книги из ГПНТБ / Рухлядева А.П. Технохимический контроль спиртового производства

Через двое суток после первой замочки зерно необхо­ димо хорошо встряхнуть. Через трое суток от начала определения подсчитывают проросшие зерна (с вышед­ шими наружу корешками и с глазками). Содержание проросших зерен выражают в процентах, для чего под-

воронке, после чего дополнительно подсчитывают коли­ чество проросших зерен. Процентное содержание зерен, проросших через трое суток, характеризует энергию про­ растания зерна, а общее процентное содержание зерен, проросших за пять суток — способность прорастания.

Величину этих показателей вычисляют как среднее арифметическое из двух параллельных определений. Расхождение между двумя параллельными определения­ ми способности прорастания допускается: при способ­ ности прорастания 90% и выше—-не более 5%; ниже

Определение влажности замоченного зерна

Определение проводят одним из методов, приведен­ ных в главе II, стр. 56. При определении методом высу­ шивания до постоянной массы замоченное зерно предва­

250

рительно подсушивают при температуре 60—70° С. Луч­ ше определять влажность этого зерна высушиванием инфракрасным излучением в полуавтоматической уста­ новке или простым облучением исследуемого зерна ин­ фракрасной лампой. Удобен также метод определения влажности прибором Чижовой.

Пример. Определили влажность замоченного зерна высушива­ нием лампой инфракрасного света. Масса пустого бюкса 14,5 г. Масса бюкса с навеской замоченного зерна' 18,8 г. Навеска зерна 18,8—14,5= 4,3 г. Масса бюкса с навеской после высушивания 17,2 г. Потеря массы после высушивания 18,8—17,2=1,6 г. Влаж­ ность замоченного зерна

Т е х н и ч е с к и й с п о с о б о п р е д е л е н и я в л а ж н о с т и з а м о ч е н н о г о з е р н а

Из средней пробы зерна, поступающего на замочку, отвешивают около 1 кг. Навеску помещают в ситчатый сосуд, который затем закрывают и опускают в начале производственной замочки в замочный чан. После замачи­ вания сосуд вынимают, дают стечь воде, взвешивают и вычисляют влажность зерна (w) по формуле

КОНТРОЛЬ ЗЕЛЕНОГО СОЛОДА

Отбор Проб

Для составления средней пробы зеленого солода в токовой солодовне берут выемки от каждой грядки перед сдачей солода в производство. Выемки отбирают горстью по четырем углам и в середине из разных мест (отступив от края на 15—20 см) и на разной высоте

251

грядки с захватом всего слоя, в том числе и с самого пола, так как все непроросшие зерна обычно скапли­ ваются у самого низа постели.

В пневматической солодовне солод отбирают таким же способом, но обязательно из трех слоев — верхнего, среднего и нижнего.

Отобранные выемки тщательно перемешивают и сра­ зу тем же способом выделяют навески для определения влажности и внешних признаков солода — количества проросших и заплесневелых зерен.

Остаток перемешивают и, отобрав тем же способом 40—60 г, измельчают его, от полученной массы отбирают среднюю пробу для определения качества солода.

Внешняя оценка

В отобранной пробе солода определяют величину ростков и корешков и их вид, равномерность прораста­ ния, запах, заплесневение зерна. Солод нормального ка­ чества имеет белые корешки, сочные, с завитками. Запах солода должен быть свежим (у ячменного — запах све­ жих огурцов, у просяного — желтой акации). Причинами появления затхлого запаха могут быть: недоброкачест­ венное зерно, недостаточное перелопачивание, высокая температура ращения.

Наличие плесени говорит о неудовлетворительной очистке и дезинфекции зерна или недостаточной чистоте солодовни. Высокая температура ращения тоже способ­ ствует размножению плесневых грибов.

Зерно нормально проросшего солода при растирании между пальцами должно быть рыхлым и хорошо расти­ раться, не давая ни крупинок, ни жидкой кашицы.

Определение проросших и заплесневелых зерен

Из средней пробы отвешивают 25 г зеленого солода. Из навески вручную отбирают проросшие (а) и непро­ росшие (b), подсчитывают число зерен в каждой из этих групп и результат подсчета выражают в процентах, относя к числу зерен в навеске. Затем из обеих фрак­ ций выбирают и пересчитывают заплесневелые зер-

252

на (с), выражая их содержание в процентах к той же

величине:

а - 100 с -100

Определение влажности солода

Влажность солода определяют в каждой поступаю­ щей в производство грядке методами, приведенными в главе II, стр. 56.

При определении методом высушивания до постоян­ ной массы солод предварительно подсушивают при тем­ пературе 60—70° С . Наиболее приемлемые для опреде­ ления методы указаны на стр. 62 и 67.

Пример. Определение влажности солода проводили в полуавто­ матическом приборе. Масса пустого бюкса 14,50 г. Масса бюкса с навеской 20,10 г; навеска 20,1—14,5=5,6 г. Масса бюкса с навес­ кой после высушивания 17,750. Потеря массы 20,10—17,75=2,35 г.

Влажность зеленого солода

Определение содержания сбраживаемых углеводов

Состав солода значительно отличается от состава ис­ ходного зерна. В нем накапливается большое количество растворимых продуктов — сахаров, аминокислот и дру­ гих компонентов.

Все они оптически активны, но удельный угол вра­ щения плоскости поляризации сбраживаемых сахаров значительно отличается от угла вращения крахмала. Поэтому содержание сбраживаемых углеводов в солоде невозможно определить поляриметрическими методами.

253

Этому мешает также присутствие в солоде несбраживаемых оптически активных веществ.

Содержание сбраживаемых углеводов в солоде опре­ деляют химическим методом. Для этого из средней тща­ тельно измельченной пробы берут навеску 5 г и опре­ деляют в ней углеводы химическим методом, описанным

Сьѵ^

анализа определенное постоянное количество их оса-

Осахаривание проводили в мерной колбе на 200 мл. Из получен­ ного осахаренного раствора было отобрано на гидролиз 50 мл в мерную колбу па 200 мл. На титрование пошло 16,19 мл перманга­

С =» 0,04-46,17 = 1,847 г.

Р-У

Сахара, введенные с препаратом фермента 0,110 г; содержание пентоз во взятой навеске 0,0625 г.

Содержание глюкозы в пробе

1,847 — 0,0625 — 0,110 = 1,6740 г.

254

Содержание сбраживаемых углеводов в солоде в ед. глюкозы

1,674-100

------------ = 33,

Определение ферментативной активности

В солоде определяют активность амилолитических, декстринолитических и осахаривающих ферментов.

К о л о р и м е т р и ч е с к и й м е т о д о п р е д е л е н и я а м и л о л и т и ч е с к о й

( д е к с т р и н о г е н н о й ) а к т и в н о с т и ( м е т о д ВН И И Ф Са)

Амилолитическую (или декстриногенную) активность определяют по скорости ферментативного гидролиза крахмала, которую устанавливают по количеству крах­ мала, превращенного в процессе этой реакции.

Декстриногенная активность характеризует способ­ ность ферментов солода катализировать расщепление крахмала в основном на декстрины с очень небольшим образованием сахаров. Эта активность в основном обус­ ловлена присутствием сс-амилазы.

Активность солода характеризуется числом единиц амилолитической активности (А С), содержащихся в 1 г или 100 мл исследуемого материала. За единицу амило­ литической активности принимают такое количество фер­ мента, которое катализирует гидролиз 1 г растворимо­ го крахмала в строго определенных стандартных усло­ виях: (температура реакции 30° С; pH раствора 4,7— 4,9; продолжительность 60 мин; постоянное соотношение

полупродуктов спиртового производства положена зави­ симость степени гидролиза крахмала от числа единиц фермента, взятого на анализ для проведения фермента­ тивной реакции.

Степень гидролиза крахмала определяют колоримет­ рическим йодометрическим методом.

Активность ферментного материала подсчитывают по уравнению, составленному на основе изучения зави­ симости степени гидролиза крахмала от количества фер­ ментного материала, взятого на реакцию.

Ход определения. П р и г о т о в л е н и е ф е р м е н т ­ н о г о р а с т в о р а . Для определения амилолитической

255

активности отбирают среднюю пробу солода (см. стр. 251), измельчают и определяют влажность одним из методов, указанных в главе II, стр. 56.

Одновременно берут навеску солода 5 г для прове­ дения ферментативной реакции, помещают ее в стакан, заливают 10 мл фосфатного буфера с pH 4,7—4,9 и 90 мл дистиллированной воды. Полученную смесь для полного извлечения ферментов выдерживают в термо­ стате при 30° С в течение часа, периодически перемеши­ вая ее стеклянной палочкой. Затем смесь фильтруют и

рабочий раствор, который готовят из основного путем

П р о в е д е н и е ф е р м е н т а т и в н о г о г и д р о л и ­ з а к р а х м а л а . Реакцию проводят в строго определен­ ных, стандартных условиях (см. стр. 255) с использова­ нием фосфатного буфера, продолжительность 10 мин; объем реакционной среды 15 мл (10 мл субстрата и 5 мл ферментного раствора).

Для анализа берут две пробирки высотой 180 мм и диаметром 18 мм, наливают в каждую по 10 мл субстра­ та и ставят в ультратермостат. Пользоваться воздуш­ ным термостатом не рекомендуется. Предпочтительно пользоваться ультратермостатом (или водяной баней) с постоянной температурой 30 +0,2° С. В термостате про­ бирки выдерживают 5— 10 мин, чтобы растворы приняли необходимую температуру, затем, не вынимая пробирок

256

из термостата, наливают в первую из них 5 мл дистилли­ рованной воды (контрольная проба), а во вторую — 5 мл рабочего раствора фермента (испытуемая проба).

Смеси быстро перемешивают и выдерживают в уль­ тратермостате в течение 10 мин, после чего вынимают пробирки из термостата и отбирают от контрольного и испытуемого растворов по 0,5 мл, переносят их в одну из колбочек с предварительно налитыми туда 50 мл ра­ бочего раствора йода в 0,1 н. растворе соляной кислоты и взбалтывают. В растворах под действием соляной кислоты происходит инактивация ферментов — действие их прекращается. Продукты реакции вступают во вза­ имодействие с йодом и растворы окрашиваются: первый (из контрольной пробы) — в синий цвет, второй (из опыт­ ной пробы) — в фиолетово-коричневый различной ин­ тенсивности в зависимости от количества прогидролизованного крахмала.

Непосредственно после смешивания растворов про­ водят определение их оптической плотности на фотоэлек­ троколориметре ФЭК-Н-60 или другой марки, в кюве­ тах с длиной грани 1 см при красном светофильтре (Я= 656 нм). Колориметрирование проводят по инструк­ ции, прилагаемой к прибору, снимая показания по крас­ ной шкале левого барабана.

Оптическая плотность контрольного раствора показы­ вает количество исходного крахмала в субстрате. Опти­ ческая плотность опытного раствора соответствует коли­ честву «крахмала», оставшегося непрогидролизованным после действия фермента. Этот крахмал следует пони­ мать условно, так как фактически в растворе крахмала нет, он превратился в декстрины, которые и дают фио­ летово-коричневую окраску. Разница оптических плот­ ностей обоих растворов соответствует тому количеству крахмала, которое подверглось гидролизу под действием ферментов исследуемого материала.

Содержание прогидролизованного крахмала опреде­ ляют по формуле

где D, и D 2 — оптические плотности соответственно контрольного и опытного растворов;

0,1 — количество крахмала, взятое на анализ, г.

Если окажется, что количество прогидролизованного крахмала меньше 0,020 или больше 0,075 г, то анализ повторяют. Готовят рабочий раствор с большим или меньшим количеством основного раствора.

Если в результате ферментативной реакции количест­ во превращенного крахмала находится в указанных пре­ делах, полученные данные используют для определения амилолитической активности по специальному уравне­ нию, подставляя в него найденную величину. Вследствие специфичности комплекса ферментов солодов определе­ ние их активности проводится по специальным уравне­ ниям, характерным и применимым только для анализа этого рода ферментов.

Уравнение для расчета амилолитической активности солода имеет вид:

ной раствор: 5 г солода в 100 мл дистиллированной воды с фос­ фатным буфером. Солод предположительно обладает высокой ак­ тивностью — порядка 30 ед/г. По табл. 13 находим количество основного раствора солода, необходимое для приготовления рабо­ чего. Оно равно 4 мл/100 мл.

Тогда в 5 мл рабочего раствора солода будет содержаться 10 мг (я=10).

При колориметрировании получены следующие значения опти­

258

или АС в пересчете на абсолютно сухое вещество при влажности солода 38%

29,08-100

=- 46,9 ед./г.

62

Х и м и ч е с к и й м е т о д о п р е д е л е н и я д е к с т р и н о л и т и ч е с к о й а к т и в н о с т и (ДС)

(метод В Н И И СП а)

Декстринолитическая активность характеризуется способностью ферментов катализировать гидролиз ко­ нечных декстринов (фосфодекстринов) со связью 1—6.

материала. За единицу декстринолитической активности принимается такое количество фермента, которое ката­ лизирует гидролиз 1 г конечных декстринов до редуци­ рующих сахаров за 1 ч в строго стандартных условиях (температура реакции 30° С; продолжительность 60 мин; pH среды 4,7—4,9; концентрация субстрата 1%; объем реакционной среды 15 мл; объем субстрата 10 мл; по­ стоянное соотношение фермент — субстрат в реакцион­ ной жидкости, обеспечивающее гидролиз декстринов на 30% за 60 мин).

В основу определения декстринолитической активно­ сти ферментных материалов положена зависимость ко­ личества сахара, образовавшегося в процессе фермент­ ной реакции, от числа единиц фермента, взятого на анализ.

Количество сахара, образовавшегося в процессе фер­ ментной реакции, определяют йодометрическим мето­ дом. Количество взятого на анализ фермента устанав­ ливают по графику (или соответствующему ему расчет­ ному уравнению), где по оси абсцисс откладывается

Относя полученную величину к 1 г или 1 мл иссле­