Холодное осахаривание ферментами ячневой крупы. Горячее осахаривание
Для производства спирта из крахмалосодержащего сырья (зерно, картофель, крахмал) используются вещества, которые осахаривают крахмал. Это может быть пророщенный солод либо микробные ферменты. Экономически целесообразно использовать для этих целей именно микробные ферментные препараты. По сравнению с солодом ферменты имеют ряд значительных преимуществ, которые обуславливают их широкое применение: для их производства используется более дешевое сырье; осахаривание крахмала под их действием происходит полнее, что позволяет увеличивать выход спирта; ферменты имеют высокую активность и долгий срок хранения; использование ферментов микробного происхождения в высоких концентрациях позволяет значительно ускорить процесс осахаривания сырья и сбраживания сусла.
Для осахаривания используется 2 фермента: и
Альфа-амилаза подготавливает сусло к осахариванию-разжижает его. Глюкоамилаза выполняет непосредственно осахаривание. Для более эффективного производства спирта из зерна и получения максимального выхода из крахмала сырья настоятельно рекомендуется применять ферменты целлюлаза и кислая протеаза.
Приготовление осахаренного сусла.
Исходный продукт (зерно) подлежит размолу на дробилках. Если Вы используете муку или крахмал, этот пункт Вам следует опустить. Крупность помола должна быть как можно мельче. При увеличении крупности помола увеличивается содержание несбраживаемых углеводов в браге.
Полученный помол (мука) смешивается с водой с соотношением 1 массовая часть помола на 4 части воды. Рекомендуется использование воды с остаточной жесткостью не ниже 2.5 (5,0) мг-экв./литр. При применении фермента целлюлаза допускается гидромодуль 1/3,5.
После смешивания в массу дозируется фермент альфа-амилаза в такой пропорции: на 1 кг крахмала вводится 0,33 грамма фермента. После внесения фермента сусло необходимо перемешать.
Массу с внесенным ферментом альфа-амилаза необходимо разварить. Основная цель разваривания — разрушение клеточной структуры, растворение и декстринизация крахмала сырья. В растворимом состоянии крахмал легко осахаривается ферментами. Процесс разваривания происходит при максимально возможной температуре, но не выше 100°С, в течение 60-120 мин. Оптимальная рабочая температура альфа-амилазы 90-95°С. Вполне достаточно кипения массы на слабом огне. Применяя открытый огонь, рекомендуется использовать рассекатель пламени с целью недопущения возможного пригорания сырья. Превышение температуры 100°С в процессе разваривания необратимо инактивирует фермент.
Разваренную массу необходимо охладить до температуры 50-60°С. После этого необходимо внести в сусло второй фермент - глюкоамилаза. Фермент глюкоамилаза вводится в разжиженное сусло при t сусла 55-60°C в следующей дозировке: на 1 кг. крахмала необходимо внести 0,7 грамм глюкоамилазы. После внесения фермента сусло необходимо перемешать. Процесс осахаривания продолжается 1-2 часа при стабильной температуре 50-60°C (на практике скорость будет зависеть от типа исходного сырья, степени помола). Следует отметить, что кроме глюкоамилазы в препарате содержится грибная альфа-амилаза, позволяющая частично исправить ошибки, допущенные при разжижении крахмала. Также препарат содержит значительное количество азота в виде амидов и аминокислот для ускорения спиртового брожения.
Ферменты и вносятся в сусло вместе с глюкоамилазой на стадии осахаривания.
Целлюлаза и протеаза не являются обязательными ферментами для процесса осахаривания. Применение Целлюлазы способствует уменьшению количества воды в замесе в процессе осахаривания, что в свою очередь позволяет более эффективно использовать полезный объем емкости. Применение протеазы позволяет увеличить выход спирта. При соблюдении технологического процесса применение целлюлазы и протеазы увеличивает общий выход спирта до 10%.
Даже новички понимают, что для получения спирта в домашних условиях нужны углеводы. В идеале — простые сахара: сахароза, глюкоза или фруктоза. В зерновых культурах углеводы присутствуют в достаточном количестве, однако в форме крахмала. Каждая молекула крахмала в свою очередь состоит из фрагментов глюкозы. Когда для берут зерно в качестве сырья, перед приготовлением браги крахмал в нем осахаривают: разделяют на молекулы глюкозы, только тогда становится возможным процесс брожения. Осахаривание крахмала в зерновых можно осуществить при помощи проращивания части зерен с получением солода. При проращивании образуются ферменты, которые расщепляют крахмал до простых сахаров.
Использование зерна (солода) для приготовления браги значительно облагораживает конечный напиток. Зерновой самогон обладает большей мягкостью, чем обычный сахарный.
Солод можно заменить ферментами — Амилосубтилином и Глюкаваморином. Роль первого — расщеплять молекулы крахмала на более мелкие фрагменты, а второй отвечает за переработку этих фрагментов в простые сахара.
Рецепт холодной браги на ферментах значительно проще солодовой технологии и обходится такой способ дешевле.
Необходимо подготовить:
- 3 кг любого сырья (любые крупы, крахмал, муку и т.д.);
- 10 л воды комнатной температуры;
- по 12 г Амилосубтилина и Глюкаваморина;
- 75 г свежих дрожжей.
Емкость для брожения необходимо брать большую, учитывая возможное пенообразование. Хотя бы треть должна оставаться пустой.
Рецепт браги на ферментах
Приготовление браги:
- Воду довести до кипения, при постоянном перемешивании небольшими порциями внести муку (крупу) и отключить нагрев.
- Когда затор остынет до температуры 80°С внести в него фермент А и тщательно размешать.
- Оставить остужаться до температуры 65 градусов.
- При температуре затора 65°С внести фермент Г и тщательно размешать.
- Накрыть кастрюлю крышкой и оставить на 3-4 часа для осахаривания крахмала.
- Затем затор комнатной температуры перелить в емкость для брожения, внести активированные дрожжи, закрыть крышку, установить гидрозатвор и убрать емкость в теплое темное место.
- Ориентировочное время брожения — 7-10 дней.
Ферменты провоцируют быстрое начало брожения, буквально через 1-2 часа уже будут заметны пузырьки. Вся длительность брожения зависит от выбранного сырья. Она может колебаться от 1 до 3 недель. При использовании рецепта браги на ферментах в домашних условиях важно вовремя отследить готовность браги, чтобы не было скисания. Если на браге появляется тонкая пленка, заметная невооруженным глазом – необходимо срочно приступать к перегонке. Перегонять брагу лучше всего дважды.
Перед перегонкой брагу желательно осветлить. Сделать это можно при помощи бентонита или просто выставить ее на сутки на холод.
Пшеничный самогон можно сделать без солода, без температурных пауз благодаря ферментам альфа амилазе и глюко амилазе. С опыта скажу, что продукт самогоноварение таким способом имеет превосходные органолептические характеристики. В этой статье я изложу подробную технологию приготовления самогона из пшеничной муки с помощью ферментов холодным способом осахаривания.
Пшеничный самогон из муки
ингредиенты:- Пшеничная мука, высший сорт — 3 кг.,
- Вода — 12 л.,
- Ферменты А и Г — по столовой ложке,
- Дрожжи хлебопекарские прессованные — 100 г.
Рецепт зерновой браги на ферментах,холодный способ
Для приготовления зерновой браги на ферментах первым делом нужно подогреть воду до состояния “теплого чая”, засыпать по столовой ложке ферментов А и Г, хорошо размешать. Далее засыпаем постепенно муку, при этом ее размешиваем, что бы не образовывались комочки. Размешивать муку удобно строительным миксером. После засыпаем дрожжи, еще раз смешиваем. Брагу можно ставить без гидрозатвора, главное что бы в теплом месте. Во время брожение, которое длится от 4-5 дней до недели, брагу я по несколько раз на день перемешивал с помощью венчика.
Для холодного способа осахаривания я использовал сухие ферменты, с жидкими данная технология показала меньший выход готового продукта на килограмм муки. Для жидких ферментов нужно применять способ запаривания муки или крупы.
Перегонка зерновой браги
Когда брага отыграет, ее нужно аккуратно слить с осадка, при желании можно осветлить с помощью бентонита или просто охладить до 3-5 градусов. Перегонка зерновой браги начинается с отбора спирта сырца, как обычно без разделения на фракции, отбирать нужно до 2-4 %, почти до нуля. В итоге у меня вышло из 3 кг. муки — 3,3 литра 31% спирта сырца, что не очень плохо для холодного осахаривания.
Вторая перегонка — дробная, головных фракций для зерновых я отбираю примерно 7-10% от абсолютного спирта, примерно 90 мл. у меня вышло “голов”. Среднюю фракцию (питьевая) отбираю обычно до 80-60% в струе, в зависимости от цели применения дистиллята. Пшеничный самогон разбавляем до 40-45%, при необходимости можно провести чистку активированным древесным углем.
Очистка самогона углем
Для очистки самогона углем нужна 1 ст. л. на 1 литр самогона уже разбавленного до крепости 40-45%. Засыпаем уголь в самогон, хорошо смешиваем в течении 5-10 мин., оставляем в покое на 6-12 часов, фильтруем сначала через 4 слоя марли, потом через плотный ватный фильтр. Перед дегустацией самогон должен отдохнуть несколько дней. Пшеничный самогон имеет нейтральный аромат и с легким оттенком зерна, легко пьется, после углевания имеет небольшую водочную резкость. Отличный продукт для настоек, облагораживания дубовой щепой. Отдельно рекомендую ознакомится с
1. Какие ферменты используются и почему?
В домашнее винокурение ферменты пришли из промышленности. Их использование в промышленности обусловлено снижением сложности, повышением стабильности технологических процессов, ускорения процесса производства и увеличением выхода спирта по сравнению с использованием традиционных методик. Использование полного комплекса ферментных препаратов позволяет получить максимальное количество спирта из сырья, а также уменьшить содержание посторонних компонентов в сусле, что положительно влияет на органолептику продукта перегонки.
Современная промышленность использует для разжижения и осахаривания сырья ферментные препараты:
- Амилосубтилин ГЗх (АмилоЛюкс, «А») - для разжижения сырья и подготовки его к действию других ферментов
- Глюкаваморин ГЗх (ГлюкаЛюкс-А, «Г») - для осахаривания крахмала
- ЦеллоЛюкс-А («Ц») - для осахаривания некрахмалистых полисахаридов (ксиланов, β-глюкана, целлюлозы, пектинов) либо подготовки их к действию вышеописанных ферментов.
- Протосубтилин («П») - для расщепления растительных белков, что приводит к более активной работе дрожжей
Таким образом, минимально необходимые ферменты при осахаривании - это Амилосубтилин и Глюкаваморин. ЦеллоЛюкс-А и Протосубтилин выполняют дополнительное осахаривание и подготовку к брожению.
2. Дозировка различных ферментов
Множество вопросов вызывает расчет дозировки ферментных препаратов. Обычно производитель или продавец указывают активность сухих ферментов в активных единицах на грамм фермента. Также существуют рекомендации от производителя по дозировке активных единиц ферментов на грамм вещества подвергающегося обработке. Причем в зависимости от тех. процесса количество ферментов может варьироваться от минимального до максимального. При помощи этого числа, а также с использованием таблиц по содержанию крахмала, белка и НПС (некрахмалистых полисахаридов) можно высчитать эталонную дозу каждого фермента на килограмм сырья.
Формула для расчета количества ферментов на килограмм сырья выглядит следующим образом:
Доза фермента (грамм) = (P*R*10)/A
- P - процент содержания вещества, подвергающегося обработке (например, крахмал)
- R - рекомендованная дозировка активных единиц
- А - активность препарата в единицах на грамм
Стоит добавить, что для некоторых типов сырья (рожь) и ферментов с истекшим или подходящим к концу сроку годности требуется увеличение дозы ферментов на 15-25%. Так как в домашних условиях рассчитывать точную дозировку препаратов практически нет смысла, то можно допустить некоторые упрощения в методике расчета, взяв максимально рекомендуемые значения.
В таблице приведен расчет дозировки ферментов на один 1 кг сырья:
Расход фермента в граммах на 1 кг сырья |
|||||||
| Сырье | Крахмал | Белок | Целлюлоза | А-1500 ед/г | Г-3000 ед/г | Ц-2000 ед/г | П-120 ед/г |
| Пшеница | 56 | 16 | 6 | 0,75 | 1,16 | 0,90 | 4,38 |
| Ячмень (шелушеный) | 49 | 13 | 7 | 0,65 | 1,01 | 1,05 | 3,79 |
| Кукуруза | 68 | 7 | 3 | 0,91 | 1,41 | 0,45 | 2,04 |
| Рожь | 50 | 15 | 2 | 0,67 | 1,03 | 0,30 | 4,38 |
| Тритикале | 53 | 13 | 2 | 0,71 | 1,10 | 0,30 | 3,79 |
| Просо | 51 | 13 | 8 | 0,68 | 1,05 | 1,20 | 3,79 |
| Овес (шелушеный) | 37 | 13 | 10 | 0,49 | 0,76 | 1,50 | 3,79 |
| Картофель | 18 | 2 | 2 | 0,24 | 0,37 | 0,30 | 0,58 |
| Рис | 73 | 8 | н/д | 0,97 | 1,51 | 2,33 | |
| Гречиха | 64 | 12 | н/д | 0,85 | 1,32 | 3,50 | |
| Горох | 59 | 29 | н/д | 0,79 | 1,22 | 8,46 | |
Активность: | 1500 | 3000 | 3000 | 120 | |||
Норма расхода ед: | 2 | 6,2 | 30 | 3,5 | |||
Нарушения в дозировке препаратов в меньшую сторону могут сказаться на сроках работы ферментов и полноте переработки сырья. При этом от незначительного превышения дозировки негативных последствий не замечено (кроме перерасхода).
Таким образом, универсальным рецептом будет использование на 1 кг сырья:
- 1 грамм - Амилосубтилин ГЗх 1500
- 1.5-2 грамм - Глюкаваморин ГЗх 3000
- 1 грамм - ЦеллоЛюкс-А 2000
- 4-5 грамм - Протосубтилин 120
3. Типы осахаривания, их преимущества и недостатки
Сейчас в домашнем винокурении пользуются популярностью две различных технологии осахаривания - горячее и холодное, названные так из-за разных температур, при которых происходит гидролиз крахмала. При горячем осахаривании сырье нагревается до температур в 50-70°С и в таком состоянии подвергается воздействию ферментов в течение 10-20 часов. При этом минимален риск заражения сусла, максимально эффективно действуют ферменты, но этот способ требует больших усилий.
При холодном осахаривании с использованием ферментов процесс протекает при температурах, близких к 30°С и с одновременным брожением. Этот способ менее трудозатратный, но более долгий, и имеет больший риск скисания браги. На графиках представлена зависимость активности ферментов от температуры с течением времени:
| Кривые гидролиза Амилосубтилином зерновых замесов при разных температурах (1 ед/г крахмала) | Кривые гидролиза Глюкаваморином зерновых замесов при разных температурах (5 ед/г крахмала) |
Диапазон эффективного действия фермента Амилосубтилин соответствует области рН 5,0-8,0 и температуре 50-75°С. Для фермента Глюкаваморин эффективное действие лежит в следующих пределах: рН 3,0-6,5 и температуры 30-60°С.
Стоит добавить, что существует множество промежуточных способов между горячим и холодным осахариванием, применение которых во многих случаях может быть оправдано конкретными условиями, доступностью компонентов, затрачиваемым временем и другими факторами.
3.1 Горячее осахаривание (ГОС)
Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г:
- Подготовить горячую (кипящую) воду из расчета ~6.5 литров воды на 1 кг крахмала в сырье (для круп или дробленки).
- В горячую воду добавляется сырье с постоянным перемешиванием. Для перемешивания удобно использовать шуруповерт или низкооборотистую дрель с насадкой для перемешивания строительных смесей - “миксер”. При этом для того, чтобы избежать комков, сыпать лучше всего прямо на вращающуюся в воде насадку.
- При остывании смеси до 75°С вносится половина дозы фермента Амилосубтилин. Перед внесением его можно растворить теплой питьевой водой в отношении 1/10.
- Далее сусло перемешивается с кашеобразного до жидкого состояния или в течение примерно 30 мин.
- Суслу дают остыть до 56-58°С и вносят оставшуюся часть фермента Амилосубтилин и фермент Глюкаваморин, затем тщательно перемешивают “миксером”. Время работы ферментов на этом этапе составит около 1.5-2 часов.
- После окончания процесса осахаривания суслу нужно дать остыть до температуры около 30°С. Для того, чтобы сусло не “заразилось” во время остывания, желательно герметично закрыть емкость с ним.
- Сусло переливается в емкость для брожения (предварительно продезинфицированную), и в него вносятся дрожжи с дозировкой 2-3 грамм сухих или 10-15 грамм прессованных на килограмм сырья. Брожение происходит под гидрозатвором.
Активная фаза брожения будет продолжатся около 3-4 дней, затем брагу нужно периодически взбалтывать, не открывая бродильную ёмкость.
3.2 Холодное осахаривание (ХОС)
Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г без заваривания:
- Сырье желательно раздробить и обязательно очистить от плевел, если они есть.
- Подготовить воду температурой около 35°С из расчета ~6.5 литров воды на 1 килограмм крахмала в сырье (для круп или дробленки). Стоит учесть, что ёмкость для брожения нежелательно заполнять брагой более, чем на 7/10 объема.
- В ёмкость для брожения вливается половина заготовленной воды.
- Для снижения вероятности заражения сусла обязательно рекомендуется в воду добавить антибиотик - доксициклин (1 капсула на 20 литров браги).
- Кислотность регулируется в пределах 5-5.5 pH ортофосфорной, серной или лимонной кислотами.
- Далее в ёмкость вносятся ферменты Амилосубтилин и Глюкаваморин, согласно дозировке на килограмм крахмала в сырье.
- Если есть, то можно добавить пеногаситель софэксил - 1 мл на 20 литров затора
- Вносится сырье, затем все перемешивается
- Добавляются дрожжи в соответствии с рекомендациями производителя (10 грамм сухих дрожжей на 4-5 литров браги).
- Добавляется оставшаяся часть воды.
Брожение происходит под гидрозатвором с периодическим помешиванием-взбалтываем (без нарушения герметичности). Процесс брожения занимает от полутора до трех недель. Готовность к перегонке контролируется по появлению пленки на поверхности браги. Появление пленки - это признак того, что брага начинает скисать и ее нужно тут же перегонять. В идеале следует перегонять брагу незадолго до появления пленки.
Горячее осахаривание - это… Хотя нет, давайте начнём с другого. Если вы хоть раз заходили на форумы или группы самогонщиков в соц. сетях, то 100% часто встречали аббревиатуры ГОС и ХОС. ГОС - это горячее осахаривание, а ХОС - холодное. И тот и другой способ используется в винокурении, а также в пивоварении, да и выполняют одни и те же функции.
Само по себе осахаривание - это процесс, благодаря которому происходит расщепление крахмала до простых сахаров. Горячее осахаривание производится с помощью естественных ферментов при температурном воздействии.
Так каков же сам по себе процесс горячего осахаривания?
Нам понадобится солод! Солод может быть как зелёным, так и белым.
Зелёный солод - зерно только что давшее ростки нужной длины. Хранится он совсем немного - до трёх дней. Если злак высушить, то получится уже белый солод - его можно гораздо дольше хранить. С процедурой горячего осахаривания одинаково справляются оба этих вида.
Преимущество горячего осахаривания - малые затраты времени. Для получения сахара требуется всего несколько часов и брага отыгрывает гораздо быстрее, чем при ХОС.
Но недостатки у горячего осахаривания тоже имеются:
- Из-за использования высоких температур есть риск пригорания сырья.
- При горячем осахаривании нужно поддерживать постоянную температуру в течение нескольких часов, а дома это делать достаточно сложно.
- Готовое сусло может очень быстро скиснуть.
Технология горячего осахаривания солодом:
- Залить водой (50-55 градусов) крупу или муку, чтобы не образовывались комки - непрерывно помешивать. Рассчитывать количество воды исходя из пропорций: 4-5 литров воды на 1 кг сырья.
Ёмкость не должна быть заполнена более, чем на 75%. - Температуру поднимаем до 60 градусов и поддерживаем на протяжении 15 минут.
- Доводим массу до кипения и варим порядка двух часов до однородной кашицы.
- Полученную кашу охлаждаем, до 65-70 градусов и добавляем в неё измельчённый солод из пропорции 150 грамм солода на 1 кг сырья, постоянно перемешиваем.
- Как только температура упадёт до 62-65 градусов - закрываем варочную ёмкость крышкой и укутываем одеялом для сохранения тепла. Эту температуру нужно поддержать 2-4 часа., причём первую половину этого периода - перемешивать содержимое ёмкости.
- После этого пускайте это сырьё в производство как можно скорее, чтобы оно не скисло.
При нарушении температурного режима горячее осахаривание не удастся или получится неполным. По завершении не забудьте провести йодную пробу.