Методики экспериментов

 

Методики экспериментов

 

Определение влажности ячменя

 

Влажностью называют количество воды, удаляемой из зерна при высушивании, выраженное в процентах к его массе. Основное значение влажности заключается в том, что с ее изменением меняется содержание сухих веществ, а, следовательно, и выход экстракта из единицы массы ячменя. С влажностью связаны многие свойства зерна. С повышением влажности сверх критической активизируется жизнедеятельность самого зерна и находящихся в его массе микробов и амбарных вредителей, что приводит к самосогреванию и порче зерна. Поглощая влагу, зерно набухает, увеличиваются его размеры и объем, вследствие чего крупность ячменя с повышенной влажностью получается выше, чем ячменя с нормальной влажностью.

Содержание влаги в зерне может колебаться в широких пределах, но на сохранность зерна оказывают влияние лишь изменения в узких интервалах. ГОСТ 5060-86 в этих интервалах делит зерно по влажности на четыре состояния: сухое — при влажности до 14%, средней сухости — свыше 14 до 15,5%, влажное — свыше 15, 5 до 17% и сырое — свыше 17%.

Заводы, не имеющие зерносушилок, должны принимать только сухое и средней сухости зерно. Для определения влажности зерна разработано много методов, основанных на различных принципах.

В пиво-безалкогольной отрасли пищевой промышленности применяются   несколько   методов   высушивания:   до   постоянной массы в сушильном шкафу, ускоренный в сушильном шкафу, инфракрасными лучами в аппарате Чижовой.

 

Исследование качества свежепроросшего солода

 

Замачивание и проращивание ячменя

При хранении в складах влажность ячменя обычно бывает 13-15% и не должна превышать 17%. Это так называемая конституционная влага, при которой биохимические процессы в зерне сведены до минимума.

Для пробуждения зерна к жизнедеятельности одним из главных условий является сообщение ему вегетационной влаги, которая обеспечивает переход в растворенное состояние питательных веществ и перемещение их к зародышу.

Вегетационная влага сообщается зерну в процессе его замачивания. Конечная влажность зерна называется степенью замачивания.   Этот   показатель   имеет   чрезвычайно   важное   значение   в солодоращении  и  значительно  зависит   от  условий  замачивания ячменя. Доказано,   что степень замачивания ячменя должна быть в пределах 45-50%.

Степень замачивания зерна определяют по массе 1000 зерен или с помощью сетчатого стакана.

Определение степени замачивания по массе 1000 зерен применяют при переработке хорошо отсортированного ячменя. На технохимических весах определяют массу 1000 зерен ячменя, идущего на замачивание и в конце замачивания. Зная влажность исходного ячменя, расчет степени замачивания (в %) легко произвести по формуле:

 

 

Определение степени замачивания ячменя с помощью сетчатого стакана наиболее применимый метод в производственных условиях.  

 

 

а-с щелевыми отверстиями; б-с круглыми отверстиями;

в - прибор для определения степени замачивания в собранном виде

 

Рисунок 1 -  Стаканы для определения степени замачивания ячменя

 

В предварительно высушенный и взвешенный сетчатый или перфорированный стакан (рисунок 1) насыпают 100 г ячменя с известной влажностью, закрывают крышкой и на проволоке спускают в чан в замачиваемое зерно. По истечении срока замочки стакан вынимают, встряхивают для удаления воды с поверхности зерен и стакана, вытирают полотенцем и взвешивают.

Степень      замачивания      W3 (в %) рассчитывают по формуле:

 

W3=((a+w)100)/100+a

 

где  а — увеличение массы стакана с зерном после замачивания, г;

w — влажность  ячменя до  замачивания, %.

 

Пример. Влажность ячменя 15,0. После замачивания масса навески в стакане увеличилась на 58,3 г. Степень замачивания =46,3%

 

При проращивании протекает целый ряд сложных процессов: а) физиологические — развитие и прорастание зародыша; б) биофизические — передвижение ферментов из алейронового слоя к эндосперму и простых веществ от эндосперма к зародышу; в) биохимические — дыхание зерна, гидролиз запасных веществ эндосперма, синтез новых веществ, образование тканей, ароматических и вкусовых веществ.

Внешне эти процессы сопровождаются появлением на зародышевой части зерна ростков, а плотный и твердый эндосперм под действием ферментов постепенно меняет свое состояние, становится рассыпчато-мягким и легко растирается между пальцами, т.е. достигается так называемое растворение зерна. Правильность протекания указанных процессов сильно зависит от температуры, влажности и степени аэрирования проращиваемого зерна. Контроль проращивания ячменя в солодовне основан на постоянном поддерживании этих параметров на определенном уровне.

Температура в зависимости от принятых режимов должна быть 16-18 °С, влажность зерна к концу проращивания — на 1-2% ниже влажности замоченного ячменя.

Аэрация зерна при проращивании ведется кондиционированным воздухом, который должен иметь температуру 10-12 °С и влагосодержание 96-100%.

Свежепроросший солод характеризуется определенными органолептическими и физико-химическими показателями.

 

Отбор средней пробы

Пробу берут горстью снизу, в середине и вверху грядки на расстоянии 20 см от стенки ящика. Затем полученный солод перемешивают и методом квадратов отбирают среднюю пробу. Часть солода средней пробы измельчают, растирая в ступке, и используют для определения физико-химических показателей, другую часть направляют для оценки сырого солода по внешним признакам.

 

Органолептические показатели качественных показателей свежепроросшего солода в зависимости от суток проращивания

 

Свежепроросший солод характеризуется огуречным ароматом, что свидетельствует о правильно прошедших биохимических процессах в зерне. Затхлый запах является признаком плохой мойки и дезинфекции зерна, а также неправильного ведения проращивания. Фруктовый запах может быть в результате анаэробного дыхания зерна при проращивании.

Нормально проросший солод должен иметь сильные курчавые корешки длиной, в 1,5-2 раза большей длины зерна. Вялые корешки являются признаком ненормального протекания биохимических процессов, плохого растворения составных веществ эндосперма и слабой ферментативной активности. Листок зародыша в солоде должен достигать 3/4-1 длины внутри зерна.

 

Определение амилолитической активности солода

 

Одним из основных требований, предъявляемых к пивоваренному солоду, является его быстрая самоосахариваемость. Поэтому и о качестве свежепроросшего солода можно в достаточной степени судить по активности его амилолитичееких ферментов. В пивоварении принято определять активность солода, величина которой дает представление о суммарной осахаривающей активности амилолитичееких ферментов.

Сущность метода Виндиша-Кольбаха заключается в том, что солодовой вытяжкой анализируемого солода осахаривают 2% раствор растворимого крахмала при рН 4,3 и образовавшуюся мальтозу определяют йодометрически.

Амилолитическая активность солода выражается количеством мальтозы (в г), образовавшейся из крахмала под действием ферментов 100 г солода.

Приборы: водяная баня или заторный аппарат.

Реактивы: солодовая вытяжка; 2% -ный буферный раствор растворимого крахмала; 1н раствор NaOH; 1н раствор H2SO4; 0,1н раствор йода; 0,1 н раствор тиосульфата натрия; буферная смесь (27,21CH3COONa • ЗН2О и 512 мл раствора 0,1 н СН3СООН доводится до 1 л дистиллированной водой; смесь, разбавленная в соотношении 5:100, имеет рН 4,3 + 0,1).

Для приготовления солодовой вытяжки навеску 20 г тщательно растертого в ступке свежепроросшего солода экстрагируют 450 мл дистиллированной воды в течение 1 ч при 40 °С. Удобно экстрагирование проводить в заторном аппарате. Затем содержимое стакана охлаждают до 20 °С, доводят его массу водой до 520 г и фильтруют через бумажный фильтр до полной прозрачности.

Для приготовления буферного раствора крахмала навеску 20 г растворимого крахмала (в пересчете на сухое вещество) тщательно взбалтывают с 50 мл холодной воды и полученную суспензию вливают тонкой струйкой при непрерывном размешивании в 800 мл кипящей воды. Раствор кипятят в течение 5 мин, затем охлаждают при непрерывном размешивании, чтобы на поверхности не образовалась пленка. Крахмальный клейстер при 20 °С переводят в мерную колбу на 1 л, прибавляют 25 мл ацетатного буферного раствора с рН 4,3 и доливают воду до метки (часто пользуются также буферным раствором с рН 4,7).

Раствор крахмала следует готовить каждый раз непосредственно перед употреблением.

Ход анализа. В мерную колбу на 200 мл пипеткой отмеривают 100 мл приготовленного раствора крахмала и колбу выдерживают на водяной бане при 20 °С 20 мин. Прибавляют 5 мл солодовой вытяжки, содержимое колбы хорошо перемешивают и выдерживают на водяной бане при 20 °С точно 30 мин, после чего процесс осахаривания крахмала прерывают добавлением 3 мл 1н раствора NaOH. Приливают воду до метки и тщательно перемешивают.

Определение мальтозы производят в 50 мл осахаренного раствора крахмала, который отмеривают в коническую колбу на 200-250 мл. К раствору из бюретки приливают 25 мл 0,1н раствора йода и 3 мл 1н раствора NaOH, перемешивают и выдерживают 5 мин при комнатной температуре. Затем раствор подкисляют добавлением 4,5 мл 1н раствора H2SO4 и избыток йода оттитровывают ОДн раствором тиосульфата натрия. Индикатором в данном случае служит содержащийся в растворе неосахаренный крахмал.

Количество йода, пошедшего на окисление мальтозы, должно находиться в пределах 5-15 мл. Если в реакции связывается больше 15 мл йода, то опыт следует повторить с вытяжкой приготовленной из 10 г солода и 500 мл воды. Если же количество связанного йода составляет менее 5 мл, то для приготовления вытяжки необходимо взять 40 г солода.

Общее количество йода, определенное в опыте, идет не только на окисление образовавшейся мальтозы, но также связывается веществами солодовой вытяжки и крахмала. Поэтому необходимо ввести соответствующие поправки.

Для определения поправки на солодовую вытяжку к 12,5 мл вытяжки в конической колбе на 200-250 мл приливают 37,5 мл воды (общий объем должен быть 50 мл, как и в основном опыте), прибавляют из бюретки 25 мл ОДн раствора йода и затем поступают, как в основном опыте. В связи с тем, что в основном опыте.

50 мл реакционной смеси  содержит 1,25 мл солодовой вытяжки, то при расчетах берут десятую  часть найденной величины.

Поправку на раствор крахмала находят так: 25 мл буферного раствора крахмала смешивают в колбе с 10 мл 0,1н раствора йода, прибавляют 3 мл 1н раствора NaOH, выдерживают 5 мин, подкисляют 4,5 мл 1н раствора серной кислоты и титруют 0,1н раствором тиосульфата натрия.