Сравнительный анализ динамики накопления этилового спирта и примесей при сбраживании осветленного и традиционного сусел Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

г

[1,№6, 199?

^.ЮЭЗЭб

I

чи

о

(■

Таблица

0 :■ С*

[ЬЙ}44Н

в гидролизате

ЗД ■ К& 151(тйа

йгй -7~

!>.._■ -'.М П1и^Ч

| | VI- и 1:1 '— I

МэзуЭ

ЭЭ01±Й5!;

I ЯМ I йЬ ] 4Г7г 5

21030

И1 кк/ь пу^е

:.'.к01Ш.Ч 35 С-.'ПК'-

1

? .-■ "1|е

■ / / .■'■ "П ь.1.

■1'Ш Н а[).

’: С ■■Г"Я' г;.

;|ппи.1Г:Н, —

:.| ;цнв на

....<5#£

ИЗВЕСТИМ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1997

663,45:547.36

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ НАКОПЛЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА И ПРИМЕСЕЙ ПРИ СБРАЖИВАНИИ ОСВЕТЛЕННОГО И ТРАДИЦИОННОГО СУСЕЛ

С.В. ВОСТРИКОВ, М.В. БОДНАРЬ, А.Н. АНАШИН, Е.В. ФЕДОРОВА

Воронежская государственная технологическая академия

Весьма перспективной технологией при производстве спирта, позволяющей повысить качество конечного продукта, является применение раздельной утилизации фракций осахаренного затора.

При спиртовом брожении наряду со спиртом и углекислым газом образуются так называемые побочные продукты: высшие спирты, кислоты, эфиры, альдегиды, кетоны и т.д. Накопление побочных продуктов брожения и синтез запасных веществ дрожжей зависят от условий ведения процесса. Необходимо отметить, что образование этанола не коррелирует с накоплением побочных продуктов обмена дрожжей, поэтому сброженные растворы, содержащие одинаковое количество этилового спирта, могут резко отличаться по вкусовым и ароматическим показателям. В связи с этим изучение динамики накопления примесей имеет большое теоретическое и практическое значение.

В эксперименте использовали пшеницу крахмалистостью 53,68% и влажностью 15,5%. Разваривали 0,9 кг пшеничного помола со степенью измельчения 90-95% (проход через сито с диаметром отверстий 1 мм). Для осахаривания разваренной массы использовали сухие ферментные препараты: амилосубтилин ГЗх с амилолитической активностью 780 ед/г и глюкаваморин ГЗх с глюко-амилазной активностью 290 ед/г. Перед использованием ферментные препараты разводили дистиллированной водой в соотношении 1:10, перемешивали, выдерживали в ультратермостате в течение 30 мин при температуре 30°С.

Измельченное зерно смешивали с теплой водой в соотношении 1:3. Замес нагревали до 65~70°С, вносили амилосубтилин — 50% от рассчитанного количества — и выдерживали 30 мин. Далее массу автоклавировали в автоклаве АСПВ-1-91 при следующих параметрах: давление 0,2 МПа, температура 125-130°С, время выдержки 40 мин. После охлаждения разваренной массы до 70°С задавали оставшееся количество амилосубтилина ГЗх. Глюкаваморин ГЗх задавали при температуре 50-55°С в количестве 6 ед ГлА на 1 г крахмала. Время осахаривания — 30-35 мин. Осахаренное сусло с концентрацией сухих веществ 21-23% разводили дистиллированной водой до массовой доли 18% и разделяли на твердую и жидкую фракции на центрифуге ЛЗ-301. Режим центрифугирования: время 10 мин, скорость вращения 3000 об/мин. Дрожжи задавали в равных количествах из расчета 20 г на 1 дм бродящей жидкости. В емкостях на 1,5 и 0,5 дм ставили на брожение равные объемы осветленного и традиционного сусел. Брожение осуществлялось в термостате при 30°С. Для того чтобы проследить динамику накопления этанола, периодически из емкостей на 1,5 дм3 отбирали по 50 см бродящей жидкости и перегоняли с по-мошьи прямого холодильника с последующим оп-

ределением объемной доли спирта ингерферомет рическим методом. Интенсивность выделения уг лекислого газа измеряли с помощью прибора Вар бурга в емкостях на 0,5 дм3, где объем бродящее жидкости оставался неизменным до конца процес са. Качественное и количественное содержание примесей определяли на лабораторном хромато графе ЛХМ-8.

Так как в период главного брожения наиболее четко прослеживается изменение интенсивности сбраживания, мы ограничились временем брожения 24 ч и выделением углекислоты более 5 см3/мин-дм3.

Рис. 1

На рис. 1 показана динамика накопления этанола при сбраживании осветленного (/) и традиционного (2) сусел. Наиболее интенсивно накопление этанола происходит в осветленном сусле. Максимальное 'количество накопившегося спирта соответственно составляет 8,0%об. в осветленной и 7,2%об. в традиционной бражках.

Динамика накопления этилового спирта взаимосвязана с интенсивностью сбраживания, которую мы определяли путем измерения количества выделившейся углекислоты в единицу времени.

По данным экспериментов построен график интенсивности сбраживания на этанол традиционного и осветленного сусел (рис. 2). Анализ кривых позволяет сделать вывод, что наиболее интенсивно сбраживается осветленное сусло. На наш взгляд, это объясняется более равномерным распределением дрожжей в объеме бродящей жидкости, большей доступностью сбраживаемых углеводов, со-

кращением количества растворенной углекислоты, более высокой степенью и скоростью доосахарива-ния в процессе сбраживания и более гомогенным углеводным составом осветленного сусла, чем традиционного.

О скорости сбраживания сусла на этанол можно судить по видимому или истинному отброду бражки. Динамика сбраживания сухих веществ (рис. 3) показывает, что наиболее интенсивно уменьшение их содержания происходит у осветленного сусла (/) и менее интенсивно — у сусла с дробиной (2).

Ацетальдегид относится к головным примесям. В процессе главного брожения накопление его в осветленном сусле проходит с постоянной скоростью, а в сусле с дробиной первые 8 ч идет резкое увеличение, затем снижение скорости накопления ацетальдегида. Однако абсолютное количество накапливаемого ацетальдегида в осветленном сусле имеет меньшую величину — 0,54%об., в сусле с дробиной — 0,6%об.

Этилацетат как головная примесь имеет температуру кипения ниже, чем этиловый спирт. Порог вкусовых концентраций для этилацетата 25 мг/дм3. Скорость накопления этилацетата в сусле с дробиной больше, чем в осветленном сусле, конечное количество накапливаемого этилацетата в традиционном сусле соответствует 0,25%об., в осветленном — 0,14% об.

К хвостовым примесям относится пропиловый спирт, температура кипения которого выше, чем у этилового спирта, а летучесть меньше. Наличие его в спирте отрицательно влияет на органолептич-ские показатели. Накопление пропанола в процес-

се главного брожения в обоих суслах идет практически с одной скоростью, хотя абсолютное количество пропанола в осветленном сусле несколько меньше, чем в традиционном — 0,46% и 0,53%об. соответственно.

К хвостовым примесям также относится изобу-танол, который оказывает негативное влияние на вкус и аромат спирта. Абсолютное количество изобутанола в осветленном сусле меньше, чем в традиционном — 0,31, и 0,69%об., причем скорость его накопления в обеих пробах значительно возрастает после 8-го и снижается после 12-го ч.

Изоамиловый спирт относится к высшим спиртам. Порог вкусовых концентраций для изоамило-ла 50 мг/дм3. Накопление изоамилового спирта в процессе главного брожения идет в сусле с дробиной с постоянной скоростью, тогда как в осветленном сусле с 4-го ч начинается резкое увеличение изоамилола, которое к началу 8-го ч заметно снижается, Однако абсолютное количество накапливаемого изоамилового спирта в осветленном сусле меньше, чем в сусле с дробиной — 0,16 и 0,18%об.

• - ' выводы

1. Сбраживание осветленного сусла имеет ряд преимуществ перед традиционным затором: накапливается большее количество этилового спирта; сокращается время сбраживания; интенсивность сбраживания выше; уменьшается объем сбраживаемого сусла за счет удаления дробины, вследствие чего сокращается расход засевных дрожжей; отсутствие дробины способствует более полному удалению из бражки углекислого газа, значительно снижая его ингибирующее воздействие на дрожжи.

2. Эффект снижения накопления побочных продуктов при сбраживании осветленного сусла на этанол, с нашей точки зрения, объясняется следующими причинами: более полной утилизацией сахаров; более глубоким распадом полисахаридов до простых сахаров; удалением с дробиной белка, целлюлозы и других сложных соединений; более гомогенным составом сбраживаемого сусла.

Кафедра технологии бродильных производств и виноделия

Поступила 12.03.97

663.45:547.568,1

ГА 3 ОХ РОМ А ТОГ РА ФИ ЧЕС КОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАКОПЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ БРОЖЕНИИ И СОЗРЕВАНИИ ПИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕТРАДИЦИОННОГО СЫРЬЯ

г.и. КОСМИНСКИЙ, И.Н. МИЧУКОВА

Могилевский технологический институт

Ранее методом газовой хроматографии нами изучен качественный состав летучих продуктов, образующихся в процессе брожения и созревания пива, приготовленного с использованием несоложеного ячменя и молочной гидролизованной сыворотки, в сравнении с пивом из чистого солода.

Установлено, что как в опытных, так и в контрольном образцах присутствуют аиетальдегид, про-

пиловый, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты, т.е. добавление в затор на стадии приготовления пивного сусла несоложеного ячменя и гидролизованной молочной сыворотки взамен части солода и режимы предварительной обработки несоложеного ячменя практически не влияют на качественный состав образующихся летучих продуктов [1].

Цель настоящей работы — изучить количественное содержание летучих продуктов и накопление