CC BY
37
эация
аблица
ДО3, с
2.
ЛИТЕРАТУРА
Пат. 1806154, МКИ с 09 В 61/00. Способ получения каротиноидного красителя из растительного сырья / В.М. Болотов, B.C. Черепнин, Н.И. Локтева. — Заявл. 26.06.91; Опубл. 30.03.93. — Бюл. № 12.
Термоокисление /? -каротина в растворе / В.М. Болотов, О.Б. Рудаков, Е.В. Шершнева / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1997. — № 4-5. — С. 21-23.
4.
0.
Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики.- М.: Высш. школа, 1969. — 432 с.
Гордон А., Форд Р. Спутник химика. — М.: Мир, 1976. — 542 с.
Денисов Е.Т. Константы скорости гомолитических реакций. — М.: Наука, 1971. — 711 с.
Кафедра органической химии
Поступила 19.03.98
663.54
ИНТЕНСИВНОСТЬ СБРАЖИВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СУБСТРАТОВ НА ЭТАНОЛ
1 при риче-про-
езна-
ІСК0Й
^са с делах |реде-
ргеля
гомо-
^авна
Гива-
ргич-
|ение
іимо-
(іетат
утст-
!рмо-
ртате
яной
тора
гуры
ебра
кает на в ъяс-ито-
годы
рмо-
ірьіе
пти-
кого
аро-
С.В, ВОСТРИКОВ, О.Ю. МАЛЬЦЕВА, Е.В. ФЕДОРОВА
Воронежская государственная технологическая академия
При сбраживании различных субстратов накапливается различное количество этанола, образуется разное количество примесей. Изучение этих процессов имеет первостепенное значение при анализе исходного продукта (бражки) для получения спирта заданного качества, а также определения оптимального времени сбраживания.
В литературе ограничена сравнительная информация, связанная с изучением динамики сбраживания различных видов сусла на этанол и их влиянии на интенсивность брожения и накопление этилового спирта. Для нас представляло интерес проследить интенсивность выделения углекислого газа, изменения массовой доли сухих веществ СВ, динамику накопления этилового спирта при сбраживании различных видов сусла.
В экспериментах использовали для сбраживания мелассное и пивное сусло, растворы сахарозы и глюкозы с массовой долей СВ 16% и активной кислотностью pH 5,2.
Массовую долю содержания СВ определяли рефрактометрически, интенсивность выделения углекислого газа — методом Варбурга, активную кислотность — рН-метрически, содержание спирта — хроматографически на колонке длиной 3 м, заполненной хроматоном N Super с 15% по массе ПЭГ 400 методом внутреннего стандарта, в качестве которого использовали н-пропанол [1, 2].
Во всех опытах объем бродильной пробы для определения этанола и измерения массовой доли СВ составлял 1,5 дм3, количество засеваемых дрожжей — 20 г/дм с влажностью 75%. Использовали дрожжи Saccharomyces cerevisiae XII расы. Сбраживание осуществляли при температуре 30°С.
Параллельно для обеспечения постоянного объема бродящей пробы ставили на брожение те же образцы объемом 0,5 дм3, где определяли интенсивность выделения углекислого газа в процессе брожения.
Каждые 6 ч сусло перемешивали с целью предотвращения агломерации и оседания дрожжей и отбирали пробы по 50 см3 из каждой емкости объемом 1,5 дм3, которые перегоняли для определения этилового спирта. Пробу полученной смеси вводили в хроматограф с помощью микрошприца и анализировали. Содержание этилового спирта в объемных процентах вычисляли по известным формулам [3].
По результатам измерений строили графики зависимостей исследуемых показателей от вида сбраживаемого субстрата (кривые: 1 — мелассное сусло, 2 — пивное сусло, 3 — раствор сахара, 4 — раствор глюкозы).
Зависимость интенсивности выделения углекислого газа представлена на рис. 1. Все кривые имеют ярко выраженные максимумы, которые наступают приблизительно в одно и то же время, в пределах 8-10 ч брожения. Максимальная интенсивность выделения С02 наблюдается=при сбражи-
вании мелассного сусла — 37,5 см3/( глюкозного раствора
мин-дм3),
минимальная .з //.......з
П,9
см /(мин-дм3). При сбраживании сахарного раствора и пивного сусла максимумы интенсивности выделения углекислого газа составили соответственно 15 и 30 см3/(мин-дм3).
Продолжительность сбраживания различных субстратов неодинакова. Так, мелассное сусло наиболее интенсивно сбраживается в течение 12 ч, пивное сусло — 36 ч, а глюкозный и сахарный растворы — 60 ч. Продолжительность сбраживания двух последних может быть объяснена отсутствием в них источников азотного и фосфорного питания, а также органических соединений, необходимых для эффективного сбраживания углеводов.
На начальной стадии брожения интенсивность сбраживания всех видов сусла приблизительно одинакова. Резкое снижение интенсивности выде-
ления С02 при брожении мелассного и пивного сусла наступала после 6 и 10 ч соответственно.
Графики зависимостей объемной скорости выделения С02 для мелассного и пивного сусла имеют параболический вид в период главного брожения, после чего интенсивность сбраживания этих видов сусла незначительна.
Кривые объемной скорости выделяющегося С02 для сахарного и глюкозного растворов имеют более пологий характер после наступления максимума, что свидетельствует, на наш взгляд, о неблагоприятных условиях сбраживания дрожжей.
Рис. 2
На рис. 2 представлена динамика накопления этилового спирта в различных видах бражки. К концу брожения этот показатель в мелассной и пивной бражках имеет одинаковое максимальное значение — 6,7% об. Однако это количество спирта накапливается в мелассной бражке через 30 ч брожения, в пивной — через 52 ч. Сбраживание сахарного и глюкозного растворов занимает более длительное время и заканчивается к 72 ч. При этом накапливается соответственно 7,33 и 6,52% об. этанола.
Максимальная скорость накопления этанола, судя по тангенсу угла наклона кривых на начальном отрезке брожения, — у мелассного сусла, а минимальная — у пивного сусла, что может свидетельствовать о различной степени утилизации сахаров на брожение и рост дрожжевых клеток.
Графики зависимости изменения массовой доли СВ в процессе сбраживания различных видов сусла представлены на рис. 3.
Наиболее полно сбраживается пивное сусло, в нем остаточная массовая доля несброженных СВ 2,5%, в мелассном сусле — 3,1, в глюкозном и сахарном растворах — 3,2 и 2,8% соответственно. Сбраживание происходит в мелассном сусле прак-
Рис. 3
тически за 12 ч, далее идет процесс дображивания. В глюкозном и сахарном растворах процесс дображивания начинается с 60 ч; в пивном сусле — с 36 ч.
ВЫВОДЫ
1. При постоянных условиях — концентрации начального сусла, pH, температуре, концентрации засеваемых дрожжей — динамика накопления этанола, изменение концентрации массовой доли СВ в бражке, а также скорость выделения углекислого газа значительно отличаются и зависят от вида сбраживаемого сусла.
2. Минимальное время сбраживания наблюдается у мелассы, максимальное — у глюкозного и сахарного растворов. Максимальная концентрация накапливаемого спирта — у сахарного раствора. Концентрация спирта и время сбраживания пивного сусла занимают промежуточные значения.
3. Интенсивность сбраживания зависит, на наш взгляд, от степени сбалансированности сбраживаемых субстратов по источникам органического и минерального питания, что определяет материальные балансы при сбраживании различных видов сусла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Великая Е.И., Суходол В.Ю. Лабораторный практикум по курсу общей технологии бродильных производств. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. — 312 с.
2. Коновалов С.А. Биохимия дрожжей. — М.: Пищевая пром-сть, 1980. — 271 с.
3. Столяров Б.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии. — Ленинград: Химия, 1988. — 335 с.
Кафедра технологии бродильных производств и виноделия
Поступила 12.02.98
