Производство алкоголя

Сусло из картофельного крахмала

Приготовление сусла из крахмала имеет ряд особенностей, пренебрежение которыми существенно сказывается на выходе и качестве спирта. Согласно [4], крахмал до введения в емкость для осахаривания должен быть обязательно смешан при комнатной температуре с солодовым молоком, чтобы подвергнуть его возможно более длительному действию осахаривающих ферментов повышенной концентрации. При этом в солодовом молоке отношение солода к воде должно быть обычно принятым (1:4 или даже 1:3), чтобы концентрация ферментов была максимальной. Важное значение играет также влажность используемого крахмала. Необходимо применять сухой крахмал, так как его частицы в силу гигроскопичности сильно насыщаются солодовым молоком, благодаря чему начинается их растворение и оса­харивание уже при комнатных температурах, до клейстеризации. Частицы же свежеполученного крахмала уже насыщены водой и поэтому плохо проницаемы для осахаривающих ферментов.

Технологию осуществляли следующим образом. К солодовому молоку, приготовленному по принятой технологии, при не­прерывном перемешивании добавляли сухой крахмал, выдер­живали определенное время (длительность не указана) при комнатной температуре, после чего разбавляли водой и проводили осахаривание по технологии, принятой при осахаривании сусла из картофеля.

В случае влажного и неочищенного, так называемого грязевого крахмала, содержащего до 60 мас.% воды, в [2] приведена следующая технология его осахаривания. Крахмал при перемешивании добавляют в воду, в которой ранее размешан солод. Смесь готовят из расчета; на 1 массовую часть грязевого крахмала берется 2 л воды и ,5% зеленого солода от массы перерабатываемого крахмала: Смесь при перемешивании нагревают до 75°С, при которой выдерживают около 30 мин, после чего нагревают ее до 120°С, при которой выдерживают 15 — 20 мин. После охлаждения массы до температуры 61 °С проводят ее осахаривание зеленым солодом, количество которого составляет 7% массы осахариваемого крахмала.

В условиях промышленного производства спирта при оса - харивании крахмала, входящего в состав сырья, расходуется 1 кг зеленого солода на 5—6 кг крахмала картофеля и 3,5 — 4,5 кг крахмала зерновык злаков. В случае осахаривания чистого крахмала расход солода должен быть большим, так как чистый крахмал содержит незначительное количество питательных ве­ществ для дрожжей и их необходимо ввести в крахмальное сусло с солодом или другими веществами. Рекомендовалось на 3 кг сухого крахмала использовать не менее 1 кг солода.

Иногда, в случае недостатка солода, в качестве дополнитель­ного питания для дрожжей использовали муку из малоденных гороха,'люпина, сои, овса, а также отруби. В частности, при использовании пшеничных отрубей на 4 кг крахмала использо­вались 1 кг солода и 2 кг отрубей [16]. При этом получался спирт лучшего качества, чем только с применением одного солода: "..не лишним будет, кстати, заметить при сем, что из крахмала с примесью к нему пшеничных отрубей, получается вино, очень приятное на вкус и с букетом, напоминающим пшеричйое вино; ни сивушного вкуса, ни запаха, свойственного картофельному вину, оно не имеет" [16]. Конечное отношение сухих Веществ к воде было 1:5 или 1:6.

Технология осахаривания крахмала в [4] описана недостаточно подробно, а согласно [2] необходим нагрев массы до 120°С» что в бытовых условиях затруднительно. Поэтому, с целью выработки более четких и приемлемых в бытовых условиях Рекомендаций осахаривания крахмала, нами был поставлен ряд опытов, некоторые из которых приведены ниже (технологии А, Б, В и Г). При этом технология А описана подробно, а в технологиях Б, В и Г приведены только их отличительные черты, так как остальные операции идентичны соответствующим операциям технологии А.

Использовался картофельный крахмал промышленного произ­водства и зеленый солод из ячменя и пшеницы (1:1) зерна по массе. На 3 кг крахмала расходовалось от 1 до 2 кг зеленого солода и 15 л воды, часть из которой шла на приготовление солодового молока. Приведенное количество сырья было рассчи­тано на основе объема емкости используемой для брожения (бутыль из-под химикатов объемом 25 л) и рекомендаций промышленного производства спирта о количестве солода, обес­печивающем полное осахаривание крахмала и достаточное питание для дрожжей и необходимости получения зрелой бражки с 8 — 10 об.% спирта. Нагрев осуществляли открытым огнем четырхконфорочной газовой плиты, включенной максимально. Лри этом скорость повышения температуры составляла около 2 С/мин при 60°С и около 1°С/мин при 90°С. Температура окружающей среды — 20°С. Степень осахаривания определяли "на вкус" и "йодной пробой". С этой целью по окончании осахаривания масса перемешивалась и из нее бралась порция объемом около 100 мл, которая фильтровалась через марлю, сложенную в два слоя; 10 мл профильтрованной массы помещали в пробиту и к ним добавляли 2 — 3 капли спиртового раствора йода {продается в аптеках).

Технология А. Цель проведения этой технологии — проверка утверждения работы [4] о том, что технологии, обычно применяемые для осахаривания сваренного при 100°С и измель­ченного картофеля, непригодны для осахаривания картофельного крахмала. Технологию осуществляли следующим образом. Соло­довое молоко готовили из расчета: на 1 кг зеленого солода — 4 л воды. После приготовления солодового молока в него постепенно при перемешивании засыпали Г кмала. Оставшуюся часть

Водц — 11 л подогревали

Перемешивании вливали смесь солодового молока и крахмала. Температура массы около 50°С. Сразу же после этого начинали нагрев. По достижении температуры 58 — 59°С начинается заметная клейстеризация и при этом в небольшом количестве образуются комки клейстера, размером до 1 — 2 см. Однако даже при 65°С вязкость массы незначительна, что свидетельствует о чем, что скорости образования и растворения клейстера близки. По достижении температуры 65°С подогрев прекращали и емкость с осахариваемой массой накрывали крышкой и укутывали. При понижении температуры массы до 60°С подогрев возобновляли ОЦЁ^ельность остывания массы от 65 до 60°С составляла 45 мин). Т^ще циклы нагрев — охлаждение проводили 3 раза, так что в Щтервале температур от 65 до 60°С общее время осахаривания составляло 2,5 ч. Во время нагрева, масса непрерывно перемешивалась, остывания — находилась в покое. По окончании осахаривания масса перемешивалась и из нее бралась порция для определения степени осахаривания "на вкус" и с помощью йода. Вкус массы был сладковатым. После прибавления к 10мл профильтрованной массы 2 — 3 капель спиртового раствора йода и перемешивания путем взбалтывания ее цвет становился темносиний, что свидетельствует о неполном осахаривании крахмала. Следует отметить, что через 30 — 40 мин происходйт расслоение содержимого пробирки на два слоя: верхний — прозрачный, желтоватого цвета и нижний, непрозрачный, темно - синего цвета. Это указывает на то, что масса содержит значительную часть неосахаренного крахмала.

Технология Б. Цель этой технологии — проверка реко­мендаций работы [4] о необходимости при осахаривании крах­мала: а) использовать максимально концентрированное солодовое молоко; б) смесь крахмала с солодовым молоком выдерживать определенное время до осахаривания. Были приготовлены две порции солодового молока. В одной на 1 кг солода расходовалось 2,2 л воды, в другой — на 2,0 кг солода 2,7 воды. С каждой порцией солодового молока смешивалось по 3 кг крахмала. Технология осуществлялась следующим образом. Сначала к

6 5-гэт отмеренному количеству солода прибавлялось около половины объема воды из предназначенной для приготовления солодового молока и масса тщательно перемешивалась. После этого к такому концентрированному солодовому молоку прибавлялась часть крахмала из предназначенного к переработке и после тщательного перемешивания снова небольшое количество воды. Так по­вторялось до тех пор, пока не использовали весь крахмал и воду. В обоих случаях консистенция массы — очень густая сметана. Приготовленная таким образом смесь солода, воды й крахмала выдерживалась в течение суток при комнатной температуре, после чего тщательно перемешивалась и вливалась в емкость для осахаривания, ще находилась оставшаяся часть воды (12 — 13 л) из предназначенной для приготовления сусла, нагретая до 65°С. Температура массы 54 — 55°С. Дальнейшие температурные и временные режимы осахаривания, * а также консистенция, и внешний вид массы в-процессе Осахаривания и по его окончании такие же, как и в технологии А. Как и в технологии А, в Обоих случаях осахаренная масса имела сладковатый вкус и при добавлении йода приобретала темносиний цвет.

Технология В» Цель проведения этой технологии — проверка эффективности описанной в [2] технологии осахаривания крах­мала И ее модернизация с учетом того, что в бытовых условиях нагрев массы производят открытым огнем или паром до температур, не превышающих 100°С

Нами было опробовано несколько вариантов технологии. В первом варианте, наиболее близком к описанному в [2], иа 3 кг крахмала расходовался 1 кг солода. Солод разделялся на две части: 0,1 и 0,9 кг, из которых отдельно готовились две порции солодового молока. Назначение первой порции Т-+ растворение крахмального клейстера; второй — растворение клейстера и его осахаривание. При этом каждая порция солода смешивалась с 1,5 л воды.

Предзначенньш к переработке крахмал смешивался с первой порцией солодового молока. Одновременно оставшаяся часть воды, 12 л, подогревалась до 65°С и без прекращения подогрева в нее при перемешивании вливалась смесь солодового молока с крахмалом. Температура массы около 52°С. Образование клей­стера происходит практически мгновенно. Кроме того, в нем, несмотря на достаточно интенсивное перемешивание, имеются в незначительном количестве комки клейстера размером до 1 — 2 см. С повышением темперетуры вязкость клейстера увеличивается и становится максимальной приблизительно при 68°С. Необходимо отметить, что вязкость клейстера при этой температуре значи­тельна, однако приемлема для его перемешивания.(клейстер, полученный без солода при отношении крахмала к воде 1:5, имеет консистенцию битума). Тем не менее даже при интенсивном перемешивании клейстера происходит его подгорание. При дальнейшем повышении температуры вязкость клейстера начинает уменьшаться. По достижении температуры 75°С нагрев уменьшали настолько, чтобы с течением времени температура клейстера оставалась практически неизменной. Выдержав клейстер при 75 С 30 мин, нагрев увеличивали и доводили его температуру до 95°С. Вязкость клейстера при 95°С относительно низка, однако образовавшиеся ранее комки сохраняются. Выдержав клейстер при 95 С 30 мин, нагрев прекращали, после чего клейстер охлаждали до 65°С. Во время нагрева и выдержек при 75°С и 95°С клейстер непрерывно и интесивно перемешивали.

При 65°С внесли вторую порцию солодового молока, в результате чего температура массы составила 60°С. Длительность и температурный режим осахаривания были такими же, как и в технологиях А и Б. По окончании осахаривания масса имела сладкий вкус, проба с помощью йода показала отсутствие неосахаренного крахмала.

Таким образом, описанная технология позволяет провести полное осахаривание крахмала. Недостатком её является по­дгорание клейстера в процессе его нагрева при температурах 65 „v - 70°С. Из сказанного также следует, что при применяемой скорости нагрева количество солода (0,1 кг) в первой порции солодового молока недостаточно для полного растворения клей­стера (ферменты солода не успевают растворять образующийся клейстер в процессе повышения его температуры от 55 до 70°С), а во второй порции (0,9 кг) — достаточно для растворения оставшегося клейстері и осахаривания. Действительно, каждый раз, с увеличением количества солода, идущего на приготовление первой порции солодового молока, вязкость клейстера при 68 — 70 С была более низкой, однако даже если на ее приготовление расходовалось 1 кг солода, подгорание клейстера происходило. Количество же солода, идущего на приготовление второй порции 'солодового молока, было всегда одним и тем же, т. е. 0,9 кг.

Технология Г. Эта технология включает предпочтительные элементы ранее описанных технологий. На 3 кг крахмала расходовалось 1,2 кг зеленого солода. Солод разделялся на две части: 0,3 и 0,9 кг, из которых отдельно готовились две порции солодового мойока. Расход воды — 1,5 л на каждую порцию солода. После смешивания крахмала (3 кг) с первой порцией Солодового молока масса вливалась в подогретую до 65°С воду <12 л); в результате чего температура составила 52°С. Доведя температуру массы до 65°С, нагрев прекращали, емкость закрывали крышкой, укутывали и оставляли на 50 — 60 мин Для "промежуточных" растворения и осахаривания крахмала. Эыло установлено, что этого достаточно для того, чтобы избежать Подгорания клейстера при используемой скорости нагрева на Иедующих этапах технологии. По истечении указанного времени Нагрев возобновляли, доводили температуру массы до 75°С, при Которой выдерживали 30 мин, и дальше проводили все операции

ІІ , 83

В точном соответствий с технологией В. Вкус осахаренной массы был сладким, йодная проба показала отсутствие крахмала.

Таким образом, анализ приведенных технологий позволяет сделать вывод о том, что применение технологий А и Б не эффективно, так как связано с потерями сырья, хотя эти технологии относительно просты и легко осуществимы. Технология В позволяет провести полное осахаривание крахмала, однако при высоких скоростях нагрева открытым огнем происходит частичное подгорание клейстера. Применение для нагрева пара устраняет этот недостаток. Технология Г позволяет без подгорания провести полное осахаривание крахмала при нагреве массі[7] интенсивным открытым огнем.