CC BY
49
Чернобыльское загрязнение 1986 года. Миграция 137Cs вниз по почвенному профилю не отмечена.
Литература
1. Алексахин Р.М., Архипов Н.П., Бархударов Р.М. и др. Тяжелые естественные радионуклиды в биосфере: Миграция и биологическое действие на популяции и биогеоценозы. - М.: Наука, 1990. - 368 с.
2. Почвы Ленинградской области / Под ред. В.К. Пестрякова. - Л.: Лениздат, 1973. - 345 с.
3. Ефимов В.Н., Горлова М.Л., Лунина Н.Ф. Пособие к учебной практике по агрохимии. -М.: КолосС, 2004. - 192с.
4. Козловский Е.В., Небольсин А.Н., Алексеев Ю.В., Чуриков П.А. Известкование почв. -Л.: Колос, Ленингр. отд-ние, 1983. - 286 с.
5. Ames L.L., Rai D. Radionuclide interactions with soil and rock media: U. S. Environmental Protection Aqency // Report EPA 520/6-78-007A. 1978. V. 1. 306 p.
6. Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И., Таскаев А.И. Состояние в почвах естественных радионуклидов урана, радия и тория (обзор) // Почвоведение. - 2010. - № 6. - С. 698 - 705.
7. Булгаков А.А. Моделирование фиксации 137Cs в почвах // Почвоведение. - 2009. - № 6. -С. 726-731.
Literatura
1. Aleksahin R.M., Arhipov N.P., Barhudarov R.M. i dr. Tyazhelye estestvennye radionuklidy v biosfere: Migraciya i biologicheskoe dejstvie na populyacii i biogeocenozy. - M.: Nauka, 1990. -368 s.
2. Pochvy Leningradskoj oblasti / Pod red. V.K. Pestryakova. - L.: Lenizdat, 1973. - 345 s.
3. Efimov V.N., Gorlova M. L., Lunina N. F. Posobie k uchebnoj praktike po agrohimii. - M.: KolosS, 2004. - 192s.
4. Kozlovskij E.V., Nebol'sin A.N., Alekseev YU.V., CHurikov P.A. Izvestkovanie pochv. - L.: Kolos, Leningr. otd-nie, 1983. - 286 s.
5. Ames L.L., Rai D. Radionuclide interactions with soil and rock media: U.S. Environmental Protection Aqency // Report EPA 520/6-78-007A. 1978. V. 1. 306 p.
6. Rachkova N. G., Shuktomova I. I., Taskaev A.I. Sostoyanie v pochvah estestvennyh radionuklidov urana, radiya i toriya (obzor) // Pochvovedenie. - 2010. - № 6. - S. 698-705.
7. Bulgakov A. A. Modelirovanie fiksacii 137Cs v pochvah // Pochvovedenie. - 2009. - № 6. - S. 726-731.
УДК 631.56
Канд. техн. наук П.Е. БАЛАНОВ (Университет ИТМО, balanov@yandex.ru) Канд. техн. наук И.В. СМОТРАЕВА (Университет ИТМО, irinasmotraeva@yandex.ru) Канд. техн. наук Д.В. ЗИПАЕВ (ФГБОУ ВО "СамГТУ, dvz7@mail.ru)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРИТИКАЛЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОЛОДА
Для современной бродильной промышленности солод является одним из базовых компонентов. Он используется в пивоваренной индустрии, для производства безалкогольной продукции, в хлебопечении и других областях народного хозяйства. Выбор солодов достаточно широк, это может быть светлый, темный, карамельный, жженый и множество других видов. В современной действительности солод делают не только из традиционного ячменя, но и из других злаков, например, пшеницы и ржи.
Представляется интересным и перспективным использование и других злаков для производства солода, так как потенциал рынка бродильной промышленности велик и новые
направления вполне могут оказаться востребованными. В данной публикации мы представим свои наработки по использованию тритикале для производства солода.
Цель исследования - разработка технологии получения солода из зерна тритикале.
Материалы, методы и объекты исследования. Тритикале - это гибридный организм, полученный в результате скрещивания пшеницы и ржи. За последнее время заметен возрастающий интерес к этой культуре, хотя её создание насчитывает уже более 100 лет. Такой реверсивно возвращающийся интерес можно объяснить объективной ценностью культуры и новыми возможностями, как в её культивировании, так и переработке.
Успехи современных исследователей сфокусированы во многом в области применения данной культуры для нужд хлебопечения [1,2]: для индустрии производства напитков необходима основательная экспериментальная база по получению солода как сырья для них.
В наших исследованиях использовался сорт Кинельская 1.
Производство солода состоит из трех основных этапов: замачивание (с мойкой и дезинфекцией), проращивание и сушка. Наши исследования поэтапно воспроизводят эти мероприятия.
Тритикале для переработки на солод поступает в обмолоченном (голозерном) виде, это определяет некоторые особенности при замачивании зерна. Влага, в отсутствие мякинных оболочек, проникает внутрь зерна быстрее, чем в традиционном для солодоращения ячмене, что экономит время и, в некоторой степени, воду. Интерес представляет скорость накопления влаги в зависимости от используемых технологических приемов.
С этой целью были апробированы три способа ведения процесса замачивания:
1. Периодическое воздушно-водяное замачивание. С поэтапным чередованием воздушных и водяных пауз.
2. Замачивание в непрерывном токе воды и воздуха. С постоянным насыщением воды, растворенным кислородом и периодической заменой воды.
3. Оросительное замачивание с частичной рециркуляцией воды без принудительной подачи кислорода.
Результаты исследования. Дезинфекция во всех случаях проводилась с помощью перманганата калия из расчёта 10 грамм реагента на 1000 л воды (в пересчёте на малотоннажные лабораторные условия).
Температура замочной воды поддерживалась на уровне 12-14°С на протяжении всего периода замачивания. Интересующими критериями оценки были время достижения необходимой степени замачивания и количество зерен, которые начали прорастать, так называемые «наклюнувшиеся» зерна. Мерой окончания замачивания была принята величина 41% влажности для светлого солода и 45% влажности для темного солода. Результаты исследования приведены в таблице 1.
Исходя из данных табл. 1 видно, что тритикале как культура является удачным злаком с точки зрения времени замачивания. Для достижения искомой влажности в ячменном зерне, как правило, требуется более 24 часов (для светлого солода) [3]. Наличие достаточного количества наклюнувшихся зерен также говорит об интенсивных физиологических процессах. Разница во времени достижения искомой влажности достигает пяти часов, что в процентном пересчете составляет 20,8%. Это существенная разница, которая говорит об интенсивном водопоглащении зерна при наличии воздуха. Степень корреляции этих величин с влагонакоплением в других злаках представляет отдельный интерес, выходящий за рамки означенной темы.
Таблица 1. Показатели зерна тритикале после этапа замачивания
Показатель Воздушно- водяное замачивание Замачивание с непрерывным током воздуха Оросительное замачивание
Начальная влажность, % 10 10 10
Время до достижения влажности 41%, часов 24 21 19
Время до достижения влажности 45%, часов 29 25 23
Количество «наклюнувшихся» зерен при режиме светлого солода, % 5 7 11
Количество «наклюнувшихся» зерен при режиме темного солода, % 7 10 15
Разница в количестве зерен, которые начали прорастать в режимах светлого и темного солодов, представляется вполне естественной, так как за более длительное время происходит «наклёвывание» большего количества зерен.
Проращивание различных видов солода проводится в различных температурных и временных условиях. Критерием окончания процесса проращивания выбрали длину листка солодового ростка, так как с биохимической точки зрения он очень хорошо отражает глубину прошедших в зерне ферментативных и биохимических процессов [3]. Таким образом, было задано два ограничителя (рис.1):
1. Для светлого солода длина листков ростков зародыша должна быть от 2/3 до 3/4
длины листка, что обеспечит уверенный гидролиз эндосперма, но не перерастворит его.
2. Для темного солода длина листков ростков зародыша должна оказаться в диапазоне от
% до одной длины зерна, что позволит накопить необходимое количество компонентов, которые в будущем сформируют типичные для темного солода физико-химические и органолептические свойства.
Температура проращивания для солодов была выбрана следующим образом (рис.2):
1. Светлый солод, первый режим. Температура была выбрана 14-18°С, с максимумом на 4 сутки и поддержанием этой температуры.
2. Светлый солод, второй режим. Температура 14°С непрерывно в течение всего процесса.
3. Темный солод, первый режим. Постепенное повышение температуры до 22°С и удерживание её до конца проращивания, определяемое по длине зародышевого листка.
4. Темный солод, второй режим. Температура 18°С непрерывно на протяжении всего процесса.
Светлый солод первый режим Светлый солод второй режим
25
-Темный солод первый режим Темный солод второй режим
О
о
ей
а >.
У
а и>
Е—
20
- 15
10
2 3 4
Сутки ращения
Рис. 2. Температурный режим при ращении солода из тритикале
Очень важным фактором при солодоращении является аэрация зерна. Она во многом определяет соотношение между процессами расщепления компонентов и роста новых структур зерна. В нашем случае использовалось искусственное притормаживание процессов роста темного солода для интенсификации гидролитических процессов, для накопления сахаридов и продуктов распада белка. Для этого, начиная с 5 суток ращения, доступ воздуха к проращиваемому материалу ограничивался. В случае светлого солода таких ограничений не производилось.
Время, затраченное на получение искомой длины листка зародыша, приведено в
табл.2.
Из полученных данных табл.2 видно, что в целом прорастаемость у тритикале хорошая и режимы с увеличением температуры в последние сутки проращивания дают более точные результаты.
Визуально свежепроросший солод выглядел хорошо: корешки упругие, их длина соответствует типу солодов. Для светлых вариантов - от полутора до двух длин зерна, для темных вариантов - две и немного более длины зерна.
Таблица2. Длительность проращивания солода из тритикале
Вариант образца Длительность, сут. Количество листков ростка, достигших искомой величины, %
Светлый солод, первый режим 4 95
Светлый солод, второй режим 4-5 90
Темный солод, первый режим 5 95
Темный солод, второй режим 5-6 90
Органолептические характеристики зерна также высокие: запах свежий, огуречный, у вариантов, полученных по технологии темного солода, аромат более насыщенный, но без посторонних тонов.
Сушка солода производилась по двум технологическим схемам, отдельно для светлого и темного солодов. Это связано с количеством желаемого накопления окрашенных продуктов. В светлом солоде их должно быть минимальное количество, в темном -максимальное.
Светлый солод
Темный солод
120
100
О
о
ей
Л
&
Л и С
и Н
80
60
40
20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Длительность сушки, час
Рис. 3. Температурные режимы сушки солода из тритикале
0
Для светлого солода температура начала процесса составляла 50°С при длительности 8 часов, затем подъем температуры до 70°С и сушка в течение 5 часов, далее окончательное высушивание при 85°С в течение 4 часов.
Для темного солода температура начала процесса 40°С в течение 6 часов, что способствует глубоким цитолитическим процессам в ещё физиологически активном солоде. Затем температура повышается до 60°С и производится сушка в течение 4 часов, при этом продолжаются ферментативные процессы. Затем температура повышается до 70°С, сушка идет 4 часа, после чего 3 часа при 90°С. Окончательная отсушка при 105°С производится в течение 1 часа.
Более наглядно процесс сушки светлого и темного солодов представлен на рис. 3, из которого видно, что в светлом солоде процесс направлен, прежде всего, на удаление влаги и сохранение активности ферментов, а в темном солоде - на процессы гидролиза белков и углеводов и синтеза красящих веществ.
В результате сушки было получено четыре образца солода, вариантов ведения ращения было 4 (рис. 2). Физико-химические показатели полученных солодов приведены в табл. 3.
ТаблицаЗ. Физико-химические показатели солода из тритикале
Показатель Светлый солод, первый режим Светлый солод, второй режим Темный солод, первый режим Темный солод, второй режим
Влажность после сушки 2,7 2,7 2,3 2,3
Влажность после отлежки (14 дней) 4,5 4,7 4,6 4,6
Экстрактивность, % 83,2 80,5 78 75
Цвет, ЕВС 3,5 3,7 12 9
По результатам измерения можно сказать, что солод из тритикале входит в отечественные и зарубежные нормативы, соответствующие классическому ячменному солоду, как светлому, так и темному [4,5]. Отмечено достаточно интенсивное накопление влаги в солоде при отлежке, которое в основном входит в диапазон нормативных значений. Представляется интересным отдельное выяснение причин такого явления в отдельной работе.
Выводы. В целом же характеризуя тритикале как потенциальную культуру для производства солода, а затем и продуктов из него, можно отметить следующее:
1. Злак тритикале подходит для нужд солодоращения.
2. Режимы замачивания, проращивания и сушки короче, чем для ячменного солода, и имеют некоторое сходство с ржаным и пшеничным солодами.
3. Физико-химические показатели солода из тритикале укладываются в типовые нормативы для ячменного солода, что говорит о его хорошей потенциальной применимости для нужд пивоварения.
4. Предстоит отдельная большая работа по оптимизации режимов получения солода из тритикале и прояснению влияния его физико-химического состава на свойства продукции из этого злака.
Литература
1. Умиралиева Н. Хлеб будущего из муки тритикале // Пищевая индустрия. - 2015. - № 3 (25). - С. 30-31.
2. Самсонов Е.В., Еркинбаева Р.К., Карчевская О.Е., Дремучева Г.Ф. Инновации в технологии хлеба из цельносмолотого зерна тритикале // Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2013. - № 5-6. - С. 48-49.
3. Федоренко Б.Н. Инженерия пивоваренного солода: Учебное пособие. - СПб.: Профессия, 2004. - 248 с.
4. ГОСТ 29294-2014 Солод пивоваренный. Технические условия.
5. Ермолаева Г. А.Справочник работника лаборатории пивоваренного предприятия. - СПб.: Профессия, 2004. - 536 с.
Literatura
1. Umiralieva N. Hleb buduschego iz muki tritikale // Pischevaya industriya. - 2015. - № 3 (25). -S. 30-31.
2. Samsonov E.V., Erkinbaeva R.K., Karchevskaya O.E., Dremucheva G.F. Innovatsii v tehnologii hleba iz tselnosmolotogo zerna tritikale // Konditerskoe i hlebopekarnoe proizvodstvo. - 2013. - № 5-6. - S. 48-49.
3. Fedorenko B.N. Inzheneriya pivovarennogo soloda: Uchebnoe posobie. — SPb.: Professiya, 2004. — 248 s.
4. GOST 29294-2014 Solod pivovarennyiy. Tehnicheskie usloviya.
5. Ermolaeva G. A. Spravochnik rabotnika laboratorii pivovarennogo predpriyatiya. - SPb.: Professiya, 2004. - 536 s.
