Роль эндогенных и микробных протеаз в процессе получения и сбраживания ржаного сусла

• Автор: Дячкина, Алла Борисовна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Характеристика основного сырья спиртового производства

1.1.1. Агропромышленные аспекты производства зерна ржи

1.1.2. Особенности биохимического состава зерна ржи

1.1.3. Лмилолитические и протеолитические ферменты зерна ржи

1.2. Ферментные препараты, используемые в технологниспиртового производства.

1.2.1. Протеолитические ферментные препараты

1.3. Способы подготовки крахмалосодержащего сырья к сбраживанию

1.3.1. Режимы механикоферментативной обработки сырья.

1.4. Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания сусла

1.4.1. Характеристика спиртовых дрожжей, применяемых вспиртовом производстве.
1.4.2. Факторы, влияющие на образование примесей при брожении.
1.4.3. Механизмы образования побочных продуктов
1.4.4. Белковые соединения, определяющие пенообразование в технологиибродильных производств
2. Экспериментальная часть.
2.1. Методы исследования.
2.1.1. Определение физических и химических показателей зерна ржи
2.1.2. Определение водорастворимого белка по методу Лоури
2.1.3. Определение фракционного состава белков
2.1.4. Определение активности протеаз модифицированным методом Ансона
2.1.5. Фракционирование белков методом гельхроматографии
2.1.6. Ионообменная хроматография белков
2.1.7. Из оэле ктр и чес кое фокусирование белков
2.1.8. Определение аминного азота методом формольного титрования
2.1.9. Определение активной и титруемой кислотности
2.1 Определение аминокислотного состава с помощью аминокислотного анализатора
2.1 Определение побочных продуктов брожения методом газовой хроматографии
2.1 Определение концентрации спирта и действительного экстракта в зрелой бражке
2.2. Характеристика неследуемого образца ржи по физическим и химическим показателям
2.3. Характеристика белковопротенназиого комплекса зерна ржи
2.3.1. Фракционный состав белков ржи
2.3.2. Характеристика протеолитических ферментов исследуемого образца зерна ржи
2.3.3. Выделение и очистка нейтральных протеаз зерна ржи
2.3.4. Характеристика очищенного препарата нейтральных протеаз зерна ржи
2.3.5. Действие нейтральных протеаз ржи на собственные белки
2.4. Характеристика микробных ферментных препаратов нротеолнтнческого действия
2.4.1. Характеристика ферментных препаратов протеаз
бактериального происхождения
2.4.2. Характеристика ферментных препаратов протеаз грибного происхождения
2.5. Разработка общей процессуальной схемы получения осахаренного сусла
2.6. Фракционирование белков осахаренного сусла методом гельхроматографии.
2.6.1. Характеристика продуктов протеолиза белков сусла, под действием эндогенных протеаз
2.6.2. Характеристика продуктов протеолиза белков осахаренного сусла, полученного с использованием препаратов бактериальных протеаз
2.6.3. Характеристика продуктов протеолиза белков осахаренного сусла, полученного с использованием препаратов грибных протеаз
2.7. Влияние микробных ферментных препаратов протеаз на показатели качества ржаного сусла.
2.7.1. Показатели качества ржаного сусла
2.7.2. Динамика изменения показателей качества ржаного сусла
2.7.3. Аминокислотный состав свободных аминокислот и пептидов осахаренного ржаного сусла.
2.8. Исследование стадии сбраживании ржаного сусла, полученного с использованием микробных протеаз.
2.8.1. Изучение динамики выделения диоксида углерода при сбраживании сусла, полученного с использованием бактериальных протеаз
2.8.2. Изучение динамики выделения диоксида углерода при сбраживании сусла, полученного с использованием грибных протеаз
2.8.3. Анализ зрелой бражки по содержанию этилового спирта.
2.8.4. Анализ зрелой бражки по содержанию летучих веществ
Выводы.
Литература


В целом по своему строению рожь мало отличается от пшеницы, но соотношение составных частей у зерна ржи иное. Рожь содержит меньший процент эндосперма , но большую долю оболочек II и алейронового слоя . Кроме того, оболочки ржи более плотно связаны с эндоспермом, чем оболочки пшеницы , . Консистенция эндосперма, характеризуемая стекловидностыо, у ржи отличается большей рыхлостью. Общая стекловидность колеблется от до . Причем формируется она за счет полустекловидных зерен . Механические свойства ржи отличаются от свойств пшеницы. Это объясняется структурными особенностями и наличием в зерне ржи слизей, обуславливающих преобладание пластических деформаций . Многие авторы отмечают, что суммарное содержание слизей в зерновке ржи и ячменя выше, чем в пшенице , , , , , 3, 4. Слизи злаков можно охарактеризовать следующим образом пшеница содержит мало пентозанов, из гексозанов присутствуют в основном аглюкан рожь богата пентазанами, которые в основном представлены арбаноксиланами, может совсем не содержать гексозанов ячмень содержит очень мало пентозанов и большое количество рглюкана 2. В.Ф. Г оленков в своих исследованиях показал, что слизистые вещества ржи представляют собой не только сложный гетеронолисахарид, но и углеводбелковый комплекс гликопротеид. Слизеобразующие вещества зерна ржи очень гидрофильны при комнатной температуре легко набухают и растворяются, образуя вязкие гелеобразные растворы. Наличие в этих веществах разветвленной арабаноксилановой фракции способствует образованию их стойких комплексов с белковыми веществами, что повышает вязкость водномучных суспензий, а это в свою очередь приводит к ухудшению реологического поведения ржаной массы в ходе производства этанола 1, 4, . Особая роль в спиртовом производстве отводится белкам, продукты гидролиза которых аминокислоты необходимы для обеспечения дрожжей питанием. В процессе воднотепловой обработки зерна в зависимости от технологического режима проведения процесса, количества и состава отдельных фракций белков, в растворимое состояние переходит от до азотистых веществ, содержащихся в сырье 0. Вместе с тем вопросам изучения физикохимических свойств белков ржи посвящены лишь отдельные работы. Так, в работах Н. Дубодсл и А. Вакара , показано, что глиадин, выделенный из клейковины ржи, состоит из восьми одноцепочечных и трех многоцепочечных белков. Главный компонент глиадина ржи белок с молекулярной массой тысяч Дальтон. Глютснины ржи представляют собой гетерогенный комплекс, состоящий из ряда компонентов, главным образом многоцепочечных, каждый из которых построен из нескольких субъединиц, соединенных межмолскулярными дисульфидными связями. В составе глютенина обнаружены девять одноцепочечных компонентов с молекулярными массами от до 4 тысяч Дальтон. Среди них выделяют фракцию растворимого глютенина, которая составляет около исходного глютенина. По количеству компонентов и их молекулярным массам растворимый глютенин похож на глиадин. Дальтон . Молекулярные массы глобулиноподобных субъединиц глютенина лежат в диапазоне . Дальтон и более. Отличие свойств белков ржи и пшеницы объясняют меньшей долей растворимого глютенина и меньшим количеством дисульфидных и водородных связей в клейковине ржи, по сравнению с пшеницей. По аминокислотному составу белки ржи обладают большей питательной ценностью, чем белки других злаковых культур, т. Характерной особенностью для ржи является высокое содержание растворимых в воде азотистых соединений. Их количество колеблется от до от общего содержания в зерне водорастворимых веществ, тогда как в пшенице не больше . С позиции научного обоснования технологических процессов переработки растительного сырья в спиртовом производстве представляет большой интерес способность крахмала гидролизоваться ферментами амнлазного комплекса, в том числе и за счет собственных ферментов зерна. Амилаза или а1,4глюкангидролаза Н. Ф. 3. Амилазы гидролизуют а1,4связи внутри молекулы крахмала, разрывая связь между первым углеродным атомом и кислородом, связывающим этот углерод с соседней молекулой глюкозы.