4. Проращивание зерна

Цель солодоращения - накопление и активация ферментов и гидролиз под действием ферментов резервных веществ зерна (растворение эндосперма).

Основные процессы, протекающие при проращивании, морфологические и биохимические.

Морфологические - появление корешков, которые прорывают оболочки и выходят наружу. Одновременно развивается зародышевый листок. Он растет вдоль зерна между мякинной и семенной оболочками. Листок не должен выходить из вершины зерна, иначе появляются «проростки», что снижает качество солода.

Биохимические процессы. При поступлении к зерну необходимого количества кислорода и влаги определенной температуры зародыш начинает интенсивно дышать. Для этого процесса необходимы низкомолекулярные углеводы. В зародыше их мало. После того как все водорастворимые вещества зародышем израсходованы, начинают использоваться запасные высокомолекулярные вещества эндосперма. Этот процесс протекает под действием ферментов, которые накапливаются при проращивании.

В непроросшем зерне большинство ферментов отсутствует, а те ферменты, которые уже содержатся, находятся в связанном со структурным белком состоянии и их мало. Образование ферментов стимулируют гормоны, выделяемые зародышем. Синтез отсутствующих в зерне ферментов происходит в алейроновом слое. Для перевода связанных ферментов в активное состояние необходимо разорвать связь между молекулами фермента и белка. Таким образом, происходит синтез и активация гидролаз - амилолитических, протеолитических и цитолитических ферментов.

Под действием амилолитических ферментов (- и -амилаз) на крахмал образуются сахара, которые являются источником питания и энергии для зародыша. Часть сахаров накапливается в солоде и придает ему сладковатый вкус. При солодоращении крахмал гидролизуется на 5-10 % (в спиртовом производстве примерно на 20 %).

Под действием протеолитических ферментов (эндо- и экзопептидаз) происходит гидролиз белковых веществ. В процессе солодоращения гидролизуется около 50 % белков до альбумоз, пептонов, пептидов и аминокислот. Из последних синтезируются растворимые белки, а также белки, которые составляют основу ростков и корешков.

Под действием цитолитических ферментов идет гидролиз (примерно на 90 %) некрахмальных полисахаридов клеточных стенок оболочек и эндосперма. Процесс называется цитолизом. В результате этого зерно приобретает мягкую консистенцию, и его содержимое можно растереть между пальцами.

Под действием фосфатаз происходит гидролиз фосфорорганических соединений с образованием остатков фосфорной кислоты.

Изменение свойств зерна при проращивании под действием ферментов называется разрыхлением или растворением эндосперма.

Основные факторы, которые влияют на проращивание:

Температура: оптимальная для проращивания ячменя 15-17 ºС; проса - 25-28 ºС; других зерновых культур - 20-23 ºС.

Влажность. Если влажность недостаточна, то происходит подсыхание зерна, снижается ферментативная активность и замедляется рост. Оптимальной при проращивании является влажность: для ячменя, овса - 43-46 %; для ржи - 48-50 %; для проса - 42-43 %.

Аэрация. Приток кислорода необходим в первые дни проращивания, когда происходит накопление ферментов, а затем, когда начинают протекать биохимические процессы, доступ кислорода можно ограничить. При этом содержание СО₂ не должно быть более 10 %, иначе дыхание прекратится и начнется автолиз.

Так как солод в бродильных производствах используется для разных целей, то и продолжительность его проращивания различна.

В солоде для спиртового производства необходимо накопить максимальное количество амилолитических ферментов. Продолжительность проращивания составляет (в сутках): для ячменя - 10; овса - 10-12; ржи - 7-8; проса - 5-6.

Для пивоваренного солода продолжительность проращивания зависит от его типа: для светлого солода - 7 суток; для темного - 8-9 суток.

Процесс проращивания сопровождается расходом питательных веществ, что составляет потери на ростки (4,3 %) и на дыхание (5,7 %). В результате проращивания получают полупродукт - свежепроросший солод.

Проращивание происходит в помещении, которое называется солодовней. Они бывают токовые и пневматические.

Токовые - устаревшие солодовни, в основном остались на некоторых спиртзаводах. Проращивание идет на цементной площадке, которая называется током. Высота слоя замоченного зерна (складывается в грядку) в начале проращивания 40 см, к концу процесса ее снижают до 10-ти см. Температура и приток воздуха регулируются путем ворошения вручную, либо механическим ворошителем. Недостаток токовых солодовен: большие площади, трудоемкость процесса, низкий уровень механизации, зависимость от внешней температуры.

Пневматическое солодоращение - проращивание в высоком слое (до 1,5 м) с использованием кондиционированного воздуха (определенной относительной влажности - 98-100 % и температуры на 2-3 ^оС ниже, чем температура в слое зерна). Воздух подается снизу в подситовое пространство.

Пневматические солодовни бывают ящичные и барабанные.

Ящичная солодовня состоит из ящиков прямоугольной формы. Стенки выполнены из железобетона. Ящик имеет два дна: основное (цементированное) и ситчатое, на котором происходит проращивание. Пространство между основным и ситчатым дном называется подситовое. Его высота 1,5-2,0 м.

На продольных стенках ящика расположены рельсы, по которым движется шнековый ворошитель. С помощью него происходит перемешивание зерна. Количество ящиков равно числу дней проращивания.

Разновидностью ящичной солодовни является солодовня типа «передвижная грядка». Это один длинный ящик, который условно разделен на зоны, количество которых равно числу дней ращения. Замоченное зерно загружается в конец ящика и ежедневно ковшовым ворошителем передвигается к началу ящика. Ворошение происходит от последней зоны к первой.

Современный способ получения солода - статический способ, или «все в ящике». В одном ящике происходит замачивание, проращивание и сушка, что сокращает процесс производства солода.

Барабанные солодовни состоят из ряда барабанов - металлических цилиндров, которые установлены на опорных роликах. В барабане имеется два дна. Загрузка и выгрузка происходит через люки. Перемешивается зерно путем вращения барабана. Барабаны бывают открытые и закрытые. Количество их равно числу дней ращения.

Требования к свежепроросшему солоду. Запах свежий, огуречный. Корешки - плотные, упругие. Влажность должна быть равна влажности замоченного зерна. Содержимое зерна должно хорошо растираться между пальцами.

В свежепроросшем солоде, предназначенном для производства пива, длина корешков должна быть равна 1,5-2 длины зерна; длина зародышевого листа при получении светлого солода - 2/3-3/4 длины зерна, темного солода - 1/2-1 длины зерна. Амилолитическая способность (АС) для светлого солода 300-400 ед/г; для темного - 400-500 ед/г.

При производстве спирта в свежепроросшем солоде длина зародышевого листка должна быть не менее длины зерна. Важным показателем является ферментативная активность (АС и ДС - декстринолитическая способность) (таблица 1).

Таблица 1

Качество солода по амилолитической активности

Тип солода	АС, г/(г*ч)	ДС, мг/(г*ч)
Ячменный	4-6	25-35
Овсяный	3-5	35-45
Ржаной и пшеничный	4-7	25-35
Просяной	2-3	70-100

Свежепроросший солод используется в производстве спирта, а для получения пива солод направляют на сушку.