Холодное осахаривание ферментами. Зерновая брага на ферментах: холодное осахаривание и горячее

1. Какие ферменты используются и почему?

В домашнее винокурение ферменты пришли из промышленности. Их использование в промышленности обусловлено снижением сложности, повышением стабильности технологических процессов, ускорения процесса производства и увеличением выхода спирта по сравнению с использованием традиционных методик. Использование полного комплекса ферментных препаратов позволяет получить максимальное количество спирта из сырья, а также уменьшить содержание посторонних компонентов в сусле, что положительно влияет на органолептику продукта перегонки.

Современная промышленность использует для разжижения и осахаривания сырья ферментные препараты:

Амилосубтилин ГЗх (АмилоЛюкс, «А») - для разжижения сырья и подготовки его к действию других ферментов
Глюкаваморин ГЗх (ГлюкаЛюкс-А, «Г») - для осахаривания крахмала
ЦеллоЛюкс-А («Ц») - для осахаривания некрахмалистых полисахаридов (ксиланов, β-глюкана, целлюлозы, пектинов) либо подготовки их к действию вышеописанных ферментов.
Протосубтилин («П») - для расщепления растительных белков, что приводит к более активной работе дрожжей

Таким образом, минимально необходимые ферменты при осахаривании - это Амилосубтилин и Глюкаваморин. ЦеллоЛюкс-А и Протосубтилин выполняют дополнительное осахаривание и подготовку к брожению.

2. Дозировка различных ферментов

Множество вопросов вызывает расчет дозировки ферментных препаратов. Обычно производитель или продавец указывают активность сухих ферментов в активных единицах на грамм фермента. Также существуют рекомендации от производителя по дозировке активных единиц ферментов на грамм вещества подвергающегося обработке. Причем в зависимости от тех. процесса количество ферментов может варьироваться от минимального до максимального. При помощи этого числа, а также с использованием таблиц по содержанию крахмала, белка и НПС (некрахмалистых полисахаридов) можно высчитать эталонную дозу каждого фермента на килограмм сырья.

Формула для расчета количества ферментов на килограмм сырья выглядит следующим образом:

Доза фермента (грамм) = (P*R*10)/A

P - процент содержания вещества, подвергающегося обработке (например, крахмал)
R - рекомендованная дозировка активных единиц
А - активность препарата в единицах на грамм

Стоит добавить, что для некоторых типов сырья (рожь) и ферментов с истекшим или подходящим к концу сроку годности требуется увеличение дозы ферментов на 15-25%. Так как в домашних условиях рассчитывать точную дозировку препаратов практически нет смысла, то можно допустить некоторые упрощения в методике расчета, взяв максимально рекомендуемые значения.

В таблице приведен расчет дозировки ферментов на один 1 кг сырья:

				Расход фермента в граммах на 1 кг сырья
Сырье	Крахмал	Белок	Целлюлоза	А-1500 ед/г	Г-3000 ед/г	Ц-2000 ед/г	П-120 ед/г
Пшеница	56	16	6	0,75	1,16	0,90	4,38
Ячмень (шелушеный)	49	13	7	0,65	1,01	1,05	3,79
Кукуруза	68	7	3	0,91	1,41	0,45	2,04
Рожь	50	15	2	0,67	1,03	0,30	4,38
Тритикале	53	13	2	0,71	1,10	0,30	3,79
Просо	51	13	8	0,68	1,05	1,20	3,79
Овес (шелушеный)	37	13	10	0,49	0,76	1,50	3,79
Картофель	18	2	2	0,24	0,37	0,30	0,58
Рис	73	8	н/д	0,97	1,51		2,33
Гречиха	64	12	н/д	0,85	1,32		3,50
Горох	59	29	н/д	0,79	1,22		8,46
Активность:				1500	3000	3000	120
Норма расхода ед:				2	6,2	30	3,5

Нарушения в дозировке препаратов в меньшую сторону могут сказаться на сроках работы ферментов и полноте переработки сырья. При этом от незначительного превышения дозировки негативных последствий не замечено (кроме перерасхода).

Таким образом, универсальным рецептом будет использование на 1 кг сырья:

1 грамм - Амилосубтилин ГЗх 1500
1.5-2 грамм - Глюкаваморин ГЗх 3000
1 грамм - ЦеллоЛюкс-А 2000
4-5 грамм - Протосубтилин 120

3. Типы осахаривания, их преимущества и недостатки

Сейчас в домашнем винокурении пользуются популярностью две различных технологии осахаривания - горячее и холодное, названные так из-за разных температур, при которых происходит гидролиз крахмала. При горячем осахаривании сырье нагревается до температур в 50-70°С и в таком состоянии подвергается воздействию ферментов в течение 10-20 часов. При этом минимален риск заражения сусла, максимально эффективно действуют ферменты, но этот способ требует больших усилий.
При холодном осахаривании с использованием ферментов процесс протекает при температурах, близких к 30°С и с одновременным брожением. Этот способ менее трудозатратный, но более долгий, и имеет больший риск скисания браги. На графиках представлена зависимость активности ферментов от температуры с течением времени:


Кривые гидролиза Амилосубтилином зерновых замесов при разных температурах (1 ед/г крахмала)	Кривые гидролиза Глюкаваморином зерновых замесов при разных температурах (5 ед/г крахмала)

Диапазон эффективного действия фермента Амилосубтилин соответствует области рН 5,0-8,0 и температуре 50-75°С. Для фермента Глюкаваморин эффективное действие лежит в следующих пределах: рН 3,0-6,5 и температуры 30-60°С.

Стоит добавить, что существует множество промежуточных способов между горячим и холодным осахариванием, применение которых во многих случаях может быть оправдано конкретными условиями, доступностью компонентов, затрачиваемым временем и другими факторами.

3.1 Горячее осахаривание (ГОС)

Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г:

Подготовить горячую (кипящую) воду из расчета ~6.5 литров воды на 1 кг крахмала в сырье (для круп или дробленки).
В горячую воду добавляется сырье с постоянным перемешиванием. Для перемешивания удобно использовать шуруповерт или низкооборотистую дрель с насадкой для перемешивания строительных смесей - “миксер”. При этом для того, чтобы избежать комков, сыпать лучше всего прямо на вращающуюся в воде насадку.
При остывании смеси до 75°С вносится половина дозы фермента Амилосубтилин. Перед внесением его можно растворить теплой питьевой водой в отношении 1/10.
Далее сусло перемешивается с кашеобразного до жидкого состояния или в течение примерно 30 мин.
Суслу дают остыть до 56-58°С и вносят оставшуюся часть фермента Амилосубтилин и фермент Глюкаваморин, затем тщательно перемешивают “миксером”. Время работы ферментов на этом этапе составит около 1.5-2 часов.
После окончания процесса осахаривания суслу нужно дать остыть до температуры около 30°С. Для того, чтобы сусло не “заразилось” во время остывания, желательно герметично закрыть емкость с ним.
Сусло переливается в емкость для брожения (предварительно продезинфицированную), и в него вносятся дрожжи с дозировкой 2-3 грамм сухих или 10-15 грамм прессованных на килограмм сырья. Брожение происходит под гидрозатвором.

Активная фаза брожения будет продолжатся около 3-4 дней, затем брагу нужно периодически взбалтывать, не открывая бродильную ёмкость.

3.2 Холодное осахаривание (ХОС)

Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г без заваривания:

Сырье желательно раздробить и обязательно очистить от плевел, если они есть.
Подготовить воду температурой около 35°С из расчета ~6.5 литров воды на 1 килограмм крахмала в сырье (для круп или дробленки). Стоит учесть, что ёмкость для брожения нежелательно заполнять брагой более, чем на 7/10 объема.
В ёмкость для брожения вливается половина заготовленной воды.
Для снижения вероятности заражения сусла обязательно рекомендуется в воду добавить антибиотик - доксициклин (1 капсула на 20 литров браги).
Кислотность регулируется в пределах 5-5.5 pH ортофосфорной, серной или лимонной кислотами.
Далее в ёмкость вносятся ферменты Амилосубтилин и Глюкаваморин, согласно дозировке на килограмм крахмала в сырье.
Если есть, то можно добавить пеногаситель софэксил - 1 мл на 20 литров затора
Вносится сырье, затем все перемешивается
Добавляются дрожжи в соответствии с рекомендациями производителя (10 грамм сухих дрожжей на 4-5 литров браги).
Добавляется оставшаяся часть воды.

Брожение происходит под гидрозатвором с периодическим помешиванием-взбалтываем (без нарушения герметичности). Процесс брожения занимает от полутора до трех недель. Готовность к перегонке контролируется по появлению пленки на поверхности браги. Появление пленки - это признак того, что брага начинает скисать и ее нужно тут же перегонять. В идеале следует перегонять брагу незадолго до появления пленки.

Осахаривание – это расщепление крахмала из крахмалосодержащего сырья с получением простых сахаров. Этот процесс нужно обеспечить для успешного брожения. Ведь дрожжи переваривают только моносахариды (отдельные молекулы сахара). Поэтому крахмал необходимо разложить с помощью синтезированных ферментов либо солода.

Брага на ферментах (из крупы, муки, картошки, кукурузы и пр.) обходится гораздо дешевле кристаллического сахара. При этом вкусовые качества дистиллята из зерна намного выше.

Осахаривание производится двумя способами: традиционным горячим и сравнительно новым холодным (ХОС). Последний способ основан на использовании синтетических ферментов (альфа амилазы и глюко амилазы) вместо солода. При холодном осахаривании ингредиенты закладываются в воду комнатной температуры, никакого нагревания не требуется. Трудозатраты при приготовлении браги холодным способом гораздо ниже, чем при горячем. Но и длительность брожения увеличивается: от 10 до 20 дней.

Что касается вкуса продукта, то у каждого винокура на этот счет свое мнение. Противники холодного осахаривания считают, что ферменты придают зерновой браге и дистилляту определенный привкус, которые остается и после трех перегонок. Сторонники способа говорят что вкус холодного и горячего способа почти неотличимы и только зерновой самогон имеет настоящий вкус «хлебного вина», а продукт из сахара по сути просто спирт. Поэтому, каждому винокуру стоит попробовать холодное осахаривание и выработать собственную точку зрения на предмет.

Ингредиенты для приготовления

Крахмалосодержащие продукты. Для ХОС подойдет: мука любых злаков, крахмал и зерновые культуры. Не нужно использовать цельное зерно, только дробленое и чем мельче тем лучше. Если собираетесь использовать цельное, то берите шлифованный рис, пшено, перловку.
Качественная вода
Ферменты. Промышленное название требуемых ферментов Глюкаваморин и Амилосубтилин. Они обозначаются как Г и А. При этом А производит первичное расщепление полисахаридов, а Г завершает дело. Также используются Целлюлокс (Ц) и Протосубтилин (П). Целлюлокс обрабатывает целлюлозу, а Протосубтилин – молекулы белка. Последние два мы использовать не будем.
Дрожжи
Антибиотик для подавления конкурентной микрофлоры (амоксициллин)

Оборудование и инструменты

Емкость с запасом по объему примерно треть от планируемого объема браги
Перемешиватель, в качестве него можно использовать длинную палку, металлическую лопатку с длинной ручной или шуруповерт со строительной насадкой
Гидрозатвор
Подогреватель для аквариумов (необязательно, но может быть полезен для поддержания постоянной температуры)
Самогонный аппарат

Количество и пропорции

Соотношение воды и сырья т.е. гидромодуль очень важный момент. При малой концентрации крупы или муки брага получится слишком слабой и жидкой. А при высокой концентрации есть вероятность, что часть сырья не сбродится совсем. Наилучшие значения для гидромодуля при ХОС нужно брать в пределах 1:4 или 1:3 (первая цифра – сырье, кг, вторая цифра – вода, л).

Количество дрожжей берется в расчете на 1 кг сырья:

Сухие хлебопекарные дрожжи – 20 г.
Сырые хлебопекарные дрожжи – 100 г.
Винные или специализированные для зерновых — по рекомендации на упаковке

Расчет количества ферментов для браги – нетривиальная задача, так как производитель указывает в своих рекомендациях количество ферментов для обработки чистого крахмала, а не конкретного продукта. Некоторые винокуры действительно выполняют пересчет для каждого вида сырья: высчитывают количество крахмала в закладке и кладут микробиологические ферменты по рецепту. Опыт показывает, что превышение количества ферментов даже вдвое практически не отражается на качестве браги.

А: 1-2 грамма
Г: 2-3 грамма

Впоследствии ферменты разлагаются под воздействием температуры или других факторов так что в конечный продукт они никак не попадут.

Простой рецепт ХОС

Предлагаем универсальный рецепт ХОС, начав с которого можно добиться отличных результатов в приготовлении браги с помощью холодного осахаривания:

Нагрейте воду до 38°С, перелейте в емкость для брожение. Емкость следует подобрать с таким расчетом, чтобы весь затор занял в ней места не больше 70%
Добавьте ферменты, если свежие, то по 3 гр. А и Г, если ближе к окончанию срока хранения, то по 6 гр. того и другого вида
Добавьте антибиотик, хорошо использовать доксициллин, 1 или 2 капсулы на 30 литров браги
Засыпьте все крахмалосодержащее сырье и хорошо перемешайте. Берите на 1 кг сухого сырья 3,5 л воды
В качестве пеногасителя раскрошите на поверхность браги простое печенье
Разбродите и добавьте дрожжи в рассечете на количество сырья
Готовую брагу следует перемешать и установить гидрозатвор. Брожение можно будет увидеть через 2 — 5 часов. В первый день оно будет бурным, дальше – более спокойным
Первые 5-6 дней утром и вечером нужно взбалтывать брагу, не открывая емкость
Времени для сбраживания может понадобиться от 2 до 3 недель.
Для перегонки лучше всего применять парогенератор. Тогда конечный продукт не придется декантировать и осветлять. Если же вы перегоняете на НБК (непрерывная бражная колонна) или прямым нагревом, то нужно дегазировать и декантировать брагу методом слива осадка. Бентонит в этом случае неэффективен.
Основываясь на этом рецепте, можно создавать свои уникальные затворы из смеси разных круп или муки.

Рецепт браги на кодзи

Кодзи - это китайская плесень, активное вещество для получения саке - национального японского вина т.е. грибок который разлагает крахмал на сахара и сбраживает их в спирт. Кодзи прекрасно будут работать с любым крахмалосодержащим сырьем мука, крупы и т.д., срок брожения от 3 недель до месяца.

Рецепт браги точно такой же как и предыдущий, но вместо ферментов и дрожжей добавьте 8-9 грамм кодзи на 1 кг. сырья.

Создание качественного самогона на основе сырья, содержащего крахмал – это достаточно хлопотное, затратное и сложное для неопытного самогонщика дело. А все дело в том, что при таком варианте обязательным будет проведение осахаривание. Тут следует отметить, что новички в деле самогоноварения просто-напросто обходят стороной этот момент, и это логично, ведь сегодня есть несколько десятков или даже сотен понятных и простых рецептов создания сахарной браги. Однако те, кто хочет попробовать что-то новое, может попробовать самостоятельно приготовить зерновой самогон. Все, что необходимо – изучить процесс, рецепт и понятные инструкции, и после этого можно начинать создавать свой собственный шедевр.

Навигация

В различных продуктах зернового типа углеводы, которые будут под действием дрожжей становится спиртом, представляют собой крахмал. Как раз этот полисахарид является цепочкой из обыкновенных, классических видов сахара, к которым относится сахароза, глюкоза, а также сахароза.

Для того, чтобы дрожжи приступили к выработке этанола, необходимо поделить крахмал на обыкновенные виды сахара. И сделать это можно как раз через процесс осахаривания.

Методика холодного осахаривания

Проведение гидролиза различных типов полисахаридов будет проходить заметно быстрее через такой процесс, как внесение ферментов, содержащихся в солоде. Также эти же самые ферментыможно приобрести в специальных магазинах.

Следует отметить, что ферменты начинают работать постепенно, а не сразу же, поэтому такие вещества, как моносахариды. Они тоже будут получаться постепенно, преобразовываясь в спирт. А это говорит о том, что осахаривание будет осуществляться в одно и то же время с брожением.

Плюсы осахаривания

При создании такого рецепта можно сэкономить значительное количество времени и собственных сил на то, чтобы поставить брагу;
Данный рецепт не требует наличия специализированного оборудования;
Брага намного меньше подвержена такому процессу, как кислое брожение в самом начале процедуры броженния;
Нет никакой необходимости в том, чтобы поддерживать одну и ту же температуру;
Перегонять самогон можно методикой прямого нагревания.

Минусы осахаривания

Всего таких минусов два:

Продолжительность сбраживания. Брага, основанная на ферментах путем холодного осахаривания, будет полностью подготовлена к употреблению через 14-21 день, но в течение этого времени брага не требует к себе никакого особенного внимания;
Есть очень большая вероятность того, что брага просто-напросто скинет еще на стадии дображивания. Такой минус можно нивелировать при помощи добавления в брагу антибиотиков.

Такая технология и ее смысл заключается в ускорении процесса гидролиза крахмала на моносахариды через выдекрижвание определенной температуры в течение продолжительного времени. При использовании процесса горячего осахаривания расщепление будет происходить точно также – за счет ферментов, которые получают путем обработки солода. Также можно внести искусственные ферменты.

Плюсы горячего осахаривания

Повышенная скорость осахаривания;
Быстрый процесс брожения.

Минусы горячего осахаривания

Компоненты будут развариваться лишь при повышенных температурных режимах;
Сырье необходимо перемешивать, в противном случае есть вероятность пригорания затора. При этом запах гари вывести из напитка невозможно;
Обязательным является выдерживание паузы температурного режима. Это тот период, во время которого самогонщику нужно сохранять температуру в районе 60-65 градусов. В условиях производства этим занимается оборудование, однако при создании напитка на дому емкость с напитком необходимо укутать несколькими одеялами;
В период осахаривания есть повышенная вероятность скисания напитка;
Перед тем, как проводить дистилляцию, нужно отфильтровать напиток.

Если на дому происходит приготовление браги на основании ферментов, то процесс холодного осахаривание является более предпочтительным, и это связано с тем, что тут технология производства будет более простой и удобной для человека. Однако это не правило, а рекомендация, ведь при желании можно использовать и горячее осахаривание.

Процесс приготовления просто, поэтому справится с этим и новичок. Брага на основании ферментов и муки на основании холодного способа готовится лишь по одном основному рецепту, где за основу берется килограмм сырья. Нужны следующие компоненты:

Килограмм сырья, которым может быть крахмал, кукуруза и мука;
3,5 литра воды;
3 грамма фермента Г и А;
20 грамм дрожжей сухих (или же, в качестве альтернативы, можно взять 100 грамм прессованных дрожжей);
1 таблетка амоксиклава на каждые 20 литров;2 грамма лимонной кислоты.

Важно учесть, что количество солода должно быть 150 грамм на один килограмм сырья. Если же солода будет меньше, то следует восполнить недостаток с помощью ферментов.

Стоит ли смешивать компоненты и как это сделать

В случае смешивания компонентов необходимо выполнить следующие действия:

Разбродить дрожи в слегка сладковатой теплой воде вплоть до наличия пены. Если же брожение не началось через час, не стоит применять дрожжи;
Если нужны антибиотики, следует замочить таблетку в воде для ее растворения;
Подготовить необходимую емкость для сбраживания;
Налить теплую воду в емкость, добавить туда ферменты, пеногаситель, антибиотики, а также лимонную кислоту;
Засыпать крупу или зерно, перемешать все это лопаткой с удлиненными ручками. Если в процессе рецепта будет использована брага на основании муки на ферментах, то можно использовать строительный миксер;
Добавить закваску дрожжей, а после этого перемешать состав до однородной массы.

Гидрозатвор – обязательная составляющая, но на первое время подойдет и перчатка;
Брагу стоит перемешивать каждый день;
Нормальная температура – 26-28 градусов;
Обслуживание напитка во время брожения занимает 1-3 недели. Все зависит от того, насколько зернистое сырье будет использоваться;
Следует два-три раза в день проверять, как именно визуально выглядит брага. Если будет пленка – это признак скисания и сигнал к новому перегону;
После того, как брожение будет завершено, нужно перенести брагу на холод, чтобы она стала светлее.

Зерновая брага на основании ферментов при горячем осахаривании

Один из классический методов, помогающий сократить время брожения. Однако процесс достаточно трудозатратен.

Компоненты:

Килограмм сырья, содержащего крахмал;
4,5 литра чистой воды;
150 грамм солода;
5 сухих дрожжей (в качестве альтернативы можно взять 20 грамм прессованных дрожжей).

Как приготовить

Засыпать сырье и, постоянно перемешивая, добавить воду (55 градусов);
Прогреть смесь до температуры в 60 градусов;
Варить 15 минут;
Довести до кипения и варить 1-2 часа до состояния однородной массы;
Остудить массу до 65 градусов и внести солод;
Накрыть крышкой и оставить для ферментации на 3 часа;
За 50 минут до конца ферментации нужно растворить дрожжи;
Быстро остудить сусло до температуры в 30 градусов;
Внести в емкость дрожжи и размешивать.

При этом действуют те же советы, что и при других рецептах.

Злаковые культуры - это основное сырье для производства спирта и получения дистиллята. Прежде всего, это ячмень, овес, рис, кукуруза, пшеница и т.д. Используют их по нескольким причинам:

Относительно небольшая стоимость
Приятный органолептический профиль получаемого продукта
Высокий выход спирта

Традиционная брага делается из сахара и дрожжей. Дрожжи нужны, чтобы расщепить сахар, в результате чего образуется спирт. Однако в зерне сахара как такового нет, зато много крахмала. Чтобы получить брагу из зерна, крахмал нужно разрушить ферментами. Это белковые вещества, которые делают возможными или ускоряют химические реакции, нужные для образования спирта. Ферменты содержатся в пророщенном зерне (солоде) и продаются как препараты в чистом виде.

Следовательно, есть три способа сделать зерновую брагу:

Использовать солод, чтобы осахарить крахмал в зерне. Так можно осахарить до 40% от засыпи не соложенного зерна.
Прорастить зерно, чтобы ферменты накопились в нем естественным образом. То есть сделать солод.
Использовать фермент в виде препарата и несоложеное сырье.

Второй способ дешевле и позволяет получить результат быстрее.

Строение зерна

Чтобы понять, как именно перерабатывается зерно при затирании, необходимо разобраться в его строении. Рассмотрим на примере ячменя.

Внутреннее строение зерна ячменя

1-зародыш стебля, 2-зародыш листа, 3-зародыш корня, 4-щиток, 5-слой эпителия, 6-эндосперм, 7-пустые израсходованные клетки, 8-алейроновый слой, 9-семенная оболочка, 10-плодовая оболочка, 11-мякинная оболочка

Зерно ячменя представляет собой зерновку, оболочка которой состоит из нескольких клеточных слоев.

Оболочки объединяются в мякинную (или цветочную) - наружная оболочка, плодовую (или перикарп) и семенную (или теста).

Мякинная оболочка у большинства ячменей срастается с зерновкой. Мякинная оболочка очень прочная, именно она предохраняет зерно от механических повреждений. В основном состоит из целлюлозы, небольшого содержания кремниевой кислоты, липидов и полифенольных соединений.

Под мякинной оболочкой находятся сросшиеся плодовая и семенная оболочки . Семенная оболочка полупроницаема, она хорошо пропускает воду, но задерживает растворенные в воде вещества. Это свойство семенной оболочки позволяет обрабатывать зерно водой с различными химическими веществами, которые не проникают в зерно и не повреждают зародыш.

Эндосперм (мучнистое тело) покрыт алейроновым слоем. Он состоит из многочисленных клеток, богатых белками. В прорастающем ячмене алейроновый слой является местом образования ферментов.

Основными компонентами клеточных стенок алейронового слоя являются некрахмалистые полисахариды - пентозаны (70%) и β-глюкан (30%).

Мучнистое тело (эндосперм) занимает всю внутреннюю часть зерна, состоит из крахмальных зерен разного размера. Около 98 % сухого вещества зерен приходится на крахмал.

Химический состав

Белковых веществ в ячмене в среднем содержится 10,5-11%.

В ячмене белки содержатся:

алейроновом слое - в виде ферментативного белка (альбумины и глобулины);
На наружной стороне эндосперма - резервный белок (проламины);
эндосперме - тканевый белок (глютелины).

По своему аминокислотному составу белки ячменя относятся к достаточно полноценным (в зерно ячменя входит более 20 аминокислот).

Углеводы представлены моно- и полисахаридами, главным образом крахмалом, содержание которого колеблется от 50 до 64%. Клетчатки содержится 5–6%, сахаров и декстринов до 6% (в том числе до 2% сахарозы и 0,4% непосредственно редуцирующих сахаров), жира - 2,1–2,6%, минеральных веществ - 2,5–3,5%. Большая часть клетчатки и минеральных веществ сосредоточена в пленке и оболочках зерна.

Зерно в производстве спирта: теория

Зерно ячменя обладает высокой активностью ферментов (амилазы, протеазы и пероксидазы), поэтому является хорошим материалом для приготовления солода.

Богатый химический состав предопределяет использование злаков в качестве исходного сырья для производства спирта. Эти вещества являются питательными компонентами для дрожжей, а следовательно брожение в данной среде будет проходит гораздо лучше и конечный продукт будет обладать отличной вкусоароматикой.

Основным источником спирта при брожении являются углеводы. В зерне они представлены крахмалом. Дрожжи перерабатывают на спирт только моно, дисахариды и некоторые декстрины. Крахмал является полисахаридом, состоящим из амилозы и амилопектина. Дрожжи перерабатывают крахмал только при условии разрушения молекулы на простые углеводы (моно и дисахариды). Именно для этого процесса необходимы ферменты.

Температура клейстеризации крахмала – температура при которой происходит набухание и разрушение структуры крахмальных зерен, этот процесс позволяет ферментам произвести полное осахаривание крахмала.

Соответственно если температура клейстеризации выше рабочей температуры фермента, то сначала проводят отварку (нагрев затора до 90-100 градусов) для набухания и разрушения структуры крахмальных зерен, затем производят охлаждения до рабочей температуры и вносят фермент.

Что такое фермент

Ферменты - это биологические катализаторы белковой природы, способные активизировать различные химические реакции в живом организме.

Проще говоря это белковые молекулы, которые ускоряют химические реакции, если поместить их соответствующие условия (температура и рН). У каждого фермента эти условия индивидуальны.

По специфичности воздействия на различные высокомолекулярные полимеры зерна ферментные препараты можно поделить на 3 группы.

Амилолитического действия - способствуют гидролизу крахмала. К ним относятся ферменты разжижающего, декстринирующего и осахаривающего воздействия.
Протеолитического действия - разрушают (гидролизуют) белковые молекулы.
Целлюлолитического действия - гидролизуют некрахмалистые полисахариды, например целлюлозу.

По происхождению

Нативного происхождения - образуются в зерне при проращивании;
Микробиального происхождения - полученные с помощью плесневых грибов;
Бактериального происхождения - культивированы бактериями

Так же ферменты делятся на жидкие и сухие.

Если использовать микробиальные и бактериальные ферменты, отпадает необходимость в соложении зерна. К тому же данные ферменты обладают более широким температурным диапазоном действия по сравнению с нативными.

Есть два способа переработать зерновые культуры, чтобы расщепить крахмал на сахара:

Затирание с помощью нативных ферментов содержащихся в пророщенном зерне. Этот процесс является классической технологией производства заторов. Но он является довольно трудоемким, включающим в себя проращивание зерна, передерживание температурных границ при затирании, так же пророщенное зерно на порядок выше в цене обычного зерна.
Затирание с помощью ферментов полученных бактериально. Данный метод является прогрессирующим и набирающим все большую популярность. Его основным преимуществом является относительная дешевизна и простота в использовании. Бактериальные ферменты позволяют использовать непророщенное зерно, что снижает конечную стоимость готовой продукции а так же экономит время и силы. Так же бактериальные ферменты имеют более широкий температурной диапазон действия что позволяет расширить область его применения в технологическом процессе.

Ферменты в магазинах «Доктор Губер»

Чтобы переработать зерно в домашних условиях в первую очередь необходимы ферменты амилолитического действия. У нас они представлены следующими ферментами:

Амилосубтилин - ферментный препарат мезофильной бактериальной α-амилазы. Гидролизует внутренние α-1,4-гликозидные связи крахмала (амилозы и амилопектина) и продуктов их последовательного расщепления, что приводит к быстрому снижению вязкости клейстеризованных растворов крахмала на стадии разжижения, тем самым, обеспечивая подготовку сусла к действию глюкоамилазы. Активность составляет 1500 ед.Ас/г. Температурный оптимум действия 30-60°С
Глюкаваморин - получают путем глубинного культивирования штамма плесневого гриба Aspergillus awamori. Гидролизует α −1,4 и альфа-1,6-гликозидные связи крахмала, декстринов, олигосахаридов, последовательно отщепляя глюкозу от нередуцирующих концов цепей. Применяется для осахаривания крахмала. Активность составляет 1500 ед.Гс/г. Температурный оптимум действия 30-60 °С

Препараты представлены в сухом виде в фасовке по 20 грамм.

Для работы с непророщенным зерном этих ферментов будет достаточно.

Ферменты в производстве спирта: практика

В первую очередь готовится водный раствор. Для этого сухой препарат растворяют водой в соотношении 1:10, температура воды 25-30 градусов и тщательно перемешивают, в таком состоянии препарат хранится не более 24 часов. Далее рассчитывается необходимое количество фермента.

Активность ферментов выражается в ед./г. вещества.

Амилосубтилин - 2-4 ед. на грамм крахмала.
Глюкаваморин - 2-4 ед. на грамм крахмала.

Пример расчета:

При затирании в аппарате объёмом 60 литров при гидромодуле 1:3 используем примерно 15 кг зерна (предположим, что зерном в данном случае является пшеница).

В зерне пшеницы в среднем содержится от 55 до 65% крахмала (табличные данные). Возьмем среднее значение 60%.

Это значит, что в 15 кг зерна содержится: 15*0.6= 9кг крахмала.

Дана дозировка ферментов и их активность на грамм крахмала:

1 грамм Амилосубтилина содержит 1500 ед.Гс, дозировка 2-4ед. (среднее 3)
1 грамм Глюкаваморина содержит 1500 ед.Ас, дозировка 2-4 ед (среднее 3)

На 9000 грамм крахмала нам необходимо:

9000*3= 27000 ед.АС для снижения вязкости
9000*3= 27000 ед.Гс для осахаривания крахмала

Что соответствует:

27000/1500= 18 грамм Амилосубтилина
27000/1500= 18 грамм Глюкаваморина

1 пакетика 20 грамм достаточно для осахаривания 15 кг пшеницы.

Расчеты были сделаны для затирания при Т=60°С. При температурах ниже 60°С желательно увеличить дозировку фермента на 20-30%.

После расчета и подготовки препарата его вносят вместе с измельченным зерном в воду и проводят затирание.

На зерне можно приготовить без дополнительных затрат сил и энергии, а также без температурных пауз. Для этого нужно просто использовать в процессе ферменты. Зерновая на ферментах, холодное осахаривание которой проходит быстро и качественно, превращается в с хорошим вкусом и мягкостью.

Особенности методики

Горячее осахаривание происходит с помощью поэтапного приготовления солода и сусла, а также смешивания их при определенной температуре и настаивании жидкости. Эта методика трудоемкая, поэтому большинство тех, кто варит на пшенице или другом зерне, используют процесс холодного осахаривания. У него есть ряд неоспоримых преимуществ:

процесс довольно простой;
не нужны высокие температуры;
фильтрации до начала брожения не нужно;
бактерии в такой среде размножаются меньше или не размножаются вовсе из-за выработки углекислого газа в процессе;
перегоняется прямым нагревом;
методика подойдет начинающим винокурам, у которых мало оборудования и практически нет опыта.

А вот среди минусов выделяют такие особенности методики:

Необходимо большее количество времени на брожение - это примерно 20-25 дней, в отдельных случаях до 27. Но при этом человек, который варит самогон, ничего не делает, он свободен от постоянных помешиваний или слежкой за сырьем.
Если не соблюдать технологию, то скиснет в конце процесса. Поэтому важна поэтапная подготовка и внимательность винокура к условиям.

Для того чтоб приготовить сначала брагу, а потом и самогон таким способом, нужны ингредиенты и аппаратура:

Обязательно наличие таких продуктов, как:

Сырье. Этот пункт пестрит разнообразием. В качестве сырья можно использовать муку, крахмал, крупу, макаронные изделия, солод разных видов. Цельное зерно лучше не использовать, поскольку процесс затянется надолго.
Вода.
Ферменты. Например, распространенные «Амилосубтилин» и «Глюкаваморин». К ним в качестве дополнения может присоединиться не ферментированный белый солод. Первый фермент отвечает за расщепление молекул, а второй - за переработку крахмала в сахар. Результат действия ферментов практически одинаковый с солодовой варкой. Технология дешевле, поэтому с водой в сырье добавляют ферменты на этапе приготовления браги. Процессы брожения и переработки крахмала в сахар идут практически одновременно.
Дрожжи сухие или прессованные.

Дополнительно может потребоваться антибиотик, подкислитель (лимонная кислота) и пеногаситель («Софэксил»). В качестве оборудования потребуется:

емкость для брожения;
гидрозатвор;
перемешиватель и аквариумный нагреватель - необязательно, их действие можно заменить созданием условий внешней среды для браги;
самогонный аппарат для перегонки готовой браги.

Подбор ингредиентов и пропорций

По рецепту приготовления нужно определиться с пропорциями ингредиентов. Идеального рецепта не существует, но самая популярная версия на один килограмм сырья такая:

3,5 литра воды при температуре 38 градусов Цельсия, главное, не выше этого показателя.
Ферменты: свежих - по 3 грамма «Амилосубтилина» и «Глюкваморина», старых следует взять по 4-5 грамм каждого.
Дрожжей сухих - 20 грамм или прессованных - 50 грамм. Можно брать винные дрожжи.
«Доксициклин», антибиотик - одна капсула на 20 литров затора.
Пеногаситель («Софэксил») - 10 миллилитров на 20 литров.

Пропорции не являются окончательными и могут быть дополнены винокурами исходя из личного опыта. А еще для расчетов важно знать, что ферменты имеют такой параметр, как активность. Он измеряется в единицах на грамм сухого вещества или на миллилитр жидкого раствора. Активность ферментов должна заявляться в инструкциях производителей. У каждого производителя свои штаммы и, соответственно, свои показатели. Например, показатели выглядят так:

«Амилосубтилин Г3х» - 1000 единиц на 1 грамм порошка;
«Глюкаваморин Г3х» - 1000 единиц на 1 грамм;
«Целлюлокс-А» - 2000 единиц на 1 грамм;
«Протосубтилин Г3х» - 70 единиц на 1 грамм.

При этом инструкция не является руководством к действию и не объясняет, сколько нужно класть продукта на килограмм пшеницы, риса или другого злака. В ней указываются рекомендации только по количеству сырья, готового к переработке, то есть крахмала, целлюлозы или простого белка. Поэтому перед использованием продукта нужно узнать, сколько содержится этих простых веществ в сырье.

Ферменты для браги

Использование ферментов не так распространено, потому что многие винокуры считают их ненатуральными продуктами. Соответственно, напиток также получается ненатуральным и в нем присутствует привкус. Вопрос привкуса ферментов спорный, поскольку часть деятелей абсолютно не замечает привкуса даже при однократной перегонке. Проверить этот тезис можно только экспериментально.

Если напутать с количеством ферментов, то напиток еще можно будет исправить. Положив больше, брага будет осахариваться быстрее, но винокур потратит больше средств на осахаривание. А если положить фермента меньше, то напиток просто не будет осахариваться или процесс замедлится. Особенно замедляет процесс брожения недостаток фермента «Глюкваморина», количество пены уменьшается, шапки из злаковых культур не наблюдается. Расход ферментов можно уменьшить в два раза в случае использования зеленого солода.

Главный выбор сырья делается между такими продуктами, как:

Мука. Это молотое сырье, которое продается в любом продуктовом магазине. По части доступности мука занимает первое место. Сырье быстрее осахаривается и с ним не слишком сложно работать. Крупинки муки мелкие, поэтому ферментам проще с ними взаимодействовать. Но есть и недостатки, например, склонность муки к пенообразованию и «убеганию». А еще брагу из этого вида сырья нужно обязательно осветлять и декантировать, что ведет к потерям спирта. Крупа стоит дешевле, но она осахаривается дольше за счет крупных частиц. Иногда процесс растягивается на 3-4 недели. Чтоб ускорить брожение, можно пользоваться мешалкой, только без открывания емкости с брагой. Саму емкость можно прокатить по полу с наклоном.
Солод - сырье, которое получается из проращённого зерна. Солод сам по себе имеет много ферментов, но и к нему добавляются порошковые ферменты. А еще солод выступает в роли усилителя вкуса, поскольку он очень ароматный. Существует зеленый и белый солод. Но этот ингредиент также добавляется в брагу в молотом виде.
Взорванное зерно, или экструдированное вакуумно-техническим способом. На вид - это пористые зерна с небольшим присутствием в них ферментов. Методика получения такого сырья пока не популярна.
Продукты с крахмалом. Это чаще всего макароны, хлеб. Если винокур работает в местах, где много таких продуктов, то их можно использовать в качестве сырья. Но для серьезных людей, которые занимаются перегонкой, эти ингредиенты больше подойдут для одноразового эксперимента.
Обычное зерно.

Использование конкретных злаков разной степени помола даст разный результат. Самым дешевым сырьем является пшеница. Но выход из нее чистого спирта относительно небольшой. Зато напиток получается мягким и приятным по вкусу. Рожь, которая обладает резкими чертами напитка, дает еще меньший выход спирта из-за того, что злаковая культура образует много пены и «сбегает» во время брожения.

Кукуруза - наименее капризная к условиям и дает большой выход спирта. Зато напиток имеет специфический вкус. Ячмень - еще один злак, который не всем нравится на выходе. Рис - крупа-лидер по части выхода спирта.

Именно рис используется для дальнейшего приготовления настоек. Привкус очень тонкий, напиток ароматный и легко пьется. Иногда в качестве сырья пробуют и гречку, но при большом выходе, вкус также на любителя.

При выборе ингредиентов, если сложно определиться, можно использовать смеси злаков. Советы по использованию такие:

Ячмень и рожь могут заглушить вкусы других злаков. Поэтому при использовании смеси их следует добавлять осторожно, желательно до 25%, при этом не делать акцент именно на этих культурах.
Рис - культура, которая не терпит использования в смесях, поскольку его вкус пропадет, зерновой самогон получится без особенностей.
Бурбонные замесы с кукурузой и ячменным солодом нравятся не всем дегустаторам из-за специфического вкуса.

Еще можно экспериментировать с разным процентным соотношением в смесях зерна. Результат получается неповторимым в одних случаях и совершенно не вкусным в других. Можно также пробовать комбинировать степени помола, хотя стоит знать, что добавление цельных злаков всегда чревато удлинением процесса брожения.

Для остальных ингредиентов критерии отбора несложные. Воду можно брать чистую, с хорошими вкусовыми качествами, необязательно проверять состав ее микроэлементов или другие свойства. Подкормки не требуется. Из пеногасителей рекомендуется «Софэксил», как самый эффективный по отношению к такой методике. Не стоит опасаться попадания антибиотика в самогон: обычно препарат остается в аппарате при перегонке и не попадает в «тело» напитка.

Методика изготовления браги

Технология холодного осахаривания состоит из основных этапов, в результате которых получается зерновая брага с добавлением ферментов:

В емкость добавляются продукты, а также вода при нужной температуре вместе с ферментами и дрожжами. Нужно учесть, что в тару нельзя наливать жидкости больше, чем 70% объема, поскольку идет активное пенообразование и брага может «сбежать».
Осахаренное сырье перемешивают и закрывают гидрозатвором.
Жидкость ставят в темное место с температурой 24-28 градусов Цельсия.
Брожение начинается через 2 часа, а уже через 3 дня оно становится активным и длится до 25 дней. Важно не допустить на поверхности браги образования пленки, поскольку это признак скисания. Такую брагу нужно срочно перегнать.
По готовности напиток снимают с осадка и перегоняют.

Приготовление напитка таким способом имеет ряд преимуществ и недостатков. Поэтому винокурам следует решить самостоятельно, избавится от влияния слухов и проверить методику на себе. Напиток получает хорошие качества и пригоден для употребления.

Категории

Выбор редакции