Снабжение зерна кислородом
С повышением влажности усиливается дыхание зерна и его потребность в кислороде, который должен в достаточном количестве доставляться к зерну на протяжении всего периода замачивания. На каждую молекулу потребляемого кислорода образуется одна молекула диоксида углерода. Коэффициент дыхания, то есть отношение CO2 к O2, равен 1, но при недостатке кислорода образуется избыток CO2, и коэффициент дыхания становится больше 1. Впоследствии избыток CO2 порождает спиртовое брожение, при котором может произойти отравление зародыша продуктами обмена веществ - спиртом и диоксидом углерода.
Целые ячменные зерна даже при нормальном доступе воздуха сначала претерпевают легкое спиртовое брожение до тех пор, пока зерно не прорастет и будет прорвана цветочная оболочка. При этом зародыш вступает в контакт с наружным воздухом, и накопленный спирт исчезает в результате интрацеллюлярного окисления.
К неравномерному росту может уже привести содержание спирта 0,1 %. Высокая температура замачивания повышает образование спирта - как и отсутствие кислорода при замачивании и проращивании. При указанных условиях концентрация спирта может достигать даже нескольких процентов, что ведет к торможению роста. При правильно проводимом замачивании с применением соответствующих воздушных пауз образуется незначительное количество спирта - чем быстрее наступает начало прорастания зерна, тем оно меньше.
Образующийся диоксид углерода оказывает постоянное тормозящее действие на рост, препятствуя полному использованию кислорода, в связи с чем следует в максимальной степени удалять CO2 (особенно во время воздушных пауз). Если эти факторы не учитывать, то продукты анаэробного обмена веществ вызывают тяжелые повреждения зародыша. При интрамолекулярном дыхании замачиваемый материал приобретает эфирный, кислотный, а в некоторых случаях даже гнилостный запах. Зерно теряет прочность и приобретает способность к избыточному водопоглощению, причем теряется его прорастаемость.
Потребность ячменя в кислороде особенно велика, когда зерно в конце периода покоя перед прорастанием имеет еще высокую водочувствительность (так ведет себя ячмень, хранившийся в плохих условиях). При замачивании необходимо тщательно следить за водочувствительностью ячменя (особенно при использовании крупных аппаратов для замачивания и пневматических солодорастильных установок) и подводить достаточное количество кислорода в периоды воздушных пауз, а также экономно дозировать воду с учетом физиологических особенностей ячменя.
Очистка ячменя
При замачивании происходит очистка ячменя: загрязнения отделяются и при заполнении водой аппарата для замачивания всплывают и уносятся. Ионы, растворенные в воде, обволакиваются веществами цветочной оболочки и усиливают или ослабляют эффект смыва. На моющее действие воды благоприятно влияют ионы бикарбоната натрия. Разнообразное применение находят химические добавки, действие которых в последнее время зачастую переоценивают. Общепринятое прежде добавление щелочей или перекиси водорода в настоящее время в соответствии с положениями пищевого законодательства ФРГ не допускается.
Биологическое загрязнение воды при значительном количестве микроорганизмов, попадающих в нее с ячменя, первостепенной роли не играет.
Потребление воды
Для получения влажности проращиваемого зерна 47-48 % требуется всего 0,7 м3 воды на 1 т зерна. В зависимости от применяемого способа замачивания и установки для замачивания на практике потребление воды намного больше. При размягчении замачиванием потребность в воде составляет 1,8 м3/т ячменя, для простой смены воды требуется 1,2 м3, для перекачивания из одного замочного чана в другой необходимо от 1,5 до 1,8 м3, для «мокрой» выгрузки замоченного зерна - 1,8-2,4 м3. При практиковавшемся ранее воздушно-водном замачивании с 7-кратным добавлением воды, двукратным перекачиванием и «мокрой» выгрузкой замоченного зерна требовалось около 11 м3/т воды, тогда как при современных методах замачивания с трехкратным подведением воды необходимо немногим более 5 м3/т. Путем правильного подбора уровня перелива замочной воды в соответствии с объемом ячменя и отказа от перекачивания при возможности интенсивного перемешивания зерна сжатым воздухом можно дополнительно сэкономить 0,8-1,5 м3/т. Повторное использование второй замочной воды (например, для «мокрой» выгрузки замоченного зерна) позволяет еще более снизить расход воды. Эти меры, хотя и требуют дополнительного резерва воды, могут оказаться целесообразными при высокой стоимости воды или больших затратах на утилизацию сточных вод. Сокращение числа «мокрых» замачиваний соответственно требует усиленного увлажнения зерна при проращивании. Дальнейшее снижение расхода воды возможно при использовании водных шнеков, которые несмотря на применение теплой воды (температурой до 30 °С) позволяют добиться влажности зерна лишь около 25 %. Расход воды в данном случае (в зависимости от интенсивности процесса промывки) составляет 1,2-2,0 м3/т. Если же вода расходуется исключительно на орошение в солодорастильном аппарате, то расход воды (0,9 м3/т) лишь незначительно превышает теоретическую величину. Тем не менее при подобной технологии требуется предварительная интенсивная очистка ячменя.
Аппараты для замачивания
1.3.5.1. Замочные аппараты изготавливают из листов нержавеющей стали или железобетона. Нержавеющая сталь упрощает очистку и мойку оборудования и уход за ним, так что в последнее время замочные аппараты из бетона также облицовываются листами из нержавеющей стали. Для равномерной обработки замачиваемого материала желательно применять аппараты круглого или квадратного поперечного сечения. Нижнюю часть делают конической формы, что облегчает опорожнение аппарата.
1.3.5.2. Вместимость замочных аппаратов рассчитывают с учетом объема замачиваемого количества ячменя, увеличения объема материала в ходе замачивания и дополнительного объема для перемещения ячменя. С учетом этих требований для замачивания 1 т ячменя требуется 2,2-2,4 м3. Общая вместимость всех замочных аппаратов должна рассчитываться на максимальную продолжительность замачивания, включая время заполнения, слива, выгрузки и очистки. Если взять за основу современные методы замачивания, то среднее время загрузки аппарата составляет 52-54 ч, что требует установки соответственно трех замочных аппаратов. Зачастую продолжительность замачивания рассчитывают из 24-28 ч, а фазу проращивания переносят в солодорастильный аппарат. В этом случае требуется лишь два замочных аппарата. Дальнейшее ограничение времени замачивания может при известных условиях излишне сократить воздушные паузы. Количество замочных аппаратов зависит также от производительности солодорастильной установки. Для равномерной обработки замачиваемого материала рассчитывают отдельный аппарат для замачивания обычной конструкции (с конусом) максимум на 50 т замачиваемого ячменя. Следует избегать слишком глубокого замачивания, так как при прочих равных условиях оно значительно осложняет аэрацию и позднее проращивание идет неравномерно. Аппараты для замачивания большей емкости делают прямоугольными с несколькими конусными выпусками.
1.3.5.3. Устанавливают замочные аппараты между емкостями с зерном и солодорастильными ящиками. При «мокром» замачивании расположение аппаратов не имеет особого значения, однако следует избегать перемещения замачиваемого материала на слишком большие расстояния и на большую высоту, так как при транспортировании проросший материал может быть поврежден.
1.3.5.4. Замочное отделение. Если замочные аппараты открытые, помещение замочного отделения не должно зависеть от внешних температур: зимой его подогревают до температуры 15 °С, а летом охлаждают примерно до 12 °С. Кроме того, необходимо позаботиться о кондиционировании воздуха в отделении до влажности 85-90 %, так как она может изменяться под действием вытяжного эффекта вентиляторов для CO2.
Для предотвращения кондиционирования всего замочного отделения влажным воздухом целесообразно закрыть отдельные чаны крышками и вмонтировать в них систему кондиционирования.
Конструкция аппаратов для замачивания в последние годы совершенствуется и значительно усложняется. К имевшимся ранее магистралям для подвода и отвода воды, отверстиям для выгрузки и слива всплывшего ячменя добавляются устройства для перекачки замоченного зерна, вентиляции под давлением, удаления диоксида углерода и орошения.
1.3.5.5. Система впуска и выпуска воды должна обеспечивать быструю смену воды так, чтобы можно было точно выдержать продолжительность «мокрого» замачивания. Длительность заполнения и разгрузки отдельного аппарата для замачивания не должна превышать 1 ч.
Орошение материала с помощью распылительных форсунок в меньшей степени предназначено для подвода воды - его цель - увлажнение воздуха, поглощаемого поверхностью зерна. Этот способ позволяет в определенных условиях предупредить повышение температуры. Распылительные форсунки должны быть установлены по всей площади замочного аппарата.
1.3.5.6. Перемещение материала из одного аппарата в другой производится при помощи насосов для замачиваемого материала, конструкция которых должна предотвращать повреждение замачиваемого зерна (прежде всего ростков на стадии прорастания). Установка перфорированных отделителей позволяет удалять загрязненную воду. Перекачка способствует хорошей очистке зерна, но не обеспечивает удовлетворительного перемешивания, так как находящееся в конусе зерно снова попадает вниз.
1.3.5.7. Подача сжатого воздуха в небольшие замочные аппараты производится с помощью простого переносного нагнетателя, а в крупные - с помощью вертикальных труб, через которые замачиваемое зерно подается в нижнюю часть эрлифтной трубы и с помощью сжатого воздуха равномерно распределяется сверху. Нередко распределение ячменя происходит при помощи центробежных труб, в которых обеспечивается перемешивание материала. Хорошей аэрации содержимого способствуют также кольцевые барботерные трубки с мелкими отверстиями, располагаемые над затвором аппарата на определенном расстоянии. В час на ворошение 1 т материала требуется около 15-25 м3 всасываемого воздуха, давление которого в зависимости от высоты аппарата может составить 0,2-0,5 MПa. Из-за этого происходит повышение температуры материала, которое следует учитывать при проведении 10-15-минутной аэрации. Если ворошение при влажной аэрации достаточно интенсивно, от упомянутой перекачки можно отказаться, поскольку каждый аппарат для замачивания, а соответственно, и каждая их группа одинаково пригодны для замачивания и спуска замоченного материала. Благодаря этому можно получить значительную экономию воды (при каждой перекачке определенное количество воды неизбежно уходит в стоки).
1.3.5.8. Удаление диоксида углерода из аппарата для замачивания осуществляется вакуумными насосами. Если необходимо удалить только диоксид углерода, то при производительности насоса 15 м3/т в час достаточно каждый час осуществлять откачку в течение 10-15 мин. Если при длительном (12-20 ч) воздушном замачивании необходимо не только удалять CO2, но и вентилировать и охлаждать материал, то на 1-е сутки замачивания производительность насоса должна составлять 50, а в следующие дни - 100-120 м3/т в час. При дополнительном подключении к существующим установкам для замачивания более мощных насосов может случиться, что из-за закупорки слежавшимся ячменем малая свободная поверхность сит затвора замочного аппарата не обеспечит подачи нужного количества воздуха. Во избежание этого в нижней трети конуса следует размещать блок сит, который вместе с обычной трассой вентиляции через сита днища обеспечит равномерное удаление воздуха.
1.3.5.9. В новых замочных аппаратах с плоским днищем круглой формы пространство под ситчатым днищем делают коническим. Высота материала даже в 250-тонных аппаратах составляет около 3 м. При этом днище должно способствовать равномерному перемещению воздуха с CO2 во время воздушных пауз и позволять проводить тщательную очистку. Внизу под решеткой около центральной опоры разгрузочного устройства размещают конический разгрузочный резервуар (с углом наклона стенок 60°) для выгрузки влажного и сухого продукта. Чаще всего предусматривают четырехконусное пространство, из которого с помощью лопастей одинаковой ширины, вращающихся с регулируемой скоростью, выгружают зерно в солодорастильный аппарат. Нагнетательная вентиляции во время «мокрого» замачивания проводится через жестко вмонтированные форсунки или через вращающуюся трубку с отверстиями. Такое устройство может использоваться также для очистки решетки снизу. Аппараты прямоугольной формы с перемещаемыми вверх-вниз решетками (системы Lausmann, см. раздел 1.5.3.5) позволяют экономить воду при «мокром» замачивании путем опускания решетки. Ворошитель выравнивает верхний слой продукта или транспортирует его в устройство для выгрузки, из которого влажный или сухой продукт выгружается в солодорастильный аппарат.
Замочные аппараты с плоским днищем применяются также для повторного замачивания, для чего используют специальные емкости для замачивания зерна перед проращиванием с опрокидывающейся решеткой.
Относительно новой конструкцией для замачивания ячменя является замочный аппарат барабанного типа, загружаемый с помощью шнека. Загрузка партии массой 180 т длится около 5 ч. Благодаря вращению барабана ячмень попеременно контактирует с водой и воздухом. Вода течет противотоком, то есть на ячмень с влажностью 30 % подается свежая замочная вода, а ячмень на входе в аппарат впервые контактирует с водой незадолго до точки слива загрязненной воды.
Очевидно, что подобные дорогостоящие замочные аппараты применяются в основном для увеличения мощности имеющихся солодорастильных аппаратов. В данном случае часть процесса проращивания переносится в замочный аппарат, соответствующим образом дооборудованный. Для описанных ниже способов замачивания продолжительностью 24-26 ч в большинстве случаев достаточно вентилируемых замочных аппаратов с коническим днищем и указанными выше узлами. Тем не менее применяются также сочетания барабанных замочных аппаратов с аппаратами с плоским днищем.
Способы замачивания
1.3.6.1. Традиционное замачивание. Замачивание зерна удобнее производить при подаче зерна из расположенной выше емкости, куда тщательно очищенное и отсортированное зерно поступает от автоматических весов. Ячмень ссыпается через распределитель в аппарат для замачивания, заполненный водой до определенного уровня. Тяжелый ячмень медленно погружается на дно, легкий всплывает вместе с прочими легкими примесями на поверхность воды. Образовавшийся сплав собирается в переливной емкости и затем высушивается. Количество его в зависимости от чистоты замачиваемого ячменя может составить 0,1-1 %. Сильная вентиляция способствует интенсивному движению зерен, очистке замачиваемого материала, подъему сплава и прочих загрязнений. Первая замочная вода - это вода для промывки, которая в зависимости от степени загрязнения сменяется уже через несколько часов. Последующая замена воды осуществляется через 12-24 ч в зависимости от степени загрязнения ячменя, температуры воды и продолжительности замачивания. Оставление материала без воды между ее сменами осуществлялось по-разному. Это мероприятие должно было обеспечить лучшую аэрацию ячменя, так как при исключительно «мокром» замачивании даже при длительной подаче свежей воды растворенный в воде кислород поглощается в кратчайший срок. В процессе совершенствования метода воздушные паузы стали занимать 50 и даже 80 % общей продолжительности замачивания. Наличие адгезионной воды снаружи зерна не только способствует во время воздушного замачивания равномерному повышению степени замачивания, но и ведет к сокращению его общей продолжительности и ускорению прорастания. При традиционных способах замачивания аэрация осуществляется в течение 10-15 мин каждые 1-2 ч. В зависимости от стадии замачивания образуется 3-5 % об. CO2, который вымывается при распылении воды в ходе воздушной паузы с одновременной вытяжкой. Промывная вода помогает поддерживать температуру продукта в желаемом диапазоне. Продолжительность замачивания до содержания влаги в ячмене 43-45 % составляет 60-70 ч. Желательно применять 3 аппарата замачивания и более.
1.3.6.2. Современные способы замачивания. Эмпирические методы замачивания с течением времени заменялись способами, при которых стремились к получению заданной степени замачивания за более короткие промежутки времени. При увеличении длительности воздушных пауз это приводило к совершенно определенному физиологическому поведению зерна. При влажности 30-32 % и воздушном замачивании продолжительностью 14-20 ч водочувствительность ячменя уменьшается (см. раздел 3.4.1.2). При влажности 38% в период воздушной паузы в течение 14-24 ч ожидается равномерное прорастание материала.
Продолжительность воздушной паузы зависит от физиологического состояния зерна: ячмень, выращенный в теплых и сухих условиях, может стремительно и интенсивно развиваться - он характеризуется низкой водочувствительностью, и для него требуется сокращенная по возможности воздушная пауза продолжительностью 14 ч. Напротив, ячмень, выращенный во влажных и холодных погодных условиях, характеризуется более медленным ростом зародыша и выраженной водочувствительностью, и для него требуется более продолжительная воздушная пауза - 20-24 ч. К повторному «водному» замачиванию стремятся достичь уровня содержания влаги 38 %. В таком случае в течение 14-24-часовой воздушной паузы ожидают равномерного прорастания. Было бы совершенно неверным добавлять воду (даже только путем орошения) перед одновременным прорастанием ячменя при содержании 95 % жизнеспособных зерен, так как это всегда приводит к неравномерному проращиванию. После этого момента путем повторного мокрого замачивания достигается влажность 41,5-43,0 %, которая затем увеличивается путем орошения в солодорастильной установке до окончательной влажности 44-48 %.
Чтобы обеспечить равномерную обработку материала, во время «мокрого» замачивания необходимо осуществлять ворошение сжатым воздухом. При применении одной центрально расположенной форсунки с трубой для подачи продукта (Geisir) обеспечивается интенсивный контакт между ячменем, водой и воздухом. Снабжение зерна кислородом лучше, чем при орошении, так как охватывается общая масса замачиваемого продукта. Это мероприятие может осуществляться непрерывно во время нахождения зерна под водой и может регулироваться в течение всего «мокрого» замачивания.
При воздушной паузе необходимо сильное вакуумирование, которое предотвращает не только скопление CO2, но и подъем температуры грядки выше 18-20 °С в фазе проращивания. Большое значение для равномерной обработки замачиваемого продукта имеют свойства охлаждающего воздуха (температура и влажность).
Для небольших замочных аппаратов целесообразно проводить короткое (в течение нескольких секунд) орошение верхнего слоя проращиваемого материала.
Контроль температур в замочном отделении и замачиваемом материале имеет точно такое же значение, как и определение влажности на отдельных стадиях.
Он может осуществляться всеми известными методами, включая ускоренные.
Рассматриваемый способ замачивания осуществляется следующим образом.
1. Длительность первого периода нахождения зерна под водой при температуре воды 12 °С до 30 %-ной влажности составляет 4 -6 ч. Каждые 1 -2 ч материал необходимо ворошить по 5-10 мин сжатым воздухом, а всплывший ячмень удалять. Первая воздушная пауза в зависимости от водочувствительности ячменя может продолжаться 14-20 ч. Домачивание с использованием адгезионной воды производят до достижения влажности 31-32 %, а температуру повышают до 18-20 °С. Воздух (CO2 и тепло) отсасывают сначала каждые 1-2 ч по 10-15 мин, при этом дыхательная активность ячменя усиливается. При использовании вентилятора с часовой производительностью 50 м3/т отсасывание может продолжаться дольше.
2. Длительность второго периода нахождения зерна под водой при температуре воды 18 °C ДО влажности 37-38 % составляет 1 -2 ч. За это время проводят 1 -2 продувки сжатым воздухом по 10-20 мин и сразу перекачивают материал в другую емкость. Вторая воздушная пауза длится 20-28 ч, то есть до тех пор, пока материал равномерно не прорастет. Домачивание адгезионной водой осуществляют до достижения влажности 39-40 %, температуру повышают до 18 °С. Отсасывание CO2 и тепла производят сначала каждые 2 ч по 10-15 мин, а затем, при использовании вентилятора с часовой производительностью 100-150 м3/т, - через каждые 4-5 ч.
3. Третий залив зерна водой проводят при температуре воды до 18 °С до влажности 41-42 % в течение 1-3 ч. Ворошение и разрыхление материала осуществляют сжатым воздухом в течение 10-30 мин. Затем зерно спускают.
Повышение температуры воды от одного залива водой к другому позволяет привести в соответствие температуры, уже установившиеся в замоченном зерне. При теплом спуске замоченного материала (при температуре -18°С) можно с успехом применять способ проращивания с падающими температурами (см. раздел 1.5.3.3). Здесь важно, чтобы для спуска замоченного материала из замочного аппарата имелось достаточное количество воды температурой 18 °С.
Преимущество ускоренных способов замачивания с применением только двух «мокрых» замачиваний заключается в том, что благодаря второму «мокрому» замачиванию в процессе выпуска замоченного материала из аппарата для замачивания можно контролировать влажность прорастания (около 38 % ) ; вода требуется только два раза, так что объем потребления замочной воды снижается до 3-3,5 м3/т зерна. Если аппарат для замачивания представляет собой аппарат с коническим днищем, то в теплое время года в период второй воздушной паузы, то есть в фазе проращивания, зачастую затруднительно поддерживать желаемую температуру. Тогда в контролируемых условиях солодорастильного аппарата при условии наличия достаточного времени для проращивания (1 сут на замачивание и 6 сут на проращивание) этот важный период пройдет благоприятнее.
Двухдневный способ замачивания, при котором, как правило, второй день проводят в замочном аппарате с плоским днищем, дает возможность для достижения влажности замачиваемого продукта 41 % провести третий залив водой. При оптимальной подаче воздуха ячмень испытывает «водяной шок», ликвидация последствий которого до высыхания поверхности ячменя может составлять 12 ч.
В результате блокирования подачи кислорода пленкой воды замедляется дальнейшее прорастание наряду с образованием важных ферментов. Из-за блокирования поступления кислорода через слой воды дальнейшее проращивание ограничивается. В этом случае лучше всего обеспечить воздушную паузу в течение 3-4 ч между третьим заливом водой (с последующей перекачкой продукта в солодорастильный аппарат.
Для достижения равномерного увлажнения крахмальных зерен ячменя с твердой структурой эндосперма благоприятнее третий залив водой. Высокое содержание влага после третьего водяного замачивания делает необходимым проведение двух процессов орошения, благодаря чему можно снизить образование «гусаров».
«Мокрое» замачивание лучше воздействует на начало солодоращения и дальнейшее его проведение (после третьего налива воды при влажности 41 %). Это обусловлено отчасти более продолжительным контактом зерна с замочной и транспортной водой, а также создаваемым насосом давлением. Величина давления сильнее воздействует на дыхание ячменя, чем продолжительность его приложения, и для сохранения примерно одинаковых значений растворимости солода необходимы 1 сут проращивания.
1.3.6.3. Другие способы замачивания. На аналогичных принципах основан способ перезамачивания, при котором нагрев материала во время длительных воздушных пауз компенсируется многократными короткими стадиями «мокрого» замачивания. Способ повторного замачивания, применяющийся с 1960-х гг., предусматривает, что после обычного 24-28-часового замачивания при влажности около 38 % после проращивания в течение 30-36 ч равномерно проросшее зерно подвергается новому замачиванию. Продолжительность последнего зависит от температуры замочной воды, которая может варьировать в пределах 12-18 °С. Оптимальным считается повторное замачивание в течение 10-18 ч, при этом влажность с 38 % повышается до 50-52 %.
Оба способа имеют большое значение в современной технологии замачивания, но вследствие высокого водопотребления и повышенных энергозатрат для сушки очень влажного свежепроросшего солода они не получили широкого распространения.
Замачивание с орошением осуществляется в солодорастильном аппарате. При этом возможно применение двух способов: подача ячменя в солодорастильный ящик с помощью моечного шнека, заканчивающаяся постепенным повышением влажности орошением, и доведение влажности подаваемого в солодорастильный ящик сухого ячменя до требуемого значения периодическим орошением. Замачиваемый материал смачивается водой, подающейся через форсунки на ворошителе.
1.3.6.4. Оценка результатов замачивания на распространенных в настоящее время крупных установках для замачивания и проращивания происходит уже не эмпирически, а все больше путем точного определения влажности и температуры на отдельных фазах процесса. В зависимости от свойств ячменя водопоглощение происходит с разной скоростью. При двухсуточном замачивании перед повышением влажности до значений свыше 38 % необходимо контролировать равномерность наклёвывания зёрен. Дальнейшее наблюдение за развитием зародыша, например, за равномерностью разветвления, позволяет сделать выводы о целесообразности замачивания.
1.3.6.5. Потери при замачивании возникают вследствие:
· образования пыли и наличия загрязнений (около 0,1 %);
· выщелачивания цветочной оболочки (около 0,8 %);
· дыхания ячменя в процессе замачивания (0,5-1,5%), которое более интенсивно при замачивании с длительными воздушными паузами, чем при преимущественно «мокром» замачивании.
Сплав (0,1-1,0 %) к потерям не относят; его снимают, собирают и высушивают, после чего реализуют.
1.3.6.6. Содержание аппаратов для замачивания и уход за ними. Загрязнение аппаратов для замачивания микроорганизмами и взвесями, приносимыми ячменем, требует тщательной очистки оборудования (особенно при повторном применении замочной воды). Наличие большого количества выступающих деталей (колец аэрации, труб и т. д.) значительно усложняет уход. Значительно облегчает содержание замочного оборудования применение современных устройств для разбрызгивания воды под давлением. Необходимо контролировать состояние внутренней облицовки аппаратов. При использовании стальных замочных аппаратов с коническим днищем обслуживание осуществляется проще и производство становится более надежным. Высота пространства под решеткой замочных аппаратов с плоским днищем круглой формы должна составлять 300-750 мм. Кроме того, в них предусмотрены внутренние устройства, например, форсунки сжатого воздуха, в связи с чем становится сложнее проводить их очистку. Сверху решетку очищают с помощью автоматической очистки под давлением 100 бар. Очистку под решеткой проводят форсунками или с помощью вибророликов с форсунками. У прямоугольных аппаратов для замачивания с подъемными и опускающимися решетками очистку производить проще и дешевле с помощью обычной промывки под высоким давлением.
Проращивание
Теория проращивания
При проращивании зерновых органы зародыша развиваются, и в результате деления и увеличения количества клеток появляется новое растение. Прорастание проходит только в определённых условиях: достаточной влажности, благоприятной температуре и доступе воздуха. Для начала прорастания необходима сравнительно низкая влажность зерна (около 35-40 %), обеспечиваемая по-разному. Для достижения желаемого обмена веществ за отведенное время проращивания необходима влажность 42-48 % и даже 50 %, устанавливающаяся лишь после начала прорастания. Поддержание этой влажности в течение всего времени проращивания имеет большое значение для развития процессов жизнедеятельности (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Параметры проращивания при разных температурах
| Влажность | ||||
| Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), % | 5,1 | 2,9 | 1,1 | |
| Вязкость, м Па • с | 1,69 | 1,60 | 1,52 | |
| Температура проращивания, °С | ||||
| Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), % | 1,6 | 1,4 | 1,0 | |
| Вязкость, м Па • с | 1,55 | 1,52 | 1,55 | |
| Продолжительность проращивания, сут | ||||
| Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), % | 3,6 | 2,0 | 1,5 | 1,2 |
| Вязкость, м Па • с | 1,65 | 1,59 | 1,54 | 1,48 |
| Содержание CO2 через 3 сут проращивания, % | ||||
| Разность экстрактов солода тонкого и грубого помола (EBC), % | 0,7 | 1,2 | 1,7 | |
| Вязкость, м Па • с | 1,47 | 1,48 | 1,51 |
На физиологические процессы при прорастании зерна аналогичное влияние оказывает температура. Благоприятная для роста температура - это 14-18 °С; при более низких процесс прорастания замедляется, а при слишком высоких - ускоряется и развивается неравномерно.
Потребность в кислороде обусловлена тем, что необходимая для роста зародыша энергия вырабатывается в результате дыхания, то есть в процессе респираторного окисления. Дыхание представляет собой ряд последовательно протекающих реакций, при которых определенные продукты обмена веществ «сгорают» до диоксида углерода и воды с выделением определенного количества тепла. Недостаток кислорода ведет к развитию анаэробного обмена веществ, продукты которого могут существенно влиять на качество готового солода.
Путем правильного регулирования влажности, температуры, поступления кислорода и длительности проращивания можно в определенных пределах управлять биологическими процессами в ходе проращивания.
Изменения в зародыше обнаруживают сначала в корешке, а затем в листовых органах. Сначала появляется зародышевый корешок, проникающий через плодовую, семенную и окружающие цветочные оболочки в том месте, где зерно было прикреплено к колосу. Зародышевый корешок появляется между двумя цветочными пленками, после чего его клетки разрываются и появляется несколько новых корешков, в свою очередь покрывающихся тонкими капиллярными корешками с нежной тканью и тонкой верхней кожицей, которые могут поглощать из почвы растворимые питательные соли. В кучах ячменя они видны только на самых верхних зернах. Внешние острия корешков покрыты корневыми чехликами, за которыми находится зона новообразования.
Зародыш листа сначала прорывает плодовую и семенную оболочки, после чего продвигается между ними и спинной цветочной оболочкой. При искусственном проращивании зародыш должен развиваться только до определенной величины - если он прорастает из вершины зерна, образуются проростки, снижающие качество готового солода.
Наряду с этими явлениями роста происходят следующие превращения в эндосперме: под действием определенных групп ферментов расщепляются резервные вещества и переводятся в растворимую форму с образованием в зародыше новых тканей. Внешне эти процессы проявляются в повышенной растираемости эндосперма. Пекле подведения вегетационной воды происходит выделение стимуляторов роста (гибберелловой кислоты A3 и гиббереллина A4), которые попадают от корневой системы к растущей оси зародыша и затем через систему сосудов - к выходам алейронового слоя. Содержание этих регуляторов роста после выпуска из замочного аппарата еще не обнаруживается, через 24 ч достигает 46 мкг/кг CB ячменя, через 48 ч - 50 мкг/кг, а спустя 72 ч снижается, доходя до 34 мкг/кг CB ячменя. В высушенном (готовом) солоде без добавления гибберелловой кислоты (в Германии ее использовать запрещено) обнаруживается лишь 2-5 мкг/кг СВ.
В алейроновом слое и в щитке гиббереллины способствуют образованию ряда гидролитических ферментов - схамилаз, предельных декстриназ и эндопептидаз. Гиббереллины способствуют развитию эндо-β-глюканазы, эндоксиланазы и фостатазы. Наряду с этим благодаря разрушению протоплазматической связи и высвобождению активирующих (например, сульфгидрильных) групп происходит активизация сульфгидрильных эндопептидаз, а также экзоферментов - например, ß-амилазы, различных экзопептидаз, экзо-β-глюканаз и др. Образовавшиеся в результате расщепления низкомолекулярные вещества поглощаются щитком и подводятся к зародышу, где происходит формирование новых тканей. Со стороны спинки эндосперм растворяется интенсивнее, чем с обратной стороны зерна, приблизительно параллельно слою всасывающего эпителия. Важнейшими группами гидролитических ферментов являются гемицеллюлазы, протеолитические ферменты и амилазы, с помощью которых протекают реакции расщепления других групп веществ.
1.4.1.1. Действие ферментов. К гемицеллюлазам в соответствии со строением гемицеллюлозы относят целый ряд ферментов, которые можно сгруппировать следующим образом.
· β-Глюканазы - эндо-β-1,4-глюканазы, эндо-β-1,3-глюканазы, неспецифическая эндо-β-глюканаза, экзо-ß-глюканазы, β -олигосахаразы; β -глюкан-солюбилаза;
· Пентозаны - эндоксиланазы, экзо-ксиланазы, ксило-олигосахаразы, арабинозидазы.
В то время как экзоферменты обладают определенной активностью еще в зерне, находящемся в состоянии покоя, стимулирующее действие на эндофер-менты (эндо-β-глюканазу, эндоксиланазу) вначале прорастания оказывают ростовые вещества щитка и алейронового слоя. При наличии достаточного количества кислорода суммарное содержание эндо-β-глюканазы существенно различается. С их помощью растворимый высокомолекулярный β-глюкан из гумми-веществ преобразуется в декстрины глюкана со средней молекулярной массой. Экзо-β-глюканазы увеличивают свою активность примерно в 10 раз и расщепляют β-1,4-связи цепочек глюкана с нередуцирующего конца. В ходе этих процессов образуется дисахарид целлобиоза, которая. как и ламинарибноза, образующаяся из β-1,3-СВЯЗИ, преобразуется в глюкозу под действием соответствующих олигосахараз. Высокомолекулярный ß-глюкан гемицеллюлоз, который соединен по эфирной связи с белком и может иметь молекулярную массу 40 • 106 Д, высвобождается из β-глюкан-солюбилазы и переходит в растворимую форму. Фермент карбокси-пепгидаза присутствует в зерне, находящемся в состоянии покоя, но в процессе прорастания его активность возрастает в 2-3 раза. Благодаря своему расщепляющему действию β-глюкан становится доступен для воздействия β-глюканаз.
Высокомолекулярные арабоксиланы расщепляются эндоксиланазами, арабинозидазы растворяют боковые цепочки арабинозы и, таким образом, открывают ноле действия для экзоксиланазы. Образующиеся конечные продукты - арабиноза и ксилоза, как и глюкоза, участвуют в формировании новых клеток или утилизируются в процессе обмена веществ.
Действие глюканаз проявляется значительно сильнее действия пентозаназ, вследствие чего цитолитическое расщепление в ходе прорастания на 4/5 включает глюкан и на 1/5 - пентозан. Стенки клеток растворяются не полностью, из них удаляются лишь отдельные группы и тем самым увеличивается их проницаемость. Процесс этого растворения медленно развивается параллельно всасывающему эпителию от зародыша к вершине зерна.
Степень растворения солода определяют следующими методами: в процессе проращивания - эмпирическим способом (путем растирания эндосперма); в готовом солоде - аналитически (проводя анализ среза на рыхлость, осуществляемого преимущественно но длине зерна), фриабилиметром, выявляя мучнистые, полустекловидные и стекловидные зерна; методом окрашивания отшлифованного продольного разреза зерна. Калькофлер окрашивает растворенные части в синий цвет, а нерастворенные части не окрашиваются, что дает представление о его растворимости и однородности. В лабораторных анализах определяют разность экстракта солода тонкого и грубого помолов, а также вязкость конгрессного сусла. На растворение в процессе прорастания могут оказывать положительное действие высокая влажность проращиваемого материала, температура проращивания (примерно до 18 °С), достаточное количество кислорода и, соответственно, продолжительность проращивания. При более высоких температурах проращивания в определенных условиях проявляется более сильная разница между растворением края зародыша и верхней частью зерна. Это проявляется в несколько повышенной вязкости у пробы, отобранной при температуре 17 °С. Повышенная влажность способна уравновешивать другие факторы (например, высокую температуру или более длительный период проращивания), однако при этом необходимо учитывать степень растворения белка. Ячмень с поврежденным зародышем (например, с непроростками) и неравномерность прорастания являются причиной недостаточной рыхлости и однородности растворения. При последующем затирании солода под действием β-глюкансолюби-лазы такой ячмень дает много высокомолекулярного β-глюкана, который невозможно впоследствии достаточно глубоко расщепить эндо-β-глюканазами, чувствительными к температуре. В результате в процессе мойки и фильтрования возникают нарушения (см. раздел 7.7).
1.4.1.2. Расщепление белка происходит с помощью ряда протеолитических ферментов, которые грубо подразделяют на:
· эндопептидазы («нротеиназы»), воздействующие на нативный белок и продуцирующие высокомолекулярные продукты распада (например, макро- и полипептиды) и впоследствии олиго- и дипептиды; при длительном воздействии эндопептидаз расщепление идет вплоть до аминокислот; существует большое количество эндопептидаз, расщепляющих пептидную цепочку только в конкретных точках, определяемых типом аминокислотного остатка;
· экзопептидазы, атакующие пептидную цепочку снаружи и расщепляющие отдельные аминокислоты; карбоксипептидазы расщепляют аминокислотные остатки с карбоксильной группой, а аминопептидазы - с аминогруппами; дипептидазы неспецифичны ни к одной из этих групп.
Ряд протеолитических ферментов обнаруживаются еще в непроросшем ячмене. Их активность возрастает в несколько раз в зависимости от условий проращивания.
Расщепление белка под действием эндо- и экзопептидаз можно представить следующей схемой:
Белки
Макропептиды
Πолипептиды
Олигонептиды
Дипептиды
Аминокислоты
Эндопептидазы
Экзопептидазы
Это расщепление протекает далее по-разному, в зависимости от соблюдения определенных условий солодоращения, сопровождаясь, например, образованием большего числа высокомолекулярных продуктов распада или большего количества аминокислот. Так как каждая из данных групп имеет значение для свойств готового пива, то расщепление белка должно быть ни слишком низким, ни слишком глубоким: например, аминокислоты важны для питания дрожжей, а полипептиды влияют на пеностойкость и полноту вкуса пива.
Для оценки степени растворения белка сначала определяют количество растворимого азота (в процентах к общему азоту, число Кольбаха). В зависимости от содержания азота в солоде оно колеблется от 35 до 50 % общего азота, причем при условии, что содержание белка составляет 10-10,5 %; приемлемой степенью растворения белка считается 38-42%, соответствующее 600-700 мг растворимого азота на 100 г CB солода. Это количество можно точнее определить с помощью реакции осаждения или иных методов исследования (табл. 1.2).
Таблица 1.2. Распределение азотсодержащих соединений
| Содержание растворимого азота 600-700 мг/100 г CB солода | ||
| Высокомолекулярные соединения, 20 % | Соединения со средней молекулярной массой, 20 % | Низкомолекулярные соединения, 60 % |
| Из них около 33 % - коагулируемый азот | Из них около 60 % - формольный азот и около 35 % - α-аминный азот |
Расщепление белка затрагивает по преимуществу резервный белок в клетках под алейроновым слоем, поставляющий основное количество водорастворимых белков для питания зародыша. При правильном ведении грядки белок расщепляется лишь в той степени, в какой это необходимо для оптимального растворения. Клеящее вещество при этом практически не затрагивается, и его можно обнаружить в почти неизменном виде в пивной дробине.
Природные белки расщепляются в той или иной степени протеолитическими ферментами. Если содержание альбуминов и глобулинов сначала убывает, а к концу проращивания их содержание возрастает, то содержание проламинов (гордеин) сначала медленно, а затем быстро и неуклонно снижается примерно до 40 % первоначального значения. Аналогичное изменение претерпевают глютелины, которые в конце проращивания вновь синтезируются из низкомолекулярных соединений. По мере снижения содержания белка содержание продуктов его распада возрастает. Содержание общего азота значительно возрастает уже в первые сутки проращивания, особенно при высоких начальных температурах. Как правило, через 4-5 сут оно достигает своего предельного значения. Содержание аминокислот также постоянно растет. При более продолжительном проращивании они вновь расходуются на расщепление преимущественно нерастворимого белка, так что в последние сутки проращивания наблюдается снижение содержания аминокислот. Таким образом, на 4-6-е сут наступает своего рода равновесие между расщеплением белков и их и синтезом, На состояние равновесия можно воздействовать ведением процесса проращивания (табл. 1.3).
Таблица 1.3. Степень растворения белка при различных режимах проращивания
| Влажность, % | ||||
| Степень растворения белка, % | 39,5 | 43,9 | 46,1 | |
| Температура проращивания, °С | ||||
| Степень растворения белка, % | 44,9 | 43,9 | 41,9 | |
| Продолжительность проращивания, сут | ||||
| Степень растворения белка, % | 35,4 | 38,8 | 39,8 | 40,9 |
| Доля CO2 через 3 сут проращивания, % | ||||
| Степень растворения белка, % | 40,9 | 38,0 | 42,8 |
Таблица 1.4. Содержание α-аминного азота при различных режимах проращивания
| Влажность, % | |||||
| Содержание α-аминного азота, мг/100 г CB | |||||
| Температура проращивания, °С | |||||
| Содержание α-аминного азота, мг/100 г CB | |||||
| Продолжительность проращивания, сут | |||||
| Содержание α-аминного азота, мг/100 г CB | |||||
| Доля CO2 через 3 сут проращивания, % | |||||
| Содержание α-аминного азота, мг/100г CB |
При высоком растворении белка вследствие высокой влажности проращиваемого материала, пониженной температуры и оптимального времени проращивания содержание высокомолекулярных соединений хотя и возрастает в абсолютном выражении, в процентном отношении снижается. Содержание же низкомолекулярного белка постоянно возрастает. Это соотношение может несколько изменяться при высоких температурах проращивания и применении особых способов солодоращения (например, при перезамачивании).
На растворимость белка влияют свойства ячменя, содержание в нем белка, а также качественный состав белков ячменя. Ячмень с высоким содержанием белка при одинаковых условиях солодоращения в большинстве случаев дает более низкую степень растворения белка, чем ячмень с пониженным содержанием белка. Хотя между растворимостью белка и растворимостью клетчатки не существует явной взаимосвязи, если необходимо достичь желаемой растираемости эндосперма цитолитическому растворению должно предшествовать определенное расщепление белка. На характеристики растворения белка влияют также сорт, место возделывания, степень зрелости и гомогенность партий ячменя. При солодоращении в зародыше корня происходят потери белка (для нормально проросшего ячменя их можно принять равными примерно 10%). Вследствие потерь веществ при солодоращении, например, из-за дыхания и развития зародыша корня, абсолютное содержание белка в свежепроросшем солоде убывает только на 0,01-0,5 %.
Учет данных о расщеплении белка растворимым азотом солода или α-аминным азотом ничего не говорит об изменении доли отдельных аминокислот, важных для процесса брожения, - лейцина, изолейцина или валина. Исследования показали, что при плохом растворении солода (вследствие низкой влажности проращиваемого материала) абсолютное и относительное содержание аминокислот было низким. Аналогичный эффект вызывается более высокими температурами проращивания (18-21 °С).
То же относится и к 5-метилметиони-ну - предшественнику диметилсульфида. При определении свободных аминокислот, как правило, важная циклическая аминокислота - пролин - не определяется. В конгрессном сусле она присутствует в количестве 300-500 мг/дм3, зависящем от сорта ячменя, климата (при континентальном оно меньше, чем при морском), а также от условий проращивания.
Важную роль в физиологическом отношении играют амины, образующиеся путем декарбоксилировапия аминокислот. Так, например, гистамин образуется из гистидина, тирамин - из тирозина, триптамин - из триптофана, а горденин - путем переноса второй метильной группы на тирамин, образуется также грамин из триптофана. Образование аминов при солодоращении является обычным параметром, как и растворение белка или содержание свободного α-аминного азота (табл. 4.19, 4.20), но температура проращивания действует иначе, чем при гидролизе протеинов и пептидов. При высокой температуре проращивания повышается содержание гистамина, горденина, тирамина и триптамина, при повышении влажности повышается содержание гистамина, содержание горденина уменьшается, а количество других аминов достигает максимума при влажности 44 %. Более продолжительное проращивание приводит к увеличению их содержания, причем атмосфера CO2 благоприятна для гистамина (и содержания свободного аминного азота), а для горденина, тирамина, триптамина такое проращивание, наоборот, приводит к снижению их содержания. Последние играют определенную роль как прекурсоры нитрозаминов, образующихся при сушке и подвяливании (см. раздел 1.6.1.2).
1.4.1.3. Расщепление фосфатов. В ячмене содержится около 20 % фосфатов в неорганической форме, а в солоде в результате различных превращений - до 40 %. Фосфатазы, действующие при проращивании, расщепляют эфирные связи фосфорной кислоты и ее кислых солей (первичных фосфатов) с органическими соединениями. Тем самым повышается титрируемая и общая кислотность зерна. Значение pH конгрессного сусла снижается несмотря на повышение буферной емкости, что свидетельствует об усиленном образовании кислоты в зерне, обусловленном не только расщеплением органических фосфатов и переходом в неорганические буферные системы, но и накоплением органических кислот как промежуточных продуктов обмена веществ. Дезаминирование аминокислот и расщепление цистеина способствуют увеличению кислотности солода, которая при проращивании устанавливается обычно на уровне 5,9-6,1.
1.4.1.4. Расщепление крахмала Амилазы (различают α- и ß-амилазы) расщепляют нативный крахмал в мальтозу, ß-Амилаза воздействует на молекулу амилозы или амилопектина с нередуцирующего конца и отщепляет молекулу мальтозы, α-Амилаза, напротив, действует на внутренние связи, причем при этом образуются низкомолекулярные декстрины, содержащие в местах присоединения глюкозных остатков по α-1,6-связи боковые цепочки. Образовавшиеся декстрины становятся доступными для нового воздействия ß-амилазы, но после того, как ß-амилаза гидролизует клейстеризованный при затирании крахмал до мальтозы, оставшиеся негидролизованные декстрины могут быть вновь атакованы α-амилазой. Оба фермента способны расщеплять только α-1,4-связи, так что даже при длительном воздействии в оптимальных условиях может образоваться только около 80 % мальтозы, мальтотриозы и глюкозы. Остаток представлен предельными декстринами с α-1,6-связями. Дальнейшее расщепление декстринов происходит с помощью предельной декстриназы или R-фермента, способствующих разрыву α-1,6-связей, что в амилопектине или олигосахаридах приводит к гидролизу мест разветвления.
Мальтоза подвергается дальнейшему расщеплению мальтазой с образованием глюкозы. Сахароза расщепляется сахаразой до глюкозы и фруктозы.
ß-Амилаза содержится в непроросшем ячмене в свободной и связанной формах и может быть активирована обработкой размолотого зерна протеолитическими ферментами или восстановителями с тиоловыми группами. Латентный фермент связан с нерастворимым протеином дисульфидными мостиками, и во время проращивания он переходит в растворимое состояние и активируется. Лучше всего ß-амилаза активируется при средней влажности проращивания, достигая максимума активности уже на 5-е сут проращивания при повышенном содержании CO2 в окружающем воздухе. Повышение температуры проращивания снижает содержание ß-амилазы.
В зерне, находящемся в состоянии покоя, α-амилаза не определяется, так как она присутствует в латентной форме и активируется во время проращивания. Катализаторами процесса ее образования являются гиббереллины, поступающие в алейроновый слой. α-Амилаза синтезируется аминокислотами.
Расщепление крахмала при солодоращении ограничено. Важнейшей задачей проращивания ячменя является активация и образование амилолитических ферментов (α- и ß-амилазы), так как без них при последующем затирании полное осахаривание невозможно. Свое основное действие оба вида амилаз оказывают лишь во время затирания при расщеплении крахмала до Сахаров и декстринов.
Так как контроль цитолиза или протеолиза осуществляется в основном по физическим или химическим показателям солодовой вытяжки или конгрессного сусла, время осахаривания конгрессного сусла и конечная степень его сбраживания нередко является недостаточно информативными показателями. Так, например, содержание амилаз непосредственно определяют при проведении испытаний различных сортов ячменя в начале сбора урожая или для солода с сильной ферментативной активностью. Их общее действие выявляют при определении диастатической силы (ДС); активность α-амилазы определяют по методам EBC, а активность ß-амилазы - по разности «ДС - 1,2 x активность α-амилазы».
Рост активности α-амилазы возможен лишь при наличии кислорода; ее повышению способствует постепенно повышающаяся влажность проращиваемого зерна, убывающие температуры проращивания, а также длительные сроки проращивания. Как только в ходе проращивания в воздухе вокруг грядок увеличивается содержание CO2, кривая активности α-амилазы выравнивается и идет на спад.
В целом влияние технологических режимов проращивания на активность ß-амилазы сравнительно невелико; она достигает своего максимума раньше, чем α-амилаза.
Количество активной ß-амилазы в непроросшем ячмене составляет от 60 до 200 градусов Виндиша-Кольбаха (°WK) и зависит, прежде всего, от содержания белка в зерне, а также от сорта ячменя, климатических условий, года и места возделывания. Управляя процессом проращивания, развитие амилаз в свежепроросшем солоде можно регулировать следующим образом (табл. 1.5).
Таблица 1.5. Развитие амилаз в свежепроросшем солоде
| Влажность проращиваемого зерна, % | ||||
| Активность α-амилазы, ед. ASBC | ||||
| ß-амилаза, °WK | ||||
| Температура проращивания, °С* | ||||
| Активность α-амилазы, ед. ASBC | ||||
| ß-амилаза, 0WK | ||||
| Продолжительность проращивания, сут | ||||
| Активность α-амилазы, ед. ASBC | ||||
| ß-амилаза, °WK | ||||
| Содержание CO2 через 3 сут проращивания, % | ||||
| Активность α-амилазы, ед. ASBC | ||||
| ß-амилаза, °WK |
* Значения измерены в готовом сушеном солоде.
При сушке солода часть амилаз теряется, причем ß-амилаза более чувствительна к высоким температурам, чем α-амилаза.
Действие амилаз проявляется сначала вблизи зародыша и по мере роста распространяется параллельно всасывающему эпителию. В результате зерна крахмала, граничащие со щитком, постепенно превращаются в различные сахара, которые расходуются на питание зародыша. Потери крахмала в первые сутки проращивания незначительны, однако постоянно увеличиваются в процессе проращивания и достигают примерно 5%.
1.4.1.5. Расщепление липидов. Липазы являются, с одной стороны, эстеразами, расщепляющими глицериновый эфир жирных кислот C16-C18, а с другой - фосфатазами, способными расщеплять фосфолипиды. Согласно последним данным, в зерне, находящемся в состоянии покоя, они не обнаруживаются; активность липаз в зависимости от условий солодоращения растет от щитка к вершине зерна. Важным ферментом для расщепления липидов и соотношения продуцируемых жирных кислот, особенно линолевой и линоленовой, является одна из оксидоредуктаз, а именно липоксигеназа. Она превращает ненасыщенную жирную кислоту в соответствующий гидропероксид. Оксидоредуктазы частично проявляют свою активность еще в непроросшем ячмене, в ходе проращивания их количество увеличивается в 6-8 раз, а при сушке их активность в значительной степени нейтрализуется. Под действием липоксигеназ образуются 9- или 13-линолгидрокси-пероксид. Эти два соединения под действием гидропероксидазы превращаются в (E, Z)-2,6-нонадиеналь, который дает в свежепроросшем солоде запах свежих огурцов. Помимо него образуются и другие ароматические вещества - гексанол, (Е, E)-, (E, Z)-2,4-декадиеналь. Они, как и образующиеся затем предельные альдегиды, непредельные углеводороды, алкандиенали, а также спирты (например, гекса-нол-1) способствуют появлению в пиве специфического аромата солода (см. раздел 7.6.5).
При проращивании в течение 7 сут. происходит снижение содержания жирных кислот на 20-27 %, состав триглицеридов смещается в сторону ненасыщенных соединений. Чем сильнее рост зародыша, тем меньше в нем остается отдельных жирных кислот, вплоть до значений 1,05-1,40 %. Тем не менее большая часть липидов ячменя остается в алейроновом слое. В ячмене, выросшем в сухих погодных условиях, содержится больше липидов.
1.4.1.6. Полифенолы содержатся в цветочной оболочке, алейроновом слое и резервном белке. Из цветочной оболочки их можно частично удалить при замачивании, но абсолютные значения содержания этих соединений изменяются при этом незначительно. Растворение полифенолов эндосперма возрастает по мере прогрессирующего расщепления других групп веществ, например, белков, которое продолжается и при затирании. При этом увеличение содержания антоцианогенов идет интенсивнее, чем общих полифенолов. Это также относится к группе танноидов (молекулярная масса - 600-3000 Д). Все полифенольные фракции растворяются параллельно растворению белка, условия для которого известны: высокая влажность проращиваемого материала, средние или снижающиеся температуры проращивания и повышенное содержание CO2 в окружающем грядку воздухе. На содержание общих полифенолов и их фракций значительное влияние при проращивании оказывают активные оксидазные системы солода (например, с каталазами, пероксидазами и полифенолоксидазами). При интенсивном солодоращении эти ферменты образуются в большом количестве и обладают способностью окислять полифенолы, что наряду с образованием кетоновых групп проявляется также в укрупнении молекулы.
1.4.1.7. Прочие группы веществ. Наряду с гидролитическими ферментами в ячмене присутствуют и другие ферменты, участвующие в обмене веществ. Эти ферменты с различными свойствами вызывают (в аэробных условиях - через промежуточные стадии) образование воды и CO2, при этом, в отличие от гидролиза, высвобождается значительное количество энергии. Тем не менее в отсутствие кислорода протекают анаэробные процессы (например, брожение), при которых образуется меньше энергии (см. раздел 3.2.1.1).