Alkoholna fermentacija. Reakcija alkoholnega vrenja glukoze

Postopek fermentacije velja za sestavni del proizvodnje različnih živilskih izdelkov - pekovskih izdelkov, mlečnih izdelkov, fermentirane zelenjave. Tudi ta proces je zelo pomemben pri pivovarstvu, vinarstvu in proizvodnji alkohola. Na začetku fermentacije se najpreprostejši ogljikovi hidrati pretvorijo v etanol, ogljikov dioksid in drugih elementov. To je osnova fermentacije.

Kvasni metabolizem

Za pridobivanje alkoholne fermentacije so patogeni - kvasni mikroorganizmi - fermentirajo monosaharide, zlasti glukozo. Pod njihovim vplivom se fermentira in rezultat je etilni alkohol in ogljikov dioksid. V določenem okolju lahko fermentacija poteka na račun bakterij in plesnive glive. Naslednja je reakcija alkoholnega vrenja glukoze. Po dokončanju se končni produkt loči od pivine z destilacijo. Nato alkohol očistimo s frakcijsko destilacijo. Da bi povečali rast kvasovk, je pivina prezračena (nasičena z zrakom, dušikom ali drugimi plini). Nato se ustvarijo anaerobni pogoji, ki zagotavljajo fermentacijo in kopičenje alkohola. Zaradi teh pogojev se prepreči oksidacija alkohola v ocetno kislino, vodo in ogljikov dioksid. Za fermentacijo je koncentracija glukoze od 10 do 15%, temperatura pa ne sme presegati 30 ° C. Gostota sladkorja manj kot 10% je neugodna za fermentacijo. In pri koncentraciji 30-35% se fermentacija preneha pojavljati. Spontana fermentacija se lahko pojavi med neustreznim skladiščenjem proizvodov, ki vsebujejo sladkor: marmelado, sirupi, sok, med, jagode. In to postane vzrok za njihovo škodo.

Kemijski postopek fermentacije

Za kvas se alkoholno vrenje izvaja v dveh fazah: t

• Oksidacijska faza je pretvorba sladkorja v piruvično kislino. Ko se to zgodi, nastane dve molekuli NAD (encima, ki obstaja v živih celicah) in to je vmesni vodikov atom.
• Faza redukcije je prenos molekule vodika na končni atom. Končni akceptor postane glavni produkt fermentacije.

Kvas vsebuje poseben encim, ki s kemičnimi reakcijami tvori ocetni aldehid. Vpelje v razmerje z ogljikovim dioksidom in se s pomočjo dehidrogenaze pretvori v etanol. Postopek fermentacije zaključi obnovitev acetaldehida.

Glavni proizvod fermentacije

Preprosti ogljikovi hidrati (fruktoza in glukoza) najlažje opraviti postopek fermentacije. Kot smo že omenili, alkoholno vrenje povzroča kvas. Po vrsti se razdeljujejo na kulturne in divje proizvode.

Kulturni kvas je razdeljen na oblike spodnje in zgornje fermentacije. Te skupine se razlikujejo v fermentacijskih in temperaturnih pogojih, pri katerih se začne postopek fermentacije. Za talne kvasovke je značilna tvorba oborine, ki se gibljejo pri temperaturi, ki ni višja od 10 ° C.

Konjska skupina se dobro razvije pri temperaturi 30 ° C in se zbira predvsem v peni proizvoda. Zaradi njihove aktivnosti se reakcija alkoholne fermentacije pojavi hitreje in obdelujejo več sladkorja, kar poveča odstotek alkohola.

Uporaba kultiviranih končnih produktov kvasa daje prijetno aromo in okus.

Divji kvas ima dokaj majhno sposobnost fermentacije. Ob fermentaciji nastane manj kot 10% alkohola. Proizvajajo snovi, ki pokvarijo okus in vonj končnega proizvoda. Med razmnoževanjem ti kvasovki ne omogočajo proizvodnje koristnih snovi v procesu fermentacije želene mikroflore.

Stranski produkti fermentacije

Med postopkom fermentacije v primarnih surovinah, ki vsebujejo alkohol, v majhnih količinah se začnejo tvoriti stranske surovine molekularne razgradnje: glicerin, ocetna kislina in aldehid, produkti razkroja alkohola (butil, amil, izobutil in drugi višji alkoholi). Njihova proizvodnja poteka med razgradnjo aminokislin. V proizvodnji se stranski produkti fermentacije imenujejo "fuselna olja".

Končna surovina mnogih sekundarnih proizvodov je acetaldehid. V velikem odmerku prekine fermentacijo. Zato kvas z uporabo kemijskih procesov spremeni v etanol in fermentacijo sekundarnih surovin. Stranski proizvod je sestavni del alkoholnega vrenja. V celični presnovi kvasa so vključene sekundarne snovi.

Fermentacija sladkorjev za proizvodnjo pivine

Brez fermentacijskega procesa je nemogoče dobiti začetno pivo za proizvodnjo alkohola in ga uporabiti pri pridelavi vina. Kvas - povzročitelji fermentacije. Proces glukoze, ki je vsebovana v plodovih grozdja. Za fermentacijo se uporablja kvasni rod saccharomycete. Lahko se uporabi tudi naravni kvas na grozdnih kožah.

Za pridobitev visokokakovostnega vinske pivine je treba postopek fermentacije nadaljevati pri določenem temperaturnem režimu. Pri normalni temperaturi bo reakcija fermentacije glukoze izvedena na pravilni ravni. Optimalna temperatura za proizvodnjo rdečega vina - je 27-30 stopinj C. Za proizvodnjo belega vina ni dovoljena previsoka temperatura.

Proizvodnja pivine za rdeča vina poteka z uporabo fermentacije in maceracije. Ker je tekočina iz rdečega grozdja brezbarvna, se pivina vleče na kožo. Vsebuje barvila (antocianine), ki so potrebna za proizvodnjo rdečih vin.

Alkoholno fermentacijo in maceracijo izvajamo hkrati. Postopek fermentacije ne traja več kot dva tedna, maceracija pa lahko traja do enega meseca. To je v veliki meri odvisno od sorte grozdja. Ko so vsi procesi končani, se vino piva ščiti in ponovno polni. Tudi sam metamorfizem alkoholnega vrenja v vinski kaši se bo končal, ko bo predelan ves sladkor.

Uporaba procesa alkoholnega vrenja v industriji

Eno glavnih področij, kjer se uporablja fermentacija kvasa, je živilska industrija. Zlasti pri proizvodnji alkoholnih pijač se kot glavni postopek za pridobitev začetne pivine uporablja alkoholno fermentacijo glukoze. Tudi pekarna proizvodnja temelji na taki fermentaciji.

Pri proizvodnji alkohola uporabljajo konjski kvas. Zelo hitro fermentirajo sladkor. Vendar pa so odporni na alkohol. Kvas ima pomembno vlogo v industriji piva. Pri vinarstvu nekaj časa niso uporabljali posebnega kultiviranega kvasa. Za proizvodnjo vina se uporabljajo surovine, ki se nahajajo na grozdnih sadežih. Z njegovo pomočjo je prišlo do alkoholne fermentacije kvasa za pridobitev potrebnih proizvodov.

Toda z uvedbo kulturnih skupin v vinarstvu je bilo mogoče pridobiti hitro fermentacijo in posledično ustvariti čistejšo vrsto izdelka. Tudi alkoholna fermentacija se uporablja pri izdelavi drozge.

Še ena vrsta pijače

Braga je alkoholna pijača, ki se proizvaja s fermentacijo kvasa in sladkorja. Po določenem času alkoholno fermentiranje glukoze proizvede maso, ki vsebuje alkohol, za nadaljnje čiščenje (destilacijo). Celoten postopek poteka med fermentacijo sladkorja s kvasom.

Pomembna sestavina kaše

Med fermentacijo se ohranja določena temperatura - od 22 do 30 stopinj C. Pri nižjih temperaturah ima ta skupina kvasovk počasnejši proces fermentacije. To ne bo zagotovilo pravilne proizvodnje končne alkoholne pijače. In pri temperaturi nad določeno normo bodo umrli. kvas, in proces fermentacije se ne bo zgodil.

Glavni sestavni del pri pripravi alkoholnih pijač so kvasovke. Za pridobivanje takšne pijače, kot je drozga iz sladkorja, se uporablja poseben alkoholni kvas iz zgornje fermentacijske skupine.

Katera voda je potrebna za alkoholno vrenje?

Za proizvodnjo alkoholnih pijač je treba uporabiti vodo. Za njene visoke zahteve. Popolna voda - brezbarvna, prozorna. Ne sme imeti vonja in okusa. Kvas kvasovk se je izkazal za zelo kakovostnega, prednost imajo vode z nizko vsebnostjo kalcijevih in magnezijevih soli. Najboljša je uporaba tekočine arteški vodnjaki.

Za proizvodnjo alkoholnih izdelkov se uporablja surova voda. Vsebuje potrebne molekule zraka, ki jih potrebuje kvas. Fermentacijsko vodo očistimo s filtracijo.

Trajanje fermentacije kvasa

Čas, ki traja, da kvas fermentira ves sladkor, je odvisen predvsem od temperature. Pomembna je tudi kakovost kvasa. Sprejemljiv čas fermentacije - od 7 do 14 dni. Proizvodnja končnega produkta alkoholnega vrenja se šteje za popolno, če na površini ni sikanja in mehurčkov. Tudi sladkorna kaša s popolnim procesom fermentacije ima grenko-grenak okus.

Če je okus sladkast, potem je kvas umrl med postopkom brez predelave sladkorja. To je posledica neupoštevanja temperature, kakovosti vode in kvasa.

Filtracija končnega alkoholnega produkta

Po fermentaciji kvasa najenostavnejši ogljikovi hidrati, zlasti glukoza, proizvajajo etanol, plin, energijo. Nastala alkoholna pijača mora biti filtrirana. Pri tem se odstranijo ostanki kvasovk in stranski produkti fermentacije.

Čiščenje se izvaja s pomočjo posebnih naprav z metodo rektifikacije (ločevanje v različne sestavine tekočih mešanic). Takšna filtracija se izpostavi prvemu alkoholu (surovi). Proizvod, ki vsebuje alkohol, očiščen s to metodo, nima škodljivih nečistoč, ima estre in ima mehko in visoko trdnost.

Dodatne metode čiščenja

Pri proizvodnji uporabljenega kemičnega čiščenja je končni produkt fermentacije kvasa. Za njegovo uporabo se uporabljajo alkalije za odstranjevanje škodljivih kislin in estrov. Če so izpostavljeni alkalijam, so etri saponificirani, hkrati pa se sprosti alkohol.

Za odstranitev proizvedenih aldehidov in stranskih spojin se uporabi šibka raztopina kalijevega permanganata. On oksidira škodljive nečistoče. Metode pomožnega čiščenja vključujejo filtracijo z aktivnim ogljem. Je odličen absorber različnih nečistoč v surovem alkoholu.

Druga metoda čiščenja alkohola v industriji je toplotna obdelava. Pri segrevanju do določenih temperatur v končnem izdelku pride do razgradnje nevarnih nečistoč. Maksimalni temperaturni režim, pri katerem poteka toplotna obdelava, je do 140 stopinj C. Traja 10-15 minut.

Zaključek

Alkoholna fermentacija je najbolj raziskan kemijski proces. Ampak nič čudnega v zvezi s tem. Poleg proizvodnje alkoholnih pijač lahko s tem postopkom dobite tudi različne kisline, glicerin in medicinski etanol.