И.С. Игнатенко, С.Ю. Козяева, А.С. Казакова

Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия, г. Зерноград, Россия

Введение.

Сегодня пивоваренная промышленность России - динамично развивающаяся отрасль, занимающая важную роль в экономике государства [8]. Ячменный солод является незаменимым компонентом в пищевой и вкусовой отрасли производства. Он незаменим в пивоварении и винокурении, в хлебопечении и в производстве дрожжей, его используют для приготовления кваса и во многих других отраслях производства. Солод - продукт искусственного проращивания зерен злаков, содержащий активные вещества - ферменты. Эти вещества определяют способность солода расщеплять (осахаривать) крахмал на простые сахара, которые затем превращаются дрожжами в спирт. Ячмень осолаживают, главным образом, для того, чтобы получить или активировать ферментные системы (в основном амилазы), которые важны для последующего использования солода [2].

Так как в основе получения солода лежит проращивание семян ячменя до определенной стадии, то если синхронизировать прорастание семян ячменя, все проростки будут находиться на одной стадии развития, а качество и выход солода повысятся. Ранее нами было показано, что предобработка семян физическим фактором не только увеличивает всхожесть, но и синхронизирует прорастание семян, а также ускоряет нарастание активности фермента амилазы в индивидуальном семени [4].

В связи с этим целью исследований явилась разработка способа увеличения выхода солода из прорастающих семян ячменя и сокращения при этом сроков проращивания семян.

Объектом исследования служили семена ярового ячменя Зерноградец 770, который внесен в Госреестр селекционных достижений как пивоваренный и ценный по крупяным качествам.

Методика.

Семена ячменя проращивали в растильнях на фильтровальной бумаге и в рулонах по ГОСТ-12038-84 на дистиллированной воде при +200С в течение 7 суток [5]. Энергию прорастания семян в оптимальных условиях определяли на третьи сутки после посева, всхожесть -на седьмые согласно ГОСТу 12038-84. Повторность опыта 4-кратная. Суммарную активность амилазы определяли путем выделения амилаз раствором NaCl, инкубацию их со стандартным раствором крахмала в течение заданного промежутка времени и колориметрическим определением негидролизованного амилазами остаточного крахмала [7]. Повторность опыта 2-кратная. Предпосевную обработку семян в электромагнитном поле переменной частоты (ЭМП ПЧ) проводили на экспериментальной установке [3]. Проращивание солода и определение его основных показателей качества проводили согласно ГОСТу - 29294-92 [6].

Результаты.

Качество солода зависит от жизнеспособности зародышей (и от синтеза гибберелловой кислоты): чем ниже всхожесть, тем хуже солод [1]. Следовательно, воздействие физических факторов, способствующих повышению энергии прорастания и всхожести, может дать положительный эффект при солодоращении. В связи с этим мы применили обработку семян физическим фактором, а затем определили энергию прорастания и всхожесть (таблица 1).

Энергия прорастания предварительно обработанных семян составила 70%, что в 1,3 раза выше в сравнении с контрольным вариантом. В связи с этим показатель всхожести в условиях обработки имеет более высокое значение и составляет 97%.

Таблица 1 - Всхожесть и энергия прорастания семян ярового ячменя сорта Зерноградец 770

Вариант	Энергия прорастания, % от всхожих семян	Всхожесть, %
Контроль	56,0	94,0
ЭМП ПЧ	70,0	97,0

При проращивании в зерне происходят сложные биохимические процессы, в результате чего образуются активные ферменты, наличие которых определяет высокую ценность солода для приготовления спирта из крахмального сырья.

В связи с этим нами также были проведены исследования изменения суммарной активности амилазы в течение 10 суток при проращивании семян при +200С и +150С. Суммарная активность амилазы семян, прорастающих при температуре +200С (при этой температуре определяют всхожесть семян согласно ГОСТу, резко возрастает в первые 5 суток проращивания, остается на одном уровне на 5-8 сутки, резко возрастает на 9 сутки, а затем снижается на 10 сутки проращивания (рисунок 1А).

Влияние предобработки семян физическим фактором проявляется на 3 сутки. Наибольшие расхождения с контролем наблюдаются на 5-8 сутки прорастания. Таким образом, предобработка семян приводит к повышению активности амилазы даже при повышенной температуре проращивания.

При получении солода семена проращивают при пониженных температурах (15-17єС). Изменение активности амилазы прорастающих семян ячменя при температуре +15єС носит иной характер: активность фермента возрастает на протяжении всего периода солодоращения (рисунок 1Б). Превышение активности амилазы обработанных ЭМП ПЧ семян по сравнению с контролем отмечается уже на 2 сутки прорастания.
Рис.1 (См. печатную версию ВЕСТНИК МичГАУ) - Суммарная активность амилазы при прорастании семян ярового ячменя сорта Зерноградец 770 в условиях: А - оптимальной и Б - пониженной температуры.

Предобработка семян физическим фактором приводит к повышению активности фермента на 10% . Таким образом, обработка семян перед закладкой на проращивание позволяет получить материал с повышенной амилолитической активностью даже при пониженных температурах.
Ощутимую экономическую выгоду при получении солода можно получить за счет увеличения выхода солода, повышения его качества, что приведет к уменьшению его расходования в процессе пивоварения, и сокращения сроков солодоращения. В связи с этим мы проращивали семена при температуре +15єС, а затем на 7, 8, 9 и 10 сутки отбирали пробы, высушивали и получали солод. Таким образом, мы смогли оценить солод, полученный за разное время проращивания семян.

При изучении активности амилолитического комплекса на 7, 8, 9 и 10 сутки нами были получены интересные результаты (рисунок 2).
Рис. 2 (См. печатную версию ВЕСТНИК МичГАУ) - Активность амилазы солода при проращивании семян ярового ячменя сорта
Зерноградец 770.

Суммарная активность амилазы в солоде, полученном из необработанных семян ярового ячменя, сохраняется на одном уровне на 7, 8, 9 сутки, а на 10 сутки уже снижается. Следовательно, проращивать необработанные семена ярового ячменя сорта Зерноградец 770 для получения солода целесообразно не более 9 суток. При проращивании семян ярового ячменя в условиях предварительной обработки электромагнитным полем наблюдается аналогичная закономерность снижения активности фермента в солоде после 9 суток. Таким образом, вне зависимости от условий проращивания семян, ращение солода следует проводить в течение 9 суток. Однако активность амилазы в солоде, полученном из предварительно обработанных семян, имеет более высокие значения в сравнении с контрольным вариантом. На 7 сутки солод имеет активность амилазы выше, чем в контроле, на 50%. Наибольшие различия наблюдаются в общей активности фермента на 9 сутки, где расхождения в опыте в сравнении с вариантом без обработки достигают 2,2 раза.

Нами было выявлено, что применение предложенного способа обработки семян приводит к синхронизации их прорастания и позволяет получить солод более высокого качества за короткий срок проращивания (за 7 и 8 суток) и очень высокого качества (активность фермента составляет 220%) за 9 суток.

Согласно ГОСТ29294-92 качество солода оценивается по ряду параметров, которые должны находиться в определенных пределах. В связи с этим мы провели оценку качества солода, полученного на 7 - 10 сутки из обработанных и необработанных семян. По основным параметрам качества солод, полученный из обработанных и контрольных семян ярового ячменя сорта Зерноградец 770, соответствует ГОСТу (таблица 2), но качество солода, полученного из обработанных семян, по массовой доли экстракта в сухом веществе, кислотности, а особенно по продолжительности осахаривания превосходит контрольный вариант.

Таблица 2 - Основные показатели качества солода, полученного из семян сорта ярового ячменя Зерноградец 770

Показатель	Сутки от замачивания семян
	7		8		9		10
	К	ЭМП ПЧ	К	ЭМП ПЧ	К	ЭМП ПЧ	К	ЭМП ПЧ
Массовая доля влаги, %	6,2	6,0	6,1	6,0	6,0	6,0	6,2	6,2
Массовая   доля   экстракта   в сухом веществе солода тонко­го помола, %	76,5	77	76	77	76	76,5	76	76
Массовая доля белковых ве­ществ в сухом веществе солода, %	12,0	11,5	12,6	12,0	11,4	11,4	11,6	12,1
Продолжительность   осахари-вания, мин.	50	15	30	15	40	25	40	25
Кислотность, см3 раствора гидроокиси натрия концен­трацией 1моль/дм3 на 100 см3 сусла	1,2	1,1	1,2	1,0	0,9	1,1	0,9	1,1

Активность ферментов амилолитического комплекса определяет способность солода осахаривать крахмал. Нами были получены высокие значения активности фермента в опыте, следовательно, данные кислотности, продолжительности осахаривания позволяют отнести полученный из обработанных семян солод к классу высокого качества.

Заключение.

Проведенные исследования имеют важное значение для пивоварения. Мы показали, каким путем можно получить солод более высокого качества, уменьшив при этом сроки соло-доращения. В результате проведенных исследований было установлено, что можно сократить сроки солодоращения на 1-3 суток и получить солод, у которого качество в 1,5-2 раза выше стандартного варианта. Таким образом, можно увеличить выход солода и сэкономить средства за счет сокращения сроков солодоращения, а также за счет снижения расхода готового солода при осахаривании сырья в процессе пивоварения.

Литература

1 Алехина, Н.Д. Физиология растений / Н.Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В.Ф. Гавриленко и др.; под ред. И.П. Ермакова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - С. 450.
2. Демин, Ю.С. Ячмень / Ю.С. Демин. - М., «Колос», 1973.- С. 218-219.
3. Казакова, А.С. Влияние предпосевной обработки семян ярового ячменя электромагнитным полем переменной частоты на их посевные качества / А.С. Казакова, М.Г. Федорищенко, П.А. Бондарен-ко // Межвузовский сборник научных трудов. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2005. - С. 207-210.
4. Козяева, С.Ю. Микрофенологические фазы прорастания семян ячменя: автореф. дис ... канд. биол. наук / С.Ю. Козяева - Краснодар, 2009. - 27с.
5. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести: ГОСТ 12038-84;
Введен 01.07.86. М.; ИПК Из-во стандартов. 2004.- С. 34-38.
6. Солод пивоваренный ячменный. Технические условия: ГОСТ 29294-92; Введен 01.06.93. М.; ИПК Из-во стандартов. 1992.- 18с.
7. Третьяков, Н.Н. Практикум по физиологии растений / Н.Н. Третьяков, Л.А. Паничкин, М.Н. Кондратьев, [и др.] - М.: КолосС, 2003. - С. 40-41
8. Чубакова, Е.Я. Использование вторичных сырьевых ресурсов в пивоваренной промышленности. / Е.Я. Чубакова, С.С. Айвазян // Пищевая промышленность. 2007. - №7. - С. 34-35.

Источник - ВЕСТНИК МичГАУ, № 1, Печатная версия