способ производства солода, способ замачивания солода, способ проращивания солода и способ выдержки солода

Классы МПК:C12C1/00 Приготовление солода
C12C1/047 воздействие на проращивание химическими или физическими средствами
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Кочубей Сергей Эдуардович (RU),
Никитин Владимир Ильич (RU),
Устюгова Галина Викторовна (RU),
Устюгов Виктор Васильевич (RU),
Чувашев Сергей Николаевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2002-04-19
публикация патента:

Изобретение относится к пищевой технологии, в частности к пивоварению, производству других солодовых напитков и изделий. Для управления биохимическими процессами в прорастающем зерне вместо растворов химических препаратов применяются слабые водные растворы веществ, активированные обработкой в электролизерах. При этом предпочтительно применение бесхлорных веществ, а лучше веществ, состоящих только из элементов из набора Н, С, О, N. При активации образуются метастабильные ионы и радикалы, обеспечивающие кислотную или щелочную реакцию и биохимическую активность препарата. После применения активные частицы самопроизвольно рекомбинируют, что обеспечивает экологическую чистоту. Для минимизации потерь сырья на рост корешков применяется относительно короткое воздействие на зерно активированным водным препаратом с повышенной кислотностью рН 2...5 после стадии промывки. С целью ускорения процессов на стадиях замачивания и проращивания применяется многоразовое воздействие активированного препарата с кислотностью рН 8...11. Остановка нежелательного роста корней и ростков после оптимального периода проращивания осуществляется относительно длительным воздействием активированным водным препаратом с рН 2...4. В результате получается высококачественный продукт с пониженной себестоимостью, т.к. технологический процесс занимает меньшее суммарное время, использует дешевые водные препараты и не требует затрат на обеспечение экологической чистоты. 4 с. и 22 з.п. ф-лы.

Формула изобретения

1. Способ производства зернового солода, при котором зерно промывают, замачивают и проращивают, причем управляют биохимическими процессами в зернах путем последовательного введения их в контакт с водными препаратами, имеющими существенно различную кислотность рН, для каждого из препаратов контролируют температуру, момент начала и продолжительность контакта с зерном, отличающийся тем, что для того, чтобы получить необходимый уровень кислотности рН, для приготовления водного препарата в техническую воду добавляют 0,01-5% весовых долей вещества примеси, состоящего из, по крайней мере, двух элементов из набора Н, С, О, N, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, и перед введением в контакт с зерном активируют указанный водный препарат путем пропускания его через, по крайней мере, одну из электродных камер, по крайней мере, одного диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно после активации и перед введением в контакт с зерном в указанный препарат добавляют 1-100 весовых долей технически чистой воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что электродная камера диафрагменного электролизера, через которую пропускается препарат, является анодной камерой, а указанный препарат после активации имеет рН=2-5.

4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что при активации препарат перед пропусканием через анодную камеру диафрагменного электролизера пропускают через катодную камеру этого диафрагменного электролизера.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электродная камера диафрагменного электролизера, через которую пропускают препарат, является катодной камерой, а указанный препарат после активации имеет рН=8-11.

6. Способ по п.1, 5, отличающийся тем, что при активации препарат перед пропусканием через катодную камеру диафрагменного электролизера пропускают через анодную камеру этого диафрагменного электролизера.

7. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является перекись водорода.

8. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является угольная кислота.

9. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является карбамид.

10. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является одноосновная карбоновая кислота.

11. Способ по пп.1, 2, 3, отличающийся тем, что веществом примеси является формиат аммония.

12. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является дикарбоновая кислота.

13. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является оксалат аммония.

14. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является двухосновная оксикарбоновая кислота.

15. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является окситрикарбоновая кислота.

16. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является цитрат аммония.

17. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является моноаминомонокарбоновая кислота.

18. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является моноаминодикарбоновая кислота.

19. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что веществом примеси является смесь, по крайней мере, двух веществ, указанных в пп.7-18.

20. Способ замачивания зернового солода после промывки, при котором, по крайней мере, один раз вводят в контакт с зерном водный препарат с повышенной кислотностью и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего подавление роста корешков при сохранении возможности преобразования зерна в солод, отличающийся тем, что для приготовления водного препарата в техническую воду добавляют 0,01-5% весовых долей вещества примеси, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, и перед введением в контакт с зерном активируют указанный водный препарат путем пропускания его через анодную камеру диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток, обеспечивают значения расхода и силы электрического тока через диафрагменный электролизер, соответствующие тому, что активированный водный препарат имеет рН=2-5.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что активируют указанный водный препарат путем пропускания его последовательно через катодную и анодную камеру диафрагменного электролизера.

22. Способ по п.20, отличающийся тем, что после активации водного препарата перед введением в контакт с зерном в указанный водный препарат добавляют гормон роста растений гиббереллин и 1-100 весовых долей технической воды.

23. Способ проращивания зернового солода после замачивания, при котором приготавливают водный препарат, вводят его в контакт с зерном после начала стадии проращивания, по крайней мере, один раз и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего активизацию биохимических процессов развития зародыша, отличающийся тем, что для приготовления водного препарата в техническую воду добавляют 0,01-5% весовых долей вещества примеси, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, активируют полученный раствор путем пропускания его через, по крайней мере, одну электродную камеру, по крайней мере, одного диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток, и обеспечивают значения расхода и силы электрического тока через диафрагменный электролизер, соответствующие тому, что кислотность активированного препарата рН=8-11.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что обеспечивают 2-10 стадий контакта активированного препарата с зерном продолжительностью 1-5 ч, причем используют воздушно-оросительный способ, а между указанными стадиями обеспечивают контакт зерна с воздухом продолжительностью 1-5 ч.

25. Способ выдержки зернового солода после проращивания, при котором вводят в контакт с зерном водный препарат с повышенной кислотностью и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего подавление всякого роста в зернах, отличающийся тем, что для приготовления водного препарата в технически чистую воду добавляют 0,01-5% весовых долей вещества примеси, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, а перед введением в контакт с зерном активируют указанный водный препарат путем пропускания его через, по крайней мере, одну электродную камеру, по крайней мере, одного диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что активируют указанный водный препарат путем пропускания его последовательно через катодную и анодную камеру диафрагменного электролизера, причем выбирают силу тока, концентрацию вещества и расход, соответствующие тому, что активированный водный препарат имеет рН=2-4, и обеспечивают продолжительность контакта с зерном 10-60 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой технологии, в частности к пивоварению, производству других солодовых напитков и изделий.

Приготовление солода известно с древних времен, но этот процесс исследуется и оптимизируется до настоящего времени. Это связано, во-первых, с тем, что он длительный, занимает до двух недель. Во-вторых, он трудоемкий, в частности, требующий механического отделения шелухи и корешков. В-третьих, он сопряжен с потерями части сухой массы полезного вещества при дыхании зерна и при формировании ростков и корешков. В-четвертых, он недостаточно надежен: в период приготовления солода зерно находится при повышенной влажности и температуре, благоприятствующей бурному развитию патогенных микроорганизмов, что в случае зараженности исходного зерна может сделать продукт ограниченно годным или негодным к употреблению в пищу из-за отравления токсинами.

Поэтому не прекращаются работы по оптимизации приготовления солода путем воздействия на происходящие при этом сложные биохимические процессы.

Для очистки от шелухи в [UK 786973] предложено применять промывку зерна концентрированным (более 30%) раствором серной кислоты, после чего его промывают водой и нейтрализуют раствором щелочи или соды. Такой солод после измельчения не имеет горького вкуса, дает экстракты с меньшей мутностью, он может применяться в пищу непосредственно или в составе смесей, напитков и т.д.

Для предотвращения роста фитопатогенных микроорганизмов применяются промывки растворами кислот, например фосфорной кислоты, что при аккуратном применении может не останавливать или лишь несущественно затруднять последующую ферментацию [J.Am.Soc.Brew.Chem., 1998, V.56, No1, pp.12-18]. В [RU 2105793] для этой же цели применяют замачивание солода в растворе арахидоновой, жасмоновой или эйкозапентаеновой кислот или их низших алкиловых эфиров, и в антиоксиданте. В [SU 1836854] зерно подвергают мойке, затем дезинфекции в оксиданте - перманганате калия - в течение 25-30 мин, а затем - отмывке от дезинфектора.

Известно и применяется на практике добавление при замочке гормона роста растений - гибберелловой кислоты и ее производных, вызывающей ускорение процессов прорастания и тем самым уменьшение периода приготовления солода и связанных с этим затрат (см., например, [US 3085945]). Однако при этом возрастают потери за счет дыхания зародышей, а также ускоряется нежелательный рост корней, в ряде случаев может ухудшаться цвет солода и его экстрактов, появляться посторонний запах и др. [UK 1116079]. Кроме того, в конечном продукте нежелательно присутствие биологически активного гормона роста.

Частичное уменьшение нежелательных последствий применения ускорителей роста достигают одновременным применением гибберелловой кислоты и одной или нескольких кислот - серной, азотной, фосфорной и др. [US 3085945]. В [UК 2112017] предложено заменить указанные кислоты на растительный гормон абсцизиновую кислоту, которая, хотя и дороже, но менее опасна для здоровья.

Для снижения расхода стимуляторов роста в [RU заявка 99100261/13, 1999] используют дающие щелочную среду соли арахидоновой, жасмоновой или эйкозапентаеновой кислот со щелочными металлами или аммонием.

Для остановки нежелательного роста корней и ростков после оптимального периода проращивания можно применять химическую обработку, например применять вымачивание зерна в кислотах - серной, азотной, фосфорной и др. [US 3085945], [US 2698275].

Отметим, что во многих вышеуказанных случаях для достижения нужного эффекта одна кислота может заменяться на другую, аналогично возможны замены растворов со щелочной реакцией. При этом нередко, по-видимому, наиболее существенным для результата является правильный выбор кислотности, а также температуры, времени воздействия, фазы процесса: на разных фазах оказывается воздействие на различные подсистемы зерна и на различные аспекты приготовления солода. Т.о., можно говорить об управлении сложными биохимическими процессами путем неоднократного контролируемого изменения кислотности в водной среде, в которой формируется солод, на различных стадиях этого процесса. При этом могут решаться различные задачи, связанные в конечном счете с достижением общей цели - надежного получения максимального количества высококачественного солода.

Общим недостатком известных способов является использование больших количеств биологически активных экологически вредных химических веществ, и/или относительно высокая стоимость получения больших количеств достаточно чистых экологически безопасных препаратов.

За прототип принят наиболее близкий по сущности способ производства зернового солода [UK 1116079], в соответствии с которым последовательное замачивание зерна с целью удешевления и повышения качества солода производят водными препаратами, имеющими существенно различную кислотность, для каждого из препаратов контролируют момент начала и продолжительность контакта с зерном. В частности, по данному способу зерно сначала промывали и вымачивали в нейтральной воде в течение времени, недостаточного для существенного роста зародышей и корешков (порядка 10 часов), затем вымачивали в течение порядка 6 часов в 0.28% щелочном водном растворе аммония, затем - в 0.05% водном растворе серной кислоты в течение порядка 6 часов, затем промывали в нейтральной воде, затем обрабатывали раствором гибберелловой кислоты, затем вновь промывали в нейтральной воде и около 6 дней содержали во влажной среде. После слива химических препаратов, применяемых по данному способу, для снижения вреда окружающей среде необходимо производить нейтрализацию стоков и очистку воды от экологически вредных компонентов.

Каждый из этапов замачивания зерна водяными препаратами был направлен на достижение определенной цели: так, замачивание в щелочном растворе - на подавление роста корешков и уменьшение потерь сухого веса солода, в серной кислоте - на улучшение цветовых характеристик солода, в гибберелловой кислоте - на ускорение биохимических процессов формирования солода и т.д.

В результате солод обладал следующими преимуществами по сравнению с полученным по классической технологии без применения указанных химикатов: увеличенный общий выход сухого вещества солода (96% по сравнению с 89%), отсутствие подлежащих удалению корешков, повышенное содержание азота (1.9% по сравнению с 1.8%), сокращенное время производственного цикла, меньшая себестоимость и более высокое качество получаемого солода.

Очевидные недостатки данного метода - использование в пищевом производстве химических сильнодействующих ядовитых веществ и биологически активных гормонов, необходимость нейтрализации экологически вредных выбросов и стоков.

Известен метод получения электролитически активированных водных препаратов на основе водных растворов поваренной соли NaCl (0.1... 4%), которые могут обладать сильно выраженной кислотной или щелочной реакцией [В.М.Бахир. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов. М.: ВНИИИМТ, 2001]. Для активации используется диафрагменный электролизер - устройство, имеющее две электродные камеры с отдельными входами и выходами, анодную и катодную, разделенные пористой диэлектрической диафрагмой. В анодной камере расположен анод, в катодной - катод. Камеры заполняются протекающей через них водной средой, которая для обеспечения достаточной электропроводности должна содержать достаточное количество ионов. Следует отметить, что в достаточно сильном электрическом поле происходит специфическая, более сильная электролитическая диссоциация, другие химические реакции также происходят по-иному, чем без поля. В результате при протекании тока в этой водной среде происходит активация - преобразования химического состава примесей и структуры самой воды, причем существенно меняется кислотность и значительно повышается химическая активность компонентов. Препарат с пониженной кислотностью (высокими значениями рН), прошедший обработку в катодной камере, активизирует биохимические процессы в высших растениях и животных, он может применяться в качестве питьевой воды. Активированные препараты на основе хлорида натрия обладают бактерицидными свойствами, они успешно заменяют другие дезинфицирующие средства (хлорную известь, перекись водорода и др.) и выгодно отличаются дешевизной и относительно меньшей токсичностью. Особенно эффективны для этого препараты с повышенной кислотностью (низкими значениями рН). Для получения таких препаратов раствор хлорида натрия активируется путем пропускания его через анодную камеру диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток, причем выбираются значения расхода и силы электрического тока через диафрагменный электролизер, соответствующие тому, что кислотность активированного препарата рН=2... 3. Известно применение таких препаратов в медицине (как наружных дезинфицирующих средств), обеззараживании водных сред, поверхностей и т.п. Имеется, в частности, краткое сообщение [Филоненко В.И., Спирина С.И., Филоненко А.В., Офицеров В.А. Использование пророщенного с помощью электроактивированной воды зерна в кормлении птицы. // Второй Международный симпозиум "Электролитическая активация". 1999. М.: ВНИИИМТ. Ч.1. С.202-203] об использовании такого препарата на стадии замачивания или после проращивания зерна с целью дезинфекции его поверхности. Такой препарат, однако, все же относится к токсичным, он насыщен химически активными соединениями хлора (Сl2, СlO -, НСlO и др.), которые могут вступать в реакции с органическими веществами, давая хлорорганические соединения, среди которых имеются сильные канцерогены. Он имеет сильный запах хлора, содержание которого у поверхности часто существенно превышает предельно допустимые концентрации. При промышленных масштабах производства выбросы хлора представляют экологическую угрозу и требуют принятия специальных мер по дезактивации. По-видимому, из-за указанных недостатков электрически активированные препараты на основе соединений хлора почти не применяются в пищевой промышленности.

Целью данного изобретения является создание такого способа приготовления солода, который обеспечивал бы экономически эффективное производство высококачественного продукта, не наносящее вреда окружающей среде, не требующее защитных средств для персонала, а также мер по нейтрализации выбросов и сбросов.

Данное изобретение относится к способам повышения качества и удешевления производства солода путем воздействия на происходящие при этом сложные биохимические процессы. Как и в прототипе, это достигается обработкой зерна водными растворами повышенной и/или пониженной кислотности (очевидно, многие вышеупомянутые управляющие воздействия достигаются именно управлением рН).

Результатом изобретения является устранение основных недостатков вышеупомянутых способов: это, во-первых, использование в пищевом производстве химических сильнодействующих ядовитых веществ и биологически активных гормонов, и, во-вторых, необходимость нейтрализации экологически вредных выбросов и стоков.

Общий замысел состоит в том, что для достижения экологической чистоты и эффективности производства солода для управления биохимическими процессами в прорастающем зерне вместо достаточно концентрированных растворов химических препаратов применяются слабые водные растворы веществ, активированные обработкой в электролизерах.

При этом предпочтительно применение бесхлорных веществ, а лучше веществ, состоящих только из элементов из набора Н, С, О, N. Наши исследования показали, что имеется целый ряд таких веществ, пригодных для пищевой промышленности (т.е. достаточно недорогих и нетоксичных), дающих возможность получения активированных водных препаратов с кислотностью рН от 2 до 12. При активации образуются метастабильные ионы и радикалы, обеспечивающие кислотную или щелочную реакцию и биохимическую активность препарата. Их время жизни и активность существенно зависят от структуры водородных связей в препарате, которая претерпевает значительную перестройку при протекании тока. При контакте с воздухом в течение времени дезактивации (порядка 0.3... 3 часа) указанные препараты в значительной мере теряют изменения в структуре водородных связей, а метастабильные биологически активные ионы и радикалы рекомбинируют, образуя наиболее энергетически выгодные стабильные экологически безвредные вещества (Н2О, СО2, N2... ). Существенной для пищевой промышленности особенностью таких препаратов является то, что они после выполнения своей функции самопроизвольно приближаются по составу и свойствам к технической воде. Т.о., указанные препараты после дезактивации безвредны для здоровья, и необходимость их нейтрализации после применения отсутствует. Существенно также, что указанные препараты аналогичной кислотности и биологической активности оказываются значительно дешевле вышеупомянутых химикатов.

Сущность данного изобретения, как и в прототипе, заключается в способе производства зернового солода, при котором зерно промывают, замачивают, проращивают и выдерживают, причем (с целью удешевления и повышения качества солода) управляют биохимическими процессами в зернах путем последовательного введения их в контакт с водными препаратами, имеющими существенно различную кислотность рН, для каждого из препаратов контролируют температуру, момент начала и продолжительность контакта с зерном. Однако в отличие от прототипа, с целью обеспечения экологической чистоты стоков и экономии воды на промывку зерна, чтобы получить необходимый уровень кислотности рН: для приготовления водного препарата в технически чистую воду добавляют 0.01... 5% весовых долей бесхлорного вещества примеси, состоящего из, по крайней мере, двух элементов из набора Н, С, О, N, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, и перед введением в контакт с зерном активируют указанный водный препарат путем пропускания его через, по крайней мере, одну из электродных камер, по крайней мере, одного диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток.

Если требуемый уровень рН не сильно отличается от нейтрального, то для уменьшения расхода через электролизер может оказаться удобнее разбавлять указанный препарат после активации и перед введением в контакт с зерном 1... 100 весовыми долями технически чистой воды.

Возможны различные схемы обработки в электролизере, дающие необходимые результаты. Для получения повышенной кислотности рН=2... 5 электродная камера диафрагменного электролизера, через которую обязательно пропускается препарат, как правило, является анодной камерой. Если используется препарат, который пропускается только через анодную камеру, то та часть препарата, которая пропускается через катодную камеру (для ее заполнения и замыкания тока), должна сливаться в виде сбросов. По ряду соображений (в частности, 100% использование препарата и отсутствие сбросов) может быть предпочтительно перед пропусканием через анодную камеру диафрагменного электролизера пропускать препарат через катодную камеру этого же электролизера. Для получения пониженной кислотности рН=8... 11 электродная камера диафрагменного электролизера, через которую обязательно пропускается препарат, как правило, является катодной камерой. Аналогично, может быть предпочтительно перед пропусканием через катодную камеру диафрагменного электролизера пропускать препарат через анодную камеру этого электролизера.

В качестве примеси возможно, например, применение таких веществ, как перекись водорода, угольная кислота, карбамид, одноосновная карбоновая кислота, формиат аммония, дикарбоновая кислота, оксалат аммония, двухосновная оксикарбоновая кислота, окситрикарбоновая кислота, цитрат аммония, моноаминомонокарбоновая кислота, моноаминодикарбоновая кислота и их смеси.

Реализуемость данного изобретения проверялась экспериментально. Ниже приведен характерный пример получения солода по данному способу. Ячмень промывали технически чистой водой и снимали сплав. Затем зерно заливали бесхлорным активированным препаратом с рН 2.5 и выдерживали зерно в контакте с препаратом в течение 15 минут (для предотвращения роста корешков). Далее ячмень подвергали многоцикловому перезамачиванию воздушно-оросительным способом активированным препаратом с рН 10, причем каждый цикл содержал этап контакта с воздухом (1... 1.5 часа) и с препаратом (1.5... 2 часа). По достижении степени увлажненности зерна 43,5%, что соответствовало 4 циклам общей длительностью 13 часов, вели проращивание по типовому режиму до достижения зародышами способ производства солода, способ замачивания солода, способ   проращивания солода и способ выдержки солода, патент № 2250248 70% длины зерна, что соответствовало примерно 4 суткам. Затем солод приводился в контакт с препаратом с рН=2,5 на время не более часа (для прекращения роста). При приготовлении электролитически активированных водных препаратов в данном конкретном случае использовалась технически чистая вода с примесью дикарбоновой кислоты; отметим, что близкие результаты получаются в случаях, когда в качестве примеси используется перекись водорода, угольная кислота, карбамид, одноосновная карбоновая кислота, формиат аммония, оксалат аммония, двухосновная оксикарбоновая кислота, окситрикарбоновая кислота, цитрат аммония, моноаминомонокарбоновая кислота, моноаминодикарбоновая кислота и их смеси. Все процессы велись при температуре 20° С. Велся периодический контроль наличия на поверхности зерен микроорганизмов; роста микрофлоры не зарегистрировано. Явно выраженные корешки отсутствовали. Существенно, что сокращено время производственного цикла, отсутствуют подлежащие удалению корешки, получающийся солод имеет увеличенный общий выход сухого вещества (96%), высокое качество (повышенное содержание азота - 1.9%, высокую экстрактивность - 84% на сухое вещество, малое время осахаривания - 5 мин, высокую конечную степень сбраживания - 83,7%).

Технический результат данного изобретения заключается в экологически чистом способе получения солода, не связанном с токсичными сбросами и выбросами и характеризуемом высоким качеством продукта. Экономический результат заключается в том, что получается высококачественный продукт с пониженной себестоимостью, т.к. технологический процесс занимает меньшее суммарное время, использует дешевые водные препараты и не требует затрат на обеспечение экологической чистоты.

Ниже рассмотрены отдельные стадии этого способа, каждая из которых реализована на уровне изобретения и требует патентной защиты. Все они, однако, представляют собой единый изобретательский замысел.

Корешки при производстве солода не представляют ценности и подлежат удалению. Рост корешков приводит к потере части зернового сырья, уменьшению выхода годного, к необходимости дополнительной операции удаления корешков. По-видимому, корешки более чувствительны к внешним воздействиям, чем зародыш в целом, что используется в различных методах минимизации потерь сырья на рост корешков при приготовлении зернового солода. В [Bishop L.R. // J.Institute of Brewing, 1944. V.50. Р.166] показано, что определенный нагрев зерна перед проращиванием может подавить рост корешков при сохранении возможности преобразования зерна в солод. Однако перегрев полностью убивает зародыш, а обеспечение жесткого теплового режима представляет технические сложности. Прекращается или замедляется рост корешков и при химических воздействиях. В [UK 1116079] для этих целей на стадии замачивания зерно в течение около 4 часов обрабатывали щелочным 0.3% раствором аммония. В [US 2698275] зерно обрабатывали ингибиторами роста в сочетании с веществами, повышающими кислотность (молочнокислой, соляной, серной, фосфорной, азотной кислотой, суперфосфатом и др.), причем обработка только ингибиторами роста не решала проблему (при высоких концентрациях, влияющих на рост корешков, снижалось качество солода).

В [US 3085945] описан выбранный за прототип способ минимизации потерь сырья на рост корешков при приготовлении зернового солода, при котором после стадии промывки вводили в контакт с зерном водный препарат с повышенной кислотностью и выдерживали его в контакте в течение времени, обеспечивающего подавление роста корешков при сохранении возможности преобразования зерна в солод. В этом способе обрабатывали зерно водным раствором гибберелловой и какой-либо другой, более сильной кислоты (серной, соляной, фосфорной, азотной и др.).

Недостаток данного метода - использование в пищевом производстве химических сильнодействующих ядовитых веществ и биологически активных гормонов, необходимость нейтрализации экологически вредных выбросов и стоков.

Цель данного изобретения - подавление роста корешков без применения стабильных химических веществ, требующих дезактивации.

Сущность изобретения заключается в способе замачивания зернового солода после промывки, при котором, как и в прототипе, после стадии промывки, по крайней мере, один раз вводят в контакт с зерном водный препарат с повышенной кислотностью и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего подавление роста корешков при сохранении возможности преобразования зерна в солод. Однако в отличие от прототипа для приготовления водного препарата вместо использования кислот применяют электрохимическую активацию: в техническую воду добавляют 0.01... 5% весовых долей вещества примеси, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, перед введением в контакт с зерном активируют указанный водный препарат путем пропускания его через анодную камеру диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток, и обеспечивают значения расхода и силы электрического тока через диафрагменный электролизер, соответствующие тому, что активированный водный препарат имеет рН 2... 5.

По вышеупомянутым причинам может быть предпочтительнее при активировании указанный водный препарат пропускать последовательно через катодную и анодную камеру диафрагменного электролизера.

В указанный препарат для ускорения роста после активации и перед введением в контакт с зерном можно добавлять гормон роста растений гиббереллин, разбавляя 1... 100 весовыми долями технической воды. Количество отходов, подлежащих нейтрализации, при этом относительно мало.

Поскольку указанный активированный препарат с повышенной кислотностью обладает сильным бактерицидным действием, при применении заявленного способа необходимость в дополнительной дезинфекции зерна отпадает.

Технический результат данного изобретения - устранение потерь сухого вещества сырья на рост корешков без применения стабильных химических веществ, требующих дезактивации. Экономический результат - увеличение массы высококачественной продукции, применение дешевых водных препаратов и экономия на средствах защиты и дезактивации токсичных стоков и выбросов.

Реализуемость данного изобретения показана экспериментально. При обработке ячменя по технологии, описанной выше в примере, корешки практически отсутствовали. Проводилось контрольное проращивание зерна по технологии, аналогичной указанной во всем, кроме того, что обработка препаратом с повышенной кислотностью заменялась обработкой технически чистой водой. При этом наблюдался интенсивный рост корешков. Т.о., именно обработка препаратом с повышенной кислотностью предотвращает рост корешков.

Ускорение процесса проращивания может заметно удешевить производство солода. Для этого широко применяется добавление на стадии замачивания гормона роста растений - гибберелловой кислоты и ее производных (см., например, [US 3085945]).

К недостаткам этого способа относится рост потерь за счет дыхания зародышей, а также ускорения нежелательного роста корней, в ряде случаев может ухудшаться цвет солода и его экстрактов, появляться посторонний запах и др. [UK 1116079].

Кроме того, в конечном продукте нежелательно присутствие биологически активного гормона роста.

В качестве прототипа выбран способ увеличения скорости проращивания при производстве зернового солода [RU 2149893], при котором приготавливают водный препарат, вводят его в контакт с зерном после начала стадии замачивания, по крайней мере, один раз и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего активизацию биохимических процессов развития зародыша, причем в качестве стимулятора роста используют соли арахидоновой, и/или эйкозапентаеновой, или жасмоновой кислоты со щелочными металлами или аммонием. Недостаток этого способа - относительно высокая стоимость этих препаратов, а также экологическая опасность сбросов с биологически активными веществами, что требует их нейтрализации.

Известно, что у препаратов с пониженной кислотностью, активированных в катодной камере, может наблюдаться биостимулирующее действие [Мирошников А.И. Влияние режима обработки католита и анолита, питательной среды и условий культивирования на рост клеток Escherichia coli // Второй Международный симпозиум "Электролитическая активация". 1999. М.: ВНИИИМТ. Ч.1. С.127-128.], [Прилуцкий В.И. и др. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. М.: ВНИИИМТ, 1997]. Это, очевидно, связано с тем, что такая вода имеет пространственную структуру, наиболее полно соответствующую структуре ДНК и белков, играющих важную роль во внутриклеточных процессах. Эти препараты характеризуются также повышенной капиллярной проницаемостью, что значительно ускоряет транспорт в многоклеточных биологических объектах. В результате время замачивания и проращивания при приготовлении солода сокращается.

Целью данного изобретения является ускорение процесса получения солода при сохранении экологической чистоты.

Сущность изобретения заключается в способе проращивания зернового солода после замачивания, при котором, как и в прототипе, приготавливают водный препарат, вводят его в контакт с зерном на стадии проращивания, по крайней мере, один раз и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего активизацию биохимических процессов развития зародыша. Однако в отличие от прототипа вместо раствора химикатов используется электрохимическая активация воды: для приготовления водного препарата в техническую воду добавляют 0.01... 5% весовых долей вещества примеси, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, активируют полученный раствор путем пропускания его через, по крайней мере, одну электродную камеру, по крайней мере, одного диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток, и обеспечивают значения расхода и силы электрического тока через диафрагменный электролизер, соответствующие тому, что кислотность активированного препарата рН 8... 11.

При проращивании необходим доступ кислорода к развивающемуся зародышу. Для этого предпочтительным является режим, при котором обеспечивается 2... 10 стадий контакта активированного препарата с зерном продолжительностью 1... 5 часов, причем для дополнительного поступления кислорода лучше, очевидно, использовать воздушно-оросительный способ, а между указанными стадиями обеспечивать контакт зерна с воздухом продолжительностью 1... 5 часов.

Технический результат - сокращение стадий замачивания и проращивания солода при использовании экологически чистых препаратов. Экономический результат - снижение себестоимости солода за счет сокращения технологического процесса, применения дешевых препаратов и отсутствия затрат на обеспечение экологической чистоты.

Реализуемость данного изобретения показана экспериментально. При обработке ячменя по технологии, описанной выше в примере, длительность стадии замачивания, контролируемая по достижению необходимой степени увлажненности зерна, составляла 13 часов, что значительно меньше стадии замачивания как в классической, так и в новых технологиях (например, в [US 3085945] в примере 1 длительность стадии замачивания составляла 29 часов). При обработке ячменя по технологии, описанной выше в примере, длительность стадии проращивания, контролируемая по размеру зародыша, составила всего 4 суток при обеспечении экологической чистоты. Для сравнения по древней, классической экологически чистой технологии процесс проращивания мог занимать до двух недель, по технологии [US 3085945] с использованием ускорителя роста гиббереллина и минеральных кислот этот процесс составляет 5 суток. Т.о., заявленный способ позволяет существенно сократить длительность стадий замачивания и проращивания при обеспечении экологической чистоты.

Для минимизации потерь сырья при приготовлении зернового солода необходима остановка нежелательного роста корней и ростков после оптимального периода проращивания. Для этого широко применяется просушивание солода горячим воздухом в течение нескольких часов с нагревом солода до температуры 90... 135° С, достаточной для гибели зародыша (см., например, [US 3085945], [RU 2005775). Недостатком этого процесса является высокая энергоемкость. Экономически целесообразнее применять химическую обработку, также вызывающую подавление всякого роста. Так, в [US 3085945] указано, что рост останавливает вымачивание в кислотах - серной, азотной, фосфорной и др.

В [SU 1836854], принятом за прототип, описано применение при приготовлении зернового солода после стадии проращивания ингибитора роста растений - бромата калия - для минимизации потерь сырья на нежелательный рост корней и ростков после оптимального периода проращивания.

Недостатки вышеуказанных способов связаны с применением биологически активных стабильных химических веществ, которые необходимо дезактивировать перед сливом, а также с нежелательностью применения таких веществ на пищевом производстве из-за возможности их попадания в конечный продукт.

Цель изобретения - повышение выхода высококачественного экологически чистого конечного продукта и экологическая чистота производства.

Сущность изобретения заключается в способе выдержки зернового солода после проращивания, при котором, как и в прототипе, после стадии проращивания вводят в контакт с зерном водный препарат с повышенной кислотностью и выдерживают его в контакте в течение времени, обеспечивающего подавление всякого роста. В отличие от прототипа для приготовления водного препарата вместо биологически активных стабильных химических веществ применяется электрохимическая активация: в технически чистую воду добавляют 0.01... 5% весовых долей вещества примеси, электролитически диссоциирующего в воде на ионы, а перед введением в контакт с зерном активируют указанный водный препарат путем пропускания его через, по крайней мере, одну электродную камеру, по крайней мере, одного диафрагменного электролизера, через который одновременно пропускают электрический ток. Активировать указанный водный препарат можно, в частности, путем пропускания его последовательно через катодную и анодную камеру диафрагменного электролизера, при этом выбирать силу тока, концентрацию вещества и расход, соответствующие тому, что активированный водный препарат имеет рН 2... 4. Продолжительность контакта с зерном выбирается из условия подавления процессов роста в зерне, она может составлять 10... 60 мин.

Отметим, что при применении вышеописанного способа дополнительно происходит надежное подавление микрофлоры, которая могла развиться в течение периода проращивания, а также химическая деструкция токсинов, которые нередко находятся на поверхности зерен и в приповерхностных слоях. Это связано с бактерицидными и окислительными свойствами активированных водных препаратов. Т.о., дополнительной дезинфекции солода при применении данного способа остановки роста не требуется. Следует отметить, что, наоборот, оптимизация воздействия по дезинфекции и деструкции токсинов, как правило, не обеспечивает остановки роста зародышей.

Кроме этого, солод после описанного воздействия кислотной среды легко отделяется от шелухи, и не требуется специальной обработки (см. [UК 786973]) для уменьшения связи шелухи с поверхностью.

Технический результат данного изобретения - остановка биохимических процессов проращивания в оптимальный момент без необходимости принятия специальных мер по обеспечению безопасности пищевого продукта, охране труда и охране окружающей среды. Экономический результат - снижение себестоимости производства за счет повышения выхода высококачественного продукта, снижения затрат на биологически активный препарат, отсутствия затрат на обеспечение экологической чистоты.

Реализуемость данного изобретения показана экспериментально. Ячмень обрабатывался по технологии, описанной выше в примере, но солод выдерживался при условиях режима проращивания еще сутки после достижения зародышами способ производства солода, способ замачивания солода, способ   проращивания солода и способ выдержки солода, патент № 2250248 70% длины зерна (и обработки препаратом с повышенной кислотностью); полные потери массы сухого вещества на обменные процессы при росте в этом случае составляли 2.8%. Проводилось контрольное проращивание зерна по технологии, аналогичной вышеописанной во всем, кроме того, что обработка препаратом с повышенной кислотностью, останавливающей рост, проводилась на 6 часов позже момента достижения зародышем способ производства солода, способ замачивания солода, способ   проращивания солода и способ выдержки солода, патент № 2250248 70% длины зерна. Это приводило к увеличению потерь массы сухого вещества на обменные процессы при росте с 2.8% до 3.2%, т.е. на 14%. Т.о., именно обработка препаратом с повышенной кислотностью останавливает рост зародышей.

Класс C12C1/00 Приготовление солода

ячмень с низким содержанием гордеинов -  патент 2518241 (10.06.2014)
способ получения гречишного светлого солода -  патент 2510607 (10.04.2014)
способ получения ферментированных солодовых напитков с использованием зерновых, обработанных метилтиофанатом -  патент 2491329 (27.08.2013)
способ получения корма -  патент 2477054 (10.03.2013)
способ производства солодового экстракта -  патент 2464304 (20.10.2012)
способ получения порошкообразного солодового экстракта -  патент 2458114 (10.08.2012)
цилиндрический контейнер для проращивания и сушки солода -  патент 2443837 (27.02.2012)
способ производства солода из чечевицы -  патент 2428464 (10.09.2011)
способ получения полисолодового концентрата -  патент 2414506 (20.03.2011)
способ получения гранулята из солодового экстракта -  патент 2398816 (10.09.2010)

Класс C12C1/047 воздействие на проращивание химическими или физическими средствами

Наверх