Сыра-шарап өңдіру технологиясы

Жоспар
Кіріспе

• Спирттік ашу
• Ашытқы саңырауқұлақтары
• Спирттік ашу процесі.
• Шарап өндіру технологиясы
• Сыра қайнату
• Қортынды

Бұл адам баласы тіршілігінің көп саласында сыра қайнатуда, шарап жасауда, нан пісіруде, спирт ішімдіктерін дайындауда және т.б. қолданылады. Этиль спирті (С2Н5ОН) немесе этанол, өте күрделі шикі заттардан алынады бұл шикі заттарды негізгі үш топқа боледі:
а) қантты (қант қызылшасы, жем сірнесі, немесе меласса, қант қамысы, жеміс шырындары);
б) крахмалды (картоп, жер алмұрты, жүгері, арпа, сұлы, қара бидай, бидай) және т.б.;
в) целлюлозаны (ағаш және сульфатты сілті). Этил спиртын өндіру үшін шаруашылық мүмкіндіккке қарай арзан және жетклікті болуы ескеріліп, осы талапқа сай келетін шикізат қолданылады.
Спирттік ашудың химиялық мәнін Лавуазье (1789), Пастер (1857), Бухнер (1897), Н. А. Лебедев (1911) және басқа да көп ғалымдар зерттеді. Олар бұл процесті сапалық жағымен қатар сандық жағын да анықтады. Углеводтар (қанттар) этиль спиртіне және көміртегі диоксидіне ажырайды:
С6Н1206 2С2 Н50Н+2С02+117,3 КДЖ.
Этиль спирті қышқыл ортада pH 4,0-4,5-де түзіледі. Спиртті ашудың қоздырғышы — ашытқы саңырауқұлақтары. Бұлар Saccha-omyces туысына жатады. Өнер кәсіпте культурада өсірілген саңырауқұлақтар пайдаланылады. Жиналатын ашытқы массасының құрылымына, құрылысына қарай ашытқыларды тозаң және үлпек тәрізділер деп екіге бөледі. Тозаң тәрізді ашытқыларды клеткалары бөлектелген, бір-бірінен бөлінген үлпек тәрізділерде — клеткалары бір-біріне жабысқан, олар үлпек түзеді және ыдыстың түбіне қонады. Тозаң тәрізді ашытқы спирт өндіруге, үлпек тәрізділер — шарап және сыра қайнатуда пайдаланылады. Ашытқылар қышқыл ортада (рН4-6) жақсы дамиды және ерітіндіде 15—17% спиртке төзімді келеді. Процестің қандай жағдайда (аэробты немесе анаэробты) жүруіне байланысты ашытқыларды жоғарғы және төменгі ашу деп екіге бөледі.
Жоғарғы дәрежелі ашу ашытқылары (Saccharomycos cerevisiae) ашытқы сұйығының бет жағында болады, бұған оларды сұйықта түзілген көміртегі диоксиді мен көпіршік көтереді. Ашу шамалы жоғары температурада (20-28 °С) жүреді. Ашу аяқталуға жақындағанда ашытқы үлпекке айналады және ыдыстың түбіне тұнады, 5—7 күннен кейін бұл ашу процесі аяқталады. Төменгі дәрежелі ашу ашытқылары (Saccharomyces vini) анаэробтық жағдайда және төменірек температурада (6—12°С) дамиды, сондықтан процесс баяулау (8—10 күн) жүреді. Ашытқы ыдыстың түбіне шөгеді және үлпек тәрізді тұнба түзеді. Жоғарғы дәрежелі ашу ашытқыларын шарап қайнату және нан пісіруде пайдаланады. Шарап қайнатуда жүзім шырынының, оның сапасының маңызы үлкен. Шараптың көбі жүзім жемісінің сыртқы бетінде болатын ашытқының көмегімен жүзім шырынын ашыту арқылы алынады. Ашытқының қолдан өсірілген культурасын қолдану ашу процесін тездетеді, шараптың сапасы, дәмі жақсы бола¬ды, қосалқы өнімдер аз түзіледі. Ашытылатын сұйықта этиль спирті және сірке қышқылымен қатар жоғары спирттер (сивуш майы) жиалуы мүмкін. Жоғары спирттер азот қоры есебінде қолданылатын амин қышқылдарын ашытқылар ыдыратқан кезде пайда болады.

Пән: Ет, сүт, шарап өнімдері
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Спирттік ашу. Бұл адам баласы тіршілігінің көп саласында сыра қайнатуда, шарап жасауда, нан пісіруде, спирт ішімдіктерін дайындауда және т.б. қолданылады. Этиль спирті (С2Н5ОН) немесе этанол, өте күрделі шикі заттардан алынады бұл шикі заттарды негізгі үш топқа боледі:
а) қантты (қант қызылшасы, жем сірнесі, немесе меласса, қант қамысы, жеміс шырындары);
б) крахмалды (картоп, жер алмұрты, жүгері, арпа, сұлы, қара бидай, бидай) және т.б.;
в) целлюлозаны (ағаш және сульфатты сілті). Этил спиртын өндіру үшін шаруашылық мүмкіндіккке қарай арзан және жетклікті болуы ескеріліп, осы талапқа сай келетін шикізат қолданылады.
Спирттік ашудың химиялық мәнін Лавуазье (1789), Пастер (1857), Бухнер (1897), Н. А. Лебедев (1911) және басқа да көп ғалымдар зерттеді. Олар бұл процесті сапалық жағымен қатар сандық жағын да анықтады. Углеводтар (қанттар) этиль спиртіне және көміртегі диоксидіне ажырайды:
С6Н1206 2С2 Н50Н+2С02+117,3 кДж.
Этиль спирті қышқыл ортада pH 4,0-4,5-де түзіледі. Спиртті ашудың қоздырғышы -- ашытқы саңырауқұлақтары. Бұлар Saccha-omyces туысына жатады. Өнер кәсіпте культурада өсірілген саңырауқұлақтар пайдаланылады. Жиналатын ашытқы массасының құрылымына, құрылысына қарай ашытқыларды тозаң және үлпек тәрізділер деп екіге бөледі. Тозаң тәрізді ашытқыларды клеткалары бөлектелген, бір-бірінен бөлінген үлпек тәрізділерде -- клеткалары бір-біріне жабысқан, олар үлпек түзеді және ыдыстың түбіне қонады. Тозаң тәрізді ашытқы спирт өндіруге, үлпек тәрізділер -- шарап және сыра қайнатуда пайдаланылады. Ашытқылар қышқыл ортада (рН4-6) жақсы дамиды және ерітіндіде 15 -- 17% спиртке төзімді келеді. Процестің қандай жағдайда (аэробты немесе анаэробты) жүруіне байланысты ашытқыларды жоғарғы және төменгі ашу деп екіге бөледі.
Жоғарғы дәрежелі ашу ашытқылары (Saccharomycos cerevisiae) ашытқы сұйығының бет жағында болады, бұған оларды сұйықта түзілген көміртегі диоксиді мен көпіршік көтереді. Ашу шамалы жоғары температурада (20-28 °С) жүреді. Ашу аяқталуға жақындағанда ашытқы үлпекке айналады және ыдыстың түбіне тұнады, 5 -- 7 күннен кейін бұл ашу процесі аяқталады. Төменгі дәрежелі ашу ашытқылары (Saccharomyces vini) анаэробтық жағдайда және төменірек температурада (6 -- 12°С) дамиды, сондықтан процесс баяулау (8 -- 10 күн) жүреді. Ашытқы ыдыстың түбіне шөгеді және үлпек тәрізді тұнба түзеді. Жоғарғы дәрежелі ашу ашытқыларын шарап қайнату және нан пісіруде пайдаланады. Шарап қайнатуда жүзім шырынының, оның сапасының маңызы үлкен. Шараптың көбі жүзім жемісінің сыртқы бетінде болатын ашытқының көмегімен жүзім шырынын ашыту арқылы алынады. Ашытқының қолдан өсірілген культурасын қолдану ашу процесін тездетеді, шараптың сапасы, дәмі жақсы бола - ды, қосалқы өнімдер аз түзіледі. Ашытылатын сұйықта этиль спирті және сірке қышқылымен қатар жоғары спирттер (сивуш майы) жиалуы мүмкін. Жоғары спирттер азот қоры есебінде қолданылатын амин қышқылдарын ашытқылар ыдыратқан кезде пайда болады.
Ашытқы саңырауқұлақтары
Сахаромицеттер. Бұларға мәдени ашытқы саңырауқұлақтар жатады. Олар бүршіктену және споралар түзу арқылы көбейеді. Сондықтан бұларды нағыз ашытқы саңырауқұлақтар деп атайды. Мәдени ашытқы саңырауқұлақтарға шарап, сыра ашытқы саңырауқұлақтары жатады. Өндірісте, әсіресе олардың сахаромицес церевидзе және сахаромицес эллипсойдеус деген түрлерінің маңызы зор.Сахаромицес церевидзе клеткасы шар немесе жұмыртқа тәрізді. Олар шарап спиртін алу үшін, сыра қайнатуда қолданылады. Бұлардың белгілі бір температурада және жағдайларда тіршілік ететін жеке топтары -- расалары бар.
Ал сахаромицес эллипсойдеустің клеткасы эллипс тәрізді, шарап өнеркәсібінде қолданылады, олардың кейбір расалары шараптағы хош иісті түзуге тікелей қатысады.

Спирттік ашу процесі.
Ашытқы саңырауқұлақтардың көмегімен қантты заттарды; спиртке және көмір қышқыл газына айналуын спирттік ашу процесі деп атайды. Ол мына төмендегі реакцияға сай жүреді. Мұндағы АДФ деп отырғанымыз аденозин дифосфорлы қышқыл, ал АТФ -- аденозин три фосфор қышқылы. Бұл қосылыстар -- энергияға бай химиялық заттар. Ашу процесі барысында осы заттардың көмегімен ашытқы саңырауқұлақтар энергия алып, бұл процесті әрі қарай жүргізіп отырады.
Негізінен спирттік ашу процесіне сахаромицет тобына жататын ашытқы саңырауқұлақтар қатынасады. Мұнда этил спирті мен көмір қышқыл газынан басқа да қосымша заттар түзіледі. Оларға: сірке альдегиді, глицерин, сірке және янтарь қышқылдары, сивуш майлары жатады. Сивуш майларының түзілуі ортадағы амин қышқылдарының ыдырауына байланысты. Амин қышқылдарынан пайда болған аммиакпен ашытқы саңырауқұлақтар қоректенеді де ортада сивуш майлары жинала береді. Ашытқы саңырауқұлақтармен катар, кейбір мукор тобына жататын зең саңырауқүлақтар мен бактерияларда спирттік ашу процесін жүргізеді. Алайда олардың әрекетіңен пайда болған спирт мөлшері, ашытқы саңырауқұлақтарды қолданғандағыға қарағанда, анағұрлым аз болады. Ашытқы саңырауқұлақтар ашудың жағдайларына байланысты ортада әр түрлі заттар түзеді. Олардың ішінде басым көпшілігі этил спирті мен көмір қышқыл газы болады, кейде глицерин мен сірке қышқылы кездеседі. Ашытқы саңырауқұлақтар кез келген қанттарды ашытпай, тек моносахаридтер мен дисахаридтерді ғана ашытады. Полисахаридтерді, мәселен крахмалды, олар ашыта алмайды. Мұның себебі: ашытқы саңырауқұлақтарда амилаза ферменті болмайды. Сондықтан крахмалды өндірісте алдын ала түрлі ферменттер көмегімен моно және дисахаридтерге дейін ажыратып алады. Ал ашытқы саңырауқұлақтар клеткасында болатын мальтаза ферменті дисахарид мальтозаны глюкозаға айналдырады. Глюкозадан зимаза ферменттерінің көмегімен ашытқы саңырауқұлақтар спирт пен көмір қышқыл газын түзеді. Бұл процесті мынадай схемамен көрсетуге болады.
Крахмал+ амилаза ферменттері -мальтоза қанты мальтаза ферменті-^ глюкоза; глюкоза қанты + зимаза ферменттері - этил спирті және көмір қышқыл газы.
Спирттік ашу процесінің табиғаты терең зерттелді. Бұған көп еңбек сіңірген және бірқатар жаңалықтар қосқан орыс ғалымдары Л. А. Иванов, С. П. Костычев, А. Н. Лебедев, А. Н. Бах, В. И. Палладин, В. А. Энгельгард, шетел ғалымдары Нейберг, Мейергоф, Гарден, Эмбденді атап өткен жөн. Осы ғалымдардың еңбектерінің арқасында спирттік ашу процесінің ішкі сыры, басқаша айтқанда, химиясы төмендегіше болатыны анықталды. Бұл процестің бірінші сатысында глюкоза қанты фосфор қышқылымен қосылып, глюкозофосфат эфиріне айналады. Бұл реакцияға ашытқы саңырауқұлақтар клеткаларында кездесетін АТФ қатынасады. Бұл қосылыс өзінен фосфор қышқылын бөліп қантқа береді, соның нәтижесінде АДФ-ға айналады. Осы жағдайда өтетін бірнеше реакциялардың нәтижесінде глюкоза фруктоза қантына айналады. Бұл реакциялар барысында глюкофосфатизомераза, фосфофруктокиназа ферменттері қатысады. Пайда болған соңғы фруктоза молекуласы құрамында -- еуелі бір, соңынан екінші фосфор қышқылы қосылады. Реакцияның осы сатысына дейін қант молекуласы бұзылмастан, тұтас күйінде, тек активті жағдайда болады. Бұдан кейін дифосфорлы фруктоза қанты альдолаза ферментінің көмегімен екіге бөлінеді.
Сөйтіп, спирттік ашу немесе анаэробтық тыныс алу процесінде жабайы қанттың бір молекуласынан пирожүзімнің екі молекуласы пайда болады. Осымен қатар басқа да аса қажетті аралық өнімдер және қуатқа бай АТФ молекуласы да түзіледі.
Реакцияның соңында пайда болған пирожүзім кышқылы, организмнің ерекшелігіне, клетканың жағдайына байланысты әр түрлі өзгеріске ұшырайды. Мысалы, ашытқы клеткаларында анаэробтық жағдайда пирожүзім қышқылы декарбоксилаза ферментінің әсерінен сірке альдегиді мен көмір қышқыл газына айналады.

Спирттік ашу процесінің тұрмыста үлкен маңызы бар, өйткені оның нәтижесінде тамақ өндірісі, адамға керекті әр түрлі арақшарап ішімдіктері даярланады. Жүзім шырынынан -- шарап, коньяк жасалады, қамыс қантынан -- ром, арақ; крахмалға бай дәндерден (арпа, жүгері, бидай) -- сыра, квас, виски, ракі; күріш пен тарыдан -- сакэ деген шарап, боза, кәже және тағы басқаларды даярлайды.
Ашу процесі дұрыс жүру үшін, көптеген жағдайлар -- қант концентрациясы, орта қышқылдығы (рН), температура және жиналған спирт мөлшері керек. Ашытуға алынған қанттың концентрациясы 15%-тей болу керек. Қант мөлшері бұдан артық болса, ашытқы саңырауқұлақтардың тіршілік ету қабілеті темендейді. Кейде ортадағы қант 60% болғанда да ашыта алатын ашытқы саңырауқұлақтары болады. Ашу процесі орта қышқылдығы (рН) 4,0 немесе 4,5-ке тең болғанда қалыпты жүреді.
Ашу процесі барысында ортада жиналған спирт аса көп болса, ашытқы саңырауқұлақтарына қолайсыз әсер етеді. Орта көлемінің 15%-дей мөлшерінде спирт жиналғанда ашу процесі тоқталады. Бірақ соңғы жылдардағы зерттеулерге қарағанда ортадағы спирттің концентрациясы 20 -- 25%-тей болғанда да тіршілік ететін ашытқы саңырауқұлақтардың бар екені анықталды.
Орта реакциясы сілтілі болғанда спирт орнына ортада глицерин мен сірке қышқылы түзіледі.
Ашудын, ең қолайлы температурасы +28 -- 32°. Температура + 50°-қа дейін жоғарылағанда ашу тоқталады. Ал төменгі температурада ашу процесінің қарқыны баяулайды, бірақ мүлде тоқтап калмайды.
Спирттік ашу процесі әдетте анаэробты жағдайда жақсы жүреді. Сонымен қатар ауаны жеткілікті мөлшерде жібергенде ашытқы саңырауқұлақтардың саны тез өсетіні белгілі. Сондықтан нан ашытқы саңырауқұлақтарды өсіргенде ыдысқа дамылсыз ауа енгізіп отырады.
Осыған байланысты беттік және түптік ашу деп бөлінеді. Беттік ашу процесі +14 -- 24°-та жақсы жүреді. Мұнда ортадан көп мөлшерде газ бөлінеді. Беттік ашу көбінесе шарап жасауда және нан өндірісінде қолданылады. Ашу процесі толық аяқталғаннан кейін ашытқы саңырауқұлақтар сұйық түбіне тұнып қалады.
Түптік ашу төменірек температурада ( + 5 -- 10°) жүреді және оның қарқыны да баяулайды, ашытқы саңырауқұлақтар сұйықтың түбінде көбейіп тұнып қалып, көмір қышқыл газы сыртқа бөлініп отырады. Түптік ашу процесі сыра кайнатуда кең қолданылады.
Жалпы спирттік ашу процесінің шарап, сыра, жасауда зор маңызы бар.
Спирт өндірудегі басты шарт -- ортадағы қанттарды ашытқы саңырауқұлақтардың толық пайдалануын қамтамасыз ету. Содан кейін спиртті айдау арқылы тазарту керек.
Спиртті өндіру үшін шикі зат ретінде астық тұкымдастардың дәндері, картоп, сірне, сульфат қанты, сүрек қанты тағы басқалар колданылады. Қолданылатын шикі заттар түрлі болғандықтан спирт өндіру технологиясы да соған сәйкес ұйымдастырылады. Қазір біздің өнеркәсібіміздің алдында спирт өндіру үшін жұмсалатын тамақтық заттардың орнына мұнай құрамынан алынатын химиялық өнімдерді және түрлі табиғи газдарды пайдалану мәселесі тұр.
Бұл тағамдық маңызы бар көптеген өнімдерді үнемдеуге себепші болады. Сыра қайнатқандағы сияқты, спирт өндіруде де алдымен крахмалды жай қантқа ажыратып алу керек. Бұл үшін солод, яғни алдын ала жылы жерде өсірілген арпа дәндері алынады. Солодта крахмалды жай қантқа оңай ажырататын амилаза ферменті бар. Қазіргі кезде солодтың орнына құрамында амилаза ферменті бар микроскоптық саңырауқұлақтар қолданылып жүр. Жалпы қолданылатын солод мөлшері қантқа ажыратылатын шикі заттың мөлшеріне шаққанда 5 -- 10% шамасында болғаны жөн. Бұл процесс 4-60° температурада жақсы жүреді. Осындай қанты мол (25 -- 30%) сұйықты затор деп атайды. Оған ашытқы саңырауқұлақтардың күшті топтарын қолданады. Ал егер спирт өндіру үшін сірне алынса, оны құрамындағы қанттың концентрациясы 15 -- 16%-ке жеткенге дейін сұйылтады. Ащытқы саңырауқұлақтардың өсіп дамуын жақсарту үшін оған аздаған мөлшерде фосфор қышқыл аммониды несурфосфатты қосады, бұдан 8 -- 10% спирт алынады.Ағаш сүрегін лигненнен ажырату барысыңда алынған сульфит қанты спирт өндіруге де пайдаланылады. Оның құрамында 1 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.