Изменение состава веществ при сложении
Процесс проращивания ячменя протекает при сравнительно низкой температуре, достаточно далеко отстоящей от оптимального действия многих ферментов, поэтому проявление их активности хотя и наблюдается, но все ферментативные процессы происходят замедленно и достигаемый при этом распад веществ ячменя часто относительно небольшой. Так, например, крахмал претерпевает только слабый гидролиз (распад в пределах 5%).
Исключение составляют белковые вещества, которые подвергаются значительному распаду (до 20%), превышающему распад при затирании солода, что обусловлено более низкими температурами действия протеолитических ферментов, чем амилолитических, для которых высокие температуры затирания солода являются более благоприятными.
Распад углеводов. Группа веществ, объединяемых под названием «углеводы», имеет особое значение при соложении; они являются субстратом для дыхания и источником энергии для синтеза ферментов, часть углеводов играет отрицательную роль в процессе растворения эндосперма зерна.
Крахмал. Трата указанного выше количества крахмала связана с формированием зачатков новых вегетативных частей будущего растения, в частности с образованием корешков, которые удаляются после сушки солода, и дыханием. Уменьшение количества крахмала при солодоращении (по дням проращивания зерна) характеризуется следующими данными:
| Ячмень | Количество крахмала, % на сухое вещество |
| Исходный | 61,65 |
| Замоченный | 62,47 |
| Пророщенный, дни | |
| 61,67 | |
| 62,07 | |
| 61,58 | |
| 59,63 | |
| 59,83 | |
| 59,65 | |
| 57,30 |
Свойства крахмала солода отличаются от свойств крахмала ячменя. Во время солодоращения несколько меняется соотношение амилозы и амилопектина, температура клейстеризации повышается, уменьшается величина крахмальных зерен. Английские исследователи Гринвуд и Томсон сравнивали крахмал ячменя сорта Имер с крахмалом солода, полученного из того же ячменя. Сравнительные данные приведены в табл. 39.
Таблица 39
| Ячмень | Содержание крахмала в зерне, % на сухое вещество | Содержание амилозы в крахмале, % | Температура клейстеризации крахмала, °С | Средний диаметр крахмальных зерен, мкм |
| Несоложеный | 22,4 | 59,0-64,5 | ||
| Соложеный | 26,0 | 64,8-67,5 |
Кроме того, исследователи установили, что солодовая амилоза имеет меньшую плотность, чем амилоза ячменного крахмала, и высокую степень активности β-амилолиза, в то время как у исходного крахмала степень активности β-амилолиза очень слабая. Отмечены различия и в амилопектине; внутренние цепи обоих амилопектинов одинаковые, но внешние цепи у солодового амилопектина короче, причем солодовый амилопектин частично распадается под действием β-амилазы.
Как упоминалось выше, в ячменном зерне часть сахаров уже находится в свободном состоянии. При солодоращении гидролизу подвергается сравнительно небольшая часть крахмала с образованием мальтозы. Мальтоза в свою очередь подвергается действию мальтазы, в результате чего образуется глюкоза, которая расходуется в процессе дыхания с образованием необходимой для жизненных процессов энергии, а также - на синтетические процессы в зародыше, в нем начинают образовываться зародышевый листок и корешки. Имеющийся запас сахаров (сахароза, рафиноза, глюкодифруктоза) используются в начале процесса солодоращения, и этот запас восполняется в последующие дни путем гидролиза крахмала.
Качественный состав сахаров меняется. В табл. 40 показаны изменения содержания сахаров во время соложения (по Гаррису, Галю и Мак Вильяму). Количество сахарозы сначала снижается, а в последующие дни солодоращения увеличивается и к концу процесса накапливается в солоде в довольно значительных количествах. Запасы же рафинозы и глюкодифруктозы истощаются, и в готовом солоде эти сахара уже не обнаруживаются. С конца замочки начинает накапливаться в прорастающем зерне мальтоза, количество которой в начале ращения повышается, достигает на шестой день максимума, а затем понижается. С этого же периода отмечается образование мальтотриозы. Постепенно повышается содержание фруктозы и глюкозы.
| Углеводы | Содержание углеводов, г на 1000 зерен ячменя при продолжительности соложения в днях | В солоде с ростками | ||||||||
| исходное | замочка | солодоращение | сушка | |||||||
| Фруктоза | 0,027 | 0,012 | 0,042 | 0,100 | 0,097 | 0,132 | 0,145 | 0,189 | 0,297 | 0,262 |
| Глюкоза | 0,016 | 0,012 | 0,031 | 0,085 | 0,143 | 0,173 | 0,178 | 0,238 | 0,300 | 0,285 |
| Сахароза | 0,301 | 0,208 | 0,265 | 0,276 | 0,370 | 0,540 | 0,624 | 0,519 | 0,965 | 0,755 |
| Мальтоза | - | - | 0,012 | 0,026 | 0,147 | 0,179 | 0,123 | 0,116 | 0,103 | 0,109 |
| Глюкодифруктоза | 0,033 | 0,040 | 0,047 | 0,029 | - | - | - | - | - | - |
| Рафиноза | 0,058 | 0,054 | 0,050 | 0,014 | - | - | - | - | - | - |
| Мальтотриоза | - | - | - | - | - | 0,052 | 0,063 | 0,069 | 0,055 | 0,059 |
| Крахмал | 25,0 | 25,5 | 25,2 | 24,9 | 24,7 | 22,4 | 20,7 | 21,0 | 21,0 | 21,63 |
| Масса 1000 зерен, г | 39,10 | 39,16 | 38,70 | 38,55 | 38,90 | 37,60 | 37,05 | 37,16 | - | 37,10 |
Наиболее заметно повышается содержание сахарозы, которая является источником энергии растущего организма. Исчезновение рафинозы в первый период солодоращения в основном обусловлено потреблением ее при замочке начинающим пробуждаться к жизни зародышем; она является типичным запасным сахаром.
И. Я. Веселов и В. А. Зенченко, которые исследовали изменение сахаров при солодоращении ячменя сорта Нахичеванданы, установили, что суммарное количество сахаров увеличивается от 0,117 до 1,133%; содержание непосредственно восстанавливающих сахаров повышалось от 0,013 до 0,32%, а количество мальтозоподобных сахаров - от 0,018 до 0,707%- Вместе с тем изменяется соотношение между отдельными группами сахаров. Если в зерне ячменя преобладала сахароза, на втором месте была рафиноза, а мальтоза занимала третье место, то в солоде рафиноза совсем исчезла, а сахароза и сахара, близкие к мальтозе, по количеству обменялись местами; содержание мальтозоподобных сахаров составляло 63%, а сахарозы - 36%.
К сожалению, авторы не указывают температуры, при которой производилось солодоращение, влияние которой на превращение сахаров в этом процессе значительное. Имеются указания (Тоуфель и др.), что при нормальной температуре солодоращения (15-16° С) в зерне накапливается больше сахарозы, а при повышенной температуре (21-24°С), наоборот, - мальтозы.
Сахара между зародышем и эндоспермой распределяются неравномерно. Общее количество сахаров с момента замочки в зародыше снизилось к концу ращения от 28 до 18%, а в эндосперме за тот же период повысилось от 32 до 82%- При этом процентное содержание сахарозы в зародыше повысилось от 19 до 47%.
Распад некрахмалистых полисахаридов. Еще О’Сулливан установил, что при проращивании количество найденного в ячмене амилана значительно уменьшается или даже совсем исчезает. Он установил, что при гидролизе амилан дает глюкозу, арабинозу и ксилозу. С наличием амилана связывалось представление о вязкости растворов, в частности и сусла.
Более поздние работы показывают, что гумми-вещества при солодоращении подвергаются значительным превращениям. Результаты фракционирования этих веществ солода путем осаждения сернокислым аммонием приведены в табл. 41 (по Прису).
| Концентрация сернокислого аммония, % | Выход сухого вещества, % | Показатели продуктов, полученных при фракционировании солодового гумми (анализ 0,5%-ного раствора) | ||
| удельное вращение, град | вязкость, (вода-100) | состав | ||
| 0,00 | - | - | - | |
| 0,003 | - | - | - | |
| 0,02 | -70 | Главным образом пентозаны | ||
| 0,08 | -125 | |||
| 0,03 | -130 | |||
| Ацетон | 0,11 | - | - |
Как следует из сравнения результатов, приведенных в табл. 41, с результатами фракционирования ячменного гумми (см. табл. 4) здесь фракция, осаждаемая 20%-ным сернокислым аммонием, т. е. β-глюкана, отсутствует и в очень незначительном количестве содержится фракция, осаждаемая 30%-ным сернокислым аммонием. Остальные фракции остаются, но количественный состав их меняется так же, как удельное вращение и вязкость. В солоде в основном остаются фракции, состоящие из пентозанов, но и вязкость значительно понижается.
Количество гумми-веществ при солодоращении постепенно снижается, что обусловлено понижением вязкости. Шустер и Нарцисс считают, что это понижение происходит за счет расщепления β-глюкана; количество пентозанов при этом не изменяется.
Изменение относительной вязкости во время солодоращения некоторых сортов отечественных ячменей (по Jl. М. Рябченюк, II. М. Мальцеву, Н. А. Емельяновой) показано в табл. 42.
| Сорт ячменя | Ячмень | Относительная вязкость 0,5%-ного раствора гумми-веществ при продолжительности ращения ячменя, сут | Сухой солод | ||||||
| сухой | замоченный | ||||||||
| Унион | 2,105 | 1,405 | 1,260 | 1,240 | 1,214 | 1,152 | 1,130 | 1,113 | 1,290 |
| Носовский 2 | 1,529 | 1,299 | 1,217 | 1,139 | 1,131 | 1,128 | 1,128 | 1,120 | 1,170 |
| Вальтицкий | 1,511 | 1,260 | 1,238 | 1,230 | 1,190 | 1,150 | 1,130 | 1,125 | 1,198 |
| Донецкий | 1,567 | 1,241 | - | 1,202 | - | 1,164 | - | 1,121 | 1,151 |
| Нльинецкий 43 | 1,519 | 1,304 | - | 1,272 | - | 1,238 | - | 1,172 | 1,230 |
| Черниговский | 1,666 | 1,271 | - | 1,258 | - | 1,164 | - | 1,185 | 1,237 |
С точки зрения улучшения фильтрации затора использование в качестве несоложеного материала ячменя сорта Унион является наименее приемлемым.
В солодах плохо растворимых было найдено гуммиобразное , вещество, которое в дальнейшем вызывало явление остановки брожения вследствие осаждения дрожжей, а из плохоразрыхляемых японских ячменей Кудо осаждением метиловым и этиловым спиртом выделил гумми-вещество, которое оказывало тормозящее действие на брожение. Как показал хроматографический анализ, гидролизат содержал глюкозу, ксилозу и арабинозу.
Распад азотистых веществ. Общее количество белка в солоде находится в близком соотношении с общим содержанием белка в ячмене. Примерно 10% белковых веществ переходит во время солодоращения в ростки, и так как количество образовавшихся ростков около 5%, а содержание азотистых веществ в них около 24%, то количество общего белка в солоде и ячмене примерно балансируется.
В результате действия протеолитических ферментов в ячменном зерне накапливаются азотистые вещества, необходимые для создания характерных свойств пива и для питания дрожжей. Данные по составу отдельных фракций азотистых веществ ячменя по сравнению с солодом приведены в табл. 43.
Таблица 43
| Фракция азотистых веществ | Состав азотистых веществ ячменя, % к общему количеству | |
| ячмень | солод | |
| Небелковый азот (аминокислоты) | ||
| Протеозы | ||
| Альбумин (лейкозин) | ||
| Глобулин (эдестин) | ||
| Проламин (гордеин) | ||
| Глютелин |
Как видно из табл. 43, азотистые вещества ячменя при солодоращении претерпевают значительные изменения.
Так как при солодоращении количество альбумина и глобулина почти не меняется, то накапливание низкомолекулярных фракций азотистых соединений может происходить за счет гордеина и глютелина, что и выражается в понижении количества первого с 37 до 17%, а второго с 30 до 21%; одновременно соотношение между этими двумя фракциями белка с 1,23 понизилось до 0,81.
При солодоращении в ячменном зерне протекают два процесса- гидролиз и синтез, и, следовательно, данные, получаемые в результате анализа, характеризуют суммарный итог этих двух процессов. Вновь образующиеся ростки, которых получается 5-6%, и зародышевый листок, составляющий около 8% от массы зерна, содержат вещества, полученные в результате гидролиза и последующего синтеза. Из азотистых веществ ячменя около 30% подверглись указанным процессам. Все это свидетельствует о том, что азотистый состав отдельных составных частей солода должен быть различным.
Результаты наблюдений, проведенных автором во время соложения ячменя с содержанием белка 10,32%, приведены в табл. 44.
| Время проращивания ячменя, сут | Содержание фракций азотистых веществ в лабораторном сусле | ||||||
| растворимого азота | коагулируемого азота | аминного азота | |||||
| мг/100 мл | % к количеству экстракта | мг/100 мл | % к количеству экстракта | мг/100 мл | % к количеству . экстракта | мг/100 г солода | |
| 28,3 | 0,384 | 3,9 | 0,053 | 9,67 | 0,136 | 96,8 | |
| 45,3 | 0,571 | 4,8 | 0,061 | 14,48 | 0,184 | 138,5 | |
| 62,2 | 0,761 | 9,2 | 0,113 | 21,22 | 0,260 | 196,7 | |
| 66,5 | 0,812 | 10,1 | 0,123 | 23,24 | 0,284 | 217,4 |
Как видно из данных табл. 44, в ячмене во время соложения происходит накопление разных фракций белковых веществ - растворимого и коагулируемого азота и азота аминокислот.
Некоторое представление о динамике перемещения белковых веществ в зерне ячменя во время солодоращения дают результаты работы Кольбаха, приведенные в табл. 45.
Таблица 45
| Степень обработки зерна | Содержание азотистых веществ, % | ||
| в эндосперме | в зародышевом листке | в ростках | |
| Замоченный ячмень | 86,6 | 13,4 | - |
| Солод | |||
| на 5-день | 72,8 | 18,1 | 9,1 |
| на 11-й день | 51,5 | 36,3 | 12,2 |
В то время как в эндосперме количество белков при солодоращении уменьшается, в зародышевом листке и в ростках оно заметно увеличивается.
И. Я. Веселов с сотрудниками при проведении исследований на солоде, в котором эндосперм составлял 86,54% общей массы, зародышевый листок (проростки)-8,21% и ростки (корешки)- 5,25%, нашел содержание белка соответственно: 12,50; 32,31 и 26,18%, а разделение азотистых веществ, по Бишопу, на 5 фракций (солерастворимую - альбумин и глобулин, белковый и небелковый азот, гордеин и глютелин) дало результаты, приведенные в табл. 46.
Таблица 46
| Фракции азотистых веществ | Содержание, % | |||
| в эндосперме | в зародышевом листке | |||
| азота | белка | азота | белка | |
| Общий азот | 2,050 | 12,81 | 5,580 | 34,88 |
| Белковый азот | 0,420 | 2,63 | 2,135 | 13,34 |
| Небелковый азот | 0,302 | - | 1,182 | - |
| Альбумин и глобулин | 0,196 | 1,225 | 1,546 | 9,66 |
| Гордеин | 0,440 | 2,250 | 0,153 | 0,956 |
| Глютелин | 0,888 | 5,550 | 2,110 | 13,18 |
Отношение гордеина к глютелину в эндосперме равняется 0,5 (22% к 44%), а у зародышевого листка 0,07 (2,75% к 37,8%).
Все приведенные величины показывают, что характер азотистых веществ, синтезированных в процессе новообразования тканей зерна, отличается от тех запасных веществ, которые подвергались гидролитическому распаду.
Содержание растворимых в разбавленных солевых растворах азотистых веществ в зерне при солодоращении примерно удваивается; количество коагулируемого азота в среднем повышается с 9% в ячмене до 30% в солоде. Значительно повышается количество формольнотитруемого азота, что говорит о глубоком распаде белковых веществ.
Большое значение для пивоварения имеет распад глобулина. Фракция α-глобулина подвергается сравнительно небольшому гидролизу, фракция δ-глобулина при солодоращении полностью исчезает, и заметно уменьшается фракция, которая сосредоточена в зародыше, что говорит о большой восприимчивости ее к гидролизу, β-фракция остается в неизмененном виде.
Прекращение гидролиза азотистых веществ, определяемое по изменению количества низкомолекулярных фракций во всем зерне, является только кажущимся, так как с этого момента скорость синтеза белков из аминокислот, затрачиваемых на образование новых тканей, балансируется со скоростью гидролиза.
М. Котрла-Гапалова различает в процессе распада белков при солодоращении три фазы:
· первая продолжается около 100 ч, включая замочку, и почти не сопровождается распадом;
· вторая продолжается тоже около 100 ч (от 3 до 6 сут. солодоращения) и сопровождается сильным распадом гордеина и глютелина, причем накапливается большое количество аминокислот;
· третья начинается с 7-го дня солодоращения, причем устанавливается равновесие между протеолизом и синтезом.
Количественный состав белковых веществ и содержащихся в них отдельных аминокислот (в мг/100 г) ячменя и солода, установленный хроматографическим методом с применением, ионообменных смол, приведен в табл. 47 (по Сандегрену).
Данные, приведенные в табл. 47, относятся к шестирядному ячменю сорта Стелла, обладающему высокой ферментативной активностью, и полученному из него семидневному солоду. Отмечается значительный распад белков при солодоращении с освобождением аминокислот, причем количество некоторых из: них повышается во много раз, например пролина и лейцина в 50 и больше раз, лизина больше чем в 80 раз. В общем количестве всех аминокислот и амидов в солоде по сравнению с ячменем увеличивалось во много раз.
| Общий азот и аминокислоты | Содержание отдельных аминокислот, мг/100 г в ячмене в солоде | |
| Общий азот | ||
| Аланин | 12,3 | |
| γ-аминомасляная кислота | 5,7 | |
| Аргинин | 2,2 | |
| Аспарагиновая кислота | 12,7 | |
| Глютаминовая кислота | 12,1 | |
| Глицин | 2,7 | |
| Гистидин | 1,0 | |
| Изолейцин | 1,3 | |
| Лейцин | 1.1 | |
| Лизин | 0,3 | |
| Фенилаланин | 2,3 | |
| Пролин | 6,1 | |
| Треонин | 1,6 | |
| Тирозин | 1,8 | |
| Валин | 1,7 | |
| Серин+аспарагин | 156,1* | 965* |
| Аммиак | 2,0 |
*В микромолях.
П. Я. Заринь с соавторами, работая с двухрядным пивоваренным ячменем сорта Мая и применяя метод хроматографии на бумаге и автоматический анализатор аминокислот, установил другие величины: большее количество аминокислот (18) и величин отдельных аминокислот, отличающихся от приведенных у Сандегрена. Например, он обнаружил значительные количества метионина и триптофана (1,66 и 3,86 мг/100 г) в ячмене.
В солоде резко повысилось содержание пролина и треонина, что отчасти и совпадает с данными Сандегрена.
В своей работе Заринь отмечает, что уже в самом начале замочки значительно возрастает содержание отдельных аминокислот, особенно глютаминовой и аспарагиновой, и треонина. Так же, как Сандегрен, он указывает на резкое повышение в солоде треонина и пролина.
Как следует из сказанного, количество азотистых веществ, претерпевающих превращение во время солодоращения, очень большое и может достигать 50%; но так как параллельно с гидролитическими процессами протекают и процессы синтетические, на что тратится около половины продуктов белкового распада, то в готовом солоде величина распада характеризуется содержанием 35-41% растворимых белков (показатель Кольбаха).
Распад белков у трудноразрыхляемых высокобелковистых ячменей протекает более полно при холодном солодоращении.
Н. В. Леонович при соложении трудноразрыхляемого Ташкентского ячменя, содержащего около 15% белка, при двух режимах - теплом (начальная температура 21-22° С и максимальная 25°С) и холодном (соответственно 10-11° и 15°С) получила данные о распаде белков, значительно различающиеся, причем более благоприятные при применении холодного режима.
Высокомолекулярная фракция претерпевает более глубокий распад при холодном ведении процесса, в результате чего величина фракций (низкомолекулярные азотистые соединения) значительно повышается; увеличивается и количество аминного азота.
Распад соединений, содержащих фосфор.Во время солодоращения происходят значительные изменения в составе фосфорсодержащих соединений. В табл. 48 приведены данные этих превращений по работе Виндиша и Кольбаха.
Таблица 48
| Соединения, содержащие фосфор | Содержание Р2О5, % | |||
| в ячмене | в солоде | |||
| к растворимому | к общему | к растворимому | к общему | |
| Общий растворимый | 41,7 | 38,8 | ||
| Неорганический | 47,9 | 20,0 | 82,5 | 32,4 |
| Органический | 52,1 | 21,7 | 16,5 | 6,4 |
Общее количество соединений фосфора несколько понижается, что связано с протекающими в зерне синтетическими процессами, но количество растворимых соединений (как неорганических фосфорсодержащих, так и органических) увеличивается больше чем в два раза.
При теплом режиме солодоращения деятельность всех фосфатаз ослабевает, что влечет за собой меньшее освобождение фосфорных соединений и, несомненно, понижение буферности.
Следует отметить, что титруемая кислотность при солодоращении повышается достаточно сильно, величина же pH вытяжек из ячменя и солода мало отличается одна от другой. Это повышение титруемой кислотности обязано накоплению органических, слабодиссоциирующих кислот, образующихся за счет окисления углеводов, а также дезаминирования аминокислот. Эти кислоты вместе с освободившимися кислыми соединениями фосфорной кислоты (первичными фосфатами) вызывают повышение титруемой кислотности, но они же участвуют в создании буферное™, которая удерживает концентрацию водородных ионов в определенных границах. При солодоращении буферность значительно повышается; если величину буферное™ вытяжки из ячменя принять равной 100, то буферное™ вытяжки из солода будет равняться 120-140.
Превращение липидов. При соложении часть жира расходуется; есть указание на потери в 12-30%. Английские авторы (Мак-Леод, Биоль и Уайт), используя хроматографический анализ, показали колебания в потерях жира от 4 до 40%- По-видимому, степень метаболизма зависит от природы ячменя йот условий соложения.
Поскольку жиры участвуют в процессе дыхания, при проращивании состав жира претерпевает изменения.
Особенно резкое изменение в количестве жиров наблюдается в последние дни солодоращения: на второй день было установлено содержание жира 3,167%, на четвертый - 2,835, а на девятый - 1,583%.
Превращения полифенольных соединений. Превращение дубильных веществ во время солодоращения, несомненно, происходит: солодовые дубильные вещества легче могут быть переведены в раствор, чем ячменные. Это подтверждается работами Шустера и Рааба, которые определяли содержание дубильных веществ в водных вытяжках из ячменя шести сортов и из солода, полученного из этих же ячменей. Они установили, что содержание дубильных веществ в ячменных вытяжках колебалось от 143,5 до 180,0 мг/л, а в вытяжках из солода - от 223,5 до 273,5 мг/л. Для сравнения эти авторы определили содержание дубильных веществ в лабораторном сусле, изготовленном из тех же солодов, и установили, что примерно 54% этих веществ могли перейти в водную вытяжку из ячменя и около 80% -солода, т. е. растворимость их значительно повышается при солодоращении. Это явление может быть связано с разрыхлением структуры веществ солода, что, несомненно, способствовало более полному извлечению дубильных веществ, а также с действием ферментов (таназ), гидролизующих крупные молекулы этих веществ.
Особый интерес представляет для пивоварения поведение антоцианогенов. Как было показано (см. с. 53), антоцианогены в оболочке ячменя не содержатся, а сосредоточены в основном в алейроновом слое и в сравнительно небольшом количестве в эндосперме, поэтому при замочке содержание их не меняется. Не меняется их количество и при соложении, что было подтверждено работами Поллока и др. В солоде, с которого удалена оболочка, содержание антоцианогенов составляет 96% общего количества в ячмене. Однако, если солодить ячмень, лишенный оболочки, то количество этих веществ уменьшается примерно на 80%. Оболочка, регулируя доступ кислорода в зерно, обеспечивает его потребность для всех ферментативных явлений, кроме превращения антоцианогенов; в случае же устранения препятствий для проникновения больших количеств кислорода путем удаления оболочки активируется и та ферментативная система, которая катализирует превращение антоцианогенов.
Если после двух дней ращения зерна ячменя раздавить и оставить их в таком виде для дальнейшего ращения, то получается такой же эффект, как и в случае соложения ячменя с удаленной оболочкой; доступ кислорода способствует ферментативным преобразованиям антоцианогенов, и количество их в течение ближайших суток достигает уровня, имеющегося в проращиваемом ячмене со снятой оболочкой (рис. 19).
Сушка солода
Конечной стадией соложения является сушка зеленого солода, которая должна обеспечить получение продукта определенных технологических свойств.
Солодовые ростки после сушки, когда они становятся хрупкими, должны быть удалены, так как они придают пиву неприятные вкусовые ощущения и горечь.
Кроме того, солод перед его использованием должен быть подвергнут отлежке в течение определенного времени, что необходимо для осуществления медленно протекающих в зерне дополнительных биохимических и физико-химических процессов, обеспечивающих высокое качество готового сухого солода, и возможно только при низком содержании влаги. Сушка солода - сложный биохимический процесс, в котором ферменты, накопившиеся в зерне, еще некоторое время продолжают свою деятельность, причем с большей, чем в начале процесса, интенсивностью, что способствует дополнительному образованию продуктов распада, необходимых для последующих химических реакций. Продолжается процесс дыхания с образованием всех продуктов аэробиоза.
Зеленый солод содержит 43-45% воды. Это количество должно быть снижено до 3-4 %.
При нормальной сушке, при постепенном удалении влаги эндосперм зерна хорошо растворенного солода приобретает мучнистый вид, который в основном зависит от крахмальных зерен, освобожденных в большой мере от цементирующей их массы гемицеллюлозы, гумми- и белковых веществ. Между крахмальными зернами образуются поры, наполненные воздухом.
При достаточно высокой влажности и высокой температуре нераспавшиеся при проращивании белковые вещества подвергаются действию протеолитических ферментов, которые работают при высокой температуре энергично. Высокомолекулярные белки образуют гели, которые заполняют поры мучнистого тела. Кроме того, при температуре около 60° С при наличии достаточно большого количества воды происходит клейстеризация крахмала, а отсюда и указанные структурные изменения эндосперма зерна, которые затрудняют в значительной степени нормальное протекание технологического процесса при затирании.
В первый период сушки, когда в зерне содержится большое количество влаги и температура постепенно приближается к оптимальной для действия ферментов, активность последних значительно повышается. Одновременно с этим и физиологические процессы в зерне еще продолжаются. Фактически зерно продолжает расти, но в более благоприятных условиях, чем в грядке, - происходит заметное для глаза развитие зародышевого листка и ростков. Зерно продолжает дышать, что сопровождается расходом углеводов, причем процесс дыхания несколько отличается от обычного дыхания, поскольку при этом происходит неполное окисление углеводов. В воздухе удается обнаружить спирт и альдегиды, последние как очень нестойкие вещества вступают в химические реакции с другими веществами и участвуют в дальнейшем процессе меланоидинообразования. Эта фаза сушки называется физиологической и продолжается до достижения температуры 40° С и при сушке светлого солода сопровождается понижением влажности до 30%.
При более высокой температуре физиологические процессы в зерне подавляются, однако действие ферментов еще продолжается, особенно энергично вначале, что ведет к накоплению продуктов распада веществ зерна. При быстром подъеме температуры, при высокой влажности зерна происходит частичная клейстеризация крахмала, что приводит к получению стекловидного солода; наоборот, при быстром удалении влаги, особенно в сочетании с побудительной тягой, получается мучнистый и рыхлый солод. Эта вторая фаза сушки, называемая ферментативной, ограничивается повышением температуры до 50° С при постепенном снижении влажности до 10-12% и менее. В этих условиях дальнейшее действие ферментов прекращается, зато химические процессы при повышении температуры протекают интенсивно: продукты распада белков и углеводов вступают во взаимодействие с образованием новых соединений, обеспечивающих характерные для солода органолептические свойства. Этой третьей фазе сушки солода дано название химической, и она сопровождается понижением влажности до указанного выше предела и повышением температуры до 70° С.
Для ускорения сушки солода, т. е. для достижения содержания влаги, при котором повышение температуры не оказывает губительного влияния на ферменты, существует только один прием - увеличение объема воздуха, просасываемого через слой солода, лежащего на решетке, что может быть осуществлено применением искусственной тяги.
Перелопачивание высушиваемого солода, когда нижние высушенные слои замещаются влажными верхними слоями, едва ли благоприятствует ускорению сушки, так как влага в этом случае, испаряясь, вновь увлажняет находящиеся сверху уже в значительной степени обезвоженные слои солода. Лучший эффект может быть обеспечен простым рыхлением солода, что способствует лучшим условиям прохождения воздуха; при этом возможно максимальное использование влагоотнимающих свойств быстровысыхающих ростков.
Влага свыше 12% испаряется свободно, но ниже этого предела, когда приходится удалять «связанную» воду, процесс сушки требует высоких температур. Фактически процесс удаления влаги состоит из трех стадий: стадия свободной воды, которая имеет низший предел при 20%, промежуточная стадия, находящаяся между 20 и 12%, и стадия связанной воды. В стадии свободной воды необходимы высокая скорость воздуха и низкая температура; в стадии связанной воды требуется понижение скорости воздуха и повышение температуры.
Существенными физическими факторами, влияющими на процесс сушки солода, являются: количество влаги для удаления из зерна, температура и влажность воздуха, вводимого и удаляющегося из помещения сушилки, температура, до которой нагрет воздух, гигроскопическое состояние зерна и, конечно, объем применяемого воздуха.
График сушки для получения светлого солода должен быть построен так, чтобы было определенное соотношение между температурой и влажностью: если температура 40° С допустима при влажности 30%, то при температуре 50° С влажность должна быть снижена до 12%, а при температуре 60°С - до 8%. При такой влажности и при дальнейшем постепенном ее уменьшении температура для отсушки может быть повышена до 75-85° С и даже выше без заметного повышения цветности.
При получении темного солода, в котором важны ярко выраженные ароматические свойства и более высокая цветность, чем в светлом солоде, график сушки должен быть построен так, чтобы усилить возможность накопления продуктов распада, поэтому в этом случае ферментативную фазу следует растянуть на более длительный период, а для более энергичного взаимодействия между образовавшимися продуктами распада химическую фазу вести при более высокой температуре.