Изменение крахмала
При нагревании до 120—130° под давлением крахмальный клейстер переходит в растворимое состояние. Этого температурного воздействия было бы вполне достаточно для последующего осахаривания крахмала. Однако для разрушения тканей, окружающих и удерживающих крахмал, приходится повысить температуру до 145—158° и выдержать при этих условиях около 40—50 минут, И действительно, практикой подтверждено, что разваривание цельного зерна при температуре 120—130° в течение длительного срока дает в части полноты извлечения крахмала худшие результаты, чем разваривание при 145—158°. Кроме того, с увеличением давления резко сокращается продолжительность разваривания. Однако применение высокого давления имеет и свои отрицательные стороны, обусловленные потерей сахара и крахмала.
Вопрос о влиянии высокой температуры на разложение крахмала при разваривании до сего времени остался нерешенным. Не вызывает лишь сомнения то, что в процессе разваривания под влиянием органических кислот, содержащихся в сырье, происходит частичный гидролиз крахмала с образованием декстринов (как промежуточных продуктов) и сахара.
Катализаторами гидролитических реакций, происходящих во время разваривания крахмалистого сырья, служат фосфорная, муравьиная, щавелевая, левулиновая и другие кислоты, которые всегда имеются в том или ином количестве в сырье. Их относительная каталитическая активность по сравнению с соляной или серной кислотой невелика, но все же достаточна для гидролиза крахмала под давлением, особенно фосфорной. Чем выше концентрация органических кислот и температура нагревания,. тем больше крахмала гидролизуется в сахар. Одновременно с образованием происходит и частичный распад сахара. Так как константа разложения моносахаридов зависит от тех же факторов, что и гидролиз полисахаридов, то с увеличением концентрации кислоты и температуры потери сахара, а соответственно и крахмала, возрастают. Таким образом, решающее влияние на потери крахмала при разваривании оказывают кислоты как имеющиеся в сырье, так и образовавшиеся при его нагревании.
Условия для гидролиза более благоприятны в дефектном сырье, так как в нем содержится больше кислот и частично разрушена структура клеточных стенок и крахмальных зерен. Поэтому потери крахмала в процессе разваривания будут больше для дефектного сырья.
Точной методики для определения потерь Крахмала при разваривании сырья не имеется. Применяющиеся изредка при исследованиях косвенные приемы определения этих потерь, по разности между суммой сбраживае--мых веществ в сырье и разваренной массе, весьма сложны и не совсем точны. По этой причине технико-химический контроль процесса разваривания, несмотря на острую необходимость в этом, не получил должного развития в спиртовой промышленности.
По данным ВНИИСП'а, суммарные потери сахара и крахмала при обычном режиме разваривания определяются для картофеля в пределах 1,0—1,5% и для зерна 2,5—3,5%. Установлено также, что время на величину потерь оказывает меньшее влияние, чем температура. Несмотря на сравнительно высокое давление, применяемое для разваривания, все же до 8—13% крахмала остается в массе в нерастворенном состоянии. И лишь в процессе осахаривания и сбраживания этот крахмал превращается в сахар, притом неполностью.