Удосконалення технології сусла із застосуванням ультразвукової активації ферментів

Abstract

Шибанова Ю.С., Мельник С.Р. (керівник). Удосконалення технології сусла із застосуванням ультразвукової активації ферментів. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2024. Розширена анотація. Однією з найприбутковіших галузей харчової промисловості є спиртова галузь, що виробляє етиловий спирт - сирець і спирт - ректифікат з харчової

сировини (зерна, меляси, картоплі тощо). Спирт використовують у лікеро- горілчаному виробництві, для виготовлення оцту, для зміцнення вин, у

кондитерській і парфумерно-косметичній промисловості, а також у вітамінному виробництві, у медицині [1,2]. На спиртових заводах отримують хлібопекарські й кормові дріжджі, кормові вітаміни, рідку вуглекислоту тощо. Зниження собівартості виробництва є одним із головних завдань, що стоять перед спиртовою промисловістю. Тому актуальним питанням є проведення наукових досліджень щодо інтенсифікації процесів виробництва спирту. Одним із шляхів інтенсифікації процесів оцукрювання та бродіння сировини при виробництві спирту є заміна зернового солоду ферментними препаратами, що сприяє підвищенню рівня використання сухих речовин сусла. Технологія спирту суттєво спрощується за рахунок використання ферментних препаратів, що дає змогу відмовитися від тривалого і трудомісткого процесу солодорощення, який є джерелом інфікування середовищ. Активність і стабільність є найважливішими показниками якості ферментного препарату, які свідчать про його здатність впродовж певного часу зберігати свої властивості і більш повно оцукрити крохмаль [3,4]. Знизити собівартість спирту можна, скоротивши споживання ферментних препаратів. Підвищення їх активності та стабільності є умовою зниження витрати ферментів [5,6].

Тому на сьогодні є важливим дослідження впливу фізичних та фізико- хімічних чинників на зміну активності ферментних препаратів та впливу

5

технологічних параметрів виробництва на їхню активність та стабільність, що дасть змогу зменшити їх споживання та знизити собівартість продукції. Об’єкт дослідження – технологія спиртового сусла з використанням ультразвукової активації амілолітичних ферментів. Предмет дослідження – активовані ультразвуком амілолітичні ферментні препарати, що використовуються в процесах розрідження замісу з крохмалистої сировини та гідролізу крохмалю. Мета дослідження – удосконалення технології спиртового сусла з використанням ультразвукової активації амілолітичних ферментів. Описано науково-теоретичні основи дії гідролітичних ферментів на субстрат та ультразвукової активації ферментів, які гідролізують крохмаль, що міститься в зерні пшениці. Наведено характеристику сировини, головних і побічних продуктів виробництва. Розроблено технологічну схему технології спиртового сусла із застосуванням ультразвукової активації ферментів Termamyl 120L та Sansuper 240 L. Розраховано норми витрат основних видів сировини, допоміжних матеріалів, енергетичних засобів. Наведено характеристику обладнання, що використовується в технології спиртового сусла із застосуванням ультразвукової активації амілолітичних ферментів.One of the most profitable branches of the food industry is the alcohol industry, which produces ethyl alcohol - raw and alcohol - rectified from food raw materials (grains, molasses, potatoes, etc.). Alcohol is used in the production of spirits, for the production of vinegar, for the fortification of wines, in the confectionery and perfumery and cosmetic industries, as well as in vitamin production, in medicine [1,2]. Distilleries produce baking and feed yeast, feed vitamins, liquid carbon dioxide, etc. Reducing the cost of production is one of the main tasks facing the alcohol industry. Therefore, a pressing issue is the conduct of scientific research on the intensification of alcohol production processes. One of the ways to intensify the processes of saccharification and fermentation of raw materials in the production of alcohol is to replace grain malt with enzyme preparations, which contributes to an increase in the level of use of dry matter in the wort. The technology of alcohol is significantly simplified by using enzyme preparations, which makes it possible to abandon the long and laborious process of malting, which is a source of infection of the media. Activity and stability are the most important indicators of the quality of an enzyme preparation, which indicate its

7

ability to retain its properties for a certain time and more fully saccharify starch [3,4]. The cost of alcohol can be reduced by reducing the consumption of enzyme preparations. Increasing their activity and stability is a condition for reducing the consumption of enzymes [5,6]. Therefore, today it is important to study the influence of physical and physicochemical factors on changes in the activity of enzyme preparations and the influence of technological production parameters on their activity and stability, which will make it possible to reduce their consumption and reduce the cost of production. Study object – alcohol wort technology using ultrasonic activation of amylolytic enzymes. Scope of research – Ultrasound-activated amylolytic enzyme preparations used in the processes of liquefaction of starchy raw materials and starch hydrolysis. Goal of research – improvement of alcohol wort technology using ultrasonic activation of amylolytic enzymes. The scientific and theoretical foundations of the action of hydrolytic enzymes on the substrate and ultrasonic activation of enzymes that hydrolyze starch contained in wheat grain are described. The characteristics of raw materials, main and by-products of production are given. The technological scheme of the alcohol wort technology with the use of ultrasonic activation of enzymes Termamyl 120L and Sansuper 240 L is developed. The consumption rates of the main types of raw materials, auxiliary materials, and energy resources are calculated. The characteristics of the equipment used in the alcohol wort technology with the use of ultrasonic activation of amylolytic enzymes are given.