Проращивание ячменя с применением хлорида кальция и ферментного препарата Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Проращивание ячменя с применением хлорида кальция и ферментного препарата

1Е.А. Казакова, Г.А. Ермолаева

Московский государственный университет пищевых производств

Пивоваренная промышленность испытывает дефицит в обеспеченности солодом. Производство солода хорошего качества в первую очередь зависит от исходного сырья, а именно от технологических свойств ячменя, которые обусловлены сортом, условиями его выращивания, сбора, транспортировки и хранения. Большое влияние оказывают и сортовые особенности ячменя.

Для производства солода необходимо тщательно исследовать партию ячменя и при наличии незначительных отклонений от стандарта можно использовать дополнительные технологические приемы переработки, например скорректировать степень замачивания зерна, регулировать температуру замачивания и проращивания в оптимальных параметрах, контролировать режим кондиционирования солода, при проращивании использовать стимулятор роста и ряд других способов воздействия на технологический процесс.

Биологические свойства белковых веществ, в том числе и ферментов, в первую очередь зависят от первичной структуры, т.е. аминокислотного состава и взаиморасположения аминокислотных остатков, а также от вторичной структуры белка, т.е. от степени спирализа-ции полипептидной цепочки. Наконец, третичная структура белка также оказывает чрезвычайно большое влияние на действие фермента, на проявление его каталитической активности. Таким образом, активность фермента зависит от его конформации [5].

Под влиянием различных воздействий (слабого нагревания, тех или иных метаболитов, ионов металлов) могут происходить обратимые изменения кон-

формации молекулы белка, сопровождающиеся снижением или повышением его биологической, например, каталитической активности [5]. Так, Са2+ играет особую роль в активации и стабилизации а-амилазы [2].

Также на активность ряда ферментов оказывает влияние присутствие некоторых анионов, например хлорид-иона. Его влияние на а-амилазу очень велико. Этот ион рассматривают как природный активатор некоторых ферментов, что объясняется присоединением аниона к основной группе, расположенной рядом с одной из двух ионизирующихся групп в активном центре [3].

Для улучшения качественных показателей получаемого солода также используют физические, химические, биохимические и другие способы воздействия на зерно.

К биохимическим способам относят применение ферментных препаратов, как, например, МЭК-1 и Целловириди-на Г20х в солодоращении [4].

Известно, что ферменты очень лабильны к изменению условий внешней среды: температуры, рН, продолжительности гидролиза, что может сказаться на их активности.

В жизнедеятельности живых организмов, в том числе зерна, важную роль играют катионы кальция, магния, марганца и аммония, так как они оказывают существенное влияние на обмен веществ, а также на процессы дыхания и фотосинтеза в растительной клетке [1].

Многочисленными исследованиями доказано активирующее и стабилизирующее влияние на отдельные ферменты как солода, так и биокатализаторов ионов Са2+, 7п2+, Ре2+, Мп2+, Со2+, С^+.

Нами было исследовано влияние совместного действия хлорида кальция (СаС12) и ферментного препарата АП-субтилина (а-амилазная, протеазная и Р-глюканазная активности) на физико-химические показатели ячменя сорта «Зазерский», имеющего у данного образца низкие солодовые свойства.

СаС12 создает оптимальные условия для действия фермента, а также способствует выщелачиванию полифенольных веществ из оболочки. Оболочка ячменя содержит белок, липиды, клетчатку, зольные вещества, углеводы, а в периферийных частях ячменного зерна (в оболочке) сосредоточены пигменты, имеющие фенольную природу, биологическая роль которых сводится к блокированию ферментных систем, что оказывает ингибирующее действие на ферментативную активность солода [6].

Раствор ферментного препарата вносили в первую замочную воду, раствор соли — как в первую, так и во вторую замочные воды, причем ферментный препарат вводили в количестве 0,1 % к массе зерна, а в растворе соли концентрацией 0,005-0,3 % замачивали зерно.

В работе изучали влияние СаС12 и АП-субтилина при их совместном внесении на энергию и способность прорастания ячменя, а также на изменение активности а-амилазы (см. таблицу). Данные представлены в пересчете на абсолютно сухое вещество.

Из полученных данных видно, что малые концентрации СаС12 (0,005 %) практически не оказывали влияния ни на способность к прорастанию, ни на активность амилолитических ферментов. Наилучшие результаты по повышению энергии и способности прорастания, а также по активации а-амилазы дает внесение СаС12 в первую замочную воду в дополнение к ферментному препарату в количестве 0,10-0,15 % к массе зерна, а оптимальная концентрация соли составляет 0,10 % к массе замоченного зерна. При этом улучшается также качество солода.

Совместное внесение соли и ферментного препарата в первую замочную воду приводит как к увеличению энергии и способности к прорастанию, так и к росту амилолитической активности в отличие от внесения только соли (рис. 1 и 2).

Показатель К1 к2 К3 Свежепроросший солод при замачивании с ФП и СаС12, %

0,005 0,010 0,050 0,100 0,150 0,200 0,300

Е ,,% при Е „,% 91,3 91,6 89,3 89,0 91,6 90,6 91,8 90,0 92,8 89,3 93,3 88,5 93,6 87,0 93,0 85,7 89,6 83,0

Е сп. пр. I ' Е „,% сп. пр. II ' АС1,ед./г 94,1 94,4 90,4 90,0 94,8 92,4 95,6 91,2 96,1 90,3 96,6 89,6 96,3 88,6 95,4 87,8 92,0 85,8

39,0 43,3 40,1 40,9 42,9 46,7 52,0 49,0 46,3 45,2

АСп,ед./г 40,0 39,0 38,8 38,0 37,7 37,3 36,3 35,1

Примечание. К! — контроль — ячмень; К2 — контроль — ячмень с добавлением АПсубтилина; К3 — контроль — ячмень с добавлением 0,1 % СаС12; Еп — энергия прорастания; Есп п — способность к прорастанию ячменя; ФП — ферментный препарат; I и II — первая и вторая замочные воды.

.....""".........

'2•2004

90

80

0,1 0,15 0,2

Концентрация соли, %

Рис. 1. Влияние хлорида кальция на способность прорастания ячменя: Е ,,Е , — энергия и способность к

11 пр г сп. пр I '

прорастанию ячменя при внесении соли в первую замочную воду; Е пр П, Есп пр П — энергия и способность к прорастанию ячменя при внесении соли во вторую замочную воду

60 п AC, ед./г

50 -

40 -

>

V

АС,

АС„

0,01 0,05 0,1 0,15 0,2

Концентрация соли, %

0,25

0,3

Рис. 2. Влияние хлорида кальция на амилолитическую активность солода: АС1 — амилолитическая активность солода при добавлении соли в первую замочную воду; АС1 — амилолитическая активность солода при добавлении соли во вторую замочную воду

Кроме активации а-амилазы влияние раствора соли можно, вероятно, объяснить созданием оптимальной реакции среды (рН 6,5) для действия части ферментов препарата АПсубтилина, так как рН 0,1%-ного раствора хлорида кальция также 6,5.

При внесении СаС12 во вторую замочную воду наблюдаются ингибирование амилолитических ферментов и значительное снижение прорастаемости зерна по сравнению с эффектом от обогащения первой замочной воды. По-видимому, это связано со свойством ионов Са2+ образовывать нерастворимые ком-

плексные соединения с дубильными веществами оболочек зерна, что тормозит проникновение воды внутрь зерна, тем самым замедляя процесс образования ферментов.

Следовательно, можно сделать вывод, что использование ферментного препарата АПсубтилина, особенно в сочетании с хлоридом кальция, увеличивает способность прорастания ячменя и амилолитическую активность солода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арсланбекова И.Г. Разработка режима соло-доращения с перезамачиванием и химико-тех-

нологическая характеристика солода: Автореф. дис. канд. техн. наук — М., 1973.

2. Борисенко Т.Н., Сергеева И.Ю. Пищевые продукты и экология // Сб. науч. работ. — Кемерово, 1998.

3. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. — М.: Мир, 1977.

4. Ермолаева Г.А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. — М.; Изд. центр «Академия», 2000.

5. Кретович В.Л. Основы биохимии растений. — М.: Высшая школа, 1971.

6. Поляков В.А. Биотехнология переработки зернового сырья в производстве солода, пива, алкогольных и безалкогольных напитков. — М.: Пищепромиздат, 2002. ¿SyT

РУССКО-

СЛОВАРЬ

АНГЛИИСКИИ

Рубрику ведет Крис Смит,

tionary

Солод —

malt [малт] ячменный солод —

barley malt [бали малт] светлый солод —

amber malt [эмбэ малт] темный солод — ,

brown malt [браун малт]

главный пивовар фирмы Quest, Великобритания

карамельный солод —

caramel malt, caramelized malt [кэрэмел малт, кэрэмелайзд малт] жженый солод — black malt [блэк малт] кислый солод —

acid malt [эсид малт] очищенный от ростков солод — cleaned malt [клинд малт]

Пример использования приведенных слов:

Barley malt may be amber, brown, caramelized and black.

Ячменный солод может быть светлый, темный и жженый. Only cleaned malt can be used for beer.

Только очищенный от ростков солод может быть использован для пива.

Обращайтесь по всем возникающим у вас проблемам с переводом в наш журнал. Вы получите консультацию настоящего специалиста.

Продолжение следует... — To be continued... [ту би континьюд]

2•2004

ПИВО и НАПИТКИ

100

30