Применение ферментных препаратов при затирании

12.04.2017
В результате своей жизнедеятельности ряд микроорганизмов накапливает значительные количества ферментов, которые могут быть в той или иной степени использованы в пивоварении.
Ферментные препараты получают из ряда бактерий (Вас. subtills, Вас. mesentericus) и плесневых грибов из родов Aspergillus, Rhizopus и Мuсоr. Конечно, не все виды плесеней и бактерий обладают одинаковыми ферментативными свойствами; они зависят не только от вида микроорганизмов, ко и от отдельных штаммов этих микроорганизмов. Чаще всего получаемые препараты обладают сильной амилолитической и протеолитической активностью, однако имеются продуценты и сильной цитолитической активности (например, гриб Trichothecium roseum).
Впервые сравнительно широкое применение в пивоварении при затирании получил препарат, предуцентом ферментов которого является активный штамм гриба Aspergillus oryzae, выделенный Украинским научно-исследовательским институтом пищевой промышленности (Е.Я. Калашников и Д.Б. Лифшиц). Этот препарат представляет собой высушенные пшеничные отруби, пророщенные культурой указанного гриба.
По данным авторов, полученный препарат превышает ферментативную активность ячменного солода по осахаривающей способности в 3—4 раза, по разжижающей — в 8—10 раз и по протеолитической — в 15—20 раз. Кроме того, препарат обладает и цитолитической активностью.
Осахаривающая способность плесневой амилазы очень высока, Она достигает 85—90%-кого осахаривания крахмала. Однако при этом проба на йод остается синяя. Несмотря на глубоко прошедший распад крахмала, еще содержится небольшое количество высокомолекулярных продуктов расщепления, наличие которых и обусловливает указанное синее окрашивание. Это обусловлено, по-видимому, тем, что действие ?-амилазы плесневых грибов несколько отличается от действия солодовой амилазы.
При затирании, когда наряду с грибной амилазой имеется амилаза солода, оставшиеся высокомолекулярные продукты расщепления крахмала претерпевают дальнейший распад и синее окрашивание исчезает,
Калашников с сотрудниками в своих лабораторных опытах для устранения этого явления применил ферментный препарат из Вас. subtills.
При обработке несоложеных материалов ферментными препаратами концентрация водородных ионов в заторе доводится до нужной при помощи молочной кислоты, которая применяется в сравнительно больших количествах (0,2% по отношению к количеству зерноприпасов).
Качество полученного пива удовлетворительное, а технологический процесс протекает без каких-либо затруднений, Углеводный состав сусла и пива заторов из одного солода и из смеси солода и несоложеного ячменя резких различий не имеет.
При применении очень больших количеств несоложеного ячменя затрудняется фильтрация.
Как уже упоминалось, сухой солод содержит некоторое количество ферментов цитолитического комплекса; в диафарине его значительно больше. В сравнительно небольших количествах цитологический комплекс содержат и ферментные препараты Аsреrgillus оrуzае.
Вместе с тем при переработке несоложеных злаков фермент, разрушающий гемицеллюлозу, имеет большое значение. И.Я. Веселов и Л.С. Салманова, используя несовершенный гриб Тrichоthесium rоsеum, который они выделили из плодов дынного дерева, получили препарат, содержащий цитолитические ферменты. На микросрезах ячменя, обработанного соком, полученным из культуры гриба, они наблюдали быстрое растворение клеточных стенок эндосперма (рис. 25). Культуру этого гриба авторы использовали при приготовлении пива с повышенным количеством несоложеного ячменя.

При использовании грибной культуры для обработки несоложеного ячменя в смешанных заторах (40% солода и 60% муки из несоложеного ячменя) авторы получили хорошие результаты. Обработка всей несоложеной части 1% грибной культуры и небольшим количеством солода производилась при температуре 40° С в течение 2 ч. Затем эту часть затора доводили до кипения с получасовыми выдержками при температуре 63 и 70° С. Общий затор (соединение несоложеной части с остальным солодом) готовили по одноотварочному методу.
Как известно, в результате действия комплекса цитолитических ферментов на гумми-вещества и гемицеллюлозы, вязкость родных растворов этих веществ понижается.
Вполне естественно, что при обработке затора грибной культурой Тrichоthесium rоsеum вязкость понижается и ускоряется фильтрация затора. Сусло получается более прозрачным.
Готовое пиво тоже обладает значительно большей прозрачностью и блеском, но цветность сусла повышается,
По сравнению с ферментным препаратом из Аsреrgillus оrуzае препарат из Тrichоthесium rоsеum обладает слабой амилолитической активностью, но в то же время он в значительной степени превосходит первый препарат по цитолитической активности, которой в солоде явно недостает.
В табл. 68 приведены данные о ферментативной активности обоих препаратов.

Однако ферменты грибов Аsреrgillus оrуzае, в основном амилолитические, обладают низкой термостойкостью; наоборот, амилаза бактерий показывает высокую термостойкость. Продуцентом зарубежных препаратов являются главным образом Вас. subtilis; наряду с амилолитическими эти бактерии вырабатывают и другие ферменты.
За рубежом бактериальные препараты применяются довольно широко (в ГДР, Франции и др.). В Канаде, Англии, Голландии, используя бактериальные ферментные препараты, вырабатывают осахаренный сироп из ячменя без добавки солода,
В СССР в 1971 г. вступил в эксплуатацию Вильнюсский опытно-промышленный завод бактериальных очищенных ферментных препаратов — амилосубтилин Г10Х, Этот препарат наряду с термоустойчивой ?-амилазой обладает значительной ?-глюканазной активностью, чем снижает вязкость заторов с но соложеными зерновыми материалами и способствует лучшей фильтрации этих заторов.
Н.В. Покровская с сотрудниками провела исследования активности ряда зарубежных ферментных препаратов и солода к единицах на разжижающую и осахаривающую их способность. Полученные данные приведены в табл. 69.

Как видно из данных, приведенных в табл. 69, бактериальные препараты обладают более высокой активностью, чем грибные. Важным, свойством бактериальных препаратов является способность их сохранять свою активность при высокой температуре.
Как известно, в пивоварении при затирании солодовая ?-амилаза при температуре 70° С теряет свою активность, а ?-амилаза начинает ее снижать. При дальнейшем повышении температуры ?-амилаза тоже инактивируется и затор может остаться недоосахаренным.
Ферменты бактериальных амилолитических препаратов выдерживают нагревание при более высокой температуре. Например, препарат супербиолаза наибольшей разжижающей активностью обладает при температуре 90° С, а осахаривающая способность его лишь незначительно снижается (максимальная осахаривающая способность наблюдается при температуре 70—80° С).
Использование в пивоварении препаратов термостойкой ?-амилазы имеет большое значение. В настоящее время уже разработана технология обработки значительных количеств несоложеного зерна в заторах при применении очищенного бактериального препарата амилосубтилина Г10Х.
Н.В. Покровской с сотрудниками проведена интересная работа, которая показала возможность увеличения количества сбраживаемых сахаров путем воздействия на высокомолекулярные декстрины ферментными препаратами. Особенно сильным препаратом является амилоризин ПІ0Х. При температуре 50— 60° С амилоризин П10Х гидролизует олигосахариды и высокомолекулярные декстрины с образованием в основном глюкозы и частично мальтозы, что повышает сбраживаем ость сусла.
Голландская фирма Nearden в последнее время предложила препарат под названием Brew-n-zumе. Этот препарат включает комплекс ферментов. При обработке им несоложеного ячменя (и других злаков) можно получить пивное сусло, аналогичное суслу, полученному из солода. Препарат очищенный, применяемая доза его составляет только 0,075% в пересчете на несоложеное сырье.
Оптимальные условия действия этого ферментного препарата: для протеолитического действия температура 50° С и pH 5,9—6,0; для амилолитического — температура 70—75° С и pH 6,0.
Английской фирмой АВМ предложены ферментные препараты нерваназа 10Х и протеиназа 36N (бактериального и грибного происхождения), которые в количестве до 1 % по отношению к обрабатываемому ячменю позволяют получить пивное сусло с затратой только 5—10% солода высокой диастатической способности. Сусло подвергают концентрации и используют в виде экстракта, подобного солодовому экстракту, который применяется для получения пива.
Здесь уместно остановиться па работах Е.Я. Калашникова и сотрудников (1959 г.) о возможности изготовления пива при применении 90% несоложеного ячменя, обработанного ферментным препаратом из Aspergillus oryzae, и 10% солода. Затор, Приготовленный из ячменной муки и ферментного препарата, нагретый до 70° С содержащий достаточное количество восстанавливающих сахаров и аминокислот, подвергался нагреванию и герметичном котле при давлении 0,04—0,06 МПа и температуре 109—112° С в течение 1,5—2 ч. При такой обработка в заторе протекала реакции меланоидинообразования. Ароматизированный затор подвергался полному доосахариванию при помощи добавления еще некоторого количества ферментного препарата и солода.
Пиво, полученное из этого затора, по органолептическим свойствам и полноте вкуса и аромата, как отмечают исследователи, было удовлетворительным и почти не отличалось от обычного заводского пива.
Следует отмстить, что химический состав сусла был близок химическому составу солодового сусла.
Этой работой украинские авторы практически подтвердили возможность значительного протекания реакции меланоидинообразования в заторе, а не только при сушке солода, Они указали направление технологического процесса, почти полностью исключающего дорогостоящий и сложный процесс соложения.