Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения ячменно-пшеничного солода

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения солода из зерновой смеси ячменя и пшеницы.

Для получения качественного солодовенного сырья самыми популярными культурами являются ячмень и пшеница. При проращивании в зерне ячменя и пшеницы осуществляется комплекс взаимосвязанных внешних и внутренних физиологических процессов, в ходе которых осуществляется дыхание зерна, рост зародышевых корешков; активация и биосинтез ферментов в зерне; биотрансформация веществ в зерне в результате каталитического действия ферментов. Данные процессы необходимы для получения качественного солодовенного сырья. Однако существенно замедлять эти важные процессы способны микроорганизмы-контаминанты, развивающиеся на зерне эндо- и экзогенно (p. Aspergillus, Penicillium, Fusarium) [Федоренко Б.Н. Инженерия пивоваренного солода: Учеб.-справ. пособие. - СПб.: Профессия, 2004. - 248 с.].

Известен способ производства ферментированного солода, предусматривающий замачивание сырья, проращивание солода, согласно которому, в качестве сырья используют зерно тритикале, а в качестве дезинфицирующего раствора – хлорную известь, ферментацию солода осуществляют при сушке путем прогревания солода горячим воздухом при температуре 60-65°С в течение 12-14 ч при скорости теплоносителя 0,1-0,15 м/с, затем высушивают в течение 12-14 ч при температуре 70-105°С при скорости теплоносителя 0,6-0,8 м/с до влажности 4-6% (пат. RU №2220194).

Недостатком этого способа является усложнение технологического процесса солодоращения, заключающееся в многочасовом орошении зерна во время проращивания зерна, а также многократном ворошении зерна.

Известен способ производства солода, включающий промывку зерна, замачивание зерна с использованием католита и анолита и проращивание зерна при его замачивании на первой стадии анолитом с рН 6,2-7,8 и окислительно-восстановительным потенциалом 700-900 мВ в течение 5-30 мин, после чего зерно отрабатывают католитом с рН 11-13 и окислительно-восстановительным потенциалом (-150) - (-950) мВ в течение 5-30 мин, затем зерно повторно замачивают, воздушно-оросительным методом или анолитом зерно обрабатывают на первой стадии замачивания, а католитом - на стадии проращивания зерна путем его орошения (пат. RU №2247143 - прототип).

Недостатком данного способа является многократное использование в процессе солодоращения католита и анолита, а также применение повторного замачивания зерна с попеременной выдержкой в чане в течение 6 часов под водой и 4 часа без воды, что говорит о значительной трудоемкости процесса солодоращения и его усложнении.

Известный способ не позволяет сократить продолжительность процесса солодоращения и получить солод за короткое время без дополнительных трудозатрат и потери качества сырья.

Техническим результатом является упрощение технологического процесса солодоращения и сокращение его продолжительности, а также получение солода с рекомендуемыми биохимическими и микробиологическими показателями качества при низких материальных и трудозатратах.

Технический результат достигается тем, что в способе получения солода, включающем промывку зерна ячменя и пшеницы, его замачивание с использованием анолита, проращивание, согласно изобретению, составляют смесь из зерна ячменя и пшеницы в соотношении 1:1, промывку зерновой смеси осуществляют водопроводной водой в течение 4-8 мин, после чего зерновую смесь замачивают анолитом с рН 3,0-6,0 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 970-1110 мВ, концентрацией кислорода 8,3-12,0 мг/л и хлора 0,006-0,01 мг/л в течение 3,5-4,5 часов, при соотношении зерновой смеси к анолиту 1:2, после замачивания осуществляют повторную промывку зерновой смеси водопроводной водой в течение 3-8 мин, а ее проращивание осуществляют в течение 96-120 часов при периодическом ворошении, после чего пророщенное зерно высушивают.

Новизна заявляемого способа получения ячменно-пшеничного солода состоит в повышении энергии прорастания зерновой смеси ячменя и пшеницы за счет применения анолита с рН 3,0-6,0 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 970-1110 мВ, концентрацией кислорода 8,3-12,0 мг/л и хлора 0,006-0,01 мг/л, на стадии замачивания, что также позволяет снизить развитие контаминирующих микроорганизмов и сократить продолжительность солодоращения без потери качества ячменно-пшеничного солода при минимальных материальных и трудозатратах.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении патентной и научно-технической литературы в данной и смежной областях науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ приготовления ячменно-пшеничного солода возможно применить в условиях промышленных специализированных предприятий.

Анолит - раствор, обладающий наивысшей антимикробной активностью среди всех известных жидких стерилизующих и дезинфицирующих средств самой малой токсичности или при полном ее отсутствии для теплокровных организмов.

Раствор анолита для обработки зерновой смеси ячменя и пшеницы получали в диафрагменном электролизере при прохождении через анодную камеру 10%-го раствора хлористого натрия при силе тока 5 А в течение 12-15 минут. Этого времени и силы тока достаточно для получения анолита с заданными физико-химическими параметрами. Сила тока для получения качественного анолита должна составлять 5 А. Если сила тока при обработке будет составлять менее 5 А, то ее будет недостаточно для закисления анолита до необходимой величины, и процесс гидролиза замедлится. Если время обработки будет более 15 минут, то рН опустится, а энергозатраты сделают процесс экономически не эффективным. Если сила тока для обработки будет более 5 А, то за счет увеличения сопротивления часть энергозатрат будут расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока и уменьшит скорость увеличения рН.

Оптимальное соотношение в зерновой смеси ячменя и пшеницы равно соответственно 1:1, что делает органолептические свойства солода качественными и оригинальными: мягкий вкус и приятный запах. Если соотношение зерна будет меняться в большую или меньшую степень в зависимости от культуры, то качество солода, а именно его органолептика, не будет соответствовать стандартным показателям качества.

Если время промывки зерновой смеси от пыли и примесей будет меньше 4 минут, то этого времени будет недостаточно для качественной промывки зерна, если время промывки будет больше 8 минут, то это замедлит технологию проращивания, поэтому оптимальным временем промывки зерновой смеси от примесей и пыли является 6 минут.

Если в заявленном способе получения ячменно-пшеничного солода в процессе замачивания зерновой смеси рН анолита будет меньше 3,0 единиц, то это способствует ингибирующему действию процессов прорастания зерна в виду повышения кислотности среды анолита. Если рН больше 6,0 единиц, то это приводит к замедлению процесса потребления влаги зерном и увеличивает время солодоращения, поэтому оптимальным рН для анолита, используемого в качестве замочного раствора для зерновой смеси, является 4,5 единиц.

Если ОВП анолита будет меньше 970 мВ, то стимулирующий эффект анолита на биохимические процессы зерна снижается, соответственно снижается и энергия прорастания, а если ОВП будет больше 1110 мВ - это приводит к повышению окислительных процессов в растворе, что замедляет активность ферментных систем зерна, поэтому оптимальным для анолита является ОВП 1040 мВ.

Если концентрация хлора анолита будет меньше 0,006 мг/л, то это способствует активному развитию контаминирующих микроорганизмов, что негативно влияет на вкусовые качества солода. Если концентрация хлора будет больше 0,01 мг/л, то повышенное содержание хлора ингибирует энергию прорастания, что увеличивает сроки солодоращения, а также затрудняет использование данной технологии в промышленности, поэтому оптимальная концентрация хлора в анолите равна 0,008 мг/л.

Если концентрация кислорода в анолите меньше 8,3 мг/л, то это заметно снижает процесс влагопотребления оболочкой зерна и, как следствие, снижает активность набухания зерна, что приводит к замедлению прорастания зерна и увеличению сроков солодоращения. Если концентрация кислорода в анолите больше 12,0 мг/л, то высокая степень насыщения раствора кислородом способствует повышению окислительных реакций, что приводит к замедлению работы ферментных систем зерна и ухудшает энергию прорастания, поэтому оптимальной концентрацией кислорода является 10,2 мг/л.

Оптимальное время замачивания зерновой смеси в анолите составило 4 часа. Если время замачивания будет менее 3,5 часов, то этого будет недостаточно, для нормального насыщения эндосперма зерна водой, которая необходима для активации биохимических процессов, необходимых для солодоращения. Если время замачивания будет больше 4,5 часов, то это увеличит время технологического процесса.

Заявлено оптимальное соотношение зерновой смеси к анолиту, равное 1:2. Если соотношение зерновой массы к анолиту будет больше, то это способствует развитию неблагоприятной микрофлоры, затрудняющей солодоращение, если меньше - насыщение эндосперма зерна влагой будет недостаточным, что также замедлит процесс проращивания.

Оптимальное время повторной промывки зерна после замачивания в анолите составляет 5 мин. Промывка менее 5 минут является недостаточной для удаления из зерна остатков анолита, если больше - это способствует увеличению времени технологического процесса проращивания.

Если время проращивания зерновой смеси составляет менее 96 часов, то это способствует недостаточному накоплению необходимых для качественного солода сахаров и ферментов. Если больше 120 часов - зерно перерастает, в связи с чем ухудшаются его вкусовые качества, поэтому оптимальным временем проращивания является 108 часов.

Технический результат достигается только при сочетании заявленных признаков, что позволяет упростить технологический процесс солодоращения и сократить его продолжительность, а также получить солод с рекомендуемыми биохимическими и микробиологическими показателями качества при низких материальных и трудозатратах.

Способ приготовления ячменно-пшеничного солода осуществляют следующим образом.

Составляют смесь из зерна ячменя и пшеницы в соотношении 1:1. Затем промывают зерновую смесь водопроводной водой в течение 4-8 минут. После чего зерно замачивают в анолите с рН 3,0-6,0 ед. и окислительно-восстановительным потенциалом 970-1110 мВ, концентрацией кислорода 8,3-12,0 мг/л и хлора 0,006-0,01 мг/л в течение 3,5-4,5 часов. Соотношение зерновой смеси к анолиту соответственно составляет 1:2. Далее, после замачивания в анолите, зерновую смесь повторно промывают водопроводной водой в течение 3-8 минут. Затем осуществляют проращивание зерновой смеси ячменя и пшеницы воздушно-оросительным методом в течение 96-120 часов при периодическом ворошении. После чего осуществляют сушку пророщенной зерновой смеси.

Пример осуществления способа.

Готовят смесь из зерна ячменя сорта Агродеум и пшеницы сорта Безостая-1 в соотношении соответственно 1:1. Затем осуществляют промывку зерновой смеси в течение 4-8 минут. После чего зерновую смесь замачивают анолитом с рН 4,5 единиц, ОВП 1040 мВ, концентрацией кислорода 8,3 мг/л, концентрацией хлора 0,008 мг/л в течение 4 часов, при соотношении зерна к анолиту 1:2. После замачивания осуществляют повторную промывку зерновой смеси водопроводной водой в течение 3-8 минут. Затем осуществляют проращивание зерновой смеси воздушно-оросительным методом в течение 96-120 часов при периодическом ворошении. После чего пророщенное зерно высушивают. Сушку осуществляют согласно технологической инструкции по производству солода и пива ТИ-18-6-47-85 до содержания массовой доли влаги в нем не более 5,0% по ГОСТ 29294-2014 «Солод пивоваренный. Технические условия», так как в процессе сушки в зерне происходят химические процессы и образуются ароматические и красящие вещества - продукты взаимодействия аминокислот с сахарами, содержащими свободную карбонильную группу, а также прекращаются ферментативные процессы в зерне, вследствие частичной инактивации ферментов.

В результате микробиологических исследований при посеве зерна, обработанного по предлагаемому способу, на питательную среду МПА и среду Чапека степень заспоренности грибной и бактериальной микрофлорой была минимальной.

В таблице 1 приведены данные, характеризующие ячменно-пшеничный солод, полученный предлагаемым способом, в сравнении с нормами, рекомендованными ГОСТ 29294-92 «Солод пивоваренный. Технические условия».

Как видно, обработка зерновой смеси ячменя и пшеницы анолитом с заявленными параметрами значительно сокращает срок солодоращения за счет высокой степени влагопотребления зерна, происходит активное действие каталитических ферментов, повышается энергия прорастания зерна, сдерживается развитие контаминирующих микроорганизмов.

Таким образом, предлагаемый способ получения солодовой смеси позволит получить ячменно-пшеничный солод за максимально короткое время - 108 часов, без дополнительных материальных затрат и потери качества зерна, а также позволит упростить технологический процесс солодоращения и сократить его продолжительность на 24 часа, а также получить солод с рекомендуемыми показателями качества с содержанием влаги 4,9%, белка - 10,547%, продолжительностью осахаривания - 12, 5 мин, массовой долей экстрактивности - 79%.