Алкохолна ферментация. Реакцията на алкохолната ферментация на глюкоза

Процесът на ферментация се счита за неразделна база за производството на различни хранителни продукти - хлебни изделия, млечни продукти, ферментирали зеленчуци. Също така, този процес е от голямо значение за пивоварството, винопроизводството и производството на алкохол. В началото на ферментацията най-простите въглехидрати се превръщат в етанол, въглероден диоксид и други елементи. Това е основата на ферментацията.

Процесът на метаболизма на дрождите

За да се получи алкохолна ферментация, патогените - дрождеви микроорганизми - ферментират монозахариди, по-специално глюкоза. Под тяхното влияние, той претърпява ферментация и в резултат на това се получава етилов алкохол и въглероден диоксид. В определена среда ферментацията може да се осъществи за сметка на бактерии и плесени. Следва реакцията на алкохолна ферментация на глюкоза. След неговото завършване, крайният продукт се отделя от пивната мъст чрез дестилация. След това алкохолът се пречиства чрез фракционна дестилация. За да се увеличи растежа на дрождите, пивната мъст се аерира (наситена с въздух, азот или други газове). След това се създават анаеробни условия, за да се осигури ферментацията и натрупването на алкохол. Благодарение на тези условия се предотвратява окисляването на алкохола до оцетна киселина, вода и въглероден диоксид. За да се получи ферментация, концентрацията на глюкоза е от 10 до 15%, а температурата трябва да бъде не повече от 30 ° С. Плътност на захарта под 10% е неблагоприятна за ферментацията. А при концентрация от 30-35% ферментацията престава да се появява. Спонтанната ферментация може да възникне при неадекватно съхранение на захарни продукти: конфитюр, сиропи, сок, мед, плодове. И това става причина за тяхното увреждане.

Химически ферментационен процес

За дрождите алкохолната ферментация се осъществява на два етапа:

• Окислителният етап е превръщането на захар в пировидна киселина. Когато това се случи, образуването на две молекули на NAD (ензим, който съществува в живите клетки) и това е междинен водороден атом.
• Редукционният етап се състои в прехвърляне на водородната молекула към крайния атом. Крайният акцептор става основен продукт на ферментацията.

Маята съдържа специален ензим, който образува оцетен алдехид чрез химични реакции. Той влиза в връзка с въглеродния диоксид и се превръща в етанол с помощта на дехидрогеназа. Процесът на ферментация завършва възстановяването на ацеталдехида.

Основен продукт за ферментация

Прости въглехидрати (фруктоза и глюкоза) са най-лесни за подлагане на процеса на ферментация. Както беше споменато по-рано, алкохолната ферментация се причинява от дрожди. По вид те се разпространяват върху културни и диви продукти.

Култивираните дрожди се разделят на форми на дънна и горна ферментация. Тези групи се различават по своите ферментационни и температурни условия, при които започва процесът на ферментация. Наземните дрожди се характеризират с образуването на утайка и бродят при температура не по-висока от 10 ° С.

Конската група се развива добре при температура от 30 ° С и се събира главно в пяната на продукта. Поради тяхната активност реакцията на алкохолната ферментация се осъществява по-бързо и те обработват повече захар, което увеличава процента на алкохолния продукт.

Използването на култивирани крайни дрожди дава приятен аромат и вкус.

Дивите дрожди имат сравнително малка способност за ферментация. Когато се ферментират, се образува по-малко от 10% алкохол. Те произвеждат вещества, които развалят вкуса и миризмата на крайния продукт. По време на размножаването, тези дрожди не позволяват производството на полезни вещества в процеса на ферментация на желаната микрофлора.

Ферментационни странични продукти

По време на ферментационния процес в първичните алкохолсъдържащи суровини в малки количества, страничните суровини с молекулно разлагане започват да се образуват: глицерин, оцетна киселина и алдехид, продукти на разлагане на алкохол (бутил, амил, изобутил и други висши алкохоли). Производството им става по време на разлагането на аминокиселините. В производството, ферментационните странични продукти се наричат ​​"фузелни масла".

Крайната суровина на много вторични продукти е ацеталдехид. В голяма доза той прекъсва ферментацията. Ето защо, дрожди с помощта на химични процеси го превръщат в етанол и ферментация на вторични суровини. Страничният продукт е неразделна част от алкохолната ферментация. В клетъчния метаболизъм на дрождите участват вторични вещества.

Ферментация на захари за производството на пивна мъст

Без ферментационния процес е невъзможно да се получи първоначалната мъст за производството на алкохол и да се използва за производството на вино. Мая - причинителите на ферментацията. Те обработват глюкозата, която се съдържа в плодовете на гроздето. За ферментация се използва дрожден род saccharomycete. Могат да се използват и натурални дрожди върху гроздови кожи.

За да се получи висококачествено вино, ферментационният процес трябва да продължи при определен температурен режим. При нормална температура, глюкозната ферментационна реакция ще бъде проведена на правилното ниво. Оптималната температура за производството на червено вино - е 27-30 градуса С. За производството на бяло вино не се допуска твърде висока температура.

Производството на пивна мъст за червените вина се извършва чрез ферментация и мацерация. Тъй като течността от червеното грозде е безцветна, пивната мъст се нанася върху кожата му. Той съдържа оцветители (антоцианини), които са необходими за производството на червени вина.

Алкохолната ферментация и мацерацията се извършват едновременно. Но процесът на ферментация продължава не повече от две седмици, а мацерацията може да продължи до месец. До голяма степен това зависи от сорта гроздови плодове. След завършване на всички процеси, виненото пиво се подлага на почистване и презареждане. Самият метаморфизъм на алкохолната ферментация на винената каша ще свърши, когато цялата захар бъде преработена.

Използване на процеса на алкохолна ферментация в промишлеността

Една от основните области, в които се използва ферментация на дрожди, е хранителната промишленост. По-специално при производството на алкохолни напитки се използва алкохолна ферментация на глюкоза като основна процедура за получаване на първоначалната пивна мъст. Също така пекарното производство се основава на такава ферментация.

При производството на алкохол се използват конски дрожди. Те много бързо ферментират захарта. Въпреки това, те са устойчиви на алкохол. Дрождите играят голяма роля в пивоварната индустрия. В производството на вино за известно време не се използват специални култивирани дрожди. За производството на вино се използват суровини, разположени на гроздови плодове. С негова помощ се извършва алкохолна ферментация на дрожди, за да се получат необходимите продукти.

Но с въвеждането на културни групи във винопроизводството стана възможно да се получи бърза ферментация и в резултат да се създаде по-чист вид продукт. Също така, при производството на каша се използва алкохолна ферментация.

Друг вид напитка

Braga е алкохолна напитка, която се приготвя чрез ферментиране на мая и захар. След известно време, алкохолната ферментация на глюкоза произвежда маса, съдържаща алкохол, за последващо пречистване (дестилация). Целият процес се осъществява по време на ферментацията на захар от дрожди.

Важен компонент на кашата

По време на ферментацията се поддържа определена температура - от 22 до 30 градуса С. При по-ниски температури тази група дрожди ще има по-бавен процес на ферментация. Това няма да даде правилното производство на крайната алкохолна напитка. И при температура над дадена норма те ще умрат. мая, и процесът на ферментация няма да настъпи.

Основният интегрален компонент при приготвянето на алкохолсъдържащи напитки са дрожди. За придобиването на такава напитка, като каша от захар, се използват специални алкохолни дрожди от горната ферментационна група.

Каква вода е необходима за алкохолна ферментация?

За производството на алкохолни напитки трябва да се използва вода. На високите й изисквания. Идеална вода - безцветна, прозрачна. Не трябва да има мирис и вкус. За ферментиране на дрождите се оказа, че са с високо качество, като се предпочита вода с ниско съдържание на калциеви и магнезиеви соли. Счита се, че е най-добре да се използва течност от артезиански кладенци.

За производството на алкохолни продукти, използвани сурова вода. Той съдържа необходимите молекули на въздуха, които са необходими на дрождите. Ферментационната вода се пречиства чрез филтруване.

Продължителност на ферментация на дрожди

Времето, необходимо на дрождите да ферментират цялата захар, зависи преди всичко от температурата. Важно е и качеството на дрождите. Приемливо време на ферментация - от 7 до 14 дни. Производството на крайния продукт на алкохолна ферментация се счита за завършено, ако на повърхността няма съскане и мехурчета. Също така захарната каша с пълен процес на ферментация има горчиво-горчив вкус.

Ако има вкус сладко, тогава дрождите умират по време на процеса без преработка на захарта. Това се дължи на неспазване на температурата, качеството на водата и маята.

Филтруване на крайния алкохолен продукт

След ферментацията на дрождите най-простите въглехидрати, по-специално глюкозата, произвеждат етанол, газ, енергия. Получената алкохолна напитка трябва да се филтрира. За това се отстраняват остатъци от дрожди и ферментационни странични продукти.

Пречистването се извършва с помощта на специални устройства по метода на ректификация (разделяне в различни компоненти на течни смеси). Такава филтрация се подлага на първия алкохол (суров). Продуктът, съдържащ алкохол, пречистен по този метод, няма вредни примеси, естери и има мека и висока якост.

Допълнителни методи за почистване

При производството на използваното химическо почистване се получава крайният продукт от ферментацията на дрожди. За използването му се използват алкали за отстраняване на вредни киселини и естери. Когато са изложени на алкали, етерите се осапуняват и в същото време се освобождава алкохол.

За отстраняване на произведените алдехиди и страничните съединения се използва слаб разтвор на калиев перманганат. Окислява вредните примеси. Методите на спомагателно почистване включват филтруване с активен въглен. Той е отличен абсорбатор на различни примеси, съдържащи се в суровия алкохол.

Друг метод за почистване на алкохол в индустрията е неговата топлинна обработка. При нагряване до определени температури в крайния продукт се извършва разлагане на опасни примеси. Максималният температурен режим, при който се извършва топлинна обработка, е до 140 градуса по Целзий. Той продължава 10-15 минути.

заключение

Алкохолната ферментация е най-изученият химичен процес. Но нищо странно в това. В допълнение към производството на алкохолни напитки, чрез този процес можете да получите различни киселини, глицерин и медицински етанол.