Введение
Обзор литературы 9
1.1 Характеристика зерна - основного сырья для производства спирта 9
1.2 Влияние способов деструкции на качественный состав зернового сусла и выход спирта 11
1.2.1 Механохимическая деструкция зерна 11
1.2.2 Термическая деструкция 14
1.2.3 Ферментативная деструкция 17
1.3 Вязкостные характеристики зерновых замесов при водно-тепловой подготовке 24
1.4 Превращение веществ и изменение свойств сырья при разваривании 26
1.5 Протеолитические ферменты. Характеристика отдельных типов протеаз 28
1.5.4 Факторы, влияющие на процесс протеолитического действия 30
1.6 Применение протеолитических ферментов в спиртовой промышленности 32
1.7 Роль аминокислот в процессе брожения 36
1.8 Влияние протеолитических ферментов на выход спирта и образование побочных продуктов 40
Глава 2. Материалы и методы исследований 42
2.1 Объекты исследований 42
2.2 Определение глюкоамилазной активности 44
2.3 Определение амилолитической активности 46
2.4 Определение протеолитической активности 46
2.5 Определение растворимых сбраживаемых углеводов в полупродуктах из крахмального сырья 47
2.6 Определение суммарного содержания сбраживаемых углеводов и нерастворенного крахмала 47
2.7 Определение массовой доли белка 47
2.8 Определение белка по биуретовой реакции 48
2.9 Определение активной кислотности 49
2.10 Определение редуцирующих веществ методом Шомодьи-Нельсона 49
2.11 Определение содержания аминного азота с нингидриновым реактивом 49
2.12 Определение аминокислотного состава 50
2.13 Определение углеводов методом тонкослойной хроматографии 50
2.14 Определение вязкости на лабораторной установке 51
2.15 Методика хроматографического анализа на содержание этилового спирта и примесей в зрелой бражке 53
Глава 3. Выбор ферментных препаратов протеаз эффективно воздействующих на белковый комплекс зерна 55
3.1 Выбор протеолитического ферментного препарата для эффективной деструкции белкового комплекса зернового замеса 55
3.2 Очистка протеолитического ферментного препарата 57
3.3 Определение молекулярной массы протеолитического ферментного препарата 58
3.4 Влияние рН и температуры на активность и стабильность фермента 60
3.5 Оптимизация условий гидролиза белкового комплекса пшеничного замеса 67
Выводы 76
Глава 4. Применение протеолитического ферментного препарата на стадии водно-тепловой обработки 77
4.1 Изучение вязкостных характеристик зерновых замесов 77
4.2 Реологические свойства замесов при затирании 78
4.2.1 Изменение вязкости зерновых замесов в зависимости от различного фракционного состава 78
4.2.2 Изучение изменения клейстеризации крахмала зерна в зависимости от температуры при различных гидромодулях 80
4.2.3 Разжижение замесов амилолитическими ферментами 81
4.2.4 Изменение вязкости зерновых замесов при различной скорости нагрева 82
4.2.5 Изменение вязкости зерновых замесов при внесении протеолитических ферментов 83
4.2.6 Изменение вязкости зернового замеса при совместном использовании а - амилазы и протеазы 85
4.2.7 Исследование изменения углеводного состава зернового замеса в процессе водно-тепловой обработки 86
4.3 Определение удельных затрат на деструкцию крахмала в процессе водно-тепловой обработки 89
Выводы 97
Глава 5. Исследование влияния протеолитического ферментного препарата на процесс осахаривания и спиртового брожения 98
5.1 Влияние протеолитического ферментного препарата на процесс осахаривания зернового сусла 98
5.2 Влияние протеолитического ферментного препарата на накопление растворимых сбраживаемых углеводов 101
5.3 Влияние сбалансированного состава зернового сусла на процесс биосинтеза дрожжевой биомассы 102
5.3.1 Влияние аминного азота на процесс биосинтеза дрожжевой биомассы 102
5.3.2 Влияние ионов фосфора на процесс биосинтеза дрожжевой биомассы 104
5.3.3 Влияние неорганического азота на процесс биосинтеза дрожжевой биомассы 105
5.3.4 Влияние количества засевных дрожжей на процесс брожения 109
5.4 Влияние продуктов протеолиза белкового комплекса на процесс брожения спиртового сусла 110
5.5 Влияние протеолитического ферментного препарата на выход и состав этилового спирта 115
Выводы 117
Глава 6. Математическая модель деструкции зернового сырья под действием амилолитических и протеолитических ферментных препаратов 118
6.1. Выбор путей синтеза модели 118
6.2. Вывод основных уравнений математической модели 121
6.3 Анализ численного эксперимента 131
Выводы 136
Основные результаты и выводы 137
Литература 138
Приложение 149
