3.2 Оборудование для солодоращения

Целью проращивания солода является синтез и активизация неактивных ферментов, под влиянием которых в процессе затирания достигается растворение всех резервных веществ зерна. Под действием ферментов при солодоращении часть сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрины и высшие декстрины, пептоны, пептиды, аминокислоты и др.

Переход зародыша от состояния покоя к активной жизнедеятельности возможен только при достаточной влажности, наличии кислорода и оптимальной температуры.

Технологические требования к проращиванию зерна характеризуются следующими показателями: температурой, при которой происходит проращивание зерна на отдельных стадиях; содержанием влаги в зерне; соотношением кислорода и диоксида углерода в слое зерна на отдельных стадиях проращивания; продолжительностью проращивания.

На морфологические изменения зерна и на глубину его растворения влияет интенсивность аэрации зерна при проращивании. Слабая аэрация замедляет рост корешков, и растворение эндосперма протекает быстрее. Интенсивная аэрация способствует росту корешков и листовой части зародыша, но при этом усиливается дыхание и расходуется больше питательных веществ.

Активация и образование ферментов. В спелом зерне меньшая часть ферментов находится в активном состоянии, а большая часть связана с белками и поэтому не активна. При прорастании зерна белки под действием протеолитических ферментов расщепляются и связанные с ними ферменты переходят в свободное, активное состояние. Действие гемицеллюлаз делает доступным содержимое крахмальных зерен для воздействия а-амилазы. Накопление ферментов происходит и в результате новообразования в алейроновом слое и зародыше [3, 9]. Значительную роль в этом играет гибберелловая кислота (ГК) – ростовое вещество, образующееся в прорастающем зерне.

Ферменты могут действовать при высоких температурах и в отсутствие кислорода, когда зародыш погибает. Эту их способность используют при солодоращении: сначала прорастающему зерну подают достаточно кислорода для образования ферментов, а затем подачу воздуха прекращают. При этом ферменты продолжают действовать, растворяя эндосперм, а зародыш почти не развивается. Это дает возможность уменьшать потери ценных веществ зерна.

Дыхание зерна. Проращивание зерна сопровождается интенсивным дыханием – потреблением кислорода и образованием диоксида углерода. Основным материалом для дыхания служат углеводы.

При аэробном дыхании мальтоза, образовавшаяся из крах- мала под действием ферментов, превращается в глюкозу, ко- торая окисляется до диоксида углерода и воды с выделением теплоты 2822 кДж/г-моль.

При недостаточном притоке воздуха во время замачивания и проращивания нарушается естественное дыхание зерна, что наблюдается, например, при проращивании зерна в высоком слое, когда в массе зерна накапливается диоксид углерода и повышается температура. Это вызывает анаэробное дыхание, протекающее в соответствии с суммарным уравнением спиртового брожения:

кДж/г-моль.

В последней реакции на каждую молекулу глюкозы, израсходованную на дыхание, выделяется в 12 раз меньше теплоты и в 3 раза меньше диоксида углерода, чем при аэробном дыхании. Поэтому, чтобы обеспечить себя необходимой энергией, зерно должно расходовать намного больше сахара, чем при аэробном дыхании. При хорошей аэрации обеспечивается более эффективное в энергетическом отношении аэробное дыхание и снижается расход углеводов, затрачиваемых на анаэробное дыхание.

Практически установлено, что для получения солода с хорошей растворимостью, высокой ферментативной активностью и минимальными потерями сухих веществ процесс солодоращения должен протекать медленно, при возможно низких температурах.

Превращение углеводов. Расщеплению крахмала предшествует расщепление гемицеллюлоз и белков соответствующими ферментами. Крахмал на 80 % состоит из амилопектина и на 20 % из амилозы. Часть его расщепляется под действием амилолитических ферментов (-амилаз), разрывающих связь -(1–4) связи. Образующиеся декстрины становятся доступными для действия -амилазы. Мальтоза расщепляется -глюкозидазой до глюкозы.

Таким образом, в результате гидролиза крахмала образуется смесь олигосахаридов, декстринов и моносахаридов.

Изменение азотсодержащих веществ. Считается, что в процессе солодоращения до 40 % азотистых веществ становятся водорастворимыми. Глубина растворения высокомолекулярной фракции белковых веществ влияет на качество солода и получаемого из него пива. При слабом растворении белков пиво плохо фильтруется и осветляется, а при понижении температуры в пиве появляется муть. Пиво, полученное

из солода с сильным белковым растворением, имеет низкую пеностойкость, не обладает полнотой вкуса.

Температура, продолжительность солодоращения и аэрация. Солодоращение при температуре 13–16 °С обеспечивает умеренный рост зародыша и максимальное накопление амилолитических ферментов, при этом достигается глубокий распад белковых веществ.

Температура проращивания светлого солода не должна превышать 18 °С, для темного солода допускается 21–23 °С. В темном солоде должно быть большое количество аминокислот и моносахаридов, которые, взаимодействуя при высокой температуре, образуют красящие вещества, называемые меланоидинами, и ароматические вещества.

Биологические и ферментативные процессы при солодоращении регулируются интенсивностью аэрации. Поэтому процесс солодоращения делится на две стадии: первая (1–4 сут), когда подается достаточное количество воздуха, характеризуется ростом зерна и накоплением ферментов, вторая (5–7 сут), когда подача кислорода воздуха ограничена, жизнедеятельность зародыша притормаживается и происходят основные ферментативные процессы.