Technologie Przemysłów Fermentacyjnych

Ć

W. 5

Melas – część teoretyczna

Kierunek

Międzywydziałowe Studium Biotechnologii

Rok III

1

Melas - jest produktem odpadowym przy produkcji cukru. Składają się na niego cukry i wszystkie
substancje niecukrowe nie usunięte wraz z wysłodkami i szlamem defekacyjnym.

Jest cieczą ciemnobrunatną, bardzo gęstą (1,35 g/cm

3

) o swoistym zapachu (z wyczuwalnym

aromatem karmelu), słodki – o gorzkim posmaku.

Skład chemiczny zależy od gatunku buraków, od warunków gruntowych i klimatycznych ich
wegetacji, a także od rodzaju procesu technologicznego produkcji cukru.

Wymagania fizykochemiczne























CUKRY
Głównym składnikiem melasy jest sacharoza, której zawartość waha się w granicach 39-57%. Oprócz
tego występuje również trójcukier – rafinoza w ilości do 2%. Praktycznie tylko 1/3 rafinozy ulega
wykorzystaniu przez drożdże piekarskie, które posiadają enzym beta-fruktozydazę - rozkłada rafinozę
na fruktozę i melibiozę (glukoza + galaktoza). Natomiast drożdże nie posiadają enzymu melibiazy
(alfa-galaktozydazy), który rozkłada melibiozę, w związku z czym, nie jest ona przyswajana. Oprócz
tych dwóch cukrów melas zawiera niewielkie ilości (do ok. 1,5%) cukru inwertowanego (mieszanina
glukozy i fruktozy), który powstaje w czasie produkcji cukru, na drodze hydrolizy sacharozy.

SKŁADNIKI AZOTOWE
Azot melasy wchodzi w skład białek, aminokwasów, amidów, betainy, azotanów i azotynów. Jego
ogólna zawartość wynosi 0,3-2,4%. Ilość azotu przyswajalnego wynosi 0,05-0,7%. Główną formą
azotu przyswajalnego jest azot aminowy
Zawartość azotu ogólnego w melasie powinna wynosić nie mniej niż 1,6%. Z azotowych substancji
organicznych melas zawiera głównie betainę oraz kwas asparaginowy i glutaminowy. Dobrze
przyswajalnym dla drożdży jest azot aminowy, ale jego zawartość w melasie jest minimalna i wynosi
0,06–0,45%. Im więcej azotu przyswajalnego jest w melasie, tym lepsza wydajność produkcji drożdży.

SUBSTANCJE BARWIĄCE
Do substancji barwiących melas zalicza się głównie:

•

karmel (powstający z sacharozy pod wpływem temperatury)

•

melanoidy (powstające w kondensacji cukru z aminokwasami)

•

melaniny (produkt enzymatycznego utleniania polifenoli buraka)

Intensywność zabarwienia melasy zależy od pH i temperatury soku w cukrowni. Barwniki melasy
należą do związków koloidowych, ponadto związki karmelowe hamują procesy fermentacyjne, stąd
potrzeba skutecznego klarowania melasy. Normalnie melasy wykazują barwę 1-3 ml 0,1 n J/1g.

Klasa

Cechy

I

II

Pozorna zawartość suchej substancji, %, nie
mniej niż

75

73

Pozorna zawartość sacharozy, %, nie mniej niż

46

44

Współczynnik czystości, %, nie więcej niż

65

Nie normalizuje

się

Wartość pH

7,0 — 8,5

7,0 — 9,0

Zawartość substancji redukujących, %, nie
więcej niż

1,0

Zawartość kwasów lotnych, %, nie więcej niż

1,4

Zawartość SO

2

, %, nie więcej niż

0,1

Zawartość szlamu, %, nie więcej niż

0,3

Nie normalizuje

się

Technologie Przemysłów Fermentacyjnych

Ć

W. 5

Melas – część teoretyczna

Kierunek

Międzywydziałowe Studium Biotechnologii

Rok III

2

Substancje mineralne melasu składają się z węglanów, siarczanów, chlorków, azotanów i małej ilości
fosforanów.

Jednak związków azotu i fosforu jest za mało i dlatego do brzeczki melasowej dodaje się roztwór
siarczanu amonu jako źródło azotu oraz wyciąg z superfosfatu jako źródło fosforu. Na 1 t
przerabianego w gorzelni melasu zużywa się 10-12 kg superfosfatu oraz ok. 1 kg siarczanu amonu.
Zamiast tego można stosować 0,2 kg mocznika i 1 kg fosforanu amonu.

Jako surowiec melas wykorzystywany jest do produkcji:

— drożdży piekarskich
— drożdży paszowych
— alkoholu w gorzelnictwie przemysłowym
— kwasów organicznych — kwas cytrynowy, kwas mlekowy
— butanolu, acetonu
— innych substancji, np. witamin.

Melas rozcieńczony wodą nazywa się w gorzelnictwie brzeczką. Fermentacja melasu nie

rozcieńczonego nie jest możliwa, ponieważ w melasie jest zbyt duże stężenie cukrów i soli
nieorganicznych. Melas odznacza się także dużą zawartością substancji niecukrowych, które
przejawiają swoją aktywność jako inhibitory wzrostu drożdży: utrudniają one ich rozmnażanie i hamują
procesy fermentacyjne. Z tych też powodu fermentację przy produkcji spirytusu prowadzi się w
rozcieńczonych roztworach melasu.

Najlepsze warunki dla rozmnażania drożdży występują wtedy, gdy melas jest rozcieńczony

dziesięciokrotnie, a nawet trzydziestokrotnie, do gęstości 2-4

0

Blg. Przez odpowiednią adaptację

niektórych szczepów drożdży otrzymano rasy rozmnażające się również w trudnych warunkach, tj. w
brzeczkach melasowych o gęstości nawet 25

0

Blg.

Jednym z czynników hamujących wzrost drożdży przy niższych stężeniach jest alkohol

etylowy, który już w stężeniu 0,7% może mieć ujemny wpływ na rozmnażanie komórek. Przy
fermentacji alkoholowej ujemny wpływ wywiera na drożdże zwiększona zawartość w surowcu kwasów
lotnych (ponad 2%).

Melas magazynuje się w cukrowniach oraz przetwórniach użytkowych przez okres

5–8 miesięcy. Podczas długotrwałego przechowywania jego skład chemiczny i mikrobiologiczny
częściowo się zmienia, w wyniku czego traci on sacharozę, następuje zakażenie drobnoustrojami i taki
melas staje się wadliwy, ponieważ staje się on wtedy głównym źródłem infekcji bakteryjnej w
przemyśle fermentacyjnym.
Rozróżnia się trzy rodzaje fermentacji w gorzelniach przemysłowych:
–

metoda okresowa

–

metoda półciągła

–

metoda ciągła
-

dwupotokowa (dwa strumienie brzeczki o różnym stężeniu)

-

Biostil – szwedzkiej firmy Alfa-Laval (stosując brzeczkę o jednym stężeniu)

1.

0

Blg i

0

Bx — jednostki równocenne. Określają zawartość substancji ekstraktywnej.

2.

0

Blg — określają procentową zawartość substancji ekstraktywnych, np. w browarnictwie: cukry,

białka, inne substancje.

3.

0

Bx — określają procentową zawartość sacharozy