Maische aus Mehl durch Kaltverzuckerung. Enzymbasierte Getreidemaische: Kalt- und Heißverzuckerung

Merkmale der Technik

Auswahl der Zutaten und Proportionen

Enzyme für Maische

Methode zur Herstellung von Maische

Dosierung verschiedener Enzyme

Arten der Verzuckerung, ihre Vor- und Nachteile

Heiße Verzuckerung (HOS)

Kaltverzuckerung (CS)

Warmstart

Zweck des Verzuckerungsprozesses

Geschwindigkeit der enzymatischen Hydrolyse von Stärke

Rezept für Gerstenbrei

Tisch. Extraktion von Malzamylase.

Tisch. Filtrationsrate der Maische nach der 1. Stufe der Verzuckerung.

Tisch. Abhängigkeit der Filtration der verzuckerten Masse von der Siedetemperatur.

Dosierung verschiedener Enzyme

Arten der Verzuckerung, ihre Vor- und Nachteile

Heiße Verzuckerung (HOS)

Kaltverzuckerung (CS)

Sie können mit Getreide ohne zusätzlichen Aufwand und Energie sowie ohne Temperaturpausen kochen. Dazu müssen Sie lediglich Enzyme einsetzen. Auf Enzymbasis hergestelltes Getreide, dessen Kaltverzuckerung schnell und effizient erfolgt, wird zu einem Getreide mit gutem Geschmack und Weichheit.

Die Heißverzuckerung erfolgt durch die schrittweise Zubereitung von Malz und Würze, deren Mischen bei einer bestimmten Temperatur und Aufgießen der Flüssigkeit. Diese Technik ist arbeitsintensiv, daher verwenden die meisten Brauer aus Weizen oder anderen Getreidesorten ein Kaltverzuckerungsverfahren. Es hat eine Reihe unbestreitbarer Vorteile:

der Vorgang ist recht einfach;
hohe Temperaturen sind nicht erforderlich;
Vor Beginn der Gärung ist keine Filtration erforderlich.
Bakterien vermehren sich in einer solchen Umgebung aufgrund der dabei entstehenden Kohlendioxidproduktion weniger oder gar nicht;
durch direktes Erhitzen destilliert;
Die Technik eignet sich für Brenneranfänger, die über wenig Ausrüstung und praktisch keine Erfahrung verfügen.

Zu den Nachteilen zählen jedoch folgende Merkmale der Technik:

Für die Gärung wird eine längere Zeit benötigt – das sind ungefähr 20-25 Tage, in einigen Fällen bis zu 27. Aber gleichzeitig tut die Person, die den Mondschein braut, nichts, er ist frei von ständigem Rühren oder der Überwachung des Rohzustands Materialien.
Wenn Sie die Technologie nicht befolgen, wird es am Ende des Prozesses sauer. Daher sind eine schrittweise Zubereitung und die Aufmerksamkeit des Brenners für die Bedingungen wichtig.

Um auf diese Weise zuerst Maische und dann Mondschein zuzubereiten, benötigen Sie folgende Zutaten und Geräte:

Stellen Sie sicher, dass Sie die folgenden Produkte haben:

Rohes Material. Dieser Artikel ist voller Abwechslung. Als Rohstoffe können Mehl, Stärke, Getreide, Nudeln und verschiedene Malzsorten verwendet werden. Es ist besser, keine Vollkornprodukte zu verwenden, da der Vorgang lange dauern wird.
Wasser.
Enzyme. Zum Beispiel die gängigen „Amylosubtilin“ und „Glucavamorin“. Sie können mit unfermentiertem Weißmalz ergänzt werden. Das erste Enzym ist für den Abbau von Molekülen verantwortlich, das zweite für die Verarbeitung von Stärke zu Zucker. Das Ergebnis der Wirkung von Enzymen ist fast das gleiche wie beim Malzbrauen. Die Technologie ist kostengünstiger, daher werden den Rohstoffen bereits bei der Maischebereitung Enzyme mit Wasser zugesetzt. Die Prozesse der Fermentation und Umwandlung von Stärke in Zucker laufen nahezu gleichzeitig ab.
Trocken- oder Presshefe.

Zusätzlich können ein Antibiotikum, ein Säuerungsmittel (Zitronensäure) und ein Antischaummittel (Sophexil) erforderlich sein. Die Ausrüstung, die Sie benötigen:

Gärbehälter;
Wasserdichtung;
ein Rührer und eine Aquarienheizung sind optional; ihre Wirkung kann durch die Schaffung von Umgebungsbedingungen für die Maische ersetzt werden;
Mondscheindestille zum Destillieren der fertigen Maische.

Gemäß dem Kochrezept müssen Sie die Mengenverhältnisse der Zutaten festlegen. Es gibt kein ideales Rezept, aber die beliebteste Variante für ein Kilogramm Rohstoffe ist diese:

3,5 Liter Wasser mit einer Temperatur von 38 Grad Celsius, vor allem nicht höher als dieser Indikator.
Enzyme: frisch – 3 Gramm „Amylosubtilin“ und „Glucquamorin“, alte sollten jeweils 4-5 Gramm eingenommen werden.
Trockenhefe – 20 Gramm oder Presshefe – 50 Gramm. Sie können Weinhefe verwenden.
„Doxycyclin“, Antibiotikum – eine Kapsel pro 20 Liter Maische.
Entschäumer (Sophexil) – 10 Milliliter pro 20 Liter.

Die Proportionen sind nicht endgültig und können von Brennern aufgrund persönlicher Erfahrungen ergänzt werden. Und für Berechnungen ist es wichtig zu wissen, dass Enzyme einen Parameter wie Aktivität haben. Sie wird in Einheiten pro Gramm Trockenmasse oder pro Milliliter flüssiger Lösung gemessen. Die Enzymaktivität muss in den Herstellerangaben angegeben werden. Jeder Hersteller hat seine eigenen Stämme und dementsprechend seine eigenen Indikatoren. Die Indikatoren sehen beispielsweise so aus:

„Amilosubtilin G3x“ – 1000 Einheiten pro 1 Gramm Pulver;
„Glucavamorin G3x“ – 1000 Einheiten pro 1 Gramm;
„Cellulox-A“ – 2000 Einheiten pro 1 Gramm;
„Protosubtilin G3x“ – 70 Einheiten pro 1 Gramm.

Die Anleitung stellt jedoch keine Handlungsanleitung dar und erklärt nicht, wie viel Produkt pro Kilogramm Weizen, Reis oder anderem Getreide eingesetzt werden sollte. Es gibt lediglich Empfehlungen für die Menge der zur Verarbeitung bereitstehenden Rohstoffe, also Stärke, Zellulose oder einfaches Protein. Daher müssen Sie vor der Verwendung des Produkts herausfinden, wie viel dieser einfachen Stoffe im Rohstoff enthalten sind.

Der Einsatz von Enzymen ist nicht so verbreitet, da viele Brennereien sie als unnatürliche Produkte betrachten. Dementsprechend wirkt das Getränk auch unnatürlich und hat einen Nachgeschmack. Die Frage des Geschmacks von Enzymen ist umstritten, da manche Arbeiter den Geschmack selbst bei einer einzigen Destillation überhaupt nicht wahrnehmen. Diese These kann nur experimentell überprüft werden.

Wenn Sie die Menge an Enzymen vermasseln, kann das Getränk noch korrigiert werden. Durch die Zugabe von mehr Zucker verzuckert die Maische zwar schneller, aber der Destillateur muss mehr Geld für die Verzuckerung ausgeben. Und wenn Sie weniger Enzym hinzufügen, verzuckert das Getränk einfach nicht oder der Prozess verlangsamt sich. Der Fermentationsprozess wird insbesondere durch das Fehlen des Enzyms „Glucquamorin“ verlangsamt, die Schaummenge nimmt ab und es ist kein Schaumbildung bei Getreide zu beobachten. Durch die Verwendung von Grünmalz kann der Enzymverbrauch halbiert werden.

Die Hauptauswahl an Rohstoffen erfolgt zwischen folgenden Produkten:

Mehl. Dabei handelt es sich um gemahlene Rohstoffe, die in jedem Lebensmittelgeschäft verkauft werden. Was die Verfügbarkeit betrifft, steht Mehl an erster Stelle. Der Rohstoff verzuckert schneller und ist nicht allzu schwer zu verarbeiten. Da Mehlkörner klein sind, können Enzyme leichter mit ihnen interagieren. Es gibt aber auch Nachteile, zum Beispiel die Tendenz des Mehls, zu schäumen und „wegzulaufen“. Und die Maische aus solchen Rohstoffen muss geklärt und dekantiert werden, was zu Alkoholverlusten führt. Getreide ist zwar günstiger, die Verzuckerung dauert aber aufgrund der großen Partikel länger. Manchmal dauert der Prozess 3-4 Wochen. Um die Gärung zu beschleunigen, können Sie einen Rührer verwenden, ohne jedoch den Behälter mit der Maische zu öffnen. Der Behälter selbst kann schräg auf dem Boden gerollt werden.
Malz ist ein Rohstoff, der aus gekeimtem Getreide gewonnen wird. Malz selbst verfügt über viele Enzyme, ihm werden aber auch Enzyme in Pulverform zugesetzt. Malz wirkt zudem als Geschmacksverstärker, da es sehr aromatisch ist. Es gibt grünes und weißes Malz. Aber auch in gemahlener Form wird diese Zutat der Maische zugesetzt.
Explodiertes Korn oder im Vakuumverfahren extrudiert. Dem Aussehen nach handelt es sich um poröse Körner mit einem geringen Anteil an Enzymen. Die Methode zur Gewinnung solcher Rohstoffe ist noch nicht populär.
Produkte mit Stärke. Dies sind am häufigsten Nudeln und Brot. Wenn die Brennerei an Orten arbeitet, an denen es viele solcher Produkte gibt, können diese als Rohstoffe verwendet werden. Für ernsthafte Brennereien eignen sich diese Zutaten jedoch eher für ein einmaliges Experiment.
Regelmäßige Körnung.

Die Verwendung bestimmter Körner mit unterschiedlichem Mahlgrad führt zu unterschiedlichen Ergebnissen. Der günstigste Rohstoff ist Weizen. Die Ausbeute an reinem Alkohol ist jedoch relativ gering. Aber das Getränk ist weich und angenehm im Geschmack. Roggen, das den herben Charakter eines Getränks hat, erzeugt einen noch geringeren Alkoholgehalt, da das Getreide viel Schaum produziert und bei der Gärung „abläuft“.

Mais ist den Bedingungen am wenigsten launisch und liefert eine hohe Alkoholausbeute. Aber das Getränk hat einen bestimmten Geschmack. Gerste ist ein weiteres Getreide, das nicht jedermanns Lieblingssorte ist. Reis ist hinsichtlich der Alkoholausbeute das führende Getreide.

Für die weitere Zubereitung von Aufgüssen wird Reis verwendet. Der Geschmack ist sehr dezent, das Getränk ist aromatisch und leicht zu trinken. Manchmal wird auch Buchweizen als Rohstoff ausprobiert, aber bei einem großen Ertrag ist der Geschmack auch nicht jedermanns Sache.

Wenn es bei der Auswahl der Zutaten schwierig ist, sich zu entscheiden, können Sie auf Getreidemischungen zurückgreifen. Anwendungstipps sind:

Gerste und Roggen können den Geschmack anderer Getreidesorten übertönen. Daher sollten sie bei der Verwendung einer Mischung vorsichtig hinzugefügt werden, vorzugsweise bis zu 25 %, ohne sich speziell auf diese Kulturen zu konzentrieren.
Reis ist eine Kulturpflanze, die nicht in Mischungen verwendet werden kann, da ihr Geschmack verschwindet und der Getreidemondschein ohne besondere Eigenschaften ausfällt.
Aufgrund ihres spezifischen Geschmacks mögen nicht alle Verkoster Bourbonmischungen mit Mais- und Gerstenmalz.

Sie können auch mit unterschiedlichen Prozentsätzen in Getreidemischungen experimentieren. Das Ergebnis ist in einigen Fällen einzigartig und in anderen Fällen völlig geschmacklos. Sie können auch versuchen, den Mahlgrad zu kombinieren. Beachten Sie jedoch, dass die Zugabe von ganzen Körnern immer das Risiko mit sich bringt, den Fermentationsprozess zu verlängern.

Für die übrigen Zutaten sind die Auswahlkriterien einfach. Sie können sauberes Wasser mit gutem Geschmack einnehmen; es ist nicht notwendig, die Zusammensetzung seiner Mikroelemente oder andere Eigenschaften zu überprüfen. Keine Fütterung erforderlich. Von den Entschäumern wird Sophexil in Bezug auf diese Technik als das wirksamste Mittel empfohlen. Sie sollten keine Angst haben, dass Antibiotika in den Mondschein gelangen: Normalerweise verbleibt das Medikament während der Destillation im Gerät und gelangt nicht in den „Körper“ des Getränks.

Die Technologie der Kaltverzuckerung besteht aus den Hauptschritten, die unter Zugabe von Enzymen zur Getreidemaische führen:

In den Behälter werden Produkte sowie Wasser mit der gewünschten Temperatur sowie Enzyme und Hefe gegeben. Es ist zu berücksichtigen, dass Flüssigkeiten nicht zu mehr als 70 % des Volumens in den Behälter gefüllt werden können, da es zu aktiver Schaumbildung kommt und die Maische „austreten“ kann.
Der gezuckerte Rohstoff wird gemischt und mit einem Wasserverschluss versiegelt.
Die Flüssigkeit wird an einem dunklen Ort mit einer Temperatur von 24-28 Grad Celsius aufbewahrt.
Die Fermentation beginnt nach 2 Stunden, wird nach 3 Tagen aktiv und dauert bis zu 25 Tage. Es ist wichtig, die Bildung eines Films auf der Oberfläche der Maische zu verhindern, da dies ein Zeichen für Säuerung ist. Diese Art von Maische muss dringend destilliert werden.
Wenn das Getränk fertig ist, wird es aus dem Sediment entfernt und destilliert.

Die Zubereitung des Getränks auf diese Weise hat eine Reihe von Vor- und Nachteilen. Daher sollten Brennereien selbst entscheiden, sich von Gerüchten befreien und die Methode selbst testen. Das Getränk ist von guter Qualität und zum Verzehr geeignet.

Enzyme kamen aus der Industrie in die Heimdestillation. Ihre Verwendung in der Industrie ist auf eine Verringerung der Komplexität, eine erhöhte Stabilität technologischer Prozesse, eine Beschleunigung des Produktionsprozesses und eine Erhöhung der Alkoholausbeute im Vergleich zur Verwendung traditioneller Methoden zurückzuführen. Der Einsatz eines vollständigen Komplexes von Enzympräparaten ermöglicht es, aus dem Rohstoff die maximale Alkoholmenge zu gewinnen und den Gehalt an Fremdbestandteilen in der Würze zu reduzieren, was sich positiv auf die organoleptischen Eigenschaften der Destillation auswirkt Die moderne Industrie nutzt Enzympräparate zur Verflüssigung und Verzuckerung von Rohstoffen:

Amylosubtilin GZx (AmiloLux, „A“) – um Rohstoffe zu verflüssigen und sie für die Wirkung anderer Enzyme vorzubereiten
Glucavamorin GZx (GlucaLux-A, „G“) – zur Verzuckerung von Stärke
CelloLux-A („C“) – zur Verzuckerung von nicht stärkehaltigen Polysacchariden (Xylane, β-Glucan, Cellulose, Pektine) oder deren Vorbereitung auf die Wirkung der oben beschriebenen Enzyme.
Protosubtilin („P“) – für den Abbau pflanzlicher Proteine, was zu einer aktiveren Hefearbeit führt

Daher sind die für die Verzuckerung mindestens erforderlichen Enzyme Amylossubtilin und Glucavamorin. CelloLux-A und Protosubtilin führen eine zusätzliche Verzuckerung und Vorbereitung für die Fermentation durch.

Die Berechnung der Dosierung von Enzympräparaten wirft viele Fragen auf. Normalerweise gibt der Hersteller oder Verkäufer die Aktivität trockener Enzyme in aktiven Einheiten pro Gramm Enzym an. Es gibt auch Empfehlungen des Herstellers zur Dosierung aktiver Enzymeinheiten pro Gramm der verarbeiteten Substanz. Und davon abhängig. Bei diesem Prozess kann die Anzahl der Enzyme vom Minimum bis zum Maximum schwanken. Anhand dieser Zahl sowie der Tabellen zum Gehalt an Stärke, Protein und NPS (nicht stärkehaltige Polysaccharide) können Sie die Referenzdosis jedes Enzyms pro Kilogramm Rohstoff berechnen. Die Formel zur Berechnung der Anzahl der Enzyme pro Kilogramm der Rohstoffe ist wie folgt:

Enzymdosis (Gramm) = (P*R*10)/A

P ist der Prozentsatz der verarbeiteten Substanz (z. B. Stärke)
R – empfohlene Dosierung aktiver Einheiten
A – Arzneimittelaktivität in Einheiten pro Gramm

Es ist erwähnenswert, dass für einige Arten von Rohstoffen (Roggen) und Enzymen, deren Verfallsdatum abgelaufen ist oder sich dem Verfallsdatum nähert, eine Erhöhung der Enzymdosis um 15–25 % erforderlich ist. Da es zu Hause praktisch keinen Sinn macht, die genaue Dosierung von Arzneimitteln zu berechnen, können einige Vereinfachungen bei der Berechnungsmethode vorgenommen werden, indem die empfohlenen Höchstwerte verwendet werden. Die Tabelle zeigt die Berechnung der Dosierung von Enzymen pro 1 kg Rohstoffe:

Ungefährer Gehalt an Stärke, Proteinen, Zellulose und Fetten in verschiedenen Rohstoffarten

Rohes Material	Stärke	Eiweiß	Zellulose	A-1500 Einheiten/g	G-3000 Einheiten/g	Ts-2000 Einheiten/g	P-120 Einheiten/g
Weizen	56	16	6	0,75	1,16	0,90	4,38
Gerste (geschält)	49	13	7	0,65	1,01	1,05	3,79
Mais	68	7	3	0,91	1,41	0,45	2,04
Roggen	50	15	2	0,67	1,03	0,30	4,38
Triticale	53	13	2	0,71	1,10	0,30	3,79
Hirse	51	13	8	0,68	1,05	1,20	3,79
Hafer (geschält)	37	13	10	0,49	0,76	1,50	3,79
Kartoffel	18	2	2	0,24	0,37	0,30	0,58
Reis	73	8	n / A	0,97	1,51	-	2,33
Buchweizen	64	12	n / A	0,85	1,32	-	3,50
Erbsen	59	29	n / A	0,79	1,22	-	8,46

Verstöße gegen die Dosierung von Arzneimitteln können in geringerem Maße die Lebensdauer von Enzymen und die Vollständigkeit der Rohstoffverarbeitung beeinträchtigen. Gleichzeitig wurden bei einer leichten Überdosierung keine negativen Folgen festgestellt (außer bei Überkonsum). Eine universelle Rezeptur wäre daher, pro 1 kg Rohstoffe zu verwenden: ;

1 Gramm - Amylosubtilin GZx 1500
1,5–2 Gramm – Glucavamorin GZx 3000
1 Gramm - CelloLux-A 2000
4-5 Gramm - Protosubtilin 120

Heutzutage sind bei der Heimdestillation zwei verschiedene Verzuckerungstechnologien beliebt – heiß und kalt, so genannt wegen der unterschiedlichen Temperaturen, bei denen die Stärkehydrolyse stattfindet. Bei der Heißverzuckerung wird der Rohstoff auf Temperaturen von 50-70°C erhitzt und in diesem Zustand 10-20 Stunden lang Enzymen ausgesetzt. In diesem Fall ist das Risiko einer Kontamination der Würze minimal, Enzyme wirken am effizientesten, diese Methode erfordert jedoch einen hohen Aufwand. Bei der Kaltverzuckerung mit Enzymen erfolgt der Prozess bei Temperaturen nahe 30 °C und bei gleichzeitiger Gärung. Diese Methode ist weniger arbeitsintensiv, dafür aber zeitaufwändiger und birgt ein höheres Risiko, dass die Maische sauer wird. Die Grafiken zeigen die Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Temperatur über die Zeit:

Der wirksame Wirkungsbereich des Amylossubtilin-Enzyms entspricht dem pH-Bereich von 5,0–8,0 und der Temperatur von 50–75 °C. Für das Glucavamorin-Enzym liegt die wirksame Wirkung innerhalb der folgenden Grenzen: pH 3,0–6,5 und Temperatur 30–60 °C. Es ist erwähnenswert, dass es viele Zwischenmethoden zwischen heißer und kalter Verzuckerung gibt, deren Verwendung in vielen Fällen möglich ist durch spezifische Bedingungen, Verfügbarkeit von Komponenten, benötigte Zeit und andere Faktoren gerechtfertigt sein.

Rezept zur Maischeherstellung aus stärkehaltigen Rohstoffen und den Enzymen A und D:

Es empfiehlt sich, die Rohstoffe zu zerkleinern und ggf. die Spreu zu entfernen.
Bereiten Sie heißes (kochendes) Wasser mit einer Menge von ca. 6,5 Litern Wasser pro 1 kg Stärke in den Rohstoffen vor (für Getreide oder zerkleinerte Körner).
Unter ständigem Rühren werden die Rohstoffe in heißes Wasser gegeben. Zum Mischen ist es praktisch, einen Schraubendreher oder eine Bohrmaschine mit niedriger Drehzahl und einem Aufsatz zum Mischen von Baumischungen – einem „Mischer“ – zu verwenden. Dabei am besten direkt auf die im Wasser rotierende Düse gießen, um Klumpenbildung zu vermeiden.
Wenn die Mischung auf 75 °C abgekühlt ist, wird die halbe Dosis des Enzyms Amylossubtilin hinzugefügt. Vor der Anwendung kann es im Verhältnis 1/10 mit warmem Trinkwasser verdünnt werden.
Anschließend wird die Würze etwa 30 Minuten lang gerührt, bis sie flüssig ist.
Man lässt die Würze auf 56–58 °C abkühlen und fügt dann den Rest des Amilosubtilin-Enzyms und des Glucavamorin-Enzyms hinzu und vermischt sie dann gründlich mit einem „Mischer“. Die Enzymbetriebszeit beträgt in diesem Stadium etwa 1,5 bis 2 Stunden.
Nach Abschluss des Verzuckerungsprozesses sollte die Würze auf eine Temperatur von etwa 30 °C abkühlen. Um zu verhindern, dass die Würze beim Abkühlen „infiziert“ wird, empfiehlt es sich, den Behälter damit hermetisch zu verschließen.
Die Würze wird in einen (vorher desinfizierten) Gärbehälter gegossen und mit Hefe in einer Dosierung von 2-3 Gramm Trockenhefe oder 10-15 Gramm Presshefe pro Kilogramm Rohmaterial versetzt. Die Gärung erfolgt unter einer Wassersperre.

Die aktive Phase der Gärung dauert etwa 3-4 Tage, danach muss die Maische regelmäßig geschüttelt werden, ohne den Gärbehälter zu öffnen.

Rezept zur Maischeherstellung aus stärkehaltigen Rohstoffen und den Enzymen A und D ohne Brauen:

Es empfiehlt sich, die Rohstoffe zu zerkleinern und ggf. von Spreu zu befreien.
Bereiten Sie Wasser mit einer Temperatur von etwa 35 °C und einer Menge von etwa 6,5 Litern Wasser pro 1 Kilogramm Stärke im Rohmaterial (für Getreide oder zerkleinerte Körner) vor. Es ist zu bedenken, dass es nicht ratsam ist, den Gärbehälter zu mehr als 7/10 des Volumens mit Maische zu füllen.
Die Hälfte des vorbereiteten Wassers wird in den Gärbehälter gegossen.
Um die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination der Würze zu verringern, wird unbedingt empfohlen, dem Wasser ein Antibiotikum zuzusetzen – Doxycyclin (1 Kapsel pro 20 Liter Maische).
Der Säuregehalt wird mit Orthophosphorsäure, Schwefelsäure oder Zitronensäure auf einen pH-Wert von 5 bis 5,5 reguliert.
Anschließend werden die Enzyme Amylosubtilin und Glucavamorin entsprechend der Dosierung pro Kilogramm Stärke im Rohmaterial in den Behälter gegeben.
Falls verfügbar, können Sie den Entschäumer Sofexil hinzufügen – 1 ml pro 20 Liter Maische
Die Rohstoffe werden hinzugefügt, dann wird alles gemischt
Die Hefezugabe erfolgt nach Herstellerempfehlung (10 Gramm Trockenhefe pro 4-5 Liter Maische).
Der Rest des Wassers wird hinzugefügt.
Die Gärung erfolgt unter einem Wassersiegel unter regelmäßigem Rühren und Schütteln (ohne das Siegel zu brechen). Der Fermentationsprozess dauert eineinhalb bis drei Wochen. Die Destillationsbereitschaft wird durch das Auftreten eines Films auf der Oberfläche der Maische kontrolliert. Das Erscheinen eines Films ist ein Zeichen dafür, dass die Maische zu sauer wird und sofort destilliert werden muss. Idealerweise sollte die Maische kurz vor der Filmbildung destilliert werden.

Quellen:

Wenn Sie sich für die Herstellung von Getreidemondschein entscheiden, müssen Sie eine Methode zur Zubereitung der Maische wählen.

Es gibt viele Rezepte für Weizenmaische, diese basieren jedoch nur auf 3 Technologien zur Verzuckerung stärkehaltiger Rohstoffe.

Heiße Enzymverzuckerung oder GOS
Kalte Enzymverzuckerung oder COS
Verzuckerung mit Malz

Der Zweck des Einsatzes von Enzymen besteht darin, Rohstoffe für die Fermentation durch Hefe vorzubereiten. Hefe kann Stärke in reiner Form nicht verarbeiten.

Zum Abbau wird das bakterielle Enzympräparat Glucavamorin (Glucoamylase) eingesetzt. Es arbeitet mit Amylosubtilin (Alpha-Amylase) zusammen, das den Rohstoff für die Wirkung von Glucoamylase vorbereitet.

Dies ist die Hauptgruppe der Enzyme, ohne die Hefe keine Stärke verbrauchen kann. Darüber hinaus gibt es Hilfsenzyme wie Protosubtilin und Cellolux. Sie bauen Proteine und Zellulose teilweise ab und erhöhen so die Alkoholausbeute.

Im Malz entstehen beim Keimungsprozess des Getreides Enzyme. Dazu wird das Korn gekeimt, bis sich ein 5-6 mm großer Spross bildet. Anschließend werden die gekeimten Sprossen und Wurzeln getrocknet und entfernt.

Das Malz enthält genügend Enzyme, um sich selbst zu verzuckern und weitere 4-5 kg. ungemälztes Getreide. Also zur Verzuckerung 1 kg. Für jedes Getreide werden 200–250 g benötigt. Malz.

Die Anteile künstlicher Enzyme richten sich nach der Haltbarkeit und ihrer Aktivität, die in Einheiten pro Gramm gemessen wird.

Sie sollten wissen, dass Enzyme ein Katalysator für den Prozess und keine Verbrauchseinheit sind. Wenn Sie weniger Enzyme hinzufügen als erforderlich, verzögert sich der Verzuckerungsprozess, findet aber dennoch statt.

Um die Dosierung von Enzymen gezielt zu berechnen, können Sie diesen Rechner nutzen:

Beim Mondscheinbrauen hat jede Art der Verzuckerung ihre eigenen Vor- und Nachteile. Daher ist die Heißverzuckerung ein ziemlich arbeitsintensiver Prozess, bei dem die Temperaturbedingungen eingehalten werden müssen. Die Gärung der Maische mit Enzymen erfolgt mit GOS in weniger als einer Woche. HOS-Maische wiederum ist viel einfacher zuzubereiten, gärt aber länger als eine Woche und es besteht die Gefahr der Säuerung.

Der Spitzenreiter in Geschmack und Aroma von Mondschein aus stärkehaltigen Rohstoffen ist Malz. Wenn Sie zwischen Enzymen und Malz wählen, ist die Antwort klar: Malz. Natürliche Enzyme liefern bessere Ergebnisse, sind aber teurer.

Die Betriebstemperatur verschiedener Enzyme ist unterschiedlich. Amylosubtilin wirkt bei 50°–65° und Glucavamorin bei 55°–60°. Für Cellolux beträgt die optimale Temperatur 50°, für Protosubtilin 45° - 55°.

Rezept für Weizenmondschein mit Enzymen. Um 20 Liter Maische mit Enzymen zuzubereiten, benötigen wir:

Weizengetreide – 5 kg.
Wasser – 14 l.
Glucavamorin 3000 Einheiten/g – 6 g.
Trockenhefe – 20 g.

Bringen Sie das Wasser zum Kochen. Unter ständigem Rühren Weizen hinzufügen. Vorläufig 2g. Wir verdünnen Amylosubtilin mit warmem Wasser. Lassen Sie das Wasser mit dem Müsli auf 75°C abkühlen und geben Sie unter Rühren Amylossubtilin hinzu.

Rühren Sie noch eine halbe Stunde lang weiter. Die Würze sollte von einem breiigen Zustand in einen flüssigen Zustand übergehen.

Sobald die Würze auf 58-60°C abgekühlt ist, die restlichen 2 Gramm hinzufügen. Amylosubtilin und 6 g. Glucavamorin dazugeben und gründlich vermischen.

Decken Sie die Würze ab, um den Wärmeverlust zu reduzieren. Kühlen Sie die Würze nach 2 Stunden mit einem Kühler auf 30 °C ab, gießen Sie sie in einen desinfizierten Fermenter und geben Sie Hefe hinzu.

Verschließen Sie den Fermenter mit einem Deckel und installieren Sie einen Wasserverschluss. Die Maischetemperatur halten wir bei 26-30°C. Für eine bessere Gärung schütteln Sie den Gärbehälter täglich, indem Sie ihn rollen, ohne den Wasserverschluss zu entfernen.

Beginnt die Maische aufzuhellen und entweicht kein Kohlendioxid mehr durch den Wasserverschluss, ist die Maische bereit für die Destillation.

Wenn eine Destillation mit einem PVC oder einem Dampferzeuger geplant ist, gießen Sie die gesamte Maische in einen Würfel. Wenn eine andere Erhitzungsmethode vorgeschlagen wird, entfernen Sie die Maische aus dem Sediment und drücken Sie den Weizen aus. Spülen Sie das Müsli mit heißem Wasser ab und drücken Sie es erneut aus. Gießen Sie Brei und Waschwasser in den Würfel.

Wir destillieren die Maische in einer Moonshine Destille ohne Stärkung auf 99°C im Würfel und nehmen dabei 200 ml ab. Köpfe Sie sollten etwa 5,4 Liter Rohalkohol mit einem Alkoholgehalt von 33 % erhalten.

Die fraktionierte Destillation erfolgt auf einer Verstärkungskolonne mit einem Fassungsvermögen von 100 ml. Köpfe bis zu 94-95°C gewürfelt. Wenn in Zukunft eine Reifung im Eichenfass geplant ist, reduzieren wir die Düse in der Säule auf 2-3 Rollen Laststufenschalter oder erhöhen die Rate der Körperselektion.

Damit Enzyme optimal und schnell arbeiten, sind erhöhte Temperaturen erforderlich. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Enzyme bei Raumtemperatur überhaupt nicht funktionieren. Getreidemaische vergärt bei der Kaltverzuckerung auf die gleiche Weise mit Enzymen, nur deutlich langsamer. Und da die Hefe gleichzeitig mit den Enzymen eingebracht wird, wird der freigesetzte Zucker sofort von der Hefe aufgenommen.

Cold Brew-Rezept aus Mehl und Enzymen. Um 10 Liter Mehlbrei zuzubereiten, benötigen wir:

Wasser – 8,5 l.
Mehl – 2 kg.
Amylossubtilin 1500 Einheiten/g – 4 g.
Glucavamorin 3000 Einheiten/g – 6 g.
Presshefe – 50 g.

Waschen Sie alle Geräte mit einem Schwamm und Spülmittel. Anschließend desinfizieren wir es mit einer Chlorlösung oder Wasserstoffperoxid.

Gießen Sie 30°C warmes Wasser in den Gärbehälter, lösen Sie die Enzyme A und D darin auf und schütten Sie das gesamte Mehl aus.

Fügen Sie sofort die Hefe hinzu, schließen Sie den Deckel und installieren Sie einen Wasserverschluss. Füllen Sie den Behälter bei Roggenmehl nicht mehr als zur Hälfte, da es sonst austreten kann. Als Antischaummittel kann das Kinderarzneimittel Bobotik eingesetzt werden.

Die Fermentation dauert etwa 2 Wochen. Anzeichen dafür, dass die Maische fertig ist: Der Wasserverschluss hat aufgehört zu gurgeln, das Mehl hat sich in einer dichten Schicht am Boden abgesetzt, die Maische hat sich aufgehellt.

Wir dekantieren (entfernen vom Sediment) die Maische und gießen sie in den Destillationswürfel. Der Destillationsprozess ist genau der gleiche wie bei der Heißverzuckerung.

Es gibt auch eine Zwischenoption zwischen GOS und COS mithilfe von Enzymen. Es besteht darin, dass die Rohstoffe mit kochendem Wasser behandelt werden, später ähnelt der Prozess jedoch einer Kaltverzuckerung.

Um HOS-Maische mit Heißstart zuzubereiten, müssen Sie kochendes Wasser über die zerkleinerte Gerste gießen. Das Wasser sollte das Getreide vollständig bedecken. Wir bereiten die Geräte auf die gleiche Weise vor wie für die Kaltverzuckerung zu Hause.

Sobald die Temperatur auf 60°C sinkt, fügen wir die Enzyme A und D hinzu. Im Gegensatz zu GOS ist zur Kühlung kein Kühler erforderlich. Fügen Sie dem Brei kaltes Wasser hinzu, bis das gewünschte Volumen erreicht ist.

Aufgrund der Verdünnung sollte die Temperatur der Würze 35 °C nicht überschreiten. Fügen Sie die Hefe hinzu, schließen Sie den Fermenter und installieren Sie einen Wasserverschluss.

In der Zeit zwischen dem Eingießen der Gerste und der Zugabe der Hefe ist die Maische besonders anfällig für den Befall durch Krankheitserreger. Einer der Nachteile eines Heißstarts ist daher die erhöhte Gefahr einer Säuerung der Maische.

Um ein Säuern zu verhindern, ist es üblich, der Hefe Doxycyclin, Amoxiclav oder ein ähnliches Antibiotikum beizugeben. Die antibiotischen Inhaltsstoffe können nicht in das Endprodukt gelangen, da es bei erhöhten Temperaturen in unlösliche Verbindungen zerfällt.

Wenn der Einsatz eines Antibiotikums für Sie nicht in Frage kommt, können Sie das Infektionsrisiko durch eine Senkung des pH-Werts verringern. Hierfür eignet sich Zitronen- oder Phosphorsäure.

Der weitere Prozess der Herstellung von Getreidemondschein ähnelt der im Abschnitt GOS beschriebenen Methode.
Wenn Sie Fragen zur Verzuckerung stärkehaltiger Rohstoffe mit Enzymen haben, stellen Sie diese in den Kommentaren zum Artikel.

1. Welche Enzyme werden verwendet und warum?

Enzyme kamen aus der Industrie in die Heimdestillation. Ihre Verwendung in der Industrie ist auf eine Verringerung der Komplexität, eine erhöhte Stabilität technologischer Prozesse, eine Beschleunigung des Produktionsprozesses und eine Erhöhung der Alkoholausbeute im Vergleich zur Verwendung traditioneller Methoden zurückzuführen. Durch die Verwendung eines vollständigen Komplexes von Enzympräparaten können Sie die maximale Alkoholmenge aus dem Rohmaterial gewinnen und gleichzeitig den Gehalt an Fremdbestandteilen in der Würze reduzieren, was sich positiv auf die organoleptischen Eigenschaften des Destillationsprodukts auswirkt.

Die moderne Industrie nutzt Enzympräparate zur Verflüssigung und Verzuckerung von Rohstoffen:

Amylosubtilin GZx (AmiloLux, „A“) – um Rohstoffe zu verflüssigen und sie für die Wirkung anderer Enzyme vorzubereiten
Glucavamorin GZx (GlucaLux-A, „G“) – zur Verzuckerung von Stärke
CelloLux-A („C“) – zur Verzuckerung von nicht stärkehaltigen Polysacchariden (Xylane, β-Glucan, Cellulose, Pektine) oder deren Vorbereitung auf die Wirkung der oben beschriebenen Enzyme.
Protosubtilin („P“) – für den Abbau pflanzlicher Proteine, was zu einer aktiveren Hefearbeit führt

2. Dosierung verschiedener Enzyme

Die Berechnung der Dosierung von Enzympräparaten wirft viele Fragen auf. Normalerweise gibt der Hersteller oder Verkäufer die Aktivität trockener Enzyme in aktiven Einheiten pro Gramm Enzym an. Es gibt auch Empfehlungen des Herstellers zur Dosierung aktiver Enzymeinheiten pro Gramm der verarbeiteten Substanz. Und davon abhängig. Bei diesem Prozess kann die Anzahl der Enzyme vom Minimum bis zum Maximum schwanken. Anhand dieser Zahl sowie anhand von Tabellen zum Gehalt an Stärke, Protein und NPS (Nicht-Stärke-Polysaccharide) können Sie die Referenzdosis jedes Enzyms pro Kilogramm Rohstoff berechnen.

Die Formel zur Berechnung der Enzymmenge pro Kilogramm Rohstoff lautet wie folgt:

Enzymdosis (Gramm) = (P*R*10)/A

P ist der Prozentsatz der verarbeiteten Substanz (z. B. Stärke)
R – empfohlene Dosierung aktiver Einheiten
A – Arzneimittelaktivität in Einheiten pro Gramm

Es ist erwähnenswert, dass für einige Arten von Rohstoffen (Roggen) und Enzymen, deren Verfallsdatum abgelaufen ist oder sich dem Verfallsdatum nähert, eine Erhöhung der Enzymdosis um 15–25 % erforderlich ist. Da es zu Hause praktisch keinen Sinn macht, die genaue Dosierung von Medikamenten zu berechnen, können einige Vereinfachungen in der Berechnungsmethode vorgenommen werden, indem die empfohlenen Höchstwerte verwendet werden.

Die Tabelle zeigt die Berechnung der Enzymdosierung pro 1 kg Rohstoff:

				Enzymverbrauch in Gramm pro 1 kg Rohstoffe
Rohes Material	Stärke	Eiweiß	Zellulose	A-1500 Einheiten/g	G-3000 Einheiten/g	Ts-2000 Einheiten/g	P-120 Einheiten/g
Weizen	56	16	6	0,75	1,16	0,90	4,38
Gerste (geschält)	49	13	7	0,65	1,01	1,05	3,79
Mais	68	7	3	0,91	1,41	0,45	2,04
Roggen	50	15	2	0,67	1,03	0,30	4,38
Triticale	53	13	2	0,71	1,10	0,30	3,79
Hirse	51	13	8	0,68	1,05	1,20	3,79
Hafer (geschält)	37	13	10	0,49	0,76	1,50	3,79
Kartoffel	18	2	2	0,24	0,37	0,30	0,58
Reis	73	8	n / A	0,97	1,51		2,33
Buchweizen	64	12	n / A	0,85	1,32		3,50
Erbsen	59	29	n / A	0,79	1,22		8,46
Aktivität:				1500	3000	3000	120
Verbrauchsrate:				2	6,2	30	3,5

Verstöße gegen die Dosierung von Arzneimitteln können in geringerem Maße die Lebensdauer von Enzymen und die Vollständigkeit der Rohstoffverarbeitung beeinträchtigen. Gleichzeitig wurden bei geringfügiger Überdosierung keine negativen Folgen festgestellt (außer bei Überkonsum).

Ein universelles Rezept wäre also, pro 1 kg Rohstoffe zu verwenden:

1 Gramm - Amylosubtilin GZx 1500
1,5–2 Gramm – Glucavamorin GZx 3000
1 Gramm - CelloLux-A 2000
4-5 Gramm - Protosubtilin 120

3. Arten der Verzuckerung, ihre Vor- und Nachteile

Heutzutage sind bei der Heimdestillation zwei verschiedene Verzuckerungstechnologien beliebt – heiß und kalt, so genannt wegen der unterschiedlichen Temperaturen, bei denen die Stärkehydrolyse stattfindet. Bei der Heißverzuckerung wird der Rohstoff auf Temperaturen von 50-70°C erhitzt und in diesem Zustand 10-20 Stunden lang Enzymen ausgesetzt. Gleichzeitig ist das Risiko einer Kontamination der Würze minimal, Enzyme wirken möglichst effizient, diese Methode erfordert jedoch einen hohen Aufwand.
Bei der Kaltverzuckerung mittels Enzymen erfolgt der Prozess bei Temperaturen nahe 30 °C und gleichzeitiger Fermentation. Diese Methode ist weniger arbeitsintensiv, dafür aber zeitaufwändiger und birgt ein höheres Risiko, dass die Maische sauer wird. Die Grafiken zeigen die Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Temperatur über die Zeit:


Hydrolysekurven von Getreidechargen mit Amylossubtilin bei verschiedenen Temperaturen (1 Einheit/g Stärke)	Hydrolysekurven von Getreidechargen mit Glucavamorin bei verschiedenen Temperaturen (5 Einheiten/g Stärke)

Der wirksame Wirkungsbereich des Amylossubtilin-Enzyms entspricht dem pH-Bereich von 5,0–8,0 und der Temperatur von 50–75 °C. Für das Enzym Glucavamorin liegt die wirksame Wirkung in folgenden Grenzen: pH 3,0-6,5 und Temperatur 30-60°C.

Es ist erwähnenswert, dass es viele Zwischenmethoden zwischen heißer und kalter Verzuckerung gibt, deren Einsatz in vielen Fällen durch spezifische Bedingungen, Verfügbarkeit der Komponenten, Zeitaufwand und andere Faktoren gerechtfertigt sein kann.

3.1 Heißverzuckerung (HOS)

Rezept zur Maischeherstellung aus stärkehaltigen Rohstoffen und den Enzymen A und D:

Bereiten Sie heißes (kochendes) Wasser mit einer Menge von ca. 6,5 Litern Wasser pro 1 kg Stärke in den Rohstoffen vor (für Getreide oder zerkleinerte Körner).
Unter ständigem Rühren werden die Rohstoffe in heißes Wasser gegeben. Zum Mischen ist es praktisch, einen Schraubendreher oder eine Bohrmaschine mit niedriger Drehzahl und einem Aufsatz zum Mischen von Baumischungen – einem „Mischer“ – zu verwenden. Dabei am besten direkt auf die im Wasser rotierende Düse gießen, um Klumpenbildung zu vermeiden.
Wenn die Mischung auf 75 °C abgekühlt ist, wird die halbe Dosis des Enzyms Amylossubtilin hinzugefügt. Vor der Anwendung kann es im Verhältnis 1/10 mit warmem Trinkwasser verdünnt werden.
Anschließend wird die Würze etwa 30 Minuten lang gerührt, bis sie flüssig ist.
Man lässt die Würze auf 56–58 °C abkühlen und fügt dann den Rest des Amilosubtilin-Enzyms und des Glucavamorin-Enzyms hinzu und vermischt sie dann gründlich mit einem „Mischer“. Die Enzymbetriebszeit beträgt in diesem Stadium etwa 1,5 bis 2 Stunden.
Nach Abschluss des Verzuckerungsprozesses sollte die Würze auf eine Temperatur von etwa 30 °C abkühlen. Um zu verhindern, dass die Würze beim Abkühlen „infiziert“ wird, empfiehlt es sich, den Behälter damit hermetisch zu verschließen.
Die Würze wird in einen (vorher desinfizierten) Gärbehälter gegossen und mit Hefe in einer Dosierung von 2-3 Gramm Trockenhefe oder 10-15 Gramm Presshefe pro Kilogramm Rohmaterial versetzt. Die Gärung erfolgt unter einer Wassersperre.

Die aktive Phase der Gärung dauert etwa 3-4 Tage, danach muss die Maische regelmäßig geschüttelt werden, ohne den Gärbehälter zu öffnen.

3.2 Kaltverzuckerung (CS)

Rezept zur Maischeherstellung aus stärkehaltigen Rohstoffen und den Enzymen A und D ohne Brauen:

Es empfiehlt sich, die Rohstoffe zu zerkleinern und ggf. die Spreu zu entfernen.
Bereiten Sie Wasser mit einer Temperatur von etwa 35 °C und einer Menge von etwa 6,5 Litern Wasser pro 1 Kilogramm Stärke im Rohmaterial (für Getreide oder zerkleinerte Körner) vor. Es ist zu bedenken, dass es nicht ratsam ist, den Gärbehälter zu mehr als 7/10 des Volumens mit Maische zu füllen.
Die Hälfte des vorbereiteten Wassers wird in den Gärbehälter gegossen.
Um die Wahrscheinlichkeit einer Kontamination der Würze zu verringern, wird unbedingt empfohlen, dem Wasser ein Antibiotikum zuzusetzen – Doxycyclin (1 Kapsel pro 20 Liter Maische).
Der Säuregehalt wird mit Orthophosphorsäure, Schwefelsäure oder Zitronensäure auf einen pH-Wert von 5 bis 5,5 reguliert.
Anschließend werden die Enzyme Amylosubtilin und Glucavamorin entsprechend der Dosierung pro Kilogramm Stärke im Rohmaterial in den Behälter gegeben.
Falls verfügbar, können Sie den Entschäumer Sofexil hinzufügen – 1 ml pro 20 Liter Maische
Die Rohstoffe werden hinzugefügt, dann wird alles gemischt
Die Hefezugabe erfolgt nach Herstellerempfehlung (10 Gramm Trockenhefe pro 4-5 Liter Maische).
Der Rest des Wassers wird hinzugefügt.

Die Gärung erfolgt unter einem Wassersiegel unter regelmäßigem Rühren und Schütteln (ohne das Siegel zu brechen). Der Fermentationsprozess dauert eineinhalb bis drei Wochen. Die Destillationsbereitschaft wird durch das Auftreten eines Films auf der Oberfläche der Maische kontrolliert. Das Erscheinen eines Films ist ein Zeichen dafür, dass die Maische zu sauer wird und sofort destilliert werden muss. Idealerweise sollte die Maische kurz vor der Filmbildung destilliert werden.

Die Verflüssigung und Verzuckerung von Stärke durch enzymatische Hydrolyse ist gut erforscht und untersucht. Sein Zweck besteht darin, die in der gekochten Masse enthaltene Stärke unter dem Einfluss von Amylase aus Grünmalz oder Schimmelpilzen bei der Vorbereitung (Stärke) für die Fermentation in Zucker (Maltose + Dextrine) umzuwandeln.

Im Jahr 1811 entdeckte ein Adjutant der Russischen Akademie der Wissenschaften, Konstantin Kirchhoff, die Umwandlung von Stärke in Zucker durch Kochen mit Schwefelsäure. Für diese Entdeckung wurde er zum außerordentlichen Akademiker gewählt und erhielt eine Rente. Im Jahr 1814 entdeckte Kirchhoff eine weitere ebenso wichtige katalytische Reaktion – die Wirkung von Malz auf Stärke.

In dem Artikel „Zur Herstellung von Zucker aus Stärke“ wies Kirchhoff darauf hin, dass „der hohe Preis von arabischem Gummi mich dazu veranlasste, nach einem billigen Ersatz für Letzteres zu suchen, und es schien mir möglich und machbar, den gelatinösen Zustand von gekochtem Zucker zu beseitigen.“ Stärke durch verdünnte Mineralsäuren und Hitze, und wenn das möglich wäre, so nahm ich an, dann hätte sie (die Stärke) wie arabisches Gummi aussehen müssen.“ Und tatsächlich ist heute allgemein bekannt, dass Schwefel-, Salpeter- und Oxalsäure den gelatinösen Zustand der Stärke zerstören und unter ihrem Einfluss bei längerem Erhitzen Stärke in Glukose umgewandelt wird.

Um die Entwicklung der Vorstellungen über den Prozess der Hydrolyse zu untersuchen, von dem ein Sonderfall die Verzuckerung von Stärke ist, sind die Ansichten von Professor A.N. von Interesse. Chodnewa.

Im Jahr 1852 schlug Professor Khodnev vor, dass ein Katalysator eine chemisch aktive Substanz sei, die Zwischenprodukte erzeugt. Professor Khodnev erklärte die katalytische Wirkung von Säuren auf Stärke und deren Umwandlung in Glucose durch die vorläufige Bildung von „Paarverbindungen“, zum Beispiel verbindet sich Schwefelsäure mit Stärke, und diese Verbindung zerfällt beim Erhitzen mit Wasser leicht in Schwefelsäure und Kohlenhydrate, die in Die „Minute der Freisetzung absorbiert Wasser und verwandelt sich in Traubenzucker.“

Die Wirkung der grünen Sodadiastase auf Stärke besteht laut Professor Khodnev auch in der allmählichen Bildung und Zersetzung von „gepaarten Verbindungen“.

In jüngster Zeit sind die Natur und Zusammensetzung von Enzymen bekannt geworden. Es wurde festgestellt, dass das Enzym aus einem Proteinteil (Apoenzym) und einem proteinfreien Teil (Prothese), dem sogenannten Coenzym, besteht.

Das Coenzym kann durch Dialyse vom Apoenzym getrennt werden und im freien Zustand sind Coenzyme thermostabil. Wenn ein Coenzym mit einem Apoenzym kombiniert wird, wird die inhärente Aktivität des Enzymmoleküls wiederhergestellt.

Das Apoenzymmolekül hat offenbar die Funktion, polare Gruppen zu aktivieren und das Enzym an das Substrat zu binden.

Die Verbindung des Enzyms mit dem Substrat kann durch Stoffe gehemmt werden, die mit dem Enzym stabile Verbindungen eingehen.

Die Annahme der Bildung von Enzym-Substrat-Zwischenprodukten basierte bisher hauptsächlich auf der Untersuchung der Reaktionskinetik unter verschiedenen Bedingungen. Derzeit ist die Bildung von Komplexen mit dem Substrat durch Peroxidase und Katalase durch spektrophotometrische Analyse nachgewiesen.

Wenn die Reaktionsgruppe des Enzyms in engen Kontakt mit der Reaktionsgruppe des Substrats kommt, entsteht ein Enzym-Substrat-Komplex.

In einem Enzym-Substrat-Komplex besteht eine Bindung zwischen den polaren Gruppen des Enzyms und dem Substrat.

Der Bindungsmechanismus des Enzym-Substrat-Komplexes wurde auch anhand speziell mit C 14 -Atomen markierter Glucosephosphate nachgewiesen.

Die Verbindung des Enzyms mit dem Substrat hängt von der räumlichen Anordnung der reagierenden Gruppen von Enzym und Substrat und deren Konfiguration ab.

Viele Details des Mechanismus der Bildung des Enzym-Substrat-Komplexes sind noch nicht ausreichend untersucht, wir können jedoch mit Sicherheit sagen, dass mehrere Reaktionsgruppen des Substrats und des Enzyms an seiner Bildung beteiligt sind. Diese Position wird durch die Spezifität enzymatischer Reaktionen bestätigt, wobei die Form der Oberflächen der reagierenden Gruppen von Enzym und Substrat eine wichtige Rolle spielt.

Bekanntlich entstehen bei der enzymatischen Hydrolyse von Stärke unter Alkoholproduktionsbedingungen Maltose und eine Mischung aus Zwischenprodukten, die Dextrine genannt werden.

Maltose lässt sich leicht durch Hefe unter Bildung von Alkohol (und Gärungsnebenprodukten) und Kohlendioxid fermentieren, und die Umwandlung von Dextrinen in Zucker und deren Fermentation erfolgt in der Nachgärungsphase unter der Wirkung verdünnender amylolytischer Enzyme

Der Prozess der Verzuckerung von Stärke erfolgt in zwei Schritten: Im ersten Schritt nimmt die Viskosität der Stärkelösung ab (Verflüssigung) und im zweiten Schritt erfolgt die Verzuckerung selbst (Umwandlung in Zucker und Dextrine).

Die Verflüssigung und Verzuckerung von Stärke erfolgt unter dem Einfluss von Amylase.

Malz-Amylase enthält als Hauptenzyme a-Amylase und b-Amylase.

a-Amylase bildet Dextrine und eine kleine Menge Glucose, und b-Amylase spaltet zwei Glucosereste von den nichtreduzierenden Enden der Amylopektin- und Amylosemoleküle ab, denen ein Molekül Wasser hinzugefügt wird, was zur Bildung von Maltose führt.

Neuere Studien haben gezeigt, dass b-Amylase nur am Nicht-Aldehyd-Ende der Kette wirkt und ihre Aktivität daher bei Oxidation der Aldehydgruppen des Zuckers nicht abnimmt.

Bei der Verflüssigung von Stärke mit Malz-Amylase, die a- und b-Amylase enthält, werden große Moleküle zunächst durch a-Amylase gespalten, wodurch die Ketten von Amylose und Amylopektin an den Bindungen 1–4, hauptsächlich in der Mitte großer Ketten, aufgebrochen werden Partikel mit hohem Molekulargewicht - Dextrine sowie eine kleine Menge Glucose. Unter dem Einfluss von b-Amylase werden Dextrine weiter abgebaut und es entstehen schließlich Produkte, die von Jodlösung nicht angefärbt werden.

Die Endprodukte der enzymatischen Stärkehydrolyse sind hauptsächlich Maltose, enthalten aber auch etwas Glucose und darüber hinaus bis zu 6–8 % nicht verzuckerte Dextrine mit niedrigem Molekulargewicht, die hauptsächlich an den Verzweigungspunkten des Amylopektinmoleküls gebildet werden.

Die Wirkung von b-Amylase führt zu keiner merklichen Änderung der Viskosität der Stärkelösung.

Es ist zu beachten, dass b-Amylase Amylose vollständig abbaut, während Amylopektin, das eine verzweigte Struktur aufweist, nur 50 % abbaut.

Die Verzuckerung von Amylopektin beginnt an den Enden der Seitenketten und endet, wenn es den Verzweigungspunkt erreicht. Durch die Verzuckerung von Amylopektin durch b-Amylase bleibt der Stamm des Moleküls ohne Verzweigungen zurück.

Ungespaltenes Amylopektin – Amylodextrin – ist Amylopektin mit kürzeren Seitenketten.

Die Geschwindigkeitskonstanten für die Verzuckerungsreaktion werden mithilfe der monomolekularen Reaktionsgleichung berechnet.

Die mathematische Abhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante von der Temperatur erfüllt die Arrhenius-Gleichung

Ein Enzym oder ein anderer Katalysator verändert die Reaktion so, dass sie bei einer geringeren Aktivierungsenergie möglich ist. Somit erfordert die Inversion von Saccharose Kosten von 26.000 cal/mol, und mit der Wirkung des Enzyms nur 13.000 cal/mol Aufgrund der Abnahme der Aktivierungsenergie laufen Reaktionen schneller ab, da die meisten Moleküle recht aktiv werden.

Der Aktivierungsmechanismus kann als Ergebnis von Kollisionen zwischen reagierenden Molekülen oder verstärkten Kollisionen innerhalb von Molekülen angesehen werden.

Durch die chemische und Adsorptionswechselwirkung des Enzyms mit dem Substrat entsteht ein Zwischenkomplex, dessen Zersetzungsgeschwindigkeit die Geschwindigkeit dieser Reaktion bestimmt. Zum Beispiel:

Die Geschwindigkeit einer Reaktion kann durch die Anzahl der aktiven Moleküle bestimmt werden, d. h. Moleküle, die über ausreichend Aktivierungsenergie verfügen und pro Zeiteinheit reagieren.

Bei enzymatischen Prozessen ändert sich die Gleichgewichtskonstante nicht; nur die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt in eine Richtung zu.

Der Übergang der Malzamylase in Lösung kann beschleunigt werden, indem Bedingungen geschaffen werden, die das osmotische Eindringen von Wasser in das gekeimte Malz mit anschließender Diffusion der Amylase durch die Wände des Malzkorns begünstigen.

Eine Abnahme der Amylaseaktivität unter dem Einfluss bestimmter Zusatzstoffe ist mit der Adsorption bestimmter Stoffe an der Stelle ihrer aktiven Gruppen verbunden. Amylase verfügt über aktive Gruppen und ist in der Lage, anorganische und organische Substanzen zu adsorbieren.

Die Blockierung der aktiven Gruppen der Metallamylase, beispielsweise Eisen, Aluminium, Blei, beim Auflösen der Salze der entsprechenden Metalle führt dazu, dass polare Gruppen ihre Funktionen nicht erfüllen können, d. h. aktiv mit den polaren Gruppen der Stärke interagieren.

Zabrodsky und Vitkovskaya zeigten, dass Melanondin-Substanzen eine inaktivierende Wirkung auf die amylolytischen Enzyme von Malz haben, und stellten ihre negative Rolle bei der Verzuckerung gekochter Stärke fest.

Verfahren zur Verzuckerung dispergierter stärkehaltiger Rohstoffe

Eine Probe des dispergierten Rohmaterials (50 oder 100 g) wurde in einen Literkolben überführt und Wasser im Verhältnis 1:2,5 zugegeben.

Die Mischung wurde mit einem Rührer (angetrieben von einem Elektromotor) 30–40 Minuten lang bei Raumtemperatur gründlich gerührt, anschließend auf 55° erhitzt und 30 Minuten lang mit Malzextrakt verzuckert. Aus gleichen Teilen Gersten- und Hirsemalz wurde ein 20 %iger Malzextrakt hergestellt.

Der Extrakt wurde dem verzuckerten, dispergierten Getreiderohmaterial in einer Menge von 16 % Malzgetreide (Gerste und Hirse) relativ zur Stärke des Rohmaterials zugesetzt.

Einfluss der Malzmenge zur Verzuckerung dispergierter stärkehaltiger Rohstoffe

Wenn a-Amylase und b-Amylase auf Amylopektin einwirken, bleibt ein ungespaltener Rest zurück, der Phosphodextrine enthält. Das Aufbrechen von Bindungen mit Phosphorsäure wird durch die Wirkung des dextrinolitischen Enzyms – kurz Dextrinphosphase genannt – erreicht Dextrinase. Für einen vollständigen Abbau des Stärkemoleküls ist daher die Anwesenheit von Dextrinasen.

Der Anstieg der a-Amylase-Aktivität hat einen etwas anderen Charakter. In ruhenden Gerstenkörnern ist die a-Amylase-Aktivität Null und erst nach längerer Lagerung können Spuren davon im Korn nachgewiesen werden. Wenn das Korn keimt, kommt es am dritten oder vierten Tag zu einem sprunghaften Anstieg der a-Amylase. Amylasegehalt, danach steigt die a-Amylase-Aktivität allmählich an. Bei einer Temperatur von 12–14 °C wird die Grenze nach 11–14 Tagen erreicht, bei einer Temperatur von 18–20 °C am siebten Tag und bei einer Temperatur von 27–28 °C am fünften Tag.

Dextrinase reichert sich wie Amylase an, wenn das Getreide keimt. Zu Beginn der Keimung erfolgt die Akkumulation der Dextrinase, wie bei allen Getreideenzymen, langsam, nach vier Tagen dann schneller und am Ende (am zehnten Tag) hört sie fast auf. Die Abbildung zeigt eine grafische Darstellung der Dynamik der Amylase- und Dextrinase-Akkumulation unter den Bedingungen einer aktuellen Mälzerei für Gerste, Hafer und Hirse.

Die Keimdauer hängt eng mit der Temperatur zusammen; je niedriger die Temperatur, desto länger dauert die Keimung des Getreides.

Das Malz verschiedener Getreidearten enthält unterschiedliche Mengen dieser Enzyme. Somit werden vier Getreidegruppen unterschieden:

Getreide	Enzyme
Getreide	Alpha-Amylase	Betaamylase	Dextrinase
Gerstengruppe (Roggen, Weizen, Triticale)
Hirsegruppe (Sorghum, Kaoliang)
Hafergruppe
Maisgruppe

Es reicht nicht aus, eine einzige Getreideernte für Malz anzubauen. Nehmen Sie 2,3 Malz, um einen hohen Gehalt aller Enzyme zu erreichen. Am häufigsten nehmen sie Gersten- und Roggenmalz (Quellen für Alpha- und Beta-Amylase) und Hirsemalz (Dextrinase). Oder die Summe dreier Malze: Gerste, Hirse und Hafer.

In heimischen Brennereien wird ungetrocknetes Malz zur Verzuckerung verwendet. Da es nicht lange gelagert werden kann, enthält jedes einzelne Alkohol. Im Werk wird es in der Menge vorbereitet, die für die aktuelle Arbeit erforderlich ist.

Verzuckerungsgrad in %...

Die Endprodukte der Stärkeverzuckerung unter Einwirkung von Malzamylase sind Maltose und Dextrine. Das Verhältnis zwischen der Menge dieser Produkte und der auf Stärke wirkenden Malzamylase ist nicht konstant und hängt von vielen Faktoren ab, hauptsächlich von der Verzuckerungstemperatur.

Pronin zeigte, dass sich mit einer Erhöhung der Malzamylasemenge das Endverhältnis zwischen Maltose und Dextrinen sehr stark in Richtung Maltose ändert. Es stellt sich die Frage nach der optimalen Malzmenge, die zur Verzuckerung benötigt wird.

Malchenko und Krishtul zeigten bei der Untersuchung der Verzuckerung von Stärke mit unterschiedlichen Malzmengen, dass für die Verzuckerung eine geringere Malzmenge als in der Industrie akzeptiert verwendet werden kann – bis zu 5 Gew.-% der verarbeiteten Rohstoffe.

Sie ermittelten die optimalen Malzmengen, die für die Verzuckerung gekochter stärkehaltiger Rohstoffe erforderlich sind. Um den Prozess der Verzuckerung dispergierter Rohstoffe zu untersuchen und die optimale Malzmenge zu bestimmen, haben wir die Kinetik der Verzuckerung dispergierter Rohstoffe mit Malzamylase untersucht.

Für diese Studien haben wir 50 genommen G dispergierter Hafer und 150 ml Wasser. Die dispergierte Hafermehlsuspension wurde mit einem Rührer 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, danach wurde der Kolben auf 57° erhitzt und in einem Wasserbad bei 59° gehalten.

Die vorgelegten Daten zeigen, dass die optimale Malzmenge, die für die Verzuckerung dispergierter stärkehaltiger Rohstoffe erforderlich ist, innerhalb von 6–8 % des Gewichts des verzuckerten Rohstoffs liegt, was auch durch die Fermentation von dispergiertem Hafer bestätigt wurde.

Wir führten alle Werksuntersuchungen zur Verzuckerung und Fermentation dispergierter stärkehaltiger Rohstoffe mit 8 % Malz (Gerste und Hirse) bezogen auf das Gewicht der dispergierten Rohstoffe durch.

Sie fanden heraus, dass eine Steigerung der Aktivität der Malzamiase um 1,5 – 5 % erreicht werden kann, indem man einen Wechselstrom von 0,013 – 0,015 Ampere durch die Lösung leitet. Mit steigendem Strom nimmt die Amylaseaktivität ab.

Zabrodsky weist darauf hin, dass mit verzuckerter Masse zubereitete Malzmilch den Verzuckerungsprozess und die Löslichkeit von Malzstärke verbessert.

Erfahrungsnummer	Zuckerkapazität (in ml) der zubereiteten Malzmilch
Erfahrungsnummer		Auf gekochter Masse	Auf der verzuckerten Masse aus der Verzuckerung der zweiten Stufe

Eine Untersuchung der Verzuckerungsdauer an reinen Stärkelösungen zeigte, dass eine Änderung der Verzuckerungsdauer von 5 Minuten auf 2 Stunden keinen Einfluss auf die Leistung fermentierter Lösungen hat. Bei der Verzuckerung der gekochten Getreidemasse für 5 – 45 Minuten wurde ein leicht erhöhter Gehalt an ungelöster Stärke in der Maische beobachtet, während die Menge an unvergorenen Zuckern und Dextrinen gleich war; Durch die Verzuckerung der gekochten Masse bei 55 - 58 °C für 15 - 120 Minuten erhöht sich der Gehalt an vergärbaren Stoffen in der Lösung nahezu nicht, bei längerer Verzuckerung nimmt die Konzentration der verzuckerten Masse jedoch merklich zu. Wenn also nach 15 Minuten Verzuckerung die Konzentration der verzuckerten Masse 13,8 % betrug (laut Saccharometer), dann stieg sie nach 120 Minuten auf 14,8 %.

Daher sollte man bei der Wahl eines Verzuckerungsregimes unter Produktionsbedingungen nicht nur die Temperatur, sondern auch die Dauer der Einwirkung sowie die Art der Malzmilchverarbeitung berücksichtigen.

Untersuchungen am Ukrainischen Forschungsinstitut für Konservierungsstoffe (Raev, Ashkinuzi) haben gezeigt, dass bei der Verzuckerung mit einer zweistufigen Methode die Aktivität der amylolytischen Malzenzyme besser erhalten bleibt und die Verzuckerung in der ersten Stufe 10 Minuten und in der zweiten Stufe erfolgt Stufe für 2 Minuten ergibt eine verzuckerte Masse mit besserer Leistung als bei 10 Minuten Verzuckerung in jeder Stufe. Unter dem Gesichtspunkt der Steigerung der Alkoholausbeute ist die zweistufige Verzuckerung vorteilhafter als die einstufige Verzuckerung.

Forschungen von Raeva, Ashkinuzi, Drazhner und Bazilevich zeigten die Abhängigkeit der Verzuckerungs- und Dextrinolysefähigkeit von der Verzuckerungsmethode.

Dieselben Autoren fanden heraus, dass die Filtrationsanalyse (Bestimmung der Filtrationsrate) als Kriterium zur Beurteilung des Verzuckerungsregimes dienen kann. Die Tabelle zeigt die Abhängigkeit der Filtrationsrate der verzuckerten Masse von der Verzuckerungsdauer (bei einer Verzuckerungstemperatur von 63-64°C).

Filtratmenge in ml	Filtratmenge in % des Gewichts der filtrierten Masse mit Verzuckerungsdauer in Minuten
Filtratmenge in ml

Die Filtrierbarkeit der verzuckerten Masse beruht sowohl auf dem Abbau der Stärke in Maltose und Dextrine als auch auf der Anreicherung von Maltose, die die Viskosität der Lösung verringert.

Die Qualität der verzuckerten Masse hängt vom gewählten Kochregime ab.

Zabrodsky und Polozhishnik zeigten, dass Filtration, spektrophotometrische Analyse und potentiometrische Titration zur Bestimmung der Produktionseigenschaften von gekochter und verzuckerter Masse eingesetzt werden können.

Die Tabelle zeigt die Filtrationsleistung der verzuckerten Masse bei einem Vakuum von 800 mm Wassersäule.

Indikatoren

Verzuckerungsmethode

Indikatoren

zweistufig

Zuckerkapazität

Dextrinolitische Fähigkeit

Kochtemperatur in Grad	Filtratvolumen nach 10 Minuten Filtration in ml
Kochtemperatur in Grad	Normaler Mais	Defekter Mais	Maisstärke

Reine Stärke, frei von Proteinen und anderen kolloidalen Verunreinigungen, hat eine bessere Filterfähigkeit. Die verzuckerte Masse wird aus normalem Mais langsamer herausgefiltert und aus fehlerhaftem Mais noch langsamer, was durch die Bildung kolloidaler Substanzen erklärt werden kann, die hydrophiler sind (die Fähigkeit, Wasser aufzunehmen und zu speichern).

Laut Zabrodsky kommt es in fehlerhaften Körnern bei hohen Temperaturen neben der Auflösung und Zersetzung von Proteinverbindungen zur Synthese wasserunlöslicher humusähnlicher Substanzen.

Klimovsky, Konovalov und Zalesskaya fanden heraus, dass bei der Verzuckerung der gekochten Masse die Menge an löslichem Stickstoff aufgrund der Wirkung proteolytischer Malzenzyme abhängig vom gewählten Temperaturregime zum Kochen von Getreiderohstoffen zunimmt.

Die größte Menge an löslichem Stickstoff (75 % des Gesamtstickstoffs des Rohstoffs) entsteht bei einer Siedetemperatur von 150 °C und die kleinste (32,8 %) bei einer Temperatur von -100 °C. Wenn die Kochtemperatur auf 120 – 140 °C steigt, beträgt die Menge an löslichem Stickstoff 40 – 41,9 %.

So werden native Proteine aus stärkehaltigen Rohstoffen durch Malzenzyme besser aufgespalten als Proteine aus erhitzten Rohstoffen.

Der hydrolytische Abbau einiger Getreideproteine und -fette, der Abbau von Kohlenhydraten und die Freisetzung von Phosphorsäure aus organischen und anorganischen Verbindungen tragen zur Bildung von Stoffen mit sauren Eigenschaften bei.

Der Säuregehalt der verzuckerten Masse aus Fehlgetreide ist 1,5-2 mal höher als der Säuregehalt der verzuckerten Masse aus Normalgetreide. Die Änderung des Säuregehalts in Abhängigkeit von den Siedebedingungen der Rohstoffe ist in der Abbildung grafisch dargestellt.

Die Farbe der verzuckerten Masse kann als bestimmtes Kriterium für die beim Erhitzen des Getreides ablaufenden Prozesse dienen. Mit zunehmender Siedetemperatur nimmt die Masse eine strohgelbe und braune Farbe unterschiedlicher Intensität an. Anhand der Farbe kann man gewissermaßen die Qualität der gekochten Masse beurteilen. Die Abbildung zeigt ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Farbe der verzuckerten Masse von der Siedetemperatur zeigt.

Zur Verzuckerung der Stärke von Körnerkartoffel-Rohstoffen wird eine Mischung aus Gersten-, Hirse- und Hafermalz verwendet, wobei die Summe aus Hirse- und Hafermalz mindestens 30 % betragen sollte. Es ist erlaubt, eine Mischung aus zwei Malzen zu verwenden: Gerste und Hafer oder Hirse. Gerstenmalz kann ganz oder teilweise durch Roggenmalz (oder Weizenmalz) und Hirsemalz durch Chumizamalz ersetzt werden. Es ist verboten, Malz aus einer Ernte bei der Herstellung von Alkohol aus Getreide derselben Ernte zu verwenden (Smirnov V.A., 1981)....

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