42.Процессы, происходящие при замачивании зерна. Набухание, изменение химического состава зерна в процессе замачивания.

Переход зерна из состояния покоя к первым признакам жизни начинается с процесса набухания. В зерне появляется свободная влага в виде пара или в капельно-жидком состоянии. При наличии достаточного количества влаги зерно быстро увеличивается в объеме Скорость поглощения влаги зависит от особенностей используемого зерна. Крупные зерна поглощают ее медленнее, так как их поверхность, отнесенная к единице массы, меньше. Весь процесс взаимодействия зерна с водой можно разделить на три этапа. Начальный этап длится от 0,5 до 1,0 часа, за это время происходит влагонасыщение плодовых и семенных оболочек, алейронового слоя и зародыша. Основной этап составляет от 5 до 12 часов, за это время происходит перенос влаги внутрь эндосперма. Заключительный этап длиться до суток и более, при этом завершается распределение влаги по анатомическим частям. Длительное нахождение зерна в воде приводит к активации биохимических процессов в прорастающей зерновке, которые заключаются в интенсивном гидролизе высокомолекулярных соединений, расположенных в эндосперме, и переводе их в водорастворимое состояние, доступное для подачи в росток, наряду с этим возрастает дыхательный газообмен зерна При замачивании первоначальный захват воды производят плодовые оболочки, которые имеют большое количество капилляров, пор, пустот, служащих резервуарами для первичного накопления влаги. Вода, поглощенная плодовыми оболочками, связана непрочно и легко может испариться. Зародыш, богатый белками, липидами и углеводами, по своей биологической роли и физической структуре обладает способностью интенсивного поглощения влаги. Эндосперм, состоящий главным образом из крахмала и белков, также способен поглощать значительное количество воды, но ее поглощение сдерживается оболочками и алейроновым слоем зерна С увеличением длительности увлажнения замоченного зерна наблюдается снижение содержания крахмала. Растворение крахмала у прорастающего зерна начинается около щитка и постепенно распространяется по эндосперму. Крахмал под действием α-амилазы расщепляется до растворимых углеводов – декстринов и сбраживаемых сахаров. Декстрины – это коллоидные вещества, растворимые в воде, имеющие значительно меньшую молекулярную массу по сравнению с крахмалом. Β-амилаза, действуя на крахмал и родственные полисахариды, образует путем инверсии мальтозу. Молекула мальтозы состоит из двух молекул глюкозы, и является конечным продуктом распада крахмала. Одновременно с крахмалом идет распад и клетчатки, являющейся основой оболочек и клеток зерна. Таким образом, содержание крахмала по сравнению с исходным зерном снижается. Значительная часть сахаров используется при дыхании зерна. Через 18 часов замачивания наблюдается рост содержания восстановливающих сахаров, что объясняется распадом крахмала.При прорастании происходит не только распад крахмала, но и значительные изменения белков зерна. При прорастании пшеницы содержание клейковины уменьшается, свойства ее изменяются в сторону ослабления. Аминокислоты, входящие в состав белков, являются конечными продуктами распада белков, которые используются при прорастании. Через клетки щитка аминокислоты поступают в зародыш так же, как и продукты распада крахмала и клетчатки, и идут на построение тканей развивающегося ростка.Как только в зерне появляется в избытке свободная влага, в нем начинается процесс быстрого распада жира. Сконцентрированные в основном в зародыше липиды являются важным источником энергии для прорастающего зерна, и в процессе прорастания их содержание резко снижается.

43.Изменение состава замочной воды при замачивании. Молочнокислое брожение в процессе замачивания зерна.

При замачивании в жидкую фазу из зерна переходят различные по составу растворимые вещества. Накопление сухих веществ в замочной воде в отдельном чане при диффузионном методе замачивания протекает почти пропорционально продолжительности этого процесса .Уже в первые часы замачивания происходит переход сухнх веществ зерна в замочную воду. Этот процесс протекает почти с одинаковой интенсивностью в течение всего времени замачивания и не замедляется даже к концу замачивания . С увеличением продолжительности замачивания растет содержание азотистых веществ в замочной воде . В начале процесса, примерно в первые 16 ч, наблюдается рост содержания Сахаров в замочной воде, затем этот показатель через 24 ч замачивания начинает интенсивно уменьшаться , что обусловлено активизацией деятельности молочнокислых бактерий. Содержание диоксида серы в замочной воде быстро снижается в начале процесса и достигает значений 0,012% через 22 ч замачивания .

Значение pH замочной воды после введения ее в чан сначала устанавливается на уровне 3,2, но затем возрастает до 3,9—4,1 и сохраняется на этом уровне неизменным . Некоторое изменение pH обусловлено связыванием кислоты зерном и улетучиванием диоксида серы в атмосферу. Стабилизация pH во второй половине замачивания зерна вызвана образованием молочной кислоты и ее солей. Замоченное зерно поглощает 0,2—0,4 г диоксида серы на 1 кг сухих веществ зерна, т. е. около 13% от количества этого реагента, введенного с замочной водой.

Молочнокислое брожение в процессе замачивания зерна При загрузке чанов зерном вместе с ним в процесс вводят определенную микрофлору. Высокая температура замачивании зерна в присутствии сернистой кислоты препятствует активной деятельности микроорганизмов. Однако снижение концентрации сернистой кислоты в замочной воде в процессе замачивания и накопление в ней питательных веществ создают условия, при которых возможно 'брожение, вызываемое термофильными молочнокислыми бактериями. Сахароза быстро превращается в глюкозу и фруктозу, которые почти полностью используются бактериями как энергетический источник питания с образованием двух молекул молочной кислоты. Азотистое питание микроорганизмов обеспечивается перешедшими в замочную воду белками, пептидами и аминокислотами зерна. Содержание двух последних групп в азотистых веществах составляет 85%. Зерно является первым источником внесения молочнокислых бактерий в замочную батарею, однако количество этих микроорганизмов поступает в чаны с возвратной процессовой водой, которую используют для замачивания зерна. Процесс молочнокислого брожения протекает в анаэробных условиях, аэрация замочной воды тормозит его. К концу процесса замачивания содержание молочной кислоты возрастает до 1,8 г/100 мл .Почти половина образовавшейся молочной кислоты нейтрализуется основаниями , экстрагированными из кукурузы, что обеспечивает стабильное значение pH. В процессе образования молочной кислоты часть белковых веществ и пептидов подвергается гидролизу, что облегчает концентрирование жидкого экстракта в выпарных установках, так как в этом случае уменьшается отложение органических и неорганических веществ на поверхности ,нагрева аппаратов. Увеличение концентрации сернистой кислоты, подаваемой в чаны, может привести к снижению активности молочнокислых бактерий, уменьшению содержания молочной кислоты в экстракте. Поэтому концентрацию Диоксида серы в кислоте, поступающей на замачивание, поддерживают на таком уровне, чтобы в чанах с зерном через 24 ч после заливки кислоты содержание диоксида серы в замочной воде было около 0,01%. Молочнокислое брожение протекает активно при температуре 45—52° С. Если температура замачивания опускается ниже 45° С, возможна активация других микроорганизмов с образованием спирта и масляной кислоты, что недопустимо. Скорость Откачивания жидкого экстракта (концентрированной замочной воды) из батареи должна быть достаточно низкой с учетом времени, необходимого для развития молочнокислых бактерий.