Получение ячменного и ржаного солода

6.1.2.Получение ячменного и ржаного солода

Солодоращение называется процесс искусственного производства зерна. С помощью накопленных ферментов солода происходит перевод крахмала и белков зерна в растворимое состояние. При соложении в зерне образуется вещества, обуславливающие окраску, вкус и аромат солода.

ТЕХНОЛОГИЯ ПИВОВАРЕННОГО СОЛОДА

ОЧИСТКА И СОРТИРОВАНИЕ ЗЕРНА

Зерновая масса (в основном ячмень), которая поступает на пивоваренные и солодовенные заводы, содержит зерна различных размеров и различные примеси и в таком виде непригодна для хранения и солодоращения. Примеси не только ухудшают качество зерна, но и создают условия для его порчи. Поэтому зерновую массу перед хранением очищают. В результате очистки из основной культуры выделяют минеральные примеси (земля, песок, пыль), органические примеси (ости, пустые пленки), семена дикорастущих растений, вредные примеси (спорынья, куколь, головня), зерновые примеси (щуплые, проросшие, битые зерна) и металлопримеси. Как правило, зерно подвергается очистке дважды: первичной – перед хранением и вторичной – непосредственно перед переработкой.

Необходимость сортирования ячменя перед хранением обусловлена тем, что зерна различного размера обладают разной водочувствительностью, мелкие зерна интенсивнее поглощают влагу и в дальнейшем быстрее развиваются, чем крупные. Для обеспечения одинаковой влажности при замачивании и равномерного развития при проращивании прошедший первичную и вторичную очистки ячмень сортируют на плоских колеблющихся или круглых вращающихся ситах на три фракции по толщине зерна: менее 2,2 мм – III сорт (кормовое); 2,2 – 2,5 мм – II сорт; более 2,5 мм – 1 сорт. Тщательное сортирование зерна в дальнейшем позволяет увеличить оборачиваемость солодовенных аппаратов.

ЗАМАЧИВАНИЕ ЯЧМЕНЯ

Содержание влаги ячменя, который наводится на хранении, составляет 14 – 15%. Активные жизненные процессы в зародыше начинаются при влажности 30 %, при 38 % ячмень прорастает быстро и равномерно, хорошее растворение эндосперма и накопление ферментов наблюдаются при важности 44 – 48 % и выше. Поэтому основная цель замачивания увлажнение зерна до содержания влаги, оптимального для проращивания.

ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЗЕРНЕ ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ

Объем зерна при замачивании увеличивается на 35 – 45%. При замачивании вода поступает в зерно через отверстия в кончиках зерна, главным образом со стороны зародыша. В зрелом зерне его клеточные структуры представляют собой высохшие коллоидные структуры, мицеллы которых с большой силой притягивают к себе воду. Так, гумми–вещества способны поглотить (к массе сухого вещества) до 800 % воды, белковые вещества – до 180, крахмал – до 70 и целлюлоза – до 30 %.

Рекомендуемые материалы

Появившаяся в зерне свободная вегетационная влага обеспечивает переход в раствор ферментов и питательных веществ и их миграцию к зародышу. Это создает благоприятные условия для проникновения в эндосперм ферментов, которые переводят резервные нерастворимые вещества зерна в растворимые и легко усвояемые зародышем. В результате активации ферментов в зерне ускоряются биохимические процессы, особенно его дыхание. Нормальный ход аэробного дыхания зависит от наличия кислорода в среде. Во время замачивания 1 кг зерна за 1 ч поглощает 63 мг кислорода и выделяет 86 мг диоксида углерода. При недостатке кислорода в воде может наступить анаэробное дыхание зерна с образованием этилового спирта, оксида углерода, уксусного альдегида и других вторичных продуктов спиртового брожения. Спирт при концентрации 0,1 % тормозит развитие зародыша, а при концентрации 0,8 % почти полностью подавляет его рост. Продукты анаэробного дыхания являются клеточными ядами, которые ведут к разрушению структуры тканей, к автолизу.

Диоксид углерода, являющийся нормальным продуктом как аэробного, так и анаэробного дыхания зерна, также отрицательно влияет на жизненные процессы, происходящие в зерне. Поэтому для обеспечения нормального развития зерна при замачивании его подвергают искусственной аэрации.

В результате замачивания происходят глубокая перестройка всего ферментативного комплекса зерна, активирование ферментов, особенно амилолитических и протеолитических. В зерне содержание нерастворимых соединений уменьшается, а растворимых – увеличивается. Начинают развиваться вегетативные части зерна (корешок, росток). Таким образом, замачивание можно считать первой стадией проращивания зерна.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС ЗАМАЧИВАНИЯ

Скорость замачивания в значительной степени зависит от температуры воды. Чем выше температура, тем быстрее вода поступает в зерно. С повышением температуры улучшается набухаемость белков, крахмала и клетчатки, что обусловлено снижением вязкости воды. Однако при повышении температуры замочной воды усиливается дыхание зерна и интенсифицируется размножение микроорганизмов, которые всегда присутствуют на поверхности зерна, что приводит к резкому возрастанию потребления кислорода. Оптимальной температурой замачивания считается 10 – 12 °С, так как при более низкой сильно тормозится развитие зародыша, а при более высокой возрастает опасность инфицирования солода.

В зависимости от температуры, используемой для замачивания, различают холодное (температура воды ниже 10 °С), обыкновенное (температура воды 10 – 15 °С), теплое (температура воды 20 – 40 °С) и горячее (температура воды 50 – 55 °С) замачивание. Наиболее распространено обыкновенное (нормальное) замачивание. На ряде заводов применяют теплое замачивание. Однако в этом случае обязательно следует применять активные дезинфектанты и интенсивную аэрацию.

Скорость замачивания зависит также от размера зерен. Крупное зерно замачивают дольше, чем мелкое. Для достижения одинаковых значений содержания влаги и равномерного развития при производстве солода используют отсортированное зерно I и II сортов.

Жесткость замочной воды не должна превышать 7 мг–экв/л, так как в мягкой воде замачивание ячменя происходит быстрее, чем в жесткой.

Вода поглощается зерном неравномерно. В первые 25 – 30 ч замачивания содержание влаги зерна увеличивается очень быстро – со скоростью примерно 1 % за 1 ч и достигает 35 – 40 %. В последующие 30 – 40 ч содержание влаги увеличивается всего на 4 – 5 %.

СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ЗАМАЧИВАНИЯ ЗЕРНА

При замачивании зерна выполняют следующие операции: мойку, удаление неполноценных зерен, дезинфекцию, увлажнение, которое сопровождается аэрированием и удалением образовавшегося диоксида углерода.

Замачивание начинается с мойки и дезинфекции. Цель этой операции 150 очистить поверхность зерна от загрязнений и удалить микроорганизмы, находящиеся на поверхности зерна. Качественная мойка обеспечивается в основном в результате отмокания загрязнений и интенсивного перемешивания зерна с водой гидравлическим или пневматическим способом. При этом на поверхность всплывают неполноценные зерна и органические примеси, которые называются сплавом. Последние вместе с грязной водой поступают в сливную коробку, откуда затем их удаляют. В качестве дезинфицирующих средств применяют водные растворы негашеной извести (1,5 – 3 кг на 1 т зерна) или перманганат калия (10 – 15 г на 1 м3 воды). Можно также использовать едкий натр, каустическую соду, кислые добавки, перекись водорода и другие дезинфицирующие средства. Дезинфекцию проводят после первичной мойки зерна и удаления первой грязной воды. В зимнее время при мойке охлажденного зерна желательно применять теплую воду температуру 20 – 25 °С.

Ячмень замачивают отдельно по сортам в открытых аппаратах периодического или непрерывного действия, которые оборудуют водяной и воздушной коммуникациями для подачи свежей воды и сжатого воздуха, устройствами для аэрации, перемешивания и перекачивания зерна.

Существуют, следующие способы, замачивания: водяной с воздушными паузами и без них; воздушно–оросительный в различных модификациях в зависимости от сочетания между временем орошения и отлежки слоя зерна; в непрерывном токе воды и воздуха; перезамачивание и повторное замачивание; замачивание в моечных шнеках.

По технико-экономическим показателям наиболее эффективными являются оросительный и воздушно–оросительный способы замачивания. При оросительном замачивании зерно предварительно моют и дезинфицируют, загружают в замочный аппарат слоем не выше 1 м, заливают водой и выдерживают в течение 6 – 8 ч. Затем воду спускают и непрерывно увлажняют зерно орошением. Вода, просачиваясь через массу зерна, насыщает его кислородом и увлекает за собой образовавшийся диоксид углерода, обеспечивая тем самым нормальную жизнедеятельность зерна.

Воздушно-оросительное замачивание является комбинированным способом. Зерно периодически орошают водой, а путем отсоса воздуха из межзернового пространства создают стабильные условия аэробного дыхания зерна. По этому способу зерно после мойки и дезинфекции попеременно оставляют то под водой (2 – 4 ч), то без воды (12 – 14 ч). В период воздушной паузы зерно в течение 1 – 1,5 ч орошают водой через сегнерово колесо, а затем из нижней части аппарата в течение 15 мин вакуум–насосом отсасывают воздух. Длительность замачивания в зависимости от вида ячменя составляет 46 – 62 ч.

Воздушно-оросительное замачивание чистого зерна можно проводить и непосредственно в солодорастильных аппаратах, снабженных шнековыми или лопастными ворошителями. Слой зерна периодически орошают водой через распылительные форсунки. Продолжительность замачивания в этом случае составляет 35 – 45 ч. Первую продувку слоя зерна кондиционированным воздухом температурой 12 – 14 °С и содержанием влаги 95 – 100 % осуществляют через 5 – 6 ч после загрузки аппарата. Последующие продувки продолжительностью 20 – 25 мин проводят через 1,5 – 2 ч. Через каждые 2 – 3 ч зерно орошают водой одновременно с ворошением.

При воздушно-оросительном замачивании уже при содержании влаги 27 – 30% зерно начинает прорастать. С повышением содержания влаги увеличивается количество проросших зерен. Данный способ замачивания при температуре воды 18 – 20 °С и высоте слоя зерна до 1,5 м позволяет сократить процесс солодоращения на 1,5 – 2 сут, уменьшить потери сухих веществ и повысить активность ферментов.

Расход воды при замачивании состоит из расхода на мойку зерна и его увлажнение. При обычных способах замачивания в среднем на 1 т зерна расходуется около 10 м3 воды, в том числе ] .5 м3 на орошение. Расход воды при совмещенном воздушно–оросительном замачивании и проращивании в 2 – 3 раза ниже. расход воздуха колеблется от 160 до 300 м3/(т – ч).

Для экономии воды при замачивании рекомендуется проводить следующие мероприятия: повторно использовать замочную йоду; лучше удалять примеси при очистке зерна; использовать механическое транспортирование зерна и интенсивную мойку ограниченным количеством воды в шнековых моющих машинах, а также использовать сборники воды для хлорирования и озонирования и др.

При замачивании ячменя для светлого солода содержание влаги в нем доводят до 43 – 45%, а для темного солода – на 2 – 3% больше.

ПРОРАЩИВАНИЕ ЯЧМЕНЯ

Цель проращивания – накопление максимального количества ферментов и целенаправленное проведение при их участии процессов гидролиза и синтеза при строго определенных условиях - достаточном количестве влаги, с помощью которой осуществляется движение продуктов метаболизма; избыточном или ограниченном количестве кислорода воздуха; оптимальной температуре, от которой зависит интенсивность процессов; при рациональном использовании активаторов и ингибиторов ферментативных процессов; необходимом времени, которое определяет глубину протекания процессов.

ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЗЕРНЕ ПРИ СОЛОДОРАЩЕНИИ

При проращивании в зерне протекают сложные морфологические и биохимические превращения. К морфологическим превращениям относятся развитие зародыша с ростом корешков и лепестков и нарушение клеточной структуры эндосперма, к биохимическим – активация ферментов, дыхание, превращение сложных веществ в простые.

Длина корешков для светлого солода должна быть от 3/4 до 1 – 5 длины зерна, для темного солода – в 1,5 – 2 раза больше Длины зерна. Корешки должны иметь слегка увядшие кончики и обладать свежим запахом.

Значительные изменения происходят и в мучнистом теле зерна. Составные части стенок эндосперма, которые содержат в Ровном некрахмальные полисахариды и белки, гидролизуются, т.е. происходит их растворение. Это открывает гидролитическим ферментам путь к крахмалу и белкам эндосперма. Он становится мягким и легко растирается между пальцами.

Образование и активация ферментов в зерне неразрывно связаны с жизнедеятельностью зародышевого корешка. В дальнейшем ферменты продолжают свою деятельность и в условиях неблагоприятных для развития зародыша, т. е. при отсутствий кислорода или при высоких температурах. Эту особенность ферментов используют для снижения потерь при солодоращении путем торможения развития зародыша на конечных этапах солодоращения и достижения глубоких химических изменений в зерне.

Ферменты в зерне распределены неравномерно, главным образом в зародыше, эндосперме, прилегающем к щитку, и в периферийных частях зерна.

Значительное количество ферментов в спелом зерне находится в неактивном, связанном с белками состоянии. При прорастании зерна белки под действием протеолитических ферментов расщепляются и связанные с ними ферменты переходят в свободное, активное состояние. Повышение ферментативной активности обусловлено также новообразованием ферментов. При солодоращении активность амилолитических ферментов возрастает в 3 – 5 раз, протеолитических – в 2 – 4, фосфатаз – в 5 – 10, а–гликозидазы – в 2 раза. Кроме гидролитических зерно содержит ферменты окислительно-восстановительного комплекса (каталаза, пероксидаза, полифенолоксидаза), активность которых при проращивании зерна также значительно возрастает.

В начале солодоращения питание зародыша зерна обеспечивается небольшим запасом Сахаров, аминокислот, минеральных и других питательных веществ, которые растворяются в воде при замачивании зерна. При прорастании в результате повышения активности ферментов начинается расщепление всех высокомолекулярных соединений зерна (крахмал, белки, липиды, некрахмальные полисахариды и др.) с образованием простых низкомолекулярных соединений, которые расходуются как на рост зародыша, так и. на дыхание зерна. Дыхание-это важнейший энергетический процесс, осуществляемый под действием оксидоредуктаз, которые катализируют превращение углеводов, а также органических кислот, липидов и азотсодержащих веществ.

В зависимости от количества кислорода в среде в процессе дыхания может протекать как аэробный, так и анаэробный процесс. В результате выделения тепловой энергии-при дыхании температура в слое прорастающего зерна повышается, что способствует интенсификации дыхания и образованию ферментов. Интенсивное дыхание зерна при его проращивании – нежелательный процесс, так как он сопровождается повышенными потерями экстрактивных веществ, главным образом углеводов. Кроме того, возрастает расход воздуха для удаления теплоты из зерна и поддержания оптимальной температуры.

В зависимости от интенсивности аэрации в прорастающем зерне кроме диоксида углерода всегда образуется некоторое количество органических кислот, спиртов и эфиров, которые придают свежепроросшему солоду специфический запах, напоминающий запах свежих огурцов.

Одним из первых ферментативных процессов при проращивании зерна является цитолиз гемицеллюлозы, гумми–веществ и других некрахмальных полисахаридов, что приводит к увеличению количества растворимых гексозанов и пентозанов в зерне в 3 – 5 раз. Амилазы гидролизуют крахмал с образованием глюкозы, мальтозы, мальтотриозы и различных декстринов. Одна часть из них немедленно расходуется, а другая остается в виде свободных сахаров, которые придают солоду сладковатый вкус. Содержание простых углеводов в солоде в 3 – 4 раза выше, чем в исходном зерне. Одновременно количество крахмала уменьшается на 5 – 10 %.

Протеолитические ферменты гидролизуют белки и полипептиды до пептидов и аминокислот. Гидролиз белковых веществ может достигать 50 %. Однако в результате протекающих одновременно процессов синтеза к концу солодоращения 35 – 40 % белка становятся растворимыми. Содержание аминного азота увеличивается в 3 – 6 раз.

Органические фосфаты под действием фосфатазы расщепляются до неорганических фосфатов, а липиды под действием липазы – до глицерина и высших жирных кислот. Образование органических кислот, аминокислот и фосфатов приводит к повышению кислотности солода. Общее количество зольных компонентов при проращивании практически не изменяется.

В целом в результате проращивания масса водорастворимых веществ в зерне увеличивается почти в 2 раза, т. е. с 7 до 14 %.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОРАЩИВАНИЕ ЗЕРНА

Холодный (12 – 16 °С) способ проращивания по всем показателям предпочтительнее, чем тепловой (выше 20 °С). Такой температурный режим обеспечивает умеренный рост зародыша, максимальное накопление гидролитических ферментов и глубокий распад белковых веществ. При температурах ниже 10 °С снижается жизнедеятельность зерна, температура же выше 20 °С приводит к непрерывному росту, растворению и повышенным потерям. Температура проращивания светлого солода не Должна превышать 18 °С, а темного – 21 – 23 °С, что обусловлено необходимостью более глубокого распада белковых веществ.

Продолжительность проращивания светлых солодов 7 – 8 сут, темных солодов – 9 сут. Солод высокого качества можно получить и за 6 сут, а с применением активаторов – за 4,5 – 5 сут.

Для полной активации ферментов и достижения желаемой степени растворения эндосперма содержание влаги в зерне должно быть 44 – 48 %. Суточные потери влаги составляют 0,3 %. Поэтому при ращении зерно необходимо увлажнять водой путем орошения, количество которой определяют расчетным путем. Аэрация – один из важнейших факторов регулирования биологических и ферментативных процессов при проращивании зерна. В первые 2 – 3 дня проращивания соотношение кислорода и диоксида углерода в слое зерна должно быть больше единицы s так как рост зародыша, активация и образование ферментов возможны только в аэробных условиях. В дальнейшем (после 4 сут ращения), после завершения биологической фазы, следует создавать анаэробные условия, при которых тормозится и останавливается рост корешка и ростка, но ферментативные процессы продолжают протекать. Однако и на этом этапе необходимо слой зерна продувать кондиционированным воздухом температурой на 2 – 3 °С ниже, чем в слое зерна, и содержанием влаги 98 – 100 %, что обеспечивает заданную температуру ращения и удаление части образовавшегося диоксида углерода.

Для получения одинакового по качеству солода его необходимо разрыхлять (ворошить) 1 – 2 раза в сутки в зависимости от дня ращения.

Для интенсификации солодоращения используют различные активаторы, которые стимулируют процессы растворения эндосперма зерна и накопления ферментов. В качестве активаторов применяют гиббереллин (150 – 250 мг на 1 т зерна), молочную кислоту (1,5 л на 1 т зерна), диаммония фосфат (0,9 кг на 1 т зерна), комплексный ферментный препарат МЭК ПП – 1 (10 г на 1 т зерна).

СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ПРОРАЩИВАНИЯ СОЛОДА

Температура замоченного зерна, подаваемого на ращение, должна быть 12 – 14 °С. Независимо от используемого оборудования процесс проращивания солода следует проводить так, чтобы зерно прорастало равномерно, с наименьшим количеством проростков и полным растворением эндосперма в конце проращивания. Зерно проращивают в специальных помещениях, которые оборудуют аппаратами и машинами для очистки, сортирования, замачивания, проращивания и сушки зерна, отделения ростков, кондиционирования воды и воздуха.

Различают токовые и пневматические солодовни. В токовой солодовне ячмень проращивают в тонком слое на бетонном или асфальтном полу (на току). Такие солодовни остались на заводах малой мощности, они малопроизводительны и требуют больших затрат ручного труда, особенно на ворошение зерна.

Основной способ солодоращения – это пневматический, осуществляемый в специальных механизированных ящиках или барабанах, через которые продувается кондиционированный воздух. Для проращивания солода применяют также аппараты для непрерывного, полунепрерывного и периодического солодоращения с увеличением единичной мощности аппарата. Перспективным является производство солода с совмещением технологических операций в одном аппарате.

В результате проращивания получают свежепроросщий солод, который отличается от исходного ячменя наличием корешков с содержанием влаги 42 – 46 %, растворимостью мучнистого тела и характерным запахом свежих огурцов. Амилолитическая активность свежепроросшего солода возрастает до 300 – 400 ед. для светлого солода и 400 – 500 ед. для темного солода против 60...90 ед. в исходном зерне.

СУШКА СОЛОДА

Заключительная стадия производства солода – сушка свежепроросшего солода, цель которой – снижение содержания влаги материала с 40 – 50 до 3 – 6 % и придание солоду специфических вкуса, цвета и аромата при сохранении высокой ферментативной активности. Поэтому сушка солода представляет собой сочетание сложных нестационарных процессов тепло– и массообмена и биохимических превращений.

ПРЕВРАЩЕНИЯ В СОЛОДЕ ПРИ СУШКЕ

Cвежепроросший солод во время сушки претерпевает глубокие физические, физиологические и биохимические изменения, которые зависят от скорости обезвоживания, температуры сушильного агента, содержания влаги и условий сушки. Физические преобразования состоят в изменении содержания влаги, массы, цвета, аромата и вкуса солода. В зависимости от физиологических и биохимических превращений в солоде технология сушки разделяется на три основные фазы.

Первая фаза – физиологическая, в течение которой продолжается рост листка и корешков, протекают ферментативные процессы. Температура солода в течение 10 – 12 ч повышается с 20 – 25 до 45 °С. Содержание влаги уменьшается до 30 %. При 45 °С синтетические процессы прекращаются, а гидролитические усиливаются, это сопровождается растворением эндосперма, накоплением низкомолекулярных продуктов распада крахмала, белков, липидов и других высокомолекулярных соединений.

Вторая фаза – ферментативная, длится 5 – 7 ч при повышении температуры от 45 до 70 176;С. Рост и дыхание зародыша прекращаются, а ферментативные гидролитические процессы усиливаются. Это обусловлено пребыванием ферментов в зоне оптимальной температуры (40 – 60 °С). Содержание влаги солода снижается от 30 до 10 %, что лимитирует протекание ферментативных реакций.

Третья фаза – химическая, протекает при температуре 70 – 80 176;С для светлого солода и 100 – 105 176;С для темного солода. Содержание влаги снижается до 3 – 5 %. Длительность фазы 3 – 4 ч. При температуре выше 75 °С все ферментативные реакции прекращаются. Ферменты частично инактивируются или переходят в связанное неактивное состояние. Происходит интенсивное взаимодействие аминокислот с редуцирующими сахарами, в результате чего образуются меланоидины, обусловливающие темный цвет, специфический вкус и аромат готового солода, Белки коагулируют.

В процессе сушки ферментативная активность солода претерпевает значительные изменения. Она постепенно увеличивается в физиологической фазе, проходит через свой максимум в ферментативной фазе и снова снижается в химической фазе.

В процессе сушки солода существенно изменяется химический состав солода. В течение первых 10 – 15 ч сушки происходит ускоренный гидролиз крахмала, что приводит к увеличению количества сбраживаемых сахаров. При высоких температурах сушки изменяются состав солода и его органолептические показатели. Высокая активность протеолитических ферментов приводит к сильному расщеплению белков и накоплению продуктов их гидролиза. Однако на химической фазе в результате меланоидинообразования содержание простых углеводов и аминокислот в солоде уменьшается.

Свободная влага (до 12 %) удаляется за счет испарения, а для удаления связанной влаги требуется повышение температуры.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС СУШКИ

Правильное соотношение температура: содержание влаги – это важнейшее условие получения высококачественного солода. Рекомендуется соблюдать следующие соотношения. При изменении содержания влаги от 45 до 30 % температура должна быть не выше 40 °С; от 30 до 12 % – не выше 50; от 12 до 8 % – не выше 60; от 8 до 3 % – 75 – 85 °С. Расход сушильного агента должен составлять 4000 – 5000 м3/т–ч), что соответствует скорости в свободном сечении не менее 0,4 м/с. Уменьшение скорости (менее 0,2 м/с) приводит к увеличению продолжительности сушки, а высокая температура сушильного агента ухудшает качество готового солода.

СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ СУШКИ СОЛОДА

Основное требование при сушке солода – обеспечение постепенного подъема температуры и соответствующего снижения содержания влаги солода. Для сушки солода применяют различные сушилки периодического и непрерывного действия. В качестве сушильного агента применяют либо нагретый в калорифере чистый воздух, либо смесь холодного воздуха с топочными газами. Последние получают сжиганием природного газа, мазута, кокса или угля. Предпочтение отдают природному газу. Они не должны содержать взвешенных частиц и иметь посторонние запахи. Максимальная температура сушки не должна превышать для светлого солода 85 °С, темного – 105 °С, карамельного – 140 °С.

Для получения светлого солода его сушку проводят так, чтобы затормозить рост зародыша и дыхание зерна, не допустить глубокого гидролиза крахмала и белка. Для этого следует быстро удалить влагу при относительно низких температурах. Такой режим позволяет сохранить высокую ферментативную активность солода, так как высокая концентрация сухих веществ предохраняет ферменты от инактивации. Аромат, вкус и цвет светлого солода формируются в последние 3 ч при отсушке, когда температура повышается до 80 °С. При сушке темного солода в отличие от светлого добиваются глубокого гидролиза белков и крахмала и интенсивного накопления сахаров и аминокислот. Процесс сушки протекает в три стадии: томление при температуре около 50 °С, собственно сушка при температуре до 70 °С и обжаривание при температуре 105 °С. Такой режим приводит к увеличению продолжительности сушки темного солода примерно в 2 раза по сравнению с сушкой светлого солода.

Свежевысушенный солод непригоден для переработки, и перед поступлением в производство его необходимо выдержать в хранилище не менее 30 сут при температуре не выше 20 °С. Во время хранения содержание влаги солода повышается на 2 – 3 %, в нем происходят благоприятные физико–химические превращения (увеличиваются объем зерна, содержание азотистых и минеральных веществ, повышается активность ферментов и др.), что в итоге приводит к повышению качества солода. Охлажденный и сухой солод при оптимальных температуре и влаге может храниться без потери качества до двух лет.

ТЕХНОЛОГИЯ РЖАНОГО (ФЕРМЕНТИРОВАННОГО И НЕФЕРМЕНТИРОВАННОГО) СОЛОДА

Рожь замачивают воздушно-оросительным способом до содержания влаги 48 – 52 %. Температура воды 17 – 20 °С, расход 1,5 м3 на 1 т ржи. Затем рожь проращивают в пневматических аппаратах в течение 3 – 4 сут при температуре 14 – 18 °С, периодически проводя ворошение. Готовность свежепроросшего (неферментиронного) солода определяется специфическим запахом, длиной корешка (1,5 – 2 размера зерна) и ростка (0,5 размера зерна). Солод ржаной неферментированный (светлый) сушат 18 ч до держания влаги 8 – 10 % при температуре не выше 70 °С.

Для получения ферментированного солода свежепроросший солод подвергают ферментации. Солод дополнительно увлажняет до 55 % и оставляют для ферментации на 48-72 ч. Через 36 – 48 ч в результате ферментации температура в слое солода повышается до 60 – 65 °С. За этот период в солоде накапливается значительное количество Сахаров и аминокислот, из которых при сушке образуются ароматические и красящие вещества.

Ржаной ферментированный солод сушат не более 24 ч с постепенным повышением температуры сушильного агента от 50 до 90 °С и уменьшением содержания влаги от 50 до 6 – 8 %.

При производстве ферментированного солода потери составляют 23 – 25 %, а неферментированного – 20 % к массе исходного отсортированного зерна.

6.1.3.Показатели качества солода

Качество солода оценивается по следующим органолептическим физико – химическим показателям:

1. Органолептические

Вкус и запах определяется по вытяжке (должны быть свойственными солоду,кисло – сладкий вкус)

2. Физико – химические

Влажность

Пивоваренный (ОСТ 1 – 65) от 4,5 до 6%

Ржаной (ОСТ 18 – 218) 8%

Экстрактивность

Экстрактивность – содержание водорастворимых веществ, представлены в основном углеводами и продуктами расщепления белков, минеральными семями и др.

Из углеводов в водный раствор переходят декстрины, мальтоза, глюкоза, фруктоза, сахароза.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Оценка качества ржаного ферментированного солода

Общие положения. Солодом называется зерно злаков, пророщенное в искусственных условиях при определенной температуре и влажности. Для получения солода используют в основном ячмень и рожь.

В хлебопекарной промышленности применяется два вида солода: красный (ферментированный) ржаной солод и светлый неферментированный солод. Последний называют еще активным в связи с тем, что он содержит очень активные амилолитические и протеолитические ферменты. Светлый солод вырабатывают главным образом из ячменя и в небольших количествах изо ржи. Он используется в основном в пивоварении, а также в стартовом, крахмалопаточном и хлебопекарном производствах как источник амилолитических ферментов при осахаривании крахмала.

В хлебопекарной промышленности активный солод применяется в качестве улучшителя муки с низкой сахарообразующей способностью и для осахаривания мучных заторов при производстве жидких дрожжей, а также входит в рецептуру некоторых сортов хлеба.

Ржаной ферментированный солод используется в хлебопечении и при производстве хлебного кваса как вкусовая и ароматическая добавка. В качестве ценного улучшителя красный солод входит в рецептуру русских национальных сортов изделий (в %): хлеб ржаной заварной - 3; московский, бородинский и карельский - по 5; хлеб чайный - 2,5; хлеб любительский - 9,5.

Для получения ржаного ферментированного солода рожь после очистки замачивают при температуре 13-18°С в течение 30-32 часов до влажности 50-52%. Замоченную рожь проращивают в течение 3-4 суток при температуре. 13-19°С на току. в ящиках или барабанах. Проросшую рожь укладывают для ферментации в кучи, имеющие форму призмы высотой около 1 м, шириной 1 - 1,5м С течение первых двух суток зерно подвергается, самосогреванию, причем: температура в средних слоях повышается до 55 - 60°С. Через двое суток солод тщательно перемешивают и увлажняют до 60%. Ферментацию солода производят также в барабанах при температуре 55-65°С. продолжительность ферментации 4 - 5 суток. В барабанах процесс происходит при постоянной температуре и при лучшем перемешивании, что обеспечивает повышенное качество солода.

В отличие от светлого солода ферментированный солод сушат при повышенной температуре (до 100°С в самом зерне). В процессе ферментации и сушки почти все ферменты в нем практически инактивируются, поэтому красный солод называют еще неактивным. Вещества, обуславливающие специфический цвет, приятный вкус и аромат красного солода, образуются на стадиях ферментации (томления) и в первый период процесса сушки. Во время томления и сушки происходят реакции взаимодействия между амилосоединениями (аминокислоты, пептиды) и углеводами (ксилоза, мальтоза, глюкоза, фруктоза), в результате которых, образуется ароматическая фракция (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалерьяновый альдегид, метилглиоксоль и др.). Из них особенно оксиметилфурфурол обладает приятным медовым запахом.

Согласно ОСТ 18-218-75 качество ржаного ферментированного солода оценивается по следующим органолептическим и физико-химическим показателям.

Органолептическая оценка качества солода

Вкус и запах солода определяются по вытяжке, приготовленной в стакане с настаиванием солода в дистиллированной воде в соотношении 1:5 при температуре 60°С. после перемешивания содержимое стакана зарывают часовым стеклом и после двухминутного настаивания определяют вкус и запах органолептически.

Согласно требованиям стандарта ферментированный ржаной солод должен обладать кисло-сладким вкусом, приближающимся к вкусу ржаного хлеба, без горького и пригорелого привкуса. Запах должен быть свойственный данному виду солода (без запаха плесени и гнили); цвет - от коричневого до темно-бурого с красноватым оттенком.

Оценка качества солода по физико-химическим показателям

По физико-химическим показателям в ржаном ферментированном солоде определяют влажность, экстрактивность, кислотность, цвет и крупноту помола.

Влажность

Солод богат растворимыми в воде веществами, которые являются хорошей питательной средой для микроорганизмов. Поэтому при повышении в нем влажности выше 10% могут начаться бактериальные процессы со всеми отрицательными последствиями для качества продукта.

ОСТ рекомендует два метода определения влажности солода: высушивание в сушильном шкафу при температуре 105°С; высушившие ни приборе [ВНИИХП-ВЧ при 160°С. можно также определить влажность солода ускоренным методом высушивания в сушильном шкафу при температуре 130°с в течение 40 минут. Допустимые расхождения между двумя параллельными определениями влажности +-0,5%.

Запись в лабораторном журнале Масса пустой бюксы г;

Масса бюксы с навеской до высушивания г;

Масса бюксы с навеской после высушивания г;

Масса испарившейся влаги

Влажность %.

Заключение.

Экстрактивность солода

Растворимые в воде вещества солода в основном представлены углеводами и в меньшей степени другими соединениями (продуктами расщепления белков, Минеральными солями и другими). Из углеводов в водный раствор из солода переходят декстрины, мальтоза, глюкоза, фруктоза, сахароза и др.

Солод при всех прочих равных условиях считается тем лучше, чем выше содержание в нем водорастворимых веществ. Низкое содержание водорастворимых веществ свидетельствует о неправильной технологии приготовления солода и отрицательно сказывается на его качестве (вкусе и аромате). Помимо влияния на вкус они несколько задерживают процесс черствения хлеба.

Процесс определения содержания водорастворимых веществ в ферментированном солоде складывается из двух основных операций: приготовления водного раствора солодового экстракта (филетрата) и определения в нем содержания сухих (экстрактивных) веществ.

При определении экстракта внести ржаного ферментированного солода, предназначенного для хлебопекарной промышленности, ОСТ рекомендует получать солодовую вытяжку методом холодного экстрагирования.

Техника получения.10г солода взвешивают с точностью до 0,01 г и помещают в коническую колбу на 200-250мл с хорошо пригнанной пробкой. Потом пипеткой вносят 100мл дистиллированной воды при 18-20°С и настаивают солод в течение 15минут, взбалтывая через каждые 5 минут в продолжение 1 минуты. Затем содержимое колбы, за исключением осадка, фильтруют через складчатый фильтр в сухую колбу. Первые порции фильтрата возвращают на фильтр, фильтрацию прекращают, когда набирается 60-70 мл фильтрата (солодового экстракта).

Полученный фильтрат используется как для определения показателя экстрактивности, гик для определения кислотности солода и его цвета.

Рефракторметрическое определение экстрактивности Исследуемый фильтрат помещают между призмами прецизионного рефрактометра марок РПЛ или РПЛ-2 и производят на нем 2-3 отсчета. Средняя арифметическая величина этих замеров - рефрактометрический показатель содержания сухих веществ в % в исследуемом фильтрате (а). Умножив полученную величину на 10 (разведение), находят величину рефрактометрического показателя содержания водорастворимых веществ в 100г солода. Затем эту величину пересчитывают на 100г сухих веществ солода (У) по формуле:

где У - содержание водорастворимых веществ в 100г солода в пересчете на сухое вещество;

а - показание рефрактометра;

10- разведение;

W- влажность солода, %.

После этого вносят поправку, учитывающую завышение рефрактометрического показателя за счет содержания в солоде декстринов и других веществ, влияющих на показания рефрактометра, и рассчитывают содержание экстрактивных веществ (Е) в солоде по формуле:

Запись в лабораторном журнале:

Показания рефрактометра при температуре . . . С м

Поправка на температуру к,

Показание рефрактометра при 20°С ,

Влажность солода W, %,

Рефрактометрический показатель содержания экстрактивных

веществ в пересчете на сухое вещество солода У, %

Истинное содержание экстрактивных веществ (после внесения поправки) Е, %.

Заключение.

По ОСТу ржаной ферментированный солод при определении методом холодного экстрагирования должен иметь показатель экстрактивности не менее 48%.

Кислотность

В процессе проращивания и томления (ферментации) солода происходит заметное нарастание в нём содержания кислот и кисло-реагирующих веществ. Ряд наблюдений показывает, что высокая кислотность положительно влияет на образование окраски солода во время сушки. На показателе кислотности хлеба кислотность солода сказывается незначительно.

Кислотность солода выражается в мл 1 н. раствора щёлочи, пошедшем на титрование кислот и кисло-реагирующих веществ, находящихся и 100 г сухих веществ солода.

По ГОСТу кислотность голода рассчитывают по кислотности солодового фильтрата, полученного при определении экстрактивных веществ, и определяют двумя методами: титриметрически (арбитражный метод) или потенциометрически на рН- метре.

Техника определения. В коническую колбу на 100мл вносят 2мл испытуемого фильтрата, 50мл дистиллированной воды, 2 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1н. раствором едкого натра до появления розового окрашивания. Кислотность Х (в мл 1н. раствора щелочи на 100г абсолютно сухого солода) рассчитывают по формуле:

где А - количество мл 0,1н. раствора щелочи, пошедшее на титрование;

К - поправочный коэффициент к титру раствора щелочи;

W - влажность солода, %.

Расхождение между двумя параллельными определениями кислотности не должно превышать 2мл по конечному результату.

По стандартным нормам кислотность ржаного ферментированного солода при определении методом холодного экстрагирования не должна превышать 35,0 мл.

Цвет солода

От цвета солода зависит окраска мякиша готовых изделий. Кроме того, высокий показатель цвета при правильной технологии приготовления солода обычно соответствует высокому содержанию в нем ароматических веществ.

Выражают цвет солода в мл 1н. раствора йода, отнесенного к 100г сухих веществ солода. Определение цвета проводят колориметрическим методом уравнивания.

Техника определения. Для определения цветности применяется колориметр-компаратор со стеклянными цилиндрами из бесцветного стекла. В один из цилиндров переносят пипеткой 10мл вытяжки, полученной при определении экстрактивности, приливают 90мл дистиллированной воды и перемешивают. В другой цилиндр помещают 100мл дистиллированной воды, затем приливают в него из бюретки 0,1н. раствор йода до выравнивания интенсивности окраски в обоих сосудах. За изменением цвета наблюдают через прорези в чехле компаратора.

Цвет солода выражают в мл 1н. раствора йода на 100г сухого вещества солода и рассчитывают по формуле:

Ещё посмотрите лекцию "Возобновление Пелопоннесской войны" по этой теме.

где А - количество мл 0,1н. раствора йода, пошедшее на титрование;

W - влажность солода, %.

Расхождение между параллельными определениями должно быть не более 3мл. если расход раствора йода превышает 3мл, то к разбавленной вытяжке добавляют столько дистиллированной воды, сколько израсходовано раствора йода, и вновь добиваются выравнивания цвета в обоих сосудах.

Крупнота помола

Техника определения. Из среднего образца берут 100г размолотого солода и помещают его на сито №085 (с диаметром проволоки 0,28мм, размером стороны ячейки в свету 0,55мм) по ГОСТ 3924 – 47.

Проход солода после десятиминутного просеивания должен быть полным.