Исследование процесса замачивания зерна тритикале при получении из него пивоваренного солода Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

663.432.033.001.5

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАМАЧИВАНИЯ ЗЕРНА ТРИТИКАЛЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ИЗ НЕГО ПИВОВАРЕННОГО СОЛОДА

Г.И. КОСМИНСКИЙ, Е.М. МОРГУНОВА,

М.А. ХОТОМЦЕВА

Могилевский технологический институт

Перспективным нетрадиционным сырьем для получения пивоваренного солода является тритикале. Главное достоинство этой зерновой культуры

— высокие показатели экстрактивности и наличие собственного сильного комплекса ферментов. Поэтому представляется возможным использование тритикале для производства пивоваренного солода при создании новых сортов пива,

Первым и весьма важным этапом процесса соложения является замачивание. Во время замочки зерно должно получить необходимое количество влаги и кислорода воздуха для прорастания и последующего накопления ферментов. Для обеспечения нормального протекания ферментативных процессов в зерне при прорастании необходимо оптимальное количество влаги в пределах 42-45% [1].

Продолжительность и степень замачивания зависят от величины зерна тритикале, особенностей его состава и способа замачивания. Замачивание тритикале проводили до влажности 43-44%. Более высоких значений влажности следует избегать, поскольку чувствительное к сдавливанию бесплен-чатое зерно тритикале сильно слеживается, что может привести к избыточному водопоглощению со всеми недостатками интрамолекулярного дыхания, неравномерного прорастания и получения мажущейся консистенции эндосперма при растворении [2].

При разработке способа производства пивоваренного солода из тритикале исследованию подвергали следующие сорта: Дар Беларуси, Мальна, Згода, урожая 1995-1996 гг., районированные в республике Беларусь. В качестве контроля использовали пивоваренный ячмень сорта Надзея. Изучаемые образцы замачивали в полуавтоматической микросолодовине фирмы Беедег (ФРГ) по трем температурным режимам: холодному (10-1241), нормальному (14-15°С) и теплому (17— 18°С). Выбор температурных режимов замачивания объясняется следующим. В практике отечественного солодовенного производства замачивание ячменя ведут при температуре 12°С, которая позволяет регулировать степень замачивания и избежать пе-ремочки. Однако в воде температурой 20°С по сравнению с водой, имеющей температуру 10°С, одинаковая степень замочки достигается в два раза быстрее [3].

Результаты замачивания тритикале сортов Згода, Дар Беларуси, Мальна и ячменя Надзея (кривые 1, 2, 3 и 4 при холодном, нормальном и теплом температурных режимах представлены соответственно на рис. 1-3.

Анализ показывает, что поглощение влаги в процессе замочки идет неравномерно и не пропорционально времени замачивания. В первые часы замочки вещества зерна энергично поглощают воду, но по мере насыщения зерна водой процесс все

более замедляется и достижение полной степени замочки в последние часы происходит очень медленно. Сравнительно быстрое поглощение воды в начале замачивания ячменя объясняется капиллярным проникновением воды в пустоты и трахе-

33.001.5

:тепени нь мед-воды в капил-[ трахе-

-1

-2

-1

иды под мякинной оболочкой до полупроницаемой семенной оболочки. Полное отсутствие мякинной оболочки зерна тритикале существенно ускоряет процесс замачивания. При первоначальной влажности зерна тритикале 12,8-13,0% уже через 10 ч замочки оно поглощает 23-27% воды, далее процесс замачивания замедляется и до конца первых суток зерно поглощает всего 4-6% воды. Необходимая степень замачивания 42-45% достигается зерном тритикале уже через 24-28 ч. Отметим, что динамика поглощения воды ячменем сорта Надзея (кривая 4) практически не отличается от поглощения у зерна тритикале, однако необходимая степень замочки достигается только на третьи сутки.

Большое влияние на скорость поглощения воды зерном оказывает температура. Например, при 48-часовой замочке ячменя при 12°С степень замочки составляла 41,8%, при 15°С — 42,6%, а при 18°С

— 43,46%. Степень замочки тритикале после 24 ч при 12°С — 41,5-43,3%, при 15°С — 44,0-44,7%, при 18*С — 44,65-45,27%.

Температура воды, применяемой при замачивании, не должна быть слишком высокой,чтобы не оказать отрицательного влияния на жизнедеятельность зерна, особенно зародыша. В воде при более высокой температуре растворимость кислорода меньше, чем при более низкой [4]. Вместе с тем при температуре воды 15— 13°С бактериальная микрофлора, находящаяся на поверхности зерна, усиленно развивается и потребляет значительное количество кислорода, что может привести к недостатку его для дыхания зародыша [4]. Кроме этого, при температуре 15— 18°С при замачивании тритикале, например, воздушно-водяным способом до влажности 42-44% наблюдается раннее наклевы-вание зерна, что ведет к значительным потерям сухих веществ.

Для установления оптимального режима замачивания тритикале была построена кинетическая модель процесса и рассчитаны коэффициенты этой модели.

Замачивание рассматривалось как массообменный процесс, в частности процесс влагопереноса, движущими силами которого считаются разность концентраций, температур и давлений [5].

Кинетику поглощения воды зерном можно описать уравнением типа [6]

Ж = а{\ - е~к!), (1)

где № — текущая степень замачивания; а — масштабный множитель; е — постоянная величина, основание натурального логарифма;

& — коэффициент замочки, являющийся функцией температуры замачивания и вида зернового сырья;

I — время замочки.

Задаемся № = №в; а - где и Wv — накопленная и равновесная степени замачивания.

Учитывая начальную влажность зерна И^0, получаем выражение

(Г-Г0)=ГН. (2)

Подставляя в уравнение (1) №яЧ№р, получаем

= Гр(1 - е“й). (3)

Доказано, что финишные участки кривых типа (3) аппроксимируются гиперболической зависимостью

Гн = Г/Гр + «. (4)

При кривая (4) стремится к асимптоте и

Тогда

К = (5)

где 1УП — предельная степень замачивания.

Вводя в уравнение (4) соответствующие замены переменных, линеаризирующих модель, и используя для расчетов коэффициентов пакет БТАТСКАРШСЭ, получим численные значения коэффициентов уравнения (3) и предельные значения степени замачивания для каждого сорта зернового сырья по трем режимам замачивания (таблица).

Таблица

Температура Сорт зернового к

замачивания, С сырья

Дар Беларуси 0,0803 0,0203 49,19

Згода 0,0593 0,0211 47,38

Мальна 0.0498 0,0211 47,42

Ячмень 0,2050 0,0196 51,00

Дар Беларуси 0,0510 0.0200 49,17

Згода 0,0420 0,0202 49,43

Мальна 0,0330 0,0213 46,90

Ячмень 0,1730 0,0196 51,00

Дар Бедару*..; 0,0612 0,0180 53,90

Згода 0,0367 0,0208 48,00

Мальна 0,0380 0,0210 47,60

Ячмень 0,1390 0,0196 51,00

Интенсивность замачивания зернового сырья характеризуется производной уравнения (3) и имеет вид

Ж - (6)

Множитель определяет величину интенсивности возрастания функции (1).

Анализ значений величины этого множителя (таблица) свидетельствует, что наиболее благоприятной температурой замачивания для различных сортов тритикале являются 12°С, так как все сорта сырья при данной температуре имеют наибольшую величину этого множителя (0,001-0,004).

Таким образом, кинетика замачивания тритикале для различных температурных режимов может быть описана уравнением (4), при этом \\7р находится в пределах 0,033-0,170 и наибольшее возра-

стание наблюдается при температуре замачивания 12°С.

Используя выражение (4), можно определить момент прекращения процесса замачивания и рассчитать прогнозируемое значение степени замочки.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что оптимальной температурой замачивания зерна тритикале следует считать 10-12°С.

2. Построена кинетическая модель процесса замачивания тритикале, подтверждающая правильность выбранного температурного режима, и рассчитаны коэффициенты этой модели.

3. Необходимая степень замачивания тритикале достигается через 24-26 ч замочки, что сокращает процесс замачивания тритикале по сравнению с ячменем в 2-2,5 раза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мальцев П.М. Технология бродильных производств. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Пищевая пром-сть, 1980. — 560 с.

2. Голикова Н.В., Кобелев К.В., Сухорукое А.В., Семина

И.В. Новое в производстве солода из нетрадиционного зернового сырья. — М.: АгроНИИТЭИПП, 1991. — Сер. 22. — Вып. 8. — С. 1-24.

3. Поляков В.А., Ларнер И.Г., Маковецкий В.П. Новое в технологии производства солода в СССР и за рубежом. — М.: ЦНИИТЭИПП, 1980. — Сер. 22. — Вып. 9. — С. 1-6.

4. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. — М.: Пищевая пром-сть, 1976. — 358 с.

5. Остапчук Н.В. Основы математического моделирования процессов пищевых производств. — Киев: Вища школа, 1981. — С. 213.

6. Дрейлер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. В 2-х кн. Кн. 2. — М.: Финансы и статистика, 1987. — С. 242.

7. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. — М.: Высш. школа, 1982. — 62 с.

Кафедра технологии пищевых производств

Поступила 13.05.98

637.138:636.087

ПРИМЕНЕНИЕ БИФИДОГЕННЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ И КОРМОВЫХ ДОБАВОК

А.Г. ХРАМЦОВ, И.А. ЕВДОКИМОВ, С.А. РЯБЦЕВА, Н.М. ПАНОВА, Л.Н. ЖУРБА, Е.И. ГНЕЗДИЛОВА

Ставропольский государственный технический университет

Одним из средств профилактики и лечения дисбактериозов является создание и применение биопрепаратов и кормовых добавок, которые содержат живые клетки нормальной кишечной микрофлоры, особенно бифидобактерий. В качестве основы для производства таких препаратов и добавок можно использовать белково-углеводное молочное сырье, например молочную сыворотку или мелассу молочного сахара.

Многими исследователями отмечается, что бифидобактерии очень плохо развиваются в молочном сырье. Это, видимо, связано с тем, что молоко не является естественной средой их обитания. Бифидобактерии адаптированы к женскому молоку, которое содержит бифидогенные факторы, отсутствующие или содержащиеся в незначительных концентрациях в коровьем молоке. Такими бифи-догенными факторами являются лактулоза и азотсодержащие олигосахариды (А^-ацетил-глюкоза-мин, Д^-ацетил-галактозамин и др.) [1].

Бифидогенность лактулозы основана на том, что она не расщепляется в желудке и верхних отделах кишечника. Попадая в нижние отделы желудочно-кишечного тракта, лактулоза используется бифидобактериями и лактобациллами в качестве питательного вещества. Образующаяся при развитии этих микроорганизмов молочная кислота подавляет развитие вредной микрофлоры и способствует образованию неадсорбируемого иона аммония. Это предотвращает выброс в кровь азотистых соедине-

ний и отравление организма, особенно опасное при недостаточности функции печени.

Сотрудниками кафедры технологии молока и молочных продуктов проводятся работы по созданию кормовых добавок и продуктов питания, содержащих бифидогенные факторы. Уже разработаны бифидогенная кормовая добавка из мелассы молочного сахара БИКОДО в сгущенном и сухом виде и бифидогенный концентрат из молочной сыворотки для пищевых продуктов. Их физико-химический состав приведен в таблице.

Таблица

БИКОДО Бифидогенный

Показатели сгущен- ная сухая МОЛОЧНОЙ сы- воротки (сухой)

Сухие вещества, %, не менее 50 90 95

Лактоза, %, не менее 21 43 42

Лактулоза, %, не менее 6 11 20

Белковые вещества, %, не более 10 14 15

Минеральные вещества, %, не более 13 20 12

В основе кормовой добавки и бифидогенного концентрата лежит щелочная изомеризация лактозы в лактулозу по принципу ^-трансформации. Сейчас разрабатывается технология производства биопрепаратов и продуктов питания, которые предназначены для лечебно-профилактических целей при кишечных инфекциях и дисбактериозе. В них

пом

ваті

био

мик

мос

забс

Л.А.

Мосі

пищі

п

свеї

корі

при

10-

К0Н'

неп,

НЬІЛ

нив

ятeJ

мол

мол

ряяі

ПОВ]

СКИ<

на

вязі

накі

вно<

ЖИВ

спос

с

ске

пест

шен

раст

К

опре

мете

ЛИЧ1

ньіх +20: пол? розь темг каза же Е пока К< опре

где X

в

СТОКІ

тех»

руем

завиі

ров