Применение ферментных препаратов в пивоварение и виноделие

Есть 6 классов ферментов (в зависимости от типа реакций, которые они проводят). Из них гидролазы являются наиболее важными для ферментации. Они используются чаще всего на начальных этапах производственного процесса, когда необходимо разделить конструкционные и накопительные полимеры.
Источники ФП: растения, животные, микроорганизмы. В основном они получены из микроорганизмов. Выйти из растений и животных возможно, но сложнее.
Спиртовое производство основано на конверсии зернового или картофельного сырья, с последующим использованием ЧКД[1].
Здесь стоят 2 основные задачи:
1. полностью гидролизовать полисахариды сырья (крахмал, целлюлоза) в сбраживаемые моно- и дисахара;
2. обеспечить ЧКД питательными элементами, необходимыми для быстрого размножения и синтеза гидролизующих и бродильных ферментов[2].
Целью реферата является анализ применения ферментных препаратов в пивоварении и виноделии.
1. Применение ферментных препаратов в пивоварении
В нормальном пивоваренном солоде содержится значительное количество ферментов, которых более чем достаточно для перевода нерастворимых веществ в растворимые. При переработке солода с добавлением повышенного количества несоложеного сырья ферментов солода недостаточно и необходимо добавлять ферментные препараты: Амилоризин Пх, Амилосубтилин Г10х и Цитороземин Пх.
Применение ферментного препарата Амилоризина Пх.
Была разработана технологическая схема получения ферментного препарата Амилоризин Пх из плесневого гриба аспергиллюс оризе, а также режим затирания солода с повышенным количеством несоложеного ячменя, обеспечивающий нормальное протекание процесса приготовления сусла.
Ферментный препарат из гриба аспергиллюс оризе активнее солода по осахаривающей способности в 3—4 раза, по разжижающей — в 8—10, по декстринирующей — в 10—20 и по протеолитической в — 15—20 раз.
Получение ферментного препарата в промышленных масштабах позволило вырабатывать Жигулевское пиво с применением увеличенного до 50% количества несоложеных материалов. Качество полученного готового пива хорошее. Изменение технологического режима при производстве Жигулевского пива с заменой солода несоложеным ячменем и применением ферментного препарата касается только стадии затирания, а в остальном технологический процесс не изменяется.
Практика работы крупных пивоваренных заводов показала, что при замене до 50% солода несоложеным сырьем и применении ферментного препарата при правильном ведении технологического процесса качество пива не ухудшается и дает определенный экономический эффект — экономию ячменя и пр[3].
В качестве несоложеного сырья используют ячмень и обезжиренную кукурузную крупу (мука крупного помола). Количество ее для этой цели не должно превышать 30%, а остальные 10—20% следует восполнять ячменем, чтобы не изменить вкусовых качеств пива.
Для успешного проведения процесса приготовления сусла при переработке повышенного количества несоложеного сырья необходим правильно раздробленный ячмень. От этого зависит выход экстракта, продолжительность осахаривания, фильтрации и другие стадии затирания. Ни в коем случае нельзя допускать измельчения оболочек зерна, которое сильно затрудняет фильтрацию.
В помоле ячменя допустимы следующие соотношения фракций (в%): шелухи 12—22 (остаток на сите с просветом 2,2 мм), крупной крупки 20—40 (остаток на сите с просветом 1,0 мм), мелкой крупки 25—50 (остаток на сите с просветом 0,56 мм), муки 12—20 (остаток на лотке).
Наиболее подходящей машиной для дробления ячменя и получения помола с требуемым соотношением фракций является мельничный двухвальцовый станок М-3 с нарезными вальцами и дифференциалом их скоростей 1 :2,5— 1,5

. На 1 см2 поверхности вальцов должно быть нарезано 8—9 рифлей при уклоне рифлей к оси вала 12—15°. При диаметре валов 250 мм и дифференциале скоростей 1 : 2,5 быстровращающийся вал делает 450 об/мин, а второй 180 об/мин. Рабочие поверхности рифлей в поперечном сечении имеют узкую (острие) и широкую (спинку) грани.
Взаиморасположение тупых и острых рифлей на вращающихся с разной частотой вальцах влияет на характер помола. Наиболее благоприятным является вариант «спинка к спинке», при котором создаются более мягкие условия для измельчения ячменя с минимальным разрушением оболочек. Степень помола регулируется скоростью подачи зерна и изменением зазора между вальцами. При переработке повышенного количества несоложеных материалов желательно, чтобы заторный котел и заторный чан были одинаковы по объему, в противном случае заторный чан должен обогреваться.
Затирание солода с повышенным количеством несоложеного сырья и ферментным препаратом можно проводить несколькими способами[4].
2. Применение ферментных препаратов в виноделии
При переработке винограда и приготовлении вина ферменты винограда и дрожжей влияют на все биотехнологические процессы виноделия. Наибольшее влияние проявляется на стадии образования вина, т. е. при брожении. Поэтому, в зависимости от поставленной цели (получение вин того или другого типа), винодел может регулировать эти процессы, угнетая активность ферментов (при изготовлении столовых вин или шампанских виноматериалов) или, наоборот, стимулируя их активность (при изготовлении высокоэкстрактивных вин). Когда в виноградном сусле много окислительных ферментов, это приводит к покоричневению вин (оксидазный касс). В этом случае винодел должен применять специальные меры: сульфитацию, обработку бентонитом, пастеризацию и др.
Особо важное биотехнологическое значение имеют ферментативные процессы при брожении. Вместе с образованием при этом основных веществ (этиловый спирт, диоксид углерода), под действием ферментных систем дрожжей происходит образование вторичных и побочных соединений. Все эти вещества и соединения играют важную роль в формировании органолептических качеств вина, создании общего фона аромата и букета вин.
Ферментативные процессы (окислительно-восстановительные, гидролитические и др.) играют значительную роль в биотехнологии таких специальных типов вин, как херес и шампанское. Очень энергично проходят эти процессы во время послетиражной выдержки бутылок с вином на первом году, а также при непрерывной шампанизации, в период выдержки хересных виноматериалов под пленкой хересных дрожжей[5].
В практике виноделия в последнее время очень распространены ферментные препараты, полученные из разных микроорганизмов (главным образом из плесневых грибов).
Оптимальный диапазон действия рН промышленных пектолитических препаратов находится в пределах 4...5. В зоне рН сусел и вин активность ферментных препаратов доходит до 70 %. Температурный оптимум действия препаратов находится в пределах 35...45°С. Поэтому в виноделии рекомендуется мезгу подогревать. Применение в практике виноделия пектолитических ферментных препаратов повышает общий выход сусла, в том числе выход сусла-самотека до 30 %, ускоряет в 2...3 раза осветление сусла.
Комбинированная обработка мезги ферментными препаратами с ее нагреванием значительно повышает эффективность процесса