CC BY
39
шшче-жазало пиков Данные ом гли-закции винуты
гочного н (рис. 1Ы, чем ) с тем, читель-интер-цов на-вления СПГ :я ЛПГ [ицери*
волила азовав-ж), и ггалли-шками 17,9%, 27,1 и I и 0°С датель--16°С. ующих
за, ох-1, з), 1Г при ,о 15°С ЮВ от-рить о глице-
-10*С.
!ЛЬНЫе лличе-тсния: жание ■ветст-ювано нахо-1тур с
чличе-с раз-рение мень-я перло ее О Три-Это групп плав-груп-0 воз-ленно о рас-тур. 1ХСЯ в !нием
) при :рова-
ние кристаллической фазы проходит за счет СПГ, при этом увеличиваются количество и температура плавления отдельных дискретных групп СПГ. Усиление дифференциации СПГ способствует также увеличению количества и появлению новых групп
При медленном охлаждении молочного жира СПГ могут дифференцироваться и сокриеталлизо-ваться с ВПГ. Ускорение охлаждения повышает их роль в формировании кристаллической структуры твердой фазы.
Результаты исследований свидетельствуют, что СПГ обладают высокой лабальностью, что подтверждает данные [5].
выводы
1. Разработана методика использования теплофизических исследований с применением компьютерной обработки результатов, что впервые позволило определить качественный и количественный состав дискретных групп глицеридов в кристаллической фазе молочного жира и его фракций.
2. Впервые показано наличие скачков теплоемкости в процессе плавления охлажденного молочного жира и его фракций, которые свидетельствуют о ’’размораживании” молекулярной подвижности глицеридов твердого аморфного жира. Это подтверждает наличие в твердой фазе жира и фракций глицеридов в твердом стеклообразном состоянии.
3. Выявлено, что наиболее широким набором групп глицеридов обладают фракции молочного жира 3 и 6. Это обусловлено содержанием во фракции 3 наиболее легко сокрисгаллизующихся СПГ, а также переходом в нее ВПГ, неспособных в силу их конформационных свойств сокристалли-зоваться с ВПГ фракций 1 и 2. Фракция 6 содержит
наиболее легкоплавкие глицериды, конформаци-онные особенности которых не позволяют им со-кристаллизоваться с глицеридами предыдущих фракций.
4. Установлено, что ускорение охлаждения молочного жира мало влияет на температуру плавления первой группы ВПГ, но значительно снижает ее количество в кристаллической фазе, так как замедляет дифференциацию глицеридов. Это усиливает роль СПГ в формировании кристаллической структуры жира и увеличивает содержание в ней ЛПГ.
5. Выявлена высокая лабильность среднеплавких глицеридов в процессах дифференциации и сокристаллизации глицеридов при формировании кристаллической фазы молочного жира и его фракций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Оленев Ю.А. Физико-химические свойства тугоплавких и легкоплавких фракций молочного жира // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1958. — № 4. — С. 19-34.
2. Гуляев-Зайцев С.С., Твердохлеб Г.В. Химический состав молочного жира и особенности его отвердевания и плавления // Молочная пром-сть. — 1965. — № 2. — С. 7-11.
3. Рашевська Т.О., Гулий I.C., Лазаренко М.В., Баглюх
С.В. Формування кристалоутворень високоплавких гліцеридів за даними теплофізичних і мікроструктурних досліджень // Наукові праці УДУХТ. — 1995. — № 3.
4. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. — М.: Химия, 1968.
— 536 с.
5. Raschevskaja Т.А. Role de gliceridas a point de fusion moyen dans la formstion de la structure du beurre // In 21 th Intern, dairy congr. — Moscow, 1982. — 1. — P. 360-361.
Проблемная научно-исследовательская лаборатория
Поступила 14.07.98
663.549.001.5
ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ПРИ СБРАЖИВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СУСЛА
С.В. ВОСТРИКОВ, О.Ю. МАЛЬЦЕВА, Е.В. ФЕДОРОВА
Воронежская государственная технологическая академия
Наряду с основными продуктами спиртового брожения образуются побочные продукты: высшие спирты, кислоты, эфиры, альдегиды, дикетоны и т.д. Их образование зависит от условий процесса, азотного обмена дрожжей и интенсивности их размножения. Так, некоторые продукты, например пируват, накапливаются при размножении, другие
— ацетат — в процессе роста дрожжевых клеток.
Образование этанола не коррелирует с накоплением побочных продуктов обмена дрожжей, поэтому сброженные растворы, содержащие одинаковое количество этилового спирта, могут резко отличаться по органолептическим показателям.
Определение факторов, влияющих на обмен веществ дрожжей и образование ими побочных продуктов, имеет большое теоретическое и практическое значение, так как количественное содержание последних определяет качество этилового спирта.
Нами исследовалась динамика накопления примесей при сбраживании различных субстратов.
Для сбраживания использовали мелассное и пивное сусло, растворы сахара и глюкозы с массовой долей сухих веществ СВ 16% и активной кислотностью pH 5,2.
Массовую долю СВ определяли рефрактометрически, активную кислотность — рН-метрически, объемное количество примесей — на газожидкостном хроматографе JIXM-80.
Во всех опытах объем сбраживаемой пробы для определения примесей составлял 1,5 дм3, количество засеваемых дрожжей — 20 г/дм с влажностью 75%. Использовали дрожжи Saccharomyces cerevisae XII расы. Сбраживание осуществляли при температуре 30°С. Каждые б ч сусло перемешивали с целью предотвращения агломерации и оседания дрожжей, а также при одинаковых условиях отбирали по 50 см бражки и осуществляли простую перегонку. В отгоне хроматографически определяли содержание примесей, в частности: головных — ацетальдегида, этилацетата; хвостовых — пропилового, изобутилового и изоамилово-го спиртов. Анализ осуществляли на колонке длиной 3 м, заполненной хроматоном N super с 15% по массе ПЭГ 400. Концентрацию примесей опре-
ИЗВЕС
деляли методом внутреннего стандарта, в качестве которого использовали н-бутанол. Количество примесей вычисляли по известным формулам [1].
Графики накопления ацетальдегида в процессе сбраживания различных видов сусла представлены на рис. 1 (здесь и в дальнейшем: кривые 1,2 — мелассное и пивное сусло; 3,4 — растворы сахара и глюкозы соответственно). Для процесса сбраживания мелассного сусла характерно резкое возрастание концентрации ацетальдегида в бражке до 4,6-10 4%об. Графики его накопления для сахарного и глюкозного растворов имеют одинаковый вид, однако отличаются своими значениями в конце сбраживания. Обе кривые имеют точки перегиба между 24 и 28 ч брожения при максимумах для растворов глюкозы и сахарозы 4,5-10 и 3,2-10 4%об. После наступления максимума, в период процесса дображивания, содержание ацетальдегида в этих видах бражки снижается до 3,4-10 4 и 2,3-10~4%об. соответственно. При сбраживании пивного сусла концентрация ацетальдегида плавно возрастает в течение всего цикла до 3,2• 10 4%об.
• ю'а %
Ацетальдегид является основным промежуточным продуктом в цепи биохимических реакций, осуществляемых клеткой дрожжей при образовании этанола. Различный вид кривых может быть объяснен нарушением сбалансированности цепи превращений и накоплением ацетальдегида как предшественника этанола.
На рис. 2 представлены кривые накопления этилацетата при сбраживании тех же субстратов. Во всех видах бражки наблюдается непрерывное нарастание содержания этилацетата во время сбраживания, однако его концентрация значительно меньше в процессах с меньшим временем сбраживания. Так, при сбраживании мелассного сусла его максимальная концентрация 0,72-10~4%об., пивного сусла — 1,64-10 4%об., глюкозного и сахарного растворов — соответственно 1,83-10 4 и 1,85-10“4%об.
На наш взгляд, это вызвано нарастанием концентрации этанола и его ингибирующим действием на дрожжи, следствием чего является разбаланс
• 10
Рис. 2
на пути превращения пирувата в этиловый спирт. Часть его трансформируется в уксусную кислоту, и после соединения с этанолом образуется этила-цетат. Степень разбаланса тем выше, чем дольше пребывание дрожжевых клеток в бродящем сусле. По нашему мнению, содержание этилацетата в бражке может служить критерием оценки степени ингибирования дрожжей.
На рис. 3 представлена динамика накопления пропанола при сбраживании. Во всех видах сусла отмечается непрерывное возрастание концентрации этой примеси. Наиболее высокие показатели отмечаются в конце сбраживания у мелассного и пивного сусла: 3,60-Ю 4 и 3,12-10 4%об. соответственно.
•10-г %
Рис. 3
ІОО
0,75
0,50
0,25
- 1,7С ливаек Нако тов, св. способі свобож кислот вании е На мелассі высоку: отмети' живаш начали мелассі-Дина сбражи: на рис вании ство егс сного с 1,25-10' сбражиі -0,61 му МНЄІ дрожже субстра' На рі изоами/ Изоамш бражки ках из ї 2,70-10' раствор* 2,67-10"
Минимальная скорость накопления и содержания пропанола в бражках в конце брожения наблюдается при сбраживании глюкозного субстрата
•ю'* %
.10
спирт, іслоту, этила-юльше сусле, тата в гепени
1ЛЄНИЯ
: сусла іентра-затели ного и ютвет-
Рис. 4
— 1,70-10~4%об. В сахарном растворе его накапливается 2,80- 10”4%об.
Накопление пропанола, как и всех высших спиртов, связано с наличием аминного азота в среде и способностью дрожжей ассимилировать его, высвобождая при этом свободные радикалы аминокислот, которые участвуют в последующем образовании высших спиртов, в частности изопропанола.
На наш взгляд, наличием аминного азота в мелассном и пивном сусле можно объяснить более высокую концентрацию в них пропанола. Следует отметить, что содержание этой примеси при сбраживании всех видов сусла более интенсивно в начальный период брожения, в особенности для мелассного и пивного сусла.
Динамика накопления изобутанола в процессе сбраживания различных субстратов представлена на рис. 4. Изобутанол накапливается при сбраживании всех видов сусла, причем большее количество его обнаруживается при сбраживании мелассного сусла и сахарного раствора — 1,02-10 3 и 1,25-10 %об. соответственно, меньшее — при сбраживании пивного сусла и глюкозного раствора
— 0,6 МО3 и 0,92 ■ 10-3 % об. Это связано, по нашему мнению, с более высокой степенью адаптации дрожжей к более простым и сбалансированным субстратам.
На рис. 5 представлена динамика накопления изоамилового спирта в процессе сбраживания. Изоамиловые спирты накапливаются во всех видах бражки. Максимальная концентрация их в бражках из мелассного_ сусла и сахарного раствора — 2,70-10~3 и 3,90- 10~3%об., меньшая — в глюкозном
растворе и минимальная
в пивном сусле —
2,67-10 3 и 1,98-10 3%об. соответственно. Это, на
наш взгляд, связано с тем, что дрожжи эффективней утилизируют энергетически более выгодные субстраты, накапливают меньшее количество полупродуктов.
Суммарное содержание примесей также различно. Их максимальное количество накапливается в бражке из сахарозы — 5,845-10_3%об., минимальное — в пивной — 3,386- 10~3%об., а в мелассной и глюкозной бражках — 4,612 • 10~3 и
4,283-10^3%об. соответственно.
ВЫВОД
Установлено, что динамика накопления основных примесей этилового спирта при сбраживании различных видов сусла зависит от вида сбраживаемого субстрата.
Суммарное количество примесей для каждого из видов сбраживаемого сусла может использоваться для идентификации сбраживаемого сырья.
Полученные данные могут служить основой для изучения влияния конкретных физико-химиче-ских факторов на динамику сбраживания различных видов сусла и для дальнейшей оптимизации качественного состава спирта-сырца, определяющего органолептические показатели конечного продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии.
— Л.: Химия, 1988. — 335 с.
Кафедра технологии бродильных проиаввдств и виноделия
Поступила 12.02.98
;ержа-ія на-:трата
