Ферменты в производстве спирта

На зерне можно приготовить без дополнительных затрат сил и энергии, а также без температурных пауз. Для этого нужно просто использовать в процессе ферменты. Зерновая на ферментах, холодное осахаривание которой проходит быстро и качественно, превращается в с хорошим вкусом и мягкостью.

Особенности методики

Горячее осахаривание происходит с помощью поэтапного приготовления солода и сусла, а также смешивания их при определенной температуре и настаивании жидкости. Эта методика трудоемкая, поэтому большинство тех, кто варит на пшенице или другом зерне, используют процесс холодного осахаривания. У него есть ряд неоспоримых преимуществ:

процесс довольно простой;
не нужны высокие температуры;
фильтрации до начала брожения не нужно;
бактерии в такой среде размножаются меньше или не размножаются вовсе из-за выработки углекислого газа в процессе;
перегоняется прямым нагревом;
методика подойдет начинающим винокурам, у которых мало оборудования и практически нет опыта.

А вот среди минусов выделяют такие особенности методики:

Необходимо большее количество времени на брожение - это примерно 20-25 дней, в отдельных случаях до 27. Но при этом человек, который варит самогон, ничего не делает, он свободен от постоянных помешиваний или слежкой за сырьем.
Если не соблюдать технологию, то скиснет в конце процесса. Поэтому важна поэтапная подготовка и внимательность винокура к условиям.

Для того чтоб приготовить сначала брагу, а потом и самогон таким способом, нужны ингредиенты и аппаратура:

Обязательно наличие таких продуктов, как:

Сырье. Этот пункт пестрит разнообразием. В качестве сырья можно использовать муку, крахмал, крупу, макаронные изделия, солод разных видов. Цельное зерно лучше не использовать, поскольку процесс затянется надолго.
Вода.
Ферменты. Например, распространенные «Амилосубтилин» и «Глюкаваморин». К ним в качестве дополнения может присоединиться не ферментированный белый солод. Первый фермент отвечает за расщепление молекул, а второй - за переработку крахмала в сахар. Результат действия ферментов практически одинаковый с солодовой варкой. Технология дешевле, поэтому с водой в сырье добавляют ферменты на этапе приготовления браги. Процессы брожения и переработки крахмала в сахар идут практически одновременно.
Дрожжи сухие или прессованные.

Дополнительно может потребоваться антибиотик, подкислитель (лимонная кислота) и пеногаситель («Софэксил»). В качестве оборудования потребуется:

емкость для брожения;
гидрозатвор;
перемешиватель и аквариумный нагреватель - необязательно, их действие можно заменить созданием условий внешней среды для браги;
самогонный аппарат для перегонки готовой браги.

Подбор ингредиентов и пропорций

По рецепту приготовления нужно определиться с пропорциями ингредиентов. Идеального рецепта не существует, но самая популярная версия на один килограмм сырья такая:

3,5 литра воды при температуре 38 градусов Цельсия, главное, не выше этого показателя.
Ферменты: свежих - по 3 грамма «Амилосубтилина» и «Глюкваморина», старых следует взять по 4-5 грамм каждого.
Дрожжей сухих - 20 грамм или прессованных - 50 грамм. Можно брать винные дрожжи.
«Доксициклин», антибиотик - одна капсула на 20 литров затора.
Пеногаситель («Софэксил») - 10 миллилитров на 20 литров.

Пропорции не являются окончательными и могут быть дополнены винокурами исходя из личного опыта. А еще для расчетов важно знать, что ферменты имеют такой параметр, как активность. Он измеряется в единицах на грамм сухого вещества или на миллилитр жидкого раствора. Активность ферментов должна заявляться в инструкциях производителей. У каждого производителя свои штаммы и, соответственно, свои показатели. Например, показатели выглядят так:

«Амилосубтилин Г3х» - 1000 единиц на 1 грамм порошка;
«Глюкаваморин Г3х» - 1000 единиц на 1 грамм;
«Целлюлокс-А» - 2000 единиц на 1 грамм;
«Протосубтилин Г3х» - 70 единиц на 1 грамм.

При этом инструкция не является руководством к действию и не объясняет, сколько нужно класть продукта на килограмм пшеницы, риса или другого злака. В ней указываются рекомендации только по количеству сырья, готового к переработке, то есть крахмала, целлюлозы или простого белка. Поэтому перед использованием продукта нужно узнать, сколько содержится этих простых веществ в сырье.

Ферменты для браги

Использование ферментов не так распространено, потому что многие винокуры считают их ненатуральными продуктами. Соответственно, напиток также получается ненатуральным и в нем присутствует привкус. Вопрос привкуса ферментов спорный, поскольку часть деятелей абсолютно не замечает привкуса даже при однократной перегонке. Проверить этот тезис можно только экспериментально.

Если напутать с количеством ферментов, то напиток еще можно будет исправить. Положив больше, брага будет осахариваться быстрее, но винокур потратит больше средств на осахаривание. А если положить фермента меньше, то напиток просто не будет осахариваться или процесс замедлится. Особенно замедляет процесс брожения недостаток фермента «Глюкваморина», количество пены уменьшается, шапки из злаковых культур не наблюдается. Расход ферментов можно уменьшить в два раза в случае использования зеленого солода.

Главный выбор сырья делается между такими продуктами, как:

Мука. Это молотое сырье, которое продается в любом продуктовом магазине. По части доступности мука занимает первое место. Сырье быстрее осахаривается и с ним не слишком сложно работать. Крупинки муки мелкие, поэтому ферментам проще с ними взаимодействовать. Но есть и недостатки, например, склонность муки к пенообразованию и «убеганию». А еще брагу из этого вида сырья нужно обязательно осветлять и декантировать, что ведет к потерям спирта. Крупа стоит дешевле, но она осахаривается дольше за счет крупных частиц. Иногда процесс растягивается на 3-4 недели. Чтоб ускорить брожение, можно пользоваться мешалкой, только без открывания емкости с брагой. Саму емкость можно прокатить по полу с наклоном.
Солод - сырье, которое получается из проращённого зерна. Солод сам по себе имеет много ферментов, но и к нему добавляются порошковые ферменты. А еще солод выступает в роли усилителя вкуса, поскольку он очень ароматный. Существует зеленый и белый солод. Но этот ингредиент также добавляется в брагу в молотом виде.
Взорванное зерно, или экструдированное вакуумно-техническим способом. На вид - это пористые зерна с небольшим присутствием в них ферментов. Методика получения такого сырья пока не популярна.
Продукты с крахмалом. Это чаще всего макароны, хлеб. Если винокур работает в местах, где много таких продуктов, то их можно использовать в качестве сырья. Но для серьезных людей, которые занимаются перегонкой, эти ингредиенты больше подойдут для одноразового эксперимента.
Обычное зерно.

Использование конкретных злаков разной степени помола даст разный результат. Самым дешевым сырьем является пшеница. Но выход из нее чистого спирта относительно небольшой. Зато напиток получается мягким и приятным по вкусу. Рожь, которая обладает резкими чертами напитка, дает еще меньший выход спирта из-за того, что злаковая культура образует много пены и «сбегает» во время брожения.

Кукуруза - наименее капризная к условиям и дает большой выход спирта. Зато напиток имеет специфический вкус. Ячмень - еще один злак, который не всем нравится на выходе. Рис - крупа-лидер по части выхода спирта.

Именно рис используется для дальнейшего приготовления настоек. Привкус очень тонкий, напиток ароматный и легко пьется. Иногда в качестве сырья пробуют и гречку, но при большом выходе, вкус также на любителя.

При выборе ингредиентов, если сложно определиться, можно использовать смеси злаков. Советы по использованию такие:

Ячмень и рожь могут заглушить вкусы других злаков. Поэтому при использовании смеси их следует добавлять осторожно, желательно до 25%, при этом не делать акцент именно на этих культурах.
Рис - культура, которая не терпит использования в смесях, поскольку его вкус пропадет, зерновой самогон получится без особенностей.
Бурбонные замесы с кукурузой и ячменным солодом нравятся не всем дегустаторам из-за специфического вкуса.

Еще можно экспериментировать с разным процентным соотношением в смесях зерна. Результат получается неповторимым в одних случаях и совершенно не вкусным в других. Можно также пробовать комбинировать степени помола, хотя стоит знать, что добавление цельных злаков всегда чревато удлинением процесса брожения.

Для остальных ингредиентов критерии отбора несложные. Воду можно брать чистую, с хорошими вкусовыми качествами, необязательно проверять состав ее микроэлементов или другие свойства. Подкормки не требуется. Из пеногасителей рекомендуется «Софэксил», как самый эффективный по отношению к такой методике. Не стоит опасаться попадания антибиотика в самогон: обычно препарат остается в аппарате при перегонке и не попадает в «тело» напитка.

Методика изготовления браги

Технология холодного осахаривания состоит из основных этапов, в результате которых получается зерновая брага с добавлением ферментов:

В емкость добавляются продукты, а также вода при нужной температуре вместе с ферментами и дрожжами. Нужно учесть, что в тару нельзя наливать жидкости больше, чем 70% объема, поскольку идет активное пенообразование и брага может «сбежать».
Осахаренное сырье перемешивают и закрывают гидрозатвором.
Жидкость ставят в темное место с температурой 24-28 градусов Цельсия.
Брожение начинается через 2 часа, а уже через 3 дня оно становится активным и длится до 25 дней. Важно не допустить на поверхности браги образования пленки, поскольку это признак скисания. Такую брагу нужно срочно перегнать.
По готовности напиток снимают с осадка и перегоняют.

Приготовление напитка таким способом имеет ряд преимуществ и недостатков. Поэтому винокурам следует решить самостоятельно, избавится от влияния слухов и проверить методику на себе. Напиток получает хорошие качества и пригоден для употребления.

Приготовление самогона из крахмалсодержащего сырья – дело хлопотное, поскольку требует проведения осахаривания. Новички долго обходят его стороной, предпочитая простой и понятный рецепт сахарной браги. Не стоит лишать себя удовольствия собственноручно приготовить настоящий зерновой самогон, достаточно изучить понятное описание процесса, и смело браться за дело.

фото с сайта www.youtube.com

Осахаривание: виды и преимущества

В зерновых продуктах углеводы, которым предстоит с помощью дрожжей превратится в спирт, находятся в форме крахмала. Этот полисахарид представляет собой цепочку из простых сахаров – глюкозы, фруктозы и сахарозы. Чтобы дрожжи начали вырабатывать этанол, нужно разделить молекулу крахмала на простые сахара, для чего и используется осахаривание.

Холодное осахаривание

Гидролиз полисахаридов ускоряется за счет внесения ферментов, которые содержатся в солоде или покупаются в специализированных магазинах. Ферменты работают постепенно, поэтому моносахариды получаются медленно и сразу перерабатываются в спирт. Таким образом осахаривание проходит одновременно с брожением.

Экономия сил и времени на постановку браги.
Не требует использования специального оборудования.
Брага менее подвержена кислому брожению в начале процесса.
Нет нужды создавать и удерживать заданную температуру.
Возможность перегонки прямым нагревом.

Длительность сбраживания. Брага на ферментах способом холодного осахаривания будет готова через 2-3 недели, но особого внимания в этот период к себе не требует.
Высока вероятность скисания на этапе дображивания. Этот минус нивелируется добавлением антибиотиков.

Горячее осахаривание

фото с сайта mirkateclapp.ru

Смысл технологии состоит в ускорении гидролиза крахмала на моносахариды за счет выдерживания определенных температур. При этом расщепление также происходит благодаря ферментам, которые получают из солода или вносят искусственные.

Высокая скорость процесса осахаривания.
Быстрое сбраживание.

Сырье разваривается при высокой температуре. Если затор пригорит, запах гари из самогона вывести практически невозможно, поэтому приходится постоянно перемешивать сырье.
Выдерживание температурной паузы, в течение которой необходимо сохранить температуру 60-65⁰С. В промышленных условиях это делает оборудование, а дома приходится укутывать сусло одеялами.
На этапе осахаривания высока вероятность скисания сусла.
Перед дистилляцией брагу обязательно нужно отфильтровать.

Когда в домашних условиях готовится брага на ферментах, холодное осахаривание предпочтительнее ввиду простоты технологии. Но если есть желание экспериментировать, можно опробовать и горячий способ.

Из чего делается брага на ферментах

фото с сайта tonnasamogona.ru

Выбор ингредиентов не зависит от технологии, поэтому не стоит описывать его отдельно для каждого способа. Общие вопросы, вроде выбора воды и дрожжей, каждый самогонщик решает самостоятельно. Кто-то доволен результатом от прессованных дрожжей и водопроводной воды, а кто-то использует только винные дрожжи и обязательно фильтрует воду. О вкусах не спорят, и если вы не первый день в самогоноварении, свой выбор наверняка уже сделали.

Крахмал

В самогоноварении крахмалсодержащим сырьем называется обширная группа продуктов. К ней относятся все виды зерновых культур, круп, муки, бобовых, крахмал, макаронные и даже хлебобулочные изделия. Иногда в ход идет все, что самогонщик может выгодно купить или достать. Но настоящие гурманы предпочитают использовать определенное сырье, получая характерные органолептические свойства готового напитка:

Пшеница дает мягкий, приятный вкус. Неплохой выход самогона в 650 мл с килограмма сырья дополняется дешевизной зерна.

Рожь придает самогону резкий, специфический привкус, который нравится не всем. Характерен выход самогона около 600 мл, и интенсивное пенообразование, из-за которого брага из ржаной муки на ферментах не должна заполнять больше половины емкости.

Кукуруза дает характерный приятный привкус и высокий выход в 800 мл. Несмотря на большую стоимость, применяется часто, потому что совершенно некапризна в работе.

Ячмень отвечает за яркий, интенсивный привкус и позволяет получить на выходе около 700 мл напитка.

Рис с показателем почти в 900 мл является рекордсменом по выходу. Запах самогона очень мягкий, и легко забивается любым другим сырьем.

фото с сайта agro2b.ru

Вполне допустимо использовать смеси разных зерновых, только учитывайте, что мягкие и ненавязчивые ароматы потеряются на фоне более интенсивных. Брага из кукурузы на ферментах, если в нее добавлена ¼ ячменного солода, близка по составу к рецептам бурбона, так что фантазии есть где разгуляться.

Крупы бродят медленнее, чем мука из них, за счет чего увеличивается вероятность скисания браги. Ускорить этот процесс можно подробив их или смолов в муку. Нешлифованные крупы, с которых не удалена внешняя оболочка, не годятся для самогоноварения.

Ферменты

Адепты органических продуктов предпочитают получать ферменты из солода, утверждая, что искусственные в напитке ощутимы даже после тройной перегонки. Менее требовательные применяют готовые ферменты, наслаждаются удобством и дешевизной, и не отмечают отличий во вкусе. Не попробовав оба варианта на практике, решить, какой из них лучше невозможно.

Солод

Пророщенные зерна используются сразу после появления ростков длиной 2 см, и тогда это называется зеленый солод. После проращивания солод можно засушить впрок, и расходовать по мере необходимости. Засушенный солод называется белым и продается в готовом виде, что избавляет от части хлопот.

фото с сайта gotovimudoma.ru

Искусственные ферменты

глюкаваморин (Г);
амилосубтилин (А);
целлюлокс (Ц);
протосубтилин (П).

Последние два не являются обязательными, но, по отзывам, немного повышают выход спирта и снижают количество посторонних примесей.

Вспомогательные компоненты

Когда готовится зерновая брага на ферментах, желательно использовать еще ряд ингредиентов, которые не входят в классический рецепт, но упрощают работу с брагой и снижают вероятность уксуснокислого и молочнокислого брожения.

Добавление кислот сдвигает рН среды в кислую сторону, неблагоприятную для бактерий. Используют ортофосфорную или лимонную кислоты.

Антибиотик не дает развиваться бактериальной флоре. Лучше всего работает амоксиклав или другие препараты с клавулоновой кислотой.

В качестве пеногасителя добавляется «софексил» или детский препарат «боботик» — работают одинаково, что получится достать, то и берите.

фото с сайта irecommend.ru

Зерновая брага на ферментах: холодное осахаривание

Приготовление достаточно простое, и справится с ним даже новичок, никогда раньше не ставивший брагу. Брага из муки и ферментов холодным способом готовится по одному рецепту, рассчитанному на килограмм сырья.

Зерновая брага на ферментах: рецепт

Не имеет значения вид продукта, а также используете вы крупу, зерно или муку – соотношение компонентов будет неизменным.

1 кг сырья (муки, кукурузы, крахмала и пр.);
3,5 л воды;
по 3 г фермента А и Г;
20 г сухих дрожжей (или 100 г прессованных);
1 таблетка амоксиклава на 20 л;
1 мл пеногасителя на 20 л;
1-2 г лимонной кислоты;

При использовании солода учитывайте, что его количество должно составлять 150 г на кг сырья. Если в заторе меньше солода, следует добавить ферменты.

фото с сайта travelfotki.ru

Смешивание компонентов

Разбродите дрожжи в теплой подслащенной воде до появления пены. Если через час брожение не началось, дрожжи использовать нельзя, они неактивны.

Если планируете использовать антибиотик, замочите таблетку или содержимое капсулы в воде для растворения.

Подготовьте емкость для сбраживания с учетом, что 1/3 объема должна остаться пустой для пенообразования.

Налейте в емкость теплую (30-35⁰С) воду, добавьте ферменты, антибиотик, пеногаситель и лимонную кислоту.

Засыпьте зерно или крупы, перемешайте лопаткой с длинной ручкой. Если используется рецепт браги из муки на ферментах, то для перемешивания пригодится строительный миксер.

Добавьте дрожжевую закваску, снова перемешайте до однородности.

Поскольку холодное осахаривание происходит одновременно с брожением, продолжительность процесса достаточно велика, и стоит приложить все усилия для ее ускорения. Это снижает вероятность прокисания и количество посторонних примесей в браге.

Обязательно установите на емкость гидрозатвор. В первые дни брожение будет очень интенсивным, и, если используется перчатка, ее может сорвать. Проколите перчатку медицинскими иглами и оставьте их, это облегчит выход углекислого газа. Когда газообразование уменьшится, иглы можно достать.

Перемешивайте брагу. Отлично справляется с задачей аквариумная помпа, но, если ее нет, ежедневно взбалтывайте брагу вручную. В первые 2 дня можно даже снять гидрозатвор, а после этого просто вращайте бутыль на протяжении 3-4 минут.

фото с сайта sovetadieta.weebly.com

Оптимальная температура для сбраживания 26-28⁰С. Поддержать ее поможет аквариумный термостат, пленка от теплого пола, размещение вблизи источника тепла или просто укутывание теплыми вещами.

Сбраживание занимает от 1 до 3 недель, в зависимости от зернистости сырья, если остались крупные частицы, остаточное брожение продлевается еще на неделю. Практика показывает, что после 3 недель повышение крепости браги совсем незначительное 1-2%, учитывая вероятность скисания, дожидаться полного прекращения брожения нецелесообразно.

Несколько раз в день проверяйте, как выглядит ваша брага. Появление пленки на поверхности на любом этапе – признак скисания. Такую брагу нужно срочно перегонять, так как спустя сутки весь спирт окислится до уксусной кислоты, и перегонять будет нечего.

После завершения брожения, брагу на муке следует вынести на холод для осветления и слить с осадка. Зерно или крупу профильтровать через сито и отжать.

Зерновая брага на ферментах: горячее осахаривание

фото с сайта playerist.ru

Классический метод, который сокращает время сбраживания, но сам по себе довольно трудозатратен. Горячее осахаривание выполняется в большой термостойкой посуде, которую предстоит греть на плите.

Ингредиенты

1 кг крахмалсодержащего сырья;
4,5 л воды;
150 г солода (или по 3 г ферментов Г и А);
5 г сухих дрожжей (или 20 г прессованных).

Ошибки нагрева

Если рекомендации по температурным паузам не были соблюдены, то осахаривание не произойдет совсем или будет лишь частичным. В таком случае ферменты будут работать по технологии холодного осахаривания, и брожение затянется. Повторно нагревать сусло, пытаясь исправить ошибку бесполезно.

Приготовление

Засыпьте сырье в емкость и при постоянном перемешивании залейте горячей (55⁰С) водой. Не забудьте оставить треть свободного пространства для пенообразования.

Прогрейте смесь до 60⁰С и варите при такой температуре в течение 15 минут.

Доведите до кипения и варите 1-2 часа до получения однородной массы. Мука будет готова быстрее, а крупы придется готовить долго. Регулярно помешивайте, чтобы смесь не пригорела.

Остудите полученную кашеобразную массу до 65⁰С и внесите молотый солод, перемешайте до однородности.

Накройте крышкой и оставьте для ферментации на 3 часа при температуре 60-65⁰С. Первые 1,5 часа перемешивайте сусло каждые 30 минут.

За 40-50 минут до окончания ферментации растворите дрожжи в теплой воде для разбраживания.

Быстро охладите сусло до 26-30⁰С, например, поставив емкость в воду со льдом.

Внесите дрожжи и размешайте до однородности.

фото с сайта doughpunching.blogspot.ru

Дальнейшие рекомендации по установке гидрозатвора, поддержанию температурного режима, перемешиванию и прочие практические советы такие же, как и при холодном осахаривании. Единственное отличие будет в сроках сбраживания, которое займет от 4 до 7 дней.

Теперь вы точно знаете, как готовится брага из муки и ферментов по холодной и горячей методике. Остается только перегнать ее, соблюдая все правила по отбору голов и хвостов, чтобы не испортить себе послевкусие и утреннее самочувствие. Попробовать настоящий зерновой самогон обязательно стоит, ведь его характерный вкус и аромат могут заставить навсегда отказаться от рецептов на сахаре в пользу аутентичного напитка.

Для производства спирта из крахмалосодержащего сырья (зерно, картофель, крахмал) используются вещества, которые осахаривают крахмал. Это может быть пророщенный солод либо микробные ферменты. Экономически целесообразно использовать для этих целей именно микробные ферментные препараты. По сравнению с солодом ферменты имеют ряд значительных преимуществ, которые обуславливают их широкое применение: для их производства используется более дешевое сырье; осахаривание крахмала под их действием происходит полнее, что позволяет увеличивать выход спирта; ферменты имеют высокую активность и долгий срок хранения; использование ферментов микробного происхождения в высоких концентрациях позволяет значительно ускорить процесс осахаривания сырья и сбраживания сусла.

Для осахаривания используется 2 фермента: и

Альфа-амилаза подготавливает сусло к осахариванию-разжижает его. Глюкоамилаза выполняет непосредственно осахаривание. Для более эффективного производства спирта из зерна и получения максимального выхода из крахмала сырья настоятельно рекомендуется применять ферменты целлюлаза и кислая протеаза.

Приготовление осахаренного сусла.

Исходный продукт (зерно) подлежит размолу на дробилках. Если Вы используете муку или крахмал, этот пункт Вам следует опустить. Крупность помола должна быть как можно мельче. При увеличении крупности помола увеличивается содержание несбраживаемых углеводов в браге.
Полученный помол (мука) смешивается с водой с соотношением 1 массовая часть помола на 4 части воды. Рекомендуется использование воды с остаточной жесткостью не ниже 2.5 (5,0) мг-экв./литр. При применении фермента целлюлаза допускается гидромодуль 1/3,5.

После смешивания в массу дозируется фермент альфа-амилаза в такой пропорции: на 1 кг крахмала вводится 0,33 грамма фермента. После внесения фермента сусло необходимо перемешать.

Массу с внесенным ферментом альфа-амилаза необходимо разварить. Основная цель разваривания — разрушение клеточной структуры, растворение и декстринизация крахмала сырья. В растворимом состоянии крахмал легко осахаривается ферментами. Процесс разваривания происходит при максимально возможной температуре, но не выше 100°С, в течение 60-120 мин. Оптимальная рабочая температура альфа-амилазы 90-95°С. Вполне достаточно кипения массы на слабом огне. Применяя открытый огонь, рекомендуется использовать рассекатель пламени с целью недопущения возможного пригорания сырья. Превышение температуры 100°С в процессе разваривания необратимо инактивирует фермент.

Разваренную массу необходимо охладить до температуры 50-60°С. После этого необходимо внести в сусло второй фермент - глюкоамилаза. Фермент глюкоамилаза вводится в разжиженное сусло при t сусла 55-60°C в следующей дозировке: на 1 кг. крахмала необходимо внести 0,7 грамм глюкоамилазы. После внесения фермента сусло необходимо перемешать. Процесс осахаривания продолжается 1-2 часа при стабильной температуре 50-60°C (на практике скорость будет зависеть от типа исходного сырья, степени помола). Следует отметить, что кроме глюкоамилазы в препарате содержится грибная альфа-амилаза, позволяющая частично исправить ошибки, допущенные при разжижении крахмала. Также препарат содержит значительное количество азота в виде амидов и аминокислот для ускорения спиртового брожения.

Ферменты и вносятся в сусло вместе с глюкоамилазой на стадии осахаривания.

Целлюлаза и протеаза не являются обязательными ферментами для процесса осахаривания. Применение Целлюлазы способствует уменьшению количества воды в замесе в процессе осахаривания, что в свою очередь позволяет более эффективно использовать полезный объем емкости. Применение протеазы позволяет увеличить выход спирта. При соблюдении технологического процесса применение целлюлазы и протеазы увеличивает общий выход спирта до 10%.

Злаковые культуры - это основное сырье для производства спирта и получения дистиллята. Прежде всего, это ячмень, овес, рис, кукуруза, пшеница и т.д. Используют их по нескольким причинам:

Относительно небольшая стоимость
Приятный органолептический профиль получаемого продукта
Высокий выход спирта

Традиционная брага делается из сахара и дрожжей. Дрожжи нужны, чтобы расщепить сахар, в результате чего образуется спирт. Однако в зерне сахара как такового нет, зато много крахмала. Чтобы получить брагу из зерна, крахмал нужно разрушить ферментами. Это белковые вещества, которые делают возможными или ускоряют химические реакции, нужные для образования спирта. Ферменты содержатся в пророщенном зерне (солоде) и продаются как препараты в чистом виде.

Следовательно, есть три способа сделать зерновую брагу:

Использовать солод, чтобы осахарить крахмал в зерне. Так можно осахарить до 40% от засыпи не соложенного зерна.
Прорастить зерно, чтобы ферменты накопились в нем естественным образом. То есть сделать солод.
Использовать фермент в виде препарата и несоложеное сырье.

Второй способ дешевле и позволяет получить результат быстрее.

Строение зерна

Чтобы понять, как именно перерабатывается зерно при затирании, необходимо разобраться в его строении. Рассмотрим на примере ячменя.

Внутреннее строение зерна ячменя

1-зародыш стебля, 2-зародыш листа, 3-зародыш корня, 4-щиток, 5-слой эпителия, 6-эндосперм, 7-пустые израсходованные клетки, 8-алейроновый слой, 9-семенная оболочка, 10-плодовая оболочка, 11-мякинная оболочка

Зерно ячменя представляет собой зерновку, оболочка которой состоит из нескольких клеточных слоев.

Оболочки объединяются в мякинную (или цветочную) - наружная оболочка, плодовую (или перикарп) и семенную (или теста).

Мякинная оболочка у большинства ячменей срастается с зерновкой. Мякинная оболочка очень прочная, именно она предохраняет зерно от механических повреждений. В основном состоит из целлюлозы, небольшого содержания кремниевой кислоты, липидов и полифенольных соединений.

Под мякинной оболочкой находятся сросшиеся плодовая и семенная оболочки . Семенная оболочка полупроницаема, она хорошо пропускает воду, но задерживает растворенные в воде вещества. Это свойство семенной оболочки позволяет обрабатывать зерно водой с различными химическими веществами, которые не проникают в зерно и не повреждают зародыш.

Эндосперм (мучнистое тело) покрыт алейроновым слоем. Он состоит из многочисленных клеток, богатых белками. В прорастающем ячмене алейроновый слой является местом образования ферментов.

Основными компонентами клеточных стенок алейронового слоя являются некрахмалистые полисахариды - пентозаны (70%) и β-глюкан (30%).

Мучнистое тело (эндосперм) занимает всю внутреннюю часть зерна, состоит из крахмальных зерен разного размера. Около 98 % сухого вещества зерен приходится на крахмал.

Химический состав

Белковых веществ в ячмене в среднем содержится 10,5-11%.

В ячмене белки содержатся:

алейроновом слое - в виде ферментативного белка (альбумины и глобулины);
На наружной стороне эндосперма - резервный белок (проламины);
эндосперме - тканевый белок (глютелины).

По своему аминокислотному составу белки ячменя относятся к достаточно полноценным (в зерно ячменя входит более 20 аминокислот).

Углеводы представлены моно- и полисахаридами, главным образом крахмалом, содержание которого колеблется от 50 до 64%. Клетчатки содержится 5–6%, сахаров и декстринов до 6% (в том числе до 2% сахарозы и 0,4% непосредственно редуцирующих сахаров), жира - 2,1–2,6%, минеральных веществ - 2,5–3,5%. Большая часть клетчатки и минеральных веществ сосредоточена в пленке и оболочках зерна.

Зерно в производстве спирта: теория

Зерно ячменя обладает высокой активностью ферментов (амилазы, протеазы и пероксидазы), поэтому является хорошим материалом для приготовления солода.

Богатый химический состав предопределяет использование злаков в качестве исходного сырья для производства спирта. Эти вещества являются питательными компонентами для дрожжей, а следовательно брожение в данной среде будет проходит гораздо лучше и конечный продукт будет обладать отличной вкусоароматикой.

Основным источником спирта при брожении являются углеводы. В зерне они представлены крахмалом. Дрожжи перерабатывают на спирт только моно, дисахариды и некоторые декстрины. Крахмал является полисахаридом, состоящим из амилозы и амилопектина. Дрожжи перерабатывают крахмал только при условии разрушения молекулы на простые углеводы (моно и дисахариды). Именно для этого процесса необходимы ферменты.

Температура клейстеризации крахмала – температура при которой происходит набухание и разрушение структуры крахмальных зерен, этот процесс позволяет ферментам произвести полное осахаривание крахмала.

Соответственно если температура клейстеризации выше рабочей температуры фермента, то сначала проводят отварку (нагрев затора до 90-100 градусов) для набухания и разрушения структуры крахмальных зерен, затем производят охлаждения до рабочей температуры и вносят фермент.

Что такое фермент

Ферменты - это биологические катализаторы белковой природы, способные активизировать различные химические реакции в живом организме.

Проще говоря это белковые молекулы, которые ускоряют химические реакции, если поместить их соответствующие условия (температура и рН). У каждого фермента эти условия индивидуальны.

По специфичности воздействия на различные высокомолекулярные полимеры зерна ферментные препараты можно поделить на 3 группы.

Амилолитического действия - способствуют гидролизу крахмала. К ним относятся ферменты разжижающего, декстринирующего и осахаривающего воздействия.
Протеолитического действия - разрушают (гидролизуют) белковые молекулы.
Целлюлолитического действия - гидролизуют некрахмалистые полисахариды, например целлюлозу.

По происхождению

Нативного происхождения - образуются в зерне при проращивании;
Микробиального происхождения - полученные с помощью плесневых грибов;
Бактериального происхождения - культивированы бактериями

Так же ферменты делятся на жидкие и сухие.

Если использовать микробиальные и бактериальные ферменты, отпадает необходимость в соложении зерна. К тому же данные ферменты обладают более широким температурным диапазоном действия по сравнению с нативными.

Есть два способа переработать зерновые культуры, чтобы расщепить крахмал на сахара:

Затирание с помощью нативных ферментов содержащихся в пророщенном зерне. Этот процесс является классической технологией производства заторов. Но он является довольно трудоемким, включающим в себя проращивание зерна, передерживание температурных границ при затирании, так же пророщенное зерно на порядок выше в цене обычного зерна.
Затирание с помощью ферментов полученных бактериально. Данный метод является прогрессирующим и набирающим все большую популярность. Его основным преимуществом является относительная дешевизна и простота в использовании. Бактериальные ферменты позволяют использовать непророщенное зерно, что снижает конечную стоимость готовой продукции а так же экономит время и силы. Так же бактериальные ферменты имеют более широкий температурной диапазон действия что позволяет расширить область его применения в технологическом процессе.

Ферменты в магазинах «Доктор Губер»

Чтобы переработать зерно в домашних условиях в первую очередь необходимы ферменты амилолитического действия. У нас они представлены следующими ферментами:

Амилосубтилин - ферментный препарат мезофильной бактериальной α-амилазы. Гидролизует внутренние α-1,4-гликозидные связи крахмала (амилозы и амилопектина) и продуктов их последовательного расщепления, что приводит к быстрому снижению вязкости клейстеризованных растворов крахмала на стадии разжижения, тем самым, обеспечивая подготовку сусла к действию глюкоамилазы. Активность составляет 1500 ед.Ас/г. Температурный оптимум действия 30-60°С
Глюкаваморин - получают путем глубинного культивирования штамма плесневого гриба Aspergillus awamori. Гидролизует α −1,4 и альфа-1,6-гликозидные связи крахмала, декстринов, олигосахаридов, последовательно отщепляя глюкозу от нередуцирующих концов цепей. Применяется для осахаривания крахмала. Активность составляет 1500 ед.Гс/г. Температурный оптимум действия 30-60 °С

Препараты представлены в сухом виде в фасовке по 20 грамм.

Для работы с непророщенным зерном этих ферментов будет достаточно.

Ферменты в производстве спирта: практика

В первую очередь готовится водный раствор. Для этого сухой препарат растворяют водой в соотношении 1:10, температура воды 25-30 градусов и тщательно перемешивают, в таком состоянии препарат хранится не более 24 часов. Далее рассчитывается необходимое количество фермента.

Активность ферментов выражается в ед./г. вещества.

Амилосубтилин - 2-4 ед. на грамм крахмала.
Глюкаваморин - 2-4 ед. на грамм крахмала.

Пример расчета:

При затирании в аппарате объёмом 60 литров при гидромодуле 1:3 используем примерно 15 кг зерна (предположим, что зерном в данном случае является пшеница).

В зерне пшеницы в среднем содержится от 55 до 65% крахмала (табличные данные). Возьмем среднее значение 60%.

Это значит, что в 15 кг зерна содержится: 15*0.6= 9кг крахмала.

Дана дозировка ферментов и их активность на грамм крахмала:

1 грамм Амилосубтилина содержит 1500 ед.Гс, дозировка 2-4ед. (среднее 3)
1 грамм Глюкаваморина содержит 1500 ед.Ас, дозировка 2-4 ед (среднее 3)

На 9000 грамм крахмала нам необходимо:

9000*3= 27000 ед.АС для снижения вязкости
9000*3= 27000 ед.Гс для осахаривания крахмала

Что соответствует:

27000/1500= 18 грамм Амилосубтилина
27000/1500= 18 грамм Глюкаваморина

1 пакетика 20 грамм достаточно для осахаривания 15 кг пшеницы.

Расчеты были сделаны для затирания при Т=60°С. При температурах ниже 60°С желательно увеличить дозировку фермента на 20-30%.

После расчета и подготовки препарата его вносят вместе с измельченным зерном в воду и проводят затирание.

Можно приготовить без дополнительных затрат сил и энергии, а также без температурных пауз. Для этого нужно просто использовать в процессе ферменты. Зерновая брага на ферментах, холодное осахаривание которой проходит быстро и качественно, превращается в самогон с хорошим вкусом и мягкостью.

Зерновая брага