Процессы, происходящие при замачивании ячменя

"хИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ ЯЧМЕНЯ"

Содержание

Введение

1. Процессы, протекающие при замачивании ячменя

1.1 Устройство замочного отделения

1.2 Способы замачивания зерна

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

В производстве солода зерно после дозревания, очистки и сортирования поступает на мойку и замачивание. На поверхности зерна находятся разные органические и неорганические загрязнения, которые создают благоприятные условия для развития микроорганизмов, поглощающих кислород и выделяющих токсические вещества. Поэтому перед замачиванием появляется необходимость тщательной мойки зерна с последующим удалением грязной воды.

При мойке зерна перед замачиванием с учетом жесткости воды применяют самые различные моющие и дезинфицирующие средства: гашеная известь как щелочная добавка, гидроксид натрия (NaOH), каустическая сода (Na2CO2), кислые добавки, хлорная известь, пероксид водорода и другие. Моющие и дезинфицирующие средства, дополнительно загрязняя сточную воду и накапливаясь в зернах, с санитарной и гигиенической точек зрения, должны быть безвредными.

Важным фактором улучшения очистки зерна при мойке является применение теплой и горячей воды, особенно на предприятиях, располагающих дешевыми источниками отходящего тепла. При этом необходимо активно перемешивать зерно с водой.

Вода, используемая для замачивания, не должна содержать загрязнений физической, химической и биологической природы и должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

1. Процессы, протекающие при замачивании ячменя

Замачивание зерна является важным этапом в производстве пивововаренного и квасного солодов. Достаточная влажность, наличие кислорода и оптимальная температура -- важнейшие условия солодоращения.

Свободная вегетационная влага в зерне, появившаяся в результате искусственного насыщения его водой, обеспечивает переход в раствор питательных веществ и миграцию их в зародыш. При этом создаются благоприятные условия для проникновения в эндосперм ферментов, которые переводят резервные нерастворимые вещества зерна в растворимые и легко усвояемые зародышем. Таким образом, вегетационная влага является не только средством миграции питательных веществ к зародышу, но и фактором, ускоряющим биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью зерна и активацией ферментов. При замачивании химические изменения зерна незначительны. Часть веществ оболочек зерна растворяется, сжигается немного углеводов. В воду переходит небольшое количество сахаров, пентозанов, азотистых и минеральных веществ. Всего потери на выщелачивание при замачивании составляют около 1% по массе сухих веществ зерна. Потери на сплав при мойке зерна колеблются от 0,2 до 1,5% по массе сухих веществ зерна и зависят от степени его очистки и сортирования.

Влажность зерна состоит из первоначальной его влажности (10...15%) и количества воды, поглощенной зерном в период замачивания. Конечная влажность зерна, необходимая для его проращивания, называется степенью замачивания. Оптимальная степень замачивания ячменя составляет 42...50% и зависит от сорта ячменя и типа получаемого из него солода.

Вода при замачивании проникает в зерно в основном через микрокапиллярные отверстия зародыша. Часть воды проникает внутрь зерна через мякинную оболочку по всей его поверхности. Процесс поглощения воды зерном характеризуется кривой замачивания. Движущей силой проникновения воды в зерно является разность концентраций на поверхности и внутри зерна. Следовательно, с увеличением влагосодержания зерна разность концентраций воды внутри и снаружи зерна уменьшается, поэтому снижается и скорость замачивания. Особенно замедляется этот процесс при достижении зерном влажности 35%.

Быстрое поглощение воды в начальный период замачивания; объясняется свободным проникновением воды в пустоты, находящиеся под мякинной оболочкой. Последующая семенная оболочка пропускает только молекулы воды и задерживает вещества, растворимые в ней. Следовательно, семенная оболочка является полупроницаемой мембраной и представляет собой физиологический защитный орган, предотвращающий поступление нежелательных веществ внутрь зерновки и потери в результате выщелачивания органических и других веществ.

Различные соли воды при замачивании могут вступать в химические реакции с веществами оболочки зерна. Поэтому вода для замачивания зерна по своему составу должна соответствовать ГОСТу на питьевую воду.

На скорость замачивания ячменя заметное влияние оказывает химический состав его. Из-за наличия в зародыше значительного количества белковых веществ, обладающих высокой способностью набухания, вода быстро поглощается всей массой зародыша. Эндосперм, который содержит основную массу крахмала, набухает медленно, следовательно, его ткани поглощают воду в меньшей степени. Поэтому на замачивание необходимо подавать однородное по составу и размеру зерно, полученное из одной зоны произрастания.

Продолжительность и степень, замачивания зерна зависят также от температуры воды, применяемого способа замачивания, а также от размеров и состояния зерна. Температура воды является главным фактором, влияющим на скорость замачивания. С повышением температуры повышается набухаемость белков, крахмала и клетчатки, а также возрастает скорость диффузии воды вследствие понижения ее вязкости.: Так, при замачивании зерна в воде температурой 20°С степень замачивания 45% достигается в 2 раза быстрее, чем в воде температурой 10°С.

Таким образом, с повышением температуры воды продолжительность замачивания зерна сокращается. Однако при температуре выше 15 °С происходит активное развитие микроорганизмов. Для их ингибирования в промышленности широко применяют различные антисептики, которые являются одновременно и стимуляторами роста зерна. Максимальной температурой замачивания является 30°С. При температуре воды выше 30°С скорость осахаривания и фильтрования затора из такого солода падает, а разница в выходе экстракта в тонком и грубом помоле увеличивается.

Методом, меченых радиоактивных индикаторов доказана проницаемость органических и других веществ через оболочки ячменя. Оболочки живых растительных клеток в большей или меньшей степени проницаемы для солей, растворенных в природных водах. Однако проницаемость оболочек для разных солей неодинакова и зависит от концентрации солей в клетке, рН и явлений, свойственных полупроницаемым оболочкам, -- осмодиффузии и ультрафильтрации. Клетки мало проницаемы для свободных ионов Н и ОН, анионов органических кислот и щелочей, но легко пропускают недиссоциированные молекулы многих кислот и щелочей. На проницаемости клеток зерна ячменя основано применение активаторов прорастания в процессе замачивания зерна. Для впитывания последних количеств воды в конце процесса замачивания требуется значительно больше времени, чем в начале замачивания. Этот процесс особенно замедляется по достижении зерном влажности 40%. Так, например, для ячменя при времени замочки (в часах) 24, 48, 72, 96 влажность возрастает (в %) до 39, 43, 45, 47.

На скорость замачивания влияет также величина зерна, Крупное зерно нуждается в более длительной замочке, чем мелкое. Одинаковая степень замочки ячменного зерна с диаметром более 2,8 мм наступает на 25 ч позднее, чем зерна с диаметром 2,2 мм. Это объясняется тем, что в крупном зерне удлиняются пути проникновения воды в зерно.

С повышением влагосодержания энергия дыхания зерна значительно возрастает.

Нормальный ход процесса дыхания зерна связан с непрерывным потреблением кислорода. Во время замачивания 1 кг зерна в 1 ч поглощает 63 мг кислорода и выделяет 86 мг углекислоты. При потребности на 1 кг зерна 1,7 л воды и растворимости в 1 л воды 9--10 мг кислорода количества кислорода, содержащегося в воде (15--17 мг), может хватить на дыхание зерна лишь на 15 мин. После израсходования имеющегося в воде кислорода может наступить анаэробное дыхание зерна, т. е. анаэробное разрушение запасных углеводов зерна с образованием этилового спирта, углекислоты и других продуктов.

Продукты анаэробного дыхания, являющиеся клеточными ядами, угнетают нормальные жизненные процессы, ведут к разрушению структуры тканей, к автолизу. Средством, обеспечивающим нормальное дыхание зерна при замачивании, служит искусственная аэрация зерна непосредственно в замочных чанах. Аэрирование зерна при замочке положительно влияет на равномерность и интенсивность прорастания.

Диоксид углерода и кислород непосредственного влияния на скорость замачивания зерна не оказывают, однако они стимулируют физиологическое состояние зерна. При увеличении влажности зерна выше 20% и температуре воды 20...25°С потребление кислорода и выделение диоксида углерода усиливаются. В целях предотвращения анаэробного дыхания в период замачивания зерна необходимы непрерывное удаление СО2 и поступление 02.

Значительное влияние на скорость замачивания зерна оказывают климатические условия, в которых оно произрастало. Ячмени, которые созревали при сухой и жаркой погоде, а также ячмени, не достигшие зрелости, в процессе замачивания очень медленно поглощают воду.

Дыхание зерна и потребность в кислороде усиливаются с повышением его влажности. Из каждой молекулы потребляемого кислорода при дыхании зерна образуется одна молекула диоксида углерода. Коэффициент дыхания (Vco2/Vo2) при этом равен единице.

Образующийся в процессе дыхания зерна диоксид углерода оказывает постоянное тормозящее действие на рост зерна в процессе замачивания. Поэтому во время воздушных пауз при замачивании зерна его следует удалять.

При недостаточной продувке слоя зерна воздухом образуется избыток СО2 и коэффициент дыхания становится больше 1, в результате чего начинается спиртовое брожение (анаэробиоз), продуктами которого ингибируется зародыш. Содержание спирта в замочной воде приводит к неравномерному росту зерна, а иногда (при содержании спирта более 1%) --к полному торможению роста. Продукты анаэробного обмена веществ вызывают также повреждение зародышей, и зерно приобретает способность к избыточному водопоглощению, теряет свою всхожесть.

Для нормального ведения процесса замачивания зерна и получения солода высокого качества необходимо своевременно удалять диоксид углерода, спирты, органические кислоты и другие продукты дыхания, которые тормозят пробуждение и рост зародыша зерна. Удаление СО2 и других ингибиторов из замочных аппаратов приводит к большим удельным затратам электроэнергии.

Это объясняется высоким слоем зерна и, следовательно, большим его сопротивлением.

Для ускорения начала роста зародыша важнейшее значение при замачивании имеет достаточное снабжение его кислородом, который благоприятно действует на жизнедеятельность зерна. Повышенная водочувствительность зерна приводит к задержке его роста и, следовательно, к получению готового солода низкого качества.

Для снабжения замачиваемого зерна кислородом воздуха обычно применяется воздушно-водяное замачивание, при котором зерно попеременно находится то под водой (водяное замачивание), то без воды (воздушное замачивание). В этом способе учтено чрезвычайно важное значение кислорода воздуха как активатора энергии прорастания зерна и предусмотрено продувание воздуха как во время пребывания зерна под водой, так и после каждого спуска воды. Приближение процесса замачивания ячменя к естественным условиям прорастания обеспечивает хорошую воздухопроницаемость и отвод углекислоты. Чем меньше времени слабопрорастающий ячмень находится под водой, тем быстрее он достигает необходимой степени замочки. Наиболее благоприятным соотношением между водяным и воздушным замачиванием считают 1:2. Хорошее проветривание замоченного ячменя ускоряет впитывание воды зерном и его прорастание. Поэтому замочные чаны снабжают вентиляционным устройством для достижения равномерного проветривания всей массы замачиваемого зерна.

В замочную воду переходят с поверхности зерен загрязнения-- органические и неорганические вещества. Благодаря этому создаются благоприятные условия для развития многочисленных микроорганизмов, которые находятся на поверхности зерен и своим дыханием способствуют более быстрому исчезновению кислорода. Отсюда вытекает необходимость тщательной мойки зерна в начальный период замачивания и немедленного удаления грязной воды.

Ячмень и другие семена содержат вещества, которые, блокируя дыхательные ферменты зерна, т. е. понижая его дыхательную способность, тормозят прорастание. Эти вещества являются желтыми пигментами и относятся к флавоновым глюкозидам. Они сосредоточены в периферической части зерна и при замачивании переходят в воду, окрашивая ее в светло-желтый цвет. Выделение этих веществ из зерна ведет к усилению дыхания зерна и способствует более быстрому его прорастанию. Для удаления названных веществ требуется примерно 5--6-кратная смена воды. Однако флавоновые глюкозиды (желтые пигменты) можно использовать в качестве регулятора процесса дыхания зерна с пользой для производства.

Если вести замочку ячменя в минимальном количестве воды и использовать ее для замачивания многократно, то желтые пигменты будут меньше вымываться из зерна. Ингибируя ферменты дыхания, желтые пигменты вызывают снижение дыхательной способности зерна в процессе замачивания и последующего проращивания. Снижение дыхательной способности ведет к уменьшению синтетических процессов в зародыше, не ослабляя гидролиза запасных веществ в эндосперме. В результате можно получить солод нормального качества, но при меньших потерях сухих веществ на дыхание и ростки.

Ингибирующее действие на дыхательные ферменты оказывают также ортофосфат и сульфиты, вносимые в замочную воду.

Химические изменения ячменя при замачивании незначительны. Вследствие дыхания, еще довольно слабого, сжигается немного углеводов. Небольшая часть веществ оболочек зерна растворяется. В воду переходят сахар, пентозаны, азотистые и минеральные вещества. Потери на выщелачивание составляют в среднем 1% по массе сухого вещества зерна: 2/3 выщелоченных сухих веществ составляют органические вещества, а 1/3 приходится на долю минеральных. Кроме того, часть сухих веществ зерна теряется со сплавом -- щуплыми легковесными зернами основной культуры, семенами сорняков и оболочками. В зависимости от степени очистки зерна потеря на сплав для ячменя колеблется от 0,1 до 2% по массе сухого вещества ячменя. Сплав снимают, высушивают и используют в качестве корма для скота.

Соли, растворимые в замочной воде, оказывают влияние на растворение некоторых веществ мякинной оболочки. Смолистые горькие вещества и дубильные вещества мякинной оболочки легче растворяются в щелочной воде. Так как эти вещества неблагоприятно сказываются на вкусе пива, то в производстве пивоваренного солода при замачивании предпочитают щелочную воду. При замачивании ячменя водой извлекается примерно 0,04% дубильных и горьких веществ, считая на сухое вещество зерна.

Соли воды могут вступать в химические реакции с веществами оболочки ячменя или адсорбироваться поверхностью зерна. Карбонат кальция при взаимодействии с дубильными веществами оболочки образует нерастворимые соединения, а с горькими веществами дает легкорастворимые соединения, которые выщелачиваются водой. При наличии в воде двууглекислого железа Fe(НСО3)2 ухудшается внешний вид солода. Дело в том, что эта соль под действием кислорода воздуха легко переходит в нерастворимый гидрат окиси железа Fe(OH)3 бурого цвета. Растворимость гидрата окиси железа ничтожна: при 18° С в 100 г насыщенного раствора содержится 4,8-10,6 г Fе(OH)3. Зерно имеет относительно большую поверхность. Общая наружная поверхность 1 т зерна составляет около 5000 м². На такой громадной поверхности зерна и происходит адсорбция гидрата окиси железа, вследствие чего получается плохой вид солода.

Некоторые химические вещества, добавляемые к замочной воде, оказывают стимулирующее действие на прорастаемость зерна. К таким химическим веществам относятся перекись водорода, хлорное железо, хлористый марганец и марганцевокислый калий. Хлориды кальция, магния и натрия замедляют процесс прорастания. Например, при увеличении концентрации в воде хлористого натрия с 0,03 до 0,05% продолжительность замочки увеличивается на 12 ч.

Опрыскивание замоченного ячменя смесью суперфосфата и серной кислоты (из расчета 0,04--0,01% суперфосфата к массе зерна) приводит к усилению амилолитической активности солода и уменьшению потерь сухих веществ на дыхание.

Обработка ячменя буферным раствором Na2HPO4 + NaHPO4 снижает потери крахмала при солодоращении на 1,5--3,5% в зависимости от рН раствора и продолжительности выдержки наклюнувшегося ячменя в растворе фосфатов. Более благоприятная величина рН раствора 4,5. Прямые определения дыхания зерна показали, что уменьшение потери углеводов связано с уменьшением интенсивности дыхания. Проф. А.М. Малков объясняет такое влияние фосфатов тем, что ортофосфат, диффундируя внутрь дышащей клетки, вступает в комплексную связь со свободными валентностями геминовых ферментов (цитохромоксидазы, цитохромпероксидазы, пероксидазы и каталазы), блокирует их и таким образом частично и обратимо тормозит дыхание зерна. Проф. Малков находит аналогию между действием ортофосфата и ингибиторами дыхания. Значительно уменьшаются потери на прорастание (в частном случае с 4,7 до 0,6%) при добавлении в конце замочки 2,4-дихлорфенолята уксусной кислоты: 300 мг на 1 кг ячменя.

Большое практическое значение имеет добавление формалина ('0,3--0,05%), повышающее выход экстракта примерно до 1%, а также гибберелловой кислоты, сокращающей время со-лодоращения на 2--3 дня.

Замачивание зерна следует рассматривать как комплексный процесс увлажнения и биологической фазы роста. Чем быстрее протекает насыщение зерна влагой и чем интенсивнее удаляются ингибирующие вещества, тем активнее идут ферментативные процессы, приводящие в дальнейшем к растворению зерна.

1.1 Устройство замочного отделения

Для проведения мойки и замачивания зерна используются специальные аппараты самых разных конструкций. Как моечные, так и замочные аппараты изготавливают из листовой стали толщиной 4... 6 мм и обрабатывают специальным покрытием, исключающим коррозию металла.

Современные конструкции замочных аппаратов имеют цилиндрическую форму с плоским днищем. Зерно располагается слоем высотой около 3 м. Для загрузки, разравнивания и выгрузки зерна предназначен специальный лопастный ротор, который может при вращении опускаться и подниматься в зависимости от высоты слоя зерна.

Объем замочного аппарата рассчитывается с учетом объема замачиваемого зерна, увеличения объема материала на 40% при росте его влагосодержания до 45% и дополнительного объема для нормального ведения замачивания (10... 1.5%). Общая вместимость всех замочных аппаратов рассчитывается с учетом общей продолжительности замачивания, включающей время на заполнение аппаратов, выгрузку и мойку (48...72 ч).

Моечный аппарат для зерна (рис. 1) состоит из цилиндро-конического корпуса 4, моечного устройства 5, вертикального привода со шнеком 5, сливной коробки 2 и выпускного устройства 1. Перемешивание зерна в целях его мойки и насыщения кислородом осуществляется с помощью моечного устройства 5, .расположенного в центре аппарата. Вместо вертикального шнека для перемещения зерна в моечное устройство 5 может использоваться сжатый воздух.

В замочном аппарате с коническим днищем (рис. 2) подаваемый по трубопроводу 4 в нижнюю часть эрлифтной трубы 2 сжатый воздух увлекает за собой зерно с водой и поднимает его вверх. Плотность смеси воды и воздуха намного ниже плотности воды и зерна, находящихся вокруг трубы. За счет этой разницы зерно поднимается по трубе вверх, где с помощью сегнерова колеса 3 равномерно распределяется по объему аппарата.

Сжатый воздух подается также в кольцевые барботерные трубки 1, которые расположены на внутренней поверхности конической части замочного аппарата. Для равномерного распределения воздуха по всему объему аппарата в трубках в нижней части имеются отверстия диаметром 2... 3 мм. Для спуска замоченного зерна в аппарат для солодоращения в нижней части замочного аппарата находятся вентиль с клапаном 5 и спускной штуцер 6. В таком аппарате перед замачиванием можно проводить и мойку зерна. Для удаления диоксида углерода замочный аппарат дооборудуется вентилятором, который подключается к конической части его.

Моечные и замочные аппараты размещаются между зернохранилищем и отделением для солодоращения. Аппараты можно располагать на одном уровне или один над другим. При этом учитывают возможности транспортирования зерна.

Конструкции аппаратов для мойки и замачивания зерна необходимо постоянно совершенствовать в соответствии с технологическими и экологическими требованиями. Совершенствование должно быть направлено на обеспечение быстрого набора и смены воды, а также ее экономии, удаления образовавшихся ингибирующих веществ с небольшими затратами энергии. Конструкции насосов для перекачивания зерна с водой должны исключать травмирование зерна и прежде всего ростков.

1.2 Способы замачивания зерна

В производстве пивоваренного солода используются в основном три способа замачивания ячменя.

Замачивание с продолжительными воздушными паузами. Для ускорения начала роста зародыша зерна решающее значение имеет оптимальное снабжение его кислородом. Сокращение времени пребывания зерна под водой благоприятно влияет на развитие зерна. Повышенная водочувствительность ячменя приводит к значительной задержке его роста и снижению качества готового солода. Солодоращение ячменей с повышенной водочувствительностью можно улучшить, если применить замачивание с продолжительными воздушными паузами.

Воздушные паузы составляют 50...80% общего времени замачивания. Адгезионная вода, находящаяся на поверхности зерна, не только способствует равномерному повышению степени замачивания, но и ведет к уменьшению общей его продолжительности и ускорению прорастания.

Оросительное замачивание с воздушными паузами. Этот способ гарантирует эффективное увлажнение зерна, достаточный подвод кислорода и удаление ингибирующих веществ, выделяемых в процессе жизнедеятельности зерна. Применять оросительное замачивание с воздушными паузами целесообразно в аппаратах с небольшой высотой слоя зерна, так как в высоком слое (более 2 м) возникает проблема отвода выделяемых .зерном теплоты и диоксида углерода. Следовательно, применение оросительного замачивания с продолжительными воздушными, паузами требует использования замочных аппаратов с плоским днищем. Оросительное замачивание можно также применить в солодорастительных аппаратах, предварительно обработав зерно в моечно-дезинфицирующих аппаратах в течение 5...7 ч.

При недостаточном количестве кислорода в воде в начальный период замачивания в зерне обнаруживаются слабые признаки брожения, в результате которого выделяются спирты и диоксид углерода, замедляющие развитие, зародышевого корешка. Лучшими, приемами предотвращения брожения в замочном аппарате и удаления образовавшихся ингибирующих жизнедеятельность зерна веществ являются орошение водой и .продувка кондиционированным воздухом.

Воздушно-оросительное замачивание. Этот способ создает самые оптимальные условия для замачивания зерна, так .как уже при влажности 27...30% зерно начинает прорастать. В дальнейшем с повышением влажности зерна увеличивается число проросших зерен. Воздушно-оросительный способ замачивания при температуре воды 18...20°С и высоте слоя зерна до 1,5 м позволяет ускорить процесс солодоращения, сократить потери сухих веществ и повысить активность ферментов. Про-, исходит это потому, что зерно поглощает воду более легко после того, как начнет прорастать. Следовательно, процесс замачивания необходимо сочетать с проращиванием зерна в одном аппарате. Оптимальный расход кондиционированного воздуха при воздушно-оросительном замачивании составляет 250... .300 м³/т, а оптимальный расход воды на орошение зерна -- 1 м³/т.

Воздушно-оросительное замачивание проводится в основном в солодорастительных аппаратах, снабженных шнековыми или лопастными ворошителями. Увлажнение зерна осуществляется путем периодического орошения слоя водой, для чего на ворошителе устанавливаются распылительные форсунки в два ряда с обеих сторон рамы.

Продолжительность замачивания воздушно-оросительным способом составляет 35...45ч. Первая продувка слоя зерна кондиционированным воздухом температурой 12... 14°С и влажностью 95...100% проводится через 5...6 ч после загрузки аппарата промытым зерном. Последующие продувки продолжительностью 20 ... 25 мин следует проводить через каждые 1,5...2 ч в течение всего периода замачивания, поддерживая температуру принятого режима в слое.

Орошение зерна водой проводится одновременно с его ворошением, т. е. через каждые 2...3 ч. Продувать слой зерна можно непрерывно. Воздушно-оросительное замачивание предотвращает анаэробное дыхание, при котором накапливаются спирты, кислоты, эфиры и другие ингибирующие вещества, оказывающие тормозящее воздействие на физиологическое развитие зерна. В таких условиях замачивания зерно через 18...25ч, когда влажность достигает 34...36%, начинает прорастать, а необходимая активность ферментов и растворение эндосперма в дальнейшем достигаются на 1...2 суток раньше, чем при обычном замачивании. При этом значительно снижается удельный расход воды.

B промышленности применяются и другие способы Замачивания: воздушно-водяной в непрерывном токе воды и воздуха, оросительное замачивание и др. Все они уступают описанным выше способам замачивания зерна как по экономическим, так и по биохимическим показателям. Наибольшее снижение потерь сухих веществ может быть получено при повторном замачивании ячменя, предварительно обработанного токами высокой частоты.

Возбуждающее действие на прорастание зерна в конце процесса замачивания оказывают биологические стимуляторы роста и развития растений. К таким стимуляторам относится группа веществ, состоящая из гиббереллинов А1 А2, А3 и А4. Наиболее активен гиббереллин А3 - гибберелловая кислота, которая стимулирует выход семян из состояния покоя и может использоваться для ускорения их проращивания.

Гиббереллин активизирует деятельность амилолитических, протеолитических и других ферментов. Наиболее эффективные результаты получаются при добавке гибберелловой кислоты или ее калийных солей при замачивании зерна (0,15-мг кислоты на 1 кг ячменя).

Целью проращивания зерна является синтез и активизация неактивных ферментов, под влиянием которых в процессе затирания достигается растворение всех резервных веществ зерна. Под действием ферментов при проращивании часть сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрины и высшие декстрины, пептоны, пептиды, аминокислоты и др.

В прорастающем зерне происходят те же биохимические и физиологические изменения, что и при естественном проращивании его в почве. Переход зародыша от состояния покоя к активной жизнедеятельности возможен только при достаточной влажности, наличии кислорода и оптимальной температуре.

При проращивании зерна, а следовательно, при активизации и накоплении ферментов у зародыша появляется потребность в питательных веществах. Если в начальный период проращивания зародыш использует для питания собственные растворимые и легко усвояемые растительной клеткой вещества, то дальнейшее его питание происходит за счет запасных веществ зерна.

Заключение

Замачивание ячменя -- искусственное насыщение зерна водой -- осуществляют в целях активизации в нем ферментных систем, способствующих проращиванию.

Степень замачивания. Жизнедеятельность зерна активизируется с появлением в нем свободной влаги. При этом роль воды сводится, во-первых, к обеспечению перехода растворимых питательных веществ в раствор и транспортирование их к зародышу и, во-вторых, к созданию возможности для проникновения в эндосперм ферментов, способствующих переводу резервных веществ зерна в растворимые, усвояемые зародышем.

Влажность зерна до мойки и замачивания обычно не превышает 14,5 %, а после замачивания достигает 42...48 % относительно общей массы. Конечную влажность замоченного зерна называют степенью замачивания.

Очень важно обеспечить оптимальную степень замачивания зерна, поскольку при недостаточной степени замачивания затрудняется каталитическое действие ферментов, что приводит к снижению экстрактивности и качества солода, а при высокой степени замачивания повышается биосинтез ферментов и осуществляется более глубокий ферментативный гидролиз крахмала и белков. Перезамачивание зерна недопустимо, поскольку это приводит к разрушению семенной оболочки и нарушению ее полу проницаемости, вследствие чего в ячмень начинают проникать соли из воды, приводящие к гибели зародыша.

В процессе замачивания зерно набухает, и вследствие этого примерно на 45 % увеличивается в объеме. Это обстоятельство необходимо учитывать при расчете вместимости замочных аппаратов. Химические изменения в зерне при замачивании незначительны.

Степень замачивания контролируют в лабораторных условиях. Ориентировочно о завершении замачивания можно судить и по следующим признакам:

· при сдавливании между большим и указательным пальцами в продольном направлении зерно должно сгибаться (но не раскалываться) с характерным потрескиванием, возникающем при отделении эндосперма от мякинной оболочки;

· при сдавливании зерна между пальцами в продольном направлении не должны ощущаться уколы от его острых концов;

· при сгибании зерна на ногте большого пальца оболочка отстает, но зерно неломается;

· поперечный срез зерна посередине должен иметь белую точку.

· Замоченный ячмень должен иметь дружный, но умеренный "наклев", поскольку сильное развитие корешков зерна способствует их механическому повреждению в процессе транспортирования замоченного зерна.

Факторы, влияющие на замачивание. Оптимизация режима замачивания является важнейшей предпосылкой для получения качественного солода. На эффективность замачивания ячменя влияют следующие основные факторы:

· однородность зерна;

· степень аэрации зерна;

· содержание двуокиси углерода;

· температурный режим.

Однородность зерна, способствующую равномерности замачивания, обеспечивают предварительной классификацией ячменя на стадии вторичной очистки. На замачивание подают зерно одного класса.

Список литературы

1. Калунянц К.А. Химия солода и пива. М.: Агромпромиздат, 1990. 175 с.

2. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. М.: Пищевая промышленность, 1976. 358 с.

3. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия: Учеб. для вузов М.: Дрофа, 2004.-640 с: ил.-(Высшее образование: Современный учебник).

Приложение

Рис. 1. Моечный аппарат

Рис. 2. Замочный аппарат