7.1.2. Расщепление β-глюкана

Расщепление β-глюкана: происхождение, возможность гелеобразования.

Факторы, влияющие на его наличие, и методы его уменьшения:

– переработка сортов ячменя с низким содержанием β-глюкана;

– солод с высоким содержанием фермента эндо-β-глюконазы;

– хорошее растворение содержимого зерна;

– технологические приемы, не позволяющие остаточному β-глю-кану превращаться в гель.

Контроль осуществляется по показателям фриабильности и вязкости.

Кроме крахмалистых полисахаридов, в солоде присутствуют некрахмалистые полисахариды, наиболее важным представителем которых является β-глюкан. Клеточные стенки эндосперма состоят на 75 % (и более) из β-глюкана. Молекулы β-глюкана имеют вытянутую форму и не ветвятся (в отличие от составляющей крахмала – амилопектина). Многие из этих молекул связаны водородными мостиками, т. е. ассоциированы. Из-за нерегулярного внешнего вида их называют бахромчатыми мицеллами. В этом виде они растворимы. Многие из бахромчатых мицелл связаны в поперечном направлении и частично с белком, особенно это характерно для еще не полностью растворенных частей зерна в солоде, например кончиков зерна.

Если клеточные стенки недостаточно разрушены, то доступ ферментов к белку и крахмалу ограничен и выход экстракта при переработке солода снижается.

Хотя при производстве солода β-глюканаза (фермент, разрушающий β-глюкан) уже проявила необходимую активность, часть вещества клеточных стенок неизбежно присутствует в готовом солоде (даже в очень хорошо растворенном солоде). Это может создавать определенные проблемы при использовании несоложеных зернопродуктов, что вызывает необходимость применения ферментных препаратов при затирании.

Высокомолекулярный β-глюкан повышает вязкость сусла и сни-жает выход экстракта, что недопустимо. Большинство пивоваренных заводов очень внимательно подходят к выбору солода с низким содержанием β-глюкана. Однако для многих сортов пива начальная температура затирания равна или выше температуры, при которой β-глюканаза солода сохраняет свою стабильность; как только температура повышается, термочувствительная эндо-β-глюканаза инактивируется и прекращает свое действие. Здесь действует термостабильная (до 70 °С) β-глюкан-солюбилаза, высвобождающая высокомолекулярные соединения β-глюкана из белка и нерастворенных кончиков зерен, но не расщепляющая их дальше.

На практике многие заводы вносят ферментные препараты, содержащие β-глюканазу, при затирании, чтобы снизить вязкость сусла и пива и улучшить его фильтруемость. Так как эндо-β-глюканаза при температуре свыше 50 °С давно инактивировалась, всегда следует считаться с тем, что в плохо растворенном, бедном ферментами солоде содержатся высокомолекулярные соединения β-глюкана, но не следует отождествлять эти соединения с гелем β-глюкана.

Проблема проявляется после того, как произошло частичное разрушение химических связей β-глюкана (водородных мостиков) внутри молекулярных соединений при температуре выше 80 °С, а именно при кипячении и охлаждении сусла. При этом образуется термоактивный β-глюкан, который при охлаждении может превращаться в гель.

Опасность образования геля невелика, если:

– применяется хорошо растворенный солод с большим количеством ферментов;

– сусло медленно охлаждается;

– сусло спокойно отстаивается и не взбалтывается;

– исключается возникновение касательных напряжений.

Образование геля возможно:

– из-за высоких скоростей течения и многократного изменения направления потока в выносном кипятильнике;

– из-за появления в насосах сильных вихревых явлений;

– из-за появления сильных вихревых явлений в вирпуле;

– из-за слишком узких или часто изменяющихся поперечных сечений трубопроводов;

– из-за центробежных сил в сепараторе.

Прибор, благодаря которому можно определить содержание β-глюкана, называется фриабиллиметром (прибор, который определяет мучнистость зерна). Метод основан на том, что мучнистость зерна и содержание β-глюкана в сусле связаны между собой (существует корреляция). Необходимый показатель фриабиллиметра – рыхлых зерен свыше 80 %.