ПРОИЗВОДСТВО СПИРТНЫХ НАПИТКОВ

СУСЛО

4.1. Сусло из крахмалсодержащего сырья

4.1.1. Современнвя технология приготовления сусла

Крахмалсодержащим сырьем в условиях промышленного производства спирта является картофель, пшеница, рожь, овес, просо, ячмень, кукуруза, рис, сорго, горох. Технология получения сусла из этих материалов, имея определенные отличия, связанные со спецификой каждого конкретного вида сырья, в общем идентична и в случае переработки зерна включает: а) очистку; б) измельчение; в) приготовление замеса (теста); г) разваривание; д) перемещение разваренной массы в осахариватель; е) охлаж­дение разваренной массы до определенной температуры; ж) смешивание разваренной массы с солодовым молоком и оса - харивание крахмала; з) перемещение осахаренной массы в бродильные емкости.

В общих чертах процесс реализуется следующим образом. Тщательно очищенное от загрязнений зерно измельчается до состояния крупки или муки, смешивается с водой и в виде теста поступает в запарник. Картофель измельчается до состояния кашки, однако до поступления его в запарник с водой не смешивается. В запарнике масса подвергается воздействию перегретого пара с температурой, достигающий 150°С, и давле­нием в несколько атмосфер. Необходимость разваривания при таких температурах обусловлена тем, что частицы крахмала в картофеле и зернах злаков окружены непроницаемой для осахаривающйх ферментов оболочкой и к тому же крахмал в нерастворенном состоянии осахаривается крайне медленно. Под действием высокой температуры и влаги происходит разрушение оболочек, покрывающих частицы крахмала, его клейстеризация и растворение. В осахаривателе гомогенизированная масса охлаж­дается до такой температуры, чтобы после ее смешивания с солодовым молоком, имеющим комнатную температуру, тем­пература смеси составляла от 57 до 62°С. Осахаривание производится в течение 15—30 мин. Во время осахаривания масса непрерывно перемешивается мешалкой со скоростью вращения около 150—250 об/мин, а необходимая температура поддерживается с помощью пара. Схематически процесс осахаривания растворенного крахмала можно изобразить следующим образом:

(СбНіо05)п + Н20 = (C6HioOj)n-2 + С12Н22О11 крахмал вода декстрин мальтоза (СбНі0О5)„-2 + Н20 = (C6HioOj)n-4 + CI2H22O11 и т. д. декстрин вода декстрин мальтоза

Описываемое приведенными уравнениями превращение крахмала в сахар мальтозу происходит под действием ферментов солода. При этом, если а-амилаза расщепляет крахмал с образованием главным образом декстринов и небольшого количе­ства мальтозы, то под действием b-амилазы образуются главным образом мальтоза и небольшое количество декстринов. При одновременном действии а - и b-амилаз около 80 мае. % крахмала превращается в мальтозу и около 20 мас.% — в декстрины. Если образовавшуюся мальтозу удалять, например, сбраживанием ее дрожжами, то около 95 мас.% крахмала превратится в мальтозу. Оставшиеся декстрины превращаются в мальтозу декстриназой в процессе брожения.

Таким образом, в результате процесса осахаривания раство­ренный крахмал превращается в сахар мальтозу и продукты промежуточного распада — декстрины, часть из которых, не превратившаяся в мальтозу в осахаривателе, осахаривается ферментами солода уже в процессе брожения. Поэтому крайне важным является сохранение активных ферментов солода после проведения осахаривания. Приведенные выше температуры оса­харивания несколько превышают оптимальные для ферментов солода, однако присутствие защитных веществ — Сахаров, декстринов и некоторых других и непродолжительность процесса не приводят к существенной инактивации ферментов солода. По окончании осахаривания сусло перемещается в бродильную емкость. По пути перемещения сусла происходит его охлаждение до начальной температуры брожения.

В состав подготовленного к брожению сусла входят раство­римые и не растворимые в воде вещества. Растворимые вещества можно разделить на сбраживаемые (сахара) и несбраживаемые (азотистые и минеральные вещества, кислоты). Несмотря на то, что спиртовые дрожжи прекращают сбраживание Сахаров при доли спирта 12—13 об.%, в условиях современного промышленного производства спирта сусло готовят с таким расчетом, чтобы крепость получившейся зрелой бражки не превышала 10 об.%. С учетом вышесказанного, обычно сусло содержит 18—22 мас.% сухих веществ, в том числе 12—18 мас.% сбраживаемых, что дает долю спирта в зрелой бражке около 7—8 мас.% или 8—9,5 об.%.

Соотношение сырья и воды. При приготовлении замеса на 1 кг муки расходуют 3 л воды. В процессе нагрева и разваривания на каждую порцию теста, состоящую из 1 кг муки и 3 л воды, поступает еще около 1 л воды. Таким образом, на осахаривание поступает масса, в которой весовое отношение муки к воде составляет 1:4. При внесении солодового молока это соотношение меняется незначительно.

Картофель состоит приблизительно на 25% из сухих веществ (в том числе около 20% — сбраживаемых) и на 75% — из воды. В процессе приготовления сусла на каждый килограмм картофеля расходуется около 0,15 л воды при его нагреве и разваривании и, кроме того, около 0,2 л дополнительно для создания необходимых вязкости и концентрации Сахаров. Таким образом, в сусле из картофеля весовое отношение картофеля к воде составляет приблизительно 1:0,35.

Расход солода. Одна весовая часть зеленого солода расходуется на 8—8,5 весовых частей зерна или 28—30 весовых частей картофеля. Общие требования к солоду: 1) солод должен быть выращен из зерен нескольких видов; 2) в составе зерна, идущего на выращивание солода, не должно быть того вида, на осахаривание которого предназначен солод. Например, для осахаривания пшеницы используют солод, состоящий на 75% из ржи и на 25% из проса. Картофель осахаривают ячменным солодом.

Кислотность. Для проведения всех технологических процессов производства спирта, за исключением процесса размножения дрожжей, наиболее благоприятна среда, имеющая слабокислую реакцию, рН = 4,5-5,5; в том числе оптимальные значения рН при осахаривании должны составлять 4,8—5,0. Кислотность сусла из картофеля и зерна составляет рН = 4,8—5,5. Эта кислотность удовлетворительна для брожения, но несколько занижена для осахаривания. Например, согласно [13], при осахаривании ячменным солодом кукурузного сусла, имеющего рН = 5,4 при 62,8°С, за 1 мин осахаривается больше крахмала, чем при той же температуре за один час при рН = 5,9. Тем не менее сусло из картофеля и зерна дополнительно не подкисляют.