Produk pati dengan rasa manis diperoleh dengan menggunakan kemampuan pati untuk mengakar di bawah aksi asam dan enzim. Selama hidrolisis asam pati di bawah aksi ion hidrogen, ikatan a-1,4- dan a-1,6-glikosidik terputus. Pada titik pecahnya, atom hidrogen air dengan oksigen dari jembatan glikosidik membentuk gugus aldehida dalam bentuk hemiasetal pada atom karbon pertama residu glukosa. Dengan peningkatan jumlah istirahat, kemampuan mereduksi hidrolisat meningkat. Produk akhir dari hidrolisis asam pati adalah glukosa. Konversi pati menjadi glukosa dinyatakan persamaan umum: Tergantung pada kondisi dan durasi hidrolisis asam, hidrolisat pati diperoleh, berbeda dalam komposisi karbohidrat: kandungan dekstrin, tetra dan trisakarida, maltosa, glukosa.

Hidrolisat pati dengan GE tinggi lebih manis, higroskopis, meningkat tekanan osmotik memiliki efek pengawet. Hidrolisat dengan HE rendah dicirikan oleh viskositas tinggi, aksi anti-kristalisasi, dan mampu menstabilkan busa dan emulsi.

Semuanya saat ini nilai yang lebih besar memperoleh hidrolisis pati dengan menggunakan enzim. Mereka bertindak dengan cara tertentu. Oleh karena itu, hidrolisat dengan komposisi karbohidrat tertentu diperoleh. Hidrolisat pati juga diperoleh dengan metode asam-enzimatik gabungan.

Tahapan umum produksi hidrolisat pati adalah: persiapan pati untuk diproses - pencucian, pembersihan dari kotoran; hidrolisis pati - gelatinisasi, pencairan dan sakarifikasi ke tahap yang diinginkan (diperiksa dengan uji yodium); netralisasi asam atau inaktivasi enzim; pemurnian hidrolisat dari pengotor yang tidak larut dan larut, termasuk pewarna; konsentrasi - penguapan produk yang diperoleh dalam bentuk cair, penguapan dan pengeringan atau kristalisasi produk bubuk.

tepung molase

Sirup pati dihasilkan dari serealia dan pati kentang.

Molase adalah produk hidrolisis pati yang tidak lengkap; adalah cairan kental manis, sangat kental, tidak berwarna atau dengan semburat kekuningan. Molase adalah salah satu jenis bahan baku utama untuk produksi gula-gula, digunakan untuk persiapan sirup komersial, di toko roti. Zat utama yang membentuk molase: dekstrin, glukosa, maltosa. Kemampuan mereduksi molase disebabkan oleh adanya glukosa dan maltosa. Manisnya molase dan higroskopisitasnya tergantung pada kandungan glukosa. Molase, di mana zat pereduksi diwakili sebagian besar oleh maltosa, kurang higroskopis. Semakin banyak dekstrin dalam molase, semakin tinggi viskositas dan kemampuannya untuk menunda kristalisasi gula.

Tergantung pada tujuannya, molase diproduksi dengan sakarifikasi rendah, dengan tingkat sakarifikasi pati rata-rata - karamel dan glukosa yang sangat tinggi. Fraksi massa zat pereduksi (dalam hal bahan kering,%) dalam molase: rendah sakarifikasi - 30-34, karamel - 34-44 dan glukosa tinggi sakarifikasi - 44-60.

Dalam industri gula-gula, molase dengan kadar glukosa rendah digunakan untuk membuat produk yang dapat dengan mudah menyerap kelembaban dari lingkungan - karamel, halva, dan dengan yang tinggi - untuk produk yang cepat kering selama penyimpanan - lipstik, permen kocok, biskuit, dll. dan kualitas molase sangat dipengaruhi oleh metode hidrolisis pati.

Hidrolisis asam molase. Setelah menerima molase, hidrolisis pati di bawah aksi asam klorida dilakukan pada tekanan berlebih dan suhu sekitar 140 °C.

Molase hidrolisis asam rendah gula bersama dengan glukosa mengandung dekstrin molekul tinggi derajat yang bervariasi polimerisasi, termasuk yang mendekati sifat pati. Dekstrin tersebut mampu retrogradasi cepat. Molase mudah kehilangan transparansi, menjadi berwarna seperti susu. Viskositas dan kelengketannya yang tinggi membuat produksi karamel menjadi sulit.

Dengan hidrolisis asam yang lebih dalam dari pati, bersama dengan sakarifikasi, reaksi samping reversi dan dekomposisi glukosa terjadi. Pengembalian glukosa - proses reversibel polimerisasinya dengan pembentukan terutama disakarida - gentiobiosa, isomaltosa, dan lainnya, serta trisakarida dan oligosakarida yang lebih kompleks: Dalam hidrolisat pati, produk pengembalian glukosa bisa 5% atau lebih. Mereka menunda kristalisasi sukrosa dalam sirup gula dengan meningkatkan kelarutan campuran gula.

Penguraian glukosa selama hidrolisis pati disebabkan oleh reaksi asam pada suhu sedang dan tinggi. Dalam kondisi ini, dehidrasi glukosa dimungkinkan. Ketika tiga molekul air dipisahkan dari glukosa, hidroksimetilfurfural terbentuk - yang tidak stabil

senyawa yang mampu terurai menjadi levulinic dan asam format. Selama polimerisasi hidroksimetilfurfural, pewarna kuning-coklat terbentuk.

Produk dekomposisi glukosa yang terakumulasi dalam molase memperburuk komposisi, warna, dan meningkatkan higroskopisitas. Kandungan 0,002-0,008% hidroksimetilfurfural ditemukan dalam molase. Kotoran hadir dalam pati mempromosikan suhu tinggi dan reaksi samping lainnya untuk membentuk senyawa berwarna gelap. Molase yang direbus dalam peralatan vakum hingga 78% padatan didinginkan dengan cepat hingga 40-45 °C. Metode asam terutama menghasilkan molase karamel - tingkat sakarifikasi rata-rata.

Gula tinggi - sirup glukosa diperoleh hidrolisis asam, tidak stabil selama penyimpanan karena kristalisasi glukosa. Ini memiliki rasa pahit karena kandungan produk reversi, peningkatan warna.

Selain zat pereduksi, kadar abu dinormalisasi (dalam hal bahan kering), kadar abu tidak lebih dari 0,4-0,55%, keasaman, tergantung pada varietas dan jenis pati, adalah dari 12 hingga E7 ml 1 N. Larutan NaOH, pH molase - tidak lebih rendah dari 4,6. Saat memasak sampel karamel dari molase, permen transparan harus terbentuk tanpa bintik hitam dan urat.

Molase enzimatik hidrolisis. Proses hidrolisis berlangsung pada suhu rendah (sekitar 60 °C). Enzim dari biji-bijian sereal yang bertunas, jamur kapang dan bakteri digunakan. Enzim amilolitik memecah, mencairkan dan mengendapkan pati. Mereka bertindak secara khusus, sehingga mereka mendapatkan hidrolisat dengan komposisi karbohidrat tertentu.

Enzim a-amilase memotong ikatan a-1,4-glikosidik terutama di tengah-tengah makromolekul amilosa dan amilopektin, membentuk dekstrin dengan berat molekul rendah dan beberapa maltosa. P-amilase juga menghidrolisis ikatan a-1,4-glikosidik pati, tetapi secara berurutan memotong dua residu glukosa - maltosa - dari ujung rantai yang tidak mereduksi. Enzim ini menghidrolisis amilosa hampir sepenuhnya, amilopektin - sebesar 50-55%, karena menghentikan aksi cabang-cabang molekul dengan ikatan-a-1,6, meninggalkan dekstrin molekul tinggi yang tidak terpecah. Glukoamilase sepenuhnya menghidrolisis pati.

/ Sirup pati rendah sakarifikasi dari hidrolisis enzimatik diperoleh dengan menggunakan enzim a-amilase. Molase ditandai dengan berkurangnya kandungan zat pereduksi, terutama glukosa. Ini terutama terdiri dari dekstrin dengan berat molekul rendah. pH-nya 5,6. Molase ini tetap bening dan cair saat disimpan. Ini digunakan dalam produksi karamel higroskopis rendah dan produk kembang gula lainnya yang penting untuk mengurangi higroskopisitas.

Molase gula tinggi dihasilkan oleh hidrolisis asam-enzim. Pertama, pati dihidrolisis dengan asam hingga kandungan zat pereduksi 42-50%, kemudian sediaan enzim a-amilase ditambahkan ke hidrolisat yang dinetralkan didinginkan hingga 55 ° C dan kadar glukosa diatur menjadi 41-43%. Dengan metode ini, pembentukan produk reversi dan dekomposisi glukosa berkurang. Molase memiliki rasa manis yang bersih. Ini dapat digunakan untuk menggantikan sebagian gula dalam produksi marshmallow, permen fondant, dan produk lainnya.

Molase gula tinggi dengan lebih banyak konten tinggi glukosa (47%) dan total zat pereduksi (68-75%) dapat diperoleh dengan menggunakan enzim gluko-amilase. Molase ini digunakan dalam memanggang roti, dalam pembuatan bir.

Molase umaltosa lebih dikenal sebagai produk yang diperoleh dari pati dan bahan baku yang mengandung pati - jagung, millet, tepung berkualitas tinggi. Untuk sakarifikasi pati, ditambahkan malt yang mengandung enzim pembentuk malt p-amilase. Warna molase ini coklat, baunya sedikit malt, rasanya manis, dengan rasa malt. Reducertrugotdtghh veshcheet" mengandung setidaknya 65%, abu - tidak lebih dari 1,3% dalam hal bahan kering. Sirup maltosa digunakan dalam memanggang atau sebagai sirup manis. Dikembangkan teknologi baru mendapatkan sirup maltosa. Mereka dibuat dari pati menggunakan persiapan enzim. Karena kadar glukosa yang rendah (hingga 10%), sirup maltosa yang diperoleh dengan cara ini memiliki higroskopis yang rendah, memiliki viskositas yang rendah, dan cocok untuk membuat permen karamel.

Sirup maltosa tinggi digunakan untuk menghasilkan produk baru - sirup pati terhidrogenasi. Tergantung pada komposisi karbohidrat dari molase, sirup ini mengandung maltitol, sorbitol dan alkohol polihidrat. Mereka lebih manis dari molase asli. Dengan rasa manis, maltitol kira-kira sama dengan sukrosa, tidak diserap oleh tubuh, oleh karena itu dapat digunakan dalam pembuatan produk makanan berkalori tinggi. Sirup dekstrin-maltosa diperoleh terutama dari tepung kentang di bawah aksi enzim ekstrak malt. Ini adalah cairan kental kental berwarna kuning kuning dengan bau dan rasa malt, mengandung kira-kira jumlah yang sama maltosa dan dekstrin, beberapa glukosa (bukan bo / yaitu 10% berat bahan kering molase).

Molase maltosa-dekstrin diproduksi dengan kandungan bahan kering 79 atau 93% (kering). Molase ini digunakan untuk menyiapkan makanan untuk anak-anak usia dini- campuran susu, dll.

Maltz- ekstrak - produk makanan diet, yang merupakan ekstrak air rebusan malt itu sendiri.

Penyimpanan dan transportasi sirup pati. Molases disimpan dalam tangki dengan kapasitas hingga 2000 ton, Permukaan dalam yang dilapisi dengan pernis ishchevy. Itu diangkut dalam tangki kereta api, tong kayu dan logam dengan lapisan internal seng yang dipernis. Tetes tebu dikemas dalam stoples kaca.

Selama penyimpanan, tidak dapat diterima untuk memasukkan uap air ke dalam molase, karena di tempat pencairan mudah difermentasi. Suhu penyimpanan yang tinggi menyebabkan molase menjadi gelap dan meningkatkan fermentasi. Molase harus disimpan pada suhu sekitar 10 ° C dan kelembaban relatif hingga 70%. Maltodekstrin. Produk hidrolisis enzimatik pati juga termasuk maltodekstrin - polimer, yang molekulnya terdiri dari lima hingga sepuluh residu glukosa. Bagian zat pereduksi dalam maltodekstrin adalah sekitar 5-20%. Maltodekstrin tidak berasa, tidak berbau; pada konsentrasi di atas 30% / membentuk larutan kental yang dapat memperlambat kristalisasi. Maltodekstrin digunakan dalam produksi produk makanan sebagai pengisi. Maltodekstrin pembentuk gel - maltin - mampu meleleh seperti lemak. Bentuk gel nya emulsi stabil. Maltin sebagai aditif digunakan dalam produksi es krim, krim.

Membaca: II. Teknologi pencetakan pneumo-vakum produk plastik. Adrenomimetik alfa dan beta. Efek utama, aplikasi. Spektrum Asam Amino Hidrolisat Kolagen (Persentase Berat Berdasarkan Berat) Anatoxins, produksinya, titrasi dan aplikasi praktisnya. Anatoksin. Perolehan, pemurnian, titrasi, aplikasi. Serum antitoksik. Perolehan, pemurnian, titrasi, aplikasi. Komplikasi selama penggunaan dan pencegahannya. Perangkat keras-perangkat lunak (HSC) (teknologi instrumen virtual). Tiket nomor 51 persiapan hormon seks pria. Mekanisme aksi. aplikasi. narkoba. konsep anabolik Tiket nomor 51 persiapan hormon seks pria. Mekanisme aksi.aplikasi. narkoba. konsep anabolik

Pati adalah polisakarida cadangan utama tanaman, yang merupakan komponen karbohidrat terpenting dari makanan. Pati disimpan dalam biji serealia, umbi-umbian, rimpang dalam bentuk butiran pati, yang, tergantung pada jenis tanaman, memiliki bentuk yang berbeda(bulat, ovoid, lenticular atau tidak beraturan) dan ukuran (1 hingga 150 mikron, rata-rata 30-50 mikron).

Butir pati dari berbagai spesies tanaman:

A - kentang; B - gandum; B - gandum; G - nasi; D - jagung; E - soba.

1 - butir pati sederhana, 2 - kompleks, 3 - semi-kompleks.

Pati memiliki struktur kompleks dan terdiri dari dua homopolisakarida: amilosa yang larut dalam air dan amilopektin yang tidak larut. Rasio mereka dalam pati dapat bervariasi tergantung pada tanaman dan jenis jaringan dari mana ia diisolasi (amilosa 13-30%; amilopektin 70-85%).

Amilosa terdiri dari rantai tidak bercabang (linier) yang mengandung 200-300 residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik (1→4). Karena konfigurasi pada C-1, rantai membentuk heliks dengan diameter 13 nm, di mana terdapat 6-8 residu glukosa per putaran. Berat molekulnya adalah 50000 Da.

Amilopektin memiliki struktur bercabang, di mana, rata-rata, satu dari 20-25 residu glukosa mengandung rantai samping yang diikat oleh ikatan glikosidik (1→6). Ini menciptakan struktur pohon. Berat molekul setinggi 1-6 juta Da.

Hidrolisis pati hadir di banyak teknologi makanan sebagai salah satu proses yang diperlukan memastikan kualitas produk akhir. Sebagai contoh:

Di toko roti, proses menyiapkan adonan dan memanggang roti;

Dalam produksi bir - mendapatkan bir wort dan mengeringkan malt;

Dalam produksi kvass;

Dalam produksi alkohol - persiapan bahan baku untuk fermentasi;

Dalam memperoleh berbagai produk pati manis - glukosa, molase, sirup gula.

Ada dua metode hidrolisis pati:

Asam - di bawah aksi asam mineral;

Enzimatik - di bawah aksi persiapan enzim.

Dalam hidrolisis pati di bawah aksi asam, melemah dan pecah pertama terjadi. asosiasi antara makromolekul amilosa dan amilopektin. Ini disertai dengan pelanggaran struktur butiran pati dan pembentukan massa yang homogen. Berikutnya adalah pemutusan ikatan (1→4) dan (1→6)-glikosidik dengan penambahan di tempat pecahnya molekul air. Dalam proses hidrolisis, jumlah gugus aldehida bebas meningkat, dan derajat polimerisasi menurun. Pada tahap menengah, dekstrin, tri dan tetragula, maltosa terbentuk. Produk akhir hidrolisis adalah glukosa. Hidrolisis asam memiliki sejumlah kerugian yang signifikan karena penggunaan konsentrasi asam yang tinggi dan suhu tinggi(lebih dari 100 °C), yang mengarah pada pembentukan produk degradasi termal dan dehidrasi karbohidrat, transglikosilasi dan reaksi reversi.

Dibandingkan dengan hidrolisis asam, hidrolisis enzimatik lebih menjanjikan dan memiliki keuntungan sebagai berikut:

1) Kualitas tinggi produk yang diproduksi, karena lebih sedikit terbentuk produk sampingan;

2) Kekhususan aksi enzim memungkinkan Anda untuk mendapatkan produk dengan yang diinginkan properti fisik(misalnya, rasa manis);

3) Hasil produk yang tinggi dicapai dengan biaya ekonomi yang lebih rendah.

Hidrolisis enzimatik pati dilakukan dengan bantuan enzim amilolitik. Kelompok ini termasuk -amilase, -amilase, glukoamilase, pullulanase dan beberapa enzim lainnya. Masing-masing dari mereka memiliki fitur spesifiknya sendiri.

-amilase- endoenzim yang menghidrolisis ikatan (1-4)-glikosidik dalam molekul amilosa atau amilopektin, menghasilkan pembentukan dekstrin - produk hidrolisis pati yang tidak sempurna dan sejumlah kecil glukosa dan maltosa:

-amilase ditemukan pada hewan (air liur dan pankreas), di tumbuhan tingkat tinggi(benih jelai, gandum, gandum hitam, millet yang berkecambah) dan mikroorganisme (jamur dari genus Aspergillus, Rhizopus, bakteri dari genus Bacillus subtilis).

-amilase- eksoenzim, menghidrolisis ikatan (1-4)-glikosidik dari ujung non-pereduksi molekul amilosa, amilopektin dengan pembentukan maltosa (54-58%), mis. menunjukkan aktivitas sakarifikasi yang nyata. Produk reaksi lainnya adalah -dekstrin (42-46%). Enzim ini didistribusikan dalam jaringan tumbuhan tingkat tinggi.

Glukoamilase adalah eksoenzim, bekerja dari ujung non-pereduksi molekul amilosa dan amilopektin, ia memecah molekul glukosa dengan menghidrolisis ikatan (1-4)- dan (1-6)-glikosidik. Enzim ini paling sering ditemukan pada micromycetes dari genus Aspergillus, Rhizopus.

Mekanisme aksi berbagai jenis amilase menjadi pati:

Teknologi pati.

Bahan baku untuk produksi industri pati adalah kentang, jagung, gandum, beras, sorgum. Pertimbangkan teknologi untuk produksi tepung kentang. Ini mencakup tahapan berikut:

Mencuci kentang dari kotoran dan benda asing di mesin cuci kentang;

Beratnya;

Penggilingan halus kentang pada parutan kentang berkecepatan tinggi untuk mendapatkan bubur kentang (semakin dihancurkan, semakin banyak pati akan dilepaskan dari sel, tetapi penting untuk tidak merusak butiran pati itu sendiri);

Perawatan bubur kentang dengan sulfur dioksida atau asam sulfat (untuk meningkatkan kualitas pati, keputihannya dan mencegah perkembangan mikroorganisme);

Pemisahan bubur menggunakan sentrifugal atau sistem hidrosiklon;

Pemurnian susu pati - membersihkan pati dari pulp pada saringan pemurnian;

Mencuci pati dalam hidrosiklon.

Hasilnya adalah pati mentah dengan kadar air 40-52%. Itu tidak tunduk pada penyimpanan jangka panjang, tidak seperti produksi kering yang terdiri dari operasi berikut: penghilangan kelembaban berlebih secara mekanis, pengeringan, pengepresan dan pengemasan.

Dalam produksi sejumlah produk, penggunaan pati termodifikasi efektif:

- Pembengkakan pati (pra-gelatinisasi) diperoleh dengan mengeringkan pasta dalam pengering khusus, diikuti dengan menggiling film menjadi bubuk, partikel yang membengkak ketika dibasahi dengan air dan bertambah volumenya. Pembengkakan pati digunakan dalam Industri makanan(makanan cepat saji, penstabil dan pengental dalam makanan tanpa pemanasan).

- teroksidasi pati diperoleh dengan mengoksidasi pati dengan berbagai zat pengoksidasi (KMnO 4 , KBrO 3 , dll.). Tergantung pada metode oksidasi, produk memiliki viskositas dan kemampuan pembentukan gel yang berbeda. Mereka digunakan dalam industri kertas untuk meningkatkan kekuatan kertas sebagai tanin, dan pada tingkat oksidasi yang rendah (hingga 2%) dalam industri makanan. Jadi salah satu jenis pati teroksidasi - gelling digunakan sebagai agen pembentuk gel sebagai pengganti agar dan agaroid dalam produksi produk selai jeruk.

- Pati tersubstitusi:

Fosfat monopati (ester monofosfat pati) diperoleh dengan reaksi campuran kering pati dan garam asam orto-, piro- atau tripolifosfat pada suhu tinggi. Dibandingkan dengan pati biasa, mereka membentuk pasta yang stabil, yang ditandai dengan peningkatan transparansi, ketahanan terhadap pembekuan dan pencairan.

Distarch phosphate (pati yang berikatan silang) dapat diperoleh dengan mereaksikan pati dengan natrium trimetafosfat, fosfor oksiklorida, dll. Mereka membentuk pasta yang tahan terhadap panas dan tekanan mekanis. Mereka digunakan dalam produksi mayones, kembang gula, saus salad, produk daging, dll.

Pati asetat (pati asetat) dapat diperoleh dengan mengolah pati asam asetat atau asetanhidrida. Mereka memiliki kemampuan untuk membentuk pasta transparan yang stabil, yang mengering untuk membentuk film yang kuat. Dalam industri makanan, mereka digunakan sebagai pengental, serta dalam produksi makanan beku, bubuk instan, dll.

Etanol (etil alkohol) C 2 H 5 OH adalah cairan bening tidak berwarna dengan bau terbakar dan khas dengan kerapatan relatif 0,79067. Titik didih etanol pada tekanan normal adalah 78,35 °C, titik nyala 12 °C, dan titik beku 117 °C. Etanol murni secara kimia memiliki reaksi netral; alkohol yang diperbaiki mengandung sejumlah kecil asam karboksilat, sehingga reaksinya sedikit asam. Etanol sangat higroskopis; ia dengan rakus menyerap air dari udara, jaringan tumbuhan dan hewan, akibatnya mereka dihancurkan.

Alkohol beracun bagi manusia dan hewan, serta mikroorganisme. Uap alkohol juga berbahaya. Konsentrasi maksimum uap yang diperbolehkan di udara adalah 1000 mg/cm 3 . Alkohol memiliki sifat eksplosif. Batas konsentrasi ledakan uap alkohol adalah 2,8-13,7% dari volume udara. Etanol dihasilkan dari bahan baku pangan berupa alkohol mentah dengan kekuatan minimal 88 vol.% dan alkohol rektifikasi dengan kekuatan 96,0-96,5 vol.% berupa alkohol rektifikasi grade I, pemurnian tertinggi, "Ekstra" dan "Lux", Dasar, Alpha.

Produksi alkohol dari bahan baku yang mengandung pati terdiri dari tahapan teknologi utama berikut: persiapan bahan baku untuk diproses; perlakuan panas air (memasak) biji-bijian dan kentang; sakarifikasi massa rebus; budidaya ragi industri; fermentasi wort sakarifikasi dan ekstraksi alkohol dari tumbuk dan pemurniannya.

4.1. Mempersiapkan kentang dan biji-bijian untuk diproses

Persiapan kentang dan biji-bijian untuk diproses terdiri dari pengiriman bahan mentah ke pabrik, pemisahan kotoran, penggilingan dan persiapan batch.

Kentang dari ladang bahu diangkut melalui jalan darat ke tempat sampah, dari mana mereka dimasukkan ke dalam produksi oleh konveyor hidrolik. Kotoran kentang yang ringan, kasar dan berat dipisahkan dalam

rongsokan dan perangkap batu. Mesin cuci kentang digunakan untuk mencuci dan menghilangkan sisa kotoran.

Biji-bijian yang akan direbus dibersihkan pada saringan udara dan pemisah magnetik.

Dengan metode perlakuan panas air secara berkala, kentang dan biji-bijian direbus secara keseluruhan, dengan skema berkelanjutan, bahan bakunya dihancurkan terlebih dahulu. Tingkat penghancuran mempengaruhi suhu dan lama perebusan. Saat menggiling kentang pada saringan dengan diameter lubang 3 mm, tidak boleh ada residu, dan saat menggiling biji-bijian, residu pada saringan ini tidak boleh melebihi 0,1-0,3%. Bagian penggilingan melalui saringan dengan lubang dengan diameter 1 mm harus 60-90%.

Persiapan batch terdiri dari pencampuran bahan baku yang dihancurkan dengan air dan memanaskannya hingga suhu tertentu. 280-300% air ditambahkan ke biji-bijian yang dihancurkan, 15-20% air menurut berat bahan baku ditambahkan ke bubur kentang. Konsentrasi padatan dalam wort harus 16-18%.

4.2. Perlakuan panas air dari biji-bijian dan kentang

Tugas utama perlakuan panas air adalah penyiapan bahan baku sakarifikasi pati dengan enzim malt amilolitik atau preparat enzim asal mikroba. Sakarifikasi terjadi paling lengkap dan cepat ketika pati tersedia untuk aksinya (tidak dilindungi oleh dinding sel), tergelatinisasi dan terlarut, yang dapat dicapai dengan perlakuan panas seluruh bahan mentah pada tekanan tinggi, atau, seperti proses ini biasa disebut dalam produksi alkohol, perebusan; penggilingan mekanis ultra-halus dari bahan baku pada mesin khusus; penggilingan mekanis bahan mentah hingga ukuran partikel tertentu, diikuti dengan perebusan di bawah tekanan (metode gabungan).

Seluruh bahan baku yang mengandung pati dalam boiler diperlakukan dengan uap jenuh di bawah tekanan berlebih hingga 0,5 MPa (suhu 158,1 ° C). Di bawah kondisi ini, pati larut, dinding seluler bahan mentah melunak dan sebagian larut, dan selama peniupan bahan mentah berikutnya ke dalam pemisah uap (pemegang), struktur seluler dihancurkan karena penurunan tekanan, aksi penggilingan dari parut di kotak tiup pembuat bir, serta pengaruh mekanis lainnya pada jalur pergerakan cepat massa yang direbus dari satu peralatan ke peralatan lainnya. Dalam proses perebusan, sterilisasi bahan baku terjadi secara bersamaan, yang penting untuk proses sakarifikasi dan fermentasi.

Saat menggiling bahan mentah menjadi ukuran partikel yang lebih kecil dari butiran pati, struktur sel bahan baku dan biji-bijian pati itu sendiri, sebagai akibatnya mereka larut dalam air pada suhu 60-80 ° C dan diskarifikasi dengan enzim amilolitik malt dan kultur mikroorganisme. Metode ultrafine grinding belum digunakan karena konsumsi listrik yang tinggi dan kurangnya studi tentang masalah sterilisasi bahan baku.

Metode gabungan banyak digunakan, yang menurutnya bahan baku pertama-tama dihancurkan menjadi partikel berukuran sedang (1-1,5 mm), dan kemudian direbus. Dalam hal ini, suhu dan durasi perebusan kurang dari pada perlakuan panas seluruh bahan baku. Meniup massa bahan mentah yang dihancurkan dengan penurunan tekanan berkontribusi pada dispersi lebih lanjut. Metode perlakuan panas ini, dikombinasikan dengan kontinuitas proses, dianggap paling progresif. Dengan biaya listrik yang relatif kecil untuk menggiling bahan mentah, panas untuk merebus, dan karena "kelembutan" mode memasak, yang memastikan kehilangan minimal zat yang dapat difermentasi, metode ini memungkinkan Anda untuk mempersiapkan bahan baku dengan baik untuk sakarifikasi.

Saat merebus kentang dan biji-bijian, terjadi perubahan struktural dan mekanis yang signifikan pada bahan baku dan transformasi kimia zat yang membentuk komposisinya.

Sereal adalah bahan baku utama untuk produksi alkohol dan distilat. Pertama-tama, ini adalah jelai, gandum, beras, jagung, gandum, dll. Mereka digunakan karena beberapa alasan:

• Biaya yang relatif rendah
• Profil organoleptik yang menyenangkan dari produk yang dihasilkan
• output tinggi alkohol

Tumbuk tradisional terbuat dari gula dan ragi. Ragi diperlukan untuk memecah gula, menghasilkan alkohol. Namun, tidak ada gula seperti itu dalam biji-bijian, tetapi ada banyak pati. Untuk mendapatkan mash dari biji-bijian, pati harus dipecah oleh enzim. Ini adalah zat protein yang mengaktifkan atau mempercepat reaksi kimia diperlukan untuk pembentukan alkohol. Enzim terkandung dalam biji-bijian yang bertunas (malt) dan dijual sebagai sediaan dalam bentuk murninya.

Karena itu, ada tiga cara untuk membuat bubur gandum:

1. Gunakan malt untuk mengakarifikasi pati dalam biji-bijian. Jadi Anda dapat mensembelih hingga 40% dari tagihan biji-bijian yang tidak dimalt.
2. Kecambah biji-bijian sehingga enzim terakumulasi di dalamnya secara alami. Yaitu membuat malt.
3. Gunakan enzim dalam bentuk sediaan dan bahan baku tanpa malt.

Metode kedua lebih murah dan memungkinkan Anda mendapatkan hasil lebih cepat.

Struktur biji-bijian

Untuk memahami dengan tepat bagaimana biji-bijian diproses selama menumbuk, perlu dipahami strukturnya. Perhatikan contoh jelai.

Struktur internal biji gandum

Embrio 1 batang, embrio 2 daun, embrio 3 akar, 4 scutellum, 5 lapisan epitel, 6 endosperm, 7 sel bekas kosong, 8 lapisan aleuron, 9 kulit biji, 10 kulit buah, 11 - kulit sekam

biji-bijian jelai adalah caryopsis, cangkang yang terdiri dari beberapa lapisan sel.

kerang digabungkan menjadi sekam (atau bunga) - kulit luar, buah (atau pericarp) dan biji (atau adonan).

kulit sekam di sebagian besar jelai, ia tumbuh bersama dengan biji-bijian. Cangkang sekam sangat tahan lama, dialah yang melindungi biji-bijian dari kerusakan mekanis. Terutama terdiri dari selulosa, konten rendah asam silikat, lipid dan senyawa polifenol.

Di bawah kulit sekam menyatu kulit buah dan biji. Kulit biji semi-permeabel, melewati air dengan baik, tetapi mempertahankan zat terlarut dalam air. Sifat kulit biji ini memungkinkan biji-bijian diolah dengan air dengan berbagai bahan kimia, yang tidak menembus ke dalam biji-bijian dan tidak merusak kuman.

endosperma(tubuh bubuk) ditutupi dengan lapisan aleuron. Ini terdiri dari banyak sel yang kaya protein. Pada jelai berkecambah, lapisan aleuron adalah tempat produksi enzim.

Komponen utama dinding sel lapisan aleuron adalah polisakarida non-pati - pentosan (70%) dan -glukan (30%).

Tubuh tepung (endosperm) menempati seluruh bagian dalam biji-bijian, terdiri dari biji-bijian pati ukuran yang berbeda. Sekitar 98% dari bahan kering biji-bijian adalah pati.

Komposisi kimia

Zat protein dalam jelai mengandung rata-rata 10,5-11%.

Protein dalam jelai mengandung:

1. lapisan aleuron - dalam bentuk protein enzimatik (albumin dan globulin);
2. Di sisi luar endosperma terdapat protein cadangan (prolamin);
3. endosperma - protein jaringan (glutelin).

Menurut komposisi asam aminonya, protein jelai cukup lengkap (lebih dari 20 asam amino termasuk dalam biji jelai).

Karbohidrat diwakili oleh mono dan polisakarida, terutama pati, yang kandungannya berkisar antara 50 hingga 64%. Serat mengandung 5–6%, gula dan dekstrin hingga 6% (termasuk hingga 2% sukrosa dan 0,4% gula pereduksi langsung), lemak - 2,1–2,6%, mineral- 2,5–3,5%. Sebagian besar serat dan mineral terkonsentrasi di film dan cangkang biji-bijian.

Biji-bijian dalam produksi alkohol: teori

Biji jelai memiliki aktivitas enzim yang tinggi (amilase, protease dan peroksidase), oleh karena itu barang bagus untuk membuat malt.

Kaya komposisi kimia menentukan penggunaan sereal sebagai bahan baku untuk produksi alkohol. Zat-zat ini adalah komponen nutrisi untuk ragi, dan oleh karena itu fermentasi di lingkungan ini akan jauh lebih baik dan produk akhir akan memiliki rasa yang sangat baik.

Karbohidrat adalah sumber utama alkohol selama fermentasi. Dalam biji-bijian, mereka diwakili oleh pati. Ragi hanya mengubah mono, disakarida dan beberapa dekstrin menjadi alkohol. Pati merupakan polisakarida yang tersusun dari amilosa dan amilopektin. Ragi memproses pati hanya jika molekulnya dipecah menjadi karbohidrat sederhana(mono dan disakarida). Proses ini membutuhkan enzim.

Suhu gelatinisasi pati - suhu di mana pembengkakan dan penghancuran struktur butir pati terjadi, proses ini memungkinkan enzim untuk menyelesaikan sakarifikasi pati.

Oleh karena itu, jika suhu gelatinisasi lebih tinggi dari suhu kerja enzim, maka rebusan pertama dilakukan (tumbuk dipanaskan hingga 90-100 derajat) untuk membengkak dan menghancurkan struktur butiran pati, kemudian didinginkan ke suhu kerja dan enzim ditambahkan.

Apa itu enzim?

Enzim adalah katalis biologis sifat protein, mampu mengaktifkan berbagai reaksi kimia dalam organisme hidup.

Sederhananya, ini molekul protein, yang mempercepat reaksi kimia jika ditempatkan di bawah kondisi masing-masing (suhu dan pH). Untuk setiap enzim, kondisi ini bersifat individual.

Menurut kekhususan dampaknya menjadi berbagai polimer butir dengan berat molekul tinggi, preparat enzim dapat dibagi menjadi 3 kelompok.

1. Tindakan amilolitik - mempromosikan hidrolisis pati. Ini termasuk enzim efek pencairan, dekstrinasi dan sakarifikasi.
2. Tindakan proteolitik - menghancurkan (menghidrolisis) molekul protein.
3. Tindakan selulolitik - menghidrolisis polisakarida non-tepung, seperti selulosa.

Asal

1. Asal asli - terbentuk dalam biji-bijian selama perkecambahan;
2. Asal mikroba - diperoleh dengan bantuan jamur jamur;
3. Asal bakteri - dibiakkan oleh bakteri

Enzim juga dibagi menjadi cair dan kering.

Jika enzim mikrobial dan bakteri digunakan, tidak diperlukan pengaliran biji-bijian. Selain itu, enzim ini memiliki rentang aksi suhu yang lebih luas dibandingkan dengan yang asli.

Ada dua cara untuk mengolah tanaman untuk memecah pati menjadi gula:

1. Menumbuk dengan enzim asli yang terkandung dalam biji-bijian bertunas. Proses ini merupakan teknologi klasik untuk produksi kemacetan. Tapi itu cukup melelahkan, termasuk perkecambahan biji-bijian, melampaui batas suhu selama menumbuk, dan biji-bijian yang berkecambah harganya jauh lebih tinggi daripada biji-bijian biasa.
2. Menumbuk dengan enzim yang berasal dari bakteri. Metode ini progresif dan semakin populer. Keuntungan utamanya adalah relatif murah dan mudah digunakan. Enzim bakteri memungkinkan penggunaan biji-bijian yang tidak bertunas, yang mengurangi biaya akhir produk jadi dan juga menghemat waktu dan tenaga. Juga, enzim bakteri memiliki luas kisaran suhu tindakan yang memungkinkan Anda untuk memperluas cakupan penerapannya dalam proses.

Enzim di toko Doctor Guber

Untuk memproses biji-bijian di rumah, pertama-tama, enzim amilolitik diperlukan. Kami memilikinya diwakili oleh enzim berikut:

1. Amylosubtilin adalah persiapan enzim mesofilik bakteri -amilase. Menghidrolisis ikatan -1,4-glikosidik internal pati (amilosa dan amilopektin) dan produk dari pembelahan berurutannya, yang mengarah pada penurunan cepat dalam viskositas larutan pati tergelatinisasi pada tahap pencairan, sehingga memastikan persiapan wort untuk kerja glukoamilase. Aktivitasnya 1500 As/g. Suhu optimal aksi 30-60 °
2. Glukavamorin - diperoleh dengan budidaya mendalam dari strain jamur jamur Aspergillus awamori. Menghidrolisis ikatan -1,4 dan alfa-1,6-glikosidik dari pati, dekstrin, oligosakarida, secara berurutan memotong glukosa dari ujung rantai non-pereduksi. Ini digunakan untuk sakarifikasi pati. Aktivitasnya adalah 1500 Gs/g. Suhu optimum aksi 30-60 °С

Sediaan disajikan dalam bentuk kering dalam kemasan 20 gram.

Untuk bekerja dengan biji-bijian yang tidak bertunas, enzim ini sudah cukup.

Enzim dalam produksi alkohol: latihan

Persiapan dulu larutan air. Untuk melakukan ini, sediaan kering dilarutkan dengan air dalam perbandingan 1:10, suhu air 25-30 derajat dan tercampur rata, dalam keadaan ini sediaan disimpan tidak lebih dari 24 jam. Selanjutnya dihitung jumlah yang dibutuhkan enzim.

Aktivitas enzim dinyatakan dalam satuan/g. zat.

• Amilosubtilin - 2-4 unit. per gram pati.
• Glukavamorin - 2-4 unit. per gram pati.

Contoh perhitungan:

Saat menumbuk dalam mesin dengan volume 60 liter dengan perbandingan air 1: 3, kami menggunakan sekitar 15 kg gabah (kita asumsikan gabah di kasus ini adalah gandum).

Butir gandum mengandung rata-rata 55 hingga 65% pati (data tabel). Mari kita ambil nilai rata-rata 60%.

Ini berarti 15 kg biji-bijian mengandung: 15 * 0,6 = 9 kg pati.

Mengingat dosis enzim dan aktivitasnya per gram pati:

• 1 gram Amylosubtilin mengandung 1500 Gs unit, dosis 2-4 unit. (rata-rata 3)
• 1 gram Glukavamorin mengandung 1500 As unit, dosis 2-4 unit (rata-rata 3)

Untuk 9000 gram pati kita membutuhkan:

• 9000*3= 27000 AU untuk mengurangi viskositas
• 9000*3= 27000 Gs untuk sakarifikasi pati

Apa yang cocok:

• 27000/1500= 18 gram Amylosubtilin
• 27000/1500= 18 gram Glukavamorin

1 sachet 20 gram sudah cukup untuk menyembelih 15 kg gandum.

Perhitungan dibuat untuk menumbuk pada T=60°C. Pada suhu di bawah 60°C diinginkan untuk meningkatkan dosis enzim sebesar 20-30%.

Setelah menghitung dan menyiapkan persiapan, ditambahkan bersama dengan biji-bijian yang dihancurkan ke dalam air dan dilakukan penumbukan.

PENGGUNAAN MULTIENZIM KOMPLEKS PERSIAPAN ENZIM RUSFERMENT LLC PADA BERBAGAI SKEMA PERLAKUAN AIR- PANAS BAHAN BAKU BUAH PADA PRODUKSI ALKOHOL

Perusahaan RUSFERMENT LLC memiliki berbagai macam persiapan enzim jarak yang lebar tindakan. Memiliki bermacam-macam seperti itu, dimungkinkan untuk memilih kompleks persiapan multi-enzim yang memungkinkan Anda untuk menghidrolisis bagian bertepung dari biji-bijian dan polisakarida dan protein non-tepung.

Pati adalah komponen utama sereal yang digunakan untuk produksi alkohol. Polisakarida ini (α-1,4-glukan) memiliki berat molekul dan terdiri dari 10.000-100.000 residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan kimia -glukosidik menjadi rantai panjang. Pati terdiri dari amilosa linier (-1,4-glukan murni) dan amilopektin bercabang (-1,4-glukan yang mengandung 5-6% ikatan -1,6), dan rasio di antara mereka bervariasi tergantung pada spesiesnya. biji-bijian. PADA sel tanaman pati dalam bentuk butiran pati, yang dikelilingi oleh cangkang polisakarida non-pati yang sulit terhidrolisis - selulosa, xilan (pentosan) dan beta-glukan.

Dalam proses perlakuan panas air pada biji-bijian, bagian utama pati masuk ke dalam larutan, dan akibatnya, viskositas meningkat beberapa kali lipat (efek gelatinisasi).Pada saat yang sama, sebagian pati tetap berada di tempatnya. keadaan aslinya, karena polisakarida non-pati (NPS) membentuk jaringan spasial di sekitar pati biji-bijian dan mencegah pelepasannya ke dalam larutan.

Pemecahan pati menjadi glukosa oleh enzim dapat dibagi menjadi 3 tahap. Pada tahap pertama, butiran pati membengkak dan molekul polimer larut.

Pada tahap kedua, pati dipecah oleh aksi enzim alfa-amilase untuk membentuk dekstrin (oligosakarida yang memiliki berat molekul lebih kecil dari pati asli).

Pada tahap ketiga, dekstrin diubah menjadi glukosa dan maltosa oleh aksi enzim glukoamilase, yang kemudian difermentasi oleh ragi menjadi alkohol.

Alfa-amilase, menurut mekanisme kerjanya pada substrat (pati), termasuk dalam kelas endopolimerase; mereka melakukan hidrolisis kacau ikatan internal dalam molekul pati polimer.

Glukoamilase, sebaliknya, termasuk dalam kelas eksopolimerase; mereka menyerang substrat dari ujung, secara berurutan memotong residu glukosa (dan maltosa) dari molekul yang lebih besar.

Glukoamilase menunjukkan paling aktif menuju molekul kecil maltodekstrin mengandung 5-50 residu glukosa, dan aktivitas yang sangat sedikit dalam kaitannya dengan pati asli.Itulah sebabnya glukoamilase digunakan setelah penghancuran sebagian pati di bawah aksi alfa-amilase.

PADA berbagai jenis kandungan biji-bijian dan komposisi porsi pati dan polisakarida non-tepung (NPS) dapat bervariasi (Tabel 1). NPS, meskipun mirip dengan pati, tidak dapat dihidrolisis oleh amilase. Oleh karena itu, untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan pati dan, secara alami, meningkatkan hasil alkohol, disarankan untuk menggunakan preparat enzim yang menghidrolisis NPS.

Untuk hidrolisis pentosans, preparat yang mengandung enzim xilanase digunakan, untuk hidrolisis beta-glukan - -glukonase, untuk hidrolisis selulosa - selulase. Paling bijaksana untuk menggunakan preparat enzim yang mengandung kompleks enzim yang menghidrolisis NPS dalam komposisinya.

Tabel 1 Kandungan komponen utama karbohidrat pada bahan baku biji-bijian (%).

Jagung	Pati	Pentosan	-glukan	Selulosa	Sahara	protein	Gemuk
Gandum	55-65	6,0-6,6	0,7-0,8	2,5-3,0		9-15 (hingga 25)	1,7-2,3
Gandum hitam	52-60	8,7-10,0	2,2-2,8		2,2-2,8	10-12
Jelai	53-57		5,7-7,0
Jagung	60-65					8-12	4,0-8,0

Diketahui juga bahwa selama perlakuan panas air bahan baku biji-bijian, sebagian protein masuk ke dalam larutan, dan kebanyakan membentuk gel stabil dengan polisakarida non-tepung. PADA baru-baru ini bagian protein dalam biji-bijian telah meningkat - dalam gandum mencapai 25%, dan dalam gandum hitam hingga 15%. Protein yang tidak larut merupakan sumber infeksi, terdeposit pada peralatan dan berupa jelaga pada BRU. Oleh karena itu, hidrolisis protein biji-bijian - karena kebutuhan, memungkinkan:

Simpan asam amino
- mengurangi berbusa
- memudahkan pembersihan peralatan
- meningkatkan akses enzim amilolitik ke substrat
- meningkatkan hasil alkohol

Saat ini, produsen semakin banyak menggunakan enzim proteolitik dan efek penggunaannya jelas.

Jadi, berdasarkan data yang diberikan tentang komposisi biji-bijian dan preparat enzim yang digunakan dengan jangkauan luas tindakan perusahaan kami, kami telah mengembangkan tabel untuk mengoptimalkan pengenalan persiapan enzim untuk berbagai skema pengolahan air-panas.