Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 7
1.1 Активация ферментов 7
1.2 Электрохимическая активация (ЭХА). 12
1.3. Технологические аспекты применения ферментных препаратов на стадии получения пивного сусла 24
1.4. Хмель и продукты его переработки 31
2. Материалы и методы исследования 42
2.1. Объекты исследования 42
2.2. Методы определения ферментативных активностей 42
2.3 . Физико-химические методы определения готового пива 43
2 АМетоды определения физико-химических показателей воды 45
2.5.Хроматографические методы определения 47
2.6.Статистическая обработка экспериментальных данных 47
2.7. Установка ЭХА, принцип работы 48
3 Результаты и обсуждение 50
3.1. Физико-химические свойства ЭХА растворов и исходной воды 50
3.2. Исследование влияния ЭХА компонентов на процесс затирания 55
3.3. Исследования влияние ЭХА обработки на активность ферментных препаратов 58
3.4. Исследование влияния совместного применения ферментных препаратов и ЭХА водных растворов на затирание 70
3.5. Разработка способов получения хмелевых экстрактов 82
3.5.1. Подбор оптимальных условий получения хмелевых экстрактов с применением ЭХА компонентов 82
3.5.2. Подбор оптимальных условий экстракции хмелевых компонентов с использованием ферментных препаратов 90
3.5.3. Подбор оптимальных условий совместной предобработки хмеля ферментными препаратами и ЭХА растворами 95
3.6. Получение готового пива с применением ЭХА воды и ферментных препаратов и его оценка 99
3.6.1. Влияние ЭХА растворов на главное брожение и дображивание... 99
3.6.2. Дегустационная оценка 103
Технологическая часть 105
Экономическая часть ю9
Выводы из
Список литературы 115
- Электрохимическая активация (ЭХА).
- Технологические аспекты применения ферментных препаратов на стадии получения пивного сусла
- Физико-химические методы определения готового пива
- Исследования влияние ЭХА обработки на активность ферментных препаратов
Введение к работе
В настоящее время пивоваренная отрасль России насчитывает 300 предприятий различной мощности. На сегодняшний момент она является одной из самых динамично развивающихся в секторе пищевой и перерабатывающей промышленности. Однако уже сейчас темп роста заметно замедлятся [1]. В условиях обострения рыночной конкуренции многие пивоваренные заводы вынуждены искать пути снижения затрат, в том числе и на стадии производства пива. Однако внедрение новых технологий не должно вызвать снижения качества готового продукта.
Сокращение потерь на стадии производства сусла можно достичь применением ферментных препаратов. Поэтому разработка ресурсосберегающей технологии пива с применением комплекса различных ферментных препаратов является актуальной задачей. Сокращение расхода ферментных препаратов можно достичь применением активаторов.
Другим способом является применение новых технологических приемов таких, как использование электрохимически активированных (ЭХА) растворов. Эти растворы обладают особыми свойствами и наличием в их составе окислителей и восстановителей. Применение ЭХА систем в пищевой промышленности достаточно широко. По литературным данным применение ЭХА растворов позволяет ускорить процессы экстракции и гомогенизации компонентов ячменя и солода, уменьшить время осахаривания затора.
Целью наших исследований являлась разработка комплексной ресурсосберегающей технологии производства пива на основе использования мультиэнзимных композиций и ЭХА систем.
Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- разработать технологию получения пива с применением ЭХА растворов и ферментных систем;
- исследовать возможность активации ферментных систем солода и препаратов микробного происхождения;
- провести выбор ферментных препаратов разной степени очистки, позволяющих увеличить выход экстракта при использовании солода и несоложеных материалов;
- разработать технологические приемы получения экстрактов хмеля с использованием МЭК и ЭХА систем;
- провести обоснование и выбор мультиэнзимных систем для получения экстрактов из хмеля;
- провести сравнительный анализ состава сусла и готового пива, полученного с применением ЭХА растворов.
Научная новизна.
Установлены зависимости активности ферментов от использования ЭХА растворов. Показано, что применение анолита позволяет увеличить активность амилолитических ферментов на 10-12%, а протеолитических на 25%, Установлено, что наибольший активирующий эффект на ферменты микробного происхождения оказывает анолит.
Определено, что применение ЭХА растворов на стадии получения сусла, увеличивает степень гидролиза полисахаридов, белков и повышает содержание сбраживаемых Сахаров и аминокислот. В опытном образце концентрации мальтозы и глюкозы выше соответственно на 7% и 5%. Увеличение содержания аминокислот происходит за счет лизина, валина, глутаминовой и аспарагиновой кислот,
Исследовано совместное применение ЭХА воды и ферментных препаратов для экстракции горьких веществ хмеля.
Практическая ценность работы.
Разработана комплексная ресурсосберегающая технология получения пива при совместном применении ЭХА воды и ферментных препаратов.
Установлено, что применение ЭХА воды на стадии получения пивного сусла позволяет увеличить выход экстракта на 1-1,5% и улучшить аминокислотный состав сусла.
Разработаны различные способы получения экстрактов хмеля с применением ЭХА растворов и ферментных препаратов, позволяющих сократить потери горьких веществ. Установлено, что количество изогумулона в сусле увеличивается на 27%.
Технология апробирована на экспериментально-пилотной установке в полупроизводственных условиях ГУ ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности.
Ожидаемый экономический эффект составляет 253,6 тыс. руб. на 1 млн. дал пива в год, при сокращении массы засыпи зернопродуктов на 1% и доли вносимых ферментов на 10%, с использованием ЭХА воды и мультиэнзимных композиций.
Электрохимическая активация (ЭХА).
В последнее время все чаще появляются сведения о различных способах активации жидкостей и влиянии активированных систем на технологические процессы.
К активированным веществам относятся вещества: включающие активные центры метастабильных структур; с аномально высокой подвижностью; большой удаленности друг от друга структурных элементов; имеющие избыточную потенциальную энергию, запасенную в напряженных связях любой природы между этими элементами, по сравнению с равновесной в данных условиях структурой [25]. Повышение активации воды может быть достигнуто следующими способами: - магнитной обработкой и дегазацией воды [26]; - конденсацией паров воды с возникновением ее стойкой модификации с плотностью 1,4 или температурой активации воды и водных растворов [27]; - электрохимической активацией (ЭХА). Одним из самых эффективных способов активации воды и водных растворов является электрохимическая анодная или катодная (униполярная) обработка (ЭХА) их в диафрагменном электрохимическом реакторе, позволяющая управлять реакционной способностью воды и водных растворов, а также скоростью химических и биохимических процессов с их участием,
Бахиром В.М. была обнаружена и исследована ранее неизвестная закономерность: вода и разбавленные солевые растворы, после ЭХА в анодной или катодной камерах диафрагменного электролизера, обретают особые свойства. При униполярной ЭХА растворы переходят в метастабильное состояние, которое отличается от стабильного состояния, аномальными значениями физико-химических параметров, в частности, аномальными значениями рН и окислительно-восстановительного потенциала (ф) [28,29],
Собственно термин электрохимическая активация был предложен по аналогии с ранее существовавшими терминами «механическая активация», «магнитная активация», «баротермическая активация», после того, как экспериментально было установлено, что энергия затрачиваемая в процессе электролиза, не вся переходит в энергию химических реакций и в тепло. Если ЭХА является достаточно неравновесным, то часть энергии накапливается в веществе в форме, которую невозможно измерить термометром, т.е. в форме внутренней потенциальной энергии [28,30]. Это вызывает существенное изменение ее реакционной способности, скорости химических процессов с ее участием [31].
Электрохимическая обработка водных растворов, к которым относится даже дистиллированная вода из-за постоянного присутствия в минимальных концентрациях ионов различных солей, теснейшим образом связана с электролизом, но не тождественна ему,
Целью ЭХА является регулирование параметров различных технологических процессов и качества их конечных продуктов путем направленного воздействия и изменения физико-химических свойств жидкостей, участвующих в этих процессах, посредством униполярного электрохимического воздействия. При ЭХА стремятся к максимальным значениям электродной поляризации. ЭХА состоит в том, что в результате электролитического разложения молекулы воды в электроактиваторе, раствор в анодной камере (анолит) насыщается кислородом и проявляет определенную окислительную способность. В анолите присутствуют также активный хлор, в виде растворимого молекулярного хлора, хлорноватистой кислоты или гипохлоритов и другие окислители - перкарбонаты, персульфиты и так далее. На катоде, наряду с выделением водорода, происходит частичное восстановление кислорода. При электрохимическом разложении изменяется и рН раствора: католит подщелачивается, анолит подкисляется. Причем величина изменения рН раствора пропорциональна затраченному на электролиз количеству электричества [32]. ЭХА - технология основана на переносе через полупроницаемую мембрану, помещенную в раствор электролита, при создании в жидкости разности потенциалов по обе стороны от этой мембраны. Путем соответствующего выбора типа мембраны и разности потенциалов объем воды между электродами подвергается воздействию электрического поля высокой напряженности и через воду протекает электрический ток. Соли металлов разлагаются, превращаются в гидроокиси и выпадают в осадок; Кроме того, происходит полное обеззараживание воды, и она приобретает лечебные свойства. Основным элементом системы электрохимической активации является электрохимический реактор (ЭХР). Электрохимические процессы, протекающие в ЭХР, изменяют физические и химические свойства воды. В катодной камере вода обогащается высокоактивными восстановителями, что приводит к образованию нерастворимых гидроксидов металлов. Ме?+ + nOW Ме(ОН)„, Кроме того, в катодной камере происходит прямое восстановление многозарядных катионов. М ?+ + пе Ме. Эти процессы снижают токсичность воды, обусловленную наличием ионов тяжелых металлов, во много раз. После катодной обработки вода длительное время (до 48 часов) сохраняет свойства элетронно-донорской среды, что вызвано структурной памятью на воздействие элетронно-насыщенного электрического поля высокой напряженности. Хотя активность воды и сохраняется десятки часов, активность различных растворов, приготовленных на активированной воде, в ряде случаев сохраняется месяцами. Redox-потенциал катодной воды может достигать значения - 800 мВ. Таким образом, без каких-либо химических добавок, при сохранении полной биосовместимости вода превращается в эффективный антиоксидант.
В анодной камере вода насыщается высокоэффективными окислителями. Из всех известных процессов разрушения органических веществ в воде наиболее мощным является электролитическое окисление у анода. Вредные органические примеси, такие как фенолы, микробные токсины и др., разлагаются на простые и безопасные вещества.
Технологические аспекты применения ферментных препаратов на стадии получения пивного сусла
Сахаров, однако, интенсивность окрашивания при проведении йодной реакции убывает медленно. Фермент очень чувствителен к температурам, превышающим 60 С, и быстро инактивируется; пониженные значения рН фермент переносит сравнительно хорошо. а-Амилаза (а-1,4-глюкан-4-глюканогидролаза) является эндоферментом, она разрушает амилозу изнутри, действуя на внутренние а-1,4-связи, нарушая спиральную структуру молекулы. В результате образуются олигосахариды, содержащие по 6-7 глюкозных остатков, при более длительном воздействии - также мальтотриоза, мальтоза и, даже, глюкоза. В результате быстрого уменьшения молекулы амилозы йодная реакция исчезает через непродолжительное время.
В механизме действия обеих амилаз следует различать в основном две реакции: во-первых, образование фермент - субстратного комплекса с константой скорости Ki, или при повторении К і и, во-вторых, с константой К само расщепление. Под продуктами реакции при расщеплении крахмала понимают, прежде всего, в начальной фазе процесса, сравнительно большие молекулы, которые могут сами вновь служить субстратом. При образовании фермент-субстратного комплекса с активным центром фермента взаимодействуют различные по величине мальтосахариды. Например, при определенных условиях Р-амилаза может вступить во взаимодействие с: единицей, состоящей максимум из 8 глюкозных остатков, при множественной атаке р-амилазы на амилозу процесс протекает, очевидно, от редуцирующего конца цепи к нередуцирующему [46,47]. Р-амилаза имеет механизм множественной атаки. На первом этапе, приводящем к образованию фермент-субстратного комплекса, иногда лимитирующее влияние на скорость процесса оказывает диффузия, например, в начальной фазе, когда в среде еще присутствуют высокомолекулярные продукты. Наряду с температурой, интенсивностью перемешивания и вязкостью определенную роль при этом играет концентрация затора. Наряду с обеими амилазами в реакции в большей или меньшей степени участвуют и некоторые другие ферменты. Например, так называемая предельная декстриназа. «Предельная» декстриназа расщепляет а-1,б-связи в «конечных» декстринах, которые не могли быть расщеплены при совместном воздействии на крахмал ни а-, ни Р-амилазами. В результате этого возникают низкомолекулярные продукты гидролиза, такие, как мальтоза, мальтотриоза, мальтотетраоза, что приводит к увеличению количества сбраживаемых Сахаров. Оптимальные условия для действия этого фермента имеются только в начальной стадии расщепления крахмала, т.е. при 55-60 С, когда клейстеризация крахмала только начинается. Напротив, при 65-70 С, когда в среде имеются продукты глубокого расщепления субстрата, фермент уже инактивируется [48].
Мальтаза (а-глюкозидаза) расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы. При низких температурах в начале затирания 35-40 С образуется несколько больше глюкозы, так что можно предполагать, что эта область является оптимальной для действия фермента. Сахараза (Р-фруктофуранозидаза) эффективна при затирании, т.к. она расщепляет содержащуюся в солоде сахарозу на глюкозу и фруктозу [49,50,51]. Продуцентами ферментов, разрушающих целлюлозу, являются бактерии и разнообразные грибы. Впервые микроорганизмы, разрушающие целлюлозу, были найдены в конце XIX века русским ученым В. Л. Онивинским. Они принадлежали к анаэробным и относились к роду Clostridium. Несколько позднее, в начале прошлого века Ван-Интерсон показал, что клетчатка может разлагаться анаэробными микроорганизмами. Целлюлоза разрушаетя представителями многих родов микроорганизмов: Altemaria, Aspergillus, видов flavus, orizae, terreus, Penicillum, видов rotatum, vamabile и т.д. Продуцентами гемицеллюлазных ферментов являются многие плесневелые грибы, среди которых можно назвать Trichotheciurn, Asp. Orizae, Asp. Batatae, Rhizopus и др..
При характеристике целлюлолитических ферментов следует обязательно учитывать состояние субстрата целлюлозы. Различают два вида целлюлозы: нативная - ничем не обработанная целлюлоза, которая полностью сохранила исходное строение и структуру и, так называемая, модифицированная целлюлоза, т.е. частично обработанная, в которой нарушены водородные связи и фибриллярная структура волокна. На нативную целлюлозу ферменты действуют медленно или совсем не действуют, т.е. большинство микроорганизмов не способно образовывать ферменты, разрушающие водородные связи в «кристаллитах» микрофибрилл целлюлозного волокна.
В связи с избирательным действием ферментных препаратов на целлюлозу Е. Т. Рисом было высказано предложение о многостадийности процессов расщепления целлюлозы. Была предложена схема в три стадии [52]. Первоначально процесс гидролиза идет под действием С1 - фактора, и нативная целлюлоза превращается в растворимую целлюлозу, а под действием комплекса целлюлаз (Сх - ферментов) из нее образуется целлобиоза, затем Р-глюкозидаза расщепляет целлобиозу до глюкозы. На модифицированную целлюлозу и ее производные действуют ферменты, продуцируемые многими микроорганизмами. По теории выдвинутой Клесовым А. А. и Березиным И. В. гидролиз целлюлозы происходит под действием целлюлазного комплекса, в состав которого входят целлюлазы четырех типов: эндо- Р -глюконазы, экзо - р - глюкозидазы, целлобиогидролазы и целлобиазы [53].
Физико-химические методы определения готового пива
Данный показатель находят дистилляционным методом, который основан на отгонке спирта из навески пива и определении относительной плотности дистиллята и остатка пива после отгонки, доведенных дистиллированной водой до начальной массы [96]. Кислотность определяют при помощи титрования 0,1 N раствором NaOH [96]. Активная кислотность в готовом пиве определяется после освобождения пробы от диоксида углерода электрометрическим методом с помощью рН-метра [96]. Определение лабораторного сусла, молодого или готового пива проводят путем уравнивания его окраски с окраской раствора йода определенной концентрации. Цветность выражается в мл 0,1 Н раствора йода на 100 мл сусла, и определяют методом колориметрического титрования [96]. Изогумулон определяют после экстракции изооктаном измерением оптической плотности на спектрофотометре при длине волны 1=275 нм [97]. Аппаратура. 1. Микроизмельчитель или гомогенизатор 2. Кондуктометр с платиновыми электродами погруженного типа. 3. Магнитная мешалка 4. Микробюретка 5. Мерная колба на 100 мл 6. Мерный цилиндр на 50-100 мл 7. Химический стакан на 100 мл 8. Колба коническая 9. Химическая воронка Реактивы: 1. н-Гексан (диизопропиловый эфир) 2. Глицерин ч. д. а. 3. Этиловый спирт ч. д. а. 4. Уксуснокислый свинец ч. д. а. ( 4 г РЬ(СНзС002)ЗН20 растворяют в 25%-ном растворе глицерина в этиловом спирте, добавляют 2 капли ледяной уксусной кислоты ). Ход определения. 7,5 г размолотого хмеля экстрагируют в гомогенизаторе с 50 мл н-Гексана в течение 3-5 минут. Для предотвращения разбрызгивания раствора устанавливают определенную частоту вращения.
Содержимое экстракционной колбы отфильтровывают через складчатый фильтр в небольшую коническую колбу, из которой 10 мл прозрачного экстракта переносят в стеклянный стакан на 100 мл и добавляют в него мерным цилиндром 40 мл 5%-ного спиртового раствора глицерина. При содержании в хмеле более 4% а-кислоты берется 5 мл экстракта.
Затем стакан ставят на площадку магнитной мешалки, устанавливают туда же погруженную электродную ячейку и из микробюретки на 2 мл приливают уксуснокислого свинца. Приливая по 0,1 мл. Полученные данные сопротивления пересчитывают на обратные величины 1/R (электропроводимость). Точку эквивалентности определяют путем построения на миллиметровой бумаге графика титрования. И определяют точку эквивалентности - а.
Оцените количество растворенных веществ, используя следующее выражение; количество растворенных веществ = 0,55 электропроводность (мкс/см). 2.4.8 Кальциевая жесткость воды. Оборудование: 100 мл градуированный цилиндр, чашка для титрования, мешалка, медный ковш - пробоотборник, бюретка Реактивы: - 1 N гидроксид натрия (NaOH) - индикатор для определения кальциевой жесткости (раствор или порошок) - титрующий раствор для определения общей жесткости - дистиллированная вода. Ук - результаты повторностей одного опыта; у - среднеарифметическое значение результатов определений. Среднеквадратичное отклонение среднеарифметического из всех повторностей определяли по формуле: Определение грубых ошибок проводили методом, основанном на оценке максимальных различий полученных результатов. Экспериментальное значение критерия а находили по формуле: где ут - максимальное значение определяемого параметра; уі - минимальное значение определяемого параметра; при условии, что все значения определяемого параметра расположены в упорядоченный ряд, в котором минимальному значению присваивается первый номер, а максимальному - последний, При заданном уровне значимости q=0,05 и известном числе повторностей находили табличное значение критерия 0 ; если а аг, то «подозрительный» результат является ошибочным.
Для производства ЭХА растворов использовалась установка СТЭЛ -20АК, производительностью 30 л/ч. На установке получают растворы со стабильными показателями, а также при нейтральных значениях рН. Стабильность показателей электрохимически активированных водных растворов необходима потому, что свойства ЭХА растворов напрямую зависят от их показателей, т.е., например, анолиты, различающиеся по потенциалу, солесодержанию, содержанию свободного хлора, жесткости или другому показателю.
Основной частью установки является электрохимический реактор, который представляет собой блок гидравлически параллельно-последовательно соединенных электролитических элементов ПЭМ-3. Блок реакторов компактно размещен в корпусе установки вместе с преобразователем тока. Электропитание блока реакторов осуществляется при помощи стабилизированного преобразователя тока, который представляет собой импульсный, высокочастотный выпрямитель. Принцип работы установки заключается в электрохимическом синтезе активированных растворов (католит и анолит) соответственно в катодной и анодной камерах электролитического элемента ПЭМ-3 из исходной воды.
При включении в работу, установку подключают к электрической сети и водопроводу. При наличии протока через систему автоматически включается преобразователь тока. Напряжение подается в анодную и катодную камеру ПЭМ-3. В катодной камере вода обогащается высокоактивными восстановителями. Redox-потенциал катодной воды может достигать значения - 800 мВ.
Из литературных данных известно, что ЭХА растворы обладают рядом свойств отличных от обычных растворов на водной основе. Эти свойства, а именно значения рН и ф (окислительно-восстановительного потенциала), динамическая вязкость и другие показатели, дают широкую возможность применения ЭХА растворов в пивоварении. Также, существуют теоретические предпосылки активации ферментных систем солода и микробных препаратов.
Применение широкого комплекса ферментных препаратов позволяет сократить потери сырья и ускорить технологический процесс производства пива. Кроме этого применение мультиэнзимных композиций позволяет улучшить качество получаемого продукта.
Исследования влияние ЭХА обработки на активность ферментных препаратов
Из литературных источников известно об изменчивой активности ферментных систем под влиянием различных факторов [2,3]. Основную роль в этом процессе играет структура биокатализатора и ее изменчивость. Одним из возможных путей интенсификации биокатализа является применение БАВ, благоприятное действие которых, на структуру известно [2]. Другой возможностью увеличения активности фермента является использование физико-химических способов, например ЭХА воды [22,23].
Было предложено исследовать возможность повышения активности ферментных препаратов из микробных источников, ЭХА водой. Так как предыдущие эксперименты показали уменьшение времени осахаривания при применении ЭХА, было принято решение проверить этот эффект на амилолитических ферментах.
В качестве объекта исследования был использован препарат амилолитического спектра действия - АП Субтилин П, изготовленный на предприятии «Биосинтез» (г. Вильнюс). Определили влияние ЭХА растворов на активность ферментных препаратов при температуре 30 С. Результаты эксперимента представлены в табл. 3 и рис. 5.
Из представленных данных видно, что анолит активирует ферменты в препарате Амилосубтилин на 12%, в отличие от католита, который снижает их активность на 5%. Скорее всего активация ферментов анолитом вызвана увеличением молекулярной диффузии, что подтверждается рядом исследователей [38]. Это отражается на времени образования комплекса субстрат-фермент, а следовательно и на скорости биохимической реакции.
В качестве контроля использовали раствор фермента, приготовленный на дистиллированной воде. Для этого раствор ферментного препарата АП Субтилин П выдерживался при различных температурах в термостате в течение 30 минут, а затем определялись активности растворов ферментов. Результаты представлены в табл. 4. и рис. 6.
Как видно из табл. 4 и рис. 6, что уже при начальной температуре выдержки 20 С активность опытного образца превышает контрольный вариант в среднем на 0,8%. Наиболее заметная активация анолитом происходит при температуре 30 С. При дальнейшем увеличении температуры выдержки активность ферментного препарата, приготовленного на основе анолита, начинает уменьшаться и к 50 С практически сравнивается с контрольным образцом. Это объясняется распадом нестойких ЭХА синтезируемых веществ, что и подтверждается предыдущими исследованиями (рис. 1 и 2). На основании результатов данной серии опытов можно сказать что, оптимальной температурой активации является 30 С.
Повышение активности контроля, скорее всего объясняется тепловой активацией фермента. Причиной этого эффекта является, по мнению исследователей, улучшение глобулярной структуры фермента. И это с увеличением времени воздействия на растворы ферментов с 15 до 30-минут приводит к увеличению активности ферментного комплекса дрожжей в 1,3 раза. [6]
Целью следующей серии экспериментов было определение оптимального времени активации ферментов. Были приготовлены растворы фермента АП субтилина П на основе дистиллированной воды, католита и анолита. Определялась их начальная активность, затем эти растворы выдерживались при температуре 30 С, и после 15, 30 и 60 минут выдержки также определялись их ферментативные активности. Результаты представлены на рис. 7.
Как видно из рис. 7 обработка анолитом дает наибольший эффект к 15 минуте, и дальнейшая продолжительность выдержки не сказывается на увеличении активности фермента. Активации с католитом не только не происходит, но и идет процесс ингибирования амилолитических ферментов. На основе полученных данных можно сделать вывод о целесообразности применения стадии активации анолитом амилолитических ферментов при времени выдержки 15 минут и при температуре 30 С.
Но поскольку, в пивоваренной промышленности часто используют очищенные ферментные препараты, обладающие более высокой активностью по отношению к ферментам солода, то было решено исследовать воздействие анолита на процесс затирания сусла, в приготовлении которого использовались ферментные препараты, разной степени очистки. Для этого мы использовали смесь ферментных препаратов Бирзим Амил XT и Бирзим Миникал.
Бирзим Амил XT - жидкий ферментный препарат для разжижения крахмала зернового сырья при производстве пивного сусла из солода и несоложеного сырья. Фермент активен при температуре затирания до 95С. Ферментный препарат получают из специально селекционированного штамма бактерий Bacillus licheniformis. Основная активность ферментного препарата обусловлена действием термостабильной а-амилазы (1,4-a-D-глкжан-глюканогидролаза). Бирзим Амил XT гидролизует 1,4-a-D-глюкозидные связи в молекуле крахмала. В качестве продуктов при этом образуются a-граничные декстрины и олигосахариды.
Бирзим Амил XT необходим при производстве пивного сусла в случае использования несоложеного сырья (например, ячменя, риса, кукурузы), когда действие a-амилаз солода и несоложеного сырья недостаточно для гидролиза крахмала. Величина дозировки препарата зависит от вида несоложеного зерна, температуры и продолжительности затирания. Рекомендуемая дозировка: 80-240 мл/т несоложеного зерна.
Область действия фермента распространяется в диапазоне рН от 5,0 до 8,0. Оптимальное значение лежит в области рН 5,5-6,5 при наличии субстрата и ионов кальция, а оптимальной температурой является 80-85 С. На рис. 8 и 9 показано влияние рН и температуры на активность фермента. Для применения Бирзим Амил XT разводится холодной водой в сто раз. При отварочном способе затирания препарат задается в заторный чан при смешивании дробленного несоложеного зерна с водой. Фермент активен при величине рН затора с температурой до 95С. Другим ферментным препаратом является Бирзим Миникал -жидкий ферментный препарат для более глубокого осахаривания остаточных декстринов до глюкозы с целью повышения показателя конечной сбраживаемости сусла при производстве пива для диабетиков с пониженным содержанием калорий. Препарат получают из специально селекционированного штамма Aspergillus niger. Основная активность препарата обусловлена действием глюкоамилазы (экзо-1,4-а-0-Глюкозидаза). Бирзим Миникал гидролизует со стороны нередуцирующего конца 1,4-а-Е)-глюкозидные связи в крахмале, декстринах и олигосахаридах до глюкозы. Фермент также расщепляет 1,6-a-D-глюкозидные связи в амилопектине.
Бирзим Миникал используют в пивоварении в тех случаях, когда есть необходимость в дополнительном гидролизе остаточных декстринов для производства диабетического пива. Величина дозировки зависит от технологического способа производства пива, температуры и продолжительности обработки. Примерная дозировка: 2-5 мл/гл.
Похожие диссертации на Разработка ресурсосберегающей технологии производства пива с использованием ЭХА растворов и мультиэнзимных композиций
