Причины ускорения реакций ферментами

При осуществлении химических реакций, особенно при расщеплении богатых энергией соединений, для высвобождения энергии необходимо преодолеть энергетический барьер. Если, например, окислить (сжечь) энергонасыщенную целлюлозу (древесину) до низко энергонасыщенных воды идвуокиси углерода, то высвобождается энергия (тепло). Однако этот (экзотермический) процесс не развивается сам по себе, для него требуется (эндотермический) запуск, при котором благодаря подведению тепла (поджиганию) преодолевается энергетический барьер. Это важно для всех подобных процессов в природе: ведь если бы не существовало энергетических барьеров, то нее вещества очень скоро перешли бы в состояние равновесия - не было бы энергетических различий, и жизнь стала бы невозможной.

Если субстрат, обладающий определенным количеством энергии (рис. 1.8), переводится из состояния с высоким уровнем энергии (А) в состояние с пониженной энергией (С), то сначала он должен быть переведен в состояние активации (В) путем подведения энергии.

Требуемая для этого энергия называется энергией активации(Е).

Лишь после преодоления этого энергетического барьера может быть достигнут энергетический уровень состояния (С).

При наличии фермента (катализатора) энергия активации понижается.

Это означает, что энергетические барьер становится существенно ниже (В₁) и поэтому требуется значительно меньшая энергия активации (Е₁). Таким образом, возникает существенное увеличение скорости реакций процессов ферментативного расщепления веществ.

В ячмене, находящемся в состоянии покоя, присутствует незначительное количество ферментов, в основном нерастворимых. Большинство их образуется или освобождается при проращивании.

Эти ферменты необходимы, чтобы перевести находящиеся в эндосперме нерастворимые вещества в растворимую форму, обеспечивающую зародышу возможность построения новых клеточных веществ или возможность получения энергии.

Поэтому главной целью солодоращения является образование ферментов при проращивании, так как они позднее совершенно необходимы для процессов расщепления веществ при затирании в варочном цехе.

Оценка качества ячменя

Качество ячменя в решающей степени влияет на качество солода и производимого пива. Поэтому его оценка для солодовщика весьма важна.

Оценка качества ячменя осуществляется путем визуального и ручного обследования и путем технохимических методов анализа.

Оценку качества проводят по определенным показателям при поставке (контроль соответствия) и при хранении.

Чем больше партия ячменя, тем больше может выявиться отклонений. Чтобы получить точную картину о среднем составе, необходимо отобрать пробы из возможно большего числа мест и перемешать их.

Визуальное и ручное обследование

Пивоваренные ячмени выбирают в основном по сорту и месту возделывания. Наряду со ставшими сегодня привычными экспресс-методами при поставке ячменя в настоящее время возрастает значение ручного обследования, то есть оценка качества ячменя по внешним показателям. При этом оценивают:

Запах

Он должен быть чистым, свежим, соломенным. Затхлый, гнилостный, плесневелый запах указывает на то, что ячмень хранился при повышенной влажности и мог потерять свои качества. В этом случае следует ожидать пониженной всхожести и возникновения трудностей при переработке.

Влажность

На ощупь ячмень должен быть сухим и обладать хорошей сыпучестью. Если зерна прилипают к рукам, то их влажность повышена.

Цвет и блеск

Ячмень должен быть светло-желтым, цвета соломы, блестеть, а зерна должны иметь одинаковые размеры. Зеленоватые зерна свидетельствуют о ранней уборке. Ячмень, перестоявший под дождем, выглядит серым и матовым. Коричневые кончики зерна могут быть признаком сорта (например, Isaria), но обычно это вызывается уборкой при повышенной влажности и приводит к повышенной водочувствительности зерен.

Красное зерно

Красные зерна (эндосперм красного цвета) указывают на массовое поражение фузариумом. При приготовлении солода из подобного зерна появляется большая опасность возникновения такого нежелательного явления, как гашиш (фонтанирование) пива. Ячмень с красными зернами для солодоращения непригоден.

Характеристики оболочек

Оболочки должны иметь тонкую морщинистость, которая свидетельствует о хорошем, богатом экстрактом ячмене. Недостаточно вызревшие зерна зачастую имеют толстые или гладкие оболочки. Толстые оболочки содержат больше дубильных и горьких веществ.

В иные годы в период созревания наблюдается растрескивание зерен ячменя. Это явление возникает из-за смены теплой (солнечное облучение) и дождливой погоды в период налива и созревания зерна. Оно усиливается или ослабляется в зависимости от генетических особенностей тех или иных сортов и влияния плесневых грибов, задерживающих созревание. При этом могут возникать следующие эффекты:

· растрескивание оболочек, при этом переход от брюшной к спинной оболочке закрыт не полностью, оболочки, находящиеся ниже, обычно не повреждены;

· растрескивание зерна, при этом возникают трещины в оболочке и в находящихся ниже слоях, возможно, и в эндосперме, растрескивание - явление, явно затрудняющее получение качественного ячменя;

· прорастание зерна, оно возникает, когда при весьма влажной уборке ячмень начинает прорастать уже на стебле, в этом случае ячмень для приготовления солода непригоден, при нормальных условиях естественный период покоя зародыша гарантирует от прорастания зерна;

· премалтинг, это неточный термин, включающий в себя в основном приведенные выше эффекты.

Степень загрязнения

В зерне не должны присутствовать никакие посторонние предметы, семена сорняков, песок, камни, обрывки веревок, солома, колосья, ости, металлические предметы, половинки зерен, спорынья и другие злаки.