Промежуточные продукты и отходы. Зеленый солод

Отбор средней пробы

Среднюю пробу отбирают горстью от каждой грядки перед поступлением в производство в пяти точках: в четырех углах, отступая от края грядки на 20-50 см и посередине, с захватом всего слоя - на токовой солодовне или в трех точках (внизу, в середине и вверху) слоя - на пневматической солодовне.

Отобранные пробы тщательно перемешивают, распределяют тонким слоем в виде квадрата и отбирают навески для определения влажности и количества проросших и заплесневевших зерен аналогично тому, как отбирают вручную средний образец (среднюю пробу) зерна. Остаток перемешивают, отбирают тем же способом 40-50 г, измельчают их, пропуская через мясорубку или растирая в ступке. Из измельченного солода отбирают при постоянном перемешивании навески для определения амилолитической и декстринолитичеекой способности. 

Определение влажности

Влажность зеленого солода определяют методом высушивания с предварительным подсушиванием аналогично определению влажности сырого зерна. В фарфоровой чашке отвешивают 20 г зеленого солода и ставят для предварительного подсушивания на 4 ч в сушильный шкаф температурой 70° С. Подсушенный солод охлаждают на воздухе, взвешивают, размалывают, отбирают навеску 5,00 г и высушивают ускоренным методом (40 мин при 130° С). Влажность зеленого солода вычисляют так же, как сырого зерна.

Можно также определять влажность зеленого солода высушиванием лампой инфракрасного света или в приборе конструкции К. Н. Чижовой. Для определения влажности применяют лампу инфракрасного света напряжением 220 в и мощностью 500 вт. Лампу ввинчивают в патрон, закрепленный в лабораторный штатив, и включают в сеть. В центр освещенного круга помещают термометр и, наблюдая за его показаниями, передвигают лампу вверх или вниз, устанавливая температуру 130-140° С. В алюминиевый бюкс диаметром 6 см и высотой около 3 см, мacca которого известна, отвешивают 4,00 г неизмельченного солода и на 25 мин ставят в центр освещенного лампой круга. Солод периодически перемешивают. По истечении указанного времени бюкс закрывают крышкой, охлаждают несколько минут в эксикаторе, взвешивают и по уменьшению массы вычисляют влажность.

Для определения влажности зеленого солода прибором конструкции К. Н. Чижовой навеску неизмельченного солода 5,00 г высушивают 10 мин в бумажном пакетике при температуре 168-170° С, охлаждают 1-2 мин в эксикаторе, взвешивают и вычисляют влажность.

Определение количества проросших и заплесневевших зерен

Из отобранной пробы отвешивают 25 г зеленого солода и пинцетом откладывают отдельно проросшие и непроросшие зерна. После этого подсчитывают отдельно число зерен в каждой фракции и выражают количество проросших зерен в процентах к общему количеству зерен. Затем из обеих фракций выбирают заплесневевшие зерна, подсчитывают их число и выражают в процентах к общему количеству зерен. В зеленом солоде спиртовых заводов определяют также амилолитическую и декстринолитическую способность.

Определение амилолитической способности

Амилолитическую способность (АС) зеленого солода определяют двумя методами: визуальным и колориметрическим. При визуальном методе определенное количество крахмала осахаривают солодовой вытяжкой и по реакции с йодом устанавливают конец реакции. Исчезновение окрашивания с йодом фиксируется глазом наблюдателя, поэтому метод назван визуальным. По колориметрическому методу определяют количество осахаренного крахмала фотоэлектроколориметром, пользуясь цветной йодокрахмальной реакцией.

Визуальный метод

При визуальном методе определения амилолитическая способность показывает количество крахмала в граммах, которое 1 г солода способен осахарить до мальтозы и декстринов, не окрашиваемых йодом, в течение 1 ч; выражается она в условных единицах. Одна единица АС обозначает, что 1 г солода в течение 1 ч осахаривает 1 г крахмала. Для определения АС готовят солодовую вытяжку и раствор крахмала.

Приготовление солодовой вытяжки. 10 г измельченного солода смывают водой в мерную колбу на 100 мл, прибавляют 10 мл буферного фосфатного раствора с pH 4,8-4,9, доливают водой до метки, перемешивают и выдерживают 30 мин; в водяной бане или термостате температурой 30° С при периодическом помешивании. Полученную вытяжку фильтруют через бумажный фильтр.

Приготовление раствора крахмала. 1 г растворимого крахмала растирают равномерно с небольшим количеством воды в кашицу и смывают его водой в мерную колбу на 100 мл; объем раствора должен быть около 80 мл. Колбу с раствором нагревают в кипящей водяной бане при постоянном помешивании до полного растворения крахмала. Если после этого раствор не вполне прозрачен, его нагревают еще несколько минут на электроплитке или газовой горелке. Затем раствор охлаждают, приливают 10 мл буферного фосфатного раствора (рН 4,8-4,9), доводят водой до метки и перемешивают.

Ход определения АС. 25 мл раствора крахмала вмешивают в широкой пробирке с 23 мл воды и 2 мл солодовой вытяжки, ставят в водяную баню или термостат при 30° С и замечают время. Через каждую минуту отбирают на белую фарфоровую пластинку каплю жидкости, добавляют каплю раствора йода и обе капли смешивают. Отмечают время, когда йод перестанет изменять окраску на границе соприкосновения обеих капель. Это время должно быть в пределах 10-20 мин.

Если время исчезновения окраски с йодом будет менее 10 мин, то определение надо повторить, взяв 1 мл солодовой вытяжки и 24 мл воды; если же это время больше 20 мин, то количество солодовой вытяжки надо увеличить, а воды - уменьшить. Предельное количество солодовой вытяжки 25 мл; в этом случае дистиллированной воды не добавляют.

Величину амилолитической способности вычисляют по формуле

где 0,25 - количество крахмала в 25 мл раствора, г; а - количество солода, соответствующее прибавленному количеству солодовой вытяжки, г; т - время, за которое произошло полное осахаривание по йоду, мин; 60 - пересчет на 1 ч.

Колориметрический метод

При колориметрическом методе определения за единицу амилолитической способности принимают количество фермента, которое катализирует гидролиз 1 г растворимого крахмала при следующих условиях: температура реакции 30° С, pH раствора 4,8-4,9, время 60 мин, постоянное соотношение в реакционной жидкости фермент - субстрат, обеспечивающее гидролиз крахмала на 30% за 10 мин. По абсолютной величине эта единица в 5 раз больше единицы, принятой для визуального метода. Следовательно, найденная колориметрическим методом величина АС=20 ед. соответствует 20 : 5 = 4 ед., найденным визуальным методом.

Приготовление солодовой вытяжки. Взвешивают две навески измельченного солода; одну для определения влажности и вторую для определения амилолитической активности. Величина навески для просяного солода 10 г, для ячменного, овсяного и ржаного - 5 г. Навеску количественно переносят в химический стакан или коническую колбу на 200-250 мл, добавляют 10 мл буферного фосфатного раствора (pH 4,8-4,9) и 90 мл воды. Полученную смесь выдерживают в течение 60 мин при 30° С, периодически помешивая ее стеклянной палочкой. Затем полученную вытяжку фильтруют и фильтрат используют в качестве основного раствора для определения амилолитической способности. Для проведения ферментативной реакции готовят рабочий раствор пользуясь следующими данными.

Приготовление субстрата. В качестве субстрата применяют растворимый картофельный крахмал. Навеску крахмала берут из такого расчета, чтобы в 100 мл раствора был 1 г сухого крахмала. Если влажность крахмала 13,0, то навеска крахмала для 100 мл 1%-ного раствора должна составить

Взвешенную на технохимических весах навеску крахмала без потерь переводят в мерную колбу на 100 мл, добавляют 25 мл воды и перемешивают. Затем добавляют еще 25 мл воды и помещают колбу с содержимым в кипящую водяную баню. Колбу выдерживают в бане до полного растворения крахмала, непрерывно перемешивая раствор. Затем содержимое колбы охлаждают, добавляют 10 мл буферного фосфатного раствора (pH 4,8-4,9), доводят до метки водой и перемешивают.

Ход определения. Осахаривание крахмала проводят в строго определенных условиях: температура 30° С, pH среды 4,8-4,9, продолжительность реакции 10 мин, объем раствора 15 мл (10 мл раствора крахмала + 5 мл солодовой вытяжки). Для анализа берут две пробирки (18X180 мм), наливают в каждую по 10 мл приготовленного раствора крахмала, ставят в ультратермостат или водяную баню с постоянной температурой 30° С (±0,5 град) и выдерживают в течение 5-10 мин. Затем, не вынимая пробирок из термостата, наливают в первую 5 мл воды (контрольный раствор) и во вторую - 5 мл рабочего раствора солодовой вытяжки (опытный раствор). Смеси быстро перемешивают и выдерживают еще 10 мин. По истечении указанного времени пробирки с реакционной жидкостью вынимают из термостата, отбирают из контрольного и опытного растворов по 1 мл и переносят в другие пробирки с предварительно налитыми туда 10 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, которая прерывает действие ферментов.

Жидкости взбалтывают, от каждой пробы отбирают по 1 мл и переносят в новые пробирки, в которые предварительно налито 10 мл рабочего раствора йода. Содержимое пробирок перемешивают. Контрольный раствор окрашивается в синий цвет, опытный - в фиолетовый различной интенсивности в зависимости от количества прогидролизованного крахмала. Определяют оптическую плотность полученных растворов фотоэлектроколориметром ФЭК-Н-57 или ФЭК-М в кюветах с длиной грани 1 см при красном светофильтре с длиной волны Л = 656 нм или близкой к этой величине.

Оптическая плотность контрольного раствора соответствует количеству исходного крахмала субстрата во взятом растворе, а оптическая плотность опытного раствора - количеству крахмала, оставшемуся непрогидролизованным после действия ферментов. Разница между оптической плотностью контрольного и опытного растворов соответствует количеству крахмала, которое подверглось гидролизу под действием ферментов исследуемого солода.

Количество прогидролизованного крахмала определяют по формуле

где D1 - оптическая плотность контрольного раствора; D2 - оптическая плотность опытного раствора; 0,1 - количество крахмала, взятое для определения в качестве субстрата, г.

Если окажется, что количество прогидролизованного крахмала больше 0,07 или меньше 0,02 г, то анализ повторяют, изменив разбавление рабочего раствора солодовой вытяжки.

Амилолитическую способность рассчитывают по формуле

где К - количество прогидролизованного крахмала субстрата, г; n - количество солода, взятое для осахаривания крахмала, мг.

Коэффициенты 6,889 и 0,029388 расчетного уравнения получены экспериментально для данных условий. Они установлены с учетом действия фермента в течение 60 мин.

Определение декстринолитической способности

Декстринолитической способностью (ДС) называют количество мальтозы в мг, образовавшееся из фосфодекстринов под действием 1 г солода в течение 1 ч при 30° С; выражают ДС в условных единицах. Одна малая единица ДС обозначает, что под действием 1 г солода в течение 1 ч из фосфодекстринов образовался 1 мг мальтозы. Для определения ДС применяют ту же солодовую вытяжку, что и для определения АС визуальным методом, и раствор фосфодекстринов.

Для приготовления этого раствора 1 г фосфодекстринов переносят в мерную колбу на 100 мл, растворяют в 60 мл воды, нагревают до 40-50° С, затем охлаждают, прибавляют 10 мл буферного фосфатного раствора (pH 4,8-4,9), доводят водой до метки, перемешивают и фильтруют. В мерную колбу на 50 мл отмеряют пипеткой 25 мл раствора фосфодекстринов, добавляют 5 мл солодовой вытяжки, доводят до метки водой, тщательно перемешивают и сейчас же определяют содержание мальтозы по Бертрану: 10 мл полученного раствора помещают в коническую колбу, добавляют по 10 мл растворов Фелинга I и II, перемешивают и дальнейшее определение ведут, как изложено при описании метода Бертрана.

Параллельно в тех же условиях проводят определение поправки на реактивы, при этом вместо исследуемого раствора берут 10 мл воды. Поправку выражают в миллилитрах раствора перманганата и при вычислении результатов вычитают ее из количества перманганата, пошедшего на титрование исследуемого раствора.

Оставшуюся часть фосфодекстринов и солодовой вытяжки выдерживают в водяной бане или термостате 2 ч при 30° С. После этого раствор быстро охлаждают и определяют содержание мальтозы по методу Бертрана. Разница между первым и вторым определением мальтозы показывает, сколько ее образовалось из фосфодекстринов. Величину ДС вычисляют по формуле

где A - количество мальтозы в 10 мл смеси после двухчасового осахаривания, мг; а - количество мальтозы в 10 мл исходной смеси, мг; с - количество солода, соответствующее количеству вытяжки, прибавленной для осахаривания фосфодекстринов, г; 2 - продолжительность осахаривания фосфодекстринов, ч; 50 - объем реакционной смеси (пересчет на взятое для анализа количество фоофодекстринов), мл.