Технология производства виски

Осахаривающая способность  обусловлена содержанием фермента α-амилазы,  декстринирующая - β-амилаза, декстринолитическая – декстринофосфатазы. В связи с этим режим приготовления солода разработан так, чтобы накопить при проращивании в зерне возможно большее количество амилолитических ферментов: α-амилаза, β-амилаза, декстринофосфатазы. Некоторые спиртовые заводы применяют солод и для дополнительного питания дрожжей [6].

 

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

23

 

 

ВР – БИО – НГТУ – 08БИО – 000 – 12

Подготовка сырья

Приготовление сусла

Брожение (ферментация)

Дистилляция

Фильтрация и смягчение  углем

Выдержка и купажирование

Фасовка и упаковка

Готовая продукция поступает  на склад

 

 

 

Рисунок 9 – Технологическая  схема производства виски Jack Daniel’s

 Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

24

 

 

ВР – БИО – НГТУ – 08БИО – 000 – 12

Процесс соложения подразделяется на 4 стадии: очистка и сортировка зерна,  замачивание, проращивание и высушивание.

1. Очистка и сортировка зерна

Для очистки зерна от зерновых и сорных примесей с целью повышения  его качества применяют зерновой и магнитный сепараторы и триер. Зерновой сепаратор очищает зерно от примесей, отличающихся от него по ширине, толщине и плотности. Основными частями сепаратора являются вентилятор и три сита с отверстиями различного диаметра (первое – 10-12 мм, второе – 4-5 мм, третье – 1,5-2 мм). На верхнем сите задерживаются самые крупные примеси, на среднем – все примеси, которые крупнее зерна, через третье – просыпаются мелкие примеси. При входе в сепаратор струей воздуха, которая создается вентилятором, уносятся легкие примеси: пыль, солома, шелуха.

Металлические примеси удаляются  магнитным сепаратором. Магнитные  сепараторы бывают с постоянными  магнитами и электромагнитами. Очистка  зерна на триере предназначена для  отделения зерен различной длинны.

Сортировка зерна по величине на крупные и мелкие зерна осуществляется с помощью специальных сит. Это  имеет большое значение при замочке  зерна, так как мелкие зерна быстрее увлажняются, а крупные не успевают за то же время быть увлажнены. При разделении зерна на три сорта применяют сита с отверстиями 2,2 и 2,5 мм. При разделении на четыре сорта – сита с отверстиями 2,2 – третий сорт, 2,5 – второй сорт и 2,8 – первый сорт. Используют для замачивания только первые и вторые сорта зерна [5].

2. Замачивание зерна

Замачивание обеспечивает насыщение  зерна водой, а так же насыщение  кислородом воздуха, промывку и его  дезинфекцию.

Исходная влажность зерна  составляет 14 -15 %, а влажность замоченного  зерна должна быть 42 – 45 %. Влага в  первую очередь проникает в зерно  со стороны зародыша, где мякинная оболочка открыта. По всей поверхности  вода проникает в незначительном количестве. С повышением влажности  начинается жизнедеятельность зародыша и связанный с ней процесс  дыхания. Для нормального дыхания  зерно нуждается в постоянном контакте с кислородом воздуха. При  недостатке кислорода наступает  интрамолекулярное дыхание, продукты которого угнетают нормальную жизнедеятельность  зерна. Накопляющийся углекислый газ  при дыхании растворяется в воде и по мере повышения его концентрации он угнетающе действует на жизненные процессы в зерне. Поэтому для правильного замачивания и обеспечения нормального прорастания зерна его необходимо в достаточной мере насыщать водой и воздухом.

В воде с температурой 20 ۫С зерно замачивается почти в два раза быстрее, чем в воде с температурой 10  ۫С. Мелкое зерно также быстрее замачивается, чем крупное при тех же условиях. Время замачивания также зависит и от разных партий зерна, полученных с разных полей [5].

Скорость замочки зерна  также зависит от химического  состава воды. Для замачивания  может использоваться вода с жесткостью не более 7 мг-экв/л.

Различные культуры зерна  замачиваются разное время. Одинаковая степень замочки достигается  при температуре воды 10 – 13 ۫С у ячменя за 2 суток, у ржи за 1 сутки. С повышением влажности зерна создаются условия на его поверхности для развития микроорганизмов. Поэтому в начале замочки зерно тщательно моют и промывную воду удаляют. Кроме этого в промывную воду добавляют после промывки антисептирующие вещества для подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Некоторые из дезинфицирующих веществ оказывают стимулирующее действие на жизнедеятельность зерна, например, насыщенный раствор хлорной извести, разбавленный водой в 8 раз; насыщенный раствор извести, разбавленный в 4 раза, слабый раствор марганцовокислого калия. В процессе замочки зерно набухает и его объем увеличивается в 1,4 – 1,45 раза. Зародышевый листок и корешок развиваются, и к концу замачивания выходят наружу. Зерно «наклевывается», появляется «глазок».

 Способы замачивания

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

25

 

 

ВР – БИО – НГТУ – 08БИО – 000 – 12

Замочку зерна производят в замочных чанах. Они изготавливаются  цилиндрической формы. В конической части чана расположены горизонтальные кольцеобразные трубы (барботер), по всей длине которых имеются отверстия, диаметр которых 2 – 3 мм. В барботер подводится сжатый воздух, который входит через отверстия в виде мелких пузырьков и насыщает кислородом зерно, находящееся в чане. Вода подводится в чан как сверху, так и снизу. Во время промывки зерна воду подают в нижнюю часть, а для замочки – в верхнюю, в которой имеется сливная коробка, снабженная решеткой. При промывке зерна через коробку стекает грязная вода и удаляются легкие всплывшие и щуплые зерна (сплав). Замоченное зерно выгружается через вентиль, находящийся в нижней части чана.

Существует несколько  способов замочки зерна, наиболее распространенные из которых: воздушно-водяной, замачивание в непрерывном токе воды  и воздуха и оросительная замочка [5].

Замачивание зерна для виски производят воздушно-водяным способом при 13 – 15 ºС. Ячмень замачивают 2-3 раза, а рожь  - 1 -2 раза. Длительность нахождения под водой при каждом замачивании составляет 3-4 часа. После каждого замачивания воду с чана сливают, и зерно оставляют в замочном чане на 2-3 часа. Замачивание прекращают при достижении влажности зерна 38-40 %.

Определение степени замачивания  зерна

Конец замачивания определяют по следующим признакам. При сдавливании  кончиков зерна не должен ощущаться  укол. Если сдавить зерно и поднести к уху, то слышится характерный треск. При разрезании зерна поперек  внутри должна быть видна небольшая  белая точка незамоченного эндосперма. Если её нет, то зерно является перемоченным.

Более точно степень замачивания  определяется взвешиванием навески  зерна до и после замачивания. Для этого навеску зерна помещают в небольшой металлический дырчатый стаканчик, подвешивают в замочном чане вместе со всем количеством зерна. При увеличении массы зерна в  стаканчике, после замачивания рассчитывают влажность его в процентах. Степень замачивания для светлого солода 41 – 43 %,  для темного солода 44 – 47 %.

Зерно лучше не домочить, чем перемочить. Недомоченное зерно  можно дополнительно увлажнить  в солодовне, а влажность перемоченного  понизить невозможно. Перемоченное зерно плохо прорастает, наблюдается образование большого количества не проросшего солода, повышается его кислотность [6]. 

3. Проращивание зерна:

После достижения в зерне  необходимой влажности оно поступает  на проращивание. Основная цель проращивания – накопление в зерне ферментов  необходимых для производства.

Морфологические и физико-биохимические  процессы солодоращения

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

26

 

 

ВР – БИО – НГТУ – 08БИО – 000 – 12

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 составляет полуторной длины самого зерна, а листок растет под оболочкой и достигает ¾ длины зерна. При своем развитии зародыш может усваивать питательные вещества только в растворимой форме. В зародыше содержится небольшое количество растворимых углеводов, белковых веществ и минеральных солей. При замачивании эти вещества растворяются в воде и используются зародышем для жизнедеятельности. Однако растворимых веществ в зародыше 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 различные ферменты. Из них в бродильных производствах наибольшее значение имеют амилолитические ферменты, декстринофосфотаза, гемицеллюлазы, фосфотазы, протеолитические ферменты, окислительно–восстановительные ферменты. Ферменты накапливаются в клетках зародыша и ростка. 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 протолитических ферментов называется растворением эндосперма. Процесс растворения начинается у эндосперма и постепенно распространяется по всему мучному телу к кончику зерна. В результате растворения мучнистое тело солода становится мягким и легко растирается между пальцами [5].

Под действием ферментов  кислотность зерна при солодоращении  повышается. Этому способствуют ферменты группы фосфатаз, из которых основное значение имеет фермент Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

27

 

 

ВР – БИО – НГТУ – 08БИО – 000 – 12

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. 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. 

С₆ Н₁₂О₆ + 6 О₂          6 СО₂ + 6 Н₂О + 2796 кДж.

На дыхание расходуется 6 – 7% углеводов от количества сухих  веществ зерна (потери при  дыхни) [5].

 Способы проращивания

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

Замоченное зерно выгружают  из замочного чана на ток и складывают в ворох высотой 60- 70 см. Когда  температура достигнет 23-24ºС, зерно  перелопачивают и складывают в грядку высотой 40 см. В процессе проращивания температуру солода регулируют высотой  грядки и перелопачиванием, чтобы  первые двое суток она поддерживалась 19-20ºС, постепенно снижаясь к концу  проращивания до 13-14ºС. Длительность проращивания ячменя 10-12 суток, ржи 7-8 суток.

Изм.

Лист