scan0105 2

148

W wyniku działania p-amylaz na amylozę powstają niskocząsteczkowe cukrowce, zwykle dwucukier maltoza składający się z dwóch cząsteczek glukozy. Obserwuje się szybki przyrost rcdukcyjności roztworu, za to zdolność do reakcji barwnej z jodem zanika powoli oraz wolno maleje lepkość roztworu. Ten typ hydrolizy określa się mianem scukrzania skrobi.

Działanie p-amylazy na amylopektynę powoduje rozkładanie bocznych łańcuchów do maltozy i reakcja zatrzymuje się na rozgałęzionych wiązaniach 1.6 (rys. 11.6). W wyniku tego powstaje wielkocząsteczkowa dekstryna graniczna, stanowiąca ok. 40-45% masy amylopektyny. Wykazuje ona znaczną lepkość oraz daje barwną reakcję z jodem.

Rys. 11.6. Rozkład skrobi przez P-amylazy

Dekstryna graniczna może być rozkładana przez a-amylazę, gdyż „przeskakuje” ona rozgałęzienie, dając w efekcie nowe proste łańcuchy, które mogą być rozkładane przez P-amylazy. Glukoamylaza jest zdolna do rozkładania wiązań a-1,4 jak i a-l,6-glikozydowych.

W wyniku wspólnego działania a- i p- amylaz skrobia ulega hydrolizie do maltozy i izomaltozy, a te dwucukry hydrolizowane są do glukozy przez glukoamylazę. Efekt enzymatycznej hydrolizy skrobi zależy od składu enzymatycznego stosowanego preparatu, temperatury i czasu prowadzenia procesu.

11.8.3. Gorzelnia rolnicza

Koszty surowca stanowią najważniejszą pozycję kosztów produkcji etanolu (ok. 60%). O efektywności ekonomicznej danego surowca decydują dwa czynniki: jego cena i zawartość skrobi. Zboża zwierają znacznie więcej skrobi niż ziemniaki, zaś cena - zwłaszcza żyta i kukurydzy - czyni je atrakcyjnymi

surowcami gorzelnianymi. Nie oznacza to, że nie wykorzystuje się ziemniaków do produkcji spirytusu - ten surowiec używany jest do wytwarzania spirytusu konsumpcyjnego, niezbędnego w produkcji niektórych gatunków wódek.

W tradycyjnej gorzelni rolniczej surowiec skrobiowy był poddawany wstępnej obróbce termicznej (parowaniu) w celu rozluźnienia struktury surowca i ułatwieniu hydrolizy enzymatycznej. Hydrolizę przeprowadzano za pomocą słodu. Obecnie, powszechnie zamiast słodu stosuje się preparaty enzymatyczne, zaś parowanie zastępuje mieleniem ziarna. Proces ten nosi nazwę „zimnego zacierania”. Określenie to wzięło się z zastąpienia parowania przez mielenie prowadzone w niskiej temperaturze. Etap hydrolizy prowadzony jest w podwyższonej temperaturze (95°C-60°C).

Ma rysunku 11.7 przedstawiono schemat gorzelni zbożowej. Głównymi etapami produkcji są:

- mielenie ziarna. W młynach młotkowych uzyskuje się rozdrobnienie ziaren do rozmiarów ułamka milimetra;

surowiec

spirytus

Rys. 11.7. Schemat gorzelni zbożowej

-    zacieranie. Hydrolizę enzymatyczną prowadzi się zwykle dwustopniowo. W pierwszym etapie (upłynnianie) dodaje się preparaty enzymatyczne zawierające a -amylazy. Proces prowadzony jest w temperaturze ok. 95°C. W efekcie uzyskuje się upłynnienie skrobi. W drugim etapie (scukrzanic) dodaje się preparaty zawierające glukoamylazy; hydrolizę prowadzi się w temperaturze ok. 60°C. Schłodzony zacier podawany jest do kadzi fermentacyjnych;

-    fermentacja zacieru. Do schłodzonego zacieru dodaje się namnożone drożdże i prowadzi fermentację okresową. Drożdże namnaża się z czystej kultury przez kolejne hodowle w kolbach szklanych 1 dm³, 10 dm³ i balonie