Горячее осахаривание солодом: Осахаривание крахмалосодержащего сырья солодом и ферментами

Горячее осахаривание солодом: нюансы и технология процесса

Теория осахаривания солодом

Во время производства браги для перегонки необходимо добиться, чтобы сырье содержало достаточное количества сахара. В случае фруктового сырья проблем нет: в этом случае в них содержится и без того достаточно большое количество фруктозы и глюкозы, которые легко разлагаются бактериями. Однако при использовании в качестве сырья злаков ситуация несколько иная.

Злаки содержат в своем составе достаточно большое количество крахмала, который напрямую бактериями не перерабатывается. Чтобы сделать его пригодным для брожения крахмал необходимо разложить на составляющие его сахара. Для этого можно применять искусственные или естественные ферменты.

Искусственные ферменты продаются в магазине: их достаточно просто добавить к злакам, чтобы начать процесс ферментации, однако этот процесс мы рассматривать в рамках этой статьи не будем.

Естественные ферменты получаются  в результате процессе, который называется «осахаривание солодом». Его смысл заключается в том, что к зернам добавляется горячий солод, который уже содержит необходимые ферменты. То есть к зерну добавляется солод (пророщенное зерно), что и позволяет более быстро начать процесс ферментации. Чем больше массовая доля солода – тем быстрее пойдет ферментация.

Считается, что хорошим решением является использования рахзных культур, например, пшеничного сырья и ячменного солода, или овсяного зерня и пшеничного солода. Однако, при соблюдении технологии можно получить хороший результат и при исопльзовании сырья и солода одной и той же культуры.

Может, просто добавить сахара?

Конечно, всегда в брагу можно просто добавить сахара; однако, как показывает практика, приготовление браги из зерна просто экономически целесообразней при наличии доступа к зерну. Кроме того, дистиллят, получаемый на простой закваске типа «вода+дрожжи+сахар» не обладает никакими вкусовыми качествами, не говоря уже о достаточно высокой цене.

Зерно же способно увеличить количество первоначального сахара до 7-8 раз от первоначального содержания сахара в нем, если провести так называемое горячее осахаривание солодом.

Как провести горячее осахаривание солодом?

В первую очередь, необходимо подготовить сырье. Для этого необходимо взять злаки, из которых будет делаться брага, залить ее водой (на 1 килограмм зерна нужно 5 литров воды), после чего поставить на медленный огонь до медленного нагревания. При этом зерно в воде необходимо постоянно перемешивать, добиваясь максимально  равномерного состава полученной смеси. Не рекомендуется использовать слишком маленькую посуду: емкость, в которой будет происходить этот процесс, не должна быть заполнена больше, чем на ? от своего объема.

Когда температура браги поднимется до 60-65 градусов, нагревание стоит прекратить и поддерживать температуру в этих рамках в течение не менее 10 минут. После чего температуру можно резко поднятьи начать буквально варить зерно (мука вариться меньше, крупа – дольше). Как правило, варка занимает не менее полутора часов, в результате чего брага становится похожей на густую кашу. Во время варки браги необхоидмо постоянно перемешивать и не допускать подгорания.

После варки, когда готовая брага превратиться в кашу, необходимо охладить брагу вновь до 60 градусов, после чего добавить туда измельченный солод. Пропорция примерно следующая – на один килограмм готовой браги нужно около 180-200 грамм солода. После добавления солода необходимо продолжать процесс перемешивания. Этот этап длится еще около получаса.

Затем брагу можно остудить до 25 градусов, после чего она будет готова к внесению дрожжей. Стоит помнить, что высокая температура может оказаться смертельной для дрожжей, поэтому добавлять их необходимо исключительно только после того, как брага остыла. Оптимальной температурой является 23-32 градуса по Цельсию. На один килограмм сырья достаточно около 25 грамм прессованных или 5 грамм сухих дрожжей.

Брага становится готовой в течение одной недели после установки гидрозатвора.

Временный интервал между осахариванием и установкой гидрозатвора

Стоит отдельно сказать, что нельзя сильно оттягивать процесс ферментации, и его лучше начать как можно ближе к окончанию осахаривания. То есть большую паузу между этапами «осахаривание» и «добавление дрожжей» делать нельзя, в противном случае все просто скиснет. Желательно добавление дрожжей проводить в день осахаривания.

Технология осахаривания солодом: горячее и холодное

Зерновые культуры используются для получения самогона
с давних времен.И конечно же, у наших прапрадедушек не было никаких специально
выделенных ферментов для того, чтобы осахарить содержащийся в зерновых крахмал.
Они проводили осахаривание зеленым
солодом.

Технология осахаривания
солодом

Для начала отметим, что для превращения крахмала в сахар подойдет любой
солод. Можно проводить осахаривание
зеленым или белым солодом (пшеничным,
ржаным, ячменным), а также пивоваренным (просто его потребуется взять на
⅕-¼ часть больше.

Сам по себе зеленый солод — это пророщенное до определенного состояния
зерно, а белый солод — это высушенный в определенных условиях зеленый солод.
Зерно при этом может быть любым. Так что мы видим, что в выборе винокур не
ограничен: что есть под рукой, то и хорошо.

Процесс проращивания зерна подробно описан в статье Рецепт приготовления браги из солода в домашних условиях.

Осахаривание солодом крупы, муки, пшеницы, кукурузной крупы, зерна, крахмала

Солодом можно превратить крахмал в сахар в любом крахмалосодержащем сырье. То есть осахаривание солодом крупы, муки, пшеницы, кукурузной крупы, зерна, крахмала будет проводиться по одной и той же схеме. Главное сделать расчет на то количество сырья, которое предусмотрено рецептом браги для самогона.

Кстати, о пропорции. Один килограмм чистого сухого зерна после проращивания даёт количество зелёного солода, которого хватит для осахаривания 6 кг крахмалосодержащего сырья.

Теперь, собственно, о технологии. Пророщенное зерно содержит природные
ферменты, которые позволяют расщепить крахмал на фрагменты сахаров. Эти
фрагменты дрожжи способны “переварить” и выдать нам этиловый спирт.
Осахаривание солодом может быть как горячим, так и холодным. Однако в случае
последнего необходимо позаботиться о мерах обеззараживания сусла. Разберем
каждый метод более подробно.

Горячее осахаривание
солодом

Перед проведением осахаривания зеленым
солодом его нужно продезинфицировать в крепком растворе марганцовки
(20-30 мг/л) на 15-20 минут. Дело в том, что зеленый солод не является
биологически стерильным, а значит может заселить брагу посторонними
микроорганизмами. После вымачивания солода его необходимо промыть, измельчить
до состояния крупы и сразу же пускать в дело.

Осахаривание можно проводить сразу в кубе самогонного аппарата, если позволяет его конструкция. Если Вы только присматриваетесь к моделям и изучаете теорию, обратите внимание на отзывы о самогонных аппаратах, чтобы заранее выявить возможные нюансы работы с аппаратом.

Процедура осахаривания:

• Воду в
  кастрюле/баке нагреть до 50°С.
• За один
  прием высыпать в воду подготовленное сырье (муку, крупу, измельченное
  зерно) и хорошо размешать. Через 5-7 минут повторить перемешивание.
• Оставить
  затор при той же температуре на 15-20 минут.
• Увеличить
  нагрев, довести температуру до 60°С, выдержать пятнадцать минут, после
  чего довести до кипения при помешивании (не допускайте пригорания
  затора!).
• Затор
  из муки кипятят около 30 минут, из крупы — до 1,5 часов.
• Далее
  при помощи спирального холодильника (змеевик с проточной водой) охладить
  затор до 65-70°С и добавить солод. Все перемешать.
• Когда
  температура затора опустится примерно до 63°С кастрюлю/бак накрыть
  крышкой, снять с плиты и укутать.

Температура осахаривания солодом поддерживается практически такая же, как в случае с ферментативным горячим способом.

• Оставить затор осахариваться на 3-4 часа. Первые два часа необходимо
  перемешивать затор один раз в 30 минут.
• По прошествии указанного времени затор нужно резко охладить до 25°С (при
  помощи змеевика или просто поставив в ванну с ледяной водой).
• Внести в затор дрожжи, перемешать, еще немного понизить температуру (до
  20°С). Брожение протекает очень активно, брага может отыграть за 2-4 дня! Важно
  в первые сутки отслеживать температуру браги, поскольку она может
  самопроизвольно повышаться и погубить дрожжи.

Холодное осахаривание
солодом

Осахаривание зерна зеленым солодом без нагревания возможно, но рискованно.
Риск обоснован тем, что брага легко может закиснуть, поскольку солод не
стерилен. Тем не менее, это вполне рабочий метод осахаривания без добавления ферментов.

Осахаривание зерна (муки, крупы) солодом

Готовится брага так же, как обычно: в воду с температурой около 30°С добавляют сырье, измельченный солод и дрожжи. Однако добавьте сюда еще одну таблетку левомицетина (это поможет сдержать рост посторонних микроорганизмов). Осахаривание зерна (муки, крупы) солодом происходит постепенно, брожение протекает в первые сутки достаточно активно, и за 4-5 дней брага вполне может выбродить.

И все же риск получения уксуса вместо спирта остается достаточно высоким.
Лучший друг холодного способа осахаривания — максимальная стерилизация.

Перед перегонкой брагу лучше всего осветлить на холоде, поскольку она может пригорать. Для получения хорошего зернового самогона используйте надежный аппарат, позволяющий точно отделять фракции (рекомендуем выбрать аппарат с ректификационной колонной марки Luxstahl 8m). Из такой браги можно получить не только дистиллят, но и ректификат

Горячее и холодное осахаривание крахмалистого сырья – AlcoReviews.Ru

Дрожжам для получения спирта нужен сахар. В злаках он содержится в виде крахмала — полисахарида, состоящего из цепочек молекул глюкозы, фруктозы и сахарозы. Дрожжи питаются только моносахаридами (одна молекула), поэтому перед закладкой браги молекулярная цепочка крахмала должна быть разделена на отдельные молекулы, иначе брожения не будет.

Осахаривание — процесс расщепления крахмалистого сырья (муки, крупы, картофеля и др.) на простые сахара под действием природных (из солода) или искусственных (синтетических) ферментов. Из-за температурных особенностей технологии первый способ называется горячим осахариванием, второй – холодным.

В большинстве случаев зерновое сырье дешевле чистого сахара, поэтому, даже с учетом меньшего выхода, из крупы выгодно делать брагу, а вкус зернового дистиллята гораздо приятнее сахара. Теоретический выход абсолютного спирта из разных видов зерновых культур представлен в таблице.

Внимание! Это теоретические значения; в домашних условиях возможны потери алкоголя до 15%.

Осахаривание горячим солодом

Классический метод, применявшийся веками. Во влажной среде зерно прорастает, благодаря чему активируются необходимые ферменты, способные перерабатывать крахмал. Проросшее до определенного состояния зерно называется солодом, который бывает двух видов: зеленый и белый.

Солод зеленый используется для осахаривания сырья сразу после появления ростков оптимальной длины, но может храниться до 3 суток. При сушке пророщенного зерна получается белый солод, который можно хранить гораздо дольше. Оба типа справляются со своей задачей с одинаковой эффективностью.

Преимущество осахаривания солодом в том, что для получения сахара требуется несколько часов, в результате брага отыграется быстрее, чем при добавлении искусственных ферментов.

Но у этого метода есть несколько недостатков:

• необходима высокая температура, при которой сырье может гореть;
• требуется поддерживать стабильную температуру (60-72°С) в течение нескольких часов, что в домашних условиях иногда бывает затруднительно;

Осахаренное сусло

• подлежит быстрому сквашиванию.

Технология осахаривания солода

1. Медленно залить крупу или муку водой температурой 50-55°С, постоянно помешивая, чтобы не образовались комки. На 1 кг сырья требуется 4-5 литров воды. Заполните емкость не более чем на 75%.

2. Поднять температуру до 60°С и выдержать 15 минут.

3. Доведите смесь до кипения. В зависимости от сырья варить 60-120 минут до получения однородной кашицеобразной массы. Мука варится меньше, крупы – дольше.

4. Охладить кашу до 63-70°С, добавить измельченный солод (150 г на 1 кг сырья), постоянно помешивая.

5. При достижении 61-65°С емкость накрыть крышкой и укутать любым способом для сохранения тепла. Поддерживайте указанную температуру в течение 2-4 часов. В течение первых 50% интервала времени перемешивайте каждые 30 минут.

6. Для предотвращения закисания сырья как можно быстрее снизить температуру до 25°С, добавить дрожжи (обычно 5 грамм сухих или 25 грамм прессованных на 1 кг сырья), установить гидрозатвор и ферментировать в темном месте при комнатной температуре. Брага сыграет через 2-6 дней.

При несоблюдении температурного режима осахаривание не произойдет или будет неполным; повторное нагревание бесполезно, так как ферменты потеряют активность. Пропорции воды, солода и дрожжей указаны приблизительно, точные значения и время варки зависят от рецепта и вида сырья.

Холодное осахаривание ферментами

Солод можно заменить двумя ферментами – Амилосубтилин и Глюкаваморин. Первый частично расщепляет молекулы, второй превращает крахмал в сахар. Технология холодного осахаривания намного проще и дешевле варки на солоде, а результат примерно такой же. Ферменты вместе с водой просто добавляются в сырье на этапе приготовления браги. Превращение крахмала в сахар и брожение происходят почти одновременно.

Преимущества ферментативного осахаривания:

• проще для начинающих винокуров, не имеющих специального оборудования;
• не требует высоких температур и соблюдения температурных пауз;
• меньше трудозатрат на приготовление браги.

Недостатки:

• требует специальных ферментов;
• время брожения браги увеличивается до 10-20 дней;
• бытует мнение, что ферменты не являются натуральным продуктом и оставляют послевкусие даже после нескольких перегонок, поэтому при домашней перегонке лучше придерживаться традиционного метода с использованием солода.

Технология холодного осахаривания

1. В емкость для брожения добавить сырье (крупы, муку, крахмал, макаронные изделия и др.), воду 30-35°С (3-4 литра на 1 кг сырья) , ферменты Амилосубтилин и Глюкаваморин (3-5 г на 1 кг), дрожжи (5 г сухих или 25 хлебопекарных прессованных на 1 кг).

Тара не должна быть заполнена более чем на 70%, возможно активное пенообразование.

2. Перемешать, закрыть гидрозатвором, перенести в защищенное от света место с температурой 20-28°С.

3. Брожение начнется через 1-5 часов, первые пару дней будет активное, затем интенсивность снизится. Время ферментации 7-25 дней. Если на поверхности появляется тонкая пленка, это признак закисания, брагу нужно срочно перегнать.

4. Готовую брагу снять с осадка и перегнать. Осветление бентонитом малоэффективно.

В зависимости от рецепта в брагу могут быть добавлены другие ингредиенты: антибиотики для предотвращения скисания, подкормка дрожжей для ускоренного брожения, кислота, стабилизирующая кислотность сусла и пеногаситель. Пропорции Амилосубтилина и Глюкаваморина зависят от активности ферментов и указаны на упаковке производителем.

Оставить комментарий
В блоге

что происходит во время перерыва осахаривания

 
 Фото М.Б из FreeImages 
 

Интервал осахаривания является одним из важнейших этапов при затирании солодов. Во время периода осахаривания несбраживаемый крахмал в солоде превращается в сахара для брожения дрожжей.

Однако это описание очень поверхностное, потому что за этим процессом стоит ряд ферментов, которые придают конечному продукту, пиву, такой уникальный вкус.

Затирание – это, можно сказать, продолжение процесса соложения. Он заключается в замачивании солода в горячей воде при определенной температуре. Для интервала осахаривания она должна быть между 62°C и 72°C.

Диастатические и протеологические ферменты

Во время интервала осахаривания активны два типа ферментов.

Диастатические ферменты, расщепляющие крахмал до отдельных молекул глюкозы:

1. Пограничная декстриназа (60°C — 67°C)

Протеолитические ферменты, обеспечивающие работу диастатических ферментов:

В скобках указан температурный диапазон, при котором работает каждый фермент.

На каждый фермент влияют разные температуры и pH затора. Оптимальное значение pH для работы ферментов составляет 5,5 – 5,8 pH.

За пределами этого диапазона их эффективность будет снижаться. Процессы осахаривания регулируются изменением температуры. Это означает, что вы можете настроить его на работу отдельных ферментов и, следовательно, настроить сусло в соответствии с желаемым профилем солода.

Конечно, в полном заторе задействовано гораздо больше ферментов, но они обычно работают при разных температурах или их работа настолько незначительна, что нет необходимости их включать.

Глюкатион

Запасы крахмала в зерне упакованы в белково-углеводную матрицу (один из защитных слоев солода). Это блокирует доступ диастатических ферментов к этому крахмалу, поэтому им не с чем работать. Поэтому в начале периода осахаривания происходит глутинирование как за счет температуры, так и за счет белковых ферментов. Солод в кастрюле впитывает воду, и содержащийся в нем крахмал начинает раскрываться и разжижаться. Бульон приобретает вязкую консистенцию. Только на этой липкой консистенции могут работать диастатические ферменты.

Исключение составляет альфа-амилаза, о которой речь пойдет позже.

Наиболее оптимальная температура для глутинирования 65°С, но процесс начинается при 60°С. Это необходимый шаг в интервале осахаривания, которого, к счастью (в большинстве случаев) мы не можем избежать, поэтому он не требует дополнительной работы.

Теоретически наиболее оптимальная температура интервала осахаривания находится между 65°C и 67°C. Эта температура является компромиссом между глутинированием и денатурацией бета-амилазы. Денатурация означает, что фермент изменен и не функционирует должным образом.

Более низкая температура воды не позволит впитать достаточное количество воды для успешного глютинирования. Более высокие температуры также обычно не рекомендуются, поскольку температуры выше 67°C быстро ускоряют денатурацию вышеупомянутой бета-амилазы. Необходимо отметить, что денатурация этого фермента продолжается все время, даже при самом низком пороге принятой вилки. Однако для этого фермента максимальная температура теоретически составляет 65 °C, и через 30 минут затирания солода при этой температуре денатурируется около 75% бета-амилазы, а через час 90%.

Но все же – при более высоких температурах они быстрее денатурируют, но и работают быстрее.

Интересно, что мы можем наблюдать клейковину во время повседневной готовки, когда мы используем муку для загущения соуса.

Структура крахмала

Стоит напомнить себе, из чего на самом деле состоит крахмал. Он состоит из множества молекул глюкозы, связанных друг с другом химическими связями. Эта структура может напоминать цепочку, которую называют амилозой. Амилоза может встречаться индивидуально, но она также может быть связана вместе в более сложных структурах. Многие молекулы амилозы, связанные вместе, представляют собой амилопектин. Молекулы амилозы также могут быть разветвленными, но не такими сложными, как амилопектин.

Декстрины

Декстрины — это все несброженные сахара или сахара, которые остаются в нашем пиве и придают ему сладость. Это амилозные связи, состоящие как минимум из четырех молекул глюкозы, а также амилопектина.

Гидролиз

Последний термин, который нам нужно знать, это гидролиз. Это реакция, происходящая между водой и растворенным в ней веществом. Во время затирания гидролиз означает разрыв связей крахмала на более мелкие молекулы. Это происходит благодаря диастатическим ферментам.

Что происходит во время перерыва в осахаривании?

Интервал осахаривания проводят при температуре 62°С — 72°С. Именно в этом диапазоне вступают в действие диастатические ферменты, описанные ранее, когда крахмал разжижается (склеивается).

Следует отметить, что часть ферментов создается только во время соложения, в алейроновом слое зерна (внешнем слое клеток эндосперма в зерне), а часть уже существовала в зерне ранее. Те, которые действительно существуют, — это бета-амилаза и полуграничная декстриназа. Что касается остальной части пограничной декстриназы, то она образуется в процессе соложения. Как и альфа-амилаза.

Действие альфа-амилазы и бета-амилазы заключается в гидролизе связей между отдельными молекулами глюкозы, объединенными в амилозу и амилопектин.

Однако их работа немного отличается — бета-амилаза только срезает концы ветвей и образует так называемую мальтозу, которая в свою очередь состоит из двух молекул глюкозы. Другими словами — бета-амилаза не способна гидролизовать другие связи, кроме двух соединенных вместе молекул глюкозы. Кроме того, он не может действовать, например, в середине цепи амилозы — пределы его действия ближе всего простираются на три молекулы глюкозы от соединения отдельных ветвей (это место называется границей декстрина бета-амилазы).

Что касается альфа-амилазы — она ​​обладает способностью расщеплять мальтозу на отдельные молекулы глюкозы. Более того, он может разорвать связи почти в любом месте амилозы и амилопектина, облегчая работу бета-амилазы, которая, имея более мелкие фрагменты, также имеет больше ответвлений для работы.

Альфа-амилаза может проникать в пределах одной молекулы глюкозы ветви амилопектина (декстриновый предел альфа-амилазы).

Можно сказать, что затирание при температуре 62°C — 65°C благоприятно влияет на бета-амилазу.

Более высокая, 68°C — 72°C, благоприятствует альфа-амилазе.

Там, где альфа-амилаза не работает, приходит на помощь пограничная декстриназа. Она разрезает оставшиеся цепи на более мелкие, над которыми снова могут работать альфа-амилаза и бета-амилаза.

После рекомендуемых 60 минут этой работы весь крахмал в зерне солода осахаривается, но лучше всего это проверить с помощью йодного индикатора крахмала.

Как насчет интервала осахаривания при более высоких температурах?

Как вы уже могли заметить, подавляющее большинство ферментов перестают работать при температуре выше 67°C. Исключение составляет альфа-амилаза, и именно из-за этого фермента вилка для затирания такая высокая. Альфа-амилаза может работать на неконъюгированном крахмале, но тогда ее эффективность снижается, поэтому готовое пиво будет содержать больше декстринов.

При затирании при температуре 68–72 °C крахмал также подвергается гидролизу, поскольку альфа-амилаза все еще может работать.

Однако реагент гидролизованных связей намного меньше, и поэтому наши дрожжи имеют меньше питания. Несмотря на это, крахмал расщепляется на более мелкие цепочки глюкозы, не подвергающиеся повторному брожению, поэтому такое пиво слаще.

Например, мальтоза (состоящая из двух молекул глюкозы) легко ферментируется дрожжами. Мальтоза (три молекулы глюкозы), с другой стороны, сбраживается только высокоферментирующими дрожжами, но только после того, как дрожжи израсходовали всю глюкозу и мальтозу.

Интересно — существует известная взаимосвязь между затиранием при разных температурах — более низкая дает больше сбраживаемых сахаров, поэтому пиво будет более сухим, но с большим содержанием алкоголя. Пиво, осахаренное при более высокой температуре, будет более сладким, более насыщенным, но с меньшим процентным содержанием.

Подытожим:

Во время перерыва в осахаривании работают несколько ферментов. Некоторые из них с помощью температуры должны вызвать глутинирование, после чего в работу могут вступить диастатические ферменты, гидролизующие крахмал.