บรากาจากข้าวบาร์เลย์ groats saccharification เย็น ปริมาณของเอนไซม์ต่างๆ เทคนิคการทำให้เป็นแซ็กคาไรเซชันเย็น
การผลิตเอทานอล
ตลาดโลกสำหรับเอทานอลอยู่ที่ประมาณ 4 พันล้านเดคาลิตร (เดคาลิตรของแอลกอฮอล์แน่นอน) ต่อปี ผู้นำในการผลิตเอทานอล ได้แก่ สหรัฐอเมริกา บราซิล จีน ในสหรัฐอเมริกา มีโรงงาน 97 แห่งสำหรับการผลิตเอทานอลจากข้าวโพด (อีก 35 โรงงานอยู่ระหว่างการก่อสร้าง) โดยมีกำลังการผลิตรวม 1.5 พันล้านเดคาลิตรต่อปี
ทิศทางหลักของการใช้เอทานอลในการปฏิบัติของโลก:
− 60% − สารเติมแต่งให้กับน้ำมันเชื้อเพลิง
- 25% - อุตสาหกรรมเคมี
- 15% - อุตสาหกรรมอาหาร (ส่วนแบ่งลดลง)
เชื้อเพลิงยานยนต์ที่ใช้เอทานอลประกอบด้วยเอทานอล 10% (เชื้อเพลิง E-10) หรือเอทานอล 85% (E 85) ด้วยน้ำมันที่มีราคา 60-70 ดอลลาร์ต่อบาร์เรล ไบโอเอธานอลจึงกลายเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถแข่งขันได้ การแนะนำเอธานอลในน้ำมันเบนซินทำให้สามารถปฏิเสธการเติมเตตระเอทิลนำไปสู่เชื้อเพลิง อันเป็นผลมาจากความเป็นพิษของก๊าซไอเสียและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงลดลง
ในสหรัฐอเมริกา กำลังดำเนินการวิจัยขนาดใหญ่เกี่ยวกับการผลิตไบโอเอทานอลจากวัสดุจากพืชหมุนเวียน (จากต้นข้าวโพด อ้อย ฯลฯ)
ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม เอทานอลได้มาจากการให้น้ำของเอทิลีนในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา (H 3 PO 4 บนซิลิกาเจล) จากไฮโดรไลเสตของวัตถุดิบพืชผัก (ไม้ ก้านข้าวโพด อ้อย) และจากวัตถุดิบที่มีแป้ง วัสดุ (ข้าวสาลี, ข้าวไรย์, ทริติเคล, มันฝรั่ง), กากน้ำตาล, เซรั่มนม, อาร์ติโช้คเยรูซาเล็ม ผลผลิตเฉลี่ยของเอทิลแอลกอฮอล์ 95.5% จากวัตถุดิบประเภทต่างๆ 1 ตัน แสดงไว้ในตารางที่ 2.1
ตาราง 2.1
ผลผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบต่างๆ
ท้ายตาราง 2.1
ที่โรงกลั่นของสาธารณรัฐเบลารุส (โรงกลั่นประมาณ 70 แห่งมีกำลังการผลิตรวมมากกว่า 9 ล้านเดคาลิตรต่อปี) วัตถุดิบที่ประกอบด้วยแป้งซึ่งส่วนใหญ่เป็นเมล็ดธัญพืชใช้ในการผลิตเอทานอล ปริมาณแป้งในเมล็ดพืชประเภทต่างๆ คือ (เป็น%): ข้าวสาลี - 48–57; ข้าวไรย์ - 46–53; ข้าวบาร์เลย์ - 43–55; ข้าวโอ๊ต - 34-40; ข้าวฟ่าง - 42–60; ข้าวโพด - 61–70 เมล็ดพืชยังมีน้ำตาล (โดยเฉลี่ย) ~ 3%; ไฟเบอร์ ~ 6%; เพนโทซานและเพกติน ~ 9%; สารไนโตรเจน (โปรตีน) ~ 11% ไขมัน ~ 3%
ผู้ผลิตเอทานอล
ในการสังเคราะห์ทางจุลชีววิทยา ผู้ผลิตเอทานอลแบบคลาสสิกคือยีสต์ - แซคคาโรมัยซีตและสชิโซแซ็กคาโรไมซีต ยีสต์ที่นิยมใช้มากที่สุด Saccharomyces cerevisiae,Saccharomyces vini,ชิโซแซ็กคาโรไมซิสปอมเบ.
Saccharomycetes มีเซลล์รูปทรงกลมขนาด 10-15 ไมครอนคูณด้วยการแตกหน่อ Schizosaccharomycetes มีเซลล์รูปแท่งขนาดใหญ่เส้นผ่านศูนย์กลาง 4-5 µm และยาว 18-20 µm คูณด้วยการหาร ยีสต์ทั้งสองหมักน้ำตาลกลูโคส แมนโนส ฟรุกโตส ซูโครส มอลโทส หมักกาแลคโตสได้ยากขึ้น และไม่หมักน้ำตาลเพนโทส (ไซโลส อาราบิโนส)
ผลผลิตทางทฤษฎีของเอทานอลจากกลูโคสหมัก 100 กก. คือ 51.14 กก. หรือ 64.80 ลิตร (ซึ่งให้คาร์บอนไดออกไซด์ 48.86 กก. 2) ในทางปฏิบัติ ผลผลิตของแอลกอฮอล์อยู่ที่ 82-92% ของทฤษฎีเนื่องจากการบริโภคส่วนหนึ่งของสารตั้งต้นสำหรับการสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของยีสต์และการก่อตัวของผลพลอยได้
การสังเคราะห์เอทานอลในเซลล์ยีสต์ดำเนินการตามรูปแบบต่อไปนี้:
ผลพลอยได้จากการหมักแอลกอฮอล์ ได้แก่ กลีเซอรีน, แอลกอฮอล์สูง (ฟิวส์เซล), กรดอินทรีย์ (อะซิติก, ไพรูวิก, แลคติก, ซัคซินิก), อัลดีไฮด์ ในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์ น้ำตาล (กลูโคส) ถูกใช้ไปกับการก่อตัวของสารต่างๆ ในปริมาณต่อไปนี้: เอทานอล - 46-47%, คาร์บอนไดออกไซด์ - 44-46%, ชีวมวลของยีสต์ - 1.8-4.0%, กลีเซอรอล - 3-4% , แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้น - 0.3-0.7%, กรดอินทรีย์ - 0.2-1.0%, อัลดีไฮด์ - 0.1-0.2% เมื่อยีสต์กลับเข้าสู่การหมักซ้ำแล้วซ้ำเล่า การบริโภคน้ำตาลสำหรับการก่อตัวของสารชีวมวลจะลดลง และความเข้มข้นของการหมักก็เพิ่มขึ้นเล็กน้อย
การก่อตัวของกลีเซอรอลในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในช่วงระยะเวลาการเหนี่ยวนำ (ก่อนการก่อตัวของ acetaldehyde) ปฏิกิริยาการแตกตัวเกิดขึ้นระหว่างสองโมเลกุลของ phosphoglyceraldehyde ภายใต้การกระทำของเอนไซม์ aldehyde mutase โดยมีส่วนร่วมของโมเลกุลน้ำ ในกรณีนี้ ฟอสโฟกลีเซอรอลดีไฮด์หนึ่งโมเลกุลจะลดลง ก่อตัวเป็นฟอสโฟกลีเซอรอล และอีกโมเลกุลหนึ่งถูกออกซิไดซ์เป็นกรด 3-ฟอสโฟกลีเซอริก ฟอสโฟกลีเซอรอลไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเพิ่มเติม และหลังจากการกำจัดกรดฟอสฟอริกเป็นผลพลอยได้จากการหมักด้วยแอลกอฮอล์ กรด 3-phosphoglyceric ผ่านการเปลี่ยนแปลงไปตามเส้นทาง EMT ด้วยการก่อตัวของอะซีตัลดีไฮด์ หลังจากการปรากฏตัวของอะซิติกอัลดีไฮด์ ระยะเวลาการหมักแบบคงที่เริ่มต้นขึ้น ซึ่งการออกซิเดชันของฟอสกลีเซอรอลดีไฮด์กับกรดฟอสโฟกลีเซอริกดำเนินไปในลักษณะที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยการเติมฟอสเฟตอนินทรีย์ (เส้นทาง EMP) ในเรื่องนี้พร้อมกับเอทานอล กลีเซอรอลจำนวนหนึ่งจะก่อตัวขึ้นในระหว่างการหมักเสมอ
เมื่อจับ acetaldehyde กับ bisulfite กระบวนการหมักจะมุ่งไปที่การก่อตัวของกลีเซอรอล:
C 6 H 12 O 6 ® CH 3 CHO + CO 2 + CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH
ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง โมเลกุลอะซีตัลดีไฮด์จะเข้าสู่ปฏิกิริยารีดอกซ์กับโมเลกุลที่สอง ทำให้เกิดเอธานอลและกรดอะซิติก ในขณะเดียวกันก็มีกลีเซอรีนสะสมอยู่ โดยรวมแล้วกระบวนการนี้แสดงโดยสมการต่อไปนี้:
2C 6 H 12 O 6 + H 2 O ® ® 2CH 2 OH-CHOH-CH 2 OH + C 2 H 5 OH + CH 3 COOH + 2CO 2
เทคนิคเหล่านี้ใช้สำหรับการผลิตกลีเซอรีนทางอุตสาหกรรม
แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้นจะเกิดขึ้นจากกรดอะมิโน (ในระดับที่น้อยกว่าจากกรดคีโต) ที่มีอยู่ในสื่อการหมักอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาต่อเนื่องของการแยกอะมิโนของกรดอะมิโน ดีคาร์บอกซิเลชันของกรดคีโตที่เกิดขึ้น และการลดลงของอัลดีไฮด์
ของแอลกอฮอล์ที่สูงกว่าในเครื่องบด ได้แก่ โพรพิล (สร้างจากทรีโอนีน) ไอโซบิวทิล (จากวาลีน) อะมิล (จากไอโซลิวซีน) และไอโซเอมิล (จากลิวซีน)
 |
ในปัจจุบัน การค้นหาจุลินทรีย์ที่ผลิตเอทานอลที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมนั้นกำลังอยู่ในระหว่างการค้นหาซึ่งสามารถหมักพื้นผิวที่หลากหลายด้วยผลผลิตเอทานอลสูง เพิ่มความทนทานต่อเอทานอลและอุณหภูมิสูง สิ่งที่น่าสนใจคือแบคทีเรียสังเคราะห์เอทานอล เช่น แบคทีเรีย Zymomonas mobilisแตกต่างจากยีสต์ในการเผาผลาญอย่างเข้มข้น: พวกมันมีอัตราการเปลี่ยนกลูโคสเป็นเอธานอลจำเพาะสูง ให้ผลผลิตเอทานอลที่สูงขึ้น (มากถึง 95% ของความเป็นไปได้ทางทฤษฎี) และทนต่อแอลกอฮอล์ได้มากกว่า แต่แบคทีเรียเหล่านี้ไวต่อการมีอยู่ของสารยับยั้ง (furfural, phenols) ในอาหารเลี้ยงเชื้อ และต้องการให้กระบวนการหมักต้องดำเนินการภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ
แบคทีเรียทนความร้อน คลอสทริเดียม เทอร์โมเซลลัม(อุณหภูมิการเจริญเติบโตที่เหมาะสม 68°C) สามารถเปลี่ยนเซลลูโลสของวัสดุจากพืชเป็นเอทานอลได้โดยตรง แต่วัตถุดิบจะต้องปราศจากลิกนิน ยังไม่สามารถบรรลุผลสูงของแอลกอฮอล์โดยการแปลงวัตถุดิบจากพืชโดยตรง
ยีสต์สายพันธุ์ที่สามารถหมักน้ำตาลเพนโทส ( Pachysolen tannophilus, Pichia stipitis, Candida shehata). ผลผลิตของเอทานอลในระหว่างการหมักไซโลส 100 กิโลกรัมถึง 35-47 ลิตร
ยีสต์ใช้ในการผลิตเอทานอลในประเทศจากวัตถุดิบที่มีส่วนผสมของแป้ง Saccharomyces cerevisiaeมีอุณหภูมิการหมักที่เหมาะสมที่ 29–30°C
เอนไซม์ saccharification ของแป้ง
ผู้ผลิตเอทานอลแบบดั้งเดิมไม่สามารถแยกพอลิแซ็กคาไรด์ได้ ดังนั้นเมื่อได้สาโท วัตถุดิบที่มีส่วนผสมของแป้งจะต้องต้มและทำให้เป็นแซ็กคาไรด์ แป้งของพืชส่วนใหญ่ประกอบด้วยอะมิโลส 20-25% และอะมิโลเพกติน 80-75% ในเซลล์พืช แป้งจะอยู่ในรูปของเมล็ดพืช (แกรนูล) ซึ่งมีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 120 ไมครอน (แป้งมันฝรั่งมีขนาดเม็ด 40-50 ไมครอน เม็ดแป้งเมล็ดพืช - 10-15 ไมครอน) แป้ง อะมิโลส และอะไมโลเพคตินไม่ละลายในน้ำเย็น แอลกอฮอล์ อีเธอร์ อะไมโลสละลายได้ง่ายในน้ำอุ่น อะไมโลเพคติน - เมื่อถูกความร้อนภายใต้ความกดดัน โครงสร้างเครือข่ายของโมเลกุลอะไมโลเพกตินทำให้เกิดการบวมตัวของเม็ดแป้งโดยไม่ละลาย ที่อุณหภูมิหนึ่ง แกรนูลจะคลายตัว พันธะระหว่างองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วนจะแตก และความสมบูรณ์ของแกรนูลถูกละเมิด ในเวลาเดียวกันความหนืดของสารละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว - การเกิดเจลาติไนซ์ของแป้งเกิดขึ้น การวางมีลักษณะโดยการจัดเรียงโมเลกุลอย่างไม่เป็นระเบียบการสูญเสียโครงสร้างผลึก ที่อุณหภูมิ 120–130°C แป้งเหนียวจะเคลื่อนที่ได้ง่าย การละลายของอะไมโลเพคตินอย่างสมบูรณ์ที่สุดเกิดขึ้นในแป้งข้าวสาลีที่อุณหภูมิ 136–141°C ในแป้งมันฝรั่งที่อุณหภูมิ 132°C
แป้งที่ละลายระหว่างการหุงข้าวหรือมันฝรั่งจะถูกไฮโดรไลซ์ (saccharified) ด้วยเอนไซม์อะไมโลไลติกของมอลต์เมล็ดพืชหรือจุลินทรีย์ ส่วนใหญ่เป็นเชื้อราและแบคทีเรีย วัสดุจากพืช เมล็ดธัญพืชที่เรียกว่ามอลต์ ซึ่งอุดมไปด้วยเอนไซม์อะไมโลไลติกมากที่สุด ปัจจุบัน อุตสาหกรรมแอลกอฮอล์ใช้การเตรียมเอนไซม์อย่างกว้างขวางตามวัฒนธรรมของเชื้อราเส้นใย (หรือแบคทีเรียในสกุล บาซิลลัส) ซึ่งมีข้อดีเหนือมอลต์หลายประการ วัฒนธรรมของเชื้อราเส้นใยนั้นปลูกบนรำข้าวสาลีหรือ cornmeal ในขณะที่การผลิตมอลต์ต้องใช้เมล็ดพืชที่มีการปรับสภาพ จุลินทรีย์จากต่างประเทศจำนวนมากถูกนำเข้าสู่สาโทด้วยมอลต์ ซึ่งส่งผลเสียต่อผลผลิตของเอทานอล การเพาะเลี้ยงเห็ดแบบลึกนั้นปลูกภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ ไม่ปนเปื้อนสาโทด้วยจุลินทรีย์ต่างประเทศ การเพาะเลี้ยงพื้นผิวของเชื้อราทำได้เร็วกว่ามาก (1.5-2.0 วัน) มากกว่าการงอกของเมล็ดพืช (9-10 วัน) เห็ดสร้างเอนไซม์ที่ซับซ้อนซึ่งไฮโดรไลซ์แป้งได้ลึกขึ้น และยังย่อยสลายเฮมิเซลลูโลสเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ ซึ่งจะเพิ่มผลผลิตของเอทานอลจากวัตถุดิบ
เอ็นไซม์หลายชนิดมีส่วนร่วมในกระบวนการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสของวัตถุดิบที่มีแป้ง อะไมเลสมีความสำคัญในการผลิตมากที่สุด α- และ β-อะไมเลสกระตุ้นการแตกของพันธะ α-1,4-glucosidic เท่านั้น ภายใต้การกระทำของ α-อะไมเลส พันธะจะแตกออกแบบสุ่ม แต่ส่วนใหญ่อยู่ภายในสายโซ่ เป็นผลให้ส่วนใหญ่เดกซ์ทรินมีมอลโตสและโอลิโกแซ็กคาไรด์จำนวนเล็กน้อยเกิดขึ้น ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของการกระทำ α-amylase เรียกว่า endogenous หรือ dextrinogenic amylase
การกระทำของ β-amylase ถูกนำไปยังพันธะปลายทาง (ภายนอก) ในแป้ง ในขณะที่เริ่มต้นจากปลายที่ไม่ลดของโซ่ กากน้ำตาล (มอลโตส) สองตัวจะถูกแยกออกจากกันตามลำดับ β-อะไมเลสไม่สามารถข้ามตำแหน่งที่แตกแขนงในโมเลกุลระดับโมเลกุลของแป้งได้ ดังนั้น การไฮโดรไลซิสจะหยุดที่พันธะ α-1,4-glucosidic สุดท้ายและเดกซ์ทรินที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงยังคงอยู่ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของอะไมโลเพคติน อะไมโลสถูกแปลงเกือบทั้งหมดโดย β-อะไมเลสไปเป็นมอลโตส อะไมโลเพคตินมีเพียง 50–55%
จากผลของการรวมตัวของ α- และ β-amylases ทำให้เกิดส่วนผสมของ saccharides ซึ่งประกอบด้วย maltose กลูโคสจำนวนเล็กน้อย และ dextrins ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ซึ่ง α-1,6-glucosidic bond ทั้งหมดของแป้ง มีความเข้มข้น
แบคทีเรียและเชื้อราด้วยกล้องจุลทรรศน์ขาด β-amylase แต่มี α-amylase ที่ใช้งานอยู่ ซึ่งแตกต่างในองค์ประกอบของกรดอะมิโนในโปรตีนและความจำเพาะของการกระทำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเร่งปฏิกิริยาโดยα-amylase ของเชื้อราด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะเกิดกลูโคสและมอลโตสจำนวนมากขึ้น ในบรรดาอะไมเลสของแบคทีเรียนั้นมีทั้ง saccharogenic และ dextrinogenic อดีตแป้งไฮโดรไลซ์ 60% หรือมากกว่าหลัง 30-40% α-Amylases ที่มีต้นกำเนิดจากจุลินทรีย์ เช่น malt α- และ β-amylases ไม่โจมตีพันธะ α-1,6-glucosidic
เชื้อราในกล้องจุลทรรศน์ประกอบด้วยกลูโคอะไมเลสซึ่งกระตุ้นการแตกพันธะของ α-1,4- และ α-1,6-กลูโคซิดิกในแป้ง ในระหว่างการเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์นี้ กลูโคสตกค้างจะถูกแยกออกจากปลายอะมิโลสและอะมิโลเพกตินที่ไม่ลดทอนลงตามลำดับ โมเลกุลของน้ำถูกเติมที่บริเวณที่เกิดพันธะแตก ดังนั้นผลผลิตทางทฤษฎีของกลูโคสในระหว่างการไฮโดรไลซิสจะเท่ากับ 111.11% โดยน้ำหนักของแป้ง
มีสามวิธีที่เป็นไปได้ในการโต้ตอบของเอนไซม์กับซับสเตรต
ตามวิธีมัลติเชน โมเลกุลของเอ็นไซม์จะสุ่มโจมตีหนึ่งในสายโซ่โพลีแซ็กคาไรด์ โดยแยกลิงก์ออกจากมัน จากนั้นสุ่มโจมตีสายโซ่ต่อไปนี้ ซึ่งรวมถึงสายโซ่ที่ถูกโจมตีก่อนหน้านี้ด้วย ดังนั้นในระหว่างการดำรงอยู่ของสารตั้งต้นของเอนไซม์ - สารตั้งต้นจะเกิดเหตุการณ์ตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงเหตุการณ์เดียวเท่านั้น
ในวิธีการแบบสายโซ่เดียว โมเลกุลของเอนไซม์ที่สุ่มโจมตีหนึ่งในสายโซ่พอลิแซ็กคาไรด์ แยกส่วนเชื่อมโยงออกจากกันตามลำดับจนกว่าสายโซ่จะถูกผ่าออกจนหมด ในระหว่างการดำรงอยู่ของสารตั้งต้นของเอนไซม์-สารตั้งต้น พันธะทั้งหมดที่มีอยู่สำหรับเอนไซม์จะถูกไฮโดรไลซ์
วิธีการรวมกันหรือวิธีการโจมตีหลายครั้งประกอบด้วยความจริงที่ว่าพันธะหลายตัวถูกไฮโดรไลซ์ในระหว่างการดำรงอยู่ของสารตั้งต้นของเอนไซม์ - สารตั้งต้น ในกรณีนี้ หลังจากความแตกแยกของลิงค์เดียว เอ็นไซม์จะไม่ถูกขับไล่ แต่ล่าช้า การโจมตีเกิดขึ้นด้วยการสลับวิธีการแบบ single- และ multi-chain
จากการศึกษาพบว่า α- และ β-amylases ทำการไฮโดรไลซิสโดยวิธีการโจมตีหลายครั้ง (วิธีหลายสายโซ่เป็นเรื่องปกติสำหรับแบคทีเรีย α-amylase)
มอลต์ดิบ (ไม่แห้ง) ในรูปของนมมอลต์, การเตรียมเอนไซม์ (กลูคาวาโมริน, อะไมโลไรซิน, อะไมโลซับทิลิน) ในระดับต่าง ๆ ของกิจกรรม, หรือส่วนผสมของนมมอลต์และการเตรียมเอนไซม์ที่ใช้ที่โรงกลั่นในประเทศสำหรับการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคส .
เทคโนโลยีในการรับมอลต์รวมถึงกระบวนการหลักดังต่อไปนี้: การแช่วัตถุดิบเพื่อให้ได้ความชื้น 38–40%; การงอกของเมล็ดพืชเป็นเวลา 10 วันในบ้านมอลต์แบบนิวแมติกในชั้นหนา 0.5–0.8 ม. มอลต์บดในโรงสีดิสก์หรือโรงสีค้อน การฆ่าเชื้อมอลต์ด้วยสารละลายฟอร์มาลินหรือสารฟอกขาวและการเตรียมนมมอลต์ นมมอลต์ได้มาจากการผสมมอลต์บดกับน้ำ (น้ำ 4-5 ลิตรต่อมอลต์ 1 กิโลกรัม)
มอลต์ที่ทำจากธัญพืชต่างๆ มีเอนไซม์อะไมโลไลติกในปริมาณที่ไม่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น มอลต์ข้าวบาร์เลย์มีกิจกรรม α- และ β-amylolytic สูง ในขณะที่มอลต์ข้าวฟ่างมีฤทธิ์เดกซ์ทริโนไลติกที่รุนแรง ส่วนใหญ่มักจะเตรียมส่วนผสมของมอลต์สามประเภท: ข้าวบาร์เลย์ (50%), ข้าวฟ่าง (25%) และข้าวโอ๊ต (25%) ห้ามใช้มอลต์จากวัฒนธรรมเดียวในการผลิตแอลกอฮอล์จากวัฒนธรรมเดียวกัน
วัตถุประสงค์ของกระบวนการ saccharification
การทำปฏิกิริยาให้เป็นของเหลวและการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสของแป้งโดยกระบวนการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์นั้นได้รับการศึกษาวิจัยเป็นอย่างดี โดยมีวัตถุประสงค์คือเพื่อเปลี่ยนแป้งที่มีอยู่ในมวลต้มให้เป็นน้ำตาล (มอลโตส + เด็กซ์ทริน) ภายใต้อิทธิพลของมอลต์อะไมเลสสีเขียวหรือเห็ดราในการเตรียม (แป้ง) สำหรับการหมัก
ในปี ค.ศ. 1811 คอนสแตนติน เคิร์ชฮอฟฟ์ ผู้ร่วมงานของ Russian Academy of Sciences ค้นพบการเปลี่ยนแปลงของแป้งเป็นน้ำตาลเมื่อต้มด้วยกรดซัลฟิวริก สำหรับการค้นพบนี้ เขาได้รับเลือกให้เป็นนักวิชาการพิเศษและได้รับบำเหน็จบำนาญ ในปี ค.ศ. 1814 Kirchhoff ได้ค้นพบปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาที่สำคัญไม่แพ้กัน นั่นคือการกระทำของมอลต์ไดแอสเทสบนแป้ง
ในบทความเรื่อง “การเตรียมน้ำตาลจากแป้ง” Kirchhoff ชี้ให้เห็นว่า “หมากฝรั่งอารบิกราคาสูงทำให้ฉันมองหาตัวแทนราคาถูกสำหรับหลัง ฉันแล้ว (แป้ง) น่าจะดูเหมือนกัมมี่อาหรับ” . อันที่จริงวันนี้เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ากรดกำมะถัน ไนตริกและออกซาลิกทำลายสถานะของแป้งเจลาตินและอยู่ภายใต้อิทธิพลของพวกมัน ด้วยความร้อนเป็นเวลานาน แป้งจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคส
เพื่อศึกษาวิวัฒนาการของแนวคิดเกี่ยวกับกระบวนการไฮโดรไลซิส ซึ่งเป็นกรณีพิเศษที่เป็นการตกตะกอนของแป้ง ในมุมมองของศาสตราจารย์ A.N. โคดเนวา.
ในปี ค.ศ. 1852 ศาสตราจารย์คอดเนฟเสนอว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสารออกฤทธิ์ทางเคมีที่ให้ผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง ศาสตราจารย์คอดเนฟอธิบายผลการเร่งปฏิกิริยาของกรดต่อแป้งและการแปลงเป็นกลูโคสโดยการสร้าง "สารประกอบคู่" เบื้องต้น เช่น กรดซัลฟิวริกติดอยู่กับแป้ง และสารประกอบนี้สลายตัวได้ง่ายเมื่อถูกความร้อนด้วยน้ำเป็นกรดซัลฟิวริกและคาร์โบไฮเดรต ซึ่งดูดซับน้ำและกลายเป็นน้ำตาลองุ่น
ศาสตราจารย์คอดเนฟกล่าวว่าการกระทำของไดแอสเทสโซดาสีเขียวต่อแป้งนั้นยังประกอบด้วยการก่อตัวและการสลายตัวของ "สารประกอบที่จับคู่" อย่างค่อยเป็นค่อยไป
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ได้ทราบลักษณะและองค์ประกอบของเอนไซม์ มีการพิสูจน์แล้วว่าเอนไซม์ประกอบด้วยส่วนโปรตีน (อะพอเอนไซม์) และส่วนที่ปราศจากโปรตีน (เทียม) ที่เรียกว่าโคเอ็นไซม์
โคเอ็นไซม์สามารถแยกจากอะพอเอนไซม์ได้โดยการฟอกไต และในสภาวะอิสระ โคเอ็นไซม์สามารถเก็บความร้อนได้ เมื่อโคเอ็นไซม์รวมกับอะพอเอนไซม์ กิจกรรมที่มีอยู่ในโมเลกุลของเอนไซม์จะกลับคืนมา
เห็นได้ชัดว่าโมเลกุลอะโพไซม์มีหน้าที่กระตุ้นกลุ่มขั้วและจับเอนไซม์กับสารตั้งต้น
การเชื่อมต่อของเอนไซม์กับสารตั้งต้นสามารถยับยั้งได้โดยสารที่สร้างสารประกอบที่เสถียรกับเอนไซม์
สมมติฐานเกี่ยวกับการก่อตัวของสารประกอบขั้นกลางระหว่างเอนไซม์กับสารตั้งต้นนั้นขึ้นอยู่กับการศึกษาจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาภายใต้สภาวะต่างๆ เป็นหลัก ในปัจจุบัน การก่อตัวของสารเชิงซ้อนที่มีสารตั้งต้นโดยเปอร์ออกซิเดสและคาตาเลสได้รับการพิสูจน์โดยการวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรโฟโตเมตรี
เมื่อสัมผัสใกล้ชิดของกลุ่มปฏิกิริยาของเอนไซม์กับกลุ่มปฏิกิริยาของสารตั้งต้น จะเกิดสารเชิงซ้อนของเอนไซม์-สารตั้งต้น
ในคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์-สารตั้งต้น มีพันธะระหว่างกลุ่มขั้วของเอนไซม์กับสารตั้งต้น
กลไกการยึดเกาะของสารตั้งต้นของเอนไซม์-สารตั้งต้นยังได้รับการพิสูจน์โดยใช้กลูโคสฟอสเฟตที่ติดฉลากเป็นพิเศษด้วยอะตอม C 14
การเชื่อมต่อของเอนไซม์กับสารตั้งต้นขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของกลุ่มที่ทำปฏิกิริยาของเอนไซม์และสารตั้งต้นและการกำหนดค่าของพวกมัน
รายละเอียดจำนวนมากของกลไกการก่อตัวของสารตั้งต้นของเอนไซม์-สารตั้งต้นยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ แต่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่ากลุ่มปฏิกิริยาหลายกลุ่มของสารตั้งต้นและเอนไซม์มีส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของมัน ตำแหน่งนี้ได้รับการยืนยันโดยความจำเพาะของปฏิกิริยาของเอนไซม์ และรูปร่างของพื้นผิวของกลุ่มที่ทำปฏิกิริยาของเอนไซม์และสารตั้งต้นมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้
ดังที่ทราบกันดีว่าการย่อยด้วยเอนไซม์ของแป้งภายใต้เงื่อนไขของการผลิตแอลกอฮอล์ทำให้เกิดมอลโตสและส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่เรียกว่าเดกซ์ทริน
มอลโตสถูกหมักโดยยีสต์อย่างง่ายดายเพื่อสร้างแอลกอฮอล์ (และผลพลอยได้จากการหมัก) และคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่เด็กซ์ทรินจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลและหมักในช่วงหลังการหมักภายใต้การกระทำของเอนไซม์อะไมโลไลติกที่ผอมบาง
กระบวนการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสในแป้งดำเนินไปในสองขั้นตอน: ในตอนแรกความหนืดของสารละลายแป้งลดลง (การทำให้เป็นของเหลว) และขั้นตอนที่สอง - การทำให้เป็นน้ำตาลจริง (การแปลงเป็นน้ำตาลและเด็กซ์ทริน)
การทำให้เป็นของเหลวและการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสของแป้งดำเนินไปภายใต้อิทธิพลของอะไมเลส
ส่วนประกอบของมอลต์อะไมเลสประกอบด้วย a-amylase และ b-amylase เป็นเอนไซม์หลัก
a-amylase ก่อตัวเป็นเดกซ์ทรินและกลูโคสจำนวนเล็กน้อย และ b-amylase จะแยกกลูโคสตกค้างสองส่วนออกจากปลายที่ไม่รีดิวซ์ของโมเลกุลอะไมโลเพกตินและอะมิโลส ซึ่งโมเลกุลของน้ำหนึ่งโมเลกุลติดอยู่ ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของมอลโตส
การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่า b-amylase ทำหน้าที่เฉพาะจากปลายสายที่ไม่ใช่อัลดีไฮด์ ดังนั้นกิจกรรมของมันจะไม่ลดลงในกรณีของการเกิดออกซิเดชันของกลุ่มอัลดีไฮด์ของน้ำตาล
ในกระบวนการทำให้แป้งเหลวด้วยมอลต์อะไมเลสที่มีเอ- และบี-อะไมเลส โมเลกุลขนาดใหญ่จะถูกแยกออกก่อนโดยเอ-อะไมเลส ซึ่งจะทำลายสายโซ่ของอะมิโลสและอะมิโลเพกตินที่พันธะ 1-4 ส่วนใหญ่อยู่ตรงกลางของสายโซ่ขนาดใหญ่ สร้างอนุภาคที่มีน้ำหนักโมเลกุลมาก - เดกซ์ทรินรวมถึงกลูโคสจำนวนเล็กน้อย ภายใต้อิทธิพลของ b-amylase เดกซ์ทรินยังคงสลายตัว ในที่สุดก็สร้างผลิตภัณฑ์ที่ไม่เปื้อนด้วยสารละลายไอโอดีน
ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการย่อยแป้งด้วยเอนไซม์ของแป้งนั้นส่วนใหญ่แสดงโดยมอลโตส แต่ยังรวมถึงกลูโคสบางส่วนและนอกจากนี้เดกซ์ทรินที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ของโมเลกุลสูงถึง 6-8% ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่จุดสาขาของโมเลกุลอะไมโลเพคติน .
การกระทำของบี-อะไมเลสไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดในความหนืดของสารละลายแป้ง
ควรสังเกตว่า b-amylase แยก amylose ออกทั้งหมด ในขณะที่ amylopectin ซึ่งมีโครงสร้างเป็นกิ่ง จะแยกออกเพียง 50% เท่านั้น
การทำให้เป็นน้ำตาลของอะไมโลเพคตินเริ่มต้นที่ปลายโซ่ด้านข้างและหยุดเมื่อแตกแขนงออก จากการเป็นน้ำตาลของอะไมโลเพคตินกับบี-อะไมเลส ก้านของโมเลกุลจึงยังคงอยู่
อะไมโลเพคตินที่ไม่ย่อยสลายหรืออะไมโลเด็กซ์ทรินเป็นอะไมโลเพกตินที่มีสายโซ่ด้านข้างที่สั้นกว่า
อัตราการไฮโดรไลซิสเชิงอารมณ์ของแป้ง
ค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยา saccharification คำนวณโดยใช้สมการปฏิกิริยาโมเลกุลเดี่ยว
การพึ่งพาทางคณิตศาสตร์ของค่าคงที่อัตราต่ออุณหภูมิเป็นไปตามสมการอาร์เรเนียส
เอนไซม์หรือตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นเปลี่ยนปฏิกิริยาเพื่อให้เป็นไปได้ที่พลังงานกระตุ้นที่ต่ำลง ดังนั้นการผกผันของซูโครสจึงต้องใช้เงิน 26,000 แคล/โมล,และอยู่ภายใต้ฤทธิ์ของเอ็นไซม์เพียง 13000 แคล/โมลเนื่องจากพลังงานกระตุ้นลดลง ปฏิกิริยาจึงดำเนินไปในอัตราที่เร็วขึ้น เนื่องจากโมเลกุลส่วนใหญ่มีแอกทีฟเพียงพอ
กลไกการกระตุ้นสามารถเห็นได้จากการชนกันของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาหรือการชนกันภายในโมเลกุลที่เพิ่มขึ้น
อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีและการดูดซับของเอนไซม์กับสารตั้งต้นทำให้เกิดคอมเพล็กซ์ระดับกลางขึ้นซึ่งอัตราการสลายตัวจะเป็นตัวกำหนดอัตราของปฏิกิริยานี้ ตัวอย่างเช่น:
อัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถกำหนดได้โดยจำนวนของโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ กล่าวคือ โมเลกุลที่มีพลังงานกระตุ้นเพียงพอและตอบสนองต่อหน่วยเวลา
ในระหว่างกระบวนการของเอนไซม์ ค่าคงที่สมดุลจะไม่เปลี่ยนแปลง มีเพียงอัตราการเกิดปฏิกิริยาในทิศทางเดียวเท่านั้นที่เพิ่มขึ้น
การเปลี่ยนจากมอลต์อะไมเลสไปเป็นสารละลายสามารถเร่งได้โดยการสร้างสภาวะที่เอื้อต่อการซึมผ่านของน้ำในมอลต์ที่หมักด้วยออสโมติก ตามด้วยการแพร่กระจายของอะไมเลสผ่านผนังของเมล็ดข้าวมอลต์
การลดลงของกิจกรรมอะไมเลสภายใต้การกระทำของสารเติมแต่งบางชนิดเกี่ยวข้องกับการดูดซับสารบางชนิดที่บริเวณของกลุ่มที่ใช้งาน อะไมเลสซึ่งมีกลุ่มแอคทีฟสามารถดูดซับสารอนินทรีย์และอินทรีย์ได้
การปิดกั้นกลุ่มแอกทีฟของอะไมเลสของโลหะ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม ตะกั่ว เมื่อเกลือของโลหะที่เกี่ยวข้องถูกละลาย นำไปสู่ความจริงที่ว่ากลุ่มขั้วไม่สามารถทำหน้าที่ได้ กล่าวคือ มีปฏิสัมพันธ์อย่างแข็งขันกับกลุ่มแป้งที่มีขั้ว .
Zabrodsky และ Vitkovskaya แสดงให้เห็นว่าสาร melanondin มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ amylolytic ของมอลต์และสร้างบทบาทเชิงลบในกระบวนการ saccharification ของแป้งต้ม
วิธีการ saccharification ของวัตถุดิบที่ประกอบด้วยแป้งที่กระจายตัว
ส่วนหนึ่งของวัตถุดิบที่กระจายตัว (50 หรือ 100 กรัม) ถูกถ่ายเทลงในขวดลิตรและน้ำถูกเติมในอัตราส่วน 1:2.5
ของผสมถูกกวนอย่างทั่วถึงด้วยเครื่องกวน (จากมอเตอร์ไฟฟ้า) ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 30-40 นาที หลังจากนั้นก็ถูกให้ความร้อนที่ 55° และถูกทำให้เป็นขั้วเป็นเวลา 30 นาทีด้วยสารสกัดมอลต์ สารสกัดมอลต์ 20% ถูกเตรียมจากมอลต์ข้าวบาร์เลย์และข้าวฟ่างเท่าๆ กัน
สารสกัดถูกเติมลงในวัตถุดิบเมล็ดพืชที่แยกย้ายกันไป saccharified ในอัตรา 16% ของเมล็ดข้าวมอลต์ (ข้าวบาร์เลย์และข้าวฟ่าง) เมื่อเทียบกับแป้งดิบ
อิทธิพลของปริมาณมอลต์ต่อการเป็นน้ำตาลของวัตถุดิบที่ประกอบด้วยแป้งที่กระจายตัว
ภายใต้การกระทำของ a-amylase และ b-amylase บน amylopectin สารตกค้างที่ยังไม่ได้แยกที่มี phosphodextrins ยังคงอยู่ การทำลายพันธะด้วยกรดฟอสฟอริกทำได้โดยการกระทำของเอนไซม์เดกซ์ทริโนลิติก - เดกซ์ทริโนฟอสเฟสซึ่งเรียกสั้น ๆ ว่า เดกซ์ทริเนส. ดังนั้นสำหรับการสลายโมเลกุลแป้งอย่างสมบูรณ์ การมีอยู่ของ เดกซ์ทริเนส.
การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมอะไมเลสมีลักษณะแตกต่างกันเล็กน้อย ในการพักเมล็ดข้าวบาร์เลย์ กิจกรรม a-amylase จะเป็นศูนย์ และหลังจากการเก็บรักษาเป็นเวลานานในเมล็ดพืชเท่านั้นที่สามารถตรวจพบร่องรอยของมันได้ เมื่อเมล็ดงอกในวันที่สามหรือสี่ การเพิ่มขึ้นของเนื้อหาของ a-amylase -amylase สังเกตได้ หลังจากนั้นกิจกรรม a-amylase จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิ 12-14 C ถึงขีด จำกัด ใน 11-14 วันที่อุณหภูมิ 18-20 C ในวันที่เจ็ดและที่อุณหภูมิ 27-28 C ในวันที่ห้า
เดกซ์ทริเนสเช่นอะไมเลสสะสมเมื่อเมล็ดงอก ในช่วงเริ่มต้นของการงอก การสะสมของเดกซ์ทริเนสเช่นเดียวกับเอ็นไซม์ของเมล็ดพืชทั้งหมดเกิดขึ้นอย่างช้าๆ จากนั้นหลังจากสี่วันจะเร็วขึ้น และในตอนท้าย (ในวันที่สิบ) ก็เกือบจะหยุดลง รูปนี้แสดงภาพกราฟิกของพลวัตของการสะสมของอะไมเลสและเดกซ์ทริเนสภายใต้เงื่อนไขของการทำมอลต์ในปัจจุบันสำหรับข้าวบาร์เลย์ ข้าวโอ๊ต และข้าวฟ่าง
ระยะเวลาการงอกสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิต่ำเท่าไร เมล็ดก็ยิ่งงอกนานขึ้น
มอลต์ของธัญพืชต่าง ๆ มีเอนไซม์เหล่านี้ในปริมาณที่แตกต่างกัน ดังนั้นธัญพืชสี่กลุ่มจึงมีความโดดเด่น:
|
ธัญพืช |
เอนไซม์ |
||
|
อัลฟาอะไมเลส |
เบต้าอะไมเลส |
เดกซ์ทริเนส |
|
|
กลุ่มข้าวบาร์เลย์ (ไรย์, ข้าวสาลี, triticale) |
|||
|
กลุ่มข้าวฟ่าง (ข้าวฟ่าง เกาเหลียง) |
|||
|
กลุ่มข้าวโอ๊ต |
|||
|
กลุ่มข้าวโพด |
|||
ธัญพืชหนึ่งเมล็ดไม่เพียงพอต่อการปลูกมอลต์ ใช้มอลต์ 2.3 มอลต์เพื่อให้ได้เอ็นไซม์ทั้งหมดในปริมาณสูง ส่วนใหญ่มักใช้มอลต์ข้าวบาร์เลย์และไรย์ (แหล่งที่มาของอัลฟาและเบต้า-อะไมเลส) และมอลต์ลูกเดือย (เดกซ์ทริเนส) หรือผลรวมของมอลต์สามชนิด ได้แก่ ข้าวบาร์เลย์ ข้าวฟ่าง และข้าวโอ๊ต
ที่โรงกลั่นในประเทศ มอลต์ที่ยังไม่ผ่านการอบแห้งจะใช้สำหรับการทำให้เป็นน้ำตาล ไม่สามารถเก็บไว้ได้นาน ดังนั้น แอลกอฮอล์ทุกชนิด โรงงานเตรียมในปริมาณที่จำเป็นสำหรับงานปัจจุบัน
| ระดับของ saccharification ใน %...
|
ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจากการเป็นน้ำตาลจากแป้งภายใต้การกระทำของมอลต์อะไมเลส ได้แก่ มอลโตสและเดกซ์ทริน อัตราส่วนระหว่างปริมาณของผลิตภัณฑ์เหล่านี้กับมอลต์อะไมเลสที่กระทำต่อแป้งนั้นไม่คงที่และขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำตาลกลูโคส
Pronin แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีปริมาณของมอลต์อะไมเลสเพิ่มขึ้น อัตราส่วนสุดท้ายระหว่างมอลโตสและเดกซ์ทรินจะเปลี่ยนไปอย่างมากต่อมอลโตส คำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับปริมาณมอลต์ที่เหมาะสมที่สุดที่จำเป็นสำหรับการเป็นน้ำตาล
Malchenko และ Krishtul จากการศึกษาการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสของแป้งที่มีมอลต์ในปริมาณต่างๆ กัน พบว่าสำหรับกระบวนการ saccharification มีความเป็นไปได้ที่จะใช้มอลต์ในปริมาณที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับที่ยอมรับในอุตสาหกรรม - มากถึง 5% โดยน้ำหนักของวัตถุดิบแปรรูป
พวกเขากำหนดปริมาณมอลต์ที่เหมาะสมที่สุดซึ่งจำเป็นสำหรับการทำให้เป็นน้ำตาลของวัตถุดิบที่มีส่วนผสมของแป้งต้ม เพื่อศึกษากระบวนการแซ็กคาริฟิเคชันของวัตถุดิบที่กระจัดกระจายและกำหนดปริมาณมอลต์ที่เหมาะสม เราได้ศึกษาจลนศาสตร์ของการเป็นแซ็กคาริฟิเคชันของวัตถุดิบที่กระจัดกระจายด้วยมอลต์อะไมเลส
สำหรับการศึกษาเหล่านี้ เราใช้ 50 Gข้าวโอ๊ตกระจายและ150 มลน้ำ. สารแขวนลอยของข้าวโอ๊ตที่กระจายตัวถูกกวนด้วยเครื่องกวนที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 30 นาที หลังจากนั้นขวดถูกให้ความร้อนถึง 57° และเก็บไว้ในอ่างน้ำที่ 59°
ข้อมูลที่ให้มาแสดงให้เห็นว่าปริมาณมอลต์ที่เหมาะสมที่สุดที่จำเป็นสำหรับการทำเป็นแซ็กคาริฟิเคชันของวัตถุดิบที่ประกอบด้วยแป้งที่กระจายตัวอยู่ในช่วง 6-8% โดยน้ำหนักของวัตถุดิบที่จะเป็นแซ็กคาไรด์ ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการหมักข้าวโอ๊ตที่กระจายตัวเช่นกัน .
เราทำการศึกษาโรงงานทั้งหมดเกี่ยวกับการเป็นน้ำตาลและการหมักวัตถุดิบที่ประกอบด้วยแป้งที่กระจายตัวด้วยมอลต์ 8% (ข้าวบาร์เลย์และข้าวฟ่าง) โดยน้ำหนักของวัตถุดิบที่กระจายตัว
พวกเขาพบว่าการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมของ malt amiasis 1.5 - 5% สามารถทำได้โดยการส่งผ่านกระแสสลับที่มีกำลัง 0.013 - 0.015 แอมแปร์ผ่านสารละลาย เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น กิจกรรมของอะไมเลสจะลดลง
ซาบรอดสกี้ชี้ให้เห็นว่านมมอลต์ที่เตรียมด้วยมวลน้ำตาล ช่วยปรับปรุงกระบวนการเป็นน้ำตาลกลูโคสและความสามารถในการละลายของแป้งมอลต์
โต๊ะ. การสกัดมอลต์อะไมเลส
|
หมายเลขประสบการณ์ |
ความจุในการกลั่น (เป็นมล.) ของนมมอลต์ที่เตรียมไว้ |
||
|
บนมวลต้ม |
เกี่ยวกับมวล saccharified จาก saccharifier ระยะที่สอง |
||
การศึกษาระยะเวลาของการเป็นแซ็กคาริฟิเคชันในสารละลายแป้งบริสุทธิ์พบว่าการเปลี่ยนระยะเวลาของการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสจาก 5 นาทีเป็น 2 ชั่วโมงไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของสารละลายหมัก เมื่อนำมวลที่ต้มแล้วออกจากเมล็ดข้าวเป็นเวลา 5–45 นาที พบว่ามีปริมาณแป้งที่ยังไม่ละลายในแป้งเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในระหว่างการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลอย่างรวดเร็ว ปริมาณน้ำตาลและเดกซ์ทรินที่ไม่ผ่านการหมักจะเท่ากัน การทำให้เป็นก้อนของมวลต้มที่อุณหภูมิ 55 - 58 ° C เป็นเวลา 15 - 120 นาที แทบไม่ทำให้เนื้อหาของสารหมักในสารละลายเพิ่มขึ้น แต่ด้วยการเปลี่ยนสภาพเป็นน้ำตาลนานกว่า ความเข้มข้นของมวลน้ำตาลกลูโคสจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้น ถ้าหลังจากผ่านไป 15 นาทีของการทำให้เป็นน้ำตาล ความเข้มข้นของมวลน้ำตาลกลูโคสจะเท่ากับ 13.8% (ตามค่าแซคคารอมิเตอร์) จากนั้นหลังจาก 120 นาที มวลของน้ำตาลกลูโคสจะเพิ่มขึ้นเป็น 14.8%
ดังนั้น เมื่อเลือกโหมด saccharification ภายใต้สภาวะการผลิต เราควรคำนึงถึงไม่เพียงแค่อุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระยะเวลาของการได้รับสัมผัส ตลอดจนวิธีแปรรูปนมมอลต์ด้วย
การศึกษาที่ดำเนินการที่สถาบันวิจัยการใช้งานพิเศษของยูเครน (Raev, Ashkinuzi) แสดงให้เห็นว่าเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำตาลด้วยวิธีสองขั้นตอน กิจกรรมของเอนไซม์มอลต์อะไมโลไลติกจะถูกเก็บรักษาไว้ได้ดีกว่าและการทำให้เป็นน้ำตาลในระยะแรกเป็นเวลา 10 นาทีและในช่วงที่สอง ระยะ 2 นาที ให้มวล saccharified กับ indicator ดีกว่า saccharification 10 นาทีในแต่ละขั้นตอน จากมุมมองของการเพิ่มผลผลิตของแอลกอฮอล์ การทำให้เป็นน้ำตาลแบบสองขั้นตอนนั้นให้ผลกำไรมากกว่าแบบขั้นตอนเดียว
การศึกษาของ Raev, Ashkinuzi, Drazhner และ Bazilevich เผยให้เห็นการพึ่งพาความสามารถ saccharifying และ dextrinolitic ในวิธีการ saccharification
|
ตัวชี้วัด |
วิธีการแซ็กคาริฟิเคชัน |
|||||
|
เวทีเดียว |
สองขั้นตอน |
|||||
|
ความสามารถในการเสียสละ |
||||||
|
ความสามารถในการสลายเดกซ์ทริโนลิติก |
||||||
ผู้เขียนคนเดียวกันพบว่าการวิเคราะห์การกรอง (การกำหนดอัตราการกรอง) สามารถใช้เป็นเกณฑ์ในการประเมินระบบการกรองด้วยน้ำตาล ตารางแสดงการพึ่งพาอัตราการกรองของมวลแซคคาริฟิเคชันตามระยะเวลาของการเป็นแซ็กคาริฟิเคชัน (ที่อุณหภูมิแซคคาริฟิเคชัน 63-64°C)
โต๊ะ. อัตราการกรองความแออัดหลังจากขั้นตอนที่ 1 ของการเป็นน้ำตาล
|
ปริมาณกรองในมล. |
ปริมาณของสิ่งกรองที่กรองเป็น % ของน้ำหนักของมวลที่กรองแล้วในช่วงเวลาของการตกตะกอนเป็นนาที |
||||
ความสามารถในการกรองของมวลที่เป็นน้ำตาลกลูโคสเกิดจากการแตกตัวของแป้งเป็นมอลโทสและเดกซ์ทริน และการสะสมของมอลโทสซึ่งช่วยลดความหนืดของสารละลาย
คุณภาพของมวลน้ำตาลกลูโคสขึ้นอยู่กับโหมดการย่อยที่นำมาใช้
Zabrodsky และ Polozhishnik แสดงให้เห็นว่าการกรอง การวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรโฟโตเมตริก และการไทเทรตแบบโพเทนชิโอเมตริกสามารถนำมาใช้สำหรับลักษณะการผลิตของมวลที่ต้มและตกตะกอน
ตารางแสดงประสิทธิภาพการกรองของมวลแซ็กคาไรด์ที่สุญญากาศของน้ำ 800 มม.
โต๊ะ. ขึ้นอยู่กับการกรองมวล saccharified กับอุณหภูมิเดือด
|
อุณหภูมิทำอาหารเป็นองศา |
ปริมาตรของตัวกรองหลังจากการกรอง 10 นาทีในหน่วย ml |
||
|
ข้าวโพดธรรมดา |
ข้าวโพดชำรุด |
แป้งข้าวโพด |
|
แป้งบริสุทธิ์ที่ปราศจากโปรตีนและสิ่งเจือปนคอลลอยด์อื่นๆ สามารถกรองได้ดีกว่า มวลที่ถูกกรองจะถูกกรองช้าลงจากข้าวโพดปกติและช้ากว่านั้นจากข้าวโพดที่ชำรุด ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยการก่อตัวของสารคอลลอยด์ที่มีความชอบน้ำมากกว่า (ความสามารถในการดูดซับและกักเก็บน้ำ)
ตามที่ Zabrodsky กล่าวในเมล็ดพืชที่มีข้อบกพร่องที่อุณหภูมิสูงพร้อมกับการสลายตัวและการสลายตัวของสารประกอบโปรตีนมีการสังเคราะห์สารคล้ายฮิวมัสที่ไม่ละลายน้ำ
Klimovsky, Konovalov และ Zalesskaya พบว่าในระหว่างการตกตะกอนของมวลต้มปริมาณของไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการกระทำของเอนไซม์มอลต์โปรตีโอไลติกขึ้นอยู่กับระบอบอุณหภูมิที่ยอมรับสำหรับการต้มวัตถุดิบเมล็ดพืช
ปริมาณไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้มากที่สุด (75% ของไนโตรเจนทั้งหมดของวัตถุดิบ) จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิเดือดที่ 150°C และน้อยที่สุด (32.8%) - ที่อุณหภูมิ - 100°C เมื่ออุณหภูมิเดือดเพิ่มขึ้นเป็น 120 - 140 ° C ปริมาณไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้คือ 40 - 41.9%
ดังนั้นโปรตีนพื้นเมืองของวัตถุดิบที่เป็นแป้งจะถูกย่อยสลายโดยเอนไซม์มอลต์ได้ดีกว่าโปรตีนของวัตถุดิบที่ให้ความร้อน
การแยกย่อยด้วยไฮโดรไลติกของโปรตีนและไขมันบางส่วนในเมล็ดพืช การสลายคาร์โบไฮเดรต การปลดปล่อยกรดฟอสฟอริกจากสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ก่อให้เกิดสารที่มีคุณสมบัติเป็นกรด
ความเป็นกรดของมวล saccharified จากเมล็ดพืชที่มีข้อบกพร่องนั้นสูงกว่าความเป็นกรดของมวล saccharified จากเมล็ดพืชปกติ 1.5-2 เท่า การเปลี่ยนแปลงของความเป็นกรดขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการย่อยวัตถุดิบจะแสดงในรูปกราฟิก
สีของมวลน้ำตาลสามารถทำหน้าที่เป็นเกณฑ์บางอย่างสำหรับกระบวนการที่เกิดขึ้นเมื่อเมล็ดข้าวถูกทำให้ร้อน เมื่ออุณหภูมิเดือดเพิ่มขึ้น มวลจะได้สีฟางสีเหลืองและสีน้ำตาลที่มีความเข้มต่างกัน ด้วยสีมันเป็นไปได้ที่จะตัดสินคุณภาพของมวลต้มในระดับหนึ่ง รูปแสดงกราฟแสดงการขึ้นกับสีของมวลที่ตกตะกอนที่อุณหภูมิจุดเดือด
สำหรับการทำให้แป้งเป็นน้ำตาลจากวัตถุดิบจากเมล็ดพืชและมันฝรั่ง จะใช้มอลต์ผสมของข้าวบาร์เลย์ ข้าวฟ่าง และข้าวโอ๊ต และผลรวมของมอลต์ข้าวฟ่างและข้าวโอ๊ตต้องมีอย่างน้อย 30% อนุญาตให้ใช้ส่วนผสมของมอลต์สองชนิด: ข้าวบาร์เลย์และข้าวโอ๊ตหรือลูกเดือย มอลต์ข้าวบาร์เลย์สามารถแทนที่ด้วยข้าวไรย์ (หรือข้าวสาลี) ทั้งหมดหรือบางส่วน และมอลต์ลูกเดือยกับมอลต์ชูมิซา ห้ามใช้มอลต์จากพืชผลเดียวในการผลิตแอลกอฮอล์จากเมล็ดพืชชนิดเดียวกัน (Smirnov V.A., 1981)....
การเตรียมแสงจันทร์จากวัตถุดิบที่มีแป้งเป็นธุรกิจที่ยุ่งยาก เนื่องจากต้องใช้น้ำตาลเป็นน้ำตาล ผู้เริ่มต้นข้ามมันมาเป็นเวลานานโดยชอบสูตรผสมน้ำตาลที่เรียบง่ายและเข้าใจได้ คุณไม่ควรกีดกันความสุขในการทำขนมไหว้พระจันทร์จากธัญพืชด้วยมือของคุณเอง แค่ศึกษาคำอธิบายที่ชัดเจนของกระบวนการก็เพียงพอแล้ว และอย่าลังเลที่จะลงมือทำธุรกิจ
ภาพจาก www.youtube.com
Saccharification: ประเภทและประโยชน์
ในผลิตภัณฑ์จากธัญพืช คาร์โบไฮเดรตที่ยีสต์จะเปลี่ยนเป็นแอลกอฮอล์จะอยู่ในรูปของแป้ง พอลิแซ็กคาไรด์นี้เป็นห่วงโซ่ของน้ำตาลอย่างง่าย - กลูโคส ฟรุกโตส และซูโครส เพื่อให้ยีสต์เริ่มผลิตเอทานอล จำเป็นต้องแบ่งโมเลกุลแป้งออกเป็นน้ำตาลธรรมดาๆ
saccharification เย็น
การไฮโดรไลซิสของพอลิแซ็กคาไรด์ถูกเร่งโดยการเพิ่มเอนไซม์ที่มีอยู่ในมอลต์หรือซื้อในร้านค้าเฉพาะ เอ็นไซม์ทำงานทีละน้อย ดังนั้นโมโนแซ็กคาไรด์จึงได้มาอย่างช้าๆ และแปรรูปเป็นแอลกอฮอล์ทันที ดังนั้น saccharification จะเกิดขึ้นพร้อมกับการหมัก
- ประหยัดเวลาและความพยายามในการตั้งค่าการบด
- ไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ
- บรากามีความไวต่อการหมักด้วยกรดน้อยกว่าในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการ
- ไม่จำเป็นต้องสร้างและรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้
- ความเป็นไปได้ของการกลั่นโดยการให้ความร้อนโดยตรง
- ระยะเวลาการหมัก เอนไซม์ Braga โดยวิธี saccharification เย็นจะพร้อมใน 2-3 สัปดาห์ แต่ไม่ต้องการความสนใจเป็นพิเศษในช่วงเวลานี้
- มีความเป็นไปได้สูงที่จะเกิดการเปรี้ยวในขั้นตอนของการหมัก ข้อเสียนี้ถูกปรับระดับโดยการเติมยาปฏิชีวนะ
saccharification ร้อน
ภาพจาก mirkateclapp.ru
ความหมายของเทคโนโลยีคือการเร่งการไฮโดรไลซิสของแป้งให้เป็นโมโนแซ็กคาไรด์โดยการรักษาอุณหภูมิให้คงที่ ในเวลาเดียวกัน การแยกตัวก็เกิดขึ้นเนื่องจากเอนไซม์ที่ได้จากมอลต์หรือของเทียมถูกนำมาใช้
- ความเร็วสูงของกระบวนการ saccharification
- หมักเร็ว.
- วัตถุดิบถูกต้มที่อุณหภูมิสูง หากบดไหม้ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะขจัดกลิ่นไหม้จากแสงจันทร์ ดังนั้นคุณต้องผสมวัตถุดิบอย่างต่อเนื่อง
- การรักษาอุณหภูมิหยุดชั่วคราวในระหว่างที่จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิไว้ที่60-65⁰С ในสภาพอุตสาหกรรม ทำได้โดยใช้อุปกรณ์ และที่บ้านคุณต้องห่อของที่ขาดไม่ได้ด้วยผ้าห่ม
- ในขั้นตอนของการเป็นแซ็กคาริฟิเคชัน ความน่าจะเป็นของการทำให้สาโทมีรสเปรี้ยวนั้นสูง
- ก่อนกลั่นต้องกรองส่วนผสม
เมื่อเตรียมบดหมักที่บ้าน การทำปฏิกิริยาเป็นน้ำตาลเย็นจะดีกว่าเนื่องจากความเรียบง่ายของเทคโนโลยี แต่ถ้าคุณต้องการทดลองคุณสามารถลองใช้วิธีร้อนได้
บดหมักทำมาจากอะไร
ภาพถ่ายจากเว็บไซต์ tonnasamogona.ru
การเลือกส่วนผสมไม่ได้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องอธิบายแยกกันสำหรับแต่ละวิธี ปัญหาทั่วไป เช่น การเลือกน้ำและยีสต์ คนทำขนมไหว้พระจันทร์แต่ละคนตัดสินใจด้วยตัวเอง บางคนพอใจกับผลลัพธ์ของยีสต์อัดและน้ำประปา ในขณะที่บางคนใช้ยีสต์ไวน์เท่านั้นและต้องกรองน้ำออก ไม่มีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับรสนิยม และถ้าคุณไม่ใช่วันแรกในแสงจันทร์ แสดงว่าคุณได้เลือกไปแล้ว
แป้ง
ในการผลิตเบียร์ตามบ้าน กลุ่มผลิตภัณฑ์จำนวนมากเรียกว่าวัตถุดิบที่มีแป้ง ประกอบด้วยธัญพืชทุกประเภท ซีเรียล แป้ง พืชตระกูลถั่ว แป้ง พาสต้า และแม้กระทั่งผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ บางครั้งทุกอย่างที่คนขายของชำสามารถซื้อหรือรับอย่างมีกำไรได้ถูกนำมาใช้ แต่นักชิมตัวจริงชอบที่จะใช้วัตถุดิบบางอย่างโดยได้รับคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่เป็นลักษณะเฉพาะของเครื่องดื่มสำเร็จรูป:
- ข้าวสาลีให้รสชาติที่นุ่มนวลและน่ารับประทาน ผลผลิตที่ดีของแสงจันทร์ในวัตถุดิบ 650 มล. ต่อกิโลกรัมเสริมด้วยความราคาถูกของเมล็ดพืช
- ข้าวไรย์ทำให้แสงจันทร์มีรสชาติที่เฉียบคมและเฉพาะเจาะจงซึ่งทุกคนไม่ชอบ ผลผลิตของแสงจันทร์โดยทั่วไปคือประมาณ 600 มล. และเกิดฟองอย่างเข้มข้นเนื่องจากแป้งข้าวไรย์ที่ชงกับเอนไซม์ไม่ควรเติมมากกว่าครึ่งหนึ่งของภาชนะ
- ข้าวโพดให้รสชาติที่ค้างอยู่ในคอและให้ผลผลิตสูงใน 800 มล. แม้จะมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ก็มักใช้เพราะไม่แน่นอนในการทำงาน
- ข้าวบาร์เลย์มีหน้าที่ให้รสชาติที่สดใสและเข้มข้นและช่วยให้คุณได้รับเครื่องดื่มประมาณ 700 มล. ที่ทางออก
- ข้าวที่มีตัวบ่งชี้เกือบ 900 มล. เป็นเจ้าของสถิติการส่งออก กลิ่นของแสงจันทร์อ่อนมาก และอุดตันได้ง่ายเมื่อใช้ร่วมกับวัตถุดิบอื่นๆ
ภาพจาก agro2b.ru
เป็นที่ยอมรับได้อย่างสมบูรณ์ในการใช้ส่วนผสมของธัญพืชต่างๆ เพียงจำไว้ว่ากลิ่นที่นุ่มนวลและไม่สร้างความรำคาญจะหายไปกับพื้นหลังของกลิ่นที่เข้มข้นกว่า บรากาจากข้าวโพดหมักถ้าเติมมอลต์ ¼ ข้าวบาร์เลย์เข้าไป ใกล้เคียงกับส่วนผสมของสูตรบูร์บอง ดังนั้นจึงมีที่ว่างสำหรับจินตนาการ
ธัญพืชหมักช้ากว่าแป้งจากพวกเขาซึ่งเพิ่มโอกาสในการบดเปรี้ยว คุณสามารถเร่งกระบวนการนี้ได้โดยบดหรือบดเรซินให้เป็นแป้ง ธัญพืชไม่ขัดสีซึ่งไม่ได้แกะเปลือกนอกออก ไม่เหมาะสำหรับการต้มเบียร์ที่บ้าน
เอนไซม์
กลุ่มผลิตภัณฑ์ออร์แกนิกชอบที่จะได้รับเอ็นไซม์จากมอลต์ โดยเถียงว่าสารเทียมในเครื่องดื่มนั้นสามารถสังเกตได้แม้หลังจากการกลั่นสามครั้ง คนที่ต้องการน้อยกว่าใช้เอนไซม์สำเร็จรูปเพลิดเพลินกับความสะดวกสบายและราคาถูกและไม่สังเกตเห็นความแตกต่างในรสชาติ หากไม่ลองใช้ทั้งสองตัวเลือกในทางปฏิบัติ จะไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าตัวเลือกใดดีกว่า
มอลต์
เมล็ดที่แตกหน่อจะถูกใช้ทันทีหลังจากที่ถั่วงอกยาว 2 ซม. แล้วจึงเรียกว่ามอลต์สีเขียว หลังจากการงอก มอลต์สามารถทำให้แห้งเพื่อใช้ในอนาคต และบริโภคได้ตามต้องการ มอลต์แห้งเรียกว่าไวท์มอลต์และจำหน่ายแบบสำเร็จรูปซึ่งช่วยลดความยุ่งยากได้
ภาพจาก gotovimudoma.ru
เอนไซม์เทียม
- กลูคาวาโมริน (G);
- อะไมโลซับทิลิน (A);
- เซลลูล็อกซ์ (C);
- โปรโตซับทิลิน (P)
สองอันสุดท้ายเป็นทางเลือก แต่ตามความคิดเห็น เพิ่มผลผลิตของแอลกอฮอล์เล็กน้อยและลดปริมาณสิ่งสกปรก
ส่วนประกอบเสริม
เมื่อเตรียมเกรนบดกับเอนไซม์ แนะนำให้ใช้ส่วนผสมอื่นๆ จำนวนหนึ่งที่ไม่รวมอยู่ในสูตรคลาสสิก แต่ลดความซับซ้อนของการทำงานด้วยการบดและลดโอกาสของการหมักกรดอะซิติกและการหมักกรดแลคติก
- การเติมกรดจะเปลี่ยนค่า pH ของตัวกลางไปทางด้านกรด ซึ่งไม่เอื้ออำนวยต่อแบคทีเรีย ใช้กรดออร์โธฟอสฟอริกหรือกรดซิตริก
- ยาปฏิชีวนะไม่อนุญาตให้แบคทีเรียพัฒนา Amoxiclav หรือยาอื่น ๆ ที่มีกรด clavulonic ทำงานได้ดีที่สุด
- ในฐานะที่เป็น defoamer มีการเพิ่ม "sofexil" หรือยา "bobotik" สำหรับเด็ก - พวกเขาทำงานในลักษณะเดียวกันใช้สิ่งที่คุณได้รับ
ภาพจาก irecommend.ru
บดเมล็ดด้วยเอนไซม์: saccharification เย็น
การเตรียมการนั้นค่อนข้างง่าย และแม้แต่ผู้เริ่มต้นที่ไม่เคยบดมาก่อนก็สามารถรับมือกับมันได้ บราก้าจากแป้งและเอ็นไซม์เตรียมเย็นตามสูตรเดียว โดยคำนวณต่อกิโลกรัมของวัตถุดิบ
ธัญพืชบดกับเอนไซม์: สูตร
ไม่สำคัญว่าผลิตภัณฑ์ประเภทใด และคุณยังใช้ซีเรียล ธัญพืช หรือแป้ง - อัตราส่วนของส่วนประกอบจะไม่เปลี่ยนแปลง
- วัตถุดิบ 1 กก. (แป้ง ข้าวโพด แป้ง ฯลฯ);
- น้ำ 3.5 ลิตร
- เอนไซม์ A และ G 3 กรัม
- ยีสต์แห้ง 20 กรัม (หรือกด 100 กรัม);
- 1 เม็ด amoxiclav ต่อ 20 ลิตร;
- น้ำยาขจัดฟอง 1 มล. ต่อ 20 ลิตร;
- กรดซิตริก 1-2 กรัม
เมื่อใช้มอลต์ โปรดทราบว่าปริมาณของมอลต์ควรอยู่ที่ 150 กรัมต่อวัตถุดิบหนึ่งกิโลกรัม หากมีมอลต์น้อยกว่าในเครื่องบด ควรเติมเอนไซม์
ภาพจาก travelfotki.ru
ส่วนผสมส่วนผสม
- หมักยีสต์ในน้ำหวานอุ่นจนเป็นฟอง หากการหมักไม่เริ่มขึ้นหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมง ยีสต์จะไม่สามารถใช้งานได้
- หากคุณวางแผนที่จะใช้ยาปฏิชีวนะ ให้แช่ยาเม็ดหรือแคปซูลในน้ำให้ละลาย
- เตรียมภาชนะสำหรับหมัก โดยคำนึงว่าควรปล่อยให้ว่าง 1/3 ของปริมาตรเพื่อให้เกิดฟอง
- เทน้ำอุ่น (30-35⁰С) ลงในภาชนะ ใส่เอนไซม์ ยาปฏิชีวนะ สารลดฟอง และกรดซิตริก
- เทธัญพืชหรือซีเรียลผสมกับไม้พายด้ามยาว หากใช้สูตรผสมแป้งหมัก เครื่องผสมก่อสร้างจะมีประโยชน์สำหรับการผสม
- เพิ่มยีสต์สตาร์ท ผสมอีกครั้งจนเนียน
เนื่องจากการหมักแบบเย็นเกิดขึ้นพร้อมกับการหมัก ระยะเวลาของกระบวนการจึงค่อนข้างนาน และควรพยายามทุกวิถีทางเพื่อเร่งให้เร็วขึ้น ซึ่งจะช่วยลดโอกาสในการเกิดรสเปรี้ยวและปริมาณสิ่งสกปรกในส่วนผสม
- อย่าลืมติดตั้งซีลกันน้ำบนภาชนะ ในช่วงแรกๆ การหมักจะเข้มข้นมาก และหากใช้ถุงมือก็สามารถฉีกขาดได้ เจาะถุงมือด้วยเข็มทางการแพทย์แล้วปล่อยทิ้งไว้ ซึ่งจะช่วยให้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ง่ายขึ้น เมื่อการก่อตัวของก๊าซลดลง สามารถถอดเข็มออกได้
- ผัดชง ปั๊มในตู้ปลาทำงานได้ดี แต่ถ้าไม่มี ให้เขย่าเบียร์ด้วยมือทุกวัน ใน 2 วันแรก คุณสามารถถอดผนึกน้ำออก และหลังจากนั้นเพียงหมุนขวดประมาณ 3-4 นาที
ภาพจาก sovetadieta.weebly.com
- อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการหมักคือ26-28⁰С เทอร์โมสตัทของตู้ปลา ฟิล์มทำความร้อนใต้พื้น การวางใกล้แหล่งความร้อน หรือเพียงแค่ห่อเสื้อผ้าอุ่นๆ ก็จะช่วยพยุงได้
- การหมักใช้เวลา 1 ถึง 3 สัปดาห์ ขึ้นอยู่กับขนาดของเมล็ดพืชของวัตถุดิบ หากยังมีอนุภาคขนาดใหญ่เหลืออยู่ การหมักที่เหลือจะขยายออกไปอีกหนึ่งสัปดาห์ การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าหลังจาก 3 สัปดาห์ความแรงของบดเพิ่มขึ้นค่อนข้างไม่มีนัยสำคัญ 1-2% เนื่องจากมีโอกาสเกิดรสเปรี้ยวจึงไม่แนะนำให้รอจนกว่าการหมักจะสิ้นสุดลง
- ตรวจสอบบรากาของคุณหลายครั้งต่อวัน การปรากฏตัวของฟิล์มบนพื้นผิวในขั้นตอนใดเป็นสัญญาณของความเปรี้ยว บดดังกล่าวจำเป็นต้องกลั่นอย่างเร่งด่วนเพราะหลังจากผ่านไปหนึ่งวันแอลกอฮอล์ทั้งหมดจะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดอะซิติกและจะไม่มีอะไรกลั่น
หลังจากการหมักเสร็จสิ้น ควรนำแป้งที่ผสมแป้งไปแช่เย็นเพื่อให้กระจ่างและระบายออกจากตะกอน กรองเมล็ดธัญพืชหรือซีเรียลผ่านตะแกรงแล้วบีบ
เอ็นไซม์ เกรน แมช: แซ็กคาริฟิเคชั่นร้อน
ภาพจาก playerist.ru
วิธีการคลาสสิกที่ช่วยลดเวลาในการหมัก แต่ใช้แรงงานค่อนข้างมาก การทำแซคคาเรชันแบบร้อนจะกระทำในจานทนความร้อนขนาดใหญ่ซึ่งต้องอุ่นบนเตา
วัตถุดิบ
- วัตถุดิบที่มีแป้ง 1 กิโลกรัม
- น้ำ 4.5 ลิตร
- มอลต์ 150 กรัม (หรือเอนไซม์ G และ A 3 กรัม)
- ยีสต์แห้ง 5 กรัม (หรือกด 20 กรัม)
ข้อผิดพลาดในการทำความร้อน
หากไม่ได้ปฏิบัติตามคำแนะนำสำหรับการหยุดอุณหภูมิชั่วคราว การเกิดปฏิกิริยาเป็นน้ำตาลจะไม่เกิดขึ้นเลยหรือจะเป็นเพียงบางส่วนเท่านั้น ในกรณีนี้ เอ็นไซม์จะทำงานตามเทคโนโลยี saccharification เย็น และการหมักจะล่าช้า การอุ่นสาโทอีกครั้งเพื่อพยายามแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นไม่มีประโยชน์
การทำอาหาร
- เทวัตถุดิบลงในภาชนะและเทน้ำร้อน (55⁰С) โดยการกวนอย่างต่อเนื่อง อย่าลืมปล่อยให้พื้นที่ว่างหนึ่งในสามเป็นฟอง
- อุ่นส่วนผสมที่60⁰Сและปรุงอาหารที่อุณหภูมินี้เป็นเวลา 15 นาที
- นำไปต้มและปรุงอาหารประมาณ 1-2 ชั่วโมงจนเนียน แป้งจะพร้อมเร็วขึ้นและซีเรียลจะต้องปรุงเป็นเวลานาน คนอย่างสม่ำเสมอเพื่อไม่ให้ส่วนผสมไหม้
- ทำให้มวลที่คล้ายกับโจ๊กเย็นลงเหลือ65⁰Сและเพิ่มมอลต์บดผสมจนเนียน
- ปิดฝาและปล่อยให้หมักเป็นเวลา 3 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ60-65⁰С ผัดสาโททุก 30 นาทีใน 1.5 ชั่วโมงแรก
- ก่อนสิ้นสุดการหมัก 40-50 นาที ให้ละลายยีสต์ในน้ำอุ่นเพื่อหมัก
- ทำให้สาโทเย็นลงอย่างรวดเร็วถึง 26-30°C เช่น โดยการวางภาชนะในน้ำเย็นจัด
- เพิ่มยีสต์และคนให้เข้ากันจนเนียน
ภาพจาก doughpunching.blogspot.ru
คำแนะนำเพิ่มเติมสำหรับการติดตั้งซีลกันน้ำ การรักษาอุณหภูมิ การผสม และคำแนะนำอื่นๆ ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวจะอยู่ในช่วงเวลาของการหมักซึ่งจะใช้เวลา 4 ถึง 7 วัน
ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าบดจากแป้งและเอ็นไซม์ด้วยวิธีเย็นและร้อนได้อย่างไร มันยังคงเป็นเพียงการแซงเธอโดยปฏิบัติตามกฎทั้งหมดสำหรับการเลือกหัวและก้อยเพื่อไม่ให้เสียรสชาติที่ค้างอยู่ในคอและความเป็นอยู่ที่ดีในตอนเช้า การลองชิมแสงจันทร์จากเมล็ดพืชแท้นั้นคุ้มค่าแน่นอน เพราะรสชาติและกลิ่นที่เป็นลักษณะเฉพาะของมันสามารถทำให้คุณละทิ้งสูตรน้ำตาลไปตลอดกาลเพื่อดื่มเครื่องดื่มแท้ๆ
ข้าวสาลี moonshineสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้มอลต์ โดยไม่มีการหยุดอุณหภูมิด้วยเอนไซม์อัลฟาอะไมเลสและกลูโคอะไมเลส จากประสบการณ์ ฉันจะบอกว่าผลิตภัณฑ์แสงจันทร์ในลักษณะนี้มีคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสที่ดีเยี่ยม ในบทความนี้ ผมจะกล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีการทำขนมไหว้พระจันทร์จากแป้งสาลีโดยใช้เอ็นไซม์ที่ใช้วิธีเป็นแซ็กคาริฟิเคชันแบบเย็น
มูนไชน์จากแป้งสาลี
วัตถุดิบ:- แป้งสาลีพรีเมี่ยม - 3 กก.,
- น้ำ - 12 ลิตร,
- เอนไซม์ A และ G - ช้อนโต๊ะ
- ยีสต์ขนมปังกด - 100 กรัม
สูตรเอ็นไซม์บดละเอียด สูตรเย็น
สำหรับ ปรุงธัญพืชบดด้วยเอนไซม์ก่อนอื่นคุณต้องต้มน้ำให้เป็น "ชาอุ่น" เพิ่มเอนไซม์ A และ G หนึ่งช้อนโต๊ะผสมให้เข้ากัน ถัดไปค่อยๆเพิ่มแป้งในขณะที่คนให้เข้ากันเพื่อไม่ให้เกิดก้อน สะดวกในการกวนแป้งด้วยเครื่องผสมก่อสร้าง หลังจากที่เราหลับสนิทแล้ว ให้ผสมอีกครั้ง บรากาสามารถใส่ได้โดยไม่ต้องผนึกน้ำสิ่งสำคัญคือมันจะอยู่ในที่อบอุ่น ในระหว่างการหมักซึ่งกินเวลา 4-5 วันถึงหนึ่งสัปดาห์ ฉันผสมมันบดวันละหลายครั้งด้วยการตี
สำหรับวิธีการแซ็กคาริฟิเคชั่นแบบเย็น ฉันใช้เอ็นไซม์แห้งกับเอนไซม์เหลว เทคโนโลยีนี้แสดงผลผลิตของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปต่อกิโลกรัมแป้งที่ต่ำกว่า สำหรับเอนไซม์เหลว ต้องใช้วิธีการนึ่งแป้งหรือซีเรียล
การกลั่นแป้งบด
เมื่อคลุกเคล้ากลับคืนมา จะต้องระบายน้ำออกจากตะกอนอย่างระมัดระวัง หากต้องการ ให้ทำให้กระจ่างด้วยเบนโทไนต์หรือทำให้เย็นลงเพียง 3-5 องศา การกลั่นแป้งบดเริ่มต้นด้วยการเลือกแอลกอฮอล์ดิบตามปกติโดยไม่ต้องแยกเป็นเศษส่วนจำเป็นต้องเลือกมากถึง 2-4% เกือบถึงศูนย์ เป็นผลให้ฉันออกมา 3 กก. แป้ง - แอลกอฮอล์ดิบ 31% 3.3 ลิตรซึ่งไม่เลวสำหรับการเป็นแซ็กคาไรด์แบบเย็น
การกลั่นครั้งที่สองเป็นแบบเศษส่วน ส่วนหัวสำหรับซีเรียลที่ฉันเลือกแอลกอฮอล์สัมบูรณ์ประมาณ 7-10% ประมาณ 90 มล. ฉันมี "หัว" ฉันมักจะเลือกส่วนตรงกลาง (ดื่ม) มากถึง 80-60% ในสตรีมขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้การกลั่น มูนไชน์ข้าวสาลีเจือจางเป็น 40-45% หากจำเป็นสามารถทำความสะอาดด้วยถ่านกัมมันต์
การทำให้แสงจันทร์บริสุทธิ์ด้วยถ่านหิน
ในการทำความสะอาดแสงจันทร์ด้วยถ่านหิน คุณต้องมี 1 ช้อนโต๊ะ ล. ล. ต่อแสงจันทร์ 1 ลิตรที่เจือจางแล้วจนถึงระดับ 40-45% เทถ่านหินลงในแสงจันทร์ ผสมให้เข้ากัน 5-10 นาที ทิ้งไว้ 6-12 ชั่วโมง กรองผ่านผ้าก๊อซ 4 ชั้นก่อน จากนั้นกรองผ่านแผ่นกรองฝ้ายที่มีความหนาแน่นสูง ก่อนชิมแสงจันทร์ควรพักสักสองสามวัน แสงจันทร์จากข้าวสาลีมีกลิ่นหอมที่เป็นกลางและด้วยเฉดสีของเมล็ดพืชเล็กน้อยจึงดื่มได้ง่ายหลังจากการทำให้เป็นคาร์บอนจะมีความคมชัดของวอดก้าเล็กน้อย ผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยมสำหรับทิงเจอร์ การขัดสีด้วยชิ้นไม้โอ๊ค แยกจากกันฉันแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคยกับ
ยีสต์ต้องการน้ำตาลในการผลิตแอลกอฮอล์ ในพืชผลธัญพืช พบในรูปของแป้ง ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยสายโซ่ของโมเลกุลกลูโคส ฟรุกโตส และซูโครส ยีสต์กินเฉพาะโมโนแซ็กคาไรด์ (หนึ่งโมเลกุล) ดังนั้นก่อนที่จะวางบด โซ่โมเลกุลของแป้งจะต้องถูกแบ่งออกเป็นโมเลกุลที่แยกจากกัน มิฉะนั้น จะไม่มีการหมัก
แซคคาริฟิเคชั่น- เป็นกระบวนการแยกวัตถุดิบที่ประกอบด้วยแป้ง (แป้ง ซีเรียล มันฝรั่ง ฯลฯ) ไปเป็นน้ำตาลอย่างง่ายภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ธรรมชาติ (จากมอลต์) หรือเอนไซม์สังเคราะห์ (สังเคราะห์) เนื่องจากคุณสมบัติด้านอุณหภูมิของเทคโนโลยี วิธีแรกเรียกว่า saccharification ร้อน วิธีที่สอง - เย็น
ในกรณีส่วนใหญ่ วัตถุดิบจากเมล็ดพืชมีราคาถูกกว่าน้ำตาลบริสุทธิ์ ดังนั้น แม้จะคำนึงถึงผลผลิตที่ต่ำกว่า การทำบดจากธัญพืชก็ทำกำไรได้ และรสชาติของการกลั่นเมล็ดพืชก็น่าพึงพอใจกว่าน้ำตาลมาก ผลผลิตทางทฤษฎีของแอลกอฮอล์สัมบูรณ์จากพืชผลประเภทต่างๆ แสดงไว้ในตาราง
| วัตถุดิบ | แอลกอฮอล์ มล./กก. |
|---|---|
| ข้าวสาลี | 430 |
| บาร์เล่ย์ | 350 |
| ไรย์ | 360 |
| ข้าวโพด | 450 |
| ข้าวโอ้ต | 280 |
| เมล็ดถั่ว | 240 |
| ข้าวฟ่าง | 380 |
| ข้าว | 530 |
| ถั่ว | 390 |
| มันฝรั่ง | 140 |
| แป้ง | 710 |
| น้ำตาล | 640 |
ความสนใจ! ค่าเหล่านี้เป็นค่าตามทฤษฎี ที่บ้านสามารถสูญเสียแอลกอฮอล์ได้มากถึง 15%
saccharification ร้อนกับมอลต์
วิธีการแบบคลาสสิกที่ใช้กันมานานหลายศตวรรษ ในสภาพแวดล้อมที่ชื้น เมล็ดพืชจะงอก ซึ่งกระตุ้นเอนไซม์ที่จำเป็นซึ่งสามารถแปรรูปแป้งได้ เมล็ดธัญพืชที่แตกหน่อถึงสภาวะหนึ่งเรียกว่ามอลต์ซึ่งมีสองประเภทคือสีเขียวและสีขาว
มอลต์สีเขียวใช้สำหรับการทำให้เป็นน้ำตาลของวัตถุดิบทันทีหลังจากที่ถั่วงอกมีความยาวที่เหมาะสม แต่จะถูกเก็บไว้นานถึง 3 วัน หากซีเรียลที่แตกหน่อแห้งจะได้รับมอลต์สีขาวซึ่งสามารถเก็บไว้ได้นานขึ้น ทั้งสองประเภทสามารถรับมือกับงานของตนได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกัน
ข้อดีของการแซ็กคาริฟิเคชันกับมอลต์คือใช้เวลาสองสามชั่วโมงเพื่อให้ได้น้ำตาล ผลลัพธ์ที่ได้คือแป้งที่บดจะกลับคืนมาเร็วกว่าการเติมเอ็นไซม์เทียม
แต่วิธีนี้มีข้อเสียหลายประการ:
- ต้องการอุณหภูมิสูงซึ่งวัตถุดิบสามารถเผาไหม้ได้
- จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่ (60-72 ° C) เป็นเวลาหลายชั่วโมงซึ่งบางครั้งก็ยากที่บ้าน
- สาโท saccharified อาจมีรสเปรี้ยวอย่างรวดเร็ว
เทคโนโลยีมอลต์ saccharification
1. เทธัญพืชหรือแป้งอย่างช้าๆ ด้วยน้ำที่อุณหภูมิ 50-55 ° C กวนอย่างต่อเนื่องเพื่อไม่ให้เกิดก้อน สำหรับวัตถุดิบ 1 กก. ต้องใช้น้ำ 4-5 ลิตร เติมภาชนะไม่เกิน 75%
2. เพิ่มอุณหภูมิเป็น 60°C ค้างไว้ 15 นาที
3. นำส่วนผสมไปต้ม ปรุงเป็นเวลา 60-120 นาทีจนกว่าจะได้มวลโจ๊กที่เป็นเนื้อเดียวกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบ แป้งปรุงน้อยลงซีเรียล - นานขึ้น
4. ต้มโจ๊กให้เย็นที่อุณหภูมิ 63-70 องศาเซลเซียส ใส่มอลต์ที่บดแล้ว (150 กรัมต่อวัตถุดิบ 1 กิโลกรัม) คนตลอดเวลา
5. เมื่ออุณหภูมิถึง 61-65 องศาเซลเซียส ให้ปิดฝาภาชนะแล้วห่อด้วยวิธีใดก็ได้เพื่อให้ร่างกายอบอุ่น รักษาอุณหภูมิที่กำหนดเป็นเวลา 2-4 ชั่วโมง คนทุกๆ 30 นาทีในช่วง 50% แรกของช่วงเวลา
6. เพื่อป้องกันไม่ให้วัตถุดิบเปรี้ยว ให้ลดอุณหภูมิลงเหลือ 25 °C โดยเร็วที่สุด ใส่ยีสต์ (ปกติจะแห้ง 5 กรัม หรือกด 25 กรัมต่อวัตถุดิบ 1 กก.) ติดตั้งผนึกน้ำแล้วหมักใน ที่มืดที่อุณหภูมิห้อง บราก้าจะลงเล่นในอีก 2-6 วัน
การควบคุมอุณหภูมิเป็นหัวใจของกระบวนการ หากไม่ปฏิบัติตามระบอบอุณหภูมิ saccharification จะไม่เกิดขึ้นหรือจะไม่สมบูรณ์ การอุ่นซ้ำจะไม่มีประโยชน์ เนื่องจากเอนไซม์จะสูญเสียกิจกรรม สัดส่วนของน้ำ มอลต์ และยีสต์เป็นค่าโดยประมาณ ค่าที่แน่นอนและช่วงเวลาในการต้มขึ้นอยู่กับสูตรและประเภทของวัตถุดิบ
saccharification เย็นด้วยเอนไซม์
มอลต์สามารถถูกแทนที่ด้วยเอ็นไซม์สองชนิดคือ Amylosubtilin และ Glucavamorin ส่วนแรกแบ่งโมเลกุลบางส่วน ส่วนที่สอง - แปรรูปแป้งเป็นน้ำตาล เทคโนโลยีการทำให้เป็นน้ำตาลกลูโคสแบบเย็นนั้นง่ายกว่าและถูกกว่าการกลั่นมอลต์มาก และผลลัพธ์ก็ใกล้เคียงกัน เอ็นไซม์และน้ำจะถูกเติมลงในวัตถุดิบในขั้นตอนการเตรียมบด การเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลและการหมักเกิดขึ้นเกือบพร้อมกัน
ประโยชน์ของเอนไซม์ saccharification:
- ง่ายกว่าสำหรับนักกลั่นมือใหม่ที่ไม่มีอุปกรณ์พิเศษ
- ไม่ต้องการอุณหภูมิสูงและการปฏิบัติตามอุณหภูมิหยุดชั่วคราว
- ลดต้นทุนแรงงานในการเตรียมบด
ข้อบกพร่อง:
- ต้องมีเอนไซม์พิเศษ
- เวลาหมักบดเพิ่มขึ้นเป็น 10-20 วัน;
- มีความเห็นว่าเอนไซม์ของผลิตภัณฑ์ไม่เป็นธรรมชาติและทิ้งรสที่ค้างอยู่ในคอแม้หลังจากการกลั่นหลายครั้ง ดังนั้นในการกลั่นที่บ้าน ควรใช้มอลต์ด้วยวิธีดั้งเดิมจะดีกว่า
เทคโนโลยี saccharification เย็น
1. ใส่วัตถุดิบ (ซีเรียล แป้ง แป้ง พาสต้า ฯลฯ) น้ำ 30-35 องศาเซลเซียส (3-4 ลิตรต่อวัตถุดิบ 1 กิโลกรัม) เอ็นไซม์ Amylosubtilin และ Glukavamorin (3-5 กรัมต่อ 1 กิโลกรัม) ), ยีสต์ (แห้ง 5 กรัม หรือ เบเกอรี่ 25 ครั้ง ต่อ 1 กิโลกรัม)
ภาชนะต้องไม่เติมเกิน 70% ทำให้เกิดฟองได้
2. ผัดปิดด้วยผนึกน้ำ ย้ายไปยังที่มืด อุณหภูมิ 20-28°C
3. การหมักจะเริ่มใน 1-5 ชั่วโมง สองสามวันแรกจะทำงาน จากนั้นความเข้มข้นจะลดลง เวลาหมัก - 7-25 วัน หากมีฟิล์มบาง ๆ ปรากฏบนพื้นผิวนี่เป็นสัญญาณของการเปรี้ยวจำเป็นต้องบดให้ทัน
4. นำแป้งที่บดเสร็จแล้วออกจากตะกอนแล้วแซง การทำให้กระจ่างด้วยเบนโทไนท์ไม่ได้ผล
ขึ้นอยู่กับสูตร ส่วนผสมอื่น ๆ อาจถูกเพิ่มลงในส่วนผสม: ยาปฏิชีวนะเพื่อป้องกันการเปรี้ยว, น้ำสลัดยีสต์ยอดนิยมสำหรับการหมักแบบเร่ง, กรดที่ทำให้ความเป็นกรดของสาโทคงที่และสารต้านฟอง สัดส่วนของ Amylosubtilin และ Glukavamorin ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของเอนไซม์และระบุไว้บนบรรจุภัณฑ์โดยผู้ผลิต
บทความที่เกี่ยวข้อง
