7. Способы интенсификация производства этилового спирта с применением ферментов

8. Технология производства пива с использованием ферментов

Ферментные препараты. Используют при применении более 20 % несоложеного сырья в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья. Применяют амилолитические (Амилосубтилин Г10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций. Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла. Протосубтилин Г10х используют при повышенных количествах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве. Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахари-дов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива. Наиболее перспективным средством является применение мультиэнзимных композиций (МЭК), которые, позволяют сохранить высокое качество "Жигулевского" пива при использовании до 60 % несоложеного сырья.

Цель затирания — экстрагирование растворимых веществ солода и

несоложеного сырья и превращение под дейст­вием ферментов нерастворимых веществ

в растворимые с после­дующим переводом их в раствор. Вещества, перешедшие в

раствор, называют экстрактом.

Затирание включает три стадии: смешивание измельченных зернопродуктов с

водой, нагревание и выдерживание получен­ной смеси при заданном температурном

режиме. При этом коли­чество единовременно обрабатываемых измельченных

зернопродуктов называют засыпью, объем применяемой воды — наливом, а

полученный продукт—затором.

Превращения при затирании. На первых стадиях затирания в раствор

переходят углеводы, частично белки и про­дукты их гидролиза, пектиновые,

дубильные и горькие вещества, ферменты и минеральные соли, составляющие 10...15

% сухих веществ солода. В несоложеном сырье их примерно в 2...3 раза меньше.

Основные же компоненты зернопродуктов — крахмал и белки нерастворимы. Поэтому

их перевод в растворимое состоя­ние осуществляется в результате направленного

действия соот­ветствующих ферментов.

Гидролиз крахмала начинается при солодоращении. При зати­рании крахмал

проходит три стадии: клейстеризацию, разжиже­ние и осахаривание. Собственно

гидролиз крахмала (осахарива-ние) представляет собой разжижение крахмального

клейстера, которое сопровождается накоплением в среде декстринов, маль­тозы и

глюкозы.

9. Применение ферментов в виноделии и производстве соков Ферментные препараты в виноделии

Ферментные препараты, высокоактивные катализаторы различных биохимических процессов. Различают ферментные препараты животного, растительного и микробного происхождения. По объему и ассортименту среди выпускаемых ферментных препаратов доминируют препараты, полученные путем микробиологического синтеза. Технология их производства основана на культивировании специально отобранных штаммов микроорганизмов — активных продуцентов ферментов, с последующим выделением препаратов. Наименование ферментных препаратов складывается из сокращенного названия основного фермента и видового названия продуцента. Препараты, полученные при поверхностном способе культивирования, имеют индекс П, при глубинном — Г. Индексом х обозначают степень концентрирования и очистки препарата в процессе выделения. Для интенсификации технологический процессов виноделия ферментная промышленность предлагает ряд комплексных препаратов грибного происхождения, различающихся по величине активности и соотношению гидролитических ферментных систем, оказывающих многообразное действие на высокомолекулярные вещества винограда и вина. При получении ординарных вин всех типов широкое применение получили пектолитические ферментные препараты — Пектаваморин П 10х и Г 10х, а также Пектофоетидин П 10х и Г 10х. Препараты стандартизуются по общей пектолитической активности; в качестве основных ферментов они содержат полигалактуроназу эндо- и экзодействия и пектинэстеразу, а в качестве сопутствующих — протеиназы, целлюлазы и гемицеллюлазы. Активность кислой протеиназы в препарате Пектофоетидин П 10х в 2 раза выше по сравнению с препаратом Пектаваморин П 10х. Оптимальные условия действия препаратов: рН 3,5—4,0, температура 35°—40°С. При получении крепленых, а также красных столовых виноматериалов ферментные препараты вносят в мезгу, при этом повышается общий выход сусла на 1—5%, а сусла-самотека на 10—20%, облегчается прессование, увеличивается содержание экстрактивных веществ и интенсивность окраски, ускоряются биохимические процессы, протекающие при созревании вин. При приготовлении белых столовых вин ферментные препараты вносят в сусло. Процесс осветления сусла ускоряется в 2—3 раза, количество гущевых осадков снижается на 4—5%. Пектолитические ферментные препараты могут быть использованы для обработки трудноосветляемых виноматериалов. При этом значительно сокращается расход оклеивающих веществ, повышается стабильность вин к помутнениям коллоидного характера.

С положительным технологическим результатом было апробировано применение опытных партий протеолитических ферментных препаратов — Протаваморина П 10х и Проторизина П 10х, катализирующих гидролиз белковых веществ сусла и вина, сопровождающийся накоплением пептидов и аминокислот. Разработан способ иммобилизации кислой протеиназы, выделенной из ферментных препаратов. Пектаваморин П 10х, позволивший многократно использовать фермент, повысить его стабильность к ингибирующему действию среды и создать непрерывный процесс обработки виноградного сока и вин с целью устранения помутнений белкового характера.

Активный комплекс ферментов целлюлолитического и гемицеллюлазного действия, обнаруженный в препаратах Цитороземин П 10х, Ксилонигрин П 10х, Целлолигнорин П 10х, Целлоконингин П 10х и Целлобранин П 10х, обеспечивает более глубокую степень мацерации растительной ткани при использовании вышеназванных ферментных препаратов по сравнению с пектолитическими ферментными препаратами. Использование целлюлолитических и пектолитических ферментных препаратов позволяет усовершенствовать технологию переработки сладких виноградных выжимок. При этом увеличивается выход спирта-сырца и снижается процент примесей в осадке виннокислой извести. Дозировки ферментных препаратов, зависящие от его активности, устанавливают пробной обработкой. Обычно используют суспензии ферментных препаратов концентрацией от 1 до 10%, которые готовят непосредственно перед внесением в обрабатываемый материал. Перспективы дальнейшего совершенствования приемов использования ферментативного катализа в виноделии связаны с созданием композиций высокоочищенных ферментов строго регламентированного состава, а также с получением иммобилизованных форм различных ферментных препаратов.

Обработка ферментными препаратами. Современные технологии получения сока.

Большинство плодов и ягод содержат пектиновые вещества, которые затрудняют выделение сока и уменьшают его выход. Пектиновые вещества находятся в плодах в виде нерастворимого в воде протопектина и растворимого пектина. Протопектин входит в состав клеточных стенок и срединных пластинок растительных тканей. Основное влияние на процесс сокоотдачи оказывает растворимый пектин, который обладает водоудерживающей способностью и повышает вязкость сока, препятствуя его вытеканию. Поэтому при обработке мезги пектолитическими ферментами необходимо, прежде всего, разрушить нерастворимый протопектин. Протопектин должен быть гидролизован только частично, так чтобы отделить клетки одну от другой и частично разрушить их стенки для повышения клеточной проницаемости. Пектолитические ферментные препараты не только разрушают пектиновые вещества, но и действуют на клетки токсичными веществами неферментативной природы, которые входят в состав препаратов и вызывают коагуляцию белково-липидных мембран и гибель растительных клеток. В результате этих превращений клеточная проницаемость увеличивается, протоплазменные мембраны разрываются, и выход сока значительно облегчается. Для обработки мезги плодов при производстве соков без мякоти используют ферментный препарат Пектофостидин, который выпускается в виде порошка. Препарат Novoferm 10х (выращивается поверхностным способом) представляет собой комплекс ферментов пектиназы, полигалактуроназы, пектинметил-эстеразы, целлюлазы и амилазы. Оптимальная температура действия пектолитических ферментных препаратов 35…40°C. Повышение температуры сверх 55°С инактивирует ферменты и действие препарата прекращается. Продолжительность обработки 1…2 часа. Novoferm 10х применяется как для обработки мезги, так и для осветления соков. Новым видом ферментов, которые могут применяться для обработки мезги в целях повышения выхода сока, являются разжижающие ферменты, в состав которых входит пектиназа и целлюлаза.

10.

Ферментные технологии – будущее масложировой промышленности

Ферментная гидратация представляет собой физический процесс очистки, в ходе которого фосфолипаза превращает неспособные к гидратации фосфатиды в полностью гидратируемый лизолецитин. Благодаря этому облегчается отделение фосфатидов. Технология ферментной гидратации с применением ферментного препарата «Лецитаза Ультра» позволяет: • перерабатывать масло любого происхождения (соевое, подсолнечное, рапсовое, кукурузное, горчичное, льняное, рыжиковое); • использовать меньше химических реагентов; • сократить потери масла (фосфатидный остаток содержит на 25 %меньше остаточного масла, нет потерь масла в соапстоке); • снизить расходы (низкое потребление воды, снижение затрат насушку фосфатидного остатка, нет сточных вод, снижение потребления отбельной земли);  • уменьшить потери токоферолов и стеролов; • использовать фосфатидный концентрат для производства эмульгаторов; • получать растительное масло высокого качества содержание фосфолипидов менее 0,03 % (10 ppm).  Ферментная переэтерификация уже многие годы известна как эффективный метод изменения физико-химических показателей масел и жиров. До недавнего времени данная технология применялась только для производства высокоспецифичных и дорогостоящих продуктов вследствие высокой стоимости ферментов. Использование новой технологии иммобилизации ферментов значительно снизило стоимость ферментных препаратов. Энзимная переэтерификация в настоящее время по себестоимости может конкурировать с другими процессами (полная гидрогенизация и химическая переэтерификация) для получения оптимально функциональных и безопасных для здоровья человека продуктов. Преимущества ферментной переэтерификации с применением биокатализатора «Липозим ТЛ ИМ»: • технологический процесс простой, удобный в эксплуатации, не требует высоких температуры и давления; • не наблюдается потемнения цвета готового продукта, что исключает дополнительные затраты по отбелке; • не снижается биологическая ценность жиров, так как процесс протекает при температуре 70 °С; • можно производить большой ассортимент продуктов; • не образуются трансизомеры жирных кислот. Ферментная переэтерификация позволяет достичь высокой степени взаимозаменяемости жиров, обеспечивает сохранение биологически полезных веществ сырья и повышает технико-экономические показатели производства вследствие многократного использования фермента. Первоначальные вложения капитала также невелики, так как для проведения процесса требуется простой реактор или колонна. Заданные свойства продукта получают, однократно пропустив смесь масел и жиров через колонну с ферментом. В отличие от химической переэтерификации, данная технология не требует применения химикатов. Ферментный препарат постоянно находится в колонне, поэтому единственный требуемый вид обслуживания – замена препарата после выработки многих сотен тонн жиров.  Наша цель – широкое внедрение прогрессивных ферментных технологий в масложировую промышленность. Применение ферментных препаратов уменьшает негативное воздействие производства на окружающую среду благодаря снижению объемов потребления электроэнергии и химических реагентов, значительному уменьшению количества отходов и улучшению показателей по экологической безопасности производства. Внедрение ферментных технологий в масложировой отрасли позволит насытить отечественный рынок конкурентоспособными, функциональными продуктами питания.

в хлебопекарной промышленности

· Ферментные препараты (позволяющие регулировать спиртовое брожение в тесте, улучшать окраску корки хлеба).

Достаточно хорошо изучен результат воздействия многих ферментных препаратов, например амилолитического действия, которые расщепляют крахмал с образованием моно- и дисахаров и декстринов. Однако степень влияния на сахарообразующую, газообразующую способности теста, качество хлеба амилолитических ферментных препаратов, полученных от разных фирм, может быть различна даже при одинаковой активности.

Действие всех ферментных препаратов тем заметнее, чем длительнее процесс созревания теста. В связи с чем необходимо устанавливать количество ферментного препарата в зависимости от способа тестоприготовления и продолжительности брожения полуфабрикатов.