Горячее осахаривание солодом: нюансы и технология процесса. Горячее осахаривание

Во время производства браги для перегонки необходимо добиться, чтобы сырье содержало достаточное количества сахара. В случае фруктового сырья проблем нет: в этом случае в них содержится и без того достаточно большое количество фруктозы и глюкозы, которые легко разлагаются бактериями. Однако при использовании в качестве сырья злаков ситуация несколько иная.

Искусственные ферменты продаются в магазине: их достаточно просто добавить к злакам, чтобы начать процесс ферментации, однако этот процесс мы рассматривать в рамках этой статьи не будем.

Естественные ферменты получаются в результате процессе, который называется «осахаривание солодом». Его смысл заключается в том, что к зернам добавляется горячий солод, который уже содержит необходимые ферменты. То есть к зерну добавляется солод (пророщенное зерно), что и позволяет более быстро начать процесс ферментации. Чем больше массовая доля солода – тем быстрее пойдет ферментация.

Считается, что хорошим решением является использования рахзных культур, например, пшеничного сырья и ячменного солода, или овсяного зерня и пшеничного солода. Однако, при соблюдении технологии можно получить хороший результат и при исопльзовании сырья и солода одной и той же культуры.

Может, просто добавить сахара?

Конечно, всегда в брагу можно просто добавить сахара; однако, как показывает практика, приготовление браги из зерна просто экономически целесообразней при наличии доступа к зерну. Кроме того, дистиллят, получаемый на простой закваске типа «вода+дрожжи+сахар» не обладает никакими вкусовыми качествами, не говоря уже о достаточно высокой цене.

Зерно же способно увеличить количество первоначального сахара до 7-8 раз от первоначального содержания сахара в нем, если провести так называемое горячее осахаривание солодом.

Как провести горячее осахаривание солодом?

В первую очередь, необходимо подготовить сырье. Для этого необходимо взять злаки, из которых будет делаться брага, залить ее водой (на 1 килограмм зерна нужно 5 литров воды), после чего поставить на медленный огонь до медленного нагревания. При этом зерно в воде необходимо постоянно перемешивать, добиваясь максимально равномерного состава полученной смеси. Не рекомендуется использовать слишком маленькую посуду: емкость, в которой будет происходить этот процесс, не должна быть заполнена больше, чем на ¾ от своего объема.

Когда температура браги поднимется до 60-65 градусов, нагревание стоит прекратить и поддерживать температуру в этих рамках в течение не менее 10 минут. После чего температуру можно резко поднятьи начать буквально варить зерно (мука вариться меньше, крупа – дольше). Как правило, варка занимает не менее полутора часов, в результате чего брага становится похожей на густую кашу. Во время варки браги необхоидмо постоянно перемешивать и не допускать подгорания.

После варки, когда готовая брага превратиться в кашу, необходимо охладить брагу вновь до 60 градусов, после чего добавить туда измельченный солод. Пропорция примерно следующая – на один килограмм готовой браги нужно около 180-200 грамм солода. После добавления солода необходимо продолжать процесс перемешивания. Этот этап длится еще около получаса.

Затем брагу можно остудить до 25 градусов, после чего она будет готова к внесению дрожжей. Стоит помнить, что высокая температура может оказаться смертельной для дрожжей, поэтому добавлять их необходимо исключительно только после того, как брага остыла. Оптимальной температурой является 23-32 градуса по Цельсию. На один килограмм сырья достаточно около 25 грамм прессованных или 5 грамм сухих дрожжей.

Брага становится готовой в течение одной недели после установки гидрозатвора.

Временный интервал между осахариванием и установкой гидрозатвора

Стоит отдельно сказать, что нельзя сильно оттягивать процесс ферментации, и его лучше начать как можно ближе к окончанию осахаривания. То есть большую паузу между этапами «осахаривание» и «добавление дрожжей» делать нельзя, в противном случае все просто скиснет. Желательно добавление дрожжей проводить в день осахаривания.

Осахаривание представляет собой расщепление крахмалосодержащего сырья на простые сахара с помощью естественных или искусственных ферментов. Обычно из зерна делать напитки намного дешевле, чем на сахаре, да и вкуснее. Поэтому проводится осахаривание сырья. Технология проведения процесса осахаривания бывает горячей и холодной. Давайте подробнее о них поговорим.

Чтобы выработать спирт дрожжи должны вступить в контакт с сахаром. Зерновые культуры обогащены крахмалом, который заменяет сахар. Крахмал состоит из молекул глюкозы, фруктозы и сахарозы. Для дрожжей необходима только одна молекула из сахарной цепочки молекул. Именно поэтому прежде чем объём сусла соединить с крахмалом, его нужно разделить на отдельные молекулы.

Горячая обработка

Зерно помещают во влажную среду, в которой оно прорастает. Начинают активизироваться ферменты, которые перерабатывают крахмал. Солодом называют проросшее зерно. Оно бывает зелёным и белым. Зелёный солод применяют, чтобы осахарить сырьё сразу после появления нужных ростков. Срок его годности всего три дня. После просушивания злак приобретает белый цвет. Его можно хранить дольше. И зелёный и белый солод применяется для процесса осахарения, так как они действуют одинаково.

Плюсы метода

Рассахаривание солодом помогает очень быстро получить сахар, благодаря чему бражка быстрее отыграет. Искусственные ферменты намного медленнее справляются с поставленной для них задачей.

Минусы метода

Недостатки осахаривания с применением солода:

1. Важно соблюдать высокую температуру. При этом следует следить, чтобы сырьё не подгорело;
2. Важно пару часов удерживать температуру на отметке 60 – 72 градуса. Дома такое условие очень трудно соблюсти;
3. Осахарённый объём сусла очень быстро скисает.

Но, не смотря на такие недостатки, горячий метод осахаривания применяется часто.

Процесс проведения осахаривания горячим методом

Ссахаривание для крахмалосодержащего сырья горячим способом проводится следующим образом:

1. Медленной струйкой введите в крупу или муку воду температурой 50 градусов. Чтобы избежать комков важно смесь постоянно помешивать. Один килограмм сырья поглотит около четырёх – пяти литров жидкости. В таре должно остаться 25 процентов свободного места до верха;
2. Подогрейте температуру в ёмкости до 60 градусов и старайтесь её удерживать в течение пятнадцати минут;
3. Когда сырьё закипит, варите его в течение часа – двух. Когда получится однородная кашеобразная масса, значит продукт готов к дальнейшим действиям. При этом важно учесть, что крупа варится дольше, чем мука;
4. Кашу охладите до температуры 65 градусов. Добавьте мелко нарезанный солод и перемешайте. На килограмм каши потребуется 150 грамм солода;
5. Накройте тару крышкой и плотно укутайте тёплыми одеялами, чтобы сохранить тепло. Первые два часа следует сырьё перемешивать каждые полчаса. Затем два часа дайте ему постоять в спокойствии;
6. Для того чтобы сырьё не прокисло, снизьте температуру до 25 градусов и добавьте дрожжи. Для каждого килограмма сырья возьмите 5 грамм сухих или 25 грамм прессованных дрожжей. После их внесения, установите гидрозатвор и поставьте на брожение в темноте при комнатной температуре.

Через 2 – 6 дней брага будет готова.

Холодная обработка

Вместо солода можно использовать такие ферменты как Амилосубтилин и Глюкаваморин. Первый фермент молекулы частично расщепляет, а второй – крахмал полностью превращает в сахар. Холодный процесс осахаривания проще и дешевле горячего. Результат в обеих методах получается почти одинаковый. При приготовлении сусла в него добавляются искусственные ферменты, предварительно разведённые в воде. Крахмал превращается в сахар почти одновременно с процессом брожения.

Плюсы метода

Холодный метод осахаривания могут применять даже те виноделы, которые впервые берутся за приготовление алкогольных напитков. При этом он не нуждается в соблюдении высоких температур. Для переработки крахмалосодержащего сырья не требуется больших трудозатрат.

Минусы метода

Чтобы получить брагу потребуется купить специальный фермент. Брожение длится не 5 – 7 дней, а дольше – 10 – 20. Ферменты в готовом продукте оставляют не очень приятный привкус. Даже если его перегнать несколько раз, вкус не улучшится. Поэтому специалисты, которые изготавливают алкоголь, отдают своё предпочтение натуральному солоду, а не искусственным ферментам.

Процесс проведения осахаривания холодным методом

Холодное осахаривание проводится следующим образом:

• В большую тару поместите сырьё. Залейте его водой температурой 30 градусов. На килограмм крупы, муки, крахмала или макаронных изделий потребуется четыре литра жидкости;
• Добавьте на каждый килограмм сырья по 4 грамма ферментов Амилосубтилина и Глюкаваморина, а также по 5 грамм сухих или 25 прессованных дрожжей. Так как в процессе осахаривания будет много пены, важно чтобы было свободно 30 процентов ёмкости;
• Хорошо всё перемешайте и закройте гидрозатвором. Поставьте тару в тёмном месте при комнатной температуре;
• Длительность брожения от 7 до 25 дней. В случае покрытия сусла тоненькой плёнкой, его следует срочно перегнать, так как началось скисание продукта;
• Когда брага будет готовой, снимите её с осадка и перегоните.

Иногда, чтобы предупредить скисание сусла в него добавляют антибиотики, чтобы ускорить брожение – дрожжи подкармливают, для стабилизации кислотности – используют специальную кислоту. В каком количестве и какой именно фермент нужно взять можно прочитать на упаковке производителя.

Осахариваем крахмал

Солод, смешанный с водой называется солодовым молоком. Такой раствор позволяет провести осахаривание крахмала. Солодовое молоко состоит из фермента (диастаза), который взаимодействует с крахмалом сусла.

Солодовое молоко можно получить из ячменного, ржаного и просяного солода. Их смешивают в пропорции 2:1:1. Полученную массу залейте водой температурой 60 градусов. Через 10 минут слейте жидкость. Массу перемелите с помощью кофемолки и залейте водой с температурой 50 градусов. Хорошо перемешайте до получения белой однородной массы. Для одного килограмма крахмалосодержащего продукта нужно взять 70 грамм солода и пол-литра воды.

Осахаривание крахмала проводится следующим образом:

1. Полученное солодовое молоко смешайте с крахмалосодержащим сырьём и водой. Подогрейте до температуры 60 градусов;
2. Если проводится процесс осахаривания из муки, дайте сырью постоять 8 часов, если процесс осахаривания происходит из картошки – нужно всего пару часов для завершения процесса. Важно, чтобы температура сусла не превышала 65 градусов;
3. После завершения процесса осахаривания важно проверить концентрацию сахаров в сусле и есть ли неосахарённый крахмал. Проверка проводится с помощью йодной пробы;
4. Наличие или отсутствие неосахарённого крахмала проводится с помощью специальной пробы. Возьмите с самого верха 10 миллилитров готового продукта. Хорошо его профильтруйте и добавьте пару капель йодного раствора. Он готовится из половины грамма кристаллов йода, одного грамма йодистого калия и 125 миллилитров воды. Если проба цвет не поменяла, значит, процесс осахаривания завершился. Если проба стала красной, процесс ещё не закончился. Проба может стать фиолетового цвета. Это означает, что процедура осахаривания происходит очень плохо и нужно добавить ещё немного солодового молока;
5. Концентрация сахара проверяется так. Слейте осветлённый слой браги, отфильтруйте и налейте 200 миллилитров в стакан. Опустите в него сахарометр. Качественным продуктом считается тот, который имеет концентрацию сахаров выше 16 процентов и сладковатый вкус.

Кислотность осахарённого крахмала проверяют специальными бумажными индикаторными полосками. Когда сусло будет проверено на осахаривание и кислотность, в него добавляют нужное количество дрожжей и оставляют его бродить. Теперь вы знаете, как происходит процесс осахаривания. Какими способами его осуществляют и с помощью, каких ферментов.

Назначение процесса осахаривания

Разжижение и осахаривание крахмала ферментативным гидролизом хорошо исследовано и изучено. Назначение его состоит в переводе крахмала, содержащегося в разваренной массе, в сахара (мальтоза + декстрины) под воздействием амилазы зеленого солода или плесневелых грибов при подготовке его (крахмала) к сбраживанию.

В 1811 году адъюнкт Российской Академии наук Константин Кирхгоф открыл превращение крахмала в сахар при кипячении с серной кислотой. За это открытие он был избран экстраординарным академиком и награжден пенсией. В 1814 году Кирхгоф открыл другую не менее важную каталитическую реакцию - действие диастсза солода на крахмал.

В статье "О приготовлении сахара из крахмала" Кирхгоф указывал, что "высокая цена арабского гумми побудила меня искать дешевого суррогата последнего. И казалось мне возможным и достижимым устранить желатинообразное состояние кипяченого крахмала посредством разбавленных минеральных кислот и теплоты, а если это удалось бы, предполагал я, тогда он (крахмал) должен был быть похож на арабское гумми". И дествительно, сегодня общеизвестно, что что серная,азотная и щавелевая кислоты уничтожают желатинообразное состояние крахмала и под их воэдействием при продолжительном нагревании крахмал превращается в глюкозу.

Для изучение эволюции представлений о процессе гидролиза, частным случаем которого является осахаривание крахмала, представлеют интерес воззрения профессора А.Н. Ходнева.

В 1852 году профессор Ходнев высказал мысль, что катализатор является химически активным веществом, которое дает промежуточные продукты. Каталитическое воздействие кислот на крахмал и превращение его в глюкозу профессор Ходнев объяснял предварительным образованием "парных соединений", например серная кислота присоединяется к крахмалу, а это соединение легко распадается при нагревании с водой на серную кислоту и углевод, который в "минуту выделения поглощает воду и переходит в виноградный сахар".

Действие диастаза зеленого соода на крахмал, по мнению профессора Ходнева, также состоит в постепеном образовании и разложении "парных соединений".

В последнее время стали известны природа и состав ферментов. Установлено, что фермент состоит из белковой части (апофермента) и свободной от белка части (простетической), называемой коферментом.

Кофермент можно отделить от апофермента путем диализа, причем в свободном состоянии коферменты термостабильны. При соединении кофермента с апоферментом восстанавливается присущая молекуле фермента активность.

Молекула апофермента обладает, по-видимому, функциями активирования полярных групп и связывания фермента с субстратом.

Соединение фермента с субстратом может тормозиться веществами, образующими с ферментом стойкие соединения.

Предположение об образовании промежуточных соединений фермента и субстрата ранее основывалось главным образом на изучении кинетики реакций при различных условиях. В настоящее время образование пероксидазой и каталазой комплексов с субстратом доказано спектрофотометрическим анализом.

При тесном соприкосновении реакционной группы фермента с реакционной группой субстрата образуется ферментсубстратный комплекс.

В ферментсубстратном комплексе имеется связь между полярными группами фермента и субстрата.

Механизм связи комплекса фермент-субстрат был также доказан при помощи глюкозофосфатов, специально помеченных атомами С 14 .

Соединение фермента с субстратом зависит от пространственного расположения вступающих в реакцию групп фермента и субстрата и их конфигурации.

Многие детали механизма образования ферментсубстратного комплекса изучены еще недостаточно, но можно с уверенностью сказать, что в его образовании участвуют несколько реакционных групп субстрата и фермента. Данное положение подтверждается специфичностью ферментативных реакций, причем важную роль при этом форма поверхностей реагирующих групп фермента и субстрата.

Как известно, при ферментативном гидролизе крахмала в условиях спиртового производства получается мальтоза и смесь промежуточных продуктов, называемых декстринами.

Мальтоза легко сбраживается дрожжами с образованием спирта (и побочных продуктов брожения) и углекислоты, а превращение декстринов в сахара и сбраживание их происходит в период дображивания под действием разжижающих амилолитических ферментов

Процесс осахаривания крахмала протекает в две стадии: в первой происходит уменьшение вязкости раствора крахмала (разжижение) и во второй - собственно осахаривание (превращение в сахара и декстрины).

Разжижение и осахаривание крахмала протекают под воздействием амилазы.

В состав амилазы солода входят в качестве основных ферментов а-амилаза и b-амилаза.

а-амилаза образует декстрины и небольшое количество глюкозы, а b-амилаза отщепляет с нередуцирующих концов молекулы амилопектина и амилозы по два глюкозных остатка, к которым присоединяется одна молекула воды, в результате чего образуется мальтоза.

Исследования последних лет показали, что b-амилаза действует только с неальдегидного конца цепи, в связи с чем активность ее не уменьшается в случае окисления альдегидных групп сахара.

В процессе разжижения крахмала солодовой амилазой, содержащей а- и b-амилазу, крупные молекулы вначале расщепляются а-амилазой, разрывающей цепочки амилозы и амилопектина по связи 1-4 преимущественно в середине крупных цепей, образуя частицы с большим молекулярным весом - декстрины, а также небольшое количество глюкозы. Под воздействием b-амилазы декстрины продолжают расщепляться, образуя в конечном итоге продукты, не окрашивающиеся раствором йода.

Конечные продукты ферментативного гидролиза крахмала в основном представлены мальтозой, но включают также некоторое количество глюкозы и, кроме того, до 6-8% низкомолекулярных неосахариваемых декстринов, образующихся главным образом у точек разветвления молекулы амилопектина.

Действие b-амилазы не вызывает заметного изменения вязкости раствора крахмала.

Необходимо отметить, что b-амилаза расщепляет амилозу полностью, в то время как амилопектин, обладающий разветвленной структурой, расщепляется лишь на 50%.

Осахаривание амилопектина начинается с концов боковых цепочек и останавливается, дойдя до разветвления. В результате осахаривания амилопектина b-амилазой остается ствол молекулы, лишенный ветвей.

Не подвергшийся расщеплению амилопектин - амилодекстрин - представляет собой амилопектин с более короткми боковыми цепями.

Скорость фементативного гидролиза крахмала

Константы скорости реакции осахаривания рассчитываются по уравнению мономолекулярной реакции.

Математическая зависимость константы скорости от температуры удовлетворяет уравнению Аррениуса

Фермент или другой катализатор изменяют реакцию так, что она становится возможной при более низкой энергии активации. Так, инверсия сахарозы требует затраты 26000 кал/моль, а при действии фермента только 13000 кал/моль. Вследствие снижения энергии активации реакции идут с большей скоростью, так как большая часть молекул становится достаточно активной.

Механизм активирования можно рассматривать как результат столкновения реагирующих молекул или увеличения столкновений внутри молекул.

В результате химического и адсорбционного взаимодействия фермента с субстратом образуется промежуточный комплекс, от скорости распада которого зависит скорость данной реакции. Например:

Скорость реакции может определяться числом активных молекул, т.е. молекул, обладающих достаточной энергией активации и реагирующих в единицу времени.

При ферментативных процессах константа равновесия не изменяется, увеличивается лишь скорость протекания реакции в одном направлении.

Переход амилазы солода в раствор может быть ускорен созданием условий, благоприятствующих осмотическому проникновению воды внутрь проросшего солода с последующей диффузией амилазы через стенки солодового зерна.

Уменьшение активности амилазы под действием тех или иных добавок связано с адсорбцией определенных веществ по месту их активных групп. Амилаза, имеющая активные группы, способна к адсорбции неорганических и органических веществ.

Блокирование активных групп амилазы металлов, например железа, алюминия, свинца, при растворении солей соответствующих металлов приводит к тому, что полярные группы не могут проявлять своих функций, т. е. активно взаимодействовать с полярными группами крахмала.

Забродский и Витковская показали, что меланондиновые вещества оказывают инактивирующее действие на амилолитические ферменты солода, и установили их отрицательную роль в процессе осахаривания крахмала разваренной массы.

Методика осахаривания диспергированного крахмалсодержащего сырья

Навеску диспергированного сырья (50 или 100 г) переносили в литровую колбу и прибавляли воду в соотношении 1: 2,5.

Смесь тщательно перемешивали мешалкой (от электромотора) при комнатной температуре в течение 30-40 минут, после чего подогревали до 55° и осахаривали в течение 30 минут солодовой вытяжкой. 20%-ную солодовую вытяжку готовили из равных частей ячменного и просяного солодов.

Вытяжку добавляли к осахариваемому диспергированному зерновому сырью из расчета 16% солодового зерна (ячменя и проса) по отношению к крахмалу сырья.

Влияние количества солода для осахаривания диспергированного крахмалсодержащего сырья

При действии a-амилазы и b-амилазы на амилопектин остаетя нерасщепленный остаток, содержащий фосфодекстрины. Разрыв связей с фосфорной кислотой достигается действием декстринолитического фермента - декстринофосфазы, называемой сокращенно декстриназой . Следовательно, для полного расщепления молекулы крахмала необходимо наличие декстриназы .

Увеличение a-амилазной активности имеет несколько другой характер. В покоящихся зернах ячменя a-амилазная активность равна нулю, и только после длительного хранения в зерне можно обнаружить ее следы При проращивании зерна на третий-четвертый день наблюдается скачок в увеличении содержания a-амилазы, после чего a-амилазная активность постепенно увеличивается. При температуре 12-14 С предел достигается через 11-14 суток, при температуре 18-20 С на седьмые сутки, а при температуре 27-28 С на пятые сутки.

Декстриназа, как и амилаза накапливается по мере проращивания зерна. В начале проращивания накопление декстриназы, как и всех ферментов зерна, происходит медленно, затем, после четырех суток быстрее, а в конце (на десятые сутки) почти прекращается. На рисунке дано графическое изображение динамики накопления амилазы и декстриназы в условиях токовой солодовни для ячменя, овса и проса.

Длительность проращивания тесно связана с температурой, чем ниже температура, тем дольше нужно проращивать зерно.

В солоде разных злаков содержится разное количество этих ферментов. Таким образом, различают четыре группы злаковых:

Зерновые культуры	Ферменты
	альфаамилаза	бетаамилаза	декстриназа
Группа ячменя (рожь, пшеница, тритикале)
Группа проса (сорго, гаолян)
Группа овса
Группа кукурузы

Одну зерновую культуру недостаточно выращивать на солод. Берут 2,3 солода, чтобы получить высокое содержание всех ферментов. Чаще всего берут ячменный и ржаной солода (источники альфа и бетаамилазы) и просяной солод (декстриназа). Или сумму трех солодов: ячменного, просяного и овсяного.

На отечественных спиртовых заводах для осахаривания используют несушеный солод. Он не может долго храниться, поэтому на каждом спирт. заводе его готовят в количестве, необходимом для текущей работы.

Степень осахаривания в %...

Конечными продуктами осахаривания крахмала под действием амилазы солода являются мальтоза и декстрины. Соотношение между количеством этих продуктов и дествующей на крахмал амилазы солода не постоянно и зависит от многих факторов, главным обрзом от температуры осахаривания.

Прониным было показано, что при увеличении количества амилазы солода изменяется конечное соотношение между мальтозой и декстринами в очень сильной степени в сторону мальтозы. Возникает вопрос об оптимальном количестве солода, необходимом для осахаривания.

Малченко и Криштул, изучая осахаривание крахмала с различным количеством солода, показали, что для осахаривания можно употреблять меньшее количество солода против принятого в промышленности - до 5% к весу перерабатываемого сырья.

Они установили оптимальные количества солода, необходимые для осахаривания разваренного крахмалсодержащего сырья. Для изучения процесса осахаривания диспергированного сырья и определения оптимального количества солода нами была исследована кинетика осахаривания диспергированного сырья амилазой солода.

Для данных исследований брали 50 г диспергированного овса и 150 мл воды. Суспензию диспергированной овсяной муки размешивали при помощи мешалки при комнатной температуре в течение 30 минут, после чего нагревали колбу до 57° и выдерживали ее на водяной бане при 59°.

Приведенные данные показывают, что оптимальное количество солода, необходимое для осахаривания диспергированного крахмал содержащего сырья, лежит в пределах 6-8% от веса осахариваемого сырья, что было подтверждено также сбраживанием диспергированного овса.

Все заводские исследования по осахариванию и сбраживанию диспергированного крахмалсодержащего сырья мы провели с 8% солода (ячмень и просо) от веса диспергированного сырья.

Ими установлено, что увеличение активности амиазы солода на 1,5 - 5% может быть достигнуто при пропускании через раствор переменного тока силой 0,013 - 0,015 ампер. При увеличении силы тока активность амилазы уменьшается.

Забродский указывает, что солодовое молоко, приготовленное на осахаренной массе, улучшает процесс осахаривания и растворимость крахмала солода.

Таблица. Экстрагирование амилазы солода.

Номер опыта	Осахаривающая способность (в мл) солодового молока, приготовленного
		На разваренной массе	На осахаренной массе из осахаривателя II ступени

Изучение продолжительности осахаривания на чистых растворах крахмала показало, что изменение продолжительности осахаривания от 5 минут до 2 часов не влияет на показатели сброженных растворов. При осахаривании разваренной массы из зерна в течение 5 - 45 минут наблюдалось несколько увеличенное содержание нерастворенного крахмала в бражках при быстром осахаривании, количество несброженных сахаров и декстринов было одинаковым. Осахаривании разваренной массы при 55 - 58 °С в течение 15 - 120 минут почти не вызывает увеличения содержания в растворе сбраживаемых веществ, но при более продожительном осахаривании заметно повышается концентрация осахариваемой массы. Так, если после 15 минут осахаривания концентрация осахаренной массы была 13,8% (по сахарометру), то после 120 минут она повысилась до 14,8%.

Таким образом, при выборе режима осахаривания в производственных условиях следует учитывать не только температуру, но и продолжительность ее воздействия, а также способ задачи солодового молока.

Исследования, проведенные в Украинском НИИСПе (Раев, Ашкинузи), показали, что при осахаривании двухступенчатым методом лучше сохраняется активность амилолитических ферментов солода, причем осахаривани в первой ступени в течение 10 минут и во второй ступени - 2 минуты дает осахаренную массу с лучшими показателями, чем при 10 минутном осахаривании в каждой ступени. С точки зрения повышения выходов спирта двухступенчатое осахаривание более выгодно, чем одноступенчатое.

Исследованиями Раева, Ашкинузи, Дражнер и Базилевич выявлена зависимость осахаривающей и декстринолитической способности от способа осахаривания.

Показатели	Способ осахаривания
		одноступенчатый			двухступенчатый
Осахаривающая способность
Декстринолитическая способность

Этими же авторами установлено, что фильтрационный анализ (определение скорости фильтрации) может служить критерием оценки режима осахаривания. В таблице показана зависимость скорости фильтрации осахаренной массы от длительности осахаривания (при температуре осахаривания 63-64°С).

Таблица. Скорость фильтрации заторов после 1й ступени осахаривания.

Количество фильтрата в мл	Количество фильтрата в % от веса фильтруемой массы при продолжительности осахаривания в минутах

Фильтруемость осахаренной массы обусловлена как расщеплением крахмала на мальтозу и декстрины, так и накоплением мальтозы, снижающей вязкость раствора.

Качество осахаренной массы зависит от принятого режима разваривания.

Забродский и Положишник показали, что фильтрационный, спектрофотометрический анализ и потенциометрическое титрование могут быть использованы для производственной характеристики разваренной и осахаренной массы.

В таблице приведены показатели фильтрации осахаренной массы при вакууме 800 мм вод.ст.

Таблица. Зависимость фильтрации осахаренной массы от температуры разваривания.

Температура разваривания в градусах	Объем фильтрата за 10 минут фильтрации в мл
	Нормальная кукуруза	Дефектная кукуруза	Кукурузный крахмал

Чистый крахмал, лишенный белков и других коллоидных примесей, обладает большей способностью к фильтрации. Медленнее фильтруется осахаренная масса из нормальной кукурузы и еще медленнее - из дефектной кукурузы, что может быть объяснено образованием коллоидных веществ, обладающих большей гидрофильностью (способностью впитывать и удерживать воду).

По мнению Забродского, в дефектном зерне при высокой температуре, наряду с растворением и распадом белковых соединений, происходит синтез нерастворимых в воде гумусоподобных веществ.

Климовский, Коновалов и Залесская установили, что при осахаривании разваренной массы количество растворимого азота увеличивается за счет действия протеолитических ферментов солода в зависимости от принятого температурного режима разваривания зернового сырья.

Наибольшее количество растворимого азота (75% от общего азота сырья) образуется при температуре разваривания 150°С и наименьшее (32,8%) - при температуре - 100°С. При повышении температуры разваривания до 120 - 140°С количество растворимого азота составляет 40 - 41,9%.

Таким образом, нативные белки крахмалистого сырья лучше расщепляются ферментами солода, чем белки прогретого сырья.

Гидролитическое расщепление некоторой части белков и жиров зерна, распад углеводов, освобождение фосфорной кислоты из органических и неорганических соединений способствует образованию веществ, обладающих кислотными свойствами.

Кислотность осахаренной массы из дефектного зерна в 1,5-2 раза выше кислотности осахаренной массы из нормального зерна. Изменение кислотности в зависимости от условий разваривания сырья графически изображено на рисунке.

Цветность осахаренной массы может служить определенным критерием процессов, происходящих при нагревании зерна. При повышении температуры разваривания масса приобретает соломенно-желтую и коричневую окраску различной интенсивности. по цветности можно до известной степени судить о качестве разваренной массы. На рисунке приведен график, показывающий зависимость цветности осахаренной массы от температуры разваривания.

Для осахаривания крахмала зерно-картофельного сырья применяется смесь ячменного, просяного и овсяного солодов, причём сумма просяного и овсяного солодов должна быть не менее 30%. Допускается применять смесь из двух солодов: ячменного и овсяного или просяного. Ячменный солод можно заменять ржаным (или пшеничным) полностью или частично, а просяной – солодом из чумизы. Запрещается использовать солод из одной культуры при производстве спирта из зерна той же культуры (Смирнов В.А., 1981)....

Приготовление самогона из крахмалсодержащего сырья – дело хлопотное, поскольку требует проведения осахаривания. Новички долго обходят его стороной, предпочитая простой и понятный рецепт сахарной браги. Не стоит лишать себя удовольствия собственноручно приготовить настоящий зерновой самогон, достаточно изучить понятное описание процесса, и смело браться за дело.

фото с сайта www.youtube.com

Осахаривание: виды и преимущества

В зерновых продуктах углеводы, которым предстоит с помощью дрожжей превратится в спирт, находятся в форме крахмала. Этот полисахарид представляет собой цепочку из простых сахаров – глюкозы, фруктозы и сахарозы. Чтобы дрожжи начали вырабатывать этанол, нужно разделить молекулу крахмала на простые сахара, для чего и используется осахаривание.

Холодное осахаривание

Гидролиз полисахаридов ускоряется за счет внесения ферментов, которые содержатся в солоде или покупаются в специализированных магазинах. Ферменты работают постепенно, поэтому моносахариды получаются медленно и сразу перерабатываются в спирт. Таким образом осахаривание проходит одновременно с брожением.

• Экономия сил и времени на постановку браги.
• Не требует использования специального оборудования.
• Брага менее подвержена кислому брожению в начале процесса.
• Нет нужды создавать и удерживать заданную температуру.
• Возможность перегонки прямым нагревом.

• Длительность сбраживания. Брага на ферментах способом холодного осахаривания будет готова через 2-3 недели, но особого внимания в этот период к себе не требует.
• Высока вероятность скисания на этапе дображивания. Этот минус нивелируется добавлением антибиотиков.

Горячее осахаривание

фото с сайта mirkateclapp.ru

Смысл технологии состоит в ускорении гидролиза крахмала на моносахариды за счет выдерживания определенных температур. При этом расщепление также происходит благодаря ферментам, которые получают из солода или вносят искусственные.

• Высокая скорость процесса осахаривания.
• Быстрое сбраживание.

• Сырье разваривается при высокой температуре. Если затор пригорит, запах гари из самогона вывести практически невозможно, поэтому приходится постоянно перемешивать сырье.
• Выдерживание температурной паузы, в течение которой необходимо сохранить температуру 60-65⁰С. В промышленных условиях это делает оборудование, а дома приходится укутывать сусло одеялами.
• На этапе осахаривания высока вероятность скисания сусла.
• Перед дистилляцией брагу обязательно нужно отфильтровать.

Когда в домашних условиях готовится брага на ферментах, холодное осахаривание предпочтительнее ввиду простоты технологии. Но если есть желание экспериментировать, можно опробовать и горячий способ.

Из чего делается брага на ферментах

фото с сайта tonnasamogona.ru

Выбор ингредиентов не зависит от технологии, поэтому не стоит описывать его отдельно для каждого способа. Общие вопросы, вроде выбора воды и дрожжей, каждый самогонщик решает самостоятельно. Кто-то доволен результатом от прессованных дрожжей и водопроводной воды, а кто-то использует только винные дрожжи и обязательно фильтрует воду. О вкусах не спорят, и если вы не первый день в самогоноварении, свой выбор наверняка уже сделали.

Крахмал

В самогоноварении крахмалсодержащим сырьем называется обширная группа продуктов. К ней относятся все виды зерновых культур, круп, муки, бобовых, крахмал, макаронные и даже хлебобулочные изделия. Иногда в ход идет все, что самогонщик может выгодно купить или достать. Но настоящие гурманы предпочитают использовать определенное сырье, получая характерные органолептические свойства готового напитка:

• Пшеница дает мягкий, приятный вкус. Неплохой выход самогона в 650 мл с килограмма сырья дополняется дешевизной зерна.

• Рожь придает самогону резкий, специфический привкус, который нравится не всем. Характерен выход самогона около 600 мл, и интенсивное пенообразование, из-за которого брага из ржаной муки на ферментах не должна заполнять больше половины емкости.

• Кукуруза дает характерный приятный привкус и высокий выход в 800 мл. Несмотря на большую стоимость, применяется часто, потому что совершенно некапризна в работе.

• Ячмень отвечает за яркий, интенсивный привкус и позволяет получить на выходе около 700 мл напитка.

• Рис с показателем почти в 900 мл является рекордсменом по выходу. Запах самогона очень мягкий, и легко забивается любым другим сырьем.

фото с сайта agro2b.ru

Вполне допустимо использовать смеси разных зерновых, только учитывайте, что мягкие и ненавязчивые ароматы потеряются на фоне более интенсивных. Брага из кукурузы на ферментах, если в нее добавлена ¼ ячменного солода, близка по составу к рецептам бурбона, так что фантазии есть где разгуляться.

Крупы бродят медленнее, чем мука из них, за счет чего увеличивается вероятность скисания браги. Ускорить этот процесс можно подробив их или смолов в муку. Нешлифованные крупы, с которых не удалена внешняя оболочка, не годятся для самогоноварения.

Ферменты

Адепты органических продуктов предпочитают получать ферменты из солода, утверждая, что искусственные в напитке ощутимы даже после тройной перегонки. Менее требовательные применяют готовые ферменты, наслаждаются удобством и дешевизной, и не отмечают отличий во вкусе. Не попробовав оба варианта на практике, решить, какой из них лучше невозможно.

Солод

Пророщенные зерна используются сразу после появления ростков длиной 2 см, и тогда это называется зеленый солод. После проращивания солод можно засушить впрок, и расходовать по мере необходимости. Засушенный солод называется белым и продается в готовом виде, что избавляет от части хлопот.

фото с сайта gotovimudoma.ru

Искусственные ферменты

• глюкаваморин (Г);
• амилосубтилин (А);
• целлюлокс (Ц);
• протосубтилин (П).

Последние два не являются обязательными, но, по отзывам, немного повышают выход спирта и снижают количество посторонних примесей.

Вспомогательные компоненты

Когда готовится зерновая брага на ферментах, желательно использовать еще ряд ингредиентов, которые не входят в классический рецепт, но упрощают работу с брагой и снижают вероятность уксуснокислого и молочнокислого брожения.

• Добавление кислот сдвигает рН среды в кислую сторону, неблагоприятную для бактерий. Используют ортофосфорную или лимонную кислоты.

• Антибиотик не дает развиваться бактериальной флоре. Лучше всего работает амоксиклав или другие препараты с клавулоновой кислотой.

• В качестве пеногасителя добавляется «софексил» или детский препарат «боботик» — работают одинаково, что получится достать, то и берите.

фото с сайта irecommend.ru

Зерновая брага на ферментах: холодное осахаривание

Приготовление достаточно простое, и справится с ним даже новичок, никогда раньше не ставивший брагу. Брага из муки и ферментов холодным способом готовится по одному рецепту, рассчитанному на килограмм сырья.

Зерновая брага на ферментах: рецепт

Не имеет значения вид продукта, а также используете вы крупу, зерно или муку – соотношение компонентов будет неизменным.

• 1 кг сырья (муки, кукурузы, крахмала и пр.);
• 3,5 л воды;
• по 3 г фермента А и Г;
• 20 г сухих дрожжей (или 100 г прессованных);
• 1 таблетка амоксиклава на 20 л;
• 1 мл пеногасителя на 20 л;
• 1-2 г лимонной кислоты;

При использовании солода учитывайте, что его количество должно составлять 150 г на кг сырья. Если в заторе меньше солода, следует добавить ферменты.

фото с сайта travelfotki.ru

Смешивание компонентов

• Разбродите дрожжи в теплой подслащенной воде до появления пены. Если через час брожение не началось, дрожжи использовать нельзя, они неактивны.

• Если планируете использовать антибиотик, замочите таблетку или содержимое капсулы в воде для растворения.

• Подготовьте емкость для сбраживания с учетом, что 1/3 объема должна остаться пустой для пенообразования.

• Налейте в емкость теплую (30-35⁰С) воду, добавьте ферменты, антибиотик, пеногаситель и лимонную кислоту.

• Засыпьте зерно или крупы, перемешайте лопаткой с длинной ручкой. Если используется рецепт браги из муки на ферментах, то для перемешивания пригодится строительный миксер.

• Добавьте дрожжевую закваску, снова перемешайте до однородности.

Поскольку холодное осахаривание происходит одновременно с брожением, продолжительность процесса достаточно велика, и стоит приложить все усилия для ее ускорения. Это снижает вероятность прокисания и количество посторонних примесей в браге.

• Обязательно установите на емкость гидрозатвор. В первые дни брожение будет очень интенсивным, и, если используется перчатка, ее может сорвать. Проколите перчатку медицинскими иглами и оставьте их, это облегчит выход углекислого газа. Когда газообразование уменьшится, иглы можно достать.

• Перемешивайте брагу. Отлично справляется с задачей аквариумная помпа, но, если ее нет, ежедневно взбалтывайте брагу вручную. В первые 2 дня можно даже снять гидрозатвор, а после этого просто вращайте бутыль на протяжении 3-4 минут.

фото с сайта sovetadieta.weebly.com

• Оптимальная температура для сбраживания 26-28⁰С. Поддержать ее поможет аквариумный термостат, пленка от теплого пола, размещение вблизи источника тепла или просто укутывание теплыми вещами.

• Сбраживание занимает от 1 до 3 недель, в зависимости от зернистости сырья, если остались крупные частицы, остаточное брожение продлевается еще на неделю. Практика показывает, что после 3 недель повышение крепости браги совсем незначительное 1-2%, учитывая вероятность скисания, дожидаться полного прекращения брожения нецелесообразно.

• Несколько раз в день проверяйте, как выглядит ваша брага. Появление пленки на поверхности на любом этапе – признак скисания. Такую брагу нужно срочно перегонять, так как спустя сутки весь спирт окислится до уксусной кислоты, и перегонять будет нечего.

После завершения брожения, брагу на муке следует вынести на холод для осветления и слить с осадка. Зерно или крупу профильтровать через сито и отжать.

Зерновая брага на ферментах: горячее осахаривание

фото с сайта playerist.ru

Классический метод, который сокращает время сбраживания, но сам по себе довольно трудозатратен. Горячее осахаривание выполняется в большой термостойкой посуде, которую предстоит греть на плите.

Ингредиенты

• 1 кг крахмалсодержащего сырья;
• 4,5 л воды;
• 150 г солода (или по 3 г ферментов Г и А);
• 5 г сухих дрожжей (или 20 г прессованных).

Ошибки нагрева

Если рекомендации по температурным паузам не были соблюдены, то осахаривание не произойдет совсем или будет лишь частичным. В таком случае ферменты будут работать по технологии холодного осахаривания, и брожение затянется. Повторно нагревать сусло, пытаясь исправить ошибку бесполезно.

Приготовление

• Засыпьте сырье в емкость и при постоянном перемешивании залейте горячей (55⁰С) водой. Не забудьте оставить треть свободного пространства для пенообразования.

• Прогрейте смесь до 60⁰С и варите при такой температуре в течение 15 минут.

• Доведите до кипения и варите 1-2 часа до получения однородной массы. Мука будет готова быстрее, а крупы придется готовить долго. Регулярно помешивайте, чтобы смесь не пригорела.

• Остудите полученную кашеобразную массу до 65⁰С и внесите молотый солод, перемешайте до однородности.

• Накройте крышкой и оставьте для ферментации на 3 часа при температуре 60-65⁰С. Первые 1,5 часа перемешивайте сусло каждые 30 минут.

• За 40-50 минут до окончания ферментации растворите дрожжи в теплой воде для разбраживания.

• Быстро охладите сусло до 26-30⁰С, например, поставив емкость в воду со льдом.

• Внесите дрожжи и размешайте до однородности.

фото с сайта doughpunching.blogspot.ru

Дальнейшие рекомендации по установке гидрозатвора, поддержанию температурного режима, перемешиванию и прочие практические советы такие же, как и при холодном осахаривании. Единственное отличие будет в сроках сбраживания, которое займет от 4 до 7 дней.

Теперь вы точно знаете, как готовится брага из муки и ферментов по холодной и горячей методике. Остается только перегнать ее, соблюдая все правила по отбору голов и хвостов, чтобы не испортить себе послевкусие и утреннее самочувствие. Попробовать настоящий зерновой самогон обязательно стоит, ведь его характерный вкус и аромат могут заставить навсегда отказаться от рецептов на сахаре в пользу аутентичного напитка.

Для выработки спирта дрожжам нужен сахар. В зерновых культурах он содержится в виде крахмала – полисахарида, состоящего из цепочек молекул глюкозы, фруктозы и сахарозы. Дрожжи питаются только моносахаридами (одной молекулой), поэтому перед закладкой браги молекулярную цепочку крахмала нужно разделить на отдельные молекулы, иначе брожения не будет.

Осахаривание – это процесс расщепления крахмалосодержащего сырья (муки, крупы, картофеля и т.д.) до простых сахаров под воздействием естественных (из солода) или искусственных (синтетических) ферментов. В силу температурных особенностей технологии первый метод называется горячим осахариванием, второй – холодным.

В большинстве случаев зерновое сырье обходится дешевле чистого сахара, поэтому даже с учетом более низкого выхода делать брагу из злаков выгодно, а вкус зернового дистиллята намного приятнее сахарного. Теоретический выход абсолютного спирта из разных видов зерновых культур представлен в таблице.

Сырьё	Спирт, мл/кг
Пшеница	430
Ячмень	350
Рожь	360
Кукуруза	450
Овес	280
Горох	240
Пшено	380
Рис	530
Бобы	390
Картофель	140
Крахмал	710
Сахар	640

Внимание! Это теоретические значения, в домашних условиях возможны потери спирта до 15%.

Горячее осахаривание солодом

Классический метод, использующийся столетиями. Во влажной среде зерно прорастает, благодаря чему активируются нужные ферменты, способные перерабатывать крахмал. Проросшее до определённого состояния зерно называют солодом, который бывает двух видов: зеленый и белый.

Зеленый солод используется для осахаривания сырья сразу после появления ростков оптимальной длины, но хранится до 3-х дней. Если проросший злак высушить, получится белый солод, который можно хранить намного дольше. Оба вида справляются со своей задачей с одинаковой эффективностью.

Преимущество осахаривания солодом в том, что для получения сахара требуются считанные часы, в результате брага отыграет быстрее, чем при добавлении искусственных ферментов.

Но у этого метода есть ряд недостатков:

• нужна высокая температура, при которой сырье может пригореть;
• требуется поддерживать стабильную температуру (60-72°C) на протяжении нескольких часов, что в домашних условиях иногда затруднительно;
• осахаренное сусло подвержено быстрому скисанию.

Технология осахаривания солодом

1. Крупу или муку медленно залить водой 50-55°C непрерывно помешивая, чтобы не образовались комки. На 1 кг сырья требуется 4-5 литров воды. Емкость заполнять не более чем на 75%.

2. Поднять температуру до 60°C и поддерживать 15 минут.

3. Довести смесь до кипения. В зависимости от сырья варить 60-120 минут до получения однородной кашеобразной массы. Мука варится меньше, крупа – дольше.

4. Охладить кашу до 63-70°C, добавить измельченный солод (150 грамм на 1 кг сырья), постоянно помешивая.

5. При достижении 61-65°C накрыть емкость крышкой и укутать любым доступным способом, чтобы сохранить тепло. Поддерживать указанную температуру 2-4 часа. На первых 50% временного интервала перемешивать каждые 30 минут.

6. Чтобы сырье не скисло, как можно быстрее снизить температуру до 25°C, внести дрожжи (обычно 5 грамм сухих или 25 грамм прессованных на 1 кг сырья), установить гидрозатвор и поставить на брожение в темное место с комнатной температурой. Брага отыграет за 2-6 дней.

Контроль температуры — основа процесса

При несоблюдении температурного режима осахаривание не произойдет или будет неполным, повторное нагревание бесполезно, поскольку ферменты утратят активность. Пропорции воды, солода и дрожжей примерные, точные значения и временные интервалы варки зависят от рецепта и вида сырья.

Холодное осахаривание ферментами

Солод можно заменить двумя ферментами – Амилосубтилином и Глюкаваморином. Первый частично расщепляет молекулы, второй – перерабатывает крахмал в сахар. Технология холодного осахаривания значительно проще и дешевле солодовой варки, а результат примерно одинаковый. Ферменты вместе с водой просто добавляют в сырье на этапе приготовления браги. Преобразование крахмала в сахар и брожение идут почти одновременно.

Преимущества осахаривания ферментами:

• проще для начинающих винокуров, у которых нет специального оборудования;
• не требует высоких температур и соблюдения температурных пауз;
• меньшие трудозатраты на приготовление браги.

Недостатки:

• требует наличия специальных ферментов;
• время брожения браги увеличивается до 10-20 дней;
• существует мнение, что ферменты продукт не натуральный и оставляют послевкусие даже после нескольких перегонок, поэтому в домашнем винокурении лучше придерживаться традиционного метода с использованием солода.

Технология холодного осахаривания

1. В бродильную емкость добавить исходное сырье (крупу, муку, крахмал, макаронные изделия и т.д.), воду 30-35°C (3-4 литра на 1 кг сырья), ферменты Амилосубтилин и Глюкаваморин (по 3-5 грамм на 1 кг), дрожжи (5 грамм сухих или 25 хлебопекарных прессованных на 1 кг).

Емкость нельзя заполнять больше чем на 70%, возможно активное пенообразование.

2. Перемешать, закрыть гидрозатвором, перенести в темное место с температурой 20-28°C.

3. Брожение начнётся через 1-5 часов, первые пару дней будет активным, потом интенсивность снизится. Время брожения – 7-25 дней. Если на поверхности появилась тонкая пленка, это признак скисания, брагу нужно срочно перегнать.

4. Готовую брагу снять с осадка и перегнать. Осветление бентонитом малоэффективно.

В зависимости от рецепта в брагу могут добавляться другие ингредиенты: антибиотики для предотвращения скисания, подкормка дрожжей для ускоренного брожения, кислота, стабилизирующая кислотность сусла и пеногаситель. Пропорции Амилосубтилина и Глюкаваморина зависят от активности ферментов и указываются на упаковке производителем.