СПОСОБЫ ФЕРМЕНТАТИВНО-ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНОВОГО СУСЛА ДЛЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ

  • Е. М. Серба, член-корреспондент РАН, профессор Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»
  • М. Б. Оверченко, кандидат технических наук Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»
  • Л. В. Римарева, академик РАН, профессор Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»
  • Н. И. Игнатова Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»
  • А. Е. Орехова, студент Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»
  • А. А. Павлова, студент Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи»

Аннотация

В производстве спирта при подготовке зернового сырья к сбраживанию основная роль отводится ферментным препаратам амилолитического действия, которые служат ключевыми ферментами, катализирующими гидролиз крахмала. На российском рынке широко представлены амилолитические ферментные препараты с различным составом ферментов и уровнем их активности, механизмом биокаталитического воздействия на крахмал и диапазоном термо- и рН-оптимума. Разработка оптимальных условий приготовления зернового сусла, рациональный подбор и дозировка концентрированных ферментных препаратов, свойства которых соответствуют параметрам технологического процесса, позволят обеспечить эффективную подготовку крахмала к сбраживанию, повысить рентабельность спиртового производства. Цель данной работы – исследование ферментных препаратов амилолитического действия и условий их применения на эффективность процесса спиртового брожения и выход конечного продукта – этанола. Изучены дозировки ферментных препаратов глюкоамилазного действия с различным соотношением основного фермента глюкоамилазы и минорного - α-амилазы, а также способы приготовления пшеничного сусла в процессе спиртового брожения. Установлено, что ферментный препарат – источник глюкоамилазы, в котором присутствовала α-амилаза в соотношении 15:1 (по уровню активности), оказался более эффективным при сбраживании подготовленного пшеничного сусла: оптимальная дозировка его составила 8 ед. ГлС/г крахмала. Наличие в этом препарате достаточного количества α-амилазы компенсировало дозировку термостабильной  α-амилазы. При этом концентрация спирта в бражке составила 10,2 % об., выход спирта - 67,9 см3/100 г крахмала. При использовании на стадии осахаривания ферментного препарата глюкоамилазы с более низким соотношением основного и минорного фермента (75:1), повышение глубины сбраживания сусла наблюдалось при увеличении концентрации глюкоамилазы до 9-10 ед.ГлС/г и  α-амилазы  до 0,5 ед. АС/г. Также  установлено, что увеличение продолжительности ферментативно-гидролитической подготовки сусла оказывало положительное воздействие на процесс брожения, концентрация спирта в бражке повысилась до 10,2 об.%. Введение в сусло протеаз способствует снижению вязкости зернового сусла, обогащению его ассимилируемыми дрожжами-аминокислотами, что ведет к увеличению выхода спирта. Подтверждено, что синергизм действия ферментов амилолитического и протеолитичекого действия на полимеры зернового сырья повышает эффективность их конверсии в этанол. Разработаны условия ферментативно-гидролитической обработки зернового сырья к сбраживанию. Использование стадии разваривания не оказало существенного влияния на результаты сбраживания пшеничного сусла.

Литература

1. Поляков, В.А. Ресурсосберегающая технология спирта /В.А. Поляков, Л.В. Римарева, отв. ред. В.А. Панфилов //В кн. «Теоретические основы пищевых технологий». Кн. 2 /. – М.: Колосс. – 2009. – С.1280-1305.
2. Поляков, В.А. Оптимизация процесса получения концентрированного замеса из зерна ржи /В.А. Поляков, В.П. Леденев, О.А. Калинина //Хранение и переработка сельхозсырья. – 2002. – № 7. – С.34-37.
3. Поляков, В.А. Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства. // В.А. Поляков, И.М. Абрамова, Г.В. Полыгалина и др.// М.: ДеЛипринт. – 2007. – 480 с.
4. Римарева, Л.В. Ферментные препараты и биокаталитические процессы в пищевой промышленности / Л.В. Римарева, Е.М. Серба, Е.Н. Соколова и др.//Вопросы питания. 2017. – Т. 86. – № 5. – С. 63-74.
5. Римарева, Л.В. Теоретические и практические основы биотехнологии дрожжей. Учебное пособие / Л.В. Римарева. – М.: ДеЛи принт. – 2010. – 252 с
6. Серба, Е.М. Биотехнологические основы комплексной переработки зернового сырья и вторичных биоресурсов в этанол и белково-аминокислотные добавки. Монография (ISBN 978-5-906592-49-1)/ Е.М. Серба, В.А. Поляков // – М.:ВНИИПБТ, 2015. – 133 с.
7. Серба, Е.М. Биотехнологические основы микробной конверсии концентрированного зернового сусла в этанол. Монография / Е.М. Серба, М.Б. Оверченко, Л.В. Римарева – М.:ВНИИПБТ, «БИБЛИОГЛОБУС», 2017. – 120 с. http://doi.org/10.18334/9785950050169
8. Серба, Е.М. Разработка национальных стандартов по методам определения активности ферментных препаратов для пищевой промышленности / Е.М. Серба, М.Б. Оверченко, Н.И. Игнатова и др.// Пищевая промышленность – 2013. - №7. – С. 40-44.
9. Толкачева, А.А. Ферменты промышленного назначения – обзор рынка ферментных препаратов и перспективы его развития / А.А. Толкачева, Д.А. Черенков, О.С. Корнеева, П.Г. Пономарев //Вестник ВГУИТ/Proceedings of VSUET, 2017. – Т. 79 – № 4. – С. 197-203. DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-4-197-203.
10. Тананайко Т.М. Разработка интенсивной технологии биосинтеза этилового спирта /Т.М. Тананайко, Л.Г. Сергеенко, А.А. Пушкарь //Пищевая промышленность: наука и технологии. – 2011. – № 3 (13). – С. 20-24.
Опубликован
31-10-2020
Как цитировать
СЕРБА, Е. М. и др. СПОСОБЫ ФЕРМЕНТАТИВНО-ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНОВОГО СУСЛА ДЛЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ. Вестник российской сельскохозяйственной науки, [S.l.], n. 5, p. 52-56, янв. 1970. ISSN 2500-2082. Доступно на: <http://www.vestnik-rsn.ru/vrsn/article/view/776>. Дата доступа: 31 окт. 2020 doi: https://doi.org/10.30850/vrsn/2020/5/52-56.
Раздел
АГРОНОМИЯ