Малцуване
Ето някои цитати от книгата "Технология на алкохола" под редакцията на доктора на техническите науки професор V.L. Яровенко. Това е само малка част от малцовия материал. Тази книга също така описва съвременните технологии, по-специално се разглеждат основите на мембранната технология. Дадени са биохимичните и технологични характеристики на суровините. Описани са методите за съхранение, смилане, разтваряне и подготовка на суровините за ферментация. Обхванати са въпросите за получаване на ензимни препарати и малц, култивиране на дрожди, бактерии, плесени, ферментация, извличане на алкохол от каша и нейната ректификация. Дадени са методи за използване на странични продукти и пречистване на отпадъчни води. За специалисти от ферментационната индустрия и студенти, обучаващи се в направление „Технология на хранителните продукти” и специалност „Технология на ферментационните производства”.
Накисване на зърно
Основната цел на накисването е да се овлажни зърното; допълнителен - за измиване на остатъците от прах, отстраняване на светлозърнести и незърнести примеси и потискане на микроорганизмите. Накисването се извършва с помощта на въздух и вода, като се редуват насищане на зърното с вода и аериране. По време на накисването протичат физикохимични и биохимични процеси, водещи до дълбоки промени в зърното. Зърното покълва нормално при 40,46% влажност. При по-ниска влажност кълновете бързо изсъхват, натрупват се малко ензими и ендосперма се разтваря слабо и неравномерно. Напоеното зърно не започва да покълва дълго време и след това бързо започва да расте с голямо отделяне на топлина. Накисването обикновено приключва, когато влажността достигне 38,40%. По време на накисването зърното набъбва, увеличавайки обема си например с 40,45% (ечемик). От твърда и чуплива, тя става мека и еластична.
Биохимиченпроцеси на накисване на зърно
В резултат на повишаване на влажността на зърното по време на накисване рязко се увеличава жизнената активност и на първо място дишането на зърното, придружено от нуждата от кислород. В същото време доставката на кислород във водата намалява много бързо, например, когато ечемикът се накисва за 60-80 минути, той изчезва, така че е трудно да се осигури зърното с кислород. По време на кислородно гладуване се образува етилов алкохол, който влияе неблагоприятно върху жизнеспособността на ембриона. При такива условия структурата на тъканите е частично нарушена и зърното лесно се намокря. По време на последващото покълване е необходимо дългосрочно преструктуриране на вида на дишането, изгарянето на алкохол и други метаболити, за образуването на които са изразходвани въглехидратите. От това следва, че от самото начало на накисването трябва да се създадат условия за нормално дишане на зърното. При накисване на зърното, едновременно с учестено дишане, настъпва дълбоко преструктуриране на целия ензимен комплекс.
Покълнало зърно
Целта на малцуването е натрупването на ензими, разтварянето на междуклетъчните плочи и стените на клетките на ендосперма, което е необходимо за снабдяване на развиващия се ембрион с хранителни вещества и прехода на ензимите в пивната мъст. Зърното се покълва при такива условия, че консумацията на нишесте за дишане и образуване на нови вегетативни органи е минимална, с възможно най-малко замърсяване от микроорганизми, особено киселиннообразуващи.
Морфологични и цитолитични промени в зърното
По време на покълването в зърното протичат процесите на разлагане и синтез. В ендосперма се хидролизират резервни вещества - нишесте, протеини, както и пектинови вещества, хемицелулози, целулоза; получените разтворими продукти навлизат в ембриона през щита. В резултат на процесите на синтез,стъбло и корени. Морфологичните промени настъпват по време на покълването на ечемичното зърно в рамките на 10 дни. Корените излизат и в зависимост от продължителността на поникване имат по-голяма или по-малка дължина. Стъблото е скрито под обвивката на плявата и става видимо едва в края на малцуването. При единичните зърна дръжката се появява по-рано, образувайки бяла „шпора“, наричана в производството „хусар“. При овеса дръжката излиза, корените са по-тънки, но по-дълги от тези на ечемика. При просото дръжката под обвивката на плявата е леко забележима, има само един корен, 2,2,5 пъти по-дълъг от диаметъра на зърното. Ръжта и пшеницата не съдържат цветни филми и стъблото им веднага избухва на ръба на коримба. Наред с морфологичните промени се появяват цитолитични промени - нарушения на клетъчната структура (разтваряне) на ендосперма. Зоната на разтваряне почти точно следва дължината на дръжката, по която може да се съди за готовността на малца. Цитолитичните ензими също се активират в процеса на покълване на зърното, като тяхната активност се повишава до определено време, при ечемика - до 5,7 дни. Най-високата активност на цитазата съответства на прехода на твърдото състояние на прахообразното тяло в насипно състояние, когато ендоспермът може лесно да се разтрие между пръстите.
Биохимични промени в зърното
По време на малцуването киселинните протеинази проявяват най-висока каталитична активност, чиито активатори са сулфхидрилни съединения, съдържащи -Н групата, цистин и редуциран глутатион. През първия ден от покълването на зърното количеството глутатион се увеличава значително, по-силно в ембриона, отколкото в ендосперма. През следващите дни натрупването на глутатион в ембриона става по-бавно, но през цялото време има повече от него в ембриона, отколкото в ендосперма. Активността на киселинната протеиназа продължавамалцуването се увеличава приблизително 40 пъти. Пептидазната активност също е силна, но по-късна от протеиназната. До края на покълването в зърното се натрупват доста активни липаза и фосфатаза (фитаза, нуклеотидаза). Фосфатазната активност е толкова по-висока, колкото по-ниска е температурата на малцуване. В резултат на покълването активността на двете групи ензими се повишава, но съотношението на тяхната активност се променя рязко в обратна посока и колкото по-силно, толкова по-ниска е температурата. Следователно в процеса на малциране се натрупва значително количество хидролитични ензими при относително малка консумация на нишесте за дишане.
Промяна в химичния състав на зърното
Загуби на ферментиращи въглехидрати по време на малцуване и начини за тяхното намаляване.
Загубите на ферментиращи въглехидрати се формират от разходите за дишане и синтеза на нови вегетативни органи. От промишлена гледна точка дишането на зърното по време на неговото покълване е от двоен интерес. От една страна, върху него се изразходва захар (нишесте), от друга страна се отделят въглероден диоксид и топлина, които трябва да бъдат отстранени, за да се създадат нормални условия. Съгласно технологичните инструкции за производство на алкохол, загубата на захар и нишесте не трябва да надвишава 16% от съдържанието им в изходното зърно. Предложени са много методи за намаляване на загубата на нишесте, състоящи се в частично обратимо инхибиране на дишането. Един от тях, най-старият, е натрупването на въглероден диоксид в края на покълването. Използването му е възможно в херметически затворени барабанни малцови помещения, които не се използват широко в алкохолната промишленост. А. М. Малков предложи да се добави ортофосфат към водата в процеса на накисване на зърното, което, дифундирайки в дълбочината му, блокира свободните валентности на желязото, разположени в цитохромната система,отговорен за дишането на зърнения зародиш. Същият резултат се получава с добавянето на натриев флуорид. V. E. Deeva използва серен диоксид, I. S. Yezhov - екстракт от черупка от плява и трици и многократно използване на вода. В пивоварната промишленост започна да се използва метод за повторно накисване на ечемика, който се състои в това, че първо зърното се накисва, както обикновено, до съдържание на влага 35,40%, след това се покълва за 3 дни и отново се накисва до съдържание на влага 50%. След това зърното се оставя без вода за 2,3 дни при силно аериране със студен въздух. При многократно накисване кълновете умират, дишането се потиска, което се отразява благоприятно на хидролитичните процеси.
Пневматична кутия за малцоване
Малцовищата са оборудвани с кутии за отглеждане, климатична камера, вентилатори, механизми за обръщане и транспортиране на малца. Сандъчетата за отглеждане се правят дълги и правоъгълни. Дъното на кутията към средата има наклон за воден поток; На височина 0,6. Подвижните сита са монтирани на ъглова стоманена рамка на 0,7 m от дъното, върху която се поставя напоеното зърно, а в подситовото пространство се подава климатизиран въздух. Ситата са изработени от поцинкована стоманена ламарина или биметал (медно фолио върху стомана) с дебелина 3 мм. Отворите в ситата са продълговати с размери 2 х 20 mm, живото сечение на ситата е 10,15%. Покълването може да се извърши от началото до края в едно сандъче или с ежедневно прехвърляне на покълващото зърно от един сандък в друг. Във втория случай, за да се улесни ръчното прехвърляне, вътрешните стени на кутията са направени подвижни (дървени). Въздухът се вдухва в подекранното пространство от вентилатор, който създава налягане от 1000. 1200 Pa. На въздуха в климатичната камера се задават определени параметри. Въздух,преминавайки в камерата през водна завеса, създадена с помощта на дюзи, тя се почиства от прах, микроорганизми и се насища с влага и се охлажда през топлия сезон. През зимата въздухът се нагрява в нагреватели или рециркулира. Количеството подаван въздух се регулира от вентили (порти). При покълване на зърно за малц се използват следните общи техники. В края на накисването зърното заедно с водата се разтоварва във вегетативна кутия. След отделяне на водата и затопляне на купчината до 23,24 "C, зърното се поставя върху сито на равен слой. Основните условия за нормално покълване са определена температура, влажност на зърното, достатъчно аериране и отстраняване на въглероден диоксид. Това се постига главно чрез продухване на кондициониран въздух и изливане на зърното с вода. За да се избегне изсушаване на зърното, относителната влажност на въздуха не трябва да бъде по-ниска от 95%. Въздухът се продухва 2. 3 пъти на ден, за което вентилите се отварят за въздух. За да се намали температурата до зададената, обикновено е достатъчно продухване за 20-30 минути. Тъй като долните слоеве малц се охлаждат по-бързо от горните, температурата се контролира в горната трета на слоя. За равномерно охлаждане е много важно зърното да лежи върху ситото в равномерен слой, в противен случай въздухът ще следва пътя на най-малкото съпротивление. зърно 2. 3 пъти на ден („гребане”) чрез ръчно разхвърляне с дървени лопати, като зърното се охлажда и аерира. 30 минути преди всяко загребване или овършаване зърното се полива. 24 часа преди края на малцуването спрете овлажняването. В кутия, освободена от готовия малц, горната част на стените се измива старателно исита, насочвайки към тях силна струя вода, избивайки полепнали зърна и парчета корени от дупките. При отстранени сита долната част на стените и дъното на кутията се измиват, третират се с белина.
Покълване на ечемик и овес.
През първите 2 дни температурата се поддържа на 19,20 ° C, след това се намалява ежедневно с 1,2 ° C и до края на покълването се довежда до 13,14 ° C. Съдържанието на влага в готовия малц трябва да бъде 44,45%. Покълването се спира, като правило, на 10-ия ден.
Отглеждане на ръж и пшеница.
Температурният режим за покълване е както при ечемика и овеса. При зърната от ръж и пшеница стръкът минава навън, затова се изгребват внимателно, за да не се отчупи. Зърното със счупена дръжка пониква бавно и бързо плесенясва. Зърното на тези култури се поставя в по-плътен слой, за да се увеличи зърнистостта, се смесва с два до три дни ечемичен или овесен малц и покълва до 10 дни заедно, т.е. ръжен и пшеничен малц се приготвят за седем до осем дни. Съдържанието на влага в готовия малц е 40,41%.