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

гр и б о в

Вкультуре содержится около 15% сбраживаемых углеводов от введенных с отрубями. Поверхностная культура, полученная при выращивании различных штаммов плесневых грибов, содержит от 1,80 до 8,50% углеводов от массы культуры.

Для анализа из средней пробы культуры берут на­

веску 4 г, переводят ее в мерную колбу на 200 мл, добавляют 100 мл 0,4%-ного раствора серной кислоты, проводят гидролиз, как это было описано выше, при анализе отрубай. От разбавленного фильтрата отбирают 10—20 мл в мерную колбу на 100 мл, осветляют, дово­ дят объем раствора до метки и определяют углеводы колориметрическим антроновым методом (см. стр. 104). Расчет ведут по уравнению (19).

Пример. На анализ взята навеска 4 г поверхностной культуры гриба Asp. oryzae влажностью 12%. Из разбавленного раствора отобрано 15 мл и после колориметрической реакции с антроном получены значения оптической плотности £51=0,870 и 02=0,490.

В готовой глубинной культуре также определяют -сбраживаемые углеводы колориметрическим антроно­

вым методом (см. стр. 106).

О п р е д е л е н и е ф е р м е н т а т и в н о й а к т и в н о с т и

Ферментативную активность плесневых грибов ха­ рактеризуют амилолитическая, декстринолитическая, глюкоамилазная и протеолитическая активность.

Амилолитическую активность культур плесневых грибов определяют колориметрическим йодометрическим методом, как и в солоде (см. стр. 255).

270

Для анализа п о в е р х н о с т і ю й к у л ь т у р ы из средней пробы отбирают две навески: для определения влажности и амилолитической активности.

Для определения АС берут 5 г воздушно-сухой или 10 г сырой культуры, тщательно растирают с кварцевым песком или толченым стеклом в фарфоровой ступке и количественно переводят в стакан или коническую кол­ бу, добавив 10 мл ацетатного буферного раствора с pH 4,7 и 90 мл дистиллированной воды. Смесь выдер­ живают в течение часа в термостате при 30° С , периоди­ чески перемешивая. Затем раствор отфильтровывают и фильтрат используют в качестве основного раствора для приготовления рабочего раствора фермента, как описа­ но при определении ферментативной активности солода (см. стр. 255), Ориентировочный расход основного раствора на приготовление рабочего раствора фермента нужной концентрации определяют по табл. 15.

При анализе г л у б и н н о й к у л ь т у р ы отделяют мицелий фильтрацией и фильтрат используют для при­ готовления рабочего раствора фермента.

Для этого берут от 1 до 5 мл фильтрата (в зависи­ мости от предполагаемой активности культуры) и раз­ водят дистиллированной водой в мерной колбе на 100 мл. С рабочим раствором проводят ферментативную реакцию гидролиза крахмала в указанных выше усло­ виях и проводят определение, как это описано для соло­ да (см. стр. 255).

271

Активность определяют по числу единиц, содержа­ щихся в 1 г поверхностной или в 100 мл глубинной культуры. Расчет ведут по уравнениям:

для поверхностной культуры

для глубинной культуры

где т — число миллилитров глубинной культуры, взятое на анализ. Пример. Для анализа взято 10 г поверхностной культуры Asp. oryzae. Предполагаемая активность (штамм гриба высокоэффек­ тивен по амилазе) лежит в пределах 160—200 ед./г. По табл. 15 находим количество раствора, которое необходимо взять для вто­

ричного разбавления— 1 мл/200 мл. В таком случае я = 2,5 мг.

При колориметрировании получаем значения оптической плот­ ности

культур грибов определяют с применением колоримет­ рического антронового метода по прописи, приведенной для анализа солодов (см. стр. 262). Определение можно вести в той же реакционной среде, которую приготовили для определения А С .

Осахаривающую активность О С культур грибов по полученной оптической плотности определяют по урав­

272

Осахаривающая активность составит

Оп р е д е л е н и е п р о т е о л и т и ч е с к о й ^

ак т и в н о с т и (метод ВН И И Ф Са)

Протеолитическая активность характеризует способ­ ность ферментов катализировать расщепление белков до пептидов и аминокислот. Культуры плесневых грибов характеризуются числом единиц протеолитической ак­ тивности (ПАк), содержащихся в 1 г исследуемого ма­ териала.

За единицу протеолитической активности принима­ ется такое количество ферментов, которое катализирует расщепление 1 г белка в строго стандартных условиях (температура 30° С; pH среды 7,0; продолжительность протеолиза 30 мин; постоянное соотношение фермент — субстрат в среде, обеспечивающее гидролиз белка на 50% до продуктов, не осаждающихся трихлоруксусной кислотой за 30 мин).

В основу определения протеолитической активности положена зависимость степени протеолиза белка от числа единиц фермента, взятого на .анализ для прове­ дения ферментативной реакции.

Количество превращенного белка определяют с при­ менением интерферометрического метода. Активность ферментных материалов определяют по специально выведенному графику (или уравнению), на котором по оси ординат отложена разность показателей преломле­ ния, а по оси абсцисс — число единиц фермента.

Относя полученную величину к 1 г исследуемого ферментного материала, определяют его активность в условных единицах.

Для определения протеолитической активности по­ верхностной культуры готовят вытяжку из нее (5 г воздушно-сухой или 10 г сырой культуры на 100 мл), при определении в глубинной культуре ее разбавляют описанным выше способом.

Для приготовления рабочего раствора берут различ­ ное количество основного раствора в зависимости от предполагаемой активности культуры и разбавляют дистиллированной водой до 50 или 100 мл.

273

(испытуемая проба), смесь перемешивают и выдержи­ вают в термостате в течение 30 мин для протеолиза белка под действием исследуемых ферментов. По исте­ чении этого времени в пробирку наливают 10 мл 4%- ного раствора трихлоруксусной кислоты для инактива­ ции фермента и осаждения высокомолекулярных про­ дуктов протеолиза, жидкость перемешивают и смесь выдерживают в том же ультратермостате (7 = 30° С) в течение 15 мин.

Одновременно ставят контрольный опыт, для чего в пробирку наливают 10 мл 4%-ного раствора трихлор­ уксусной кислоты и приливают 5 мл ферментного раствора, который инактивируется под действием кис­ лоты. Содержимое пробирки перемешивают, выдержи­

фильтруют содержимое через бумажный складчатый фильтр. В прозрачном фильтре определяют интерферен­ цию на интерферометре марки ИТР-2 по прописи, при­

т

мых жидкостей, поэтому для простоты расчета при ана­ лизе можно пользоваться этим показанием.

При работе с прибором используют кювету с длиной

ментативной реакции в продукты, не осаждаемые три­ хлоруксусной кислотой, перешло 20—75% белка. Для этого на анализ необходимо брать такое количество культуры, чтобы показания барабана интерферометра т не превышали 500. Значение т пропорционально раз­

274

ности показателей преломления, которая в данном слу­ чае определяется количеством образовавшихся при гидролизе белка продуктов, не осаждаемых трихлоруксусной кислотой (аминокислот и пептидов). Количество этих продуктов определяет скорость ферментативной реакции гидролиза белка, а следовательно, и активность исследуемого материала в принятых единицах.

Активность протеолитических ферментов (ПС) опре­ деляют по специально разработанному уравнению, под­ ставляя в него полученные при анализе показания бара­

бана интерферометра т

Г л а в а V

ПРОМ ЕЖ УТОЧНЫ Е ПРОДУКТЫ ПРОИЗВОДСТВА

КОНТРОЛЬ РАЗВАРЕННОЙ МАССЫ

Разваривание — главнейший технологический про­ цесс спиртового производства, от правильного проведе­ ния которого в значительной степени зависят все после­ дующие процессы и, в конечном итоге, — выход спирта.

Установленные регламентом режимы разваривания должны строго соблюдаться. Поэтому необходим тща­ тельный контроль за процессом тепловой обработки сырья на всех его стадиях, начиная с дробления сырья

икончая выдуванием массы в осахариватель. Контроль ведут по схеме 6.

275

Схема 6

Определение степени дробления зерна

*

Помол зерна, предназначенного для непрерывного разваривания, должен быть таким, чтобы при тепловой обработке затора получалась однородная масса, без видимых недоваров и переваров отдельных частиц.

Пробу помола зерна отбирают непосредственно изпод дробилки, подставляя совок, ширина которого должна быть не меньше ширины струи помола.

Отобранную пробу высыпают на гладкую поверх­ ность ровным слоем и из 5— 10 мест отбирают выемки маленьким совочком, захватывая помол по всей высоте слоя. Все выемки помещают в стакан и взвешивают. Общая масса выемок должна быть около 100 г. Прово­ дят рассев навески в наборе сит с отверстиями диамет­ ром 1,0; 2,5 и 3,0 мм ровными продольными движениями над поверхностью стола в течение 5 мин. Помол дол­ жен удовлетворять следующим требованиям: остаток на сите 2,5 мм не более 1% (молотковая дробилка), 14,5% (вальцовая) и проход через сито 1 мм соответ­ ственно не менее 50 и 30% . Если помол не удовлетво­ ряет этим требованиям, необходимо проверить и нала­ дить дробилку. Наличие целых зерен указывает на пробой в сите дробилки и сито необходимо сменить.

Определение качества дробления картофеля

Для анализа отбирают пробу измельченного карто­ феля непосредственно при выходе его из дробилки. Кашицу хорошо перемешивают и берут навеску 100 г,

276

которую переносят на металлическое сито с отверстия­ ми диаметром 2 мм и в течение 5 мин промывают 2—3 л воды. При хорошей работе дробилок на сите не должно оставаться более 8— 10 г влажного остатка.

Определение качества разваренной массы

Хорошо разваренное сырье можно определить по внешним признакам: проба, взятая на лопатку, должна быть блестящей, полужидкой, желтого цвета; не должно быть кусочков недоваренного зерна и картофеля, шелу­ ха должна быть прозрачной.

При недоварах в пробе видна мутноватая масса с кусочками недоваренного картофеля или зерна.

Если сырье переварено, проба имеет окраску от темно-желтой до коричневой.

Качество разваренной массы проверяют также пу­ тем промывания пробы на сите.

При непрерывном разваривании пробу (приблизи­ тельно 1 л) при выдувании в осахариватель отбирают ковшом через специальный пробоотборник. Пробу вы­ ливают на металлическое сито и промывают водой до полного удаления взвешенных частиц. При хорошем качестве варки остающаяся на сите дробина должна быть прозрачной, без полусырых зерен и крахмалистых кусочков.

При периодическом разваривании пробу отбирают через специальные пробоотборники, установленные на разварниках, в конце процесса разваривания. Качество разваренной массы определяют, как описано выше, органолептически (цвет, консистенция) и промыванием на сите.

КОНТРОЛЬ ОСАХАРЕННОЙ МАССЫ

Контроль ведут по схеме 7.

Определение концентрации солодового молока

Концентрацию солодового молока определяют с целью регулирования дозировки воды при его приготов­ лении. Пробу для анализа отбирают из солодового чана после задачи всего дробленого солода и его тщатель-

,277

278

пого перемешивания с водой. При отборе пробы соло­ дового молока мешалку останавливают и зачерпывают ковшом еще движущуюся массу. Отобранную массу пропускают через металлическое сито с отверстиями диаметром 1 мм, хорошо перемешивают и в полученном мутном растворе определяют концентрацию сахаромет­ ром по методике, приведенной в главе II.

Определение содержания свободного формалина

Свободный формалин определяют визуально тотчас после смешения раствора формалина с солодовым моло­ ком. Для этого наносят каплю жидкости на белую фар­ форовую пластинку и смешивают с одной каплей фуксинсернистого реактива I. В присутствии свободного формалина наблюдается розовое окрашивание.

Определение качества дробления солода

Для анализа отбирают солодовое молоко черпаком, помещают на металлические сита с отверстиями диа­ метром 2 мм и в течение 5 мин промывают водой, визуально определяя остаток на сите.

Отбор проб сусла

Пробу сусла при непрерывном осахаривании отби­ рают через специальный кран на суслопроводе между теплообменником и бродильным чаном.

При периодическом осахаривании сусло в каждом осахаривателе анализируют отдельно, а среднюю пробу отбирают непосредственно из осахаривателя после оса­ харивания. Перед отбором пробы сусло перемешивают

Фильтрат собирают в цилиндр 5, возвращая первые порции его обратно в фильтр до тех пор, пока не полу­ чат прозрачный фильтрат, который используют для оп­ ределения содержания сухих веществ, кислотности, со­ держания сбраживаемых углеводов и ферментов.

279