього зробити не можна. Звідси випливає, що у заторах
протеоліз протікає трохи інакше, ніж у зерні, що проростає.
Ступінь розщеплення білків, на практиці відома також ступенем
розчинення білків, залежить від особливостей ячменю, що пророщується, і
від деяких зовнішніх факторів. Багато в чому розчинність білків залежить від
сорту ячменю.
16
Дослідженнями встановлено, що у високоякісних ячменів при
солодорощенні відбувається більш глибоке ферментативне розщеплення
білків, ніж у ячменів зниженої якості. У зернах із великим вмістом білків
розчинення їх протікає повільніше [1;9;11], ніж у дрібних зернах із низьким
вмістом білків. Впливає також і ступінь зрілості прибраного ячменю: ячмінь,
зібраний на стадії воскової зрілості, відстає по розчиненню білків від
ячменю, зібраного на стадії повної зрілості.
Ступінь розчинення білків залежить також від загального вмісту білків
в ячмені. Однак якісний склад білків, що містяться в ячмені, є більш
суттєвим фактором, від якого залежить ступінь розчинення білків, ніж їхній
сумарний вміст.
На розчинення білків при солодоращенні впливає також їх розподіл у
зерні, так як азотисті речовини при проростанні переміщаються з ендосперму
в листок зародків і в паростки. Через видалення паростків утримання втрат
білків у готовому солоді нижче, ніж у вихідному ячмені приблизно на 11%.
Отже, шляхом стимулювання формування паростків при пророщуванні
ячменю можна дещо знизити вміст білків у солоді, що, звичайно, тягне за
собою одночасне підвищення втрат.
1.5. Вплив білка на якість солода.
Від вмісту білка залежить скловидність ячменю, чим більше тім вища
скловидність. З збільшенням білка снижується вміст крохмалю.
Співвідношення крохмалю та білків залежить від сорту та року вирощування.
При вирощуванні ячменю одного сорту в однакових умовах підвищення
вмісту білків на 1% веде до зниження вмісту крохмалю на 1-2%. Вміст
танінів у ячмені також значно знижується зі збільшенням кількості білків.
У табл. 1.2. показано залежність якісних показників ячменю від вмісту
в ньому білків.
17
Таблиця 1.2. - Залежність якісних показників ячменю від вмісту в
ньому білків
Білок, Крохмаль,
% % Твердість Таніни, мг%
10,1 66,0 534 47
10,8 65,4 520 37
11,2 62,3 595 20
11,5 62,7 658 20
12,4 61,0 676 10
13,0 59,6 690 10
Від якості ячменю залежить якість солоду. Високобілкові ячмені гірше
розчиняються, і показники одержуваного з них солоду значно нижчі, ніж у
якісного пльзеньського солоду[1;9;11].
Зі зростанням вмісту білків відзначається наявність великої кількості
напівсклоподібних та склоподібних зерен у солоді.
Високобілкові ячмені мають дрібні зерна, тому включення до
стандарту показника крупності ячменю 80% (сход з сита з отворами 2,5 мм)
цілком виправдано. Райнер і Гіль обробили за допомогою регресійного
аналізу зразки зерен із вмістом білка від 9 до 15% і за допомогою номограми
показали взаємозв'язок крупності із співвідношенням білок: екстрактивність.
При крупності понад 85% екстрактивність падає в деяких випадках
нижче 80% при вмісті білків 11,5%.
Зниження екстрактивності при вмісті білків від 10 до 12% носить
лінійний характер: зі збільшенням вмісту білків на 1% екстрактивність
знижується приблизно 0,7%. Причому з підвищенням вмісту білків
знижується вміст крохмалю - основної екстрактивної речовини ячменю.
Різниця в екстрактивності солоду тонкого і грубого помелу
підвищується, так як розчинення високобілковистих ячмінь відбувається
повільніше і не до кінця. При підвищенні вмісту білків на 1% понад
18
допустимі 11% різниця у виході екстракту збільшується на 1%. Залежність ця
нелінійна, так як при вмісті білків менше 11% розчин солоду покращується,
при вмісті білків понад 12% - погіршується[1;9;11].
При збільшенні вмісту білків у солоді кількість розчинних білків у
суслі збільшується, але цей приріст нелінійний. Відношення азоту в суслі до
загального азоту, виражений числом Кольбаха, знаходиться в непрямій
залежності від підвищеного вмісту білків. З підвищенням вмісту білків на 1%
число Кольбаха знижується на 2,5%, але й у цього критерію різниця у виході
екстракту зростає з збільшенням вмісту білків.
Відносна екстрактивність різних солодів, що визначається при
температурі 45°С і вмісті білків до 11%, практично однакова. У ячменів із
високим вмістом білків екстрактивність значно знижується.
Кольоровість сусла із солоду з високим вмістом білків інтенсивніша.
Підвищення кольоровості пояснюється також і тим, що ячмені з
високим вмістом білків у процесі проростання сильніше нагріваються.
Діастатична здатність солоду підвищується зі зростанням вмісту білків
у ячмені.
Високобілкові ячмені вимагають особливої обробки при
солодорощенні. При класичному способі обробки таких ячменів якість
солоду значно знижується. Слід зазначити, що знизити загальний вміст білків
неможливо жодними способами[1;9;11].
Таблиця 1.3. – Вплив вмісту білка в ячмені на якість солода
Показники солоду Вміст білка,%
10,1 10,8 11,2
Екстрактивність, % 81,7 81,0 80,5
Ступінь розчинення, % 2,0 2,6 2,4
Число Кольбаха, % 39.4 38,8 38,2
Екстрактивність при 45 ° С % 43,0 38.1 40,6
Діастатична здатність, ° WK 269 315 327
Кінцевий ступінь броджування, % 77.0 78,6 77,2
Твердість 261 340 304
Борошнистість, % 96—4—0 96—2—2 96—4—0
19
Продовження таблиці 1.3.
Показники солоду Вміст білка,%
11,5 12,4 13,0
Екстрактивність, % 80,3 79,0 78,2
Ступінь розчинення, % 3,0 4,6 5,1
Число Кольбаха, % 36,5 31.8 32,4
Екстрактивність при 45 ° С % 32,8 28,0 28,4
Діастатична здатність, ° WK 286 358 345
Кінцевий ступінь броджування, % 75.1 77,4 77,0
Твердість 333 378 415
Борошнистість, % 94—4—2 90—6—4 88—8—4
1.6. Вплив вмісту білка в ячмені на якість пива
Вміст білків у солоді нижче 7,5% може призвести до недостатнього
зброджування сусла, поганої піністості та стійкості пива, а також отримання
пива з порожнім смаком.
При вмісті білків у ячмені вище 11% спостерігається підвищене
виділення тепла під час проростання зерна. Пиво, отримане з такого ячменю,
має низьку колоїдну стійкість і схильне до холодного помутніння.
Фільтрування такого пива утруднене, знижується ступінь зброджування і
погіршуються смак і стійкість пива[1;9;11].
Однак у деяких роботах стверджується, що труднощів при переробці
солодів, отриманих з ячменів з високим вмістом білків, не виникає, бродіння
протікає нормально, на смак це практично не впливає, а нестійкість пива
навіть підвищується. Охмелене сусло і пиво характеризуються підвищеним
вмістом високо- і низькомолекулярних сполук азоту, які не впливають на
перебіг бродіння та утворення побічних продуктів. У пива відмічається
зниження стійкості при дображивании при 3° З, але, якщо дображивание
протікає за нормальної температури 0° З, стійкість пива змінюється. Пиво
має низьку кольоровість, pH його зростає, вміст антоціаногенів падає.
На думку багатьох авторів, при переробці ячменів із високим вмістом
білків на солод і потім на пиво витрати значно підвищуються. Хороше пиво з
20
ячменю з високим вмістом білка можна отримати при зміні процесу
солодоріння, що потребує збільшення виробничих витрат.
Ступінь розчинення солоду, отриманого одним способом з ячменю з
різним вмістом білків, тим нижчим, чим вищий вміст білка в ячмені.
Отримання солоду нормального ступеня розчинення з високобілковистих
ячменів, зазвичай, супроводжується високими втратами при солодоращении,
зате подальше використання цього солоду на пивоварному заводі труднощів
не викликає. Причому навіть при високому вмісті білків у ячмені готове пиво
має повний смак та високу стійкість.
Вплинути на якість пива з ячменю з високим вмістом білків,
переробленого в солод з низьким ступенем розчинення, у процесі варіння не
можна. В даний час даних про зміни в солоді з високим вмістом білків, що
відбуваються в процесі варіння, в літературі дуже мало. Досліджено, що
додаванням таніну в процесі приготування пивного сусла досягають гарної
екстракту, що вилуговується, з дробини і розчинення азотистих речовин, а
тим самим поліпшення смаку і підвищення колоїдної стійкості пива. Однак
запропонований прийом не дає такого поліпшення, яке виправдувало б
підвищення витрат. [1;9;11]
Відповідної кількості та складу розчинних азотистих речовин в
похмеленому суслі можна досягти завдяки гарному розчиненню солоду, і це
дає більший ефект, ніж застосування складних прийомів у процесі затирання.
Однак цього можна досягти тільки шляхом збільшення втрат сухих речовин,
виробничих витрат і трудомісткості.
За умови хорошого розчинення солоду навіть високий вміст азотистих
речовин в охмеленном суслі не надає несприятливого впливу життєдіяльність
дріжджів, отже, і бродіння. Смак залишається задовільним, а піностійкість
пива в більшості випадків покращується. Пиво має темніший колір, у ньому
знижується кількість гірких речовин. Стійкість до холодного помутніння не
змінюється, але потрібне тривале та холодне дображивание. Отже, якщо
21
солод одержують із ячменю з високим вмістом білка, то необхідно
дотримуватися технологічних режимів солодорощення.
1.7. Перспективні технології переробки високобілковистих ячменей
Останніми роками під час переробки ячменів із високим вмістом білків
знайшов застосування метод роздавлювання зерна чи часткового видалення
оболонки (обрушення). Виробництво солоду з ячменю з частково порушеною
або видаленою оболонкою здійснюється в Англії та деяких інших країнах.
Цей спосіб заснований на тому факті, що пошкоджене зерно швидше
вбирає воду при замочуванні. Механічна видалення оболонки зерна
забезпечує значне скорочення часу його пророщування.
Обвалення - це процес дуже простий і недорогий. Значну роль тут грає
форма зерна. Найбільш підходять зерна круглі та сорти з високим вмістом
білків. Випробування на стирання показали, що сорти ячменю з дрібним
зерном (маса 1000 зерен менше 29 г) більш стійкі при обрушуванні, оскільки
у них оболонка товща, ніж у великого зерна. При обвалюванні не можна
повністю розщеплювати оболонку зерна. Зерно обертається навколо
поверхні, що обрушує так, що через хвилину шар оболонки на дистальному
кінці зерна пошкоджується, але основна оболонка залишається
неушкодженою. При ефективному обрушенні усувається від 02 до 03%
оболонки. Механічне обвалення викликає помірне збільшення вмісту
розчинних азотистих сполук при замочуванні, покращує розчинення і
запобігає втратам солоду. Недоліками обвалення є втрати маси, можливість
збільшення кольоровості при сушінні і більше пошкодження солоду при
транспортуванні[27].
Час замочування зерна після обвалення може скорочуватися до 42 год,
у своїй вологість зерна сягає 41—43%, для пророщування досить 2—4 дня.
Підходяща установка для обвалення була запропонована Пальмером і
виготовлена в Англії[29].
22
Максимальна кількість оболонки, що видаляється, для різних видів
ячменів по-різному. Воно не повинно бути вищим за 2% маси зерна, але
може становити і 0,1%. Більшість ячменів цілком достатньо 0,2%.
Склоподібний ячмінь вимагає більш високого ступеня обрушування, ніж
борошнистий, через велику опірність оболонки.
Обрушення в поєднанні з гіберелової кислотою прискорює
солодорущення і у погано розчинених ячменів. Гіббереліни зустрічаються в
ячмені, що проростає, проте внесення гібереллової кислоти в процесі
солодоріння підвищує природну ендогенну величину вмісту цього гормону.
Його постійно потребують клітини алейронового шару для підтримки
безперервного синтезу гідролітичних ферментів. Гібберелліни в невеликій
кількості присутні і в нескладеному зерні. У ході пророщування кількість їх
збільшується і поширюється по всій рослині, що росте. Розчинення
ендосперму залежить від розподілу гідролітичних ферментів у ньому і
починається з дорсальної поверхні зерна, де алейронові клітини насамперед
стимулюються гіберелінами. Пристрій для обрушування зерна частково
порушує поверхню ячменю на дистальному кінці, не торкаючись зародка, і
оболонка стає більш доступною для гіберелової кислоти. Оскільки
гіберелелова кислота, що додається, діє на кінці зерна, протилежному тому,
де діє природний гормон, то загальна дія її на алейронові клітини
посилюється.
Ячмінь з частково віддаленою оболонкою можна використовувати при
переробці пневматичних солодовнях. Досліди в мікросолодівні показали, що
комбіноване використання ня обрушення з гіберелової кислотою або слабке
підкислення на другому етапі замочування позитивно впливають на
прискорення синтезу гідролітичних ферментів в ендоспермі. Ступінь
обрушування, доза гібберелової кислоти і підкислення залежать від якості та
розчинності сировини, що переробляється[1].
23
Ячмені з високим вмістом білків можна з успіхом пророщувати і без
обрушування, тільки з додаванням гіберелової кислоти, при цьому важливо
правильно встановити її дозу.
Оскільки переробка ячменів із високим вмістом білків потребує
збільшення витрат, використовувати їх слід лише за браку ячменів
необхідної якості.
24
Розділ 2. ОБ΄ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1 Об΄єкти дослідження
В роботі використовували три зразки пивоварного ячменю з високим
вмістом білка, характеристика яких наведена в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1. – Характеристика пивоварних ячменем
Сорт Вміст Маса Екстр Маса Вологі Вміст
ячменю білка, дрібних ктивність, 1000 сть, % крохмалю,
% зерен, % % зерен, %
г
Гетьман 11,6 7,3 77,3 42 14,0 61,2
Зоряний 13,0 7,6 78,5 38,5 13,7 58,4
Монро 13,3 8,2 77,8 38,1 14,5 58,0
Згідно ДСТУ 3769―98 Ячмінь[3]. Технічні умови. ячмінь поділяють
на класи з додержання вимог, зазначених у таблиці 1.2.
Таблиця 2.2 – Вимоги до зерна ячменю
Показники Вимоги до зерна яменю, яке
використовується у пивоварінні
1 класу 2 класу
1 2 3
Колір Світло-жовтий або Св і тло -жовтий ,
жовтий жовтий або
сірувато-жовтий
Вологість, %, не більше 14,5 15,5
Натура, г/л, не менше Не регламентується Не
регламентується
Маса 1000 зерен, г, не менше 40,0 38,0
Масова частка білка, %, не 11,0 11,5
більше
Домішки
Зернова домішка, %, не більше 2,0 5,0
У тому числі:
зерна ячменю, віднесені до У границях норми У границях норми
зернової домішки загального вмісту загального вмісту
25
пророслі зернової домішки зернової домішки
зерна і насіння інших культурних
рослин, віднесені до зернової
домішки
У тому числі зерна жита і вівса
Смітна домішка, %, не більше
У тому числі: мінеральна 1,0 2,0
домішка
У тому числі:
Галька 0,5 0,5
шлак і руда 0,1 0,1
зіпсовані зерна 0,05 0,05
Вівсюг У межах норми загального вмісту смітної
домішки
Кукіль 0,3 0,3
фузаріозні зерна Не допускається Не допускається
шкідлива домішка 0,2 0,2
У тому числі
ріжки і сажка 0,1 0,1
гірчак повзучий, в’язіль У границях норми У границях норми
різнокольоровий, термопсис загального вмісту загального вмісту
ланцетний, пажитниця п’янка, шкідливої домішки шкідливої домішки
софора лисохвоста (разом)
геліотроп опушеноплідний і Не допускається Не допускається
триходесма сива
Крупність, %, не менше 85,0 70,0
Дрібні зерна, %, не більше 5,0 7,0
Здатність до проростання, %, не 95,0 92,0
менше (для зерна поставленого
раніше як за 45 діб після його
збирання)
Життєздатність, %, не менше 95,0 95,0
(для зерна поставленого раніше
як за 45 днів після його
збирання)
Зараженість шкідниками Не допускається, крім зараженості кліщем
не вище І сорту
26
2.2 Методи дослідження
Визначення вологості зернопродуктів[5]
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 ячменю. 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 ячменю з
підвищеною вологістю вища, ніж ячменю 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 -
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.
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
27
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.
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
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.
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:
28
�� = �� − �� ∙100
�� − �� ,
де, �� − маса бюкса з наважкою до висушування,г;
��– маса бюкса з наважкою після висушування, г;
��– маса порожнього бюкса, г;
Визначення вмісту крохмалю[5]
Вміст крохмалю характеризує ячмінь з точки зору виробничої та
економічної цінності. Точність визначення крохмалю залежить від ступеня
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,
29
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.
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:
�� = ��∙��∙100
100 − ��
де, �� - коефіцієнт для перерахунку (кукурудза - 1,879; жито - 1,885;
ячмінь - 1,912; рис - 1,866);
�� – показники цукрометра;
�� – вологість продукту, %.
Визначення білка за методом Кьєльдаля[5]
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
30
приєднують холодильник і краплевловлювач (рис. 2.1). При цьому слід
переконатися, що вихідна трубка холодильника занурена в розчин борної
кислоти (концентрація 20 г/дм3).
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.
31
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,
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 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 маси 1000 зерен (абсолютна маса) - показник для оцінки
солоду. Чим краще розпушений солод, тим менше маса 1000 зерен. Зазвичай
вона знаходиться в межах 28-38 г на повітряно-суху речовину і 25-35 г на
суху речовину[5].
32
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 ячменю до солодорощення. [5]
Хід аналізу
Придатність ячменю до солодорощення визначають за його здатністю
до проростання. Ячмінь пророщують в скляній лійці діаметром 8 ... 10 см, на
33
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 ячменю, 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 ячмінь 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.
Опрацювання результатів аналізу
34
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 водочутливості ячменю[5]. Даний метод полягає у
визначенні числа пророслих зерен ячменю при замочуванні в різних об’ємах
рідини.
Водочутливість характеризує властивість ячменю добре проростати
при оптимальній вологості зерна і погано проростати при надлишку вологи.
Хід аналізу
Із середньої проби ячменю відбирають двічі по 100 зерен. У дві чашки
Петрі поміщають по 2...3 шари фільтрувального паперу діаметром 9 см,
щільно укладають і змочують відповідно 4 і 8 см3 дистильованої води. Потім
розкладають зерно боріздкою до гори в чашки по 100 зерен ячменю так, щоб
кожне зерно добре стискалося із змоченим папером. Зверху зерно
прикривають шарами фільтрувального паперу того ж розміру. Чашки
закривають і залишають в темному місці на 72 год при температурі 18 ... 20 °
С. Через кожні 24 години пророслі зерна підраховують і видаляють із зразків.
35
Ступінь водочутливості характеризується різницею пророслих зерен в
чашках з 4 і 8 см3 води, виражених у відсотках. До водочутливих сортів
ячменю відносять ті, у яких ця різниця становить 26 ... 45%. Якщо різниця
більше 45%, то такий ячмінь володіє значною водочутливістю. Отримані
значення заносять до зведеної таблиці.
Визначення екстрактивності солоду[5]
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.
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 закривають кришкою і
витримують 30 хв, постійно перемішуючи вміст.
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
вміст склянки до 450 г дистильованою водою, добре перемішують і
36
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.
Визначення ступеня замочування зерна[5]
Ступінь замочування - це сумарна вологість зерна, яка складається з
початкової його вологості та кількості води, поглиненої під час замочування.
При органолептичному визначенні ступеня замочування готове до
солодорощення зерно стискають великим і вказівним пальцями вздовж
довгої осі. При цьому не повинна відчуватися жорстка структура зерна, чути
лише легке потріскування оболонки зерна, що відділяється від ендосперму.
На поперечному зрізі зерна в центрі повинно бути видно невелику суху
білу плямку завбільшки з шпилькову головку, а решта вологої маси
ендосперма має жовтуватий колір.
При аналітичному визначенні ступінь замочування ячменю
обчислюють масою 1000 зерен. Застосовують цей метод лише при переробці
добре відсортованого ячменю. Для цього 1000 зерен зважують у металевій
склянці (перфорованому або сітчастому з кришкою) перед замочуванням і
після замочування. Знаючи вологість вихідного ячменю, ступінь замочування
(W, %) розраховують за такою формулою:
W = 100 - ��
�� (100 - w),
37
де а - маса 1000 зерен ячменю до замочування, г;
b - маса 1000 зерен ячменю після замочування, г;
w - вологість ячменю до замочування,%.
Приклад.
Вологість ячменю 14,2%. Маса 1000 зерен перед замочуванням
43,0 г. Маса 1000 зерен замоченого ячменю 69,2 г.
W = 100-(43,0/69,2)(100-14,5) = 46,9%.
Визначення ступеня замочування ячменю за допомогою сітківки часто
застосовують у виробничих умовах. Для цього за варіантом А) попередньо
висушений і зважений сітчастий або перфорований стакан насипають 100 г
ячменю з відомою вологістю, закривають кришкою і на дроті опускають в
замочний апарат в зерно, що замочується. Після закінчення терміну замочки
склянку виймають, струшують видалення води з поверхні зерен, витирають
склянку рушником і зважують.
Ступінь замочування (W3, %) розраховують за формулою:
W3= 100-(а + w)/(100 + а)
де а - збільшення маси склянки із зерном після замочування, г;
w - вологість ячменю до замочування,%.
Приклад. Вологість ячменю 14,2%. Після замочування маса наважки у
склянці збільшилася на 61,7 г. Ступінь замочування дорівнює:
W3= 100 (61,7 + 14,2) / (100 + 61,7) = 46,9%.
Визначення діастатичної сили солоду за методом Віндіша-Кольбаха
38
Діастатична сила (ДС) солоду виявляється у грамах мальтози, що
утворилася з розчинного крохмалю під дією 100 г солоду. Світлий солод
повинен мати ДС не нижче 150; у середніх за якістю солодів ДС дорівнює
150...200; у добрих – 200…250; у дуже хороших – понад 250. [5]
Хід аналізу.
Для приготування витяжки 20 г сухого тонкорозмеленого солоду
поміщають у попередньо зважений скляний або заторний склянку з 450 мл
дистильованої води і при помішуванні екстрагують 1 год на водяній бані (в
заторному апараті) при 40 ºС. Після цього вміст склянки охолоджують до
кімнатної температури, доводять масу до 500 г і фільтрують через
складчастий фільтр в суху колбу.
Одночасно готують 2% розчин крохмалю. Для цього 22 г розчинного
крохмалю (при вмісті вологи 10 %) розбовтують у 50 мл води і завись тонким
струменем при перемішуванні вливають у 800 см3 окропу. Кипіння рідини
підтримують 5 хв і охолоджують, помішуючи розчин скляною паличкою,
щоб уникнути утворення поверхні плівки. Розчин переливають у літрову
мірну колбу, додають 5 мл буферного розчину, після чого об'єм вмісту колби
доводять водою до 1 л при температурі 20 ºС.
При виконанні основного досліду 100 см3 розчину крохмалю вливають
у мірну колбу на 200 см3, температуру встановлюють точно 20 ºС і вносять 5
см3 солодової витяжки, суміш витримують 30 хв. Реакцію переривають,
додаючи 3 см3 1 н розчину гідроксиду натрію, після чого об'єм вмісту колби
доводять водою до мітки.
Для визначення вмісту мальтози, що утворилася 50 см3 вмісту 200 см3
колби поміщають в конічну колбу на 200 ... 250 см3, доливають 25 см3 0,1 н.
розчину йоду та 3 мл 1 н. гідроксиду натрію. Суміш перемішують і
залишають у спокої 5 хв, потім вводять 4,5 см3 1 н. розчину H2S04 та
титрують 0,1 н. розчином тіосульфату.
39
Кількість витраченого 0,1 н. розчину йоду має бути в межах 5...15 см3,
інакше дослід необхідно повторити з іншою кількістю солоду.
Холостий дослід на витяжку із солоду проводять наступним способом.
Оскільки солодова витяжка містить мальтозу, на яку витрачається
частина йоду, необхідно провести визначення цієї кількості. Для цього 12,5
см3 солодової витяжки доливають водою до 50 см3, додають 25 см3 0,1 н.
розчину йоду, 3 см3 1 зв. розчину NaOH і при перемішуванні суміш
витримують 5 хв, потім додають до неї 4 см3 1 н. розчину H2S04 та титрують
0,1 н. розчином натрію тіосульфату, додавши кілька крапель розчину
крохмалю.
Холостий дослід на крохмаль проводять наступним чином: 25 см3
буферного розчину крохмалю і 25 см3 води поміщають у конічну колбу на
200...250 см3, доливають 10 см3 0,1 н. розчину йоду, 3 см3 1 зв. розчину
NaOH та витримують 5 хв; доливають 4 см3 1 н. розчину сірчаної кислоти і
титрують суміш 0,1 н. розчином тіосульфату натрію
Діастатичну силу розраховують за формулою (в умовних одиницях
Віндіша-Кольбаха)
Розділ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
40
В роботі досліджували три сорти високобілкових ячменів, а саме
Гетьман з вмістом білка 11,6%, Зоряний – 13,0%, Монро – 13,3%.
Після очистки, відібрали 1000 зерен і визначили їх масу:
Гетьман – 42 г, Зоряний – 38,5 г, Монро – 38,1 г. За ДСТУ 3769―98,
маса 1000 зерен – 40 г, у дослідних зразках маса дещо більша, це обумовлює
високу якість ячменю.
Маса дрібних зерен: До цієї фракції відносять зерна, що проходять
крізь сито з довгастими отворами розміром 2,2х20 мм. Гетьман – 7,3 %,
Зоряний – 7,6 %, Монро – 8,2 %, за ДСТУ 3769―98 – 5-7%. Високобілкові
зерна, за розмірами відрізняються від класичних пивоварних ячменем, трохи
менше, тому кількість дрібних зерен дещо більша.
Вологість і вміст крохмалю відповідають ДСТУ. [3]
Вміс білка визначали методом Кьєльдаля, тільки один зразок, а саме
Гетьман відповідав ДСТУ – 11,6%, у Зоряного і Монро дещо завищений
вміст білка. Високий вміст білка знижує екстрактивність солоду через те, що
високий рівень білка зазвичай супроводжується зниженням вмісту крохмалю
3.1. Технологія пророщування високобілкового ячменю
Миття.
В якості дезінфіканта використовували перекис водню, він не тільки
сприяє поліпшенню очищення ячменю, але й діє як активатор росту.
Використовували 30%-й, в кількості 0,003 л на 1 л води [9].
Замочування.
Початковою стадією солодоріння є замочування. Для проростання
зародку потрібно, щоб вологи в зерні було більше 30%. Відомі різні способи
замочування, а саме повітряно-зрошувальний, повітряно – водяний та у
безперервному потоці води і повітря. Тривалість замочування в залежності
від способу 1-4 дні. Метою замочування є швидке та однорідне поглинання
41
води зерном та ініціювання проростання зерна. Недостатня ефективність
замочування не може бути компенсована на пізніших стадіях пророщування.
На тривалість замочування також впливає температура води, режим
занурення та швидкості поглинання води. Останнє залежить від сорту, року
врожаю, розміру зерна, вмісту білкових речовин та фізіологічних показників
зерна, таких як стан спокою та водочутливість [26]. Ячмінь із високим
вмістом білка характеризується нерівномірним поглинанням води під час
водяного замочування та нерівномірним проростанням під час
пророщування, але про вплив замочування на рівень азотистих речовин у
солоді не згадується [25].
В магістерській роботі використовували повітряно-водяний спосіб
замочування. Ячмінь витримували поперемінно під водою 4 годин, без води
8 годин. Замочування проводили до досягнення необхідної вологості.
Для визначення оптимальних умов, замочування проводили при різних
початкових температурах: 12,15,20ºС.
Кожні 12 год. визначали ступінь замочування, отриманні результати
наведені в таблиці 3.1, 3.2., 3.3.
Таблиця 3.1. – Ступінь замочування при температурі 12 º С
Сорт Початкова Тривалість замочування, год
ячменю волога, % 12 24 36 48 60 90
Гетьман 14,0 31 34 34 38 42 45
Зоряний 13,7 28 30 32 35 37 43
Монро 14,5 27 29 31 35 36 42
42
50
45
40
35
30
25
20 ЗГетьманМоорнярноий
15
10
5
0
0 12 24 36 48 60 90
Рисунок 3.1. – Ступінь замочування при температурі 12 º С
Таблиця 3.2. – Ступінь замочування при температурі 15 ºС
Сорт Початков Тривалість замочування, год
ячменю а 12 24 36 48 60 90
волога, %
Гетьман 14,0 34 37 38 40 42 46
Зоряний 13,7 30 32 33 37 39 47
Монро 14,5 30 31 32 37 38 47
50
45
40
35
30
25 Гетьман
20 МЗоорнярноий
15
10
5
0
0 12 24 36 48 60 90
Рисунок 3.2. – Ступінь замочування при температурі 15 º С
43
Таблиця 3.3. – Ступінь замочування при температурі 20 º С
Сорт Початков Тривалість замочування, год
ячменю а 12 24 36 48 60 90
волога, %
Гетьман 14,0 38 39 39 42 44 46
Зоряний 13,7 32 36 37 40 44 48
Монро 14,5 31 35 37 39 43 47
60
50
40
30 ЗГеотрьямнаин
20 Монрой
10
0
0 12 24 36 48 60 90
Рисунок 3.3. – Ступінь замочування при температурі 20 º С
Проаналізувавши отриманні данні отримали, ми бачимо, що чим менше
білка в ячмені тим швидше відбувається замочування. Це обумовлено тим,
що ячмені з високим вмістом білків важко піддаються обробці, гірше
вбирають вологу, схильні до нагрівання і гірше розчиняються. У процесі
переробки таких ячменів відзначаються значні втрати солоду.
Необхідний ступінь поглинання отримали при температурі 20 ºС, але
така температура сприяє розвитку стороньої мікрофлори, тому
рекомендовано використовувати температуру 15 ºС. Температура води для
замочування 13 ° С, потребує більш тривалого терміну (5діб), а при 15 ºС – 4
доби. Оптимальне замочування є гарантією гарного розчинення солоду.
44
Пророщування.
Відомо, що чим вищий ступінь замочування, тим нижчою має бути
температура при пророщуванні, щоб уникнути зайвих втрат солоду за
рахунок утворення проростків і плісняви. Для деяких сортів ячменю в
останній день пророщування доцільно підняти температуру до 20-22 ° С для
підвищення ступеня розчинення. Якщо потрібно отримати солод із меншим
вмістом розчинного азоту, то пророщування ведуть при вищих температурах
(20-22 °С). Однак достатньо підвищити температуру на перший і другий день
пророщування, а потім вести без нагріву (12-15 °С).
Якщо зерно пророщують без нагріву (12-15 °С) і без аерації, то
отримують солод з високим вмістом розчинного азоту і високим значенням
числа Кольбаха. Хорошим вважається ступінь розчинення 38-40% (кількість
Кольбаха), а при переробці ячменів з високим вмістом білка - 39-41%.
За високого ступеня розчинення збільшуються вміст антоціаногенів у
солоді, вихід екстракту, кольоровість пива, кінцевий ступінь зброджування,
кількість загальних азотистих речовин, амінокислот, редукуючих речовин, а
пінистість, кількість гірких речовин, частини побічних продуктів бродіння,
в'язкість та pH знижуються.
Наступним етапом визначали вплив тривалості солодорощеня на якість
солоду (табл. 3.4).
Таблиця 3.4. – Вплив тривалость пророщення на якість солоду
Вміст Тривалість Ступінь Екстрактивність,% Діастатична
білків, солодорощення, розчинення,% активність
% доба
11,6 3 4,3 37,2 260
6 2,2 42,8 280
9 1,2 43,2 290
13,0 3 4,0 37,7 240
6 2,1 41,2 290
9 1,9 41,8 280
45
Продовження таблиці 3.4.
13,3 3 3,9 33,6 240
6 2,8 35,4 270
9 2,0 36,8 300
5
4.5
4
3.5
3
2.5 1113,60%2
1.5 13,%30%
1
0.5
0
3 доба 6 доба 9 доба
Рисунок 3.4. – Ступінь розчинення солоду в залежності від тривалості
пророщення
50
45
40
35
30
25 1
20 113
1%,60%3,30%
15
10
5
0
3 доба 6 доба 9 доба
Рисунок 3.5. – Екстрактивність солоду в залежності від тривалості
пророщення
46
350
300
250
200 1131%,60%150 13,30%
100
50
0
3 доба 6 доба 9 доба
Рисунок 3.6. – Діастатична активність солоду в залежності від
тривалості пророщення
Зі збільшенням тривалості пророщення підвищується якість солодів,
але при цьому солодорощення необхідно вести холодним способом.
Вплив температури на якість солоду наведено в таблиці 3.5.
Таблиця 3.5. – Вплив температури солодорощення на якість солоду.
Показники 12 ºС 15 ºС 18 ºС 21 ºС
Тривалість, днів
6 9 6 9 6 9 6 9
Екстрактивність,% 81,0 81,0 80,9 80,9 78,8 78,5 77,0 77,4
Ступінь 2,3 2,0 1,6 1,5 1,6 1,5 1,7 1,3
розчинення,%
Діастатична 320 330 280 305 295 300 270 270
активність
47
82
81
80
79 12 ºС
78 115281 º
ºСС
77 ºС
76
75
6 доба 9 доба
Рисунок 3.7. – Ступінь розчинення солоду в залежності від
температури пророщення
2.5
2
1.5
1152 º18 ººС
С
1 21 ºСС
0.5
0
6 доба 9 доба
Рисунок 3.8. – Екстрактивність солоду в залежності від температури
пророщення
48
350
300
250
200 12 ºС
150 15 ºС
100 2118 ººСС
50
0
6 доба 9 доба
Рисунок 3.9. – Діастатична активність солоду в залежності від
температури пророщення
Тривале, але холодне обертання сприяє розвитку солоду, а високі
температури негативно впливають на його якість.
З технологічних факторів найбільший вплив на розчинення білків при
солодоращенні надає температура пророщування ячменю. Оптимальною для
активування протеаз є температура в інтервалі від 13 до 17 ° С. Численні
роботи підтвердили, що холодний температурний режим солодоращенні
підвищує ступінь розчинення білків вже тому, що солод, що отримується,
містить більше активних протеаз. Крім того, при повільному пророщуванні в
умовах низької температури вміст розчинних білків зростає в зернах не
тільки за рахунок придушення росту зародкового листка і паростків, але і за
рахунок обмеження вторинного синтезу білків у зародку. Люерс пояснює
різницю між результатами холодного і теплого режимів солодоріння
прагненням рослини, що утворюється, зберігати при різних умовах
приблизно однакову швидкість росту. Тому інтенсивніша діяльність
ферментів при підвищеній температурі компенсується їх слабким
активуванням при теплому режимі солодоращення. Солод, отриманий при
49
теплому режимі солодорущення (до 25°С), містить більше
високомолекулярних фракцій азоту і менше середніх і низькомолекулярних
фракцій. Помітний вплив на розчинення білків при солодоращении надає
також ступінь замочування ячменю. Вищий ступінь замочування відповідає і
більш високого ступеня розчинення його білків.
3.2 Математико-статистична обробка результатів досліджень
Математико-статистична обробка результатів досліджень здійснена
методом регресійно-кореляційного аналізу.
Було визначено вхідні параметри, що регулюють ступінь замочування
ячменю.
Вхідні параметри процесу:
- τ – тривалість замочування, год;
- Т- температура замочування, ºС.
Вихідна функція:
- СЗ – ступінь замочування, %.
У загальному вигляді функцію можна представити так:
СЗ = f (Т, τ)
Загальна схема математичної моделі зображено на рис. 3.6.
x1 (Т)
ОХТ у (СЗ )
х2 (τ)
Рисунок 3.10 – Загальна схема математично-статистичної моделі
Побудова плану повного факторного експерименту
Для проведення дослідів складають план з відповідними матрицями
планування експерименту із вказуванням кількості дослідів та межі зміни
факторів.
50
Матриця являє собою перелік варіантів, взятих в даній серії дослідів. В
матриці повного факторного експерименту (ПФЕ) досліджувані фактори
змінюються лише на двох рівнях: верхньому та нижньому.
Кількість дослідів повного факторного експерименту:
,
де n=2 - кількість вхідних факторів.
Кількість дублюючих дослідів m=2.
Нормалізація вихідного рівняння регресії, тобто перетворення змінних
хі в безрозмірні нормалізовані zi:
,
де хі - значення фактора на «+»-рівні;
х0 - значення фактора на 0-рівні;
Δхі - крок варіювання.
Рівняння регресії матиме наступний вигляд:
.
Визначивши, які фактори впливають на процес, визначаються їх рівні
варіювання та крок варіювання:
Таблиця 3.6 – Вихідні дані
Одиниці Крок Верхній Нижній
Фактор 0-рівень
вимірювання варіювання рівень «+» рівень «-»
х1 (Т) ºС 16,5 3 21 12
х2 (τ) год 48 12 84 12
Матриця повного двофакторного експерименту наведена у табл. 3.8 :
51
Таблиця 3.7 – Матриця повного двофакторного експерименту
№
z z z z ·z
досліду. 0 1 2 1 2
1 + + + +
2 + + - -
3 + - + -
4 + - - +
Результати експериментів і розрахунків наведено в табл.3.8.
Таблиця 3.8– Результати досліджень
Розрахунки
№ досліду
у1 у2 Відхилення,%
1 44 46 45 2 45 0
2 45 46 45,5 0,5 45,5 0
3 46 47 46,5 0,5 46,5 0
4 45 47 46 2 46 0
Перевірка однорідності дисперсій
Дисперсія паралельних дослідів кожного рядка матриці плану
розраховується за рівнянням:
,
де m=2 – кількість паралельних дослідів.
;
;
52
;
Найбільше значення max з усіх розрахованих складає:
;
Сума дисперсій розраховуємо за формулою:
Розраховуємо критерій Кохрена:
Примітка: табличне значення критерію Кохрена Gкр, для значень
ступеня свободи f1=N=4 та f2=m-1=2-1=1, рівня значущості α=5% становить
0,9065.
Отже, дисперсії вихідного параметру в паралельних дослідах є
однорідними, тобто отримане рівняння регресії є відтворюваним.
Загальна похибка дослідів становить:
Розрахунок коефіцієнтів рівняння регресії
53
;
Перевірка значущості коефіцієнтів регресії
Дисперсія коефіцієнтів регресії складає:
,
Відхилення будь-якого коефіцієнту розраховуємо за формулою:
,
де tT=2,78—табличне значення критерія Стьюдента для ступеню
свободи f1= N(m-1) = 4(2-1) = 4 та рівня значущості α=5% [ ].
Розрахунок значення критерію Стьюдента для кожного коефіцієнту
регресії:
;
;
;
.
54
Примітка: tbi > tT, виконання цієї умови дає підставу констатувати
значущість відповідного і-го коефіцієнту. В нашому випадку значущими є
коефіцієнти b0, b1, b2, b12.
Записуємо в остаточному вигляді отримане рівняння регресії першого
порядку:
Підставляючи значення кожного фактора в отримане рівняння регресії,
отримаємо розрахункові значення функції та порівнюємо їх із
дослідними значеннями:
Перевірка рівняння регресії на адекватність
Підставляючи значення кожного фактора в отримане рівняння регресії,
отримано розрахункові значення функції, які порівнюються з дослідними
значеннями.
Перевірка отриманого рівняння регресії на адекватність дійсному
процесу:
S2зал = 1/2 [(45-45)2 +(45,5-45,5)2+(46,5-46,5)2+(46-46)2]=0
Розрахунок значення критерію Фішера:
55
Примітка: за таблицями для ступеня свободи f1 = N - l = 4-3 = 1 та
f2 = N (m -1) = 4 , рівня значущості α=5%;
де l=2—кількість коефіцієнтів в рівнянні регресії, які стоять перед
основними факторами, табличне значення критерію Фішера: FT=224,6.
Перевірка умови адекватності:
Fp < FT= 0 < 224,6.
Отже, отримане рівняння регресії є адекватним дослідженому процесу,
що також доводиться порівнянням дисперсій.
Перейдемо від безрозмірних (кодованих) значень факторів до їх
натуральних значень:
��1 = Т1−16,5
3
��1 = ��1−48
12
СЗ = 45,75 - 0,5 · (Т1−16,5
3 ) + 0( ��1−48) - 0,25 (Т1−16,5) ( ��1−48
12 3 12 )
Рівняння регресії
СЗ = 54 – 0,162·Т – 0,115· �� + 0,0069·Т· ��
Отримане значення свідчить про те, що отримане рівняння регресії
залежності ступеня замочування ячменю забезпечується тривалістю та
температурою.
56
Розділ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
4.1. Принципова технологічна схема
Ячмінь
Первинне очищення мінеральні відходи
зернові відходи
Зберігання
Вторинне очищенне мінеральні відходи
зернові відходи
Сортування зернові відходи
Ісорт ІІсорт ІІІ сорт
Вода
Повітря Миття і дезінфекція відпрацьована вода
Дезінфіканти сплав
Вода
Повітря Замочування відпрацьована вода
відпрацьоване повітря
Вода
Повітря Пророщування відпрацьована вода
відпрацьоване повітря
Свіжепророслий солод
На сушіння
Рисунок 2.1 – Принципово-технологічна схема виробництва солоду
57
4.2 Опис апаратурно-технологічної схеми
Ячмінь норією 1, надходить через проміжний бункер 2, зважується на
вагах 3. Проходить магнітний сепаратор, де відділяється пил і направляється
в повітряно-ситовий сепаратор 5, в якому відділяється смітна домішка, що
надходить на утилізацію, відпрацьоване повітря спрямовується у рукавний
фільтр 4 на очистку. Очищенне зерна, яке через бункер трієр 6 надходить у
розсів 7. Розсів розділяє зернову масу на три фракції – ячмінь І , ІІ та ІІІ
сорту, звідки зерно через автоматичні ваги 9,10,11 надходить до відповідних
бункерів 12,13,14. Ячмінь ІІІ сорту надходить на реалізацію, І та ІІ сорт
норією 15 переміщається через проміжний бункер 16, ваги 17, підваговий
бункер 19 в мийний апарат 20.
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 21, 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 26 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 26 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 27, вентилятор 28).
Об’єднання кількох (8…10) таких апаратів в одному блоці створює
58
однопредметний потік з циклічним виробництвом свіжопророслого солоду,
скорочує необхідні виробничі площі та полегшує механізацію і
автоматизацію виробничих процесів.
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.
Вартість горизонтальних пневматичних апаратів для повітряно-
зрошувального замочування та пророщування зерна і витрати на їх монтаж у
1,5 раза нижчі вартості апаратів такої самої потужності, які застосовують для
виробництва солоду за класичною технологією (апарати для замочування
зерна — циліндрично-конічні та апарати для його пророщування, змонтовані
в окремих приміщеннях).
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
59
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.
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
5…7 діб) свіжопророслий солод подають на сушіння і термічне оброблення в
сушарці.
60
Рисунок 2.2. –Апаратурно-технологічна схема
4.3 Розрахунок продуктів
Розрахунок виробництва солоду проводиться на 100 кг от сортованого і
очищеного ячменю. Екстрактивність ячменю в залежності від сорту, року
урожаю і місця вирощування коливається від 65 до 83%. Пивоварний ячмінь
повинен мати екстрактивність не нижче 75% в перерахунку на сухі речовини.
Для отримання 100кг очищеного ячменю ( ) потрібно товарного
ячменю(в кг) [21;22]
де - сума відходів ячменю при очистці і сортуванні(12 мас.%) плюс
витрати при розгрузці (0,15 мас.%) і зберігання ячменю на складі (0,05-0,1
мас.%)
61
При насипі щільність ячменю ІІІ сорту об’єм
товарного ячменю (в ) буде дорівнювати .
Маса ячменю (в кг) – схід з сита 2,2×20 мм (ІІІ сорт)
де - відсоток зернових відходів ячменю ІІІ сорту (6,2 мас. %).
При насипній щільності ячменю ІІІ сорту об’єм
ячменю ІІІ сорту(в )
Маса зернових відходів (в кг) буде дорівнювати
де - відсоток зернових відходів (4,2 мас. %).
При насипній щільності зернових відходів об’єм
їх (в )[21;22]
Маса бур’янистих відходів (в кг)
де - відсоток бур’янистих відходів (1,6 мас.%).
62
При насипній щільності бур’янистих відходів їх
об’єм (в )[21;22]
Кількість сухих речовин ячменю, що надходять для замочування
(в кг), обраховуємо за формулою
де - маса очищеного і відсортованого ячменю, кг; - вологість
очищеного ячменю (14-15 мас.%).
Маса замоченого ячменю (в кг)
де - втрати сухих речовин при замочуванні на сплав (1%) і на
вилуговування (0,6 мас.%); - вологість замоченого ячменю (43 мас. %).
Об’єм замоченого ячменю (в )
де - насипна щільність замоченого зерна( ).
Маса повітряно-сухого сплаву (в кг)
,
63
де - процент повітряно-сухого сплаву(1 мас.%).
При насипній щільності повітряно-сухого сплаву
об’єм його (в )
Маса вологого сплаву(в кг)
де - вологість повітряно-сухого сплаву (15 мас.%); - вологість
мокрого сплаву (30 мас.%).
При насипній щільності вологого сплаву його
об’єм
(в )
Маса свіжо пророслого солоду (в кг) знаходимо за
формулою:
де - відсоток втрат сухих речовин на дихання при пророщуванні
зерна (5,7 мас.%), - вологість свіжо пророслого солоду (42 мас. %).
Об’єм свіжо пророслого солоду (в )
64
,
де - насипна щільність свіжо пророслого солоду( )
Маса свіжо висушеного солоду(в кг)
де - процент потер на ростки (4,3 мас.%); - вологість свіжо
висушеного солоду (3 мас. %).[21;22]
Об’єм свіжо висушеного солоду (в )
,
де - насипна щільність свіжо висушеного солоду
Маса відлежаного солоду
,
де - вологість відлежаного солоду (в середньому 5,5-5 мас.%),
приймаємо
Об’єм відлежаного солоду (в )
,
де - насипна щільність відлежаного солоду ( )
65
Маса товарного солоду (в кг) після зберігання і поліровки
,
де - відсоток втрати солоду при зберіганні на елеваторі (0,07 мас.%);
- відсоток втрат солоду при поліруванні (0,55 мас.%)
Маса ростків (в кг) на реалізацію
,
де - відсоток відходів на утворення ростків (4,3 мас.% ); -
вологість ростків (10 мас.%)
Втрати ячменю (в кг) при розгрузці і зберіганні знаходимо по формулі
,
де - відсоток втрат ячменю при розгрузці (0,15 мас.%); -
відсоток втрати ячменю при зберіганні на складі (0,09 мас.%)
Таблиця 4.1 - Матеріальний баланс при виробництві солоду
№ Маса продукту, кг
п/п
на 100кг на 100кг
очищеного і товарного солоду
Продукт відсортованого
ячменю
1 2 3 4
1 Товарний ячмінь 113,95 143,88
2 Очищений і відсортований 100,00 126,26
ячмінь
66
3 Ячмінь – схід 2,2×20мм (ІІІ сорт) 7,07 8,93
4 Зернові відходи 4,79 6,05
5 Бур’янисті відходи 1,82 2,30
6 Замочений ячмінь 147,6 186,36
7 Повітряно-сухий сплав 1,0 1,26
8 Вологий сплав 1,214 1,533
9 Свіжопророслий солод 136,65 172,54
10 Свіжовисушений солод 77,92 98,38
11 Відлежавшийся солод 79,70 100,63
12 Товарний солод 79,20 100,00
13 Ростки 4,085 5,16
14 Втрати ячменю при розгрузці і 0,26 0,33
зберіганні
67
4.5. Соціально-економічна ефективність роботи
Розрахунок собівартості продукції
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
Розрахунок ведем на 1000 кг товарного солоду
Таблиця 4.2 – Розрахунок потреби в сировині, матеріалах
№ Найменування Одиниці Ціна, Витрати Сума, грн
виміру грн на т
1 Зерно (ячмінь) Т 5000 1,4388 7194
2 Вода м 12,0 9 108
3 Гіберелінова к.- дм 1000 0,2 200
та
Разом 7502
На 1 кг 7,502
Розрахунки вартості сировини, матеріалів, палива та енергії
представлені в таблиці 4.3.
Таблиця 4.3 – Розрахунки вартості палива та енергії
№ Найменування Одиниці Ціна, грн Витрати Сума, грн
виміру на т.
1 Електроенергія кВт/год 3,7 240 888
2 Пара т 7000 2,0 14000
3 Холод Гкал 5000 0,6 3000
Всього 17888
На 1 кг. 17,888
17,888+7,502 = 25,39 грн/кг
68
Розділ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ
5.1.Законодавство України в галузі охорони праці
Законодавство України про охорону праці – це система взаємозв’я-
заних законів та інших нормативно - правових актів, що регулюють
відносини у сфері реалізації державної політики щодо соціального
захисту її громадян в процесі трудової діяльності. Воно складається з
Закону України «Про охорону праці», Кодексу законів про працю України,
Закону України «Про загальнообов’язкове державне соціальне
страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного
захворювання, які спричинили втрату працездатності» та прийнятих
відповідно до них нормативно-правових актів. [4;16]
Базується законодавство України про охорону праці на
конституційному праві всіх громадян України на належні, безпечні і здорові
умови праці, гарантовані статтею 43 Конституції України. Ця ж стаття
встановлює також заборону використання праці жінок і неповнолітніх на
небезпечних для їхнього здоров’я роботах. Ст. 45 Конституції гарантує право
всіх працюючих на щотижневий відпочинок та щорічну оплачувану
відпустку, а також встановлення скороченого робочого дня щодо окремих
професій і виробництв, скороченої тривалості роботи у нічний час.
Інші статті Конституції встановлюють право громадян на соціальний
захист, що включає право забезпечення їх у разі повної, часткової
або тимчасової втрати працездатності (ст. 46); охорону здоров’я,
медичну допомогу та медичне страхування (ст. 49); право знати свої
права та обов’язки (ст. 57) та інші загальні права громадян, в тому
числі, право на охорону праці.
Основоположним документом в галузі охорони праці є Закон України
«Про охорону праці», який визначає основні положення щодо реалізації
конституційного права працівників на охорону їх життя і здоров’я у процесі
трудової діяльності, на належні, безпечні і здорові умови
69
праці, регулює за участю відповідних державних органів відносини між
роботодавцем і працівником з питань безпеки, гігієни праці та виробничого
середовища і встановлює єдиний порядок організації охорони
праці в Україні. Інші нормативні акти мають відповідати не тільки
Конституції та іншим законам України, але, насамперед, цьому Законові.
Закон України «Про охорону праці», прийнятий у 1992 році, вперше не
лише в Україні, став таким
правовим актом, який на відміну від норм охорони праці, що діяли в
кодексах законів про працю, орієнтує законодавство на захист інтересів
громадянина, віддаючи перевагу в цій важливій сфері правовому
регулюванню на відміну від адміністративного, що існувало раніше. У
листопаді 2002 р. Верховна Рада
України прийняла нову редакцію цього закону. Закон «Про охорону
праці» відповідає діючим конвенціям і рекомендаціям Міжнародної
організації праці, іншим міжнародним правовим нормам у цій галузі.
Кодекс законів про працю (КЗпП) України затверджено Законом
Української РСР від 10 грудня 1971 р. і введено в дію з 1 червня 1972 р.
До нього неодноразово вносилися зміни і доповнення. Правове
регулювання охорони праці в ньому не обмежується главою ХІ «Охорона
праці». Норми щодо охорони праці містяться в багатьох статтях інших
глав КЗпП України: «Трудовий договір», «Робочий час», «Час відпочинку»,
«Праця жінок», «Праця молоді», «Професійні спілки»,
«Нагляд і контроль за додержанням законодавства про працю».
Відповідно до Конституції України, Закону України «Про охорону
праці» та Основ законодавства України про загальнообов’язкове державне
соціальне страхування у 1999 р. було прийнято Закон України
«Про загальнообов’язкове державне соціальне страхування від нещасного
випадку на виробництві та професійного захворювання, які спри1
чинили втрату працездатності». Цей закон визначає правову основу,
економічний механізм та організаційну структуру загальнообов’язкового
70
державного соціального страхування громадян від нещасного випадку на
виробництві та професійного захворювання, які призвели до втрати
працездатності або загибелі людини на виробництві. [21;22]
До основних законодавчих актів про охорону праці слід віднести
також «Основи законодавства України про охорону здоров’я», що
регулюють суспільні відносини в цій галузі з метою забезпечення
гармонічного розвитку фізичних і духовних сил, високої працездатності
і довголітнього активного життя громадян, усунення чинників, які
шкідливо впливають на їхнє здоров’я, попередження і зниження
захворюваності, інвалідності та смертності, поліпшення спадкоємності.
«Основи законодавства України про охорону здоров’я» передбачають
встановлення єдиних санітарно-гігієнічних вимог до організації
виробничих та інших процесів, пов’язаних з діяльністю людей, а
також до якості машин, устаткування, будинків та таких об’єктів, що
можуть шкідливо впливати на здоров’я людей (ст. 28); вимагають
проведення обов’язкових медичних оглядів осіб певних категорій, в тому
числі працівників, зайнятих на роботах із шкідливими та небезпечними
умовами праці (ст. 31); закладають правові основи медико-соціальної
експертизи втрати працездатності (ст. 69). [21;22]
Закон України «Про забезпечення санітарного та епідемічного
благополуччя населення» встановлює необхідність гігієнічної регламентації
небезпечних та шкідливих факторів фізичної, хімічної та біологічної
природи, присутніх в середовищі життєдіяльності людини, та
їхньої державної реєстрації (ст. 9), вимоги до проектування, будівництва,
розробки, виготовлення і використання нових засобів виробництва та
технологій (ст. 15), гігієнічні вимоги до атмосферного повітря в
населених пунктах, повітря у виробничих та інших приміщеннях
(ст. 19), вимоги щодо забезпечення радіаційної безпеки (ст. 23) тощо.
Закон України «Про пожежну безпеку» визначає загальні правові,
економічні та соціальні основи забезпечення пожежної безпеки на
71
території України, регулює відносини державних органів, юридичних
і фізичних осіб у цій галузі незалежно від виду їх діяльності та форм
власності. Забезпечення пожежної безпеки є складовою частиною
виробничої та іншої діяльності посадових осіб, працівників підприємств,
установ, організацій та підприємців, що повинно бути відображено у
трудових договорах (контрактах) та статутах підприємств,
установ та організацій. Забезпечення пожежної безпеки підприємств,
установ та організацій покладається на їх керівників і уповноважених
ними осіб, якщо інше не передбачено відповідним договором (ст. 2).
Закон України «Про об’єкти підвищеної небезпеки» визначає правові,
економічні, соціальні та організаційні основи діяльності, пов’язаної з
об’єктами підвищеної небезпеки, і спрямований на захист життя
і здоров’я людей та довкілля від шкідливого впливу аварій на цих
об’єктах шляхом запобігання їх виникненню, обмеження (локалізації)
розвитку і ліквідації наслідків. [21;22]
Окремо питання правового регулювання охорони праці містяться в
багатьох інших законодавчих актах України.
Глава 40 Цивільного кодексу України «Зобов’язання, що виникають
внаслідок заподіяння шкоди» регулює загальні підстави відшкодування
шкоди і у т. ч. відповідальність за ушкодження здоров’я і
смерть працівника у зв’язку з виконанням ним трудових обов’язків.
Карний кодекс України містить розділ Х «Злочини проти виробництва»,
271–275 статті якого встановлюють кримінальну відповідальність за
порушення вимог охорони праці, які привели до ушкодження здоров’я або
смерті працівника або створили ситуацію, що загрожує життю людей.
Крім вищезазначених законів, правові відносини у сфері охорони
праці регулюють інші національні законодавчі акти, міжнародні договори та
угоди, до яких Україна приєдналася в установленому порядку,
підзаконні нормативні акти: Укази і розпорядження Президента України,
рішення Уряду України, нормативні акти міністерств та інших
72
центральних органів державної влади. На сьогодні кілька десятків
міжнародних нормативних актів та договорів, до яких приєдналася
Україна, а також більше сотні національних законів України безпосередньо
стосуються або мають точки перетину із сферою охорони
праці. Для регулювання окремих питань охорони праці у відповідності з
Законом «Про охорону праці» діють майже 2000 підзаконних
нормативних актів. Всі ці документи створюють єдине правове поле
охорони праці в нашій країні. [21;22]
5.2. Мікроклімат виробничих приміщень[21;22]
Мікроклімат виробничих приміщень — це умови внутрішнього
середовища цих приміщень, що впливають на тепловий обмін працюючих
з оточенням. Як фактор виробничого середовища, мікроклімат впливає на
теплообмін організму людини з цим середовищем і, таким
чином, визначає тепловий стан організму людини в процесі праці.
Мікрокліматичні умови виробничих приміщень характеризуються
такими показниками:
• температура повітря (0С),
• відносна вологість повітря (%),
• швидкість руху повітря (м/с),
• інтенсивність теплового (інфрачервоного) опромінювання
(Вт/м2) від поверхонь обладнання та активних зон технологічних
процесів (в ливарному виробництві, при зварюванні і т. ін.).
При виконанні роботи в організмі людини відбуваються певні
фізіологічні (біологічні) процеси інтенсивність яких залежить від
загальних затрат на виконання робіт і які супроводжуються тепловим
ефектом і завдяки яким підтримується функціонування організму.
Частина цього тепла споживається самим організмом, а надлишки
тепла повинні відводитись в оточуюче організм середовище.
73
Відповідно до сучасних уявлень основними видами теплообміну організму
людини з навколишнім її середовищем є:
– конвективний якій залежить від температури повітря, його вологості
та рухливості, завдяки якому за нормальних мікрокліматичних умов організм
людини віддає у навколишнє середовище біля 20% надлишкового тепла;
– випарюванням вологи з поверхні тіла, який залежить від відносної
вологості та рухливості повітря, завдяки якому у навколишнє середовище
відводиться теж біля 20% надлишкового тепла;
– випромінюванням, який залежить від результуючого променевого
теплового потоку що випромінюється тілом людини у виробниче середовище
і оточуючими джерелами теплового випромінювань в напрямку тіла людини,
завдяки якому за нормальних мікрокліматичних умов тіло людини може
віддавати у виробниче середовище біля 50% надлишкового тепла;
– кондукцією, який залежить від температури поверхонь, що оточують
людину у умовах виробництва.
Кількість надлишкового тепла, яке має віддати тіло працівника у
навколишнє (виробниче) середовище залежить від енергетичних (фізичних,
розумових емоційних, нервових і т. ін.) навантажень при виконанні робіт.
При цьому одночасно здійснюється перерозподіл засобу теплообміну
людина –середовище. Так, при підвищенні важкості праці та температури
середовища до температури тіла і вище, теплообмін в значної мірі
здійснюється за рахунок випарювання (кількість поту з поверхні шкіри
досягає 1–1,5 л/год.
5.3. Освітлення виробничих приміщень[21;22]
Залежно від джерел світла освітлення може бути природним, що
створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом
небосхилу; штучним, що створюється електричними джерелами світла, та
суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення
доповнюється штучним.
74
Природне освітлення поділяється на:
 бокове (одно- або двобічне), що здійснюється через світлові
отвори (вікна) в зовнішніх стінах;
 верхнє, здійснюється через отвори (ліхтарі) в дахах і
перекриттях;
 комбіноване – поєднання верхнього та бокового освітлення.
Штучне освітлення може бути загальнім та комбінованим. Загальне
освітлення передбачає розміщення світильників у верхній зоні приміщення
(не нижче 2,5 м над підлогою) для здійснювання загальне рівномірного або
загального локалізованого освітлення (з урахуванням розтушування
обладнання та робочих місць). Місцеве освітлення створюється
світильниками, що концентрують світловий потік безпосереднього на
робочих місцях. Комбіноване освітлення складається із загального та
місцевого. Його доцільно застосувати при роботах високої точності, а також,
якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок
світла. Одне місцеве освітлення у виробничих приміщеннях заборонене.
За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на
робоче, чергове, аварійне, евакуаційне, охоронне.
Робоче освітлення створює необхідні умови для нормальної трудової
діяльності людини.
Чергове освітлення – зніжений рівень освітлення, що передбачається у
неробочий час, при цьому використовують частину світильників інших видів
освітлення.
Аварійне освітлення вмикається при вимиканні робочого освітлення.
Світильники аварійного освітлення живляться від автономного джерела і
повинні забезпечувати освітленість не менше 5% величини робочого
освітлення, але не менше 2 лк на робочих поверхнях виробничих приміщень і
не менше 1 лк на території підприємства.
Евакуаційне освітлення вмикається для евакуації людей з приміщення
під час виникнення небезпеки. Воно встановлюється у виробничих
75
приміщеннях з кількістю працюючих більше 50, а також у при міщеннях
громадських та допоміжних будівель промислових підприємств, якщо в них
одночасно можуть знаходитися більше 100 чоловік.
Евакуаційна освітленність у приміщеннях має бути 0,5 лк, поза
приміщенням – 0,2 лк.Охоронне освітлення передбачається вздовж границь
територій, що охороняються, і має забезпечувати освітленість 0,5 лк.
5.4. Правила техніки безпеки під час роботи в лабораторії[5]
Лабораторні заняття проводяться під керівництвом викладача та
лаборанта. Перед початком лабораторних занять студенти проходять
інструктаж з техніки безпеки, який оформлюється у спеціальному журналі.
Крім того, під час кожної роботи вони одержують усний інструктаж від
викладача.
Студенти несуть дисциплінарну відповідальність у разі недотримання
вимог з охорони праці, техніки безпеки та протипожежної профілактики.
Працювати в лабораторії студенти повинні на постійному робочому
місті тільки в халатах, застебнутих на всі ґудзики. Волосся має бути
підібране під косинку чи шапочку.
Під час виконання лабораторних робіт необхідно дотримуватися
наступних правил роботи з хімічними реактивами:
1. Обережно поводитись з хімічними реактивами:
– уникати потрапляння цих речовин на руки, не торкатися ними
обличчя та очей, після роботи руки слід ретельно вимити;
– не пробувати хімічні реактиви на смак;
– усі речовини слід нюхати дуже обережно, не нахиляючись над
посудиною та не вдихаючи на повні груди, а спрямовуючи до себе пари чи
гази рухом руки;
– не користуватися невідомими реактивами (без написів і етикеток);
– ніяких речовин з лабораторії не можна брати додому.
76
2. Реактиви для дослідів слід брати лише в тих кількостях, які зазначені
в методиці. Сухі реактиви слід брати за допомогою шпателя,
розчини – піпеткою, для кожного реактиву необхідно мати окремий шпатель
або піпетку. Набирати отруйні та їдкі рідин в піпетки не ротом, а за
допомогою гумової груші. Подрібнювати сухі луги можна лише в запобіжних
окулярах. Брати твердий луг тільки пінцетом або щипцями.
3. Надлишок реактиву не виливати і не висипати назад в посуд, з якого
вони взяті; поміщати в посуд для зливу або спускати із струмом води в
каналізацію.
4. Дотримуватися обережності в роботі з розчинами кислот, лугів й
інших їдких рідин:
– готуючи розчини сірчаної кислоти необхідно лити концентровану
кислоту у воду, а не навпаки, оскільки, внаслідок сильного місцевого
розігрівання, можливе розбризкування кислоти. Крім того необхідно
користуватися тонкостінною склянкою або фарфоровим посудом;
– у разі попадання кислоти на шкіру або слизові оболонки спочатку
промити уражене місце великою кількістю води, а потім розчином соди
(гідрокарбонату натрію);
– у разі попадання лугу на шкіру або слизові оболонки спочатку
промити уражене місце водою до тих пір, поки ділянка не перестане бути
слизькою, а потім розчином оцтової кислоти.
5. Проведення дослідів у брудному лабораторному посуді
забороняється.
6. Нагріваючи рідини, необхідно тримати пробірку отвором від себе і
людей, що знаходяться поруч. Не нахилятися над посудом, в якому щось
кипить чи в який наливається рідина, оскільки бризки можуть потрапити в
очі.
7. Категорично забороняється нагрівати або охолоджувати будь-які
розчини у герметично закритих місткостях, а також закривати колби з
гарячою рідиною.
77
8. Переносити посуд з гарячою рідиною треба використовуючи
рушник, тримаючи посудину обома руками: однією – за дно, іншою – за
горловину. Великі хімічні стакани з рідиною потрібно піднімати лише двома
руками так, щоб відігнуті краї склянки опиралися на вказівні пальці.
9. Роботу з леткими речовинами (етером, бензеном, ацетоном та ін.),
концентрованими лугами та кислотами проводити акуратно і під витяжною
шафою, не зливати їх в каналізацію без попереднього розведення.
10. Роботу з легкозаймистими рідинами вести під витяжною шафою та
подалі від нагрівальних приладів. У разі загорання спирту, ефіру та інших
легкозаймистих рідин не гасити полум’я водою, а скористатися піском.
11. Обережно працювати зі скляним лабораторним посудом, що легко
б’ється. Рештки побитого лабораторного скляного посуду слід ретельно
змісти у спеціальний збірник. Сировину чи напівфабрикати, у які могли
потрапити скляні уламки, необхідно викинути у спеціальний збірник.
12. Негайно прибрати усе пролите, розбите і просипане на столах або
на підлозі в лабораторії:
– якщо кислота проллється на стіл або на підлогу, її слід нейтралізувати
лугом або содою;
– меркурій, пролитий в результаті поломки приладів або розбитті
термометрів, збирають за допомогою амальгамованих пластинок з міді або
білої жесті.
13. У дослідах з використанням електроприладів необхідно
переконатися в їх справності, правильності підключення до електромережі та
контуру заземлення. Під час виконання роботи не можна переносити
увімкнуті електроприлади та залишати їх без нагляду. У разі перерви в подачі
електроенергії всі пристрої мають бути негайно вимкнуті.
14. Після закінчення роботи в лабораторії необхідно вимкнути всі
електроприлади, якими користувалися, витяжну шафу, воду, прибрати свої
робочі місця та здати їх лаборантові або завідувачу лабораторії. Обов’язково
ретельно вимити руки.
78
Про усі випадки відхилення від нормального ходу лабораторного
зайняття, порушення даних правил, повідомляти передусім викладачеві,
черговому лаборантові або завідувачеві лабораторією.
З метою протипожежної безпеки хімічна лабораторія забезпечена
вогнегасниками, ящиками з піском, ковдрами. Необхідно знати, де
знаходяться протипожежні засоби і порядок термінової евакуації з
лабораторії під час пожежі.
79
ВИСНОВКИ
Питання переробки ячменів з високим вмістом білків набуло
першочергового значення тільки в останні роки. Це викликано тим, що
солодових ячменів з низьким вмістом азотистих речовин, які легко
перероблялися і давали солод з необхідним складом азотистих речовин,
раніше було цілком достатньо. В даний час прагнення отримувати високі
врожаї та пов'язане з цим надмірне захоплення азотними добривами, нова
агротехніка, інша технологія збирання врожаю, виведення нових сортів
призвели до того, що вміст білків у ячмені різко підвищився. Таке становище
останнім часом стало загальноєвропейською проблемою. Тако ж на вміст
білка впливає глобальне потепління, засуха суттєво впливає на збільшення
білка в ячмені.
Відомо, що високий вміст білка (понад 13 %) супроводжує знижені
вміст крохмалю та екстрактивність [Нарцис Л., 2007], підвищення вмісту
білка на 1 % знижує екстрактивність в середньому на 0,6- 0,7%, а для деяких
сортів - на 0,9-1,0%.
Початковою стадією солодоріння є замочування. Для проростання
зародку потрібно, щоб вологи в зерні було більше 30%. Відомі різні способи
замочування, а саме повітряно-зрошувальний, повітряно – водяний та у
безперервному потоці води і повітря. Тривалість замочування в залежності
від способу 1-4 дні. Метою замочування є швидке та однорідне поглинання
води зерном та ініціювання проростання зерна. Недостатня ефективність
замочування не може бути компенсована на пізніших стадіях пророщування.
На тривалість замочування також впливає температура води, режим
занурення та швидкості поглинання води. Останнє залежить від сорту, року
врожаю, розміру зерна, вмісту білкових речовин та фізіологічних показників
зерна, таких як стан спокою та водочутливість [3]. Ячмінь із високим вмістом
білка характеризується нерівномірним поглинанням води під час водяного
80
замочування та нерівномірним проростанням під час пророщування, але про
вплив замочування на рівень азотистих речовин у солоді не згадується [4].
В магістерській роботі використовували повітряно-водяний спосіб
замочування. Ячмінь витримували поперемінно під водою 4 годин, без води
8 годин. Замочування проводили до досягнення необхідної вологості.
Для визначення оптимальних умов, замочування проводили при різних
початкових температурах: 12,15,20ºС.
Проаналізувавши отриманні данні, ми бачимо, що чим менше білка в
ячмені тим швидше відбувається замочування. Це обумовлено тим, що
ячмені з високим вмістом білків важко піддаються обробці, гірше вбирають
вологу, схильні до нагрівання і гірше розчиняються. У процесі переробки
таких ячменів відзначаються значні втрати солоду.
Необхідний ступінь поглинання отримали при температурі 20 ºС, але
така температура сприяє розвитку стороньої мікрофлори, тому
рекомендовано використовувати температуру 15 ºС. Температура води для
замочування 13 ° С, потребує більш тривалого терміну (5діб), а при 15 ºС – 4
доби. Оптимальне замочування є гарантією гарного розчинення солоду.
81
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива. – К.: Фірма
“ІНКОС”, 2004. – 426 с.
2. ДСТУ 4282:2018 Солод пивоварний ячмінний. Загальні технічні
умови.
3. ДСТУ 3769―98 Ячмінь. Технічні умови.
4. Жидецький В. Ц. Охорона праці/ Львів. Афіша 2004 – 248 с.
5. 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.
6. 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.
7. Загинайло М. Поговоримо про пивоварні сорти ячменю та його
екстрактивність / О. Загинайло М. Захарчук // Зерно i хлiб. – 2006. – № 2 (42).
– С. 48–50.
8. 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.
9. Колотуша П.В. Технологія солоду: Навч.посібник. –К.:Харчові
технології 1993. – 135с.
10. 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.
11. Кунце В. Технология солода и пива / Кунце В., Мит Г.-
“Профессия”, 2001, - 912с.
82
12. Лінчевський А.А. Ячмінь в умовах зміни клімату / А.А.
Лінчевський // Насінництво, № 12. – 2013. – С. 1 – 3.
13. 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.
14. 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.
15. Нарцис Л.«Краткий курс пивоварения», изд. «Проффесия», 2007
16. Осокін В.В. Охорона праці на підприємствах харчових
виробництв. Конспект лекцій. / В.В.Осокін, Ю.А.Селезньова. Донецьк. 2008.
– 153с.
17. Основи охорони праці: Підручник. 21ге видання, доповнене та
перероблене. / К. Н. Ткачук, М. О. Халімовський, В. В. Зацарний, Д. В.
Зеркалов, Р. В. Сабарно, О. І. Полукаров, В. С. Коз’яков, Л. О. Мітюк. За ред.
К. Н. Ткачука і М. О. Халімовського. — К.: Основа, 2006 — 448 с.
18. Технологія вирощування пивоварного ячменю // Агроном, № 2. –
2007. – 27 с.
19. Правила безпеки при виробництві солоду, пива та
безалкогольних напоїв. Розроблені українським науково-дослідним
інститутом пиво – безалкогольної, кондитерської та харчоконцентратної
промисловості (УкрНДІхарчопром),– К.: ТОВ «НТЦ харчопром». 1997.
20. Сировина для виробництва пива: Навч.пособ. / В.В.Колотуша,
Кошова в.М. – К.: УМК ВО, 1991. – 1991. – 144с.
21. 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.
83
22. Технологические расчеты бродильных производств / М.М.
Коробов, В.А. Маринченко, А.Е. Мелетьев и др. – К.: Техніка, 1974. – 300 с.
21.Effects of barley endosperm texture, processing condition requirements
and malt and beer quality / R. Leach, Y. Li, M. Edney [et al.] // MBAA TQ. –
2002. – Vol. 39, № 4. – P. 191–202.
22.Agu, R. C. Some relationships between malted barleys of different
nitrogen levels and the wort properties / R. C. Agu // Journal of the Institute of
Brewing. – 2003. – Vol. 109, № 2. – P. 106–109. DOI:
https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2003.tb00137.x.
23. Briggs, D. E. Malt and malting / D. E. Briggs. – Springer, 1998. – 796 р.
24.Hübner, F. Comparison of protein degradation as a consequence of
germination time and temperature in rye and barley malts / F. Hübner, E. K.
Arendt // Journal of the American Society of Brewing Chemists. – 2010. – Vol. 68,
№ 4. – P. 195–203. DOI: https://doi.org/10.1094/asbcj-2010-0923-01.
25. Emebiri, L. C. Breeding malting barley for consistently low grain protein
to sustain production against predicted changes from global warming / L. C.
Emebiri // Molecular Breeding. – 2015. – Vol. 35, № 18. DOI:
https://doi.org/10.1007/s11032-015-0213-9.
26. Müller, C. An accelerated malting procedure–influences on malt quality
and cost savings by reduced energy consumption and malting losses / C. Müller,
F.-J. Methner // Journal of the Institute of Brewing. – 2015. – Vol. 121, № 2. – P.
181–192. DOI: https://doi.org/10.1002/jib.225.
27.Brudzynski, А. The oxalic acid content in selected barley varieties grown
in Poland, as well as their malts and worts / A. Brudzynski, A. Salamon // Journal
of the Institute of Brewing. – 2011. – Vol. 117, № 1. – P. 67–73. DOI: https://doi.
org/10.1002/j.2050-0416.2011.tb00445.x.
28.Magliano, P. N. Protein content of grains of different size fractions in
malting barley / P. N. Magliano, P. Prystupa, F. H. Gutiérrez-Boem // Journal of
the Institute of Brewing. – 2014. – Vol. 120, № 4. – P. 347–352. DOI:
https://doi.org/10.1002/ jib.161.
84
29.Genotypic and environmental variation in barley beta-amylase activity
and its relation to protein content / J. Wang, G. Zhang, J. Chen [et al.] // Food
Chemistry. – 2003. – Vol. 83, № 2. – Р. 163–165. DOI:
https://doi.org/10.1016/S0308- 8146(03)00058-X.
30.Grain protein concentration and harvestable protein under future climate
conditions. A study of 108 spring barley accessions / C. H. Ingvordsen, R. Gislum,
J. R. Jørgensen [et al.] // Journal of Experimental Botany. – 2016. – Vol. 67, № 8.
– Р. 2151–2158. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erw033.
85
ДОДАТКИ
УДК663.437
УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ СОЛОДУ З
ВИСОКОБІЛКОВИХ ЯЧМЕНІВ
Гузенко В.О., студент групи МТБВ-203
кафедри харчових технологій
Бондарчук З.В.., к.т.н., доцент кафедри
харчових технологій
Черкаський державний технологічний університет
В пивоварінні найбільш поширенно використовують ячмінний солод.
До якості і хімічного складу пивоварного ячменю пред’являють високі
вимоги, один з яких – це вміст білка. Для отримання солоду рекомендований
вміст білка 9-11%. Ячмінь з невисоким вмістом білка нижче 11,5% є
чудовою сировиною для приготування світлого солоду та пива. Якщо ячмінь
містить занадто мало білка (вміст нижче 9%), то зменшується кількість
азотистих речовин, необхідних для ціноутворення та повноти смаку пива, і
з'являється хмелевий тон. Багатий білком ячмінь (вміст понад 11,5%)
порівняно з ячменем, бідним білком, гірше піддається переробці, знижує
вміст крохмалю в ячмені і в результаті виходить темніше пиво (іноді з
повнішим смаком). Для темних сортів пива потрібні ячмінь, багатший на
білок.
Питання переробки ячменів з високим вмістом білків набуло
першочергового значення тільки в останні роки. Це викликано тим, що
солодових ячменів з низьким вмістом азотистих речовин, які легко
перероблялися і давали солод з необхідним складом азотистих речовин,
раніше було цілком достатньо. В даний час прагнення отримувати високі
врожаї та пов'язане з цим надмірне захоплення азотними добривами, нова
агротехніка, інша технологія збирання врожаю, виведення нових сортів
призвели до того, що вміст білків у ячмені різко підвищився. Таке становище
останнім часом стало загальноєвропейською проблемою. Тако ж на вміст
білка впливає глобальне потепління, засуха суттєво впливає на збільшення
білка в ячмені.
Тому в різних країнах проводяться дослідження з одержання солоду
задовільної якості із зерна ячменю з підвищеним вмістом білка. У роботі
канадських авторів показано, що канадські сорти ячменю з вмістом білка
більше 15% здатні давати солод та пиво гарної якості [2].
Початковою стадією солодоріння є замочування. Для проростання
зародку потрібно, щоб вологи в зерні було більше 30%. Відомі різні способи
замочування, а саме повітряно-зрошувальний, повітряно – водяний та у
безперервному потоці води і повітря. Тривалість замочування в залежності
від способу 1-4 дні. Метою замочування є швидке та однорідне поглинання
води зерном та ініціювання проростання зерна. Недостатня ефективність
замочування не може бути компенсована на пізніших стадіях пророщування.
86
На тривалість замочування також впливає температура води, режим
занурення та швидкості поглинання води. Останнє залежить від сорту, року
врожаю, розміру зерна, вмісту білкових речовин та фізіологічних показників
зерна, таких як стан спокою та водочутливість [3]. Ячмінь із високим вмістом
білка характеризується нерівномірним поглинанням води під час водяного
замочування та нерівномірним проростанням під час пророщування, але про
вплив замочування на рівень азотистих речовин у солоді не згадується [4].
В магістерській роботі використовували повітряно-водяний спосіб
замочування. Ячмінь витримували поперемінно під водою 4 годин, без води
8 годин. Замочування проводили до досягнення необхідної вологості.
Для визначення оптимальних умов, замочування проводили при різних
початкових температурах: 12,15,20ºС.
Кожні 12 год. визначали ступінь замочування, отриманні результати
наведені в таблиці 1,2,3.
Таблиця 1 – Ступінь замочування при температурі 12 º С
Сорт Початкова Тривалість замочування, год
ячменю волога, % 12 24 36 48 60 90
Гетьман 14,0 31 34 34 38 42 45
Зоряний 13,7 28 30 32 35 37 43
Монро 14,5 27 29 31 35 36 42
Таблиця 2 – Ступінь замочування при температурі 15 ºС
Сорт Початков Тривалість замочування, год
ячменю а 12 24 36 48 60 90
волога, %
Гетьман 14,0 34 37 38 40 42 46
Зоряний 13,7 30 32 33 37 39 47
Монро 14,5 30 31 32 37 38 47
Таблиця 3 – Ступінь замочування при температурі 20 º С
Сорт Початков Тривалість замочування, год
ячменю а 12 24 36 48 60 90
волога, %
Гетьман 14,0 38 39 39 42 44 46
Зоряний 13,7 32 36 37 40 44 48
Монро 14,5 31 35 37 39 43 47
Проаналізувавши отриманні данні, ми бачимо, що чим менше білка в
ячмені тим швидше відбувається замочування. Це обумовлено тим, що
ячмені з високим вмістом білків важко піддаються обробці, гірше вбирають
вологу, схильні до нагрівання і гірше розчиняються. У процесі переробки
таких ячменів відзначаються значні втрати солоду.
87
Необхідний ступінь поглинання отримали при температурі 20 ºС, але
така температура сприяє розвитку стороньої мікрофлори, тому
рекомендовано використовувати температуру 15 ºС. Температура води для
замочування 13 ° С, потребує більш тривалого терміну (5діб), а при 15 ºС – 4
доби. Оптимальне замочування є гарантією гарного розчинення солоду.
Список використаної літератури:
1. Домарецький В.А. Технологія солоду і пива. – К.: Фірма “ІНКОС”,
2004. – 426 с.
2.Effects of barley endosperm texture, processing condition requirements and malt
and beer quality / R. Leach, Y. Li, M. Edney [et al.] // MBAA TQ. – 2002. – Vol.
39, № 4. – P. 191–202.
3. Emebiri, L. C. Breeding malting barley for consistently low grain protein to
sustain production against predicted changes from global warming / L. C. Emebiri
// Molecular Breeding. – 2015. – Vol. 35, № 18. DOI:
https://doi.org/10.1007/s11032-015-0213-9.
4. Müller, C. An accelerated malting procedure–influences on malt quality and
cost savings by reduced energy consumption and malting losses / C. Müller, F.-J.
Methner // Journal of the Institute of Brewing. – 2015. – Vol. 121, № 2. – P.
181–192. DOI: https://doi.org/10.1002/jib.225.
88

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets