Введение
1 Обзор литературы 15
1.1. Научно-практические аспекты переработки крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве 15
1.1.1 Химический состав зерна и его анатомических частей 15
1.1.1.1 Структура и свойства зерновых крахмалов 16
1.1.1.2 Физико-химические свойства и структурные особенности белков пшеницы, ржи, ячменя 19
1.1.2 Способы целенаправленного изменения технологических свойств зерна 21
1.1.2.1 Теоретические основы ИК-обработки материалов 24
1.1. 2.2 Практическое использование ИК-обработки зерна 25
1.1.3 Современные тенденции переработки зерна в спиртовом производстве 27
1.1.3.1 Перспективные однопродуктовые схемы переработки зерна 28
1.1.3.1.1 Режимы механико-ферментативной обработки сырья 33
1.1.3.2 Многопродуктовые схемы переработки зерна 35
1.1.3.3 Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания сусла 39
1.1.3.3.1 Характеристика спиртовых дрожжей, применяемых в спиртовом производстве 40
1.1.3.3.2 Факторы, влияющие на образование примесей при брожении 42
Заключение по литературному обзору раздела 1.1 44
1.2. Научно-практические аспекты переработки инулинсодержащего сырья в спиртовом производстве 47
1.2.1 Факторы, определяющие перспективность использования топинамбура в технологии этанола 47
1.2.2. Биохимический состав клубней топинамбура 48
1.2.2.1 Характеристика углеводного комплекса 49
1.2.2.1.1 Фруктозаны топинамбура 49
1.2.2.1.2 Пектиновые вещества 51
1.2.2.2 Ферментный комплекс топинамбура 52
1.2.3 Хранение топинамбура 54
1.2.3.1 Изменения в углеводном комплексе топинамбура при хранении 54
1.2.4 Сравнительная характеристика способов подготовки топинамбура к сбраживанию 56
1.2.4.1 Ферментативный гидролиз инулина топинамбура 57
1.2.5 Ферментативный гидролиз пектиновых веществ растительного сырья 59
1.2.6 Сбраживание сусла из топинамбура 62
1.2.6.1 Использование различных рас дрожжей и других микроорганизмов для сбраживания сусла из топинамбура 62
1.2.6.2 Технологические режимы сбраживания 64
Заключение по обзору литературы раздела 1.2 65
2 Экспериментальная часть 67
2.1 Материалы, методы исследований, использованное оборудование 67
2.1.1 Материалы 67
2.1.2 Методы исследований 70
2.1.3 Использованное оборудование 79
2.2 Результаты исследований и их обсуждение 81
2.2.1 Обоснование выбора основных направлений исследований 81
2.2.2 Современные подходы в оценке технологических свойств основного сырья и осахаривающих материалов спиртовой отрасли 88
2.2.2.1 Реологические характеристики 89
2.2.2.1.1 Сравнительная характеристика методов оценки прочностных свойств зерна 90
2.2.2.1.2 Исследование реологического поведения замесов 95
2.2.2.1.3 Оценка действия ферментных препаратов с термо стабильной а-амилазой на основе реологических характеристик замесов 98
2.2.3 Разработка комплексной технологии этанола и кормопродукта на основе биотехнологической предобработки зерна 104
2.2.3.1 Механические методы выделения дифференцированных фракций зерна 104
2.2.3.2 Выделение дифференцированных фракций после изменения реологических свойств зерна 108
2.2.3.3 Получение и сбраживание сусла из зерна, прошедшего стадию биотехнологической обработки 115
2.2.3.4 Разработка технологической схемы производства, нормативной документации. Расчет экономической эффективности 120
2.2.4 Разработка комплексной технологии переработки зерна на этиловый спирт и пищевые белковые продукты 124
2.2.4.1 Химический состав дифференцированных фракций зерна 124
2.2.4.2 Технологические параметры выделения белков из дифференцированных фракций 126
2.2.4.3 Получение белковых композитов из дифференцированных фракций зерновых культур 131
2.2.4.4 Биологическая ценность и функциональные свойства белковых продуктов 133
2.2.4.5 Химический состав вторичных продуктов производства белковых препаратов (композитов) 135
2.2.4.6 Получение и сбраживание сусла с использованием вторичных продуктов от производства пищевого белка 142
2.2.4.6.1 Активная кислотность сусла 142
2.2.4.6.2 Влияние химического состава вторичных продуктов от производства белка на показатели качества сусла 143
2.2.4.6.3 Исследование процесса сбраживания сусла, полученного с использованием крахмало-белкового продукта и сыворотки 147
2.2.4.7 Разработка технологической схемы производства, нормативной документации. Расчет экономической эффективности 150
2.2.5 Разработка ресурсосберегающей технологии этанола на основе ИК-обработки зерна 154
2.2 5 1 Целенаправленное изменение технологических свойств зерна при ИК-обработке 154
2.2.5.1.1 Влияние режимов ИК-обработки на биохимические характеристики зерна 156
2.2.5.1.2 Влияние режимов ИК-обработки на его реологические характеристики зерна. Разработка реологической модели 161
2.2.5.1.3 Влияние режимов ИК-обработки на микробиологические характеристики зерна 175
2.2.5.1.4 Выбор оптимальных режимов ИК-обработки пшеницы и ржи 179
2.2.5.2 Режимы и технологические параметры получения осахаренного сусла из ИК-обработанного зерна пшеницы 180
2.2.5.3 Режимы и технологические параметры сбраживания сусла, полученного из ИК-обработанного зерна пшеницы 184
2.2.5.3.1 Исследования кислотности сусла и бражки 184
2.2.5.3.2 Факторы, влияющие на процесс сбраживания сусла 185
2.2.5.4 Разработка технологической схемы производства, нормативной документации. Расчет экономической эффективности 189
2.2.6 Научные разработки и технические решения к созданию высокоэффективных технологий переработки инулинсодержащего сырья в спиртовой отрасли 193
2.2.6.1 Исследование фруктозано-пектиназного комплекса топинамбура 193
2.2.6.1.1 Анализ фракционного состава фруктозанов 195
2.2.6.1.2 Определение содержания и изучение свойств пектина и протопектина 196
2.2.6.1.3 Характеристика ферментного комплекса топинамбура 200
2.2.6.2 Разработка ресурсосберегающей технологии этанола из топинамбура 206
2.2.6.2.1 Сравнительная характеристика способов подготовки топинамбура к сбраживанию 206
2.2.6.2.2 Исследование процесса гидролиза фруктозанов топинамбура под действием собсвенных гидролаз сырья 211
2.2.6.2.3 Влияние способов асептирования на микробиологическую чистоту сусла и физиологическое состояние спиртовых дрожжей 213
2.2.6.2.4 Исследование процесса сбраживания сусла из топинамбура 216
2.2.6.2.5 Разработка технологической схемы производства, нормативной документации. Расчет экономической эффективности 224
2.2.6.3 Технологические аспекты создания комплексных технологий переработки топинамбура в спиртовой отрасли 227
2.2.6.3.1 Разработка общей схемы исследований и выбор оптимального варианта получения осветленного сусла из топинамбура 227
2.2.6.3.2 Применение препаратов протеолитического и цитолитического действия в технологии этанола из топинамбура 230
2.2.6.3.3 Оптимизация технологических режимов получения осветленного осахаренного сусла из топинамбура 234
Выводы 235
Список литературы 238
Приложения 279
