Роль минерального состава воды в технологии производства зернового сусла

• Автор: Моисеенко, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 05.18.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Введение

1 Обзор литературы

1.1 Современные тенденции развития отечественной спиртовой отрасли.

1.2 Углеводный комплекс зерна пшеницы, ржи, ячменя.

1.3 Амилолитические ферменты.

1.4 Физикохимические свойства и структурные особенности

белков пшеницы, ржи, ячменя

1.5 Протеолитические ферменты зерновых культур.

1.6 Характеристика ферментных препаратов амилолитического и протеолитического действия, используемых в технологии

этанола из зерна.

1.6.1 Ферментные препараты разжижающего и осахаривающего действия.

1.6.2 Ферментные препараты протеолитического действия
1.7 Классификация природных вод
1.8 Влияние минерального состава технологической воды на биохимические процессы при переработке зерна в
бродильных производствах.
1.9 Технологические аспекты получения осахаренного сусла
в технологии этанола.
1.9.1. Режимы механикоферментативной обработки сырья.
1.9.2 Влияние состава сырья на процесс воднотепловой
и ферментативной обработки.
2 Экспериментальная часть
2.1 Объекты и методы исследования
2.1.1 Объекты исследований.
2.1.2 Методы исследований
2.1.2.1 Методы анализа зерна
2.1.2.2 Методы анализа воды.
2.1.2.3 Методы определения ферментативной активности
2.1.2.4 Анализ полупродуктов спиртового производства
2.2 Результаты исследований и их обсуждение
2.2.1 Влияние ионов Са2 и М2 на активность
микробных и зерновых амилаз
2.2.1.1 Амилолитическая способность микробных амилаз при использовании стандартного субстрата.
2.2.1.2 Амилолитическая способность зерновых амилаз при использовании стандартного субстрата.
2.2.1.3 Исследование микробных и зерновых амилаз с использованием зерновых субстратов.
2.2.1.4 Исследование реологического поведения замесов при переработке зерна в зависимости от концентрации
ионов Са2 и М2 в технологической воде
2.2.2 Влияние катионов на активность микробных и зерновых протеаз
2.2.2. Г Влияние ионов Са2 и М2 на активность микробных
протеаз при использовании стандартного субстрата
Влияние ионов Мпн и 2 наактивность микробных
протеаз при использовании стандартного субстрата
2.2.2.3 Характеристика протеолитических ферментов зерновых субстратов пшеница, рожь, ячмень.
2.2.2.4 Влияние ионов Са2, М2, Мп2 и 7хг на активность зерновых протеаз при использовании стандартного субстрата
.2.5 Исследование процесса ферментативного гидролиза
белка зерновых субстратов.
2.2.1.6 Влияние минерального состава технологической воды
на фракционный состав белков осахаренного сусла.
2.2.3 Влияние показателей качества исходного сырья
на процесс получения зернового сусла
2.2.3.1 Биохимические показатели качества пшеницы, ржи, ячменя
2.2.3.2 Оценка показателей качества воды
2.2.3.3 Исследование процесса получения зернового сусла с применением разных по минеральному составу
образцов технологической воды
2.2.4 Разработка рекомендаций по повышению эффективности
процесса получении сусла на Ардымском спиртовом заводе .
2.2.4.1 Характеристика образцов технологической воды
2.2.4.2 Исследование минерального состава зернового сырья
2.2.4.3 Выбор основных направлений исследований.
2.2.4.4 Сравнительная характеристика образцов осахаренного сусла.
Выводы.
Литература


Среди других перспективных разработок, посвященных технологиям этанола из зерна, следует отметить схемы с получением высококонцентрированного сусла , , 4, применением новых рас дрожжей , , 1, внедрением физических нетрадиционныхметодов обработки сырья, таких как роторноиульсационная, ультразвуковая обработка, ИКнагрев зерна , , , , 7, 0, 1, 2, 3. Все перечисленные технические решения рациональнее использовать для технологий, основанных на механикоферментативном способе обработки сырья. В спиртовом производстве в качестве сырья могут использоваться различные виды зерна. Однако основными культурами, поступающими па спиртовые заводы, являются пшеница, рожь, ячмень 9, 2. В настоящее время в технологии спирта основным сбраживаемым компонентом сырья является крахмал, который количественно преобладает среди веществ химического состава зерна , , . Поэтому изучению его структуры и свойств следует уделять больше внимания. В зерне крахмал содержится в эндосперме в виде крахмальных зерен гранул определенного размера и формы, окруженных белковой оболочкой . Количественное содержание крахмала следующее для пшеницы для ржи для ячменя , , , . Известно также, что средний диаметр крахмальных зерен ржи, больше, чем у других зерновых культур, их размер от до мкм , , . С технологической точки зрения большой интерес представляют собой реологические свойства крахмала и явление клейстеризации. В процессе клейстеризации крахмала способность зерен к двойному лучепреломлению в поляризованном свете, свойственная нативным гранулам, исчезает 1, , . Поэтому в качестве критерия окончания клейстеризации используют температуру, при которой полностью исчезает двойное лучепреломление. Эта температура является отличительным признаком для крахмалов различных культур , 9, 2. Процесс деструкции крахмального зерна является основным при подготовке сырья к сбраживанию на спирт. Поэтому большое значение имеют все факторы, оказывающие влияние на клейстеризацию крахмала. Один из них это соотношение амилозы и амилопектина. В зерновом крахмале оно составляет в среднем то есть на долю амилозы приходится . Мелкие зерна ячменя содержат амилозы ,3, крупные ,9 зерна пшеничного крахмала и ,1 соответственно , 3. Взаимодействие крахмала с другими веществами зерна также существенно влияет на технологические свойства полисахарида. Так, при зернообразовании в структуру крахмача включаются фосфаты и липиды, их массовая доля определяется видом культуры. Наличие связанных фосфатов в крахмале повышает вязкость клсйстеров и их загущающую способность. Липиды, связанные с крахмалом зерна, уменьшают его растворимость образуют амилознолипидные комплексы, понижающие водосвязывающую и набухающую способность зерен крахмала , , . В зерновых крахмалах содержится значительное количество белковых веществ 0,0,5, в то времякак в картофельном только 0,6 . Белки обусловливают повышение температуры клейстеризации крахмала и уменьшают вязкость водных дисперсий, что объясняется взаимодействием этих веществ с полисахаридами крахмала, снижением гидратации ангидроглюкозных единиц и степени набухания зерен , . Наряду с крахмалом, другие компоненты углеводного комплекса также играют важную роль в спиртовом производстве как с точки зрения выхода спирта, так и самого хода технологического процесса , , 9. Наличие относительно большого количества свободных сахаров в зерне, чем характеризуется химический состав ржи , традиционно считался нежелательным показателем, так как в процессе разваривания сахара разлагаются. В схемах механикоферментативной переработки зерна повышенное содержание сахаров в сырье не является острой проблемой . Как уже отмечалось, в последнее время все большее внимание в спиртовом производстве уделяется некрахмальным полисахаридам клетчатке, гемицеллюлозам, гумми, которые по традиционной технологии не используются для получения этанола. Гидролиз этих веществ зерна может дать дополнительный выход готового продукта, однако качественные показатели спирта в этом случае требуют улучшения. О влиянии некрахмальных полисахаридов на ход производственного процесса известно давно , 9. Так, кроме белков, технологическую сложность извлечения крахмала определяют также гемицеллюлозы и пентозаны. Определенную трудность в переработке некоторых злаков представляют собой слизи.