Зерновая брага с использованием ферментов

Описание процесса приготовления браги с использованием биологических ферментных препаратов и крахмалосодержащего сырья.Что использовать при приготовлении браги с ферментами, как они работают и какие пропорции воды, сырья и ферентов - все это описано в данной статье.

Какие ферменты используются и почему?

В домашнее винокурение ферменты пришли из промышленности. Их использование в промышленности обусловлено снижением сложности, повышением стабильности технологических процессов, ускорения процесса производства и увеличением выхода спирта по сравнению с использованием традиционных методик. Использование полного комплекса ферментных препаратов позволяет получить максимальное количество спирта из сырья, а также уменьшить содержание посторонних компонентов в сусле, что положительно влияет на органолептику продукта перегонки.Современная промышленность использует для разжижения и осахаривания сырья ферментные препараты:

Амилосубтилин ГЗх (АмилоЛюкс, ;«А») - для разжижения сырья и подготовки его к действию других ферментов
Глюкаваморин ГЗх (ГлюкаЛюкс-А, «Г») - для осахаривания крахмала
ЦеллоЛюкс-А («Ц») - для осахаривания некрахмалистых полисахаридов (ксиланов, β-глюкана, целлюлозы, пектинов) либо подготовки их к действию вышеописанных ферментов.
Протосубтилин («П») - для расщепления растительных белков, что приводит к более активной работе дрожжей

Таким образом, минимально необходимые ферменты при осахаривании - это Амилосубтилин и Глюкаваморин. ЦеллоЛюкс-А и Протосубтилин выполняют дополнительное осахаривание и подготовку к брожению.

Дозировка различных ферментов

Множество вопросов вызывает расчет дозировки ферментных препаратов. Обычно производитель или продавец указывают активность сухих ферментов в активных единицах на грамм фермента. Также существуют рекомендации от производителя по дозировке активных единиц ферментов на грамм вещества подвергающегося обработке. Причем в зависимости от тех. процесса количество ферментов может варьироваться от минимального до максимального. При помощи этого числа, а также с использованием таблиц по содержанию крахмала, белка и НПС (некрахмалистых полисахаридов) можно высчитать эталонную дозу каждого фермента на килограмм сырья.Формула для расчета количества ферментов на килограмм сырья выглядит следующим образом:

Доза фермента (грамм) = (P*R*10)/A

P - процент содержания вещества, подвергающегося обработке (например, крахмал)
R - рекомендованная дозировка активных единиц
А - активность препарата в единицах на грамм

Стоит добавить, что для некоторых типов сырья (рожь) и ферментов с истекшим или подходящим к концу сроку годности требуется увеличение дозы ферментов на 15-25%. Так как в домашних условиях рассчитывать точную дозировку препаратов практически нет смысла, то можно допустить некоторые упрощения в методике расчета, взяв максимально рекомендуемые значения.В таблице приведен расчет дозировки ферментов на один 1 кг сырья:

Примерное содержание крахмала, белков, целлюлозы и жиров в различных видах сырья
Сырье	Крахмал	Белок	Целлюлоза	А-1500 ед/г	Г-3000 ед/г	Ц-2000 ед/г	П-120 ед/г
Пшеница	56	16	6	0,75	1,16	0,90	4,38
Ячмень (шелушенный)	49	13	7	0,65	1,01	1,05	3,79
Кукуруза	68	7	3	0,91	1,41	0,45	2,04
Рожь	50	15	2	0,67	1,03	0,30	4,38
Тритикале	53	13	2	0,71	1,10	0,30	3,79
Просо	51	13	8	0,68	1,05	1,20	3,79
Овес (шелушенный)	37	13	10	0,49	0,76	1,50	3,79
Картофель	18	2	2	0,24	0,37	0,30	0,58
Рис	73	8	н/д	0,97	1,51	-	2,33
Гречиха	64	12	н/д	0,85	1,32	-	3,50
Горох	59	29	н/д	0,79	1,22	-	8,46

Нарушения в дозировке препаратов в меньшую сторону могут сказаться на сроках работы ферментов и полноте переработки сырья. При этом от незначительного превышения дозировки негативных последствий не замечено (кроме перерасхода).Таким образом, универсальным рецептом будет использование на 1 кг сырья: ;

1 грамм - Амилосубтилин ГЗх 1500
1.5-2 грамм - Глюкаваморин ГЗх 3000
1 грамм - ЦеллоЛюкс-А 2000
4-5 грамм - Протосубтилин 120

Типы осахаривания, их преимущества и недостатки

Сейчас в домашнем винокурении пользуются популярностью две различных технологии осахаривания - горячее и холодное, названные так из-за разных ;температур, при которых происходит гидролиз крахмала. При горячем осахаривании сырье нагревается до температур в 50-70°С и в таком состоянии подвергается воздействию ферментов в течение 10-20 часов. При этом минимален риск заражения сусла, максимально эффективно действуют ферменты, но этот способ требует больших усилий.При холодном осахаривании с использованием ферментов процесс протекает при температурах, близких к 30°С и с одновременным брожением. Этот способ менее трудозатратный, но более долгий, и имеет больший риск скисания браги. На графиках представлена зависимость активности ферментов от температуры с течением времени:

Кривые гидролиза Аминосубтилином зерновых замесов при разных температурах (1ед/г крахмала)

Кривые гидролизом Глюковаморином зерновых замесов при разных температурах (5ед/г крахмала)

Диапазон эффективного действия фермента Амилосубтилин соответствует области рН 5,0-8,0 и температуре 50-75°С. Для фермента Глюкаваморин эффективное действие лежит в следующих пределах: рН 3,0-6,5 и температуры 30-60°С.Стоит добавить, что существует множество промежуточных способов между горячим и холодным осахариванием, применение которых во многих случаях может быть оправдано конкретными условиями, доступностью компонентов, затрачиваемым временем и другими факторами.

Горячее осахаривание (ГОС)

Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г:

Сырье желательно раздробить и обязательно очистить от плевел, если они есть.
Подготовить горячую (кипящую) воду из расчета ~6.5 литров воды на 1 кг крахмала в сырье (для круп или дробленки).
В горячую воду добавляется сырье с постоянным перемешиванием. Для перемешивания удобно использовать шуруповерт или низкооборотистую дрель с насадкой для перемешивания строительных смесей - “миксер”. При этом для того, чтобы избежать комков, сыпать лучше всего прямо на вращающуюся в воде насадку.
При остывании смеси до 75°С вносится половина дозы фермента Амилосубтилин. Перед внесением его можно растворить теплой питьевой водой в отношении 1/10.
Далее сусло перемешивается с кашеобразного до жидкого состояния или в течение примерно 30 мин.
Суслу дают остыть до 56-58°С и вносят оставшуюся часть фермента Амилосубтилин и фермент Глюкаваморин, затем тщательно перемешивают “миксером”. Время работы ферментов на этом этапе составит около 1.5-2 часов.
После окончания процесса осахаривания суслу нужно дать остыть до температуры около 30°С. Для того, чтобы сусло не “заразилось” во время остывания, желательно герметично закрыть емкость с ним.
Сусло переливается в емкость для брожения (предварительно продезинфицированную), и в него вносятся дрожжи с дозировкой 2-3 грамм сухих или 10-15 грамм прессованных на килограмм сырья. Брожение происходит под гидрозатвором.

Активная фаза брожения будет продолжатся около 3-4 дней, затем брагу нужно периодически взбалтывать, не открывая бродильную ёмкость.

Холодное осахаривание (ХОС)

Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г без заваривания:

Сырье желательно раздробить и обязательно очистить ;от плевел, если они есть.
Подготовить воду температурой около 35°С из расчета ~6.5 литров воды на 1 килограмм крахмала в сырье (для круп или дробленки). Стоит учесть, что ёмкость для брожения нежелательно заполнять брагой более, чем на 7/10 объема.
В ёмкость для брожения вливается половина заготовленной воды.
Для снижения вероятности заражения сусла обязательно рекомендуется в воду добавить антибиотик – ;доксициклин (1 капсула на 20 литров браги).
Кислотность регулируется в пределах 5-5.5 pH ортофосфорной, серной или лимонной кислотами.
Далее в ёмкость вносятся ферменты Амилосубтилин и Глюкаваморин, согласно дозировке на килограмм крахмала в сырье.
Если есть, то можно добавить пеногаситель софэксил – 1 мл на 20 литров затора
Вносится сырье, затем все перемешивается
Добавляются дрожжи в соответствии с рекомендациями производителя (10 грамм сухих дрожжей на 4-5 литров браги).
Добавляется оставшаяся часть воды.
Брожение происходит под гидрозатвором с периодическим помешиванием-взбалтываем (без нарушения герметичности). Процесс брожения занимает от полутора до трех недель. Готовность к перегонке контролируется по появлению пленки на поверхности браги. Появление пленки - это признак того, что брага начинает скисать и ее нужно тут же перегонять. В идеале следует перегонять брагу незадолго до появления пленки.