6. Влияние ферментных препаратов на качество спирта.

Для интенсификации процессов получения спирта в настоящее время используют новые технологические приемы; приготовление и сбраживание высококонцентрированного сусла (22 % СВ), меха­нико-ферментативная обработка сырья без использования пара повышенного давления, гидротермическая обработка зерна.

Одним из резервов повышения эффективности сбраживания высококонцентрированного сусла является подбор полифермент­ного комплекса, обеспечивающего биоконверсию всех высокомо­лекулярных соединений зернового сырья, что позволит более ра­ционально использовать все составные компоненты зерна, интен­сифицировать процессы дрожжегенерации и брожения, снизить потери сырья, повысить выход целевого продукта — этанола.

Гидролиз целлюлозы и гемицеллюлоз не только дает непо­средственно сбраживаемую глюкозу, но и повышает доступность крахмала ферментативному гидролизу, поэтому особенно важно гидролизовать В-1,3 —1,4-глюкан, который является существен­ным элементом клеточных стенок эндосперма злаков (у ячменя и овса глюкан составляет 75 % массы клеточных стенок эндоспер­ма). В свою очередь гидролиз крахмала способствует повышению доступности целлюлозы, и в присутствии амилолитических фер­ментов степень расщепления целлюлозы несколько повышается. Поэтому целлюлазные и гемицеллюлазные ферментные препара­ты целесообразно применять на стадии осахаривания замесов, совместно с а-амилазой и глюкоамилазой.

Отечественные ферментные препараты Целлофторин ГЗХ, Цел-лобранин ГЗХ, Ксилоглюканофоетидин П10Х и Целлюлаза-100 способны гидролизовать целлюлозу и гемицеллюлозы обогащенных этими полимерами фракций зерна; в оптимальной дозировке цел-люлаз 14—1бед/г субстрата при температуре 60 °С они за 2—4 ч Расщепляют целлюлозу на 50 %.

Во ВНИИПБТ разработан способ применения МЭК СП-1 на основе препаратов Амилоглюкаваморин ГЗХ, Целловиридин ГЗХ и Пектофоетидин ГЗХ для осахаривания крахмалистого сырья в производстве этанола.

При приме­нении МЭК и непрерывного процесса осахаривания выход этанола по сравнению с нормативным увеличивается и составляет 101,2%.

Интенсивное сбраживание сусла дрожжами возможно лишь при создании условий для их активного размножения. Лимитирующим фактором роста на гидролизатах сырья, полученных с применени­ем ферментов карбогидразного действия, является низкое содер­жание свободных аминокислот. С целью обогащения сусла ами­нокислотами используют ферментные препараты грибного проис­хождения, обладающие высокой экзопротеазной активностью. Фер­ментативный комплекс препаратов из культур различных штаммов Aspergillus oryzae (Проторизина, Амилоризина, Амилопроторизина) включает, наряду с эндопротеазами, экзопротеазы.

Для обеспечения максимального роста дрожжей и сокращения сроков брожения с 72 до 42—46 ч дозировка протеаз должна соот­ветствовать 5—8 ед. ПС/г белка при нормативном расходе а-амилазы и глюкоамилазы.

Дрожжевые клетки синтезируют аминокислоты из неоргани­ческого азота, используя при отсутствии необходимых амино­кислот углеродный скелет сбраживаемых углеводов. Обогащение питательной среды свободными аминокислотами способствует со­кращению расхода сахара на построение биомассы дрожжей и об­разование побочных продуктов брожения, что приводит к увели­чению выхода этанола. Данный эффект достигается в результате прямой ассимиляции аминокислот из окружающей среды. Введение в процесс протеолитического комплекса, содержащего актов­ные экзопротеазы, приводит к увеличению выхода основного про дукта на 2,8 % и снижению образования побочных метаболитов на 19%.

Увеличение выхода спирта объясняется снижением расхода сахара на рост биомассы дрожжей и образование побочных продуктов брожения повышением конечной степени сбраживания за счет более полного и глубокого гидролиза крахмала, а также использованием углеродного скелета аминокислот на биосинтез этанола.

Продолжительность спиртового брожения и выход спирта за­висят от степени подготовки зернового сырья и применяемых ферментных препаратов. На стадии осахаривания концентрированного пшеничного сус­ла используют препараты: Амилосубтилин, БАН, Фунгамил — ис­точники а-амилазы; Глюкаваморин, СанСупер — источники глюкоамилазы. Применение указанных ферментных комплексов для осахаривания крахмала в концентрированных средах положительно влияет также на физиолого-биохимическую активность и размножение дрожжей.

Таким образом, эффективное сбраживание концентрирован­ного зернового сусла достигается на основе использования комп­лексных ферментных систем широкого спектра действия путем улучшения реологических свойств замеса и сусла, повышения продуктивности клеток дрожжей, что обеспечивает ускорение про­цесса брожения.