Биотехнология пива с применением непрерывного сбраживания сусла из солода и пшеничной муки

• Автор: Федоров, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.18.07, 05.18.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 152 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1Л Технологические и биохимические основы затирания

зернопродуктов.

1Л Л Технологические аспекты подготовки крахмалсодержащего

сырья в пивоварении

1Л .2 Роль амилолитических ферментов в процессе растворения

экстрактивных веществ зернопродуктов при затирании

1Л .3 Ферментные препараты, используемые для получения

осахарснного сусла из зернового сырья.

1 Л.4 Технологические особенности применения пшеницы в
пивоварении.
1.2 Теоретические основы и практическое применение процесса
непрерывного брожения в пивоварении.
1.2Л Биохимия процесса спиртового брожения
1.2.2 Гомогенные и гетерогенные системы непрерывного культивирования микроорганизмов
1.2.3 Современные реакторы, применяемые для непрерывного брожения пивного сусла.
1.3 Существующие системы оценки органолептических показателей готовой продукции
1.3.1 Участие различных компонентов пива в формировании вкуса
и аромата готового напитка
1.3.2 Органолептическая оценка качества пива
1.3.3 Принципы оценки качественных показателей готовой продукции с использованием математического аппарата
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Сырье и материалы, применяемые при получении пива
2.2 Методы исследования
2.2.1 Методики определения физикохимических показателей
сусла, пива и вспомогательных материалов.
2.2.2 Определение концентрации сахаров методом высоко эффективной жидкостной хроматографии.
2.2.3 Определение количественного и качественного состава примесей методом газовой хроматографии.
2.3 Экспериментальная установка для получения пивного сусла
2.4 Технологический режим получения пивного сусла на экспериментальной установке
2.5 Описание экспериментальной установки для непрерывного сбраживания пивного сусла
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ
ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПШЕНИЧНОГО СУСЛА
3.1 Разработка концепции получения сусла из пшеничной муки.
3.2 Экспериментальные данные и математическая обработка результатов исследования процесса получения пшеничного сусла
3.2.1 Планирование процесса получения пшеничного сусла
3.2.2 Математическая модель процесса получения пшеничного
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СПОСОБА НЕПРЕРЫВНОГО СБРАЖИВАНИЯ СУСЛА ВЫСОКОКО ЩЕНТРИРОВАННОЙ БИОМАССОЙ ПИВОВАРЕННЫХ ДРОЖЖЕЙ.
4.1 Технологический режим получения молодого пива на установке
для непрерывного брожения.
4.2 Исследование процесса непрерывного сбраживания пивного сусла
4.2.1 Планирование процесса получения молодого пива
4.2.2 Оценка устойчивости работы реактора в условиях
длительного культивирования
4.3 Математическое описание процесса непрерывного сбраживания пивного сусла,
4.3.1 Разработка и решение модели анализа биореактора с волоконным фильтром.
4.3.2 I Гроверка адекватности модели.
4.4 Создание и исследование математической системы оценки вкуса
4.5 Исследование возможности управления процессом дображивания на основе математической системы балловой оценки вкуса экспериментального пива
4.5.1 Изменение состава пива, полученного с применением пшеничной муки в процессе дображивания.
4.5.2 Определение продолжительности дображивания экспериментального пива с применением математической системы балловой оценки вкуса
ГЛАВА 5 ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ .
5.1 Разработка технологической линии производства пива на минизаводе.
5.2 Обоснование технологических принципов расчета оборудования
для минипивзавода.
5.3 Экономические и производственные аспекты использования результатов исследования.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Чем мельче помол и, следовательно, больше общая поверхность частиц, тем большее количество сусла может адсорбироваться дробиной. Выщелачивание производится водой и сусло смывается с поверхности частиц легче, если они уложены в фильтрующем слое менее плотно в этом же случае более эффективно протекает и диффузия экстрактивных веществ к поверхности частиц 6, . Таким образом, процесс фильтрования в большой мере зависит от фракционного состава дробленого солода, однако в литературных источниках практически не отражено влияние последнего на основные показатели сусла и соответственно пива. С достаточной степенью точности затор можно охарактеризовать как среду, в которой непрерывно протекают реакции образования и разрушения ферментсубстратных комплексов, поэтому целесообразно рассмотреть составляющие этих комплексов, механизм их взаимодействия и влияние на последний внешних факторов среды. Амилолитический комплекс солода состоит из ссамилазы, амилазы и декстриназы олигоа1,6глюкозидазы. В ферментных препаратах присутствуют аамилаза, олигоос1,6глюкозидаза и глюкоамилаза. Каждый фермент имеет свои специфические особенности, которые обусловливают определенные качественные характеристики получаемых продуктов, аАмилаза эндофермент, гидролизующий а1,4связи внутри молекулы амилозы и амилопектина, в результате образуются продукты неполного гидролиза крахмала ссдекстрины, поэтому аамилазу и называют декстринирующим ферментом. При длительном действии аамилазы на амилозу фермент почти полностью превращает ее в мальтозу, мальтотриозу и небольшое количество глюкозы. В активный центр а и амилаз и глюкоамилазы входят имидазольная и карбоксильная группы. Такие функциональные группы, как фенольная, сульфгидрильная и дисульфидная, не принимают участия в катализе, но необходимы для поддержания третичной структуры отдельных амилаз . По Жеребцову, для активной полости глюкоамилазы безразлично, какой остаток глюкозы полисахарида будет втянут в нее связанный с С4 или с Сбатомом соседнего остатка. Важно лишь, чтобы связь была комплементарна системе имидазолкарбоксил. В случае действия амилазы активная полость вмещает два глюкозных остатка и ответвление со связью С, по всей вероятности, является серьезным стерическим препятствием для сближения системы имидазол карбоксил со связью i. Глюкоамилаза экзофермент, расщепляющий как а1,4, так и а1,6глюкозидные связи. Действуя с нередуцирующих концов молекул амилозы и амилопектина, отщепляет молекулу глюкозы в 3форме. В процессе затирания крахмал проходит три стадии клейстеризацию, разжижение и осахаривание. В присутствии амилаз температура клейстеризации значительно снижается. Углеводная часть крахмала состоит из двух полисахаридов амилозы и амилопектина. Амилоза и амилопектин построены из остатков глюкозы С6Но. Амилоза имеет молекулярную массу М, молекулярная масса амилопектина достигает сотен миллионов. Схема строения молекулы амилозы представляется в виде длинной цепочки глюкозных остатков, связанными гликозидными а1,4связями. В молекуле амилозьг соединены несколько таких параллельно расположенных цепочек. В каждой из них глюкозные остатки расположены по спирали. Схема строения молекулы амилопектина представляется в виде разветвленной цепи, состоящей из большого числа глюкозных остатков около . Главная цепочка, к которой присоединяются боковые ветви, состоит из глюкозных остатков. Каждая же отдельная боковая ветвь состоит из остатков, а внутренние отрезки цепей между точками ветвления имеют таких остатков. Боковые цепочки в свою очередь связаны с соседними цепочками. В амилопектине остатки глюкозы в пределах одной цепочки связаны между собой, также как в амилозе, связью а1,4. Но связь между отдельными цепочками в амилопектине осуществляется а1,6глюкозидными связями , . Известны три вероятных способа взаимодействия фермента с субстратом. По многоцепочечному способу молекула фермента в случайном порядке атакует одну из полисахаридных цепей, отщепляет от нее звено мономер или димер и затем также в случайном порядке атакует следующие цепи, в том числе, возможно, и атакованную ранее.