автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ СОЛОДОРАЩЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННОЙ ВОДЫ



Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ СОЛОДОРАЩЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННОЙ ВОДЫ

Специальность 05.18.07 - Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных напитков

На правах рукописи Для служебного пользования

Экз. ЛГ 0 .. О 6 \

Филатова Татьяна Васильевна

УДК 663.433:576.8.098

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1985

Работа выполнена аа кафедра "Технология брод«льны! произ-

водств" Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического инотягута пищевой проыышленности.

Научный руководитель; доктор технических наук, профессор К.А.КАЛУНЯНЦ

Официальные оппоненты: доктор техннчесних наук,

профессор Ё.Д.КАЗАКОВ

на заседании саецвализяроваиного совета № K063.5I.04 Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института лицевой проиытенвооти.

С диосертацие! иогно ознакомиться г библиотеке института.

Просим прислать Bai отзыв г двух экземплярах, заверенных сече»» по адреоу: 125080 Москва, A-S0, Волоколамское посев« д.II. Совет * Х063.51.04.

кандидат биологических наук В.А.ПОЛЯКОВ

Ведучее предприятие - роспивопроы МШ РСФСР

Ученыв овкретарь, к.т.и

А. Н. САД ОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р

РГАУ-М^лл имени К.Л. Тимирязева ! ДНБ имени Н.И. Железнова

Г" Фонд научный ^и^р^уды^

Актуарность работы. Одной из осйобяых задач пищевой промышленности ш реализация Продовольственной программы СССР на период до 1990 года является увеличение выпуска о одновременным повышением качества продукция на основе всемерного использования достижений науке и техники, внедрения в производство передовых технологических процессов, увеличения производительности труде. Особое внимание при атом уделяется разработке способов и методов интенсификации наиболее длительных процессов производства.

Одним из основных резервов повышения качества солода в увеличения его выпуска является внедрение прогрессивных технологий. обеспечивающих существенное ускорение процессов солодораще- < нал и снижение потерь зернового сырья.

В результате использования факторов электрического и химического воздействия на ячмень в процессе производства солода повышается дрорастаемость ячменя, ускоряются биохимические процессы солодоращеяяя, происходит обеззараживание зерна.

В последнее время в качестве эффективного фактора воздействия не биологические объекты рассматривался электрохимически активированные системы (ЭХАС).

В свете современных представлений о загрязнении лицевых продуктов токсическими я канцерогенными веществами естественного происхождения, значительных потерях зернового сырья вследствие развития мицелиальных грибов, микробиологический контроль солодовенного производства является важным шмектом-исследования качества ячменя и солода.

В связи о втим применение водных ЭХАС в виде кислых или щелочных растворов дезинфиаирупитх средств, характеризуемых повышенным уровнем внутренней энергии, является.актуальным вопросом,

требующим тщательного изучения при оценке возможности практического применения электрохимически обработанной года в дщево! про-мшиешости.в частности, а солодовенном производстве.

' Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в разработке способа солодоращения.обеспечивающего сокращение длительности т ехнологич еского процесса и получение продукта высокого качества на основе использования электрохимически обработанной воды.

Для достижения цели решались следующие задача:

- изучить развитие мицалиалышх грибов, поражающих ячмень, в процессе производства солода;

- исследовать юкеигенную способность, грибов в

и возможность образования микотоксииов в процессе производства солода;

- исследовать влияние воды,подвергнутой электрохимическоЙ обработка,на прорастаеыость ячменя и микрофлору солода,определить возможность повышения качества ячменя;

- определить влияние электрохимически обработанной воды на кизнеспособность мицелиальннх грибов рода ¿¡ре/у/СС"* и РеЫ('<?-€<ит и на.токсигенную способность грибав процессе производства солода;

- изучить влияние замачивания ячменя электрохимически обработанной водой (ЭЮВ) на процесс солодоращения;

, - проверить в производственных условиях результата экспериментальных данных.

Натчная новизна -работы. Предложена электрохимическая обработка воды дня замачивания ячменя с целью интенсификации процесса солодоршцения.Доказано положительное воздействие ЗХОВ на процессы замачивания и проращивания ячменя.Показано активирующее воздейст-

вив ЭХОЗ ( рН 9,0-11,5 и СШ -450 * -900 ыВ) на деятельность гидролитических фер(ентов .Активность амилолитических и протеоли-тических. ферментов в результате проращивания обработанного ЭХОЗ ячменя повышается на 25,0-33,5$ и 20,0-25,соответственно.

Обоснована возможность снижения степени зараженности солода мицалиальными грибами хранения на 66-83$,в том числе /.ffaws , обладающих токсигенноЗ способностью, путем обработки ячменя ЭХОВ с параметрами анодита (jfl 2,0-3,0 и ОШ -»800 + +1100 мВ) и като-дита ( рН 10,5-11,5 и ОВД -700 + -900 мВ).

Практическая ценность. На основании проведенных исследований разработана интенсивная технология солодоращения с примене- . ниш ЭХОВ • Разработанная технология апробирована в производственных условиях на Казанском пивоваренном заводе.Применение ускоренного способа производства солода позволяет сократить, длительность замачивания на 24-43?, а проращивания на I4&. Экономический эффект от использования разработанного способа составляет 3,5 тыс. руб. на I тыс.. тонн солода.

Дпробадия -работы. Основные положения работы доложены на конференциях молодых учета ШИШ и ВНИИ Ш и СИГ в' 1982-1984 гг.

Публикации. По материалам диссертация опубликованы три статьи,получено положительное решение Госвсиизобретений по заявке на выдачу авторского свидетельства № 3831747/13.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,обзора литературы,экспериментальной части,списка литературы и приложений .Диссертация изложена на 168 листах машинописного текста,содер&ит 19 таблиц и 19 рисунков.Список литературы включает 243 наименования.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Обзор литературы

Обзор литературы состоит из 5 разделов, в которых проведен анализ факторов, влияющих на физиологические активность пивоваренного ячменя. Представлена современные денные но исследованию токсинообрезущей способности мицелиальных грибов, поражающих пищевое сырье, загрязненности михотоксинами зернового, в той числе пивоваренвого,сырья и устойчивости токсичных метаболитов микроорганизмов в процессах пивоварения. Рассмотрены'пути и способы дезинфекции ж детоксикации пищевого сырья. Представлены аспекты повышения качества ячменя и солода. Охарактеризованы цель-и задачи исследования.

2. Экспериментальная часть 2.1. .Материалы и методы исследования

Материалом исследования служили образин ячменя сортов "Эль-гина", "Кадя"; "Нооовский-9", урожая 1932-1934 гг., 6 образцов солода (1982-1934 гг.). полученные о пивоваренных заводов г.Москвы и 12 образцов ячменя урожая 1985 г.,' полученные из хлебоприемных пунктов Курской области, 2-х областей БССР, 8 областей УССР.

Анализ ячменя и солода проводили согласно методикам, принятым для пивоваренного производства (Мальцев, 1976).

' Амилолитнческую способность определяй колориметрически (Рухладева,, 1979), осахариваодую-по методу Покровской (Покровская, -1959), протеолитическую способность -по модифицированному методу Аясона (Рухладева, 1961).,

Od изменении пативной структуры крахмальных гранул в процессе замачивания ячменя судили до сохраняемости гос оптической анизотропии путем мщроскоплровання в поляризованном свете (Рихтер Д975). Степень зараженности ячменя а солода устанавливали способам подсчета процента зараженных зерш.При изучении суб-апидермалькой микрофлоры поверхность зерен предварительно подвергали дезинфекции {EoarflHCKafl.ISßSiEBapöJiHHCKaHtlSVe). Определение афлатоксинов в культуре гриба Jf.ff«vu$ д в зерне проводила методом тонкослойной хроматографии (Львова, ' тельян Д981).Комплекс токсичных соединений (фуьшгатотоксины) в культуре гриба &jw»tft(tit£ определяли о помощью микробиологического метода (БилаД,1985).Токсичность солода, зараженного --tut .определяли способом скаршшваяпя белым мышам (Еилай,Х982).

Униполярную электрохимическую обработку воды для замачивания осуществляли в катодной (католит) или анодной (анолит) зоне электроактиватора проточной конструкции, которая позволяла получать требуемые значения активной кислотности (pü) в окислительно-восстановит ельного потенциала (ОШ) воды регулированием силы тока и продолжительности обработки.Параметры ЗХОВ измеряли при помощи иономера И—115. Замачивание ¿гчменя проводили методом возлуи- . но-водяной замочки,солодоращензе - принятым в прошишенности способом.

Обработку экспериментальных данных проводили методами вариационной статистики и корреляционно-регрессионного анализа.

2,2 Влияние мицелиалышх грибов на качество ячменя и солода

Для оценки потенциальной опасности заражения ячменя мццоли- " альными грибами и'разработки рекомендаций по профииистпке образования- шпсотоксшов в. процессе производства солода был проведен

анализ контаминации грибами ячменей,полученных из основных районов производства и хранения пивоваренного зернового сырт.

Суй этадермзлышя микрофлора 18-ти исследованных образцов ' ячменя бит представлена родами: //гЛт'м¿^^лл^**^

В ячмене род являлся д01шшрудцш1, степень конта-

минации образной колебалась в пределах 6,0-58,Зл,Вовсех образцах ячменя присутствовали зерна, инфицированные грабами хранения родов , ¿¿¡хс/кг? ,

Ячмени урожая 1985г. в значительной степени бшш контами-нированы грабами родов Яг***'*»» (3,5-42,5*) и (6,1-58,2%). 5 результате сопоставления данных микробиологической характеристики и качественных показателей образцов ячменя урожая 1985 г. была установлена тенденция к снижению крупности и казн©способности зерна в образцах с высокой степенью зараженности грибами родов Япаг^ит и .в образцах зерна с влажностью вше 15? и пониженными показателями гдзнеспот собности о крупности отмечена зараженность грибами родов фМах ж тх уровне 13,0-32,52.Среди грибов рода

чаще определялась группа лужа*

Однако ячмени с влагностью выше 15£,но с высокими показателями качества бшш контаминированв грибами родов д

на уровне 1$.Это подтверждает тот факт,что зерно с высокими качественными показателями в меньшей степени поражается грибами хранения вследствие более высоких защитных свойств.

Исследованные образцы солода в основном были контаминиро-ваны .грибами . , .Л/г/у'ЛЗчг , со-

ответственно, на 12-66?,2-30$,1-4£.

В процессе опытного солодоращения видовой и количественный

состав микрофлоры ячменя значительно изменялся,в свожепророспом солоде преобладали грибы родов ЖрегдМи .грибы

рода пз-за белее назкой метаболической активности в

готовом солоде, практически, отсутствовали. Род был представлен видами и -

Исследование развития мпцеяшальных грибов в процессе проращивания ячменя в степени поражения зерновки,проведенное с ячменем, значительно зараженный грибами рода ^муу'Лйлг .показало,что в процессе замачивания и проращивания ячменя котдаги гриба,проникая внутрь зерновяи,частично разрушали клеточные стенка алейронового слоя,а также гвдродизовали белковый матрикс. В эндосперме пораженного зерна отмечалось образование мицелия и ко;шлЕй гриба.

Развитие грибов, особенно рода ^»ву/А«? ■ (В процессе производства солода определяет потенциальную опасность загрязнения пгщевого продукта токсичными продуктами метаболизма - шпеотокеи-нама. Отравляющее воздействие микотокскнов на организм человека абсолютно доказано (Бнлай,1970) .Среда грибов рода■ , поражающих ячмень,высока вероятность присутствия токспгенвшс штатдов видов Л/(агие п . Исследованиями то-

ксигешой способности шташов Л./Соус* ц шташов ,

ввдедешшх из ячменя и солода .показана способность 3 штаммов

А^Ссг** и 2 штаммов синтезировать афлатокспны

в фуыктатотоксины С табл. I а 2).

Таблица I

Токсигеашан способность грабов вида у^лт^о^ы

Нсмер Т Диаметр зон задержки ростаЛу^Л*«***/* <нл-и,е 209,10""3.1 штамма! _________________

Диски I ■ Зерна ячменя

I ~ 9 -~14~ " 8~- 12

6 10-16 9-12 7

Вое штаммы Л.^бямз продуцировал» большие количества атоксинов, особенно на яеохмеленном сусле, вследствие высокого содержания в сусле ди- и м»носахаров. Лу^яМ! шт,1,

выделенный лз ячменя, образует приблизительно в 10 раз больше афлатоксинов, чем музейный штамм 2999,

Таблица 2

Токсягенная способность мшделиальных грибов вида

Номер штамма! Образование афлатоксинов на питательной среде

' Неохиеленное сусло. ! Ячмень, мкг/г . мкг/д !

t ß, +ßt t в, ! Ь ! **

mi 2999* 4500 3000 262 24 105 7

I 46400 31200 520 54 575 26

s 310 95 0,725 - 0,610 -

5 60 30 0,060 - 0,605 —

ш

птамм ■//ftvff 2999 получек иг коллекции микроорганизмов

ВНИИ Зерна.

В результате кссленогания токсинообразования Jf.ffavut шт.1 при получении солода установлено образование афлатоксина Bj в ходе всего процесса проращивания. При исходной степени зараженности ячменя конидиями шт.1 равной 20%

образование афдагоксина начиналось при влажности зерна 20-25?. На 7-о сугкя ращения заражение солода токсином составило 42 мкг на г а.o.a. солода и соответствовало максимальному увеличению степени зараженности солона этим грибом. В процеосе сушки снижения

загрязнения токсином солода не' на б лада лось.' Это объясняется высокой термоустойчивоотью микотоксинов.

При определении токсичности солода, пораженного грибом jf/SwiyefwniT.S.B результате скармливания белым ммшам уже на третий день отмечалось нарушение -двигательных функций животных и снижение веса. Б результате проведенного скармливания потеря в весе составили 10-12^ от контрольных. Отмеченные признаки отравления соответствовали характеристике подоотрого течения аспер-гиллотоксикоза у животных, который часто вызывается заражением кормов грибами Jfet/rugaiuS.

В производстве солода микроскопические грибы уже на стадии замачивания оказывают отрицательное влияние на прорастающий ячмень. Конидии грибов, интенсивно потребляя растворенный кислород i * для своего развития,препятствуют его доступу к зародышу зерна,

ингибируя тем самый прорвстаемость ячменя, его физиологическую активность, в этой связи исследовалось влияние грибов рода Jip*r$i€Sut на энергию и способность прорастания зерна» ино-- курированного как токсигенвыми, так и нетоксигенными грибами.

Заражение ячменя грибами рода вызы-

вало снижение прорастаеыостн исследованных образцов на 0,5-12$ к контролю в зависимости от штамма микроорганизма и исходной про-растаемости образца. В результате контаминации ячменя нетоксигенными штаммами /.f(aru$ и ¿¡.fumfatus прорастае-мость снижалась на 0,5-5,45?, а токсигенными - на 2,5 - 12^, Вероятно высокая способность к прорастанию ячменя обуславливает осуществление защитны функций зерна путем новообразования и активация фитоалексинов, . .

В результате образования микотоксинов следует ожидать

иягибирования ферментативной активности солода, пораженного токсягевными культурами. Это подтверждается результатами исследований диастатичеспой силы и оса'харлвещей способности солода, пораженного токсигенными штаммами Ж^ати? шт.1

н шт.6, и оолсла, загрязненного токсинами,

в результате внесения в замочную воду токсичных культуральных жидкостей грибов,(рис.I).

Для образцов солода, зараженных конидиями' шт.1 и Жшт.6,шгибирование ДС составило 32? и 16?, ОС - 60? и 5,ооответотвенно,по отношении к контролю. При »том экстрактивность опытных рбраэпов снизилась для - на 11,8?, для - не 6,2? к'контрол».

Изменение в качественных характеристиках оолодов, загрязненных культуральными жидкостями,наблцкались а меньшей степени.

Таким обрезом: I) развитие при производстве солода мицелиаль-ных грибов, особенно токоягенных культур, является причиной значительного снижения прорастаемостк ячменя, янгибярования до 50? ферментативной активности гидролитических ферментов и уменьшения экотрактивнооти солоде до 12?; 2) присутствие не ячмене продуцентов афда токсинов и фумигатотоксиное .грибов .//V в /./i#wfat'its , создает в производстве солода реальную

опасность накопления микотокоинов в солоде.

2.3. Интенсификация процесса проращивания

ячменя с использованием электрохимически обработанной воды Известно ,что униполярная алектрохжмичеекая обработка вод» обеспечивает ее активацию .повьшгени е уровня потенциальной энергии ,реакционной ■ способности,скорости к селективности химических и биохимических процессов, протекающих с ее участием,

ю

330 л 310 290 270.

ь

"£250.. ¿230

12И 14

1301

?

ш

р

¡6

*

54 Р 3

с и

¿1

V о?

№ *

Л

80 <1 7876

I

741 '72.

70.

».68 о о X

; 66-

|б4Ч

ш

■ 621

Рис.1 Влияние грибов рода ¿грнр'Мщ ' на ферыентатжввуг активность и экстрактам.

ность.солода ; I - Анастатическая сила, ел/г

П --осахариватаяч способность, ед/г И - зтстракитвость, Ч а.с.в

контроль - □ , солоц зараже'тннЧ: кКапп шт, I тлпя, яапэязнечнмч культуральной ЛИДКОфТЫЦ.

птг. I

рпфб* тит. 6

ш

Возможность Повышения эпергии и способности прорастания ячменя л результате замачивания ЭХОВ изучали ори 30-ти вариантах замачивания. При этом била установлена линейная зависимость медду ОШ (у) и рН(х) вода: У = 18?'Х + 1300.

В результате серии контрольных экспериментов с использованием параметров воды .удовлетворкпцих условиям уравнения линейной регресси,бшш определены оптимальные значения {Я а ОВП ЗХОВ для замачивания ячменя с целью повышения его прорастаемости (рис,2). Наибольшее ствмудирупцее воздействие на прорастаеыость ячменя оказывала вода с рН 9,5-11,5 и ОШ -450 + -900 мВ как при однократном,так и при двукратном замачивании зерна,повышая прорастаеыость ячменя на 6-8$.При двукратном замачивании ячменя католитоц прорастаеыость его. на 1-2 ■% выше .чем в случае однократного замачивания.

С целью изучения возможности повышения качества ячменя при производстве солода исследовали влияние ЭХОВ на микрофлору ячменя. При этом показана возможность снижения зараженности ячценя грибами хранения,в частности рода А,ка 70-80& при использовании воды с рН в диапазоне 2,0-2,5 и ОШ ->350 * 4650 мВ для ыоШси зерна и воды с рН 10,5-11,5 и ОШ -700 -900 ыВ дня первоначального замачивания.

С целы) определения влияния ЗХОВ на микрофлору ячменя про производстве солода были исследованы 25 вариантов замачивания ячменя .Эффективность обработки.оценивалась по степени зараженности ' !- оо7а зерна грибами хранения. Снижение зараженности солода грибами хранения в результате замачивания ячменя ЗХОВ со значениями параметров,лежащими на графике зависимости рН и ОШ.обес-

печивалось при использовании воды с рН в интервале 9,5-11,5 как

' 1 . .

при однократном, так и двукратном замачивании. При этом степень и *

? * 9 *о * *ЯрН ЪоЭ»

Рве.2 Зависимость прорастаемости ячменя от параметров алетегролгапееки обработанной вода. Прорастаемость при однократном (I) и двукратном (2) замачивании.

I

I

I

¿ДОФОМ ¿"¿еде

ггрН ¿у*-

I *

Рис.3 Зависимость степени зараженности ячменя грибами

хранения от параметров электрохимически обработанной воды.Зараженность при однократной (I) и двукратном (2) замачивании.

зараженности зерна грибами хранения снижалась на 66-832 (рис.3).

В результате оптимизации условий,способствующих повышению .

качества ячменя.установлено,что однократное я двукратное замачивание ячменя электрохимически обработанной водой ( рН 9,5-11,5 и СЕЛ -450 + -900 ыВ) обеспечивает повышение прорастаемости и снижение степени зараженности ячменя грибами хранения.Зависимость качества ячменя (f) от прорастаемости (/,) и степени зараженности грибами хранения описывается целевой функцией:

График целевой приведен на рис.4 в зависимости от

рд вода.На графике видна унимодальность функции.позволяющая определить параметры вода.максимизирующие функцию.

Таким образом.мотастабильное состояние води,в результате электрохимической обработки характеризуемое повышенный уровнем внутренней энергии»обусловило в случае использования католята ускорение и активацию биохимических процессов прорастания ячменя, усалило защитные функции зерна. 14

2.4 Влияние электрохимически обработанной води на

развитие грибов родов и ^л/л'Лулуя

Б связи с отмеченной дезинфициигадей способности ЭХОЗ при воздействия на зерно считали целесообразным изучить яизнеспособ-ность микроскопических грибов родов и A»WAV«<w?

в условиях обработки ЭХОВ частых культур микроорганизмов.

В результате установлено,что ори величине споровой нагрузки 10е единиц в I мл воды 4-х часовая обработка водой (jH 1,5-2.0 и ОБИ +900 * +IIQ0 мВ) ингибировала жизнеспособность конид ий грибов на 50,0-93,55? в зависимости от штамма. Исследование влияния параметров воды па развитие мицелия в спорообразование 3 штаммов tyt€€*t при величине споровой нагрузки I04 ед/мл показало абсолютное подавление развития грибов в результате воздействия воды с рН ниже 2,5 а СВД от +75 до +IID0 мЗ и воды с рН выше 11,5 в. ОВП -$00 * -950 мВ.

Спороцидная активность Щ.0В указанных параметров объясняется тем.что в анолита в результате электрохимического воздействия на молекулы электролитов,растворенных в воде,присутствуют активные форш хлора и растворенный кислород, отличающиеся большим окислительным потенциалом.При атом химическая активность продуктов электролиза повышается за счет активной реакции среды,в частности, путем снижения рН раствора. Присутствие в католите перикисеЦ и гидроксильных ионов обусловило антимикробную активность алектро-хвмически обработанной воды с рН выше 11,5.

Таким образом ,дезинфпщрущее действие 3XGB на ячмень в процессе замачивания объясняется антимикробными свойствами анолита и католита. Показано, что СШ химических растворов кислоты иди щелочи:в пределах +70 +,+100 мВ в меньшей степени влиял на разви- -тие грибов .особенно на спорообразование,по сррнению с ОШ электрохимически обработанной воды.Более высокая спороцидная активность

is

окислителей, полученные в водном растворе аяектролитпческн, по сравнению с раствором окислителей той же концентрации .полученных хиштческим путем обусловлена структурно-энергетическими изменениями продуктов электрохимических реакций под воэдействиш напряженности электрического поля в зоне поляризованного электрода. 2.5 Влияние электрохимически обработанной воды

на процесс солодоращения Исследование влияния параметров ЗХОВ на синтез афпатоксинов грибом в солоде (табл.3) проводилось с учетом полученных

данных влияния ЗШВ на жизнеспособность грибов и оптимальных вариантов замачивания ячменя.

Замачивание ячменя,ияокулированного конидиями шт.1

в концентрации Ю4 ед/г,и ячменя с естественной контаминацией

10® ед/г осуществляли необработанной водой,0,£$ раствором КНщ ву и раствором 1,5^ при рН 10,5^-11,5 и ОШ +75 мВ,электрохишяеска обработанной водой с рН 2,0-2,5 в ОБИ ^800 + +1000 иВ в комбинации о необработанной водой или с католитом с рН 10,5-11,5 и ОШ -700*-900 иЗ.

Использование ЗХОВ с параметрами анолита и католита снижало синтез афлатоксинов в солоде в.* 10 раз по сравнению с контролем в в 4,5 раза по сравнению с вариантом использования раствора. МяОН при исходной зараженности ячменя

Ю4еонидий /г зерна.Добавление в анодит перманганата калия на первой стадии замачивания повышало окислительные свойства замочной воды. При.этом образование афлатоксина В^ в солоде снижалось на 16^ по сравнению с замачиванием одним анолитом. Последовательное замачивание анолитом и католитом ячменя с исходной зараженностью Ж^ам? 102 ед/г полностью ингибнровало образование афлатоксинов в солоде (варианты 5*7)

,Таблица з-

Влияние параметров замочной веди на синтез афлвтококнов в солсде ■

ЖНГЧ Параметры веды для замачивания j Зараженность ячменя, ад/г 1 ~ I П j ~ 10« I02

| рН СШ,»В I {В ОВП.мБ 1 Афиаюкеини, икг/г

! ! t A J 1 в, to,

1. Sons неоврвботая- Вода необработанная - контроль ная 106,7 203,4 0,760 1,720

2. 0,3*1»5%г-гМ*ОН 72,3 74,0 0,328 1,503

3* <i§I-ifew1-^ 1-^001+'-900 46,1 65,6 оледа слеш

4. рН 20-25 вода необработан-

ОВД +600 * ■ нвя 35,0 45,7 0,096 1,115 +1000

5. рН 2,0-2,5 10,5-11,5

ОВП +800 -700+ -900 16,1 20,9 нет нет +IOOO

6. рН 2,0-2,5 " ■. - . Ш +Я00+ ;

вода необработан. 18,8 25,0 0,025 0,086

0,3

7*ЕвИ~"~ Ж^-ЭОО 16,0 24,0 нет нот

8. рН 4,5-5,0 веда веоОработак-

СШ -1200 + ная 142,6 167,3 ■ 0,843 1,933

+400

10. jH 4,5-5,0

ОЗЛ+200 - +400 вода аеобработан-

0,3 tp'ftiMrf* ная 31,6 37,3 0,750 1,690

11. рН 10,5-11,5

ЙШ -700 t - 900 27,5 31,1 0,340 1,060

При замачивании ячменя католитоы о рН 10,5-11,5 в солоде определялись следа афлатоксинов на уровне 5р нг/г.Их концентрация в контрольном варианте составляла : Bj 0,760 нкг/г, &, 1,720 шг/г.

Таким образом замачивание ячменя электрообработанной водой с параметрами анолнта (рН низе 2,5) и католпта СрН выше 10,5) в значительной степени ингибирует синтез афлатоксинов в солоде при зараженности ячменя конидиями гриба JIJPavvs

А

до 10 ед/г.

Процесс солодоращенпя ячменя в большой степени определяется степенью замачивания ячменя и гидратации эндосперма, показатели которых влияют на активацию гидролитических ферментов прорастающего зерна.

Установлено стимулирувцее влияние электрохимически обработанной воды (ей 9,0-11,5 п ОБП -450 ♦ -900 цВ)на степень замачивания ячменя,кЬторая увеличивалась про этом на 2,0-2,5;? по сравнению с контрольным вариантом замачивания ячменя необработанной водой.К концу зашчиваяия рН воды смещалось.в диапазон слабо кпслих значений.Определенае степени гидратации эндосперма замоченного ячменя проводили методам определения оптической анизотропии крахмала на основе измерения кристалличности крахмальных гранул.При этом наибольшая потеря анизотропности была оплачена в вариантах с использованием католпта (рН 10,0-10,5 и ООП -400 * -700 мВ ИЛИ рН 12,0-12,5 н ОШ -850 ♦ -900 ьй) и с использованием 1, 5Й-ного раствора A/aGM .Количество храхиаль-ных гранул,сохранивших оптическую анизотропию,через 24 часа замачивания составило.соответстоенно, 1,8;23,6;12,3 %,В остальных вариантах за то se время замачивания определялась большая сохраняемость вативной структуры крахмальных гранул,что свидетельствовало о низкой гидратации эндосперма.

АС «э/, сл.

>1 5 5 <

контрольное еолодо-ращешв

__2

солодоращеняв о использованием ЭХОВ " 2,0-2,5 - +600+ +1100 мВ

? еуь/*1«

и

10,5-11,5 ! -550*- - 650 мВ

Рис.5 Динамика накопления амллолитической способности солода

0Сф с £

и

£0

! 1 ^ [ ! //¿Г -

> К////\ 1 // // 1 //// ! 1

1 /у//

\ \ ' - |

солодоращение с использованием, X,5|-го р-ра

звжыиаапн* / $ } ц у « г су&а

сьледара щеми*, Рис. 6 Динамика наяошщдия осахаривамцей способности солода

солодоращение с использованием ЭХОВ

'-¿504- ^850 мв

сушка солода

»

пс ед/г с£

1 1 --! " 1 '

/ ' Мл ! // 1 //./ / ^ г /Г > V/ у .1.

' У/ /а ГШ

эонвчиьанчс / 2 з ц 5 < 7 су*»« солодораыени*( сутки

Рис7 Динамика накопления протэолитической способности солода

Метод определения оптической анизотропии крахмальных гранул в процессе замачивания ячыеня позволяет получить достаточную информацию о качестве замачивания ячменя в степени гид-•ратадии эндосперма. 1

Качество солода характеризуется показателями активности гидролитических ферментов прорастающего ячменя.Поэтому считали необходимым показать изменение этих, показателей под воздействием зхоз.-

Для установления оптимальных сроков солодорздегшя изменение амилолдтической, осахарпваодей,протеолитической способностей солода фиксировали во временной зависимости с суточным ■ интерваломХрис.5г6,?), .

Исследование динамики накопления амилолитической, осахариваю-щей и иротеолитической активностей ферментов солода в результате замачивания ячменя электрообра б о та нной водой показала, что при солодоращении 'ячменя с использованием замачивания католитом или раствором 1,Ь% А/а ОН более интенсивно протекают гидролитические процессы в зерне, в особенности при замачивании ячменя католитом, что обеспечивало быструю я равномерную гидратацию эндосперма ячменя. Так, на 6-е сутки проращивания активность ферментов образцов щелочного и катодного замачивания превышали значение 7-ми суточного контрольного солода по акилолитической способности на 3-22$, осахаривапцей - на 1-7£ и по протеолитической - на 12-175?. Зама-чиьание катодно обработанной водой ячменя обусловило увеличение ферментативной активности солода по отношению к активности солода с замачиванием ячменя раствором щелочи: амилолитической - на 19%, осахаряваицей - на протеоляткческой - на 55?. Ферментативная активность солода о комбинированным замачиванием ячменя анолитом . и католитом была на уровне контроля.

Было показано, что использование электрохимически обработанной воды в производстве солода интенсифицирует процесс растворения клеточных стенок эндосперма и гидролиз белковой матрицы..'

На основании полученных результатов предложен новый технологический способ производства солода с использованием электрохимически обработанной воды» который включает:

I. Предварительную обработку воды в электроактиваторе под действием.постоянного электрического тока в зоне одного из поляризованных электродов; . . 2,'Замачивание ячменя воздушно-водяным способом в течение 2836 часов}

3. Проращивание ячменя традиционным способом в течение 5,5- ■ -6 суток.

Do разработанной технологов били получены опытав® образен. В качестве контрольных использовали оолод о вамачивениеи ячменя веобработанкоЗ водой /табл.4/. Таблица 4

Характеристика готового солода я сусла

- ^^^ о 1 Н 9 о J^0*11!*^

мВ í «О (тайная

Влажность, S 4,6 4,6 4,9

Экстрактивиость, % а.с.в. 76,7 74,5 71,0

Стеневь раотворения, % 1,6 1,5 2,8

Продолжительность осахарявания,пив 15 16 20

Общий ааот, иг/100 ил 139,5 110,3 103,3

Аминмый азот, «г/100 ил . 200,1 203,3* 131,4 Редуцируодве вещества,

г мальтозы ва 100 мл суола 6,72 6,37 6,0

Конечная степень сбрагиванля, % 79,3 78,6 75,9 вракцяя

А, иг/100 мл 8,62 6,33 8,88

Вязкое», Па.О. 10 1,54. 1,53 1,54 Цветность,мл 0,1 в; р-ра йода

на 100 их сусла 0,33 0,34 0,30 Кислотность ил 0,1 е1Г р-ра щелочи

ва 100 на оуода . 1,1 1,2 1,3

Активное», ш/г а.о.в.амиюднтесяая 22,03 20,54 15,83

протеолитичеоиая 1,82 1,74 ■ 1,45

Опытянй солод при ©ожрацении процесса на 1-2 суток имеет более высокие показателя качества, чем контрольные. Эястрактвввость окит-ыых образков на 0,5-2,7JÍ превышает вкотрактавнооть контрольного солода о эамачнаашеы ячмевя яаобрввотанней »одой и по остальным показателям опытвне солода били лучше контрольного солода.

Таким образом, солол, выращенный о ггрииевеяаеи электрообреботал-яой вода, превышает показатели солода яо классической технологии, 2.6. Производственные испытания Разработанная наш в лаборагорннг условиях технология производства солона о иопольз оваяяеи электрозгиничесхи обработанной води бала проверена на Казанской шдаовареяном заводе Татарской АССР. Солод

получали по традиционной: технология и технологии ' о использованием для замачивания ячменя электрохимически обработанной волн.

5 актах производственных испытаний приводятся преимущества разработанного способа.

Производственная проверка разработанного способа подтвердила целесообразность использования воды,подвергнутой униполярной электрохимической обработке, для интенсификация оолодоращения, что дает возможность снизить дефицит солода, улучшить его качеотво и микро- . биологическую характеристику, снизить его себестоимость и получить определенный экономический эффект.

ВЫВОДЫ.

I. Разработав способ производства солода о применением воды, подвергнутой униполярной электрохимической обработке, позволяющей интенсифицировать процесс замачивания на 12-24 часа и проращивания на 24 часа о одновременным улучшением физико-химического и микробиологического качества готового солода.

- 2. Исследовано влияние параметров электрохимически обработанной воды на процесс оолодоращения. Установлено интенсифишрующее влияние электрохимически обработанной веды с парамет-раии рН 9,0-11,5 и ДОН -в SO * -900 мВ на процесс замачивания ячневя и активацию амилоляти-чесхвх и тфотеолитических ферментов солода.

3. Оптимизированы условия повышения качества пивоваренного ячменя. Наибольший эффект достигается при однократном и двукратном замачивании ячменя водой с параметрами рН 9,0-11,5 и окислительно-восстановительного потенциала -450 * -900 мВ. При этом прораотаемость ячменя увеличивается на 5~8%, а степень зараженности мицелиальныш грибами хранения снижается на €6-83?.

4, Показано влияние электрохимически обработанной воды на жизнеспособность грибов рода и Ренс/^f/isstt

и ва образование афлатоксянов грибом ^^бгие/х в процеосе

23

солодоращения, Аноднообработайная вода о рН ниже 2,5 и катодяо-обрвботавная вода о рН выше II ингибировали рост и спорообразование грибов рода /¡рег^/^цг выделенных из ячменя и солода. Зама-

чивание ячменя последовательно внолитом и католитом с рН лике 2,5 и.выше 10,5 обеспечивало снижение синтеза афгатокксинов В^ в солоде до следовых количество /0,005 мкг/г/ при споровой нагрузке 10® ед/г ячменя.

5. Показано, что в процессе производства солода создаются условия благоприятные для развития грибов родов

Установлено, частичное разрушение структурных компонентов зерна в области алейронового слоя развивающимся грибом э процессе солодоращения.

$. Установлена токсигенная способность 3 штаммов Ж^бяы? и 2 штаммов Ли? . выделенных из ячменя и оолода. Показана возможность образования а фватоксина В^ грибом в процессе производства солода. Вследствие развития токсигенных штаммов и ¿.^и^уаЫ: на 50? ингибируется

амилолитическая активность оолода и ва 12^ снижается его эхстражтявность.

?. Разработаны параметры ведения солодоращения в условиях,пре-пятствутауи развитию иицелиальных грибов и образованию микотоксииоа.

в. Разработанная технология солода позволит получить экономвчео-_ кий эффект в размере 3,5 тыо.руб. на I тыс.тонн солода и сократить потери солодовенного производства, связанные о развитием микроорганизмов.

Основное содержание диосертации изложено в следующих работах:

1. Филатова Т.В., Кулебакина Т.П. влияние мицелиальноЯ микрофлоры ячменя на качество оолода. - ЦНКИТЭИпищепром, 1983, сер.10, вып.З, с.20-22.

2. Филатова Т.В., Седова А.И., Калунянц К.А., Погосян A.V. Влияние токсинов мипелиальньх грибов на качество пивоваренного ячменя и солода. - ЩМТЭИзшдепром, 1984, сер.22, вып.9 - 28 с.

^ft Филатова Т^Щ Сапова А.П., Калунянц К.А., Погосян А,II. Токсигенная способность мицелиальных грибое рода выделенных из ячменя и солода. - Деп. в ЦНИИТЗИпищелроме, №1147, от 10.07.85 г. - 7 с.

4. Положительное решение на заявку № 3831747/13 /Филатова Т.В., Калунянц К.А., Садова А.И,, Кочеткова A.A. и др./.

Заказ 19 Тираж 100

Формат 60x84/16 - 1,5 п.л. - 1,S6 уч.-изд.л.

Механизированное множительное производство ВНИИМПа