Технология отрасли (Технология бродильных производств). Учебное пособие

(арабиноза и ксилоза), которые и определяются вместе с глюкозой по редуцирующим свойствам. Следовательно, в растворах после гидролиза надо определять массовую долю общих углеводов: сбраживаемых и несбраживаемых. При определении только сбраживаемых углеводов в анализируемом растворе необходимо одновременно определять содержание пентоз. По разности между полученными величинами устанавливают массовую долю растворимых сбраживаемых углеводов.

Колориметрическим антроновым методом можно определять массовую долю растворимых сбраживаемых углеводов (гексоз) в присутствии несбраживаемых (пентоз) без предварительного гидролиза сложных углеводов, так как их гидролиз проходит в процессе реакции с антроновым реактивом.

Антроновым методом можно также определять состав углеводов, содержащихся в бражке (декстринов, олигосахаридов и нерастворенного крахмала). Эти углеводы определяют в тех случаях, когда в процессе производства спирта наблюдаются отклонения от нормального технологического процесса.

Массовую долю нерастворенного крахмала дополнительно определяют в том случае, когда перерабатывают смешанное зерно, дефектное или когда процесс разваривания отличается от нормального, а также в том случае, когда для производства солода применяется зерно с низкой прорастаемостью. Крахмал в бражке получается за счет нерастворимого крахмала солода.

Массовую долю спирторастворимых углеводов и декстринов определяют в тех случаях, когда в бражке повышенное количество несброженных углеводов. Эти показатели позволяют выяснить причины повышения их содержания.

Для определения массовой доли нерастворенного крахмала в бражке его переводят в растворимые продукты путем гидролиза раствором серной кислоты с массовой долей 0,53 % и в полученном гидролизате определяют массовую долю общих сбраживае-

мых углеводов антроновым колориметрическим методом. По разности между массовой долей общих и растворимых сбраживаемых углеводов устанавливают массовую долю нерастворенного крахмала.

71

Для определения массовой доли спирторастворимых углеводов используют колориметрический антроновый метод. По разности между массовой долей растворимых сбраживаемых углеводов и спирторастворимых углеводов устанавливают количество декстринов.

Колориметрическое определение общего количества растворимых несброженных углеводов

Основано на расщеплении сложных углеводов до моносахаров в сильнокислой среде с последующей их дегидратацией и образованием оксиметилфурфурола, который, вступая в реакцию с антроном, образует комплексное соединение синевато-зеленого цвета.

Подготовка фильтрата зрелой бражки к анализу.Ото-

бранную пробу бражки фильтруют сначала через полотняный фильтр, затем через бумажный. Первые 20 см3 фильтрата отбрасывают, а последующие используют для анализа. Фильтрат разбавляют дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы в разбавленном растворе содержалось от 4 до 10 мг/100 см3 углеводов, т. е. примерно в 50-100 раз. В разбавленном растворе определяют содержание углеводов.

В пробирку на 20 см3 с пришлифованной пробкой берут 5 см3 антронового реактива. Осторожно по стенке пробирки приливают 2,5 см3 разбавленного исследуемого раствора так, чтобы жидкости не смешивались, а образовывали два слоя. Пробирку закрывают пробкой, энергично встряхивают в течение 10 с, помещают в штатив, который помещают в бурно кипящую водяную баню на 6 мин. Кипение воды в бане после погружения штатива с пробиркой должно возобновиться в течение 0,5 мин.

Параллельно таким же способом готовят контрольную пробу, добавляя к 5 см3 антронового реактива вместо исследуемого раствора 2,5 см3 дистиллированной воды.

По истечении 6 мин штатив с пробирками вынимают из кипящей бани и погружают в баню с проточной холодной водой, охлаждая содержимое пробирок до 20 °С.

72

Раствор в опытной пробе приобретает синевато-зеленую окраску, интенсивность которой измеряют на фотоэлектроколориметре с двумя светофильтрами в сравнении с раствором контрольной пробы, используя кюветы с шириной рабочей грани 5 мм и светофильтры с длиной волн 610 и 413 нм.

Обработка результатов. В результате колориметрирования получают два значения оптической плотностиD1 и D2, используя которые определяют массовую долю сбраживаемых углеводов Ср.у, %, по формуле

Ср.у. = (15,62·D1 – 26,03·D2)·n/1000.

Пример. Анализировали фильтрат бражки, который разбавили в 50 раз (n = 50). После реакции с антроновым реактивом и последующего колориметрирования на ФЭК-56М получены:D1 = 0,456 и D2 = 0,120. Массовая доля растворимых несброженных углеводов Ср.у, %, в зрелой бражке составит

Ср.у=[16,97(0,456 – 0,120)50]/1000=0,285 %.

Определение массовой доли декстринов и сахаров

Массовую долю декстринов и сахаров определяют в фильтрате бражки. Для этого декстрины осаждают спиртом, отфильтровывают и в фильтрате определяют сахара колориметрическим антроновым методом. Количество декстринов вычисляют по разности между массовой долей растворимых углеводов и сахаров.

Прозрачный фильтрат бражки отбирают пипеткой в мерную колбу на 50 см3 в объемном количестве от 0,5 до2,0 см3 в зависимости от содержания углеводов. Если фильтрата было отобрано менее 2 см3, то добавляют дистиллированную воду до 2 см3. Это делается для того, чтобы при осаждении декстринов в спиртовом экстракте спирта содержалось 92,6 %.

К бражке, находящейся в колбе, приливают до метки этиловый спирт с объемной долей 96,4 %. При этом декстрины выпадают в осадок. Содержимое колбы тщательно перемешивают и

73

фильтруют через бумажный фильтр. В спиртовом экстракте определяют массовую долю сахаров антроновым методом по прописи, приведенной для анализа несброженных углеводов.

При колориметрировании в качестве контрольного используют раствор, приготовленный путем приливания к 2 см3 дистиллированной воды 48 см3 ректификованного спирта с объемной долей 96,4 %.

Расчет массовой доли сахаров Сс, %,проводятпоуравнениям: для ФЭК-56М

Cc = (15,62·D1 – 26,03·D2)·n/1000,

для КФК-2

Cc = (19,53(D1 – D2)n/1000.

Массовую долю декстриновСд, % в бражке определяют по разности между массовой долей общих растворимых углеводов Ср.у и массовой долей спирторастворимых углеводовСс

Cд = (Ср.у. – Сс)0,9,

где 0,9 – коэффициент перевода глюкозы в декстрины.

Пример. От прозрачного фильтрата бражки отобрали 1 см3 в мерную колбу на 50 см3, добавили 1 см3 дистиллированной воды и объем жидкости довели до метки ректификованным этиловым спиртом с объемной долей 96,4 %. Коэффициент разбавле-

ния 1:50 (n = 50).

На реакцию с антроном отобрали 2,5 см3 раствора. В результате колориметрирования на ФЭК-56М получили:D1 = 0,560

и D2 = 0,260.

Массовая доля спирторастворимых углеводов Сс, %:

Сс = [(15,62·0,560–26,03·0,260)50]/1000 = 0,099.

Массовая концентрация декстринов Сд, %:

Сд = (0,285–0,099)0,9 = 0,167.

74

Качественные показатели зрелой бражки

При нормальном технологическом процессе брожения зрелая бражка имеет технологические показатели, представленные в табл. 1.

Расчет выхода спирта и потерь крахмала

Теоретический выход спирта В(теор., в дал/1 т условного крахмала) определяется из уравнения гидролиза крахмала и сбраживания глюкозы:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6, 162,1 18 180,1

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 118 кДж .

75

Практический выход спирта, полученный при лабораторном сбраживании осахаренного суслаВпр., дал/т условного крахмала, вычисляют по формуле

Впр. = Ссп ×m×1064 = СспК×m ,

100× К ×10

где Ссп – объемная доля безводного спирта в зрелой бражке, %; m – масса зрелой бражки, г; К – масса условного крахмала, содержащегося во взятом для опыта сырье, г; 100 – масса бражки, взятая для определения спирта, г; 104 – перевод см3 в дал; 106 – перевод г в т.

Процент полезно использованного крахмала равен

Х = Втеор. 100 .

Тогда потери крахмалаПк, %, рассчитываются следующим образом

Пк = 100- Х .

Контрольные вопросы

1. Как осуществляется внешняя оценка зрелой бражки?

2. Что такое видимая массовая доля сухих веществ бражки? От чего зависит ее величина?

3.Какопределяетсявидимая массовая долясухих веществ

бражки?

4.Как определяется титруемая кислотность бражки?

5.Как определяется рН бражки?

6.Как определяется концентрация спирта в бражке?

7.Как определяется действительная массовая доля сухих

веществ бражки?

8. Какое количество несброженных растворимых углеводов в бражке считается допустимым? Что входит в состав этих углеводов?

9. О чем свидетельствует повышенное количество несброженных углеводов?

76

10.Как ведется контроль периодического и непрерывного процесса брожения по содержанию несброженных углеводов?

11.Что может быть причиной недобродов?

12.О чем свидетельствует повышенное количество декст-

ринов в бражке?

13.О чем свидетельствует повышенное количество спирторастворимых сахаров в бражке?

14.От чего зависит и сколько составляет содержание нерастворенного крахмала в зрелой бражке?

15.Какие показатели являются основными показателями качества процесса брожения? От чего они зависят?

16.Какими методами определяются основные показатели качества процесса брожения?

17.Какие углеводы входят в состав зрелой бражки?

Какими методами их можно определить?

18.На чем основан колориметрический антроновый метод?

19.Вчем заключаетсяколориметрический антроновый метод?

20.Как определяется массовая доля декстринов исахаров?

21.Как определяется теоретический выход спирта?

22.Как вычисляется практический выход спирта?

23.Как рассчитываются потери крахмала?

Лабораторная работа № 8.

АНАЛИЗ ПРЕССОВАННЫХ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ

Цель работы: изучение методики и проведение анализа прессованных хлебопекарных дрожжей различных наименований; выводы о соответствии физико-химических показателей дрожжей требованиям стандарта.

Оборудование и реактивы: прессованные дрожжи; су-

шильный шкаф, бюксы, прибор Чижовой, весы аналитические, 0,1 моль/дм3 раствор NaOH; раствор фенолфталеина, пшеничная мука, термостат, формы с перекладиной, весы технические, химические стаканы, термостат.

77

Теоретическиесведения

Органолептические и физико-химические показатели прессованных хлебопекарных дрожжей по ГОСТ Р 54731 –2011 «Дрожжи хлебопекарные прессованные» представлены в табл. 1, 2.

78

Порядоквыполненияработы

Определениевлажности

Метод ускоренного высушивания. В рованнойтари бюксе взвешивают на технических весах навеску измельчённых дрожжей массой 5,00 г. Бюксу с навеской дрожжей высушивают в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре 30оС, затем в течение 50 мин - при температуре 130 оС. После высушивания охлаждают в эксикаторе, взвешиваютипоразницевмассерассчитываютвлажность

W =(а–б) ·100/(а–в),

гдеа – масса бюксы снавеской довысушивания,г; б–масса бюксы с навескойпослевысушивания,г; в–масса пустой бюксы,г.

Высушивание в приборе К. Н. Чижовой. Из газетной бумаги делают пакет (16х16 см) сворачивают по диагонали и загибают края на 1,5 см. Высушивают его 2-3 мин при 160-162 оС и охлаждают в эксикаторе, взвешивают. В пакет отвешивают навеску измельчённых дрожжей массой 5,00г. Дрожжи высушивают при температуре 160-162 оС в течение 7 минОхлаждают. в эксикаторе в течение 2-3 мин, взвешиваютирассчитываютвлажность.

Определение кислотности

щего в течение нескольких секунд. Кислотность дрожжей СК пересчитывают на уксусную кислоту, мг,по формуле

СК = V · 6 · 100 / 10 = 60 · V,

79

где V – объём раствора NaOH, пошедший на титрование, см3; 6 – количество уксусной кислоты, соответствующее 1 см3 раствора NaOH концентрацией 0,1 моль/дм3, мг.

Определение подъёмной силы

Подъёмная сила дрожжей – способность разрыхлять и поднимать тесто. Чем быстреедрожжи поднимают тесто, тем лучше их качество. Применяют два метода определения подъёмной силы дрожжей: по времени подъёма теста, приготовленного в определённых условиях, на аннуюзад высоту, либо по времени всплывания шарика теста.

Стандартный метод предусматривает замеc теста измуки второго сорта с добавлением дрожжей и сбраживание полученного теста при 35 оС до достижения высоты подъёма теста 70 мм.

280 г пшеничной муки второго сорта помещают при 35 оС в термостат на 2 ч; затем подогревают до 35 оС 160 см3 раствора чистой поваренной соли с массовой долей 2,5 %; 5 г исследуемых прессованных дрожжей смешивают в фарфоровой чашке с 15-20 см3 раствора поваренной соли до исчезновения комков. Полученную дрожжевую суспензию выливают в чашку, затем туда насыпают 280 г муки и добавляют оставшийся раствор соли.

Быстро замешивают тесто, придают форму батона и переносят в металлическую форму, смазаннуюрастительным маслом. Форма представляет собой в продольном и поперечном разрезе трапеции следующих размеров: верхни основания – 14,3 и 9,2 см, нижние основания – 12,6 и 8,5 см, высота – 8,5 см. После заполнения формы тестом на длинные борта её навешивают поперечную металлическую перекладину, которую ускаютоп в форму на 1,5 см, затем форму переносят в термостат с температурой 35 оС. Тесто выдерживают до тех пор, пока оно не поднимется до соприкосновения с нижним краем перекладины, тостье на 70 мм. Отмечают продолжительность подъёма теста, считая с момента внесения теста в форму, и поней определяют подъёмную силу дрожжей.

80