Jopa aloittelijat ymmärtävät, että hiilihydraatteja tarvitaan alkoholin saamiseksi kotona. Ihannetapauksessa yksinkertaiset sokerit: sakkaroosi, glukoosi tai fruktoosi. Viljoissa hiilihydraatteja on riittävästi, mutta tärkkelyksen muodossa. Jokainen tärkkelysmolekyyli koostuu puolestaan \u200b\u200bglukoosifragmentteista. Kun vilja otetaan raaka-aineeksi, ennen muhvin valmistamista tärkkelys sokeroidaan siinä: se jaetaan glukoosimolekyyleiksi, vasta sitten käymisprosessi on mahdollinen. Tärkkelyksen sakkarisointi viljoissa voidaan suorittaa itämällä osa jyvistä maltaan tuottamiseksi. Itäessä muodostuu entsyymejä, jotka hajottavat tärkkelyksen yksinkertaisiksi sokereiksi.

Viljan (maltaiden) käyttö soseen valmistukseen lisää huomattavasti lopullista juomaa. Viljakuusi on pehmeämpää kuin tavallinen sokeri.

Mallas voidaan korvata entsyymeillä - Amilosubtilin ja Glukavamorin. Ensimmäisen tehtävänä on hajottaa tärkkelysmolekyylit pienemmiksi fragmenteiksi, ja toinen vastaa näiden fragmenttien prosessoinnista yksinkertaisiksi sokereiksi.

Entsyymien kylmän soseen resepti on paljon yksinkertaisempi kuin mallastekniikka ja halvempi.

On tarpeen valmistella:

• 3 kg raaka-ainetta (mahdollinen vilja, tärkkelys, jauhot jne.);
• 10 l vettä huoneenlämpötilassa;
• 12 g amyloosubtiliiniä ja glukavamoriinia;
• 75 g tuoretta hiivaa.

Käymissäiliön on oltava suuri ottaen huomioon vaahdotus. Ainakin kolmasosan tulisi olla tyhjä.

Entsyymimassan resepti

Keitto Mash:

• Kuumenna vesi kiehuvaksi sekoittaen jatkuvasti pieninä annoksina, lisää jauhot (vilja) ja sammuta lämpö.
• Kun mash jäähtyy lämpötilaan 80 ° C, lisää siihen entsyymi A ja sekoita huolellisesti.
• Anna jäähtyä 65 asteen lämpötilaan.
• Lisää entsyymi D 65 ° C: n muhmon lämpötilaan ja sekoita huolellisesti.
• Peitä pannu ja anna 3-4 tunnin tärkkelyksen sokeroitumiseen.
• Kaada mash huoneenlämpötilassa käymissäiliöön, lisää aktivoitua hiivaa, sulje kansi, asenna vesitiiviste ja poista astia lämpimään, pimeään paikkaan.
• Arvioitu käymisaika on 7-10 päivää.

Entsyymit provosoivat nopean käymisen, kirjaimellisesti 1-2 tunnin kuluttua, kuplat ovat jo havaittavissa. Koko käymisen kesto riippuu valituista raaka-aineista. Se voi vaihdella 1 - 3 viikkoa. Kun käytät soseen reseptiä entsyymien kanssa kotona, on tärkeää seurata soseen valmius ajoissa, jotta happea ei tapahdu. Jos kehuun kalvo ilmestyy paljaalla silmällä - tislaus on aloitettava kiireellisesti. Distill-mash on parasta kahdesti.

Ennen tislaamista on suositeltavaa keventää mashia. Tämä voidaan tehdä käyttämällä bentoniittia tai asettaa se vain päiväksi kylmään.

Voit suorittaa itsenäisesti sokeroinnin mallasilla. Tämä on perunan, viljan tai jauhojen ja muiden raaka-aineiden, jotka sisältävät tärkkelystä, jakaminen luonnollisten entsyymien vaikutuksesta. Joskus käytetään keinotekoisia ainesosia, mikä vaatii vähemmän vaivaa. Mistä sokerointimenetelmästä päätetään, päätetään kussakin tapauksessa erikseen.

Mihin sakkarointiprosessi on?

Kylmä tai kuuma sokerointi on välttämätöntä alkoholin valmistamiseksi. Hiiva yksin ei riitä. Sokeri on tärkeää. Sitä on viljoissa tärkkelyksen muodossa. Tämä on polysakkaridi, joka sisältää sakkaroosia, fruktoosia ja glukoosia. Koska hiivan syöttämiseen tarvitaan vain monosakkarideja, tärkkelysketju tulisi hajottaa molekyyleiksi ennen munintaa. Jos tätä ei tehdä, käyminen ei toimi.

Luonnollisten entsyymien braga suoritetaan kuumana. Ja jos käytetään synteettisiä entsyymejä, käytetään kylmää sokerointia.

Ainesosien valinta ja mittasuhteet

Kuumaa sokeria varten ota 4-5 litraa vettä 1 kg jauhoja, vilja- tai muita raaka-aineita. Mallaset on murskattava ja lisättävä nopeudella 150 g / 1 kg raaka-ainetta.

Sokeroinnin suorittamiseksi kylmällä tavalla otetaan 1 litra vettä 1 kg raaka-ainetta kohti. Entsyymejä vaaditaan 5 gramman tilavuusyksikköä kohti 1 kg raaka-ainetta. Hiiva vaatii 25 g puristettua tyyppiä tai 5 g kuivaa 1 kg: aa kohden raaka-ainetta riippumatta siitä, onko jauhojen, tärkkelyksen tai muun viljan sokerointi suoritettava.

Jotkut reseptit ehdottavat muiden ainesosien lisäämistä mashiin:

• hapottomuuden estämiseksi suunnitellut antibiootit;
• ruokitaan hiivaa siten, että käymisprosessi on nopeampi;
• happo, joka stabiloi vierteen happamuuden;
• defoamer.

Kylmäkäsittely

Entsyymien kylmää sokerointia ei tehdä mallasilla. Luonnollinen ainesosa korvataan synteettisillä analogeilla. Glukavamoriini prosessoi tärkkelyksen sokeritilaan, ja amyloosubtiliini tarjoaa osittaisen molekyylien hajoamisen.

Teknologia on halvempaa, helpompaa verrattuna mallaskeittoon, eikä vaikutus ole paljon erilainen. Raaka-aineisiin lisätään entsyymejä, joissa on vettä, muhvin valmistushetkellä. Tärkkelys muuttuu sokeriksi noin samaan aikaan kun käymisprosessi tapahtuu.

Entsyymimyrsky - kylmä sokerointi - on ratkaisu niille, jotka vasta alkavat tehdä alkoholia kotona, joilla ei ole erikoisvarusteita.

Kylmäkäsittely ei vaadi korkeita lämpötiloja ja taukoja. Samanaikaan mash kypsennetään helpommin ja nopeammin.

Teknologian haitoihin kuuluvat:

• tarve ostaa entsyymejä;
• käymisajan pidentämisen tärkeys 10–20 päivään;
• entsyymien luonnoton luonne, joka voi jättää maun useiden tislausten jälkeen.

Kylmäkäsittely tapahtuu seuraavan tekniikan mukaisesti:

1. Lisää jauho, tärkkelys, pasta tai vilja fermentaatiota varten olevaan astiaan, lisää vettä lämpötilassa 35 ° C, täydennä entsyymeillä ja täytä hiiva. Lisääntyneen vaahtoamisen estämiseksi kapasiteettia ei täytetä yli 70%.
2. Seos suljetaan vesitiivisteellä ja järjestetään uudelleen pimeässä paikkaan, jossa lämpötila ei ole korkeampi kuin 28 ° C.
3. Käymisprosessi alkaa 1 tai 5 tunnin kuluttua. Ensimmäisen 2 päivän aikana käyminen on aktiivista, sitten intensiteetti on vähemmän. Prosessi kestää viikon tai 25 päivää.
4. On syytä varmistaa, että ohut kalvo ei ilmesty seoksen pintaan. Tämä viittaa siihen, että hapannusprosessi on alkanut. Tässä tapauksessa sose tislataan kiireellisesti.
5. Valmis meshu poistetaan saostumasta, tislataan.

Kuuma käsittely

Kuuma sokerointi on perinteinen tapa. Viljan itäminen kosteissa olosuhteissa, joka käynnistää tärkkelyksen käsittelyyn tarvittavien entsyymien aktivointiprosessin. Viljaa, joka on itänyt sopivaan tilaan, kutsutaan mallasiksi. Se voi olla 2 lajiketta: vaalea ja vihreä.

Vihreää mallasta käytetään raaka-aineiden sokerointiin, kun 3 cm ituja ilmaantui. Tätä tuotetta säilytetään enintään 3 päivää. Jos kuivaat itäneen viljan, se on jo kevyttä mallasta. Sitä säilytetään kauemmin. Molemmat mallaslajikkeet ovat melko tehokkaita.

Teknologian haitat:

• tarvitaan lämpötila, jossa on vaara, että raaka-aine palaa;
• on tärkeää varmistaa, että lämpötilat ovat jopa 72 ° C useita tunteja, mikä ei aina ole helppoa luoda kotona.
• sokeroitu vierre voi hapana nopeasti.

Kuuma sokerointi mallastamalla suoritetaan seuraavan tekniikan mukaisesti:

1. Jauhot tai vilja kaadetaan vedellä 50 ° C: n lämpötilaan saakka. Raaka-aineet on sekoitettava, jotta palamat eivät muodostu. 1 kg raaka-ainetta otetaan 5 l vettä. Astiat tulisi täyttää 75%: iin saakka, enintän tätä tilavuutta.
2. Lämpötila nostetaan 60 ° C: seen, tässä tilassa pidetään 15 minuutin ajan.
3. Seos kiehautetaan ja keitetään 1 tai 2 tuntia resepistä riippuen. Viljojen on keitettävä kauemmin kuin jauhoja. Sinun pitäisi saada sipulikas massa homogeenista konsistenssia.
4. Koostumus jäähdytetään 63 ° C: seen, mallas lisätään seokseen eikä se lopeta sekoittamista. 1 kiloa raaka-aineita varten tarvitaan 150 g murskattua mallasta.
5. Kun seos saavuttaa 65 ° C: n lämpötilan, peitä se ja kääri se lämmön tuottamiseksi 4 tunnin ajan. Puolet ilmoitetusta ajasta tulee sekoittaa 30 minuutin välein.
6. Kastumisen estämiseksi alenna lämpötila 25 ° C: seen. Lisää sitten 5 g kuivattua tai 25 g puristettua hiivaa 1 kg raaka-ainetta. Aseta sitten vesitiiviste, joka lähetetään käymiseen pimeässä paikassa 2–6 päivän ajan.

Jos et noudata haluttua lämpötilaa, sokerointi ei toimi tai se on riittämätön. Lisäkuumennus ei anna toivottua vaikutusta, koska entsyymit lakkaavat toimimasta.

Maltaiden sokerointi on vain askel alkoholin saamiseksi kotona. Kun käytetään luonnollisia ainesosia ja suoritetaan kuumakäsittelyä, on olemassa tarpeeton ongelma. Mutta jos valitset oikeat aineosat, noudatat lämpötilajärjestelmää ja vietät aikaa alkoholijuoman tislaamiseen, tulos on erinomainen.

Etanolin tuotanto

Maailmanlaajuiset etanolimarkkinat ovat noin 4 miljardia deskalitraa (absoluuttisen alkoholin desalitreina) vuodessa. Etanolin tuotannon johtajat ovat Yhdysvallat, Brasilia ja Kiina. Yhdysvalloissa on 97 laitosta etanolin tuottamiseksi maissista (vielä 35 tehdasta on rakenteilla) ja niiden kokonaiskapasiteetti on 1,5 miljardia desalitraa vuodessa.

Etanolin käytön pääalueet maailman käytännössä:

- 60% - lisäaine moottoripolttoaineeseen;

- 25% - kemianteollisuus;

- 15% - elintarviketeollisuus (sen osuus on laskussa).

Etanolipohjainen autopolttoaine sisältää 10% etanolia (E-10 polttoaine) tai 85% etanolia (E 85). Bioetanolista tulee kilpailukykyinen polttoaine, jonka öljykustannukset ovat 60–70 dollaria tynnyriltä. Etanolin lisääminen bensiiniin antaa sinun hylätä tetraetyylijohdon lisäämisen polttoaineeseen, mikä vähentää pakokaasujen toksisuutta ja polttoaineen kulutusta.

Yhdysvalloissa tehdään laajamittaista tutkimusta bioetanolin tuotannosta uusiutuvista kasvimateriaaleista (maissin, ruoko jne.)

Teollisissa olosuhteissa etanolia saadaan hydratoimalla eteeniä katalyytin läsnä ollessa (H 3 PO 4 silikageelillä), kasvimateriaalien (puu, maissin varret, sokeriruo'on) hydrolysaateista sekä tärkkelystä sisältävistä raaka-aineista (vehnä, ruis, ruisvehnä, perunat), melassista, maidosta seerumi, Jerusalem artisokka. Taulukossa 2.1 esitetään keskimääräinen saanto 95,5% etyylialkoholia 1 tonnilta erityyppisiä raaka-aineita.

Taulukko 2.1

Etanolin saanto erityyppisistä raaka-aineista

Taulukon loppu 2.1

Valkovenäjän tasavallan tislaamoissa (on noin 70 tislaamoa, joiden kokonaiskapasiteetti on yli 9 miljoonaa desalitraa vuodessa), tärkkelystä sisältäviä raaka-aineita käytetään etanolin, lähinnä viljajyvien, tuotantoon. Erityyppisten viljojen tärkkelyspitoisuus on (%): vehnä - 48–57; ruis - 46–53; ohra - 43–55; kaura - 34–40; hirssi - 42-60; maissi - 61–70. Vilja sisältää myös (keskimäärin) ~ 3% sokeria; kuitu ~ 6%; pentosaanit ja pektiiniaineet ~ 9%; typpipitoisia (proteiini) aineita ~ 11%, rasvaa ~ 3%.

Etanolin tuottajat

Mikrobiologisessa synteesissä klassisia etanolin tuottajia ovat hiiva - sakkaromyseetit ja skitsosakkaromyseetit. Useimmin käytetään hiivaa Saccharomyces cerevisiae,  Saccharomyces vini,  Schizosaccharomyces pombe.

Saccharomycetes-soluissa on pyöreän muotoisia soluja, joiden koko on 10 - 15 mikronia, kerrottuna oikotuksella. Schizosaccharomycetes-soluissa on suuria sauvamaisia \u200b\u200bsoluja, joiden halkaisija on 4-5 mikronia ja pituus 18-20 mikronia, kerrottuna jakautumalla. Molemmat hiivat fermentoivat glukoosia, mannoosia, fruktoosia, sakkaroosia, maltoosia hyvin, fermentoivat galaktoosia kovemmin eivätkä fermentoi pentoosisokereita (ksyloosi, arabinoosi).

Etanolin teoreettinen saanto 100 kg fermentoidusta glukoosista on 51,14 kg tai 64,80 l (tämä tuottaa 48,86 kg CO 2). Käytännössä alkoholin saanto on 82-92% teoreettisesta, mikä johtuu osan substraatin kulutuksesta hiivan lisääntymiseen ja kasvuun sekä sivutuotteiden muodostumiseen.

Etanolin synteesi hiivasolussa suoritetaan seuraavan kaavion mukaisesti:

Alkoholisen käymisen sivutuotteet ovat glyseriini, korkeammat (fusel) alkoholit, orgaaniset hapot (etikka, pyruvic, maito, meripihkahappo), aldehydit. Alkoholikäymisessä sokeria (glukoosia) käytetään erilaisten aineiden muodostumiseen seuraavina määrinä: etanoli - 46-47%, hiilidioksidi - 44-46%, hiivan biomassa - 1,8-4,0%, glyseroli - 3-4%, korkeammat alkoholit - 0,3-0,7%, orgaaniset hapot - 0,2-1,0%, aldehydit - 0,1-0,2%. Kun hiiva palautetaan käymiseen useita kertoja, sokerin kulutus biomassan muodostamiseksi vähenee ja käymisintensiteetti jopa kasvaa hieman.

Glyserolin muodostuminen alkoholikäynnin aikana selitetään sillä, että induktiojakson aikana (ennen etikka-aldehydin muodostumista) kahden fosfoglyserolialdehydi-molekyylin välillä aldehydmutaasi-entsyymin vaikutuksesta vesimolekyylin mukana ollessa tapahtuu dismutaatioreaktio. Tässä tapauksessa yksi fosfoglyseriini-aldehydin molekyyli palautetaan, muodostaen fosfoglyserolia, ja toinen hapetetaan 3-fosfoglyseriinihapoksi. Fosfoglyseroli ei osallistu lisäreaktioihin, ja sen jälkeen kun fosforihappo on eliminoitu, se on alkoholipitoisen käymisen sivutuote. 3-fosfoglyseriinihappo käy läpi muutoksia EMF-reitin kautta etikkaaldehydin muodostamiseksi. Etikka-aldehydin esiintymisen jälkeen alkaa kiinteä käymisjakso, jossa fosfoglyseerisen aldehydin hapettuminen fosfoglyseriinihapoksi etenee monimutkaisemmalla tavalla lisäämällä epäorgaanista fosfaattia (EMF-polku). Tässä suhteessa tietty määrä glyserolia muodostuu etanolin kanssa käymisen aikana.

Kun etikka-aldehydi on sitoutunut bisulfiittiin, käymisprosessi suunnataan glyserolin muodostumiseen:

C6H12O6 ® CH3CHO + CO 2 + CH 2OH-CHOH-CH 2OH.

Emäksisessä väliaineessa etikka-aldehydin molekyyli siirtyy redox-reaktioon toisen molekyylin kanssa, muodostaen etanolin ja etikkahapon. Samanaikaisesti glyserolia kertyy. Kaiken kaikkiaan prosessi ilmaistaan \u200b\u200bseuraavalla yhtälöllä:

2C 6H 12O 6 + H 2 O ® ® 2CH 2OH-CHOH-CH 2OH + C 2 H 5 OH + CH 3 COOH + 2 C02.

Näitä tekniikoita käytetään glyseriinin teolliseen tuotantoon.

Korkeammat alkoholit muodostuvat fermentaatioväliaineessa olevista aminohapoista (pienemmässä määrin ketohapoista) aminohappojen deaminoinnin, muodostuneiden ketohappojen dekarboksyloinnin ja aldehydien pelkistyksen peräkkäisten reaktioiden seurauksena.

Mashin korkeammista alkoholeista on: propyyli (muodostettu treoniinista), isobutyyli (valiinista), amyyli (isoleusiinista) ja isoamyyli (leusiinista).

Tällä hetkellä on meneillään intensiivinen etsiminen ei-perinteisistä etanolia tuottavista mikro-organismeista, jotka voivat käydä laajasti erilaisia \u200b\u200bsubstraatteja, joilla on korkea etanolituottavuus, kestävyys etanoliin ja korkea lämpötila. Etanolia syntetisoivat bakteerit ovat kiinnostavia. Esimerkiksi kalat Zymomonas mobilis  eroavat hiivasta intensiivisen aineenvaihdunnan suhteen: niillä on korkea spesifinen muutos glukoosista etanoliksi, ne tarjoavat suuremman etanolisaannon (jopa 95% teoreettisesti mahdollisesta), ovat sietokykyisempiä alkoholille. Nämä bakteerit ovat kuitenkin herkkiä estäjien (furfuraali, fenolit) esiintymiselle ravintoalustassa ja vaativat käymisprosessin suorittamisen aseptisissa olosuhteissa.

Termofiiliset bakteerit Clostridium thermocellum  (optimaalinen kasvulämpötila 68 ° С) ne kykenevät muuttamaan kasvimateriaalien selluloosa suoraan etanoliksi, mutta samalla raaka-aineet on vapautettava ligniinistä. Ei ole vielä mahdollista saavuttaa suurta alkoholisatoa kasvien materiaalien välittömässä muunnoksessa.

Hiivakannat, jotka kykenevät fermentoimaan pentoosisokereita ( Pachysolen tannophilus, Pichia stipitis, Candida shehata). Etanolin saanto 100 kg ksyloosin käymisen aikana saavuttaa 35-47 litraa.

Kotimaisessa käytännössä etanolin tuotanto tärkkelystä sisältävistä raaka-aineista hiivaa käyttämällä Saccharomyces cerevisiaejoiden optimaalinen käymislämpötila on 29–30 ° С.

Entsymaattinen tärkkelyksen sokerointi

Perinteiset etanolivalmistajat eivät kykene hajottamaan polysakkarideja, joten tärkkelystä sisältävät raaka-aineet on sulatettava ja sakkaroitu, kun viertäjä on vastaanotettu. Useimpien kasvien tärkkelys sisältää 20-25% amyloosia ja 80-75% amylopektiiniä. Kasvisoluissa tärkkelys on jyvien (rakeiden) muodossa, joiden koko vaihtelee välillä 1 - 120 mikronia (perunatärkkelyksessä on rakeita, joiden koko on 40-50 mikronia, viljatärkkelyksen rakeissa - 10-15 mikronia). Tärkkelys, amyloosi ja amylopektiini eivät liukene kylmään veteen, alkoholiin ja eetteriin. Amyloosi liukenee helposti lämpimään veteen, amylopektiini - kuumennettaessa paineessa. Amylopektiinimolekyylien verkkorakenne saa aikaan tärkkelysrakeiden turpoamisen liukenematta (sekundaariset sidokset heikentyvät hydraation vaikutuksesta). Tietyssä lämpötilassa rakeet irtoavat, sidokset yksittäisten rakenneosien välillä rikkoutuvat, rakeiden eheys vahingoittuu. Tässä tapauksessa liuoksen viskositeetti kasvaa jyrkästi - tärkkelyksen gelatinoituminen tapahtuu. Tahnalle on ominaista molekyylien satunnainen järjestely, kiteisen rakenteen menetys. Lämpötilassa 120–130 ° С tahna muuttuu helposti liikkuvaksi. Täydellisin amylopektiinin liukeneminen tapahtuu vehnätärkkelyksessä lämpötilassa 136–141 ° C ja perunatärkkelyksessä 132 ° C: ssa.

Viljan tai perunan keittämisen aikana liuennut tärkkelys hydrolysoituu (sokeroituneena) viljamallasten amylolyyttisillä entsyymeillä tai mikro-organismiviljelmillä, pääasiassa myseelisienillä ja bakteereilla. Kasvimateriaaleista yleisimmät amylolyyttiset entsyymit ovat itäneet viljajyvät, joita kutsutaan mallasiksi. Tällä hetkellä alkoholiteollisuudessa entsyymivalmisteet, jotka perustuvat myseelisienten (tai suvun bakteerien) viljelmiin basilli), joilla on useita etuja maltaisiin nähden. Myseelisienten viljelmiä kasvatetaan vehnäleseissä tai maissijauhoissa, kun taas ehdollisia jyviä vaaditaan maltaan tuottamiseksi. Muita vieraita mikro-organismeja viedään vierteeseen suurien määritysten maltaan kanssa, mikä vaikuttaa negatiivisesti etanolisaantoon. Sienten syväviljelmiä kasvatetaan steriileissä olosuhteissa; ne eivät saastuta rypäleen puristemehua vierailla mikro-organismeilla. Sienten pintaviljelmän viljely on paljon nopeampaa (1,5–2,0 päivää) kuin viljan itävyys (9–10 päivää). Sienet muodostavat entsyymikompleksin, joka hydrolysoi tärkkelystä syvemmälle ja hajottaa myös hemiselluloosat monosakkarideiksi, mikä lisää etanolin satoa raaka-aineista.

Tärkkelystä sisältävien raaka-aineiden sokerinprosessissa on mukana erilaisia \u200b\u200bentsyymejä. Suurimpia teollisia merkityksiä ovat amylaasit. a- ja p-amylaasit katalysoivat vain a-1,4-glukosidisidosten katkaisua. A-amylaasien vaikutuksesta sidokset murtuvat satunnaisesti, mutta pääosin ketjujen sisällä. Seurauksena muodostuu pääasiassa dekstrinejä, pieni määrä maltoosia ja oligosakkarideja. Vaikutuksen luonteen perusteella a-amylaasia kutsutaan endogeeniseksi tai dekstrinogeeniseksi amylaasiksi.

P-amylaasin vaikutus kohdistuu tärkkelyksen terminaalisiin (ulkoisiin) sidosryhmiin; tässä tapauksessa kaksi glukoositähdettä (maltoosi) jaetaan peräkkäin, ketjujen pelkistämättömistä päistä lähtien. β-amylaasi ei voi ohittaa haarautumiskohtaa tärkkelyksen makromolekyylissä, siksi hydrolyysi loppuu viimeisenä a-1,4-glukosidisidoksena ja korkean molekyylipainon dekstriinit jäävät amylopektiinin hydrolyysin aikana. Β-amylaasi muuntaa amyloosin melkein kokonaan maltoosiksi, amylopektiiniksi - vain 50–55%.

Α- ja β-amylaasien yhdistetyn vaikutuksen seurauksena muodostuu sakkaridien seos, joka koostuu maltoosista, pienestä määrästä glukoosia ja pienimolekyylipainoisista dekstrineistä, joihin kaikki tärkkelyksen α-1,6-glukosidisidokset on väkevöity.

Bakteereissa ja mikroskooppisissa sienissä β-amylaasia ei ole, mutta se sisältää aktiivista α-amylaasia, joka eroaa proteiinin aminohappojen koostumuksesta ja toiminnan spesifisyydestä. Erityisesti kun a-amylaasi katalysoi mikroskooppisia sieniä, muodostuu suuri määrä glukoosia ja maltoosia. Bakteeristen amylaasien joukossa on sekä sokeria että dekstrinogeenisiä. Entinen hydrolysoi tärkkelystä 60% ja enemmän, jälkimmäinen 30–40%. Mikrobi-α-amylaasit, kuten maltaan α- ja β-amylaasit, eivät hyökkää α-1,6-glukosidisidoksia.

Mikroskooppiset sienet sisältävät glukoamylaasia, joka katalysoi tärkkelyksen a-1,4- ja α-1,6-glukosidisidosten katkaisua. Kun tämä entsyymi katalysoi, glukoositähteet pilkotaan peräkkäin amyloosin ja amylopektiinin ei-pelkistävistä päistä. Vesimolekyyli liittyy liittymäkohdan murtumiskohtaan, siksi teoreettinen glukoosisaanto hydrolyysin aikana on 111,11 paino-% tärkkelystä.

Entsyymin vuorovaikutuksessa substraatin kanssa (joka sisältää suuren määrän ketjuja) on kolme mahdollista tapaa: moniketjuinen, yksiketjuinen ja yhdistetty.

Moniketjuisen menetelmän mukaan entsyymimolekyyli hyökkää satunnaisesti yhtä polysakkaridiketjuista irrottamalla linkin siitä, ja hyökkää sitten satunnaisesti myös seuraaviin ketjuihin, mukaan lukien mahdollisesti aiemmin hyökkäykseen joutunut ketju. Siten entsyymi-substraattikompleksin elinkaaren aikana tapahtuu vain yksi katalyyttinen tapahtuma.

Yksiketjuisessa menetelmässä entsyymimolekyyli, joka on satunnaisesti hyökännyt yhteen polysakkaridiketjuista, katkaisee peräkkäin linkit siitä, kunnes ketju on kokonaan jaettu. Entsyymi-substraattikompleksin olemassaolon aikana kaikki entsyymille käytettävissä olevat sidokset hydrolysoidaan.

Yhdistetty menetelmä tai moninkertainen hyökkäysmenetelmä koostuu siitä tosiasiasta, että entsyymi-substraattikompleksin olemassaolon aikana hydrolysoidaan useita sidoksia. Lisäksi yhden linkin pilkkoutumisen jälkeen entsyymiä ei hylätä, vaan se viivästyy. Hyökkäys tapahtuu vuorottelevilla yhden ja moniketjuisilla menetelmillä.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että α- ja β-amylaasit suorittavat hydrolyysin monihyökkäysmenetelmällä (moniketju menetelmä on ominaista bakteeri-α-amylaasille).

Kotimaisissa tislaamoissa raaka-aineiden tärkkelystä sokerisoidaan raa'ita (kuivaamattomia) mallasmaitoja, entsyymivalmisteita (glucavamorin, amilorizin, amylosubtiline) tai aktiivisuustasoja tai mallasmaidon ja entsyymivalmisteen seosta.

Mallasten valmistustekniikka sisältää seuraavat pääprosessit: raaka-aineiden kastelu, kosteuspitoisuus 38–40%; viljan itäminen 10 päivän ajan pneumaattisessa mallaskeskuksessa kerroksessa, jonka paksuus on 0,5–0,8 m; maltaan jauhaminen kiekko- tai vasaramurskaimiin; maltaiden desinfiointi formaliinilla tai valkaisuliuoksella ja maltaiden valmistaminen. Mallasmaito saadaan sekoittamalla murskattu mallas veden kanssa (4-5 litraa vettä 1 kg mallasta).

Eri viljajyvistä valmistetut maltaat sisältävät epätasaisen määrän kutakin amylolyyttistä entsyymiä. Esimerkiksi ohramallasilla on korkea a- ja p-amyylolyyttinen aktiivisuus, ja hirssi-mallasille on ominaista vahva dekstrinolyyttinen aktiivisuus. Useimmiten valmistetaan seos kolmen tyyppistä mallasta: ohra (50%), hirssi (25%) ja kaura (25%). Saman kulttuurin alkoholin valmistuksessa on kielletty käyttää yhden kulttuurin mallasta.

Jos päätät tehdä kuuhirsin, sinun on valittava menetelmä mashin valmistamiseksi.

Vehnämassalle on monia reseptejä, mutta vain 3 tekniikkaa tärkkelystä sisältävien raaka-aineiden sokeroimiseksi ovat perustana.

• Kuuma sokerointi entsyymien tai GOS: n avulla
• Kylmä sokerointi entsyymien tai HOS: n avulla
• Mallas sokerointi

Entsyymien käytön tarkoituksena on valmistaa raaka-aineita käymiseen hiivalla. Puhdasta tärkkelyshiivaa ei voida jalostaa.

Sen pilkkomiseksi käytetään bakteeri-entsyymivalmistetta Glucavamorin (Glucoamylase). Se toimii yhdessä amyylisubtilliinin (alfa-amylaasin) kanssa, joka tarjoaa raaka-aineiden valmistuksen glukoamylaasille.

Tämä on entsyymien pääryhmä, jota ilman hiiva ei kuluta tärkkelystä. Niiden lisäksi on avustavia entsyymejä, kuten Protosubtilin ja Cellolux. Ne hajottavat osittain proteiineja ja selluloosaa lisäämällä alkoholin satoa.

Mallasissa entsyymejä tuotetaan viljan itämisen aikana. Tätä varten jyvät itävät itun muodostamiseksi 5-6 mm. Sitten kuivatut ja itäneet versot ja juuret poistetaan.

  Eri entsyymien annostelu

Mallasissa on tarpeeksi entsyymejä uhrata itsensä ja vielä 4-5 kg. kypsyttämätön vilja. Siten sokerointiin 1 kg. mikä tahansa vilja vaatii 200–250 g. Mallasta.

Keinotekoisten entsyymien osuudet riippuvat säilyvyysajasta ja niiden aktiivisuudesta, joka mitataan yksikköinä grammaa kohti.

Sinun pitäisi tietää, että entsyymit ovat prosessin katalyytti, eivätkä kulutusyksikkö. Jos lisäät vähemmän entsyymejä kuin vaaditaan, sokerointiprosessi viivästyy, mutta se tapahtuu joka tapauksessa.

Tietyn entsyymien annoslaskelman laskemiseksi voit käyttää tätä laskinta:

1. Mitä entsyymejä käytetään ja miksi?

Koditislauksessa entsyymit tulivat teollisuudesta. Niiden käyttö teollisuudessa johtuu monimutkaisuuden heikkenemisestä, teknologisten prosessien vakauden lisääntymisestä, tuotantoprosessin nopeutumisesta ja alkoholin saannon lisääntymisestä verrattuna perinteisten menetelmien käyttöön. Täydellisen entsyymivalmistekompleksin käyttäminen antaa sinulle raaka-aineista enimmäismäärän alkoholia ja vähentää vieressä olevien vieraiden komponenttien pitoisuutta, mikä vaikuttaa positiivisesti tislaustuotteen organoleptiin.

Nykyaikainen teollisuus käyttää entsyymivalmisteita raaka-aineiden ohentamiseen ja sokerointiin:

• Amilosubtilin GZh (AmiloLyuks, “A”) - raaka-aineiden nesteyttämiseen ja niiden valmistamiseen muiden entsyymien vaikutukseen
• Glyukavamorin GZkh (GlyukaLyuks-A, "G") - tärkkelyksen sokerointiin
• CelloLux-A (“C”) - ei-tärkkelyspitoisten polysakkaridien (ksylaanit, β-glukaani, selluloosa, pektiinit) sokerointiin tai niiden valmistamiseen yllä olevien entsyymien vaikutusta varten.
• Protosubtiliini ("P") - kasviproteiinien hajoamiseen, mikä johtaa hiivan aktiivisempaan työskentelyyn

Siten vähiten välttämättömiä entsyymejä sokeroitumisen aikana ovat Amilosubtiliini ja Glukavamorin. CelloLux-A ja Protosubtilin tekevät ylimääräistä sokerointia ja valmistelua käymiseen.

2. Eri entsyymien annostelu

Monet kysymykset aiheuttavat entsyymivalmisteiden annostelun laskemisen. Tyypillisesti valmistaja tai myyjä ilmoittaa kuivien entsyymien aktiivisuuden aktiivisissa yksiköissä grammaa entsyymiä. Valmistaja on myös antanut suosituksia aktiivisten entsyymien yksikköjen annosta kohti prosessoitavan aineen grammaa kohti. Lisäksi niistä riippuen. prosessi, entsyymien lukumäärä voi vaihdella minimistä maksimiin. Tätä numeroa samoin kuin tärkkelyksen, proteiinin ja NPS: n (ei-tärkkelyspitoiset polysakkaridit) pitoisuustaulukoita voidaan laskea kunkin entsyymin viiteannos raaka-ainekilokiloa kohden.

Kaava entsyymien lukumäärän laskemiseksi raaka-ainekiloa kohden on seuraava:

Entsyymiannos (gramma) \u003d (P * R * 10) / A

• P - prosessoitavan aineen prosenttiosuus (esim. Tärkkelys)
• R - aktiivisten yksiköiden suositeltu annos
• A - lääkkeen aktiivisuus yksikköinä grammaa kohti

On syytä lisätä, että tietyntyyppisille raaka-aineille (ruis) ja entsyymeille, joiden voimassaoloaika on päättynyt tai lähellä niiden voimassaoloaikaa, entsyymiannoksen lisäämistä vaaditaan 15-25%. Koska kotona käytettävien lääkkeiden tarkkaa annosta ei ole käytännössä järkevää laskea, voit tehdä joitain yksinkertaistuksia laskentamenetelmässä ottamalla enimmäissuositukset.

Taulukko näyttää entsyymien annoslaskelman 1 kg raaka-ainetta kohden:

Rikkomukset lääkkeiden annostuksessa voivat vähäisemmässä määrin vaikuttaa entsyymien ajoitukseen ja raaka-aineiden prosessoinnin täydellisyyteen. Tässä tapauksessa negatiivisista seurauksista ei havaittu pienen annoksen ylityksen vuoksi (paitsi ylimääräiset kulutukset).

Siksi yleinen resepti on 1 kg: n raaka-aineiden käyttö:

• 1 gramma - Amilosubtilin GZx 1500
• 1,5–2 grammaa - Glucavamorin GZx 3000
• 1 gramma - CelloLux-A 2000
• 4-5 grammaa - Protosubtilin 120

3. Sakkarointityypit, niiden edut ja haitat

Nykyään kodin tislauksessa on suosittu kaksi erilaista sokerointitekniikkaa - kuuma ja kylmä, niin nimeltään tärkkelyksen hydrolysoituneiden lämpötilojen takia. Kuumalla sokeroinnilla raaka-aine kuumennetaan lämpötilaan 50 - 70 ° C ja altistetaan tässä tilassa entsyymeille 10-20 tunnin ajan. Samaan aikaan vierteen tartunnan riski on minimaalinen, entsyymit toimivat mahdollisimman tehokkaasti, mutta tämä menetelmä vaatii paljon vaivaa.
Entsyymejä käyttävän kylmän sokerin valmistuksen aikana prosessi etenee lähellä lämpötilaa 30 ° C ja käymällä samanaikaisesti. Tämä menetelmä on vähemmän työvoimavaltainen, mutta pidempi, ja sillä on suurempi riski soseen hapottumiseen. Kaaviot osoittavat entsyymiaktiivisuuden riippuvuuden lämpötilasta ajan myötä:

Amilosubtiliini-entsyymin tehokas vaikutusalue vastaa pH-arvoa 5,0 - 8,0 ja lämpötilaa 50 - 75 ° C. Glukavamoriini-entsyymillä tehokas vaikutus on seuraavilla alueilla: pH 3,0-6,5 ja lämpötila 30-60 ° C.

On syytä lisätä, että lämpimän ja kylmän sokeroinnin välillä on monia välimenetelmiä, joiden käyttö voidaan monissa tapauksissa perustella erityisolosuhteilla, komponenttien saatavuudella, vietetyllä ajalla ja muilla tekijöillä.

3.1 Kuuma saccharification (GOS)

Tärkkelystä sisältäviä raaka-aineita ja entsyymejä A ja G käyttävän mashin resepti:

• Valmista kuuma (kiehuva) vesi nopeudella ~ 6,5 litraa vettä / 1 kg tärkkelystä raaka-aineissa (vilja- tai murskattu).
• Raaka-aineet sekoitetaan jatkuvasti sekoittaen kuumaan veteen. Sekoittamiseen on kätevää käyttää ruuvitalttaa tai hidasta porausta, jossa on suutin rakennusseosten sekoittamiseen - ”sekoitinta”. Lisäksi palajen välttämiseksi on parasta kaataa suoraan veteen pyörivään suuttimeen.
• Kun seos jäähtyy 75 ° C: seen, lisätään puoli annosta amyloosubtiliini-entsyymiä. Ennen valmistamista se voidaan liuottaa lämpimällä juomavedellä suhteessa 1/10.
• Lisäksi vierre sekoitetaan puurosta nestemäiseen tilaan tai noin 30 minuutiksi.
• Vierre annetaan jäähtyä 56-58 ° C: seen, ja jäljelle jäänyt määrä Amilosubtilin-entsyymiä ja Glucavamorin-entsyymiä, sitten ne sekoitetaan perusteellisesti sekoittimen kanssa. Entsyymin työaika tässä vaiheessa on noin 1,5 - 2 tuntia.
• Sakkarointiprosessin päätyttyä vierteen on annettava jäähtyä noin 30 ° C: n lämpötilaan. Jotta vierre ei tarttuisi jäähdytyksen aikana, on suositeltavaa sulkea astia tiiviisti.
• Vierre kaadetaan käymissäiliöön (aikaisemmin desinfioitu), ja siihen lisätään hiivaa, jonka annos on 2–3 grammaa kuivaa tai 10–15 grammaa puristettua kilogrammaa raaka-ainetta. Käyminen tapahtuu vesilukon alla.

Käymisen aktiivinen vaihe kestää noin 3-4 vuorokautta, minkä jälkeen ravistellaan määräajoin, avaamatta käymissäiliötä.

3.2 Kylmä sokerointi (ChOS)

Resepti tärkkelystä sisältävien raaka-aineiden ja entsyymien A ja G muhentamiseksi muhentamatta:

• On suositeltavaa murskata raaka-aineet ja puhdistaa munat, jos sellaisia \u200b\u200bon.
• Valmista vesi noin 35 ° C: n lämpötilassa nopeudella ~ 6,5 litraa vettä 1 kilogrammaa raaka-aineiden tärkkelystä (vilja- tai murskattu). On syytä harkita, että käymissäiliön täyttäminen ei ole toivottavaa yli 7/10 tilavuudella bragaa.
• Puolet valmistetusta vedestä kaadetaan käymissäiliöön.
• Vortti-tartunnan todennäköisyyden vähentämiseksi on suositeltavaa, että lisäät veteen antibiootin, doksisykliinin (1 kapseli / 20 litraa meshia).
• Happoutuutta säädetään välillä 5 - 5,5 pH: n välillä fosfori-, rikki- tai sitruunahapoilla.
• Seuraavaksi säiliöön viedään Amilosubtilin- ja Glucavamorin-entsyymit sen mukaan, kuinka paljon raaka-aineessa on tärkkelystä kilogrammassa.
• Jos on, voit lisätä vaahtoa vaahtoavaa vaahtoainetta - 1 ml / 20 litraa soseen
• Raaka-aineet otetaan käyttöön, sitten kaikki sekoitetaan.
• Hiivaa lisätään valmistajan suositusten mukaisesti (10 grammaa kuivaa hiivaa 4-5 litraa soseen kohden).
• Loppuosa vedestä lisätään.

Käyminen tapahtuu vesilukon alla säännöllisin väliajoin sekoittaen (sekoittamatta tiiviyttä). Käymisprosessi kestää puolitoista kolmeen viikkoa. Tislausvalmiutta ohjataan kalvon esiintymisellä muhvin pinnalle. Kalvon ulkonäkö on merkki siitä, että mash on alkanut muuttua happamaksi ja se on tislattava välittömästi. Ihannetapauksessa mash on tislattava vähän ennen elokuvan ilmestymistä.