Влияние технологических параметров на процесс осахаривания при производстве этанола из ячменя

В технологии этанола процесс осахаривания является одним из основных. В его основе лежит гидролиз крахмала разваренной массы под действием ферментов. Осахаривание крахмалистого сырья необходимо, т.к. основные производственные расы спиртовых дрожжей не синтезируют амилолитических ферментов и не способны использовать в своем метаболизме непосредственно крахмал, а усваивают только моно- и дисахариды. Основной целью осахаривания является получение сусла с высоким содержанием сбраживаемых углеводов. Главной целью осахаривания является получение сусла с высоким содержанием сбраживаемых углеводов. От протекания процесса осахаривания зависит качество получаемого спирта, полнота выбраживания крахмала сырья и выход продукта. На осахаривание разваренной массы влияют температура, рН, дозировка глюкоамилазы и продолжительность процесса. От этих факторов зависят техникоэкономические показатели производства. Осахаривание разваренной ячменной массы проводили ферментным препаратом глюкоамилазы Биозим 800 Л из расчета 6,0 ед ГлС на г крахмала. Контролем являлась разваренная масса, полученная с применением одного ферментного препарата Альфаферм 3500 Л с дозировкой 1,0 ед АС на г крахмала. Осахаривание протекало при температуре 50-65 0С и рН 4,0-5,5 в течение 120 мин. рН разваренной массы регулировали путем внесения в нее серной кислоты. В процессе осахаривания изучали динамику накопления глюкозы в ячменном сусле в зависимости от температуры, рН и дозировки глюкоамилазы. Пробы для определения глюкозы отбирали каждые 30 минут. При температуре 65 0С в первые 30 минут накопление глюкозы идет быстро, затем резко замедляется, что возможно связано с инактивацией глюкоамилазы вследствие изменения структуры молекулы фермента. Максимальное количество глюкозы накапливается при температуре 60 0С и составляет 11,1 г/см3, что соответствует оптимуму действия применяемого ферментного препарата глюкоамилазы. Концентрация водородных ионов (рН) оказывает многостороннее действие на процесс осахаривания. С одной стороны Н+ изменяют ионизацию активного центра и конформационное состояние глюкоамилазы, с другой стороны влияют на стабильность третичной структуры глюкоамилазы. Максимальное накопление глюкозы наблюдается при рН 4,5 и составляет 11,9 г/см3. С увеличением дозировки глюкоамилазы возрастает образование эффективных фермент-субстратных комплексов, а, следовательно, и скорость гидролиза крахмала. При использовании мультиэнзимноой композиции происходит увеличение количества глюкозы на 34,7 %, по сравнению с контролем. Степень гидролиза крахмала увеличивается, так как он становится более доступным для действия осахаривающих ферментов за счет гидролиза белковых веществ и оболочек зерна ячменя, содержащих гемицеллюлозы. Применение мультиэнзимной композиции позволяет сократить расход глюкоамилазы до 4,0 ед ГлС на г крахмала, вместо 6,0 ед ГлС на г крахмала в контроле.