Зависимость активности ферментов от величины pH — КиберПедия


Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Зависимость активности ферментов от величины pH



Поскольку кубковая структура ферментов изменяется также в зависимости от величины pH, то существует и зависимость от нее активности ферментов. Эта активность достигает оптимальной величины при определенной, специфической для каждого фермента величине pH, и снижается при более низкой и более высокой величине pH (рис. 3.24). В общем, влияние pH на активность ферментов не так велико, как влияние температуры.

Для пивоваренного производства среди многообразных процессов расщепления веществ имеют значение прежде всего следующие:

· расщепление крахмала;

· расщепление ß-глюкана (гумми-веществ);

· расщепление белковых веществ;

· превращение жирных кислот, а также ряд других процессов расщепления.

Расщепление крахмала

Важнейшей составной частью пива является спирт, образующийся при брожении из сахаров. Поэтому предварительно необходимо расщепить крахмал до мальтозы, наряду с ней всегда образуются промежуточные продукты - несбраживаемые декстрины.

Крахмал должен быть без остатка расщеплен до сахаров и декстринов, не окрашиваемых йодом. Полное расщепление необходимо по экономическим соображениям, кроме того, остатки не расщепленного крахмала вызывают в пиве клейстерное помутнение.

Расщепление крахмала осуществляется в три стадии, последовательно переходящих одна в другую. Последовательность их неизменна:

· клейстеризация;

· разжижение;

· осахаривание.

 

Клейстеризация

В теплом водном растворе в молекулах крахмала в большом количестве накапливается вода. Из-за этого происходит увеличение объема, приводящее к набуханию и последующему разрыву первоначально твердых зерен крахмала. Образуется вязко-текучий раствор, вязкость которого зависит от объема поглощенной воды и различается для разных видов зерновых. Например, рисовый крахмал набухает значительно сильнее, чем солодовый. Этот процесс, при котором расщепления веществ не происходит, называется клейстеризацией. Так как клейстеризованный крахмал не содержит твердых крахмальных зерен, то содержащиеся в жидкости (т. е. в заторе) ферменты могут на него воздействовать непосредственно. Расщепление же неклейстеризованного крахмала длится многие сутки.

Под клейстеризацией понимают набухание и разрыв оболочки зерен крахмала в теплом водном растворе. Освободившиеся молекулы крахмала в этом вязком растворе лучше подвергаются действию амилаз, чем неклейстиризованный крахмал.

Температуры клейстеризации различны для каждого вида зерновых:



· крахмал солода и ячменя клейстеризуется в присутствии амилаз при 60°С,

· рисовый крахмал - при 80-85°С.

 

Разжижение

Длинные цепочки крахмала, состоящие из глюкозных остатков (амилоза и амилопектин), очень быстро разрываются α-амилазой на короткие цепочки (рис. 3.25, b).

Поэтому очень быстро уменьшается вязкость клейстеризованного затора, ß-амилаза способна расщеплять длинные цепочки лишь от нередуцированных концов, так что самостоятельное расщепление этим ферментом длилось бы сутками.

Под разжижением понимают снижение вязкости клейстеризованного крахмала α-амилазой.

 

Осахаривание

α-амилаза разрывает цепочки амилазы и амилопектина главным образом на декстрины с 7-12 глюкозными остатками. От концевых групп образовавшихся цепочек ß-амилаза отщепляет двойные группы (мальтозу) (см. рис. 3.25, с). Этот процесс неизбежно продолжается дольше, чем разделение более длинных цепочек α-амилазой.

Из-за разной длины цепочек кроме мальтозы образуются и другие сахара, глюкоза и мальтотриоза.

Во всех случаях расщепление веществ останавливается на 2-3 глюкозных остатках перед 1,6-соединениями амилопектина, так как эти 1,6-соединения не могут быть расщеплены ни α-, ни ß-амилазой. Эти предельные декстрины всегда содержатся в нормальном сусле.

В солоде, правда, содержится фермент (предельная декстриназа),который способен растворять кроме 1,4-соединений также и 1,6-соединеняя, но при оптимальной для этого фермента температуре в 50-60°С он едва ли имеет значение для процесса получения осахаренного затора. При 70°С обнаруживается лишь слабая активность предельной декстриназы.

При расщеплении крахмала амилазами солода происходит следующее.

α-амилаза расщепляет длинные цепочки крахмала до более коротких декстринов. Она действует оптимально при 72-75°С и быстро разрушается при 80°С. Оптимальное значение величины pH составляет 5,6-5,8.

ß-амилаза отделяет от нередуцированных концов цепочек мальтозу, при этом образуются также глюкоза и мальтотриоза. Она действует оптимально при 60-65°С и очень чувствительна к более высоким температурам, уже при 70°С она быстро инактивируется. Оптимальное значение pH составляет 5,4-5,5.



Расщепление крахмала следует контролировать, так как остаток нерасщепленного крахмала и более крупные декстрины вызывают в пиве клейстерные помутнения.

Контроль расщепления крахмала выполняют с использованием 0,02-н раствора йода(спиртового раствора йода и йодистого калия). Эта проверка называется йодной пробойи всегда проводится с охлажденной пробой затора. (В отечественном пивоварении принято использовать водный раствор йода и йодистого калия. - Прим. ред.) Йодная проба основана на том, что раствор йода при комнатной температуре дает с крахмалом и высокомолекулярными декстринами окрашивание от темно-синего до красного цвета, тогда как все сахара и более мелкие декстрины не изменяют его желто-коричневого цвета.

Высокомолекулярные и среднемолекулярные разветвленные декстрины дают с йодом еще и фиолетовое (до красного) йодное окрашивание. Это окрашивание не всегда легко различить, но при его наличии сусло все еще можно охарактеризовать как дающее нормальную реакцию с йодом. Более точная йодная проба по Виндишу (Windisch) контролирует наличие этих декстринов методом, основанным на осаждении их этанолом с последующим удалением этанола, повторным растворением декстринов в воде и окрашивании их раствором йода. Этот метод используют чаще всего в проблемных ситуациях.

Пивовар должен уметь правильно оценивать йодную пробу. Если раствор йода при смешивании с затором больше не дает окрашивания, то такой затор обозначают как осахаренный, то есть не изменяющий окраску йодного раствора (нормальная реакция на йод). Расщепление молекул крахмала до состояния, при котором не наблюдается окрашивания раствором йода, называется осахариванием.

Под осахариванием мы понимаем полное расщепление разжиженного крахмала амилазами на мальтозу и декстрины Определение проводят с помощью йодной пробы (рис. 3.26).

Образующиеся при затирании продукты расщепления крахмала существенно различаются по сбраживаемости пивными дрожжами. Так, например,

Декстрины не сбраживаются;
Мальтотриоза сбраживается всеми сильно сбраживающими штаммами дрожжей, но мальтотриоза расщепляется дрожжами лишь тогда, когда сброжена мальтоза, а именно при дображивании (сахар дображивания);
Мальтоза и другие дисахариды сбраживаются дрожжами хорошо и быстро (сахар главного брожения);
Глюкоза подвергается действию дрожжей в первую очередь (сахар забраживания).

Процентное содержание сбраживаемого сахара в общем экстракте сусла называется конечной степенью сбраживания(КСС).

С ее помощью устанавливается содержание в пиве спирта, оказывающего решающее влияние на характер пива.

Содержание сбраживаемых сахаров определяется разнообразной работой ферментов. Этим одновременно определяется и конечная степень сбраживания при затирании.

Нормальный состав сбраживаемого экстракта в светлом пиве при видимой степени сбраживания 80% следующий:

Сбраживаемый сахар Содержание в общем экстракте, % В 12%-ном сусле, г на 100 мл Содержание в сбраживаемом экстракте, %
Гексозы 7-9 0,9-1,2 11,9
Сахароза 3-4 0,4-0,5 5,1
Мальтоза 43-45 5,6-5,9 65,4
Мальтотриоза 11-13 1,4-1,7 17,6
Сумма 62-68 08,8 100,0

Такой состав в сильной степени зависит от способа затирания. Поскольку углеводный состав сусла оказывает также влияние на ход сбраживания сусла и качество пива, для пивоварения представляют интерес факторы, влияющие на расщепление крахмала при затирании. Важнейшими из них являются:

· температура при затирании;

· продолжительность затирания;

· величина pH при затирании;

· концентрация затора.






Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.009 с.