Исследование возможности получения осахаренного сусла из экструдированной пшеницы с низким гидромодулем замеса

Использование технологии высококонцентрированного сусла является одним из способов интенсификации спиртового производства. Уменьшение гидромодуля замеса эффективно, так как позволяет сократить расход электроэнергии, поскольку на нагрев 1 кг зерна необходимо лишь третья часть энергии, требуемой на нагрев 1 кг воды [4].

При получении высококонцентрированного сусла из крахмалсодержащего сырья возникают проблемы, связанные с повышением вязкости замесов. Уменьшить вязкость замеса, получить сусло с необходимыми реологическими свойствами возможно путем применения ферментных препаратов, способствующих гидролизу высокомолекулярных веществ.

Для определения возможности получения высококонцентрированного сусла из экструдированной пшеницы было проведено исследование влияния ферментного препарата, содержащего α-амилазу разжижающего действия и ферментного препарата, содержащего ксиланазу и β-глюканазу для гидролиза ксилана и β-глюкана, на вязкость замеса.

Были приготовлены образцы замесов из экструдированной пшеницы с гидромодулем 1:2,5. Исследование вязкости проводили при температуре 60˚С. Данная температура соответствует оптимальной температуре действия изучаемых ферментов.

Была измерена начальная вязкость приготовленного замеса, и сразу же после этого был внесен ферментный препарат Дистицим БА-Т Специал (доза внесения 0,5 ед/г крахмала). Через 8 минут после внесения фермента была снова измерена вязкость и был внесен ферментный препарат Дистицим XL (доза внесения 0,5 ед КС/г крахмала). Еще через 2 минуты был снова произведен замер вязкости. После этого замес выдерживался еще 140 минут, и производился замер конечной вязкости. Результаты эксперимента представлены на рис.3.

Рис.3. Изменение вязкости замеса из экструдированной пшеницы во времени

Из рисунка видно, что внесение ферментного препарата Дистицим XL дало больший эффект на снижении вязкости замеса по сравнению с ферментным препаратом Дистицим БА-Т Специал, а суммарное их действие позволило за 140 минут обработки снизить вязкость почти в 5 раз по сравнению с начальным значением вязкости без ферментных препаратов.

Начальная вязкость замеса превышает 3 Па·с, что является препятствием для его транспортировки по коммуникациям и нормального сбраживания дрожжами[40]. Снижение вязкости сусла создает предпосылки для более эффективного проведения процессов осахаривания и сбраживания, а в целом для снижения энергозатрат и интенсификации спиртового производства. Таким образом, получение замеса из экструдированной пшеницы с низким гидромодулем и необходимыми реологическими свойствами возможно при применении комплекса ферментных препаратов.

Полученные низкие значения вязкости создают предпосылки для эффективного проведения ферментативного гидролиза крахмала ферментами осахаривающего действия. Для подтверждения этого был проведен следующий эксперимент.

Для получения осахаренного сусла был приготовлен образец замеса с применением комплекса ферментов разжижающего действия и произведена его водно-тепловая обработка по следующей схеме, соответствующей Типовому Регламенту производства спирта из крахмалсодержащего сырья.

В подогретую до 60˚С воду вносили сначала описанные ферментные препараты разжижающего действия в указанных дозировках, а затем пшеницу, обработанную на экструдере-гидролизаторе. При 60˚С замес выдерживали в течение 1 часа.

Затем замес нагревали до температуры 90˚С (скорость нагрева составляла 1˚С/мин) и выдерживали при данной температуре в течение 1 часа. По истечении этого времени замес охлаждали до 60˚С со скоростью 1˚С/мин.

Осахаривание сусла проводили в течение 0,5 часа при температуре 60˚С с помощью ферментного препарата Дистицим АГ (доза внесения 8 ед/г крахмала).

Затем температуру сусла понижали до 58˚С и вносили ферментный препарат протеолитического действия Протацид Экстра (доза внесения 0,3 ед/г крахмала). Выдержка при данной температуре составляла 30 минут.

Водно-тепловая обработка замеса производилась при постоянном перемешивании.

Результаты анализа качественных показателей полученного сусла представлены в табл. 4.

Таблица 4 Технологические показатели замеса и осахаренного сусла

В ходе эксперимента было установлено, что существует возможность получения высококонцентрированного осахаренного сусла из экструдированной пшеницы с приемлемыми технологическими показателями.