Изменение сбраживаемых Сахаров

В сырых материалах содержатся сбраживаемые сахары: сахароза, глюкоза, фруктоза и др. В картофеле имеется в среднем 1,0—1,5% сахара, а в зерновых злаках 2—4%. В клубнях картофеля, хранившихся при низкой температуре, количество сахара увеличивается до 5% и выше. Сахар картофеля состоит из глюкозы и фруктозы и очень малого количества сахарозы. Сахар же зерновых продуктов преимущественно состоит из сахарозы. Во влажном и самосогревающемся зерне значительная часть сахарозы гидролизуется в глюкозу и фруктозу, причем часть сахара расходуется на биохимические процессы, связанные с прорастанием зародыша и жизнедеятельностью микроорганизмов.

Тепловая обработка картофеля и зерна способствует увеличению количества сахара за счет ферментативного и кислотного гидролиза крахмала. При подогревании сырья в предразварниках до 50—70° амилолитические ферменты превращают крахмал в декстрины и сахар. Когда температура превышает 70—80°, ферменты инакти-вируются и действие их на крахмал прекращается. Во время разваривания крахмал частично гидролизуется в сахар под влиянием кислот, которые в небольшом количестве имеются во всех растительных материалах.

Наличие сахара в крахмалистом сырье нежелательно, так как это связано с потерями его во время разваривания. От нагревания в присутствии органических кислот сахароза, мальтоза и другие полисахариды расщепляются на моносахариды. Последние более чувствительны к высокой температуре и уже при 130—150° частично разрушаются и теряют свою восстановительную способность. Потеря сбраживающей и восстановительной способности сахара при нагревании вызывается процессами дегидратации и конденсации, приводящими к глубокому распаду, конечными продуктами которого являются гуми-новые вещества и органические кислоты. Глюкоза, ман-ноза и галактоза разлагаются примерно с одинаковой скоростью, фруктоза же в несколько раз быстрее. Особенно неустойчива при нагревании фруктоза.

От длительного нагревания сахарные растворы окрашиваются гуминовыми веществами в желтый и затем коричневый цвет. Глюкоза, ксилоза и другие сахары, вступая в соединение с аминокислотами, образуют при высоких температурах вещества коричневого цвета, называемые меланоидинами, которые не сбраживаются дрожжами. Сущность этой реакции состоит в том, что карбонильная группа сахара вступает в реакцию с аминной группой кислоты. Меланоидины образуются и при низкой температуре, но с повышением ее этот процесс значительно ускоряется. Почти все виды сырья спиртового производства содержат нужные для этой реакции компоненты. Наибольшее количество воднорастворимого азота имеется в зерне, которое подвергалось согреванию и плесневению. Поэтому такого рода сырье, во избежание больших потерь сахара, следует подвергать возможно кратковременным воздействиям тепла, как при запаривании, так и разваривании под давлением.

С повышением температуры до 150—170° сахар, теряя воду, превращается в сложное вещество — карамель. Выделяющиеся при этом летучие альдегиды имеют характерный запах, свойственный пригорелым сахарным и крахмальным продуктам. Карамели обладают некоторой восстановительной способностью, но дрожжами не сбраживаются.

Образование меланоидинов и карамелей на практике качественно устанавливается по изменению окраски разваренной массы сырья, которая приобретает сначала светлокоричневый, а затем темнокоричневый цвет. Потемнению разваренной массы способствуют также продукты распада пектиновых веществ, которые имеют темную окраску. Поэтому при хранении и разваривании сырья необходимо избегать всех тех условий, которые способствуют образованию из крахмала новых количеств сахара и расщеплению сложных Сахаров в простые.