Изучение динамики изменения физико-химических показателей сусла спиртового производства на стадиях механико-ферментативной обработки при увеличении концентрации зерновых замесов

: Спиртовое производство характеризуется высоким водопотреблением и расходом топливно-энергетических ресурсов, это сказывается на стоимости конечного продукта и его конкурентоспособности на рынке. Поэтому одной из из актуальных задач спиртовой отрасли является совершенствование существующих и разработка новых технологий, направленных на сокращение энерго- и материалоемкости производства и оптимизацию биотехнологических процессов. Одним из перспективных направлений совершенствования технологии производства этилового спирта является внедрение низкотемпературных схем обработки зернового сырья и увеличение концентрации зерновых замесов сусла. Однако чрезмерное повышение содержания зернового сырья приводит к ухудшению реологических характеристик замесов и замедлению процессов ферментативной деструкции крахмалсодержащего сырья. Поэтому исследования, направленные на поиск оптимальных технологических приемов, позволяющих снизить вязкость высококонцентрированного зернового сусла, являются актуальными. В статье приведены результаты исследований по изучению динамики физико-химических показателей сусла спиртового из зерна ржа и тритикале в процессе механико-ферментативной обработки при увеличении концентрации зернового замеса и изменении гидромодуля соотношения зерна и воды от 1 : 3,0 до 1 : 2,2. С целью повышения текучести сусла были использованы ферментные препараты, гидролизующие некрахмалистые полисахариды, которые вносили двумя способами: одноступенчатым (все расчетное количество ферментов вносится на стадии приготовления замеса) и комбинированным (внесение 70 % ферментных препаратов на стадии приготовления замеса и 30 % – на стадии осахаривания). Проведен сравнительный анализ эффективности производственного процесса при каждом из указанных способов внесения ферментных препаратов на примере сусла из ржи и тритикале. Предложены эффективные способы снижения вязкости сусла из зерна тритикале, поступающего на брожение, показана неэффективность повышения концентрации сусла при переработке ржи. Полученные результаты могут быть использованы на предприятиях спиртовой отрасли, применяющих низкотемпературные схемы производства, с целью снижения материало- и энергоемкости процесса, а также служить основой для дальнейшего совершенствования биотехнологий.

Благодарности. Работа выполнена в рамках государственной программы научных исследований «Качество и эффективность агропромышленного производства», подпрограмма «Продовольственная безопасность», задание 3.5. «Исследование биосинтеза этилового спирта путем направленного метаболизма дрожжевых клеток и процессов производства выдержанных крепких спиртных напитков на основе зерновых дистиллятов» (республиканский бюджет).

1. Казаков, Е. Д. Изменение структуры и текстуры тканей зерна при гидротермической обработке / Е. Д. Казаков // Изв. высш. учеб. заведений. Пищевая технология. - 1997. - № 2-3. - С. 8-10.

2. Крикунова, Л.Н. Низкотемпературный способ получения ржаного сусла / Л. Н. Крикунова, С. М. Рябова // Пр-во спирта и ликероводоч. изделий. - 2011. - № 4. - С. 14-16.

3. Римарева, Л.В. Повышение эффективности биотехнологических процессов спиртового производства / Л. В. Римарева // Пр-во спирта и ликероводоч. изделий. - 2003. - № 4. - С. 13-18.

4. Жиров, В.М. Приготовление зернового сусла без температурного разваривания сырья / В. М. Жиров, С. Ю. Макаров, О. П. Преснякова // Хранение и перераб. сельхозсырья. - 2014. - № 11. - С. 11-14.

5. Снижение вязкости при сбраживании сусла высокой концентрации / Э. Йенсер [и др.] // Пр-во спирта и ликероводоч. изделий. - 2007. - № 4. - С. 23-26.

6. Production of fuel alcohol from hull-less barley by very high gravity technology / K. C. Thomas [et al.] // Cereal Chemistry. - 1995. - Vol. 72, № 4. - P. 360-364.

7. Мальцев, П. М. Технология бродильных производств. Общий курс / П. М. Мальцев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Пищевая пром-сть, 1980. - 560 с.

8. Римарева, Л. В. Теоретические и практические основы биотехнологии дрожжей / Л. В. Римарева. - М. : ДеЛи принт, 2010. - 251 с.

9. Casey, G. P. Ethanol tolerance in yeasts / G. P. Casey, W. M. Ingledew // Crit. Rev. in Microbiology. - 1986. - Vol. 13, № 3. - P. 219-280. https://doi.org/10.3109/10408418609108739

10. A study of ethanol tolerance in yeast / Т. D’Amore [et al.] // Crit. Rev. in Biotechnology. - 1990. - Vol. 9, N 4. - P. 287-304. https://doi.org/10.3109/07388558909036740

11. Исследование ферментов фитолитического действия на показатели зернового сусла и процесс спиртового брожения / Л. В. Римарева [и др.] // Актуальные вопросы индустрии напитков : сб. науч. тр. / Всерос. науч.-ис- след. ин-т пивовар., безалкогол. и винодел. пром-сти. - М., 2018. - Вып. 2. - С. 136-140.

12. Ферментные препараты и их влияние на биокаталитические процессы глубокой переработки зернового сырья, технологические показатели зернового сусла, процессы генерации дрожжей и спиртовое брожение / Л. В. Римарева [и др.] // Современные биотехнологические процессы, оборудование и методы контроля в производстве спирта и ликероводочных изделий : сб. науч. тр. / Всерос. науч.-исслед. ин-т пищевой биотехнологии ; науч. ред.: В. А. Поляков, Л. В. Римарева. - М., 2015. - С. 10-27.

13. Влияние протеолитических ферментных препаратов на перераспределение белковых фракций в ходе усо-вершенствования технологии получения концентрированного сусла / М. В. Корчагина [и др.] // Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья : сб. науч. ст. и докл. II Междунар. науч.- практ. конф., Воронеж, 26-27 окт. 2016 г. / Воронеж. гос. ун-т инженер. технологий ; редкол.: Г. В. Агафонов и др. - Воронеж, 2016. - С. 151-157.

14. Шиян, П. Л. Влияние температуры и рН на гидролиз биополимеров зерновых замесов при использовании кислотостойких ферментных препаратов в спиртовом производстве / П. Л. Шиян, Т. О. Мудрак, Я. А. Боярчук // Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов : сб. науч. тр. / Всерос. науч.-исслед. ин-т пищевой биотехнологии ; под ред. В. А. Полякова, Л. В. Римаревой. - М., 2014. - С. 220-229.

15. Востриков, С.В. Эффективность брожения осветленного и традиционного зернового сусла при использовании протосубтилина Г10х на стадии приготовления замеса / С. В. Востриков, М. В. Боднарь // Изв. высш. учеб. заведений. Пищевая технология. - 1999. - № 1. - С. 43-45.

16. Сабиров, А. А. Повышение биологической ценности зернового сусла с помощью внесения препаративных протеалитических ферментов / А. А. Сабиров // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции : сб. ст. по материалам междунар. науч.-практ. конф., 19 марта 2018 г. / Кург. гос. с.-х. акад. им. Т. С. Мальцева ; под общ. ред. С. Ф. Сухановой. - Курган, 2018. - С. 284-288.

17. Ковалева, Т. С. Влияние мультиэнзимного комплекса на реологические характеристики ячменных замесов / Т. С. Ковалева, Г. В. Агафонов, А. Н. Яковлев // Актуал. биотехнология. - 2016. - № 3 (18). - С. 179.

18. Влияние комплекса ферментов на вязкость ячменных замесов / А. Н. Яковлев [и др.] // Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности : материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 17-18 мая 2016 г. / Воронеж. гос. аграр. ун-т им. императора Петра I ; редкол.: Н. И. Бухтояров [и др.]. - Воронеж, 2016. - С. 111-113.