Морфологические и физико-биохимические процессы солодоращения

При прорастании зерна в нем происходят внешние изменения и изменения его физического состава. Зародыш зерна развивается, листок растет под оболочкой, а корешки прорываются наружу. У нормально проросшего ячменного солода длина корешков достигает полуторной длины самого зерна, а листок растет под оболочкой и достигает ³/₄ длины зерна. При своем развитии зародыш может усваивать питательные вещества только в растворимой форме. В зародыше содержится небольшое количество растворимых углеводов, белковых веществ, минеральных солей. При замачивание эти вещества растворяются в воде и используются зародышем для жизнедеятельности. Однако растворимых веществ зародыша достаточно лишь в первый период прорастания. В дальнейшем они образуются в результате ферментативных процессов распада сложных органических веществ (крахмала, белков и др.).

В процессе прорастания зерна в нем накапливаются ферменты. Из ферментов солода в бродильных производствах наибольшее значение имеют амилолитические ферменты, декстринофосфотаза, гемицеллюлазы, фосфатазы, протеолитические ферменты, окислительно-восстановительные ферменты. Ферменты накапливаются в клетках зародыша и щитка. Отсюда ферменты, растворяясь в воде, постепенно транспортируются в клетки эндосперма, разлагают содержимое мучнистого тела. Продукты ферментативного распада органических веществ всасываются клетками щитка и передаются зародышу.

Под действием ферментов в зерне протекают сложные биохимические процессы: осахаривание крахмала амилолитическими ферментами, разложение белков под действием протеолитических ферментов. Большую роль в процессе солодоращения играют гемицеллюлозы (цитаза). Фермент цитаза разлагает высокомолекулярную гемицеллюлазу, которая входит в состав стенок клеток, превращая ее в растворимые в воде гексозы и пентозы. Вследствие этого стенки клеток становятся рыхлыми, пористыми, что позволяет другим ферментам проникать внутрь клеток, а питательным веществам легче транспортироваться из клетки в клетку в направлении к зародышу.

Процесс разложения составных частей эндосперма под действием гемицеллюлаз и протеолитических ферментов называется растворением эндосперма. Процесс растворения начинается у эндосперма и постепенно распространяется по всему мучнистому телу к кончику зерна.В результате растворения мучнистое тело солода становится мягким и легко растирается между пальцами.

Под действием ферментов кислотность зерна при солодоращении повышается. Этому способствуют ферменты группы фосфатаз, из которых основное значение имеет фермент фитаза. Под действием фитазы разлагаются фосфорорганические соединения с образованием первичного фосфата, имеющего кислую реакцию. Повышению кислотности солода способствуют также ряд аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков. Нарастание кислотности до определенного предела имеет большое значение для ферментативных процессов в периоды солодоращения и приготовления затора, особенно в пивоваренном производстве. Оно создает кислую реакцию среды, которая благоприятна для действия ферментов. Фосфаты и аминокислоты являются буферными веществами, которые поддерживают кислотность в пределах, необходимых для нормального протекания технологических процессов.

В процессе солодоращения зерно интенсивно дышит. Дыхание служит источником энергии, необходимой для прорастания зерна. При дыхании под действием окислительно-восстановительных ферментов происходит окисление сахара до углекислоты и воды с выделением значительного количества тепла.

На дыхание расходуется 6-7% углеводов от количества сухих веществ зерна (потери на дыхание).

Способы проращивания

Специально оборудованное помещение для проращивания зерна называется солодовней. На заводах бродильной промышленности применяют солодовни токовые и пневматические. В токовой солодовне регулирование режима солодоращения (охлаждение, проветривание) производится перелопачиванием солода. В пневматической солодовне охлаждение, увлажнение и аэрация зерна производится продуванием кондиционированного воздуха через слой проращиваемого зерна.

Проращивание зерна на току

Ток-это ровный, гладкий цементный пол, на котором прорастает зерно. Поверхность тока должна иметь легкий уклон к канализационным сливам для стока воды. Перед выгрузкой зерна из замочного чана ток тщательно промывают и дезинфицируют. Замоченное зерно выгружают на ток в гряду высотой 30-50 см. В таком состоянии зерно оставляют на 10-12 ч. За этот период зерно в результате дыхания согревается, появляются корешки, верхние слои слегка подсыхают, а влажность нижних слоев в результате стекания воды повышается.

Для регулирования температуры, влажности, подвода кислорода воздуха и удаления углекислого газа зерно перелопачивают с помощью деревянной лопаты вручную 2-3 раза в сутки. После каждого перелопачивания толщина грядки уменьшается и к концу проращивания составляет 15-20 см.

При солодоращении температуру в грядках поддерживают на уровне 15-20°С. Продолжительность проращивания 7-8 сут для светлого солода и 8-9 сут для темного солода. Весь период проращивания можно разбить на три стадии.

1. Первые 3 сут развитие зародыша идет медленно, корешки только пробиваются, температура повышается медленно; в этот период ворошение солода достаточно производить два-три раза в сутки.

2. В следующие 3 сут наблюдается бурный рост зерна, заметно удлиняются и разветвляются корешки, быстро повышается температура; солод в этой стадии необходимо перелопачивать три-четыре раза в сутки.

3. В последние 2-3 сут процесс роста постепенно замедляется, корешки начинают увядать, уменьшается выделение тепла. В этот период солод необходимо перелопачивать три раза в сутки, чтобы избежать "схватывания” солода и образования "гусаров”. Схватывание в конце проращивания допускается только при получении темного солода.

Готовность зеленого солода определяется по следующим признакам: длина корешков должна быть в 1,5-2 раза больше длины зерна, зародышевый листок не должен выходить наружу ячменного зерна, при раздавливании между пальцами эндосперм должен легко расширяться.