Прочие группы ферментов

Выше было показано, что при солодоращении кроме расщепляющих крахмал ферментов об­разуютсятакже цитолитические, протеоли-тические и другие ферменты.

В ячмене эти ферменты содержатся в очень небольших количествах, образуясь на 3-4 дни проращивания. Сказанное выше о формировании амилаз можно отнести и к об­разованию данных групп ферментов.

2.4.1.3. Превращения веществ при проращивании

При проращивании не только образуются ферменты и возрастает их количество, они уже и потребляются в ограниченном количе­стве, давая тем самым возможность обеспе­чивать зародыш питательными веществами. Поэтому ферменты способствуют превраще­ниям, переводящим все высокомолекулярные вещества в низкомолекулярные продукты расщепления.

Так как продукты расщепления в дальней­шем расходуются на дыхание или транспор­тируются для формирования новых клеточ-

© Jj46___________________________________

пых веществ, для дальнейшей переработки они теряются. Поэтому специалист солодо­венного завода заинтересован в том, чтобы дыхание и формирование новых клеточных тканей происходили ограниченно.

Среди всех превращений веществ специа­листа солодовенного цеха интересуют преж­де всего:

процессы расщепления,объединяемые термином «растворение»; расщепление крахмала; расщепление белковых веществ.

2.4.1.3.1. Растворение и расщепление Р-глюкана

Стенки клеток эндосперма состоят пре­имущественно из каркаса гемицеллюлоз и белка. Во время проращивания часть сте­нок клеток расщепляется ферментным комплексом цитазы. К этому ферментно­му комплексу среди прочих относятся ге-мицеллюлазы и /?- глюканаза. Благодаря этому цитолитическому (растворяющему стенки клеток) расщеплению освобожда­ется путь внутрь эндосперма другим фер­ментам, и поэтому ферментативное рас­щепление протекает легче.

Растворение становится заметным по возрастающей растираемости зерна.

В конце проращивания можно растереть между пальцами первоначально очень твердое содержимое ячменного зерна. Когда содержи­мое при растирании не образует больше ка­тышков, образуя мелообразное пятно, считает­ся, что зерно достаточно растворилось и про­ращивание можно заканчивать. Таким образом можно определить длительность проращива­ния, поскольку основное количество фермен­тов образуется уже через 3-4 дня.

При растворении происходит расщепле­ние гемицеллюлоз и белковых веществ, со­держащихся в стенках клеток. Основной со­ставной частью гемицеллюлоз является /3-глюкан (см. раздел 1.1.3.1.4).

Расщепление /3-глюкана при солодораще-нии происходит благодаря

эндо-/?-1,4-глюканазе, которая уже имеется в ячмене, а также эндо-/8-1,3-пюканазе. которая образу-

К ним добавляется 0-глюкан-солюбила-за,растворяющая и отделяющая /3-глюкан i соединений с протеинами. Количество fi-сь любилазы при солодоращении увеличивает-' сяна 150-170%.

Повышениесодержания (3-глюкана не равно­значно ухудшению фильтруе.мости. Последняя зависит от того, в каком количестве (3-глю-кан образовался в виде геля.

Получение солода с низким содержание¹. /?-глюкана представляет особый интерес. Та-как содержание /3-глюкана зависит от сорт ячменя, большое значение имеет выведени* сортов пивоваренных ячменей с низким ег содержанием.

Когда содержание высокомолекулярно! < /3-глюкана возрастает, увеличивается и воз­можность образования геля, а с ним — и ухуд­шение фильтруемости. К примеру, в перера­батываемом ячмене содержится не способно^ к прорастанию зерно. В подобных случаях возрастает содержание высокомолекулярной /3-глюкана без существенного изменения вяз­кости сусла; несмотря на это могут возник­нуть проблемы с фильтрованием.

Поэтому очень важен контроль энергии прорастания, поскольку полученный из яч­меня с недостаточной энергией прорастания солод создает трудности с фильтрованием. Важно:

перерабатывать только здоровое зерно с высокой энергией прораста­ния! хранить ячмень в сухом состоянии — влажность 12%!

Что касается применения новых сортов ячменя, отличающихся очень высокой цито-литической и протеолитической растворимо­стью, для производства солода требуется за­медлять растворение путем:

■ уменьшения влажности проращиваемого
материала;

■ снижения температуры проращивания.

В первую очередь это влияет на равномер­ность прорастания, важную для получения однородного солода.

Любое смешение с партиями, содержащи­ми непрорастающее зерно, приводит к появ­лению определенных проблем и дает высоко-мотемчярный глюкан, который еще при 60-

70 °С переходит в варочном цехе в раствор и больше не поддается расщеплению. В таких случаях последним шансом является кратков­ременное нагревание пива до 70-80 °С в тече­ние 30-50 с и последующее охлаждение. При такой температуре гели растворяются и обес­печивается фильтруемость.

Решающим фактором для появления в сус­ле и пиве Р-глюкана является качество соло­да. Содержание Р-глюкана в сусле должно быть не более 200 мг/л.

Так как высокомолекулярный /J-глюкан — главный «виновник» возможного образова­ния геля (и проблем с фильтрованием), в со­лоде для его расщепления должно содержать­ся достаточное количество эндо-/3-глюканазы. На 1 кг солода обычно стремятся иметь 120 единиц эндо-/3-глюканазы.

Оценка растворения

Растворение — достаточно сложный процесс, имеющий большое значение для качества со­лода.

Данные о степени растворения получают с помощью:

■ фриабилиметра (раздел 2.8.2.6);

■ определения разности экстрактивное™ в
тонком и грубом помоле (раздел 2.8.3.2);

■ определения степени растворимости бел­
ка (числа Кольбаха);

■ измерения вязкости сусла (раздел 2.8.3.2);

■ метода окрашивания продольного среза
(раздел 2.8.2.10).

При оценке степени растворимости белка (числа Кольбаха) следует контролировать, сколько процентов белков ячменя было рас­щеплено при солодоращении и перешло в ра­створимую форму. Эта величина составляет обычно 38-42%, но может колебаться в широ­ких пределах.

Чем ниже степень растворимости белка (число Кольбаха), тем хуже растворен солод и тем меньше расщепление. Следует ожидать в связи с этим, что стенки клеток расщеплены недостаточно, и позже могут возникнуть про­блемы с переведением крахмала в раствори­мую форму, особенно на кончиках зерен. Кро­ме того, нерасщепленный /J-глюкан может вызвать трудности с фильтрованием.

С другой стороны, очень высокая степень растворимости белка приводит к появлению

_______________________________ 147 ©

в солоде многих продуктов расщепления — на­пример, аминокислот. Многочисленные ами­нокислоты дают при сушке с уже образованны­ми сахарами меланоидины (см. раздел 2.5.1.3), которые не только усиливают цветность пива, но и своими производными участвуют в сни­жении его вкусовой стабильности.

В связи с этим специалисты заинтересова­ны в том, чтобы число Кольбаха не превыша­ло 41%.

Склонность к повышенной или понижен­ной растворимости белка зависит главным об­разом от сорта ячменя, тогда как факторы ок­ружающей среды и т. п. играют подчиненную роль [183]. Такие сорта, как Alexis, Chariot или Scarlett среднерастворимы. а, например, сорта Thuringia. Maresi или Krona склонны к высо­кой растворимости. Это следует учитывать при проращивании.

В этой связи определенную роль играет уменьшение подачи кислорода, начиная с тре­тьего дня проращивания, так как благодаря подобному мероприятию:

■ снижаются потери при солодоращении;

■ уменьшается число Кольбаха.

2.4.1.3.2. Расщепление крахмала

Крахмал — энергетический потенциал заро­дыша. С помощью дыхания зародыш полу­чает энергию, необходимую для выполнения жизненных функций и формирования новых клеточных субстанций, до тех пор, пока он не окажется в состоянии осуществлять фо­тосинтез самостоятельно.

Для расщепления в процессе дыхания крахмал должен быть превращен в транс­портабельный сахар и доставлен к заро­дышу. Однако при этом расщеплении крахмал перестает быть поставщиком эк­стракта для производства сусла, и поэто­му для уменьшения потерь солодовщики заинтересованы в предельном ограниче­нии расщепления крахмала во время ды­хания.

Как будет показано ниже, объем превра­щений больше, чем кажется на первый взгляд.

При проращивании содержание крахмала уменьшается, а сахара возрастает.

© 148

Соответственно 5-6% крахмала было бы расщеплено в сахар, но такой расчет некор­ректен, поскольку проценты относятся не к одной и той же исходной величине

Из 100 г сухого вещества ячменя получают 90 г сухого вещества солода (упрощенная расчетная величина).

В 100 г ячменя содержится 63 г крахмала. Если бы продукты расщепления крахмала не разлагались при дыхании, то полученные из 100 г ячменя 90 г солода еще содержали бы 63 г крахмала, то есть 70%. Но поскольку его имеется лишь 58%, то около 12% крахмала расщепилось; половина образованного сахара была израсходована при дыхании Такое рас­ходование продуктов расщептения крахмала для солодовни означает прямые потери Ды­хание же зависит от длительности проращи­вания, температуры и от степени аэрации

Чтобы минимизировать потери при дыхании, ячмень следует проращивать как можно бы­стрее и при возможно более низкой темпе­ратуре, причем проращиваемый материал должен получать необходимое количество воздуха.

Начиная с третьего дня проращивания дыхание ограничивают, чтобы

■ снизить потери на дыхание;

■ уменьшить число Кольбаха;

■ повысить активность липоксигеназы и
тем самым

■ способствовать вкусовой стабильности
пива |151]

Изображенные на рис 2 46с зерна крахма­ла, на которых явно заметно ферментативное действие амилаз, взяты из высохших остатков пива 3000-летней давности, найденных на глиняном осколке из рабочего поселения египтян. На фото четко видно, что в солоде со­держатся сахара — прежде всего глюкоза, а также фруктоза и сахароза. Мальтозы почти не г, так как она практически сразу же расщеп­ляется дальше Зерна крахмала после прора­щивания имеют tv же форму и размеры Иэ-

Рис. 2.46с.Расщепление крахмала 3000 лет наза Фото S Delwen Society for General Microbiolog.

за недостаточного расщепления крахмала t зерна изменены довольно слабо, что наблюдать под микроскопом.

2.4.1.3.3. Расщепление белковых
веществ

При дыхании белковые вещества не разла-j гаются, а используются для построения новой клеточной ткани, например, при образован]! корешка Для их перемещения нераствор! мые высокомолекулярные белковые вещестр должны быть превращены в растворимые ни комолекулярные продукты расщепления С< став белковых веществ при этом изменяется

35-40% белковых веществ при прорасч< нии превращаются в растворимую форму (сте пень растворения белка по Кольбаху), приче\ под действием пептидаз прежде всего появля ются низкомолекулярные соединения (ами нокислоты, олигопептиды) Расщеплен! i белков протекает параллельно с растворени ем и отдельно не контролируется.

Часть белковых веществ переходит в ко решок зародыша, и поэтому их содержание е солоде уменьшается примерно на 0,3% ш сравнению с их содержанием в переработан­ном ячмене

2.4.1.3.4. Расщепление жиров
(липидов)

С помощью расщепляющих жиры ферментов (липаз) разрываются связи сложных эфиров между жирными кислотами и глицерином вые вобождая тем самым жирные кислоты

Дальнейшее расщепление жирных кислот осуществляется липоксигеназами, содержа­щимися главным образом в листке и корешке зародыша. Образовавшиеся продукты рас­щепления (например, нонадинал) ответствен­ны за появление явно ощущаемого в зеленом солоде огуречного запаха.

2.4.1.3.5. Образование
диметилсульфида (ДМС)
при прорастании

Диметилсульфид (далее ДМС) — это ле­тучее соединение серы, придающее пив> запах, который можно назвать «травя­ным» или «овощным». Поэтом\ вопрос об уменьшении или исключении образо- ' вания ДМС представляет определенный интерес.

В ходе проращивания образуется предше­ственник ДМС, который термически не ста­билен и распадается при повышенных темпе­ратурах.

При замачивании и проращивании мы за­интересованы в том, чтобы в ДМС превраща­лось как можно меньшее количество его пред­шественника. Его образуется тем больше, чем

■ выше степень замачивания;

■ выше температура проращивания.
Поэтому:

■ более низкая степень замачивания и более
низкая влажность проращиваемого мате­
риала,

■ более низкая температура проращивания
и более низкая степень растворения,

являются хорошими предпосылками для низ­кого содержания предшественника (прекур­сора) ДМС — S-метилметионина (СММ)

Существенная его часть уходит в корешок зародыша, и только часть остается в очищен­ном солоде. Однако при сушке эта часть силь­но изменяется (см. раздел 2.5.1.4). Ниже про­блема ДМС будет прослежена вплоть до по­лучения готового пива.

2.4.1.3.6. Регуляторы прорастания

Повлиять на механизм превращения, чтобы достичь ускоряющих или замедляющих эф-сЬектов. можно путем введения опоелеленных

_______________________________ 149 ©

веществ, которые называют регуляторами про­растания. Различают:

■ стимуляторы, вызывающие ускорение
процессов;

■ ингибиторы, способствующие их замедле­
нию.

Стимуляторы

Наиболее распространенным стимулятором является гиббереллиновая кислота, содержа­щаяся также в непроросшем ячмене, но в не­больших количествах. Будучи продуктом об­мена веществ плесневого гриба Fusariuin moniliforrne, она была получена в Японии еще в 1926 г Получают гиббереллиновую кислоту путем выращивания этого плесневого гриба. Она представляет собой белый кристалличес­кий порошок ограниченной стойкости. При­меняют этот препарат в водных растворах, для чего ее расчетное количество предварительно растворяют в спирте или ацетоне (1 г в 50 мл), и этот раствор разводят в требуемом количе­стве воды. Данный раствор готовят не более чем за сутки до применения, поскольку гиб­береллиновая кислота разлагается и ее дей­ствие ослабевает. Подготовленный раствор впрыскивают в проращиваемый материал че­рез форсунку со сжатым воздухом или пода­ют с помощью насоса. Распылительную фор­сунку устанвливают на ворошитель в ящиках для проращивания и распыление проводят при ворошении.

Гиббереллиновую кислоту следует добавлять только своевременно.

При этом гиббереллиновая кислота наи­более эффективна в том случае, если ее рас­пылять на наклюнувшийся материал, с кото­рого стекла вода. Тогда раствор останется на зерне и будет быстро поглощен зародышем.

Количество добавляемой гиббереллиновой кислоты составляет 0,03-0,08 г на 1 т ячменя

Величина добавки зависит от сорта и года уборки ячменя, а также от момента солодора-щения. Так как гиббереллиновая кислота со­кращает время покоя зародыша, то макси­мальное ее количество добавляют к началу обработки, впоследствии его сокращая.

Преимущества применения гибберелли­новой кислоты при солодоращении состоят в:

■ сокращении сроков прорастания на 2 су­
ток,

■ повышении выхода экстракта примерно

на 1%;

■ сокращении периода покоя зародыша яч­
меня.

Ингибиторы

Вещества, замедляющие процессы прораста­ния, играют значительно меньшую роль, чем стимуляторы.

Например, с помощью добавления брома-та калия можно замедлить нротеолиз.

Для пива, производимого согласно не­мецкому Закону о чистоте пивоваре­ния, применение солода, обработанно­го регуляторами прорастания, не до­пускается.

2.4.1.4. Проведение