Химия | Ашытқыны сыра ашытуға пайдалану

Өндіріске қолданылатын шикізат сипаттамасы
Арпа – сыра алу үшін, негізгі шикізат. Ол дәнді ортаға жатады. Мәдени отырғызылған арпа Lordeum batinum түріндегі жинағышының біреуін құрайды. Арпа келесідей артықшылыққа ие: іс жүзінде тез өседі, топырақты климатты жағдайды аз қажет етеді, уыт ашу кезінде оңай өңделеді, арпа уытының құрамына олардың ферменттерін қоса отырып, ең жақсы дәмді және басқа көреткішті сыраны алу мүмкіндігін туғызады. Арпа 88-90 % құрғақ заттан және 12-20 % судан тұрады. Құрғақ зат органикалық және бейорганикалық заттардың жиынтығынан тұрады. Органикалық заттар – негізінен көміртегі, белоктан, майдан, полифенолдан және витаминдерден тұрады. Бейорганикалық заттар келесі элементтерден тұрады: Р, S, Si, K,Na, Fe, Cl.
Арпа дәнінің орташа химиялық құрамы крахмал 45-70 %, белок 7-26 %, сахароза 1,7 -2 %, целлюлоза 5,5-7 %, май 2-3 %, күлді элементтер 2-3 %.
Құлмақ арпалы уытпен сыра қайнатудың негізгі шикізаты болып табылады. Құлмбақ құрамына кіретін заттар сыраға спецификалық дәммен аромат, сыраның жақсы тынығуына әсер етеді. Құлмақ көмірсутектердің, белоктардан, майлардан және басқа заттардан тұрады. Сыра өндірісіндегі су - өнім бағасымен араматты қасиетке күшті әсер ететін негізгі шикізат. Судың тұзды құрамы рН, жылдамдығы және ферментативті процестің тереңдігіне, құлмақты шайырлардың ерігіштігіне, ашытылуына айтарлықтай әсер етеді. Сыра өндірісіндегі су мынадай ГОСТ – ы қанағаттандыруы қажет: 2-4 % аминдер, Н2S және NH3 болмауы, жалпы негізділік 0,5 мг көбейтілген экв/дм3, Fe-0,3 мг/дм3, Мn – 0,5мг/дм3, нитраттар 3 %, нитриттер 25 %, судың рН =6 – 7 болуы қажет. Егер су технологиялық талапты қанағаттандырмайтын болса, онда су дайындауда термиялық, полоалмастырғыштың, электролизді әдісін қолданады.
Микробиология аумағында жаңа кіріспелердің басты біреуі Хансен ұсынған ашыту процесі болды. Ол К.Карлсберг зерттеу орталығында ашытқының жабайы түрімен жұмыс істеді. Сұрау өндірісінде бұл ашытқылар көптеген ыңғайсыздықтарға әкелді. Хансен ашытқылардың таза культурасын бөліп немесе оларды сыра қайнатуда қолданады. Сонымен бірге ол осындай культураларды сыра өндірісі кезінде қолданудың пионері болды.
Алкагольді ішімдіктерді құрамында қанты бар шикізаттар ашыту жолымен алады, қорытындысында спирт және көмірқышқыл газы құрылатын ашыту Saccharonyces ашытқылар түрімен іске асады. Бір жағдайларда табиғи қантты қолданады.
Арпа миясын және басқа да компоненттерді 670С температурада сумен араластырады. Араластырар алдында арпа миясының табиғи ферменттері дәннің көмірсутектерін бұзады. Құлмақты қосып оның мыс қазанда қайнатады. Сыра өндірісі үшін белгілі құрамды алкагольді сусло қайнап болған соң керекті қысымға дейін жеткізеді. Суслоның тиісті қысымын экстрогирленген қант құрамының анықталады. Белгілі уақыт біткен соң ашу процесі аяқталады, ашытқылар сырадан бөлінеді және оны біраз уақыт пістіп жетілу үшін құрамында ұстайды. Филтрлеуден кейін және басқа да қажетті процедурадан кейін сыра дайын болады. Хансеннің ықыласы бойынша басталған ашытқылардың индивидуальды штаммдарын қолдану қазіргі кезде қалыпты жағдай: бұл S. сerevisiae және S carlsbergensis культуралары.
Ашыту процесінің эффективтілігін жоғарылату тәсілінің бірі болып иммобилизденген ашытқыны қолдану жатады, яғни оларды реактордан шығарып алмай-ақ ашыту процесін барлық уақытта жоғары концентрацияланған клеткасымен өткізуге болады. Ашытқы иммобилизациясы: ашытқы суспензиясын және калий пектатын концентрацияға 50 гр/литр тамшылап Cacb ерітіндісіне береді. 0,1 моль/л концентрациясын және 2 мм диаметрлі шарлар алды. Шарлардағы клетка концентрациясы 12,1 г. DW/л құрайды.
Ашыту ортасы: құрамында қант қалдығына 110 г/л бар жергілікті сыра заводындағы құлмақталған сусло.
Ашыту: қалыптағы ашыту көлемі 500 мл колбада жасалынды, яғни 400 мл құлмбақталған суслосы бар, үздіксіз ашыту калоналы биореакторда сегіз дәрежесі. Реактордың көлемі 521 мл тұратын құлмақталған сусло және 10 мл гельденген иммобилизат ұсталды, ашыту 150С дейін жетті.
Сыра суслосын ашыту
Ашытудың тазалығын сақтау үшін ұрықтық ашытқыларды кезек-кезеңімен бір жасушалардан стерильді жағдайда алынатын таза культруралы ашытқылармен алмастырылады. Таза ашытқы культураларын көбейту үшін хмельденген суслоны сепараторда 18 түссіздендіріп, 26 аппаратта стерильдейді 27,28 ашыту аппараттарына айдайды. Мұнда ашытқының таза культураны ашытқылармен алмастырады. Таза ашытқы культураларын енгізеді. Ашытқының бұдан ары қарайғы көбеюі 60 аппаратта жүреді.
Суытылған ( бастапқы) суслоны жабық ашытқы апппарттарына 58 және 59 құяды, сол аппаратқа ашу үшін басқа аппараттан 60 ашытқы құяды.бастапқы ашыту аяқталған соң жас сыраны насоспен 57 қайта ашу үшін 52 және 53 аппараттарына айдайды. Ашу аппарттарының түбінде қалған ашытқылар вакуум насоспен 61 көмегімен қайта қолдану үшін арналған жинақтағыш 62 мен сату жинақтағышына 56 жиналады. 56 жинақтағыштан қысылған көміртек диоксидінің қысымымен фильтр-преске 55 орналастырады. Фильтр- престе фильтрленген сыра, қайта өңдеу үшін танкішге 54 қолйылады. Ашытқыларды сыраның қалдықтарынан тазартып немесе оларды ашыту үшін бакатағы 62 суды қолданады.
Жас сыраның қайта ашуы аппарттарда 15-90 туәлік ішінде өтеді, бірақ буның бәрі сыраның типі мен қабылданған технологиясына байланысты. Сыраның ашуы біткеннен кейін көміртек диоксидінің қысымымен 52 және 53 аппараттарынан ағып шығып, аралстырғышқа 51 барады да, насос 50 арқылы сеперторға 49 барады.
Фильтрленген сыра көміртек диоксидінің қысымымен құю бөліміне жіберіледі.
Сусла қантының ашытқы көмегімен спирттік ашуы – сыра өндірудегі негізгі процесс. Ашыту процесі жүрген кезде сусланың химиялық құрамы өзгереді және ол ароматты дәмді шырын –сыраға айналады.
Таза мәдени ашытқының түріне және температурасына байланысты суслада жоғарғы және төменгі ашу процесі жүреді. Жоғарғы сусланың ашуы 12-15 0С жүреді, ал төменгі 5-7 0С. Ең көп таралғаны- төменгі ашу. Ашытуды екі стадияға бөледі: негізгі ашу және ашытуға дейін негізгі ашытуда сыралы сусла қантының негізгі массасы ашыған уақыт, бұл кезде жас сыра алынады. Бұл сыраның өзіндік ароматы және дәмі бар мөлдір емес сұйықтықтан тұрады. Төмендетілген температурада (0-2 0С) жас сыра ашуға дейін қалған экстракттың баяу ашуы жүреді, түссіздену, сыраның пісіп жетілуі және көмірқышқыл диоксидінен қанығу процесі өтеді. Негізгі ашуды атмосфералық қысымда 7-10 тәулік ішінде жүргізеді. Ал ашуға дейін артық қысымда 0,04 – 0,07 мПа қысымда 18-90 тәулік жүргізеді.
Ашытқы аппараттары тұратын бөлмені, ашытқы цехы деп атайды. Ал ашуға дейінгі аппараттар ашуға дейінгі цехтарда орналастырылады.
Сыра сусласының ашу процесі екі стадияға бөлінуі, әр түрлі температурада тоңазыту техникасының бұл аймақта даму деңгейінің төмен нәтижесі.
Ашыту кезінде сусланың бастапқы құрамы маңызды ( ашитын қанттың құрамында болуы, ашуға қатыспайтын көмірсу, азотты заттар, фосфаттар, бейорганикалық тұздар және тағы да басқа) және ашытқыға байланысты.
Ашыту үшін сыраны ашытқысының арнайы таза мәдени түрін таңдайды, яғни олар жоғары ашыту белсенділігі болуы керек (ашыту белсенділігі, ашытқылардың спирттік ашуды қоздыру қабілеті), тұндыруға қабілеттілігі (бұл кезде сыраның түссізденуі ашытқылардың тұнуы, ашыту аппаратының түбіне ), сыраға өзіне тән аромат және жұмсақ дәм беруі.

Негізгі ашыту.
Бұл процестің жағдайларын ( температура, ашытудың ұзасқтығы, ашыту дәрежесі, ашытқылардың таза культурасын енгізу) реттееумен байланысты операциялар. Ашытуға көбінесе қойылатын ашытқылдардың түрлері, ашытылатын суслоның температурасы және бактериальді тазалануы әсер етеді.
Сыралық суслоны ашыту үшін төмендегі ашытудың ашытқы түрлерін қолдану арқылы төменгі ашыту әдісіне қабылдау. Бұл ашытқылар лактоза мен декстриндерден басқа барлық заттарды жақсы ашытады.Тұқымдық ашытқыларды енгізгендегі суслоның температурасы ашытудың бекітілген (бастапқы) аралығында болады.
Негізгі ашытуды жүргізу 3 технологиялық операциялардан тұрады. Ашытатын аппаратты суытылған сусломен толтыру, суслоға ашытқыларды енгізу және одан жаңа сыра алғанша ашыту. Қосымша операцияларға хаңа сыраны одан әрі ашытуға қайта айдау тұқымдық ашытқыларды таңдау және дайындау, жуу, дезинфекция және аппаратты келесі циклге дайындау.
Ашытатын аппаратты сусломен толтыру және суслоға ашытқыларды енгізу. Ашытатын аппаратқа енгізер алдында 1 дм ашытқыға 2-6 дм3 сусло есебімен тұқымдық ашытқыларды және ыдыста мұздай сыралық сусломен араластырады, сығылған стерильді ауамен немесе бұлғауыш араластырады және 60С температурада ашу үшін 1-3 сағ қалдырады.
Мұздай суслоны (темперутар 5-70С дайындалған ашытатын аппаратқа түбін жабатындай етіп қабылдайды. Содан соң ашытқыларды енгізеді, араластырады және толық сыйымдылығына дейін аппаратты толтырады.
Ашытылған цехта алдын-ала ашытатын аппарат болса ашытқыларды соның ішінде 18-24 сағ-қа ашытқыш аппараттық дм3 есебімен оларды бірінші қайнатпалы суслоны түсіру кезінде енгізеді. Алдын ала ашытатын аппаратты жоқ болса енгізілетін ашытқылардың санын 0,5-1,56 дм3 дейін көбейтеді. Ашытатын аппарат сыйымдылығының 10% толмаған жағдайда оны толтыру аяқталады деп жесептеуге болады.
Суслоны ашыту. Негізгі ашыту бір-бірінен алытаныт суслоның сыртқы түрі сонымен қатар экстрактілігінің өзгеруі және жаңа сыраны жарықтандыру дәрежесі бойынша ажыратылатын бірнеше стадияларда жүреді.
Ашытудың бірінші стадияларында ағарту деп аталатын, ашып жатқан суслоның бетінде периферия бойынша ақ көпіршік сызығы пайда болады. Бұл стадия 1-1,5 тәулікке созылады, және ашытқылардың интенсивті көбеюімен сипатталады.
Ашытудың екінші стадиясы –төменегі ишыршықтардың кезеңі көміртек диоксидінің интесивті бөлінуімен, сыртқы түрі әдемі формалы шиыршықтардан тұратын қою. Колпактілі, көтерілетін көпіршікпен сипатталады. Алғашқыда көпіршік ақ келе-келе хмельдік смолалардың тотығуының және бөлшектік жансыздануынан қараяды,. Бұл кезеңде суслоның экстрактивтілігі тәулігіне 0,5-1 % кемиді; кезеңнің соңында рН 4,9 -4,7 (бастапқы 5,6) тең болады; температура тәулігіне 0,5-0,8 0С өседі. Кезеңнің ұзақтығы 2-3 тәулік
Ашытудың үшінші стадиясы – джоғарғы шиыршықтардың кезеңі ашытудың интесивтілігімен, процестің максималды температурасымен сипатталады. Экстракттің кемуі тәулігіне 1,1-1,5 % құрайды. Көпіршік іркілдек, көлемді болып кетеді, шиыршықтары ең үлкен мөлшеріне жетеді. Шиыршықтардың жоғарғы бөлігі қоңыр түске төменгісі ақ түске ие болады, рН 4,6-4,4 дейін төмендейді. Ашытқылардың көбеюі оттегінің жетіспеушілігінен және қоректік заттардың кемуінен тоқтатылады. Кезең 3-4 тәулікке созылады. Бұл кезеңнің алдында сусланы салқындату керек.
Төртінші стадияда көпіршіктер түсіп, шиыршықтар жойылады, нәтижесінде суслоның беткі қабаты деканың жұқа қабатымен қапталады. Шиыршықтардың түсуі 2 тәулік бойы жүреді. Ашытылатын суслоның экстрактілігі тәулігіне 0,5-0,2 % дейін кемиді. Ашытқылардың көбеуюі және ашуы аяқталады.
Ашытудың әр кезеңіне суслоның химиялық құрамы және ашытқы жасушаларының концентрациясы сәйкес болады.
Негізгі ашыту кезінде экстрактивті заттардың көп мөлшері ашу өнімдеріне айналады. Бұл процестің жүруін ашыту дәрежесі бойынша бықылайды. Егер де сырадағы экстракттың мөлшерін спирт және СО2 қатысында ынқтаса онда ол мүмкін экстракт. Оның мәнін қолдана отырып, ашытудың мүмкін дәрежесін есептейді. Ашытудың шын дәрежесін пикнометриялық әдіспен спиртті және көміртек диоксидін жойып тастағаннан кейін анықтайтын экстрактінің шын құрамының көлемі бойынша табады. Ашытудың шын дәрежесінің мәні мүмкінге қарағанда кем және шамамен Vд =0,8Vвид тең.
Ашыту процесін кезеңдер бойынша реттеу мақсатымен «ашытудың соңғы дәрежесі» деген түсінік, яғни ашытудың максималды мүмкін дәрежесі енгізілген. Ашыту процесі кезінде ашытудың соңғы дәрежесіне жетпейді, оны зауыт зертханаларында анықтайды. Ақшыл түсті сыраларда ашытудың соңғы дәрежесі 77-82 %тең .
Одан әрі ашыту цехына қайта айдалған жаңа сыра одан әрі ашыту кезінде қажетті көміртек диоксидімен қанығу үшін ашытылатын экстракттің шамамен 1 % болу керек.
Дайын сырада ашытылатын экстрактының көп мөлшерін қалдыруға болмайды. Дайын сыраның ашу дәрежесі мен ашудың соңғы дәрежесінің айырмашылығы кем болған сайын оның биологиялық тұрақтылығы соғұрлым жоғары болады. Егер де бұлардың айырмашылығы көп болса, онда дайын сыраның микроағзалары дайын сыраның ашытылатын заттарында көбейеді және лайландырып, оның биологиялық тұрақтылығы мен дәмдік сапасын кемітеді.
Негізгі ашыту процесі суслодағы экстракт мөлшері 11 -13 % сыра сорттарына ашытқылар енгізілгеннен кейін 7 тәулікке және экстракт мөлшері көп сорттары үшін 8-10 тәулікке созылады. Құрамында экстракт мөлшері жоғары сусланы ашыту кезінде бастапқы және максималды температурасы көбейеді, сонда үшінші генерациядан бастап, ашытқыларды қолдана отырып, ұрықтық ашытқылардың санын 10 дал суслаға 1 дм3 дейін көбейтеді.
Ашыту тәуліктері бойынша температуралық режим шамамен келесідегідей:
Бастапқы сусланың концентрациясы 11 % тең. Сыра үшін : бірінші тәуліктерде 5%; екіншіде 5,5, үшіншіде 6,3; төртіншіде –бесіншіде – 7,5; алтыншыда -6,5; жетіншіде- 4,5, концентрациясы 20% тең сыра үшін: бірінші тәулікте 70С; екіншіде -8,5, үшінші-сегізіншіде -9 ; тоғызыншада -8,5; оныншыда -7, он біріншіде -5,5 градус.
Өндірісте негізгі ашудың жүруін ашытылатын сусладағы экстрактивті заттардың мөлшерінің өзгеруі (кемуі) бойынша жорамалдайды. Олардың санын тәулігіне 1 рет сахаромермен анықтайды.
Жаңа сыраны одан әрі ашытуға жіберер алдында сыраның беткі қабаттарынан, ашық аппарттарда жүрген декаларды алып тастайды, ал жабық аппараттардан алып тастамайды, себебі тотығу процесінің жүрмеуінен ашық аппараттарға қарағанда көпіршік аз түзіледі және қараймайды.
Негізгі ашытуды аяқтаған соң 50С жоғары емес жаңа сыраны жабық ашытқыш аппараттарына одан әрі ашу және жетілу үшін қайта айдайды. Ал тұнбаға түскен ашытқыларды жуып, негізгі ашытудың келесі циклына дайындайды. ....