ГЛАВА 29. ТЕХНОЛОГІЯ БРОДИЛЬНИХ ВИРОБНИЦТВ

магниевый скраб beletage

29.1. Загальна характеристика виробництва і сировини

В основі цих виробництв лежить процес бродіння. Бродіння - цетрансформація вуглеводовмісного субстрату в анаеробних умовах. Узалежності від мікроорганізмів (особливостей їхніх ферментативнихсистем) утворюються різні продукти, які більш окислені, ніж вуглево-ди, - спирти, наприклад, молочна і пропіонова кислоти, ацетон і інші.Крім цього, як правило, утвориться двооксид вуглецю.

До бродильних виробництв відносять: технологія спирту, пива,квасу, оцтової кислоти, ацетону, бутанолу. Крім цього, до них відно-сять деякі виробництва, у яких немає стадії зброджування, але загаль-ним є наявність кінцевої стадії. Це виробництво безалкогольних на-поїв, лікеро-горілчаних виробів, сюди ж відносяться технології дріж-джів і солоду. Солод - це сировина бродильного виробництва, але приодержанні солоду стадії бродіння немає.

29.2. Загальні відомості про виробництво солоду

Солод - це пророщене і потім особливим способом висушенезерно злакових культур. Метою солодорощення є накопичення в зернігідролітичних ферментів і розпушення ендосперму зерна. У найбіль-ших розмірах одержують ячмінний і житній солоди. Ячмінний солодвикористовують як основну сировину у виробництві пива і як осаха-рюючий засіб у технології спирту. Житній солод є сировиною у виро-бництві квасу, входить до складу деяких оригінальних рецептур хліба(бородинський і інші).

Солод одержують на великих солодових підприємствах, а такожу цехах спирто- і пивоварних заводів. Потужність спеціалізованихпідприємств може складати від 10 до 40 тис. тонн солоду в рік. Соло-дове виробництво оснащене складним різноманітним високомеханізо-ваним устаткуванням.

29.3. Вимоги до якості сировини

Основною сировиною для виробництва солоду є зерно злаковихкультур (ячмінь, жито, пшениця, просо, овес). Крім звичайних вимог(по засміченості, вологості, наповненості зерна й ін.) до зерна для со-лодорощення пред'являють особливі вимоги: висока здатність до про-ростання і екстрактивність. Екстрактивність - це здатність речовинзерна переходити в розчин при затиранні. Затирання - це змішуванняпродукту з водою і витримка для того, щоб у продукті гідролізувалисябіополімери.

Для забезпечення тривалого зберігання важливим є вологістьзерна, яка при прийманні не повинна перевищувати 14,5-15 %. Збері-гання безтарне.

29.4. Технологічна схема одержання ячмінного солоду.Біохімічні основи процесу

Солодовий завод повинен мати дев'ятимісячний запас ячменю,тому технологічна схема містить у собі як обов'язковий елемент збері-гання зерна з попередньою стадією його очищення (рис. 29.1).

Попереднє очищення зерна здійснюється при його прийманні. Націй стадії ячмінь звільняється від грубих домішок просіванням і провіт-рюванням на повітряно-ситових сепараторах.

При зберіганні ведуть контроль за температурою середовища івологістю сировини з метою запобігання його самозігріванню, а потімпсуванню.

При вторинному очищенні зерно просівають через повітряно-ситові сепаратори і трієри. Видаляється бур'яниста домішка і зерновідомішки. Використовуються сита різних розмірів і трієри різного при-значення.

Очищене зерно сортують. Необхідність сортування зв'язана зтим, що швидкість і ступінь замочування зерна залежить від розмірівзерна (виповненості зерна). За розмірами зерно поділяють на три сор-ти. Зерно пропускають через сита з діаметром отворів 2,2 і 2,5 мм. Пе-рший і другий сорти йдуть окремо у виробництво, їх не змішують.Третій сорт йде на корм худобі. Зерно пропускають через магнітні се-паратори.

Первинна очистка ячменюІ

ЗберіганняІ

Вторинна очистка

і :Сортування

І

Мийка та дезинфікування

Замочування

Пророщування

Сушка свіжепророщеного солоду

Відділення паростків

Витримка сухого солодуІ

На виробництва

Рис. 29.1. Функціональна схема виробництва ячмінного солоду.

Перед замочуванням зерно миють і дезінфікують. Миття ячменюпроводять у замочувальних чанах холодною водою, подача води можебути зверху і знизу доти, поки зерно не стане чистим (рис. 29.2). Зернотонким струменем подають у замочувальний чан, на 1/3 заповненийводою. Рівень води повинен бути вище рівня зерна. Вміст чануінтенсивно перемішують стисненим повітрям і залишають у воді на1,5-2 години, після чого плав, що складається з легкого зерна й інших

домішок, знімають. Брудну воду вида-ляють, зерно промивають, заливаютьсвіжою водою, додають дезинфікуючийрозчин, перемішують і залишають на 2-3 години, після чого воду зливають,зерно піддають замочуванню.

Метою замочування є доведеннявологості зерна до 42-48 %, що забез-печує його проростання. Зі збільшеннямйого волого вмісту сильно зростає енер-гія дихання зерна. Тому, щоб не допус-тити отруєння зародка двооксидом вуг-лецю, необхідна аерація. Оптимальнатемпература замочування 10-12 °С. Зізбільшенням температури замочуваль-ної води прискорюється набухання ко-лоїдів зерна, але активізуються мікроорганізми, споживаючи кисень.Для зерна кисню не вистачає, зародки задихаються. Тепле замочуван-ня проводять при температурі 18-20 °С, що вимагає гарної попере-дньої дезінфекції. Швидкість замочування залежить від розміру зерна,температури води і її сольового складу. Тривалість процесу складає48-56 год.

Швидкість замочування залежить також від жорсткості води. Ум'якій воді зерно насичується водою швидше, ніж у жорсткій. Жорст-кість води, що застосовують для замочування, не повинна перевищу-вати 7 мг - зкв/л.

Ступінь замочування визначають за зміною маси 1000 зерен до іпісля замочування. При цьому попередньо визначають вологість сухо-го зерна. При досягненні вологості 42-48 % процес закінчують. Великізерна замочують довше, ніж дрібні. Партія зерна повинна бути одно-рідною за розміром. Тривалість замочування залежить від виду зерна.Так, за інших рівних умов жито замочують швидше, ніж ячмінь.

і

І           L

\н2о

При вологості зерна 14 % у ньому утримується тільки зв'язанавода. При вологості вище 15 % у зерні з'являється вільна вода, у якійрозчиняються живильні речовини і переміщаються до зародка. Фер-менти з алейронового шару і зародка з водою переносяться в ендо-сперм.

Ступінь замочування зерна необхідно контролювати, тому щопри надлишковому поглинанні вологи оболонка втрачає властивостінапівпроникної мембрани, що призводить до загибелі зародка.

Зерно вважається добре замоченим, якщо при легкому стиску-ванні його великим і вказівним пальцями уздовж довгої осі не почува-ється тверда структура зерна, чутне легке потріскування оболонки, щовідокремлюється від ендосперму.

Пророщення зерна супроводжується морфологічними і біохімі-чними перетвореннями. Морфологічні зміни - це розвиток зародка іпорушення клітинної структури ендосперму (рис. 29.3).

Біохімічні зміни - це активізація ферментів, гідроліз біополіме-рів, дихання зерна. Усе це полегшує вивільнення крохмалю, білкових іінших речовин при готуванні сусла (рис. 29.4).

Рис. 29.4. Схематичнезображення клітин зерна.

Зародок розвивається між алейроновим шаром і оболонкою. Дозавершення процесу довжина корінців повинна складати 1,5-2 довжи-ни зерна. А величина паростка повинна на стадії завершення складати2/3-3/4 довжини зерна. Вихід паростка за межі зерна (гусари) непри-пустимий, тому що корінці і паростки в ході технологічної обробкивидаляються у відходи, що збільшує втрати і зменшує вихід солоду.Ці відходи являють собою біомасу, що має гіркий смак, тварини їх неїдять.

При замочуванні має місце розпушення ендосперму. Активаціяферментів відбувається як за рахунок новотворів, так і активації фер-ментів, що є в зерні. Відбувається активація гідролітичних ферментів(а і Р-амілази, протеази, фосфатази) у 3-7 разів. Значне місце займаєгідроліз біополімерів під дією цих ферментів. Одночасно активізуєть-ся дихання зерна як по аеробному, так і по анаеробному механізму.

Тривалість процесу пророщення зерна 7-9 діб в залежності від ви-ду солоду. Для світлого солоду необхідна температура 13-16 °С, для те-много 21-23 °С. Рощення ведуть у солодовнях - токових або найбільшрозповсюджених - пневматичних. Токові солодовні являють собою при-міщення з бетонованою підлогою, що має ухил для стоку води. Зерноскладають у вигляді грядки висотою до 40 см. Щоб уникнути самозігрі-вання солоду, 2-3 рази в добу проводять його перелопачування лопата-ми. На сучасних заводах використовують солодовні різних типів: ящико-ві, барабанні, шахтні, а також використовують апарати для безперервно-го, напівперервного і періодичного солодорощення з зростанням одини-чної потужності апарату.

Безперервне ворошіння необхідне для запобігання зрощенню зе-рен (рис. 29.5). Контроль ведеться за температурою і вологістю повітря,за накопиченням ферментів і ступенем розпушеності ендосперму.

У результаті пророщення отримують свіже пророщений солод,амілолітична активність якого зростає з показника 60-90 одиниць до300-400 одиниць для світлого солоду і 400-500 одиниць - для темногосолоду. Органолептичний контроль проводять за показниками: зерноповинне легко розтиратися між пальцями; запах зелених огірків. Ефі-рні і затхлі запахи свідчать про порушення вирощування.

Отриманий готовий солод відправляють на сушіння з метоюзниження вологості, додання кольору, смаку, аромату. Свіжепророще-ний солод під час сушіння зазнає глибоких фізичних - зміна вмістувологи, маси, кольору, аромату і смаку; фізіологічних і біохімічнихперетворень, які залежать від швидкості зневоднювання, температурисушильного агенту, вмісту вологи і умов сушіння.

Залежно від фізіологічних і біохімічних перетворень у солодітехнологію сушіння підрозділяють на три основні фази:

фізіологічна - подовжується зростання листка і корінців,протікають ферментативні процеси, температура солоду за 10-12 годзростає з 20-25 до 45 °С: процеси синтезу завершуються, а гідролітичніпідсилюються - це супроводжується розчиненням ендосперму, накопи-ченням низькомолекулярних продуктів розкладання крохмалю, білківліпідів і інших високомолекулярних сполук, вміст вологи зменшується до30 %;

ферментативна - подовжується 5-7 год, температура зміню-ється з 45 до 70 °С, ріст і дихання зародку припиняються, ферментативнігідролітичні процеси підсилюються - ферменти перебувають у зоні оп-тимальної температури, вміст вологи лімітує протікання ферментативнихреакцій - зменшується до 10 %;

хімічна - подовжується 3-4 год, температура 70-80 °С для сві-тлого солоду і 100-105 °С для темного солоду, вміст вологи зменьшуєть-ся до 3-5 %, тобто при температурі 75 °С усі ферментативні реакції при-пиняються - ферменти частково інактивуються і переходять у зв'язанийнеактивний стан.

Процес ведуть у сушарках різних типів періодичної або безпе-рервної дії (табл. 29.1), останні мають переваги, тому що скорочуютьвитрати палива, збільшують продуктивність, підтримуються потрібніякісні постійні характеристики. Тривалість сушіння 24-36 год, темпе-ратуру сушіння збільшують по мірі зниження вологості. Золоте пра-вило сушіння - до зниження вологості зернової маси до 15 % не можнапідвищувати температуру сушильного агента (Тс) понад 50 °С, інакшеферменти будуть інактивовані. На останньому етапі сушіння солоду про-водять при температурі 85-105 °С - ця стадія називається відсушкою. На

цій стадії відбувається реакція меланоідиноутворення - взаємодія аміно-кислот з редукуючими сахарами, що додає солодові запах хлібної скори-нки і золотаво-коричневий колір. Вологість світлого солоду (СС) 3-3,5 %, темного (ТС) - 1-1,5 %. Відділення паростків здійснюють післясушіння на ростковідбивній машині.

Табл. 29.1. Основні технологічні параметри сушіння солоду

Тип сушарки

Час сушіння,

Вміст

Тс , °С

 

год

вологи, %

 

Горизонтальні двоярусні

24 СС

від 45 до 3-4

50-80

 

48 ТС

від 45 до 3-4

50-105

Горизонтальні трьохярусні

36 СС

від 45 до 3-4

50-80

 

72 ТС

від 45 до 3-4

50-105

Безперервні вертикальні

 

 

 

ЛСХА по зонах сушіння: І

 

45 - 27

50

II

 

27 - 12

67

III

 

12 - 6

81

ІУ

 

6 - 3

85

Виробництво солоду поєдна-

 

 

 

ним способом, по стадіях: І

6 - 9

45 - 20

40 - 50

II

8 - 12

20 - 9

60 - 65

III

4 - 6

9 - 7

65 - 70

ІУ

2 - 3

7 - 5

70 - 75

У

4 - 6

5 - 3

80 - 85

Горизонтальна безперевна

 

 

 

карусельна КТИПП

10 - 12

від 45 до 4-5

85

Для карамельного солоду

4 - 5 з фер-

від 45 - 50

 

 

ментацією

ДО 6

70-140

Зберігання солоду проводять при температурі не вище 20 °С;шаром не більш як 3-4 м протягом 1,5-2 місяців. Процеси, що відбу-ваються в ньому, поліпшують його якість. Солод зберігають на стела-жах у вентильованих приміщеннях або в силосах, не заражених комі-рними шкідниками, при температурі 10-30 °С і відносній вологості75 %. Солод у вигляді зерен не подрібнюють, протягом 4-5 тижніввідбувається відлежка солоду - якість поліпшується.