Состав углеводов сусла

Так как в осахаривающем материале (солоде, культурах плесневых грибов) содержится несколько амилолитических ферментов, то уже в начале реакции присутствуют как промежуточные, так и конечные продукты, но преобладают промежуточные.

Со временем уменьшаются средняя молекулярная масса углеводов, вязкость раствора, удельное вращение, возрастает редуцирующая способность, исчезает характерная окраска сусла с йодом. Синяя окраска растворенного крахмала с йодом переходит в сине-фиолетовую, затем в вишнево-красную, характерные соответственно для амило- и эритродекстринов.

При образовании ахродекстринов цвет йодного раствора от добавления гвдролизата уже не изменяется и остается таким до конца гидролиза. Амилодекстрины осаждаются 40%-ным этиловым спиртом, эритродекстрины — 65%-ным, ахродекстрины и олигосахариды не осаждаются даже 96%-ным спиртом.

Изменения состава углеводов в процессе осахаривания крахмала ферментами ячменного солода и неповерхностной культуры Аsр.orizae характеризуют кривые, показанные на рис. 52 (по B. Декенброкку). В течение первых 30 мин поддерживалась температура 55 'С, в дальнейшем 28 °С; первая была близка к условиям осахаривания, вторая — к условиям спиртового брожения.



При осахаривании ферментами ячменного солода в сусле содержится преимущественно мальтоза, основное количество которой образуется уже в первые 30 мин осахаривания; далее количество ее возрастает незначительно.

Небольшим изменениям подвергается содержание декстринов и трисахаридов, а количество глюкозы на протяжении всего процесса осахаривания остается неизменным и соответствует исходному ее содержанию в солоде и разваренной массе.

Установление определенного равновесия в составе углеводов при осахаривании ферментами ячменного солода (по Д. Н. Климовскому, около 80 % в эквивалентах мальтозы), по-видимому, объясняется незначительным содержанием в этом солоде декстриназы.

В пользу этого предположения говорят опыты C.И. Пронина и А. Л. Малченко, согласно которым с увеличением добавления солодовой вытяжки степень осахаривания возрастает и при большой продолжительности приближается к 96 %.

Так как реакция гидролиза необратима (односторонняя), то введением в субстрат мальтозы нельзя изменить предела осахаривания, что подтверждается прямыми опытами этих авторов.

При осахаривании ферментами Азр. orizae характер изменения состава углеводов сложнее. За 30 мин возрастает количество всех сахаридов, причем содержание декстринов имеет максимум на 10-й минуте, а затем плавно уменьшается. Содержание трисахаридов достигает максимального значения через 1...2 ч, количество мальтозы возрастает до 5 ч, а затем снижается. Глюкоза образуется в течение всего процесса осахаривания.

По исследованиям В. Л. Яровенко и Б. А. Устинникова, культуры других плесневых грибов, содержащие больше глюкоа-милазы, за 30 мин осахаривают около 70 % крахмала, за 3 ч — весь. Данные тех же авторов о составе низкомолекулярных углеводов сусла при осахаривании ферментами из смеси солодов и различных культур плесневых грибов приведены в табл. Из табл. 19 видно, что при осахаривании культурами плесневых грибов, богатых глкжоамилазой, конечным продуктом гидролиза является не мальтоза, а глюкоза.

19. Содержание а сусле Сахаров (без пентоз), %

Очевидно, при дображивании скорость гидролиза конечных декстринов плесневыми грибами будет опережать скорость гидролиза ферментами зернового солода, в результате чего сусло независимо от образования Сахаров в первой стадии гидролиза сбродится быстрее.

Продолжительность гидролиза в первой стадии не имеет большого значения, и в ней можно ограничиться только охлаждением и смешиванием разваренной массы с культурами плесневых грибов.

Особенность культур и неочищенных ферментных препаратов плесневых грибов — присутствие в них большего или меньшего количества трансглюкозилаз, обладающих трансферазной активностью.

При небольших концентрациях глюкозы в сусле (около 1 %) они переносят глюкозилы (остатки глюкозы и других олигосахаридов) на воду и таким образом проявляют гидролитическое действие; при больших концентрациях переносят глюкозилы на глюкозу, проявляя реверсивное действие, в результате которого синтезируются паноза, мальтотриоза и мальтотетраоза.

Продукты реверсии, образуемые некоторыми трансглюкозилазами, содержат не только а-1,4-, но и а-1,6-глюкозидные связи.

Трансглюкозилазы способны переносить на глюкозу алкилы, в частности радикал СН3СН2 — , образуя этилглюкозид.

В определенных условиях трансглюкозилазы могут тормозить осахаривание углеводов, в результате чего снижается выход спирта. Однако, как показали исследования К. М. Бендецкого, В. Л. Яровенко и Е. С. Павловой, в спиртовом производстве при непрерывном удалении из сусла образующейся глюкозы вследствие сбраживания ее дрожжами трансглюкозилазы действуют гидролитически, ускоряя расщепление олигосахаридов до глюкозы.

Сродство трансглюкозилазы к крахмалу примерно на три порядка меньше, чем глюкоамилазы. При концентрациях спирта в бражке, характерных для производства, сколько-нибудь существенных количеств этилглюкозидов не образуется.