Разработка биотехнологических процессов комплексной конверсии растительного сырья и вторичных сырьевых ресурсов АПК с получением кормовой добавки для животноводства

Григорьев, Максим Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Разработка биотехнологических процессов комплексной конверсии растительного сырья и вторичных сырьевых ресурсов АПК с получением кормовой добавки для животноводства
ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Разработка биотехнологических процессов комплексной конверсии растительного сырья и вторичных сырьевых ресурсов АПК с получением кормовой добавки для животноводства"

□□3471379

На правах рукописи

ГРИГОРЬЕВ МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСНОЙ КОНВЕРСИИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И ВТОРИЧНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ АПК С ПОЛУЧЕНИЕМ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ЖИВОТНОВОДСТВА

Специальность 03.00.23 - Биотехнология

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 8 ;,! ■ 1 70П']

003471379

На правах рукописи

ГРИГОРЬЕВ МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГ ИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСНОЙ КОНВЕРСИИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И ВТОРИЧНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ АПК С ПОЛУЧЕНИЕМ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ЖИВОТНОВОДСТВА

Специальность 03.00.23 - Биотехнология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена в ГНУ «Всероссийский научно-исслсдоватсльский институт пищевой биотехнологии Россельхозакадемии»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, Римарсва Любовь Вячеславовна

Официальные онпоненты:

доктор биологических наук, профессор, Воробьева Галина Ивановна

доктор технических наук, профессор, Кривова Анна Юрьевна

Ведущая организация:

ГО У ВПО «Российский химико-технологический Университет имени Д.И. Менделеева»

Зашита состоится 19 июня 2009 года в I О00 на заседании диссертационного совета Д 006.069.01 при Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности Россельхозакадемии по адресу: 141142, Московская область, Щелковский район, и/о Кашинцево, пос. Биокомбината, ВНИТИБП, тел./ факс (495) 5264374; vnitibp@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВНИТИБП Автореферат разослан «18» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертациони

кандидат биологических наук

Общая характеристика работы

Актуальность темы: Эффективное использование сырья - одно из важнейших направлений развития перерабатывающих отраслей АПК. При этом необходимо повышать безотходность технологий, учитывать требования снижения энергоемкости и защиты окружающей среды. Создание комплексных технологий конверсии растительного сырья и отходов его переработки в целевые продукты, в том числе, применительно к распространенному в России сырью - ржи, позволяет повысить экономическую эффективность производств и расширить их ассортимент.

Так, например, основным сырьём в пивоварении является ячменный солод, хмель и вода. Повышение доли несоложеного сырья устраняет дефицит солода, даст эконом¡/ю ячменя в и снижает себестоимость пива на 10—15 %. Однако возникают опасения изменения качества и состава сусла, которые могут отрицательно повлиять на формирование органолеигических и физико-химических свойств конечного продукту. Поэтому для улучшения показателей при применении вместо значительной части ячменного солода несоложеной ржи, используют ферментные препараты для обработки несоложеного материала.

В связи с вышеизложенным, работы, направленные на повышение в заторе количества несоложеной ржи, обработанной ферментными препаратами микробного происхождения, взамен или наряду с ячменным солодом с целью увеличения выхода продукции и снижения ее себестоимости, являются актуальными, важными для народного хозяйства и представляют научный и практический интерес.

Опыт Европейского союза, где с 1994 г. действует механизм ответственности производителей за организацию сбора и переработки своей продукции, ставшей огходом, может быть полезен и для нашей страны. Определяющей особенностью отходов пивоваренной отрасли является их высокие сырьевые свойства. В них содержатся материалы, которые достаточно легко подвергаются биодеградации с конечным образованием продуктов, которые обладают высокой биологической ценностью, как для человека, так и для животноводства в виде добавок к кормам. Вовлечение в технологический процесс вторичных сырьевых ресурсов позволит повысить эффективность основного производства, создать новые биологически активные добавки, способствующие увеличению продуктивности сельскохозяйственных животных.

Поэтому актуальным является, наряду с экономией сырья, используемым собственно для пивоварения, создание комплексных ресурсосберегающих технологий биологически эффективной белково-аминокислотной кормовой добавки на основе микробной конверсии отходов переработки ржаного сырья, что экономически целесообразно и обосновано с точки зрения экологии и животноводства.

Цель и задачи работы. Целью являлась разработка комплексной ресурсосберегающей биотехнологии светлого пива на основе российского сырья и

мультиэнзимных систем целевого назначения и переработка отходов данной технологии для получения добавок к кормовой базе животноводства в виде белка и незаменимых аминокислот. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-изучить теоретические и практические аспекты рационального включения в сырьевую базу для пивоварения ржаного сырья, в соложенном и несоложеном виде; -провести анализ и исследования биохимических характеристик ферментных препаратов различного спектра действия для разжижения и осахаривания крахмала сырья, протеолиза белковых веществ и гидролиза некрахмальных полисахаридов зернового сырья;

-научно обосновать и разработать мультиэнзимную композицию целевого назначения, обеспечивающую повышение эффективности процессов биоконверсии и экстрактивности ржаного сырья;

-исследовать возможность биоконверсии полупродуктов и вторичных сырьевых ресурсов пивоваренного производства для получения белково-аминокислогного препарата комового назначения;

-разработать комплексную биотехнологию производства пина и эффективной кормовой добавки на основе ферментативной и микробной конверсии ржаного сырья и отходов производства.

Научная новизна заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании комплексной ресурсосберегающей технологии пива и эффективной белково-аминокислотной кормовой добавки на основе биоконверсии полимеров ржаного сырья и отходов производства. При этом:

- на основании установленных закономерностей выявлен механизм повышения экстрактивиости соложеного и несоложеного сырья при использовании ферментативных систем с различной специфичностью действия;

- исследована зависимость действия подобранных ферментативных комплексов на степень деструкции высокомолекулярных полимеров зернового сырья при затирании от длительности гидролиза, дозировки и соотношения пнокоамилазы, ирогеаз, глюканазы, ксиланазы, целлюлазы, входящих в комплекс.

- впервые установлена взаимосвязь между степенью биоконверсии полимеров несоложеной ржи и эффективностью сбраживания последних, изучены процессы образования этилового спирта и наиболее важных продуктов метаболизма дрожжей;

- разработана новая мульгиэнзимная композиция для получения качественного нива с использованием до 50 % несоложеной ржи взамен ячменного солода;

- получены новые экспериментальные данные по биоконверсии полупродуктов и отходов пивоваренного производства на основе ферментативного гидролиза полимеров ржаного сырья и микробного синтеза лизина.

Практическая ценность.

- на основании установленных закономерностей подобраны ферментативные системы, обеспечивающие эффективный гидролиз высокомолекулярных полимеров ржи, разработаны нормы расхода ФП и условия использования их при затирании;

- разработаны условия получения полноценного светлого пива с использованием повышенных количеств несоложеного зерна ржи взамен ячменного солода;

- обоснована замена ячменного солода и несоложеного ячменя в технологиях варки пива, разработаны рекомендации по использованию несоложеной ржи и подобранного мультиэнзимного комплекса при затирании. Показано, что возможно без потерь качества получить полноценное 11%—ное пиво при внесении ло 50 % несоложеной ржи;

- экспериментально обоснован оптимальный режим стабилизации пива ферментами протеолитичсского действия для повышения стойкости пива к коллоидно-белковым помутнениям на примере пива, полученного по новой разработанной технологии с использованием до 50 % несоложеной ржи на стадии приготовления сусла;

- разработан биотехнологический процесс получения белково-аминокислогного препарата комового назначения на основе микробной конверсии отходов пивоваренного производства Brevibacterium sp.- продуцентом лизина.

Разработана нормативная документация (Рекомендации rio использованию несоложеной ржи и подобранного мультиэнзимного комплекса в пивоварении; ТИ на производство кормовой белково-аминокислотной добавки). Проведены испытания разработанной технологии и наработана опытная партия кормовой добавки на Мичуринском экспериментальном заводе. Проведены испытания биологической эффективности кормовой добавки в животноводстве. Личный вклад соискателя. Экспериментальные исследования, анализ и обобщение результатов выполнены автором самостоятельно при участии научного руководителя. Исследования по апробации разработанной технологии проводились совместно с сотрудниками отдела биотехнологии ферментных препаратов ГНУ ВНИШ1БТ и МЭЗ.

Основные положения диссертации, представляемые к защите:

- Научное обоснование оптимального композиционного состава сырья в соложенном и несоложеном виде для использования в пивоварении.

- Теоретическое и экспериментальное обоснование мультиэнзимнои системы для биоконвсрсии полимеров пивоваренного сырья.

- Обоснование биотехнологического процесса микробной конверсии полупродуктов и отходов пивоваренного производства в бслково-аминокислотную добавку к кормам и се апробирование in vivo.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на Международной конференции «Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК» (Краснодар-2007), Всероссийской конференции «Научно-

практические аспекты экологизации продуктов питания» (Углич, 2008); IV Международном научно-практическом симпозиуме «Микробные биокатализаторы и их роль в нано- и биотехнологиях» (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК - 2.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, в которой приведены описания методов исследования, результаты исследования, главы обсуждение результатов, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 177 страницах, включает 35 таблиц и 7 рисунков. Список литературы включает 189 источников.

Основное содержание работы.

1. Обзор литературы. На основании отечественной и зарубежной литературы дан анализ и современное состояние проблемы. Приведены различные аспекты использования и биохимические особенности различных видов несоложеного сырья и других материалов для производства пива. Дана всесторонняя характеристика используемых в пивоваренной промышленности ферментных препаратов, а также анализ прогрессивных технологий пивоварения. Рассмотрены вопросы переработки отходов пивоваренного производства для решения проблемы балансирования комбикормов биологически активными веществами. Обоснована актуальность темы исследований, их научно-практическое значение, сформулирована цель и задачи работы.

2. Экспериментальная часть.

2.1. Методы исследования.

Раздел диссертации посвящен экспериментальной базе, состоящей из лабораторного и технологического оборудования, объектов и программ исследования, биохимических физико-технологических, химических методов исследования, призванных оценить свойства полученных продуктов и полупродуктов. Активность ферментных препаратов определяли согласно методам: амилолитическую (АС), осахаривающуго (ОС) по ГОСТ 20264.4-89, протеолитическую (ПС) - по ГОСТ 20264.2, целлюлолитическую (ЦлС)- по ТУ 9291-008-05800805-93, ксиланазную (КС)-по ТУ 798-1-92.

Фракционирование белковых веществ проводили по методу Лундина, содержание общего азота по Неслеру, аминного азота медным способом, сахара по Бертрану, высшие спирты ГХ, аминокислотный анализ с использованием ГЖХ. Достоверность экспериментальных данных подтверждена статистическими методами, в таблицах и на рисунках приведены результаты в виде средних значений с указанием доверительного интервала среднего арифметического значения параметра.

2.2. Результаты и их обсуждение.

2.2.1. Анализ соложеного и несоложсного сырья.

Определяющим фактором развития производства пива является качество зернового сырья и солода. Основное зерновое сырье, используемое для производства пива - ячмень, пшеница, рожь и др. Следует отмстить, что качество зернового сырья принято оценивать с точки зрения химического состава, в работе использовали такие зерновые культуры как ячмень и рожь (табл.1).

Таблица 1.

Биохимический состав зерновых культур (г/100 г).*

Культура Белки Жиры Моно и дисаха-рилы Крахмал Клетчатка Зола Энергетическая ценность, к кал.

1 2 3 4 5 6 7 8

Ячмень 7,025,0 2,4-2,6 1,3-1,7 43,0-48,0 3,59,0 2,4-3,2 264-270

Рожь 9,020,0 2,2-3,3 1,5-3,7 46,0-54,0 2,63,2 1,7-2,0 287-300

"■доверительная ошибка в этой серии опытов составила ± 1,5%

Таблица 2.

Основные качест венные показатели ячменного и ржаного солодов*.

Показатели качества Ячмень Рожь

Выход солода,% 89,3 72,6

Экстрактивность,%АСВ Тонкого помола 79,8 81,5

Грубого помола 78,4 78,9

Выход экстракта 71,3 69,8

Цвет,ц.ед 0,52 0,32

Кислотность, к. ед 1,8 1,7

Общий азот, мг\см3 91,4 87,2

Аминный азот, мг\ см ' 23,8 28,4

Активность ферментов солода

Амилолитическая 35,1 29,4

активность,ед/г

Осахаривающая 989,0 832,2

активность, ед/г

Пентозаназная 10,6 12,2

активность,сд/г

Протеолитичсская способность,сд/мг.белка 0,4 0,2

*дог,ерительная ошибка в этой серии опытов составила ± 2,5%

Анализ ячменного солода, используемого в нашей работе, показал, что он соответствует ГОСТ 29294-92 «Солод пивоваренный ячменный», обладает высокой ферментативной активностью и может применяться при затирании с несоложеным материалом. Технология приготовления ржаного солода проходила при температуре 16-17°С, продолжительность периода замачивания (8 ч.) чередовалась с короткими

воздушными паузами (4 ч.). Общая продолжительность замачивания составляла 24 ч. Качественные показатели ячменного и ржаного солодов приведены в табл.2.

Динамика накопления активности основных ферментов ячменного и ржаного солода, полученного по классическим технологиям, представлены на рис.1.

"5 1'ХЛ

о» £ Б

Продолжительность ращения и томления солода,сутки

—I

Продолжительность ращения и томлений сопода,сутки

Рис.1 Динамика изменения активности ферментов ячменного солода (контроль) и ржаного (опыт) в процессе ращения и томления солода.

Продолжительность ращения и томления солода,сутки

Продолжительность ращения и томления солода, сутки

Содержание свободных аминокислот в солоде имеет большое значение для нормального протекания процесса брожения и дображивания и обуславливает формирование органолептичсских свойств пива и его стойкость. Результаты определения количественного содержания аминного азота и аминокислот в образцах солода из ячменя и ржи, полученных по классической технологии приведены в табл. 3.

Солод, полученный по традиционной технологии из ржи, содержит на 20% больше аминокислот, чем ячменный солод. Суммарное содержание аминокислот повышенно за счет лизина, аспарагиновой, глутаминовой аминокислот, изолейцина, лейцина, пролина и метионина - в ржаном солоде, что в свою очередь может отрицательно сказаться на стабильности готового продукта.

Таблица 3.

Содержание аминного азота и аминокислот в ячменном и ржаном солодах.

Аминокислота, мг/100 г Ячменный солод Ржаной солод

Лизин 3,50 4,82

Г'истидин 1,71 1,47

Аргинин 4,52 4,70

Гамма-аминомасляная 4.64 4,12

Аспарагиновая 2,37 3,72

Треонин + серин 65,09 89,1

Глутаминовая 6,31 7,65

Пролин 66,07 76,36

Глицин 1,20 1,35

Алании 5,61 7,39

Валин 12,64 12,05

Метионин 0,72 2,09

Изолейцин 8,52 13,10

Лейцин 14,80 25,30

Тирозин 8,51 9,59

Фенилаланин 12,33 12,97

Сумма аминокислот 216,46 274,74

2.2,2. Исследование влиянии доли и природы иесоложеного сырья на основные показатели качества сусла и пива

На первом этапе исследований изучали возможность использования иесоложеного ячменя и ржи на фойе ячменного солода при затирании. В опытах пивное сусло получали наетойным методом при замене 15 и 25% ячменного солода на несоложеный ячмень и рожь. В качестве контроля служило сусло, при получении которого использовали 100% соответствующего солода.

Показано, что амилазы солода более глубоко гидролизуют ячменный крахмал, чем ржаной, что, по-видимому, связано с наличием высокого содержания гумми-веществ. При работе со смешанным рожь-солодовым затором требовалось больше времени для осахаривания (40 минут), чем в ячмень-солодовом заторе (30 минут). Результатами проведенных опытов показано, что возможно использование ржи в качестве несоложеного сырья, однако экстрактивность данной композиции, даже при 15% замены ячменного солода недостаточна, что привело к необходимости проведения обоснования сырьевой композиции при затирании. Для определения оптимального состава композиции ячменный солод - несоложеный ячмень -нссоложеная рожь был реализован один из планов исследования зависимости

свойств 3-х компонентной смеси от соотношения компонентов. В качестве критерия оптимизации принято содержание амииного азота (Ааз) в сусле. По полученному уравнению построена треугольная диаграмма (рис.2), на которой представлены линии равного уровня аминного азота (Ааз-согЫ). Исследовались смеси при ограничениях по относительному содержанию компонентов смеси: Х| - ячменный солод от 0,2 до 0,8; х2- несоложеный ячмень от 0,2 до 0,25; х3- несоложеная рожь от 0,03 до 0,25. На диаграмме точка псевдоконцентрации х1 = 1,0 соответствует х-, П1ах. Принятая нами оптимальная точка (М) для получения аминного азота 28,0 мг/см3 имеет координаты : X] =0,75; х2 = 0,05; х3 = 0,20 ( проверка х, =1,0), после пересчета на реальные концентрации параметры смеси соот-ветствуют: ячменный солод - 75%, несоложеный ячмень- 20%, несоложеная рожь -5%.

Несоложенний ячмень

Рис.2. Диаграмма состава затора При апробации полученной композиции при затирании, показано, что продолжительность осахаривания увеличивается по сравнению с контрольным вариантом на 30%, количество общего азота и сахара ниже на 5-10% по сравнению с контролем, что в свою очередь является неблагоприятным фактором для жизнедеятельности дрожжей, но допустимым. Учитывая полученные результаты, нами более детально изучено влияние доли несоложеного сырья на процесс брожения. Исследовано накопление этилового спирта и высших спиртов при разных концентрациях несоложеного сырья. Высшие спирты выбраны как косвенный показатель суммы всех веществ, образующихся при брожении, т.е. опосредованно отражающих накопление вторичных метаболитов, определяющих вкус и аромат пива, т.к. высшие спирты составляют приблизительно 90-92 % от общей суммы, образующихся при брожении соединений. Зависимость образования этилового спирта, изоамилового спирта и высших спиртов от доли несоложеного ячменя и ржи представлены на рис. 3. Показано, что возрастание доли несоложеного сырья в заторе приводило к снижению содержания основных показателей на 28-40%, что негативно сказывалось на качестве сусла.

Кесоложеное сырье,%

Несоложенное сырье,%

Несоложеное сырье, % I

Рис.3. Зависимость образования основных метаболитов при брожении от доли использованного несоложеного сырья.

По результатам исследования установлено, что содержание ацегальдсгида в сброженном сусле не зависит от состава затора, а количество этилацетата с увеличением доли несоложеного сырья уменьшается на 0,1-1,0%. Показано, что замена 15 % солода несоложеной рожыо или 20% солода несоложсным ячменем является допустимой без использования ферментных препаратов, при этой замене может быть получено сусло, не уступающее контролю. Однако целыо настоящего исследования являлось решение экономических аспектов, связанных с существенным уменьшением потребления ячменного солода пивоваренной промышленностью и сокращением длительности варки пива без потери качества конечного продукта. В связи с этим, нами проведены исследования, связанные с обработкой сырья ферментными препаратами. 2.2.3 Исследование влияния ферментативных систем в процессах

приготовления и сбраживания пивного сусла.

2.2.3.1. Исследование влияния ферментных препаратов на гидролиз несоложсного сырья при его затирании.

На первом этапе были проведены специальные исследования по определению атакуемости полимеров несоложеного зерна различными ферментами, перечень которых представлен в таблице 4. Эти исследования проводились с целью получения контрольных цифр для последующей разработки технологии по замене ячменного солода на нееоложенуго рожь.

Таблица 4.

Ферментные препараты, используемые при затирании несоложеного сырья.*

Наименование Ферментативная активность

препаратов Продуцент препаратов, ед/г.

AC ос ПС ЦлС КС

Амилоризин Г110Х Aspergillus oryzae 1800 10000 120 — ...

Амилосубтилин Bacillis subtilis 1800 — — — —

АмилопротооризинПОх Aspergillus oryzae 1200 8000 1000 25 66

Протосубтилин Г 20Х Bacillis subtilis 670 — 1020 — —

Протеаза С С Aspergillus niger — — 400 — —

Целловиридин Trichoderma viride — — — 1200 200

Ксибитенцел Trichodenna longibrachiatum — — — 1100 210

Брюзайм Trichoderma longibrachiatum — — — 500 3000

Ячменный солод 35,2 990 0,4 — —

*довсрительная ошибка в этой серии опытов составила ± 0,5%

В этих опытах использовали дозировку ферментных препаратов (Ф11) не по активности, а по массе к несоложеному материалу, все опыты проводились с одними и теми же ферментными препаратами в течение 3-4 месяцев и на одном и том же сырье. Введение ФП целлюлолитического действия (Целловиридин, Брюзайм и Ксибигенцел) в количестве от 0,01 до 1,00% положительно сказывалось на реолог ических свойствах сусла, повышало содержание сухих веществ сусла в 1,4 раза при минимальной концентрации, при этом количество глюкозы возрастало в 1,5-2,0 раза. Введение ферментных препаратов, содержащих амилазы, гемицеллюлазы и иротеазы (Амилоризин П10Х, Амилосубгилин, Протосубтилин Г20Х, Амилопротооризин Г10х) в затираемую ржано-солодовуго смесь (40:60 и 50:50) с дозой 0,25% к массе несоложеной части затора показало, что под действием микробных препаратов при замене до 50% ячменного солода рожью может быть получено сусло, равноценное солодовому по аминному азоту и другим показателям. Стабильные результаты нами были получены при замене 40% ячменного солода на рожь, поэтому сбраживание проводилось именно при этой замене (табл.5).

Таблица 5.

Влияние способа приготовления сусла с использованием различных ферментных препаратов на процесс брожения и качество молодого нива *

№ п/ п Состав затора РВ сусла, м/гшва, г./ 100мл Выброс со2, г/100мл. Этиловый спирт, % Действительный экстрат, % Сумма высших спиртов, мг/ 100 мл

1. Контроль 1 (100% ячменный солод) 7,89 2,14 3,18 2,97 6,106 10,79

2. Контроль 2 (60%солод+40%рожь) 6,68 2,00 2,27 1,78 4,447 4,63

3. 60% солода+ 40% рожь + 0,1% Амилоризин П10Х 7,29 2,34 2,41 2,28 4,873 8,35

4. 60% солода+ 40% рожь + 0,1% Протосубтилин Г20Х 7,61 2,45 2,60 2,47 5,361 8,72

5. 60% солода+ 40% рожь + 0,1% Амилопротооризин Г10Х 7,84 1,95 2,99 2,89 5,930 9,77

6. 60% солода-)- 40% рожь + 0,1% Целловиридин 7,08 2,40 2,69 2,53 5,893 9,00

7. 60% солода+ 40% рожь + 0,1% Брюзайм 6,98 2,28 2,65 2,49 5,670 9,10

""доверительная ошибка в этой серии опытов составила ± 2,5%

Использование ферментных препаратов протеолитического и амилолитнческого действия при затирании сырья приводило к повышению содержания этилового спирта и значения действительного экстракта по сравнению с контрольным образцом-2. Если аранжировать полученные результаты с точки зрения пригодности их при затираиии затора и получения сусла наиболее близкого по своим свойствам контролю 1, то можно получить следующую зависимость: Амилопротооризин Г10Х —► ГТротосубтилин Г20Х —► Амилоризин П10Х.

По-видимому, это связано с тем, что в составе протеолитического комплекса Амилопротооризина присутствуют пептидазы, катализирующие расщепление белков до аминокислот, ассимилируемых дрожжами.

По сумме высших спиртов образец с Амилопротооризин Г10Х был ближе всех к контролю (100% солод) и превышал эту сумму в «бесферментном» пиве (контроль 2) в 2,1 раза. Это возможно объяснить тем, что нет достаточного питания дрожжам в контрольном варианте 2 (аминного азота и сбраживаемых Сахаров). Снижается бродильная способность дрожжей, что приводит, в свою очередь, к снижению образования этилового спирта и накопления метаболитов (высшие спирты).

Работа по подбору дозы несоложеной ржи проводилась в смеси с ячменном солодом в заторе и использованием ферментных препаратов, проявивших

наибольшую эффективность при приготовлении сусла: Амилопротооризин Г10Х, Целловиридин, Брюзайм в количестве 0,1% от нссоложсной массы для каждого (табл.6).......

Таблица 6.

Влияние дозы ферментативно обработанной несоложеной ржи на показатели сусла*

№ п/п Состав затора СВ,% Вязкость, Мм2/с Аминный азот, мг/100 мл РВ по мальтозе, г/100 мл РВ по глюкозе, г/100 мл

1. 80% рожь + 20% ячм. солод 10,0 1,58 16,86 8,21 4,54

■ 2. 70% ржи + 30% ячм.солода 11,2 1,62 19,34 9,31 5,16

3. 60% ржи + 40% ячм.солода 11,6 1,65 24,00 10,06 5,60

4. 50% ржи + 50% ячм.солода 12,9 1,68 25,70 10,42 5,80

5. 40% ржи + 60% ячм.солода 13,6 1,68 27,30 10,42 5,80

6. Контроль-100% ячм.солод 11,0 1,82 28,80 8,60 5,03

"■доверительная ошибка в этой серии опытов составила ± 1,5%

Сравнивая полученные данные с контрольным вариантом сусла, а также, учитывая экономические аспекты проблемы, было показано, что наилучшие показатели имеет сусло, в котором использовали 50% несоложсной ржи, 50% ячменного солода, все биохимические показатели не выходили из рамок контрольного варианта кроме цветности, которая была недопустимо низкой. Для решения данной задачи нами был в дальнейших экспериментах в процессе затирания использован карамельный солод. Для определения оптимальной концентрации карамельного солода концентрацию его изменяли от 0,5 до 3,0% . Удовлетворительный результат по цветности был получен для молодого пива, приготовленного на основе сусла из 50% ржи, 48% ячменного солода, 2,0% карамельного солода и подобранных ФП.

Однако в связи с высоким вводом ФП в затор наряду с увеличением уровня накопления аминного азота до величины контрольного сусла резко возрастает накопление редуцирующих веществ сусла (по мальтозе), уровень которых достигает 10,06-10,42 г/100 мл (контроль - 8,6 г/100 мл), что в свою очередь может неблагоприятно отразиться на готовом пиве увеличением концентрации спирта, уменьшением ценообразованием, пеностойкостью и.т.д.

Таким образом, назрела необходимость комплексного подхода к созданию композиции ферментных препаратов для приготовления сусла с использованием несоложеного сырья.

2.2.3.2. Разработка мультизнзимной композиции (МЭК) для приготовления пивного сусла с использованием несоложеного сырья

Для обоснования выбора ферментативных препаратов с определенным спектром активности для получения сусла с использованием несоложсного сырья проводили предварительные исследования по затиранию солодово-ржаного затора (1: 1) с ферментными препаратами, перечисленными выше в табл.4. По результатам исследования отобраны следующие препараты: Амилопротооризин Г10Х - (Х|); Цслловиридин - (Хг); Брюзайм - (Х3). Для достоверного описания процесса затирания и сокращения количества опытов были использованы математические методы планирования экспериментов, включающие кодирование переменных, оценку значимости коэффициентов регрессии, проверку адекватности уравнения но критерию Фишера. В качестве критериев оптимизации были взяты: накопление аминиого азота (У|) и накопление РВ по глюкозе (У2), был поставлен ПФЭ23 и получены следующие уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс. У, = 0,32 + 0,24 X, + 0,56 Х2- 0,13 Х,Х2 + 0,09 Х,Х3 У2 = 0,06 - 0,04 X, + 0,06 Х3+ 0,035Х3 - 0,1 Х,Х2 - 0,03 Х2Х3

Совместное решение двух полученных уравнений позволило с достаточной точностью отразить поверхность отклика и создать основу для расчета программы оптимизации. Реализация программы оптимизации позволила сформировать МЭК-1 в следующем натуральном выражении (% от массы несоложеного сырья): Амилопротооризин П0Х - 0,03; Целловириднн - 0,02; Брюзайм - 0,05.

2.2.4. Апробация разработанной технологии пива с применением МЭК.

По разработанной методике были получены различные варианты сусла, которые далее были поставлены на брожение и контролировались по основным показателям в динамике вплоть до снятия ютового пива с дображивания. На сбраживание были поставлены следующие варианты сусла: контроль 1 - сусло, полученное на основе 100% ячменного солода; контроль 2 - сусло, полученное на основе 50% несоложенного ячменя, 50% ячменного солода и МЭК-1; опыт - сусло, намученное из 50% несоложенной ржи, 48% ячменного солода,2% карамельного солода и МЭК-1 ( табл.7).Анализ данных вариантов показал, что все образцы были по всем показателям очень близки между собой, максимальное отличие не превышало 2-6% по сравнению с контролем 1. Поэтому данные по контролю 1 и 2 в автореферате не приводятся. Таким образом, основные физико-химические показатели опытного пива удовлетворял» требованиям ГОСТа 3473-78 «Пиво. Общие технические условия.» па светлое пиво типа «Жигулевское». Однако,

Таблица 7.

Динамика процесса сбраживания опытного образца.*

Физико-химические показатели.

Время сутки СВ,% рН Цветность, мл 0,1н Кислотность, мл 1н Общий азот Аминный азот, мг Белок фракция А по Лун- Содержание РВ,г/100мл Выделение со2, Спирт Дейст экстракт Степень сбражива ния, %

Ь на 100мл ¡ч'аОН на 100 мл мг/ 100мл % на 100мл дину мг/ 100мл маль тоза глю коза г на 100мл % % лей стви тель ная видимая

0 11,0 5,45 0,62 1,30 107,7 5 6,12 28,0 0 20,65 10,01 5,84 — — — — —

1 10,6 4,90 0,62 1,78 103,2 0 5,89 25,08 19,74 9,06 5,53 0,53 0,51 9,82 — —

2 9,5 4,75 0,60 1,84 91,60 5,20 23,80 16,88 8,48 5,07 1,17 1,07 9,03 — —

4 8,0 4,40 0,60 1,98 82,.74 4,69 16,80 13,06 5,49 3,03 1,83 1,70 7,71 29,9 37,3

5 6,4 4,40 0,60 2,00 77,58 4,41 14,02 12,.80 5,21 2,87 2,79 2,62 5,91 45,5 56,4

6 5,2 4,40 0,56 2,00 73,22 4,16 13,48 11,50 3,40 1,87 3,12 2,91 5,35 51,4 56,4

7 4,8 4,40 0,54 2,00 71,03 4,03 12,..99 10,58 3,02 1,62 3,22 3,03 5,10 53,7 66,4

11 4,5 4,40 0,54 2,00 70,.60 4,01 12,33 10,17 2,99 1,59 — 3,09 5,10 53,7 66,4

15 4,4 4,40 0,54 2,00 66,28 3,76 12,27 9,87 2,58 1,54 — 3,17 4,85 55,9 69,1

28 4,4 4,38 0,54 2,06 60,03 3,41 12,25 9,39 2,58 1.51 — 3,17 4,85 55,9 69,1

*доверительная ошибка в этой серии опытов составила ± 2,0%

опытное пиво имело некоторые характерные особенности, отличающие его от обычного пива типа «Жигулевское», что позволило утверждать, что получен новый сорт светлого пива, напоминающий Кой.еспЫег (немецкое ржаное пиво), вызывающее ощущение средней полноты вкуса, высокой карбонизации, наличием легкой кислинки (табл. 8).

Таблица 8.

Показа гели качества пива типа «Жигулевское» и опытного образца, выработанного с использованием несоложеного сырья.*______________

Наименование Показатели качества пива с использованием сырья:

показателей 50%несоложеного 50% несоложеной ржи 100% ячмен-

ячменного солода +48% ячменного ный солод -

+ 50% ячменного солода+2%карамельного пиво типа

солода + МЭК-1 солода + МЭК-1 «Жигулевское»

Массовая доля СВ 10,4 11,0 10,2

в начальном сусле, %

Действительный 4,56 4,85 4,57

экстракт, %

Действительная 57,92 56,2 58,45

степень сбражив.,%

Аминный азот, 14,21 12,25 14,35

мг/100 мл

РВ, г/100 мл 1,45 1,51 1,51

Содержание 3,02 3,17 2,98

алкоголя, масс %

Кислотность, к.сд 2,05 2,06 1,98

Цвет, ц.сд 0,60 0,58 0,59

^доверительная ошибка в этой серии опытов составила ± 2,0%

2.2.5. Вторичная переработка отходов пивоваренного производства; 2.2.5.1. Анализ возможности использования отходов пивоварения.

Современный уровень производства позволяет осуществлять комплексную переработку растительного сырья, используемого для получения продукта. В настоящее время есть такие технологии, например «Экосиирт» и др., которые предусматривают комплексную переработку зернового сырья на целевой продукт и кормовые добавки. В представленной работе рассматривается вопрос вторичного использования дробины и сусла, полученного в процессе производства пива при использовании 50% несоложеной ржи (рис.4).

Особенностью зерна ржи является высокое содержание в нем водорастворимых веществ, составляющих 12-17%, и наличие сложного белково-углеводного комплекса, который значительно затрудняет ведение технологического процесса. Проведенные нами исследования позволяют разработать ресурсосберегающую технологию с использованием пивной дробины и ржаного сусла для производства

белково-аминокислотного препарата. Для микробиологического синтеза лизина использовали мутантный штамм Вгеу1Ьас1епит Бр. В качестве основного источника углерода и энергии штамм ассимилирует, в основном, моно- и ди-углеводы. Питательную среду для культивирования Вгеу1Ьас1егшт ер.- продуцента лизина готовили на отходах пивоваренного производства - пивной дробины (таблица 9). Богатый состав такой среды дает возможность вести процесс

Растительное сырье МЭК-1 I I

Пивоваренное сусло

Рис. 4 Схема биоконверсии растительных отходов пивоваренной промышленности в кормовой белково-аминокислотный комплекс.

Биосинтеза более экономично, снизить расход дополнительных, питательных веществ, необходимых для продуцентов лизина. Для конверсии крахмала, глюканов и белковых веществ использовали ферменты микробного происхождения: бактериальные а-амилазы и глюкоамилазы; целлюлазы, ксиланазы, р-глюканазы; лейцинаминопептидазу и карбоксипеитидазу совместно с протеиназами соответственно (рис.5).

Известно, что бактериальная а-амилаза обладает высокой способностью к декстринизации крахмала и в меньшей степени - к образованию мальтозы. Декстринизация крахмала питательной среды под действием только одной а-амилазой обеспечивало накопление 48% редуцирующих углеводов (РВ) и синтез 47% лизина от максимального уровня. В дальнейшем гидролиз субстрата

осуществляли совместно а-амилазой и глкжоамилазой, так как среди продуктов гидролиза крахмала глюкоамилазой преобладает глюкоза, которая легко усваивается бактериями. Поэтому введение этого фермента позволило увеличить концентрацию редуцирующих веществ в среде на 27% и повысить эффективность биоконверсии углевода сырья в целевой продукт.

1 20

12 3 4

Используемые ферменты

си Редуцирующие углеводы езЛизин

I - сс-амилаза (АС); 2 - АС + глюкоамилаза (ГлС);

3 - АС + ГлС + протеазы (ПС); 4 - АС + ГлС + ПС + гемицеллюлазы (МЭК-2) Рис.5. Влияние ферментов на накопление редуцирующих веществ и синтез лизина

ТОО

Совместное осахаривающее действие а-амилазы и глюкоамилазы с образованием глюкозы позволило повысить выход лизина на 3!%. Введение протеаз способствовало накоплению в среде аминокислот в свободной форме и увеличению содержания легкоусвояемого аминного азота, что обеспечивало повышение степени конверсии углеводов в лизин. Максимальный выход лизина был достигнут при использовании комплекса гидролитических ферментов - МЭК-2. Использование обработанного ферментами пивного сусла, как добавки к питательной среде, позволило снизить количество кукурузного экстракта, вносимого в питательную среду, как ростового фактора (табл.10).

Таким образом, повышению эффективности конверсии углеводов питательной среды, конструируемой на основе полупродуктов и отходов пивоваренного производства, способствует не только повышение накопления в среде усвояемых углеводов, но и свободных аминокислот. Введение пивного сусла в количестве 2040% на фоне дробины, обработанной гидролазами, обеспечивало увеличение конверсия в лизин в 2,6-3,6 раза соответственно. Использование нротеолитических ферментов позволило снизить в 4 раза расход ростового фактора - кукурузного экстракта, оптимальный уровень ко торого составил 1,0%.

Таблица 9.

Химический состав пивной дробины (50% несоложеной ржи+48% ячменного солода + 2% карамельного солода)._________________

Химический состав, % Значение Доверительный

показателей. интервал, ±

Массовая доля растворимых СВ 7,20 0,25

Свободные сахара 0,23 0,02

Декстрины 0,72 0,10

Массовая доля РВ (гидролиз 60% Н2 804) 4,47 0,34

Гексозы 1,76 0,06

Аминный азот, мг/100 см3 82,0 1,25

Белок 0,28 0,02

Крахмал 26,6 0,50

Таблица 10.

Эффективность конверсии пивной дробины в качестве источников углеводов питательной среды в лизин____________

Питательная среда Содержа- Потреблен. Лизин в %

Обработка Дробина/во Кук. ние углеводы, к. ж., конверсии

ферментами да/ сусло,% экст- амин. г/100 мл г/л

пивнои ракт, азота,

дробины % мг/100 мл

40/60/0 4,0 68 2,8 8,2 29,3

АС+ГлС+ПС

+ 40/40/20 0,0 28 4,1 11,0 26,8

гемтщеллю- 1,0 39 5,2 16,5 31,7

лазы 2,0 57 6,3 20,7 32,9

(ФК-4) 4,0 110 6,5 21,7 33,3

40/20/40 0,0 42 6,9 22,8 28,5

1,0 52 7,8 28,8 36,9

2,0 89 7,9 29,2 37,0

4,0 127 7,9 29,3 37,1

Таблица 11.

Биохимический состав белково-аминокислотной добавки.

Содержание лнзина, % СВ Массовая доля истинного белка, % СВ , Витамины, мг %

в, в2 В п РР

29,5±0,5 16,5±0,5 4,5 9,3 0,04 27,8

Разработанная технология была апробирована в производственных условиях Мичуринского экспериментального завода и наработаны опытные партии кормовой белково-аминокислотной добавки. Полученный продукт наряду с лизином содержал более 16% белка, а также комплекс витаминов (табл. 11).

2.2.6.2. Биологическая эффективность кормовой бслково-аминокислотной добавки, полученной при переработке пивной дробины и ржаного сусла

Полученный согласно приведенной выше технологии продукт может быть использован в качестве составляющей для премиксов (однородные смеси измельченных до необходимой крупности микродобавок и наполнителя, используемые для обогащения комбикормов), обеспечивающих полноценным белком корма. Производство премиксов на базе дробины пивного и ржаного сусла производства осуществляется на стандартном оборудовании с использованием технологических режимов, разработанных для смесей витаминов микроэлементов с отрубями. Зоотехнические исследования в условиях вивария проводились на белых крысах, в аккредитованном испытательном, лабораторном центре ООО «Фарм-инк». При этом кормовые качества белково-аминокислотной добавки оценивали в трех сериях опытов. В первой серии опытов (использовали 30 белых крыс добавку вводили в рацион вместо зерна в течение 20 дней, прирост живой массы получили на 16,4% выше, чем в контрольной группе. Во второй серии опытов (кормление 22-х месячных белых крыс в течение 10 дней уточнялось оптимальное содержание добавки в корме, при котором наблюдался максимальный прирост живой массы: максимальное увеличение прироста живой массы наблюдалось в корме с содержанием 23% добавки. В третьей серии опытов на 22-х месячных белых крысах в течение 96-ти дневного кормления изучали влияние комбикорма, содержащего 23% добавки на прирост живой массы. Исследована активность органоспецифических ферментов в сыворотке крови. Ферментные тесты позволили оценивать состояние печени (трансаминазы и ингибитора трипсина), желчевыводящих путей и почек (щелочная фосфотаза и лейцинаминопентидаза), поджелудочной железы (а-амилаза). Показано, что содержание белка и активность органоспецифических ферментов в сыворотке крови опытных животных, получавших с кормом в течение 3,5 месяцев добавки в дозе 23% к массе корма, не отличаются от контрольных показателей. Таким образом, доказана не токсичность добавки для организма животных и показана возможность использование последней в кормах.

Кормовая белково-аминокислотная добавка использована для сбалансирования кормов поросятам, супоросным и лактирующим маткам, откармливаемым свиньям в свинарнике ООО «Мэджи» республики Калмыкия РФ. Биологическая эффективность проведенных испытаний составила: для поросят-отъемышей:

- увеличение среднесуточного прироста - на 14,5%,

- повышение сохранности поросят -на 21,0%,

- снижение затрат корма на I кг прироста - на 10,0%;

для свиноматок:

- увеличение приплода - на 0,6 поросенка с одного опороса,

- повышение живой массы поросят при отъеме - на 5,5%,

- повышение сохранности порося -на 15,0%,

- повышение коэффициента перевариваемое™ протеина кормов; для откармливаемых свиней:

- увеличение прироста живой массы - на 10,4%, -■ сокращение расхода кормов - на 12,0%.

В результате испытаний установлено увеличение мясной продуктивности животных: дополнительный прирост живой массы составил 10-15 % по сравнению с контрольными животными. Расход кормов при добавлении препарата снизился на 10-12%. Повышение качества протеинового питания при использовании в кормлении разработанной добавки существенно влияло на формирование зародышей и на весь ход эмбрионального развития плодов, увеличивая при этом приплод. Содержащиеся в добавке биологически активные вещества, участвуя в обменных процессах орга-низма, позволили ускорить рост животных и повысить их иммунитет, что сказалось на увеличении сохранности молодняка. В мясе этих животных содержалось больше белка и меньше жира.

Таким образом, разработанная технология переработки отходов пивоваренной отрасли позволяет улучшить экологическое состояние данных производств, а проведенные зоотехнические исследования и откормочные испытания свидетельствуют о полной безвредности добавки, об увеличении мясной продуктивности животных, что в свою очередь, позволяет говорить об эффективности и целесообразности использования белково-аминокислогной добавки, в качестве компонента комбикорма.

Экономическая эффективность полученных в работе результатов определяется совокупностью эффекта, полученного за счет интенсификации процессов приготовления сусла в пиваренном производстве, сокращения расхода высококондиционного зерна за счет введения несоложеного зерна ржи и комплекса ферментов и переработки вторичного сырья в эффективную белково-амино-кислотную добавку и применения последней в животноводстве, а также в результате повышения экологической безопасности перерабатывающих производств.

3. Практические предложения и рекомендации.

Разработана нормативная документация:

- рекомендации по использованию несоложеной ржи в процессах пивоварения;

- подобран мультиэнзимный комплекс для биоконвсрсии нссоложенного материала в пивоварении;

- разработаны технологическая инструкция на производство кормового белково-аминокислотного комплекса, утвержденная директором ВНИИПБТ;

- апробированы разработанные технологии в промышленных условиях, наработана опытная партия кормовой добавки на Мичуринском экспериментальном заводе

разработаны рекомендации по использованию белково-аминокислотного комплекса как добавки в кормам, проведена апробация на свиноферме.

4. Выводы

¡.Научно обоснована и практически показана возможность использования ржи в качестве несоложеного сырья при приготовлении пива.

2.Показана необходимость ферментативной обработки несоложеного сырья:

- подобрана и апробирована мультиэнзимная композиция ферментных препаратов для обработки несоложеной ржи состоящей из Амилопротооризина Г10Х, Целловиридина Г20Х, Брюзайма при дозировке 0,03; 0,02; 0,05% соответственно.

- доказано, что в ячменно-солодовых и солодово-ржаных заторах оказывает положительное воздействие МЭК: повышает выход экстракта, содержание азотистых веществ и сбраживаемых Сахаров в сусле.

- установлено, что использование в технологии приготовления сусла МЭК позволяет заменить 50% ячменного солода на нссоложеную рожь.

-при использовании несоложеного сырья была показана необходимость применения 2% карамельного солода, для обеспечения /должной цветности сусла, -получен новый сорт светлого пива типа «Жигулевского» высокого качества.

3.Показано, что возможно использование протеолитических препаратов для стабилизации пива к белковому помутнению за счет снижения содержания высокомолекулярных азотистых веществ:

-оптимизированна доза ввода Протеазы СгС -58,0 ед.ПС/дм3 и Протосубтилина Г20Х -70,0сд.ПС/дм3;

-определена стадия технолог ического процесса в приготовлении пива для введения препаратов протеаз: после охлаждения готового сусла до 30°С; -установлена длительность обработки сусла равная 30 минутам при 30°С, что позволило увеличить стойкость пастеризованного пива к белковому помутнению с 30 до 108 суток, т.е. более чем 3,5 раза.

4. Разработан биотехнологический процесс микробной конверсии пивной дробиньг и сусла с получением белково-аминокпелотной добавки комового назначения, обогащенной лизином и витаминами.

5. Проведены производственные испытания разработанной биотехнологии на Мичуринском экспериментальном заводе. Показана биологическая эффективность полученной белково-аминокнелотной добавки при кормлении сельскохозяйственных животных.

5. Список работ, опубликованных по материалам диссертации:

1. Григорьев М.А. Производство Пива и слабоалкогольных напитков // Пиво и напитки, 2005, №5, с. 16-17.

2. Григорьев М.А. Технология использования некондиционного и возвратного пива в производство напитков / Юрьев Д.Н., Ратников А.Ю. // Сборник материалов Международной конференции «Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК»., Краснодар, 2007, с.68-69.

3.Григорьев М.А. Использование вторичных ресурсов перерабатывающей промышленности АПК для производства комбикормов / Е.Е. Иванова

// Сборник материалов Международной конференции «Рациональные пути использования вторичных ресурсов АПК», Краснодар, 2007, с.50-52.

4. Григорьев М.А. Использование вторичных сырьевых ресурсов АПК при получении кормового лизина / Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Хричикова Г.Н. // Сборник материалов Всероссийской конференции «Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания». Углич., 2008., с. 226228.

5.Григорьев М.А. Влияние ферментативного катализа полисахаридов и белковых веществ на степень микробной конверсии растительного сырья в лизин [Текст] / Римарева Л.В., Оверченко М.Б // Сб. научных трудов IV Межд. научко-практ. симпозиума «Микробные биокатализаторы и их роль в нано- и биотехнологиях». М„ 2008.-с. 171-175.

6. Григорьев М.А. Биоконверсия зернового сырья в лизин / Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И.,Погоржельекая Н.С. // Сб. научных трудов IV Межд. научно-практ. симпозиума «Микробные биокатализаторы и их роль в нано- и биотехнологиях». М., 2008. - с. 165-170.

7.Григорьев М.А. Создание безотходной технологии в свете ответственности производителей за переработкой сырьевых на примере пивоваренного производства / Римарева Л.В. // Экология промышленных производств, 2009,№1, с. 43-46.

8.Григорьев М.А. Исследование процесса ферментации зерновых композиций в продуктах питания. / Серба Е.М., Оверченко М.Б. // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, 2009, №2, с. 61-63.

ООО "Мещера", ИНН 5050006864, М.О., г. Шелково, ул. Свирская, д. 8а Тираж 100 экз. Заказ № 158. 2009г.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Григорьев, Максим Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.И

1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ НЕСОЛОЖЕНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА.

1X1 ЯЧМЕНЬ.

1.1.2. РОЖЬ.

1.1. 3. Качественная оценка и выбор ржи для производства солода.

1.1.4.Нетрадиционное сырье, как замена ячменного солода, для получения пива (106).

1.2. ОСОБЕННОСТИ ЗАТИРАНИЯ НЕСОЛОЖЕНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ.

7.2.7. ТРАДИЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ РЖАНОГО

ЗЕЛЕНОГО СОЛОДА.

1.2.2. ПРИМЕНЕНИЕ РЖИ, КАК НЕСОЛОЖЕНОГО СЫРЬЯ В ПИВОВАРЕНИИ.

1.3. ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ЗАТОРА В ПРОЦЕССЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СУСЛА.

1.3.1. ИЗМЕНЕНИЕ УГЛЕРОДНОГО СОСТАВА ЗАТОРА ПРИ ЗАТИРАНИИ.

1.3.2. ГИДРОЛИЗ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ В ПРОЦЕССЕ ЗАТИРАНИЯ.

1.4 ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ

ПИВА.

1.4.1. ФЕРМЕНТНЫЕ ПРЕПАРАТЫ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПИВОВАРЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ К НИМ.

1.4.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ ПРИ ЗАТИРАНИИ

1.5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЗЕРНА.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТЕЙ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ.

2.1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АМИЛОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КАПЕЛЬНЫМ МЕТОДОМ.

2.1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АМИЛОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ (25,106).

2.1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОТЕОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МЕТОДОМ АНСОНА (25).

2.2.1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБШЕЙ ЦИТОЛИТИЧЕСКОЙ

АКТИВНОСТИ.

2.1.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ ПО СТЕПЕНИ РАСЩЕПЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВАЛЬНОЙ БУМАГИ.

2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПИВОВАРЕННОГО СЫРЬЯ. ЛАБОРАТОРНОГО СУСЛА И ГОТОВОГО ПИВА.

2.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБСОЛЮТНОЙ МАССЫ ЗЕРНА (106).

2.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОРНОЙ, ЗЕРНОВОЙ И ВРЕДНОЙ ПРИМЕСЕЙ.

2.2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ.

2.2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУХИХ ВЕЩЕСТВ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ.

2.2.2.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА МЕТОДОМЭВЕРСА.

2.2.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО АЗОТА ПО НЕССЛЕРУ(104).

2.2.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АМИННОГО АЗОТА МЕДНЫМ СПОСОБОМ.

2.2.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСТР АКТИВНОСТИ НАСТОЙНЫМ МЕТОДОМ.

2.2.10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ОСАХАРИВАНИЯ.

2.2.11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТНОСТИ СУСЛА.

2.2.12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ СУСЛА.

2.2.13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ВИСКОЗИМЕТРОМ ОСТВАЛЬДА.

2.2.14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ САХАРОВ ПО МЕТОДУ БЕРТРАНА.

2.2.15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИЙ АЗОТА ПОЛУНДИНУ.

2.2.16. ОПРЕДЕЛЕНИЕТАНИННОГОПОКАЗАТЕЛЯ.

2.2.17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА В ПИВЕ.

2.2.18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ СБРАЖИВАНИЯ.

2.2.19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА.

2.2.20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МУТНОСТИ.

2.2.21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕНОСТОЙКОСТИ.

2.2.22. СТОЙКОСТЬ ПИВА К БЕЛКОВО-КОЛЛОИДНОМУ ПОМУТНЕНИЮ .;.

2.2.23. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗОГУМУЛОНА.

2.2.24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСШИХ СПИРТОВ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМОТОГРАФИИ.

2.2.3. МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИВНОГО СУСЛА И ПИВА В ЛАБОРАТОРНЫХУСЛОВИЯХ.

2.2.4. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПИВОВАРЕННОГО СЫРЬЯ.

3.1.1. ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛОЖЕННОГО И НЕСОЛОЖЕННОГО ЗЕРНА

3.1.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЯЧМЕНЯ.

3.1.3. АНАЛИЗ РЖИ.

3.1.4. КАРАМЕЛЬНЫЙ СОЛОД.

3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕСОЛОЖЕННОГО СЫРЬЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПИВНОГО СУСЛА И ПИВА.

3.2.1. ВЛИЯНИЕ ВИДА НЕСОЛОЖЕНОГО СЫРЬЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СУСЛА И ПИВА.

3.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ СИСТЕМ В

ПРОЦЕССАХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И СБРАЖИВАНИЯ ПИВНОГО СУСЛА

3.3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ГИДРОЛИЗ НЕСОЛОЖЕНЫЙ СЫРЬЯ ПРИ ЕГО ЗА ТИРАНИИ.

3.4. РАЗРАБОТКА МУЛЬТИЭНЗИМНОЙ КОМПОЗИЦИИ (мэк) ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИВНОГО СУСЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСОЛОЖЕННОГО СЫРЬЯ.

3.5. ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.!.

3.5.1. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ПИВОВАРЕНИЯ.

3.5.2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ, ПОЛУЧЕННОЙ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПИВНОЙ ДРОБИНЫ И РЖАНОГО СУСЛА.

3.5.3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕЛКОВО-АМИНОКИСЛОТНОГО ПРЕПАРАТА В СВИНОВОДСТВЕ КАК БАЛАНСИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ.

4.0БСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5. ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка биотехнологических процессов комплексной конверсии растительного сырья и вторичных сырьевых ресурсов АПК с получением кормовой добавки для животноводства"

Эффективное использование сырья - одно из важнейших направлений развития перерабатывающих отраслей АПК. При этом необходимо повышать безотходность технологий, учитывать требования снижения энергоемкости и защиты окружающей среды. Создание комплексных технологий конверсии растительного сырья и отходов его переработки в целевые продукты, в том числе, применительно к распространенному в России сырью - ржи, позволяет повысить экономическую эффективность производств и расширить их ассортимент.

Так, например, основным сырьём в пивоварении является ячменный солод, хмель и вода. Повышение доли несоложеного сырья устраняет дефицит солода, дает экономию ячменя и снижает себестоимость пива на 10—15%. Однако возникают опасения изменения качества и состава сусла, которые могут отрицательно повлиять на формирование органолептических и физико-химических свойств конечного продукта. Поэтому для улучшения показателей, при применении вместо значительной части ячменного солода несоложеной ржи, используют ферментные препараты для обработки несоложеного материала.

Работы многих ученых посвящены вопросам получения и применения ферментных препаратов в пивоварении, отражают опыт переработки повышенных количеств несоложеного сырья и указывают на перспективность дальнейших исследований в этой области (Грачева И.М., Гернет М.В., Иванова Л.А., Поляков В.А., Римарева Л.В., Ермолаева Г.А. и др.).

Опыт Европейского союза, где с 1994 г. действует механизм б ответственности производителей за организацию сбора и переработки своей продукции, ставшей отходом, может быть полезен и для нашей страны. Определяющей особенностью отходов пивоваренной отрасли является их высокие сырьевые свойства. В них содержатся материалы, которые достаточно легко подвергаются биодеградации с конечным образованием продуктов, которые обладают высокой биологической ценностью, как для человека, так и для животноводства в виде добавок к кормам. Вовлечение в технологический процесс вторичных сырьевых ресурсов позволит повысить эффективность основного производства, создать новые биологически активные добавки, способствующие увеличению продуктивности сельскохозяйственных животных.

Поэтому актуальным является, наряду с экономией сырья, используемого собственно для пивоварения, создание комплексных ресурсосберегающих технологий биологически эффективной белково-аминокислотной кормовой добавки на основе микробной конверсии отходов переработки ржаного сырья, что экономически целесообразно и обосновано с точки зрения экологии и животноводства.

Цель и задачи работы. Целью являлась разработка комплексной ресурсосберегающей биотехнологии светлого пива на основе российского сырья и мультиэпзимных систем целевого назначения и переработка отходов данной технологии для получения добавок к кормовой базе животноводства в виде белка и незаменимых аминокислот. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

-изучить теоретические и практические аспекты рационального включения в сырьевую базу для пивоварения ржаного сырья, в соложенном и несоложеном виде;

-провести анализ и исследования биохимических характеристик ферментных препаратов различного спектра действия для разжижения и осахаривания крахмала сырья, протеолиза белковых веществ и гидролиза некрахмальных полисахаридов зернового сырья.

-исследовать условия применения ферментных препаратов протеолитического действия для стабилизации пива от белкового помутнения;

-исследовать возможность биоконверсии полупродуктов и вторичных сырьевых ресурсов пивоваренного производства для получения белково-аминокислотного препарата комового назначения.

-разработать комплексную биотехнологию производства пива и эффективной кормовой добавки на основе ферментативной и микробной конверсии ржаного сырья и отходов производства.

- на основании установленных закономерностей выявлен механизм повышения экстрактивности соложеного и несоложеного сырья при использовании ферментативных систем с различной специфичностью действия;

- исследована зависимость действия подобранных ферментативных комплексов на степень деструкции высокомолекулярных полимеров зернового сырья при затирании от длительности гидролиза, дозировки и соотношения глюкоамилазы, протеаз, глюканазы, ксиланазы, целлюлазы, входящих в комплекс.

- разработана новая мультиэнзимпая композиция для получения качественного пива с использованием до 50 % несоложеной ржи взамен I ячменного солода;

-получены новые экспериментальные данные по биоконверсии полупродуктов и отходов пивоваренного производства на основе ферментативного гидролиза полимеров ржаного сырья и микробного синтеза лизина.

Практическая ценность.

-на основании установленных закономерностей подобраны ферментативные системы, обеспечивающие эффективный гидролиз высокомолекулярных полимеров ржи, разработаны нормы расхода ФП и условия использования их при затирании;

-разработаны условия получения полноценного светлого пива с использованием повышенных количеств несоложеного зерна ржи взамен ячменного солода;

-обоснована замена ячменного солода и несоложеного ячменя в технологиях варки пива, разработаны рекомендации по использованию несоложеной ржи и подобранного мультиэнзимного комплекса при затирании. Показано, что возможно без потерь качества получить полноценное 11% пиво при внесении до 50 % несоложеной ржи;

- экспериментально обоснован оптимальный режим стабилизации пива ферментами протеолитического действия для повышения стойкости пива к коллоидно-белковым помутнениям на примере пива, полученного по новой разработанной технологии с использованием до 50% несоложеной ржи на стадии приготовления сусла; разработан биотехнологический процесс получения белково-аминокислотного препарата кормового назначения на основе микробной конверсии отходов пивоваренного производства ВгеуШа^егшт эр.-продуцентом лизина.

Разработана нормативная документация (Рекомендации по использованию несоложеной ржи и подобранного мультиэнзимного комплекса в пивоварении; ТИ на производство кормовой белково-аминокислотной добавки). Проведены испытания разработанной технологии и наработана опытная партия кормовой добавки на Мичуринском экспериментальном заводе. Проведены испытания биологической эффективности кормовой добавки в животноводстве.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Григорьев, Максим Александрович

5. ВЫВОДЫ.

1 .Научно обоснована и практически показана возможность использования ржи в качестве несоложеного сырья при приготовлении пива.

2.Показана необходимость ферментативной обработки несоложеного сырья:

- установлено, что использование в технологии приготовления сусла МЭК позволяет заменить 50% ячменного солода на песоложеную рожь.

-при использовании несоложеного сырья была показана необходимость применения 2% карамельного солода, для обеспечения должной цветности сусла.

-получен новый сорт светлого пива типа «Жигулевского» высокого качества.

-оптимизированна доза ввода Протеазы вС -58,0 ед.ПС/дм3 и Протосубтилина Г20Х -70,0 ед.ПС/дм3;

-определена стадия технологического процесса в приготовлении пива для введения препаратов протеаз: после охлаждения готового сусла до 30°С; -установлена длительность обработки сусла равная 30 минутам при 30°С, что позволило увеличить стойкость пастеризованного пива к белковому помутнению с 30 до 108 суток, т.е. более чем 3,5 раза.

4. Разработан биотехнологический процесс микробной конверсии пивной дробины и сусла с получением белково-аминокислотной добавки комового назначения, обогащенной лизином и витаминами.

5. Проведены производственные испытания разработанной биотехнологии на Мичуринском экспериментальном заводе. Показана биологическая эффективность полученной белково-аминокислотной добавки при кормлении сельскохозяйственных животных.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Григорьев, Максим Александрович, Москва

1. Анисимова И.Н. Идентификация генетического и селективного материаларжи по белкам.//Аграрная Россия,2002,№3,с.52-59.

2. Кислухина О.В.,Кюдулас И. Биотехнологические основы переработки растительного сырья.-Каунас,Технология, 1997.-184с.

3. Архипова Г.И. и др., Шестирядный ячмень, как резерв сырья для пивоварения. -М.: АгроНИИТЭИПП, 1998. -20с. (Обзорн. информ./ Сер. 22 "Пиво—безалкогол. пром—сть"; вып.7.

4. Атоев В.П., Кабачаев А.Д. Новые болгарские ферментные препараты в производстве пива из нетрадиционного сырья.// Достижения Биотехнол-агропром. комплексу: Тез. докл. Всес. конф., Киев, октября.2001. т. 1, -с.92-93.

5. Римарева Л.В.„Поляков В.А. Перспективные ферментные препараты и особенности их применения в пищевой промышленности. // Пиво и напитки.-2002.-№2.-с.52-54.

6. Белокурова Е.С. Новые методы определения качественных показателей сырья в пивоварении.//Пиво и напитки,2008,№1, С.25-29.

7. Борисевич О.В., Ермолаева Г.А., Получение пива из ячменей с высоким содержанием белка// Инф. сб. Перед, произв. и науч. опыт, рекомендуем для внедрения в безалкогол., дрожжев. и бродил, отраслях пром—сти

8. НИИ инф. и техн. экон. исслед. пищ. пром—сти. -1992, №1, С. 12-17.

9. Биохимия растительного сырья./под.ред. В.Г.Щербакова. М.:Колос,1999.-374с.

10. П.Поляков В.А. Биотехнология вторичной переработки зернового сырья в производстве солода, пива, алкогольных и безалкогольных напитков.// М.-«Пищевая промышленность».-2002-234с.

11. Васенко О.М., Повышение степени использования белков солода и ячменя в пивоварении с помощью микробных ферментных препаратов: Автореф. дис.канд. техн. паук,—Киев, 1995. —26 с.

12. Василенко О.М., Повышение степени испльзоваиия белков зернового сырья в пивоварении// Пищ. пром-сть. -1991, -№7, -С.67-69.

13. Великая Е.И., Суходол В.Ф., Лабораторный практикум по курсу общей технологии бродильных производств.—М:Легкая и пищевая пром—ть, 1993.-312 с.

14. Веборева Н.К., Романова Ю.А., Конарев A.B. и.др. Исследование коллекции видов ржи по полиморфизму., Генетика,2001, т.З7, №9, с. 1258-1265

15. Иванова Л.А., Грачева И.М., Синтез аминокислот и образование высших спиртов при брожении// Фермент, и спирт, промышленность.-1 994,№8. -С.7-10.

16. Грачева И.М., Иванова Л.А., Изменение азотистых веществ в сусле и пиве в зависимости от состава затора и температуры брожения.-М: ЦНИИТЭИпище-пром., 1993. -С.290-302.

17. Главачек Ф., Лхотский А. Пивоварсние.-М: Пищ.пром—сть, 1987.—623 с.

18. Голикова И.В., Белки в пивоварении.-М. Легкая и пищ. пром-сть, 1991.-188 с.

19. Голикова Н.В., Исаева B.C., Андреева О.Д., Производство пива с использованием пшеничных зернопродуктов. М.:АгроНИИТЭИПП, 1999.- 20 с.(Обзорн. информ./ Сер.22"Пивовар, и безалкогол. пром-сть"; вып. 12

20. Голикова Н.В., Рьггова Т.П., Совершенствование химико—технологи ческого контроля производства солода и пива// АгроНИИТЭИПГ1.-1991.- сср.Пивовар, и безалкоголь. пр-сть, обзорн. инф, вып.9, -С. 1-24.

21. Грачева И.М., Исследование процесса образования высших спиртов дрожжами: Автореф. дис. докт. техн. наук.—М., 1972,—45с.

22. Грачева И.М., Биосинтез высших спиртов дрожжами// Итоги науки и техники.-1972.-том 1.-С.97-170.

23. Грачева И.М., Грачев Ю.П., Мосичев М.С. и др., Лабораторный практикум по технологии ферментных препаратов. М. .'Легкая и пищевая пром-сть, 1982.-240 с.

24. Грачева И.М., Кривова А.Ю., Технология ферментных препаратов.— М.:изд.Элевар,2000.,512 с.

25. Голмогоров Е. Солодовая рожь.// www.agroyug.ru|page|item|id-637/

26. Елисеев М.Н., Голикова Н.В., Совершенствование процессов приготовлениясусла для светлого пива// Пищевая пром.—1992-, №4,с.23.

27. Елисеев М.Н., Формирование качества и ассортимента продукции пивоваренной промышленности: Автореф. дис. .1998,-ЗЗс.

28. Ермолаева ГА, Гернет М.В. Определение оптимальных условий гидролиза крахмала // Пищевая пром-сть, АгроНИИТЭИПП,-2002.-инф.сборник, вып.4,-С. 19-21.

29. Братерский Ф.Д. Ферменты зерна. М.:Колос,2000.-196 с.

30. Жвирблянская А.Ю., Исаева B.C., Дрожжи в пивоварении. М.:Пищ. пром-сть, 1989.-247 с.

31. Жирова В.В., Образование летучих кислот и других метаболитов дрожжами в условиях пивоварения: Автореф.канд. техн. наук./ МТИПП. — М„ 1977.-25С.

32. А.В.Конарев, В.И.Хорева.,Биохимические исследования генетических ресурсов растений в ВИР е.// СПб.:ВИР,2000.-С. 69-97.

33. Захарченко H.A., Поляков В.А., Леденев В.П. Особенности технологии комплексной переработки зерна ржи.// 1-ая Московская межд.конференция: Крахмал и крахмалосодержащие источники- структура, свойства и новые технологии.-М.-РАСХН.-2001 .-с. 162.

34. Ибрагим Ахмад, Калунянц К.А., Каляева РА., Каптерева Ю.В.,

35. Нетрадиционное зерновое сырье в пивоварении //Пищеваяпромышлеппость

36. АгроНИИТЭИПП. -1992. -инф.сборник, вып.З, -С.20-22.

37. Иванова JI.A., Ежов Н.С., Калашникова AM., Ерофеева И.К., Опыт применения препарата Протосубтилин Г10Х для повышения стойкости пива//Сб. тр. НИЛ. С—Петербург, комб. пивовар, и безалкогол. Пром-сти им. Степана-Разина, Т2-СП6, 1999.-С.58-62.

38. Иванов С.,Холмогоров Е. Жить по ржи (ячмень,KyKypy3a)-ww.specnaz.ru,

39. Спецназ России,№2,(125), февраль,2007,С 1-5.

40. Ермалаева Г.А.,Грибкова И.Н. Интенсификация производства различных типов красящего солода., // Пиво и напитки, 2006, №3, С.23-29.

41. Андреев Н.Р.,Захарченко H.A.,Поляков В.А.,Леденев В.П. Комплекснаятехнология переработки зерна ржи на крахмал и спирт.//Межд.семииар Спиртовая и ликероводочпая промышленность-2000.-М-2001,с.6-10.

42. Хлыновский М.Д., Ермолаева Г.А.,Хлыновский А.Д. Методика оценки сусла в современном пивоварении .// Пиво и напитки, 2008,№1,С.23-27

43. Поляков В.А. Состояние и перспективы развития биотехнологических процессов в пищевой промышленности.-М-Пищепромиздат-2001-240с.

44. Калунянц К.А. Химия солода и пива.-М.:Агропромиздат, 1990.-176с.

45. Яровенко В.Л. и др., Технология солода, пива и безалкогольныхнапитков,-М.:Колос, 1992.—446с.

46. Кнорре Д.Г.,Мызина С.Д. Биологическая химия:-М.:Высшая школа., 2000.158479 с.

47. Кобелев KB, Иванова Е.Г. Изменение активности а-и ß-амилаз солода при затирании//Фермент, и спирт.пром-пость.-1999.-5,-С.ЗЗ-35.

48. Кобелев КВ., Домбровская Т.П., Иванова Е.Г., Швыркова Q.A., НПО напитков и минеральных вод, № 46755 83/13; Заявл. 10.04.89, Опубл. 07.04.99, Бюл. №13.

49. Поляков В.А., Римарева Л.В.,Оверченко М.Б. Получение биологически активной пищевой добавки Протоамин функционального назначения.// Хранение и переработка сельхозсырья.-1998.-№6.-с.29-32.

50. Конарев A.B. Адаптивный характер молекулярного полиморфизма и егоиспользование в решениях генетических ресурсов растений и селекции.,

51. Аграрная Россия,2002, №3, с.4-11.

52. Коновалов С.А., Биохимия дрожжей,-М.:Пищ. Пром-сть, 1980.—271с.

53. Коряков В.А. Созданиресурсосберигающих технологий на основе энзиматического гидролизата белковых субстратов. // сб. Прогрессивные технологии хранения и переработки сельхозпродукции.-М.-РАСХН,2006.-с.34-35.

54. Косминский Г.И., Зубко Г.А., Гидролизовапная молочная сыворотка в пивоварении//Пищ. Пром-сть, —1997,—22, вып.9,—С.28.

55. Андреев Н.П., Поляков В.А. Комплексная переработка зерна в пивоварении.// Международная научно-практическая конференция: Здоровье- питание — биологические ресурсы.-РАСХН. Киров.-2002, с.24-28.

56. Леевич Н.В., Применение повышенного количестванетрадиционного и несоложеного сырья в производстве пива и влияние его на качество пива. Автореф. дис.канд. техн. наук.-М., 1990. -14 с.

57. Поляков В.А., Оверченко М.Б., Серба Е.М., Римарева л.В. Влияниеферментного комплекса Asp.oryzae 387 на степень гидролиза дрожжевой биомассы.//Хранение и переработка сельхозсырья.-2000.-№8.-с.32-35.

58. Поляков В.А., Леденев В.П., Калинина O.A. Оптимизация процесса получения концентрированного замеса из зерна ржи.// храпение и переработка сельхозсырья.-2002.-№7.-с.34-37.

59. Лифшиц Д.Б., Салманова Л.С., Применение ферментных препаратов в пивоваренной промышленности // Ферментные препараты в пищевой пром-сти/Под ред. В. Л Кретовича. М.: Пищ. пром-сть, 1985.— Гл.5, с.307-411.

60. Лифшиц Д.Б., Михайловская Б.С, Самарина Т.В., Калунянц К.А., Павленко А.Д., Испытание ферментного препарата МЭК в пивоварении// Фермент, и спирт, пром-сть-1998, №8,-С.38-40.

61. Лифшиц Д.Б., Василенко О.М., Михайловская Б.С., и др., Ферментативный гидролиз белков солода и ячменя// Изв. ВУЗ. Пищ.технол,-1993. -С. 113-115.

62. Лифшиц Д.Б., Василенко О.М., и др., Повышение степени использования белков зернового сырья в производстве пива// Изв. ВУЗ. Пищ. техиол.— 1994, №5.-С. 17-20.

63. Лифшиц Д.Б., Василенко О.М., Действие протеаз различных происхо ждения на фракции белков ячменя// Изв. ВУЗ. 1998, №2—гС.

64. Лифшиц Д.Б., Василенко О.М., Мелетьев А.Е., Петрова Л. А., Михайловская Б.С, Значимость отдельных групп ферментов при переработке несоложепого ячменя в пивоварении// Изв. ВУЗ. Пищ. техпол.-1989, №4.-С44.

65. Лисюк Г.М., Помозова В.А., Особенности сбраживания пивного сусла с различным углеродным составом// Вопр. повыш. эффектов, пр-ва продуктов питания для населения Сибири, Кемерово, 1996,С. 10- 14.

66. Лисюк Г.М., Совершенствование технологии и повышение качества пива па основе регуляции метаболизма дрожжей: Дис.докт. техн. наук. — Кемерево, 1989.-515с.

67. Лхотский А, Ферменты в пивоварении, — М.;Пищ. Пром-сть, 1995. 76с.160перевод с четкого).

68. Киселева Т.Ф.,Помозова В.А.,Кроль А.Н. Совершенствование технологии ржаного солода с применением ферментных препаратов. //Пиво и напитки, №2,2006,с.21-28.

69. Маярцев П.М. Технология солода и пива.-М.: Пищевая промышленность, 1994,с.154.

70. Мальцев П.М., Великая Е.И., Зазирная М.В., Химико—технологический контроль производства солода и пива.М.:Пищевая пром-сть, 1986.- 447с.

71. Жеребцов Н.А., Н.А.Жеребцов, B.C. Григоров, О.С. Корнеева, Л.В.Спивакова; Лабораторный практикум по биохимии // Воронеж. Гос.техиол.акад. Воронеж, 2000,-138 с.

72. Мартьянова Л.А., Изменение азотистых веществ сусла и пива в зависимости от состава затора и температуры брожения: Автореф. дис. канд. наук.-М., 1971.-23с.

73. Масленникова Г.В., Региональные проблемы развития пивоваренного и солодовенного производства// агроНИИТЭИПП. -1999. -сер. Пивовар, и безалкогол. пром—сть, Обзорп. ипф., вып. №7,—С. 1—48.

74. Мелетьев А.И., Нгуен Тхи Хоай Чам, Интенсификация протеолиза кукурузы и риса в производстве пива. // Изв. вузов, пищ. технол. —1999, №3-4,-С. 17-20.

75. Поляков В.А., Леденев В.П., Кравченко и др. Способ производства этилового спирта из зернового сырья.// Патент РФ № 2192469.10.11. 2002.

76. А.В.Конарев, В.Г.Конарев, Н.К.Губарева,Т.И.Пепева., Цитология и генетика,2000,т34,№2,С91 -104.

77. Нгуен Тхи Хоай Чам, Мелетьев А.Е., Архипова Г.И., Влияние вида несоложеного сырья на белковый состав пивного сусла.—Киев, 1991.— бс.-Дсп. вУкр.НИИНТИ 13.05.91. № 661-УК91.

78. Козьмина Н.П.Прорастание семянржи и кукурузы в зависимости от химического состояния последних. // Аграрная промышленность, серия 12, 2000,23-31.

79. Патент Япония (.Р). Заявка № 56-130147. МКИ С 12, № 3/02. УДК. 663.5. Публикация 890117 № 1-59.

80. Патент Япония (JP). Заявка № 61-205499. МКИ С12, № 1/14. УДК. 663.18. Публикация 870204 № С-401.

81. Патент Германия (DD). Заявка № 277694. МКИ 4, С 12, № 1/04. УДК. 663.18. Публикация 900411. № 15.

82. Потапов Н.А., Ермакова Г.А., Разработка ржаного сорта пива. // Пищ. пром-сть, АгроНИИТЭИГШ.-1996.-инф. сборник, вып. 1,-С. 18-23.

83. Попов В.И., Кретов И.Г., Стабников В.Н., и др., Технология и оборудование предприятий бродильной промышленности, М.;Легкая и пищевая пром-сть. -1998,-—464с.

84. Портнова Н.Г., Ковалевич Л.С., Использование ферментных препаратов микробного происхождения. // Пищ. Пром-сть, 1991, №9, С.54-56.

85. Российское пиво// Food ППП: Производство продуктов питания., рус. -1999, №1.-с.46.

86. Салманова Л.С, Пешая Т.В., Углеводный состав пивного сусла, полученного с использованием повышенного количества несоложеного ячменя./ Научн.-произв. об-ние пиво-безалкогол. пром-сти. — М., 1994. -бс.-Деп. в ЦНИИТЭИ пищепроме 26.03.94, № 835.

87. Уффманн К,Бипдер М Содержащая лизин добавка к кормам для животных и способ ее получения ,Патент№ 2271120, 2000.06.23.

88. Салманова Л.С, Терешина Э.В., Полякова Л.Ф., Сиропы взамен сахара и солода в производстве пива// Пищ. пром-сть. ,1990, №5, С.55-56.

89. Салманова Л.С., Соболевская Т.Н., Терешина Э.В. и др., Действие ферментных препаратов на пивные заторы с повышенными количествами несоложеного ячменя .//Пищ. пром-сть, 1991. информ., вып.З, С. 14-18.

90. Салманова Л.С., Соболевская Т.Н., Терешина Э.В., Головей Ф.А., Абрамова Т.Э., О возможности замены Протосубтилина Г20Х протомегатерином Г20Х в производстве пива. // Пищ. Пром-сть, АгроНИИТЭИПП, 1997. информац. сборы., вып.1, С. 18-22.

91. Салманова КС, Терешипа Э.В., Полякова Л.Ф., Использование в производстве пива молочной сыворотки// Пищевая пром—сть, АгроНИИТЭИПП.-1990.-ипф. сб., вып. 1,-С. 13-16.

92. Соседов Н.И., Алексеева Л.В., Технология приготовления сусла из нетрадиционного сырья. М.:Колос,1999.-27с.

93. Тохтаханов И.У., Эгамбердиев Н.Б., Кобец Л.Т., Артыкова Х.Т., Сорта ячменя для пивоварения// Пищевая пром-сть. 1992, №2,С. 15.

94. Трофимова И.М., Юкало В.Г., Применение очищенных ферментных препаратов Амилоризип П10Х и МЭКПП-1 в пивоварении// Изв. ВУЗ пищ.технол.-1990, №2-3,-С.64-66.

95. ЮЗ.Тырсин Ю.А., Лабораторный практикум по курсу "Биохимические основы биосинтеза белка, аминокислот, нуклеиновых кислот и липидов", М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1992, 30с.

96. Ю4.Угрюмова В.Н., Херсонова Л.А., Любушкин В.И., Якушева В.А., Лаврова В.Л., Использование зерна кукукрузы в производстве пива. М., 1991, 28с. (Обзорн. информ./ ЩТИИТЭИпищепром. Сер. 10 "Пивовар, и безалкогол. пром-сть", вып.5.

97. Фертман Г.И., Муравицкая Л. В. Справочник для работников лабораторий пивоваренных заводов. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1992.-207с.

98. Юб.Хныкин A.M., Новое в технологии производства специальных солодов,— М.: АгроНИИТЭИПП, 1990. (Обзорн. информ./Сер.22 "Пиво-безалкогол. пром-сть; вып.1.),24с.

99. Ю7.Хныкип A.M., Мини-пивзавод различной производительности. Пшеничное пиво/Моск.техпол. ин-т пищ. пром-сти, М., 1999.с.78

100. ШишинВ.Д., Мини-пивзавод//Пищевая пром-сть-1991, №2,-С.32.

101. Шмидт Л.Г., Совершенствование технологии и улучшение качества солода и пива. -М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1997. -50с.

102. Якушева В.А, Калунянц К.А, Херсонова Л.А, Использование сиропов изнесоложеного сырья в пивоварении,-М., 1991.—/ХЩИИТЭИпищепром. Сер. 10 "Пивовар, и безалкогол. Пром-сть; вып. 10, С.1—4.

103. Annemuller G., Wolter Н.С., Muke О., Beubler A., Einsatzmoglich-keite von cellulasepraparaten im prozeB der Bierherstellung // Brauwelt.-1997. 131, №3. -P.54-57.

104. Atanasow W.I., Kabaktschieva G., Ginowa—Stojanowa T., Beer production with separately fermented sucrose solusion// Brew/ and Beverage Ind. Int.-1992, №2.-P.58-59.

105. Bergin Ted. Brewing with ginger is a snap// Zymurgy.-2000.-17, №4,-P.100-101.

106. Bailey Cory. Make mine with molasses.// Zymurgy. -1994. -17, №4. P. 102 -103.

107. Butcher D.M., Enzymes for efficiency//Brewer-1987.-73, № 868, -P.61 -64.

108. Boiserie J., La production des sirops de glucose et leurs application en brasserie//Cerevisia.-1999.-4, №3.-P/l 13-116,118.

109. Bourbonnais Jerry, Brewing with wild rice// Zymurgy.-2000.-17, №4.-P.100-101.

110. Briggs D.E., Wadeson A, The use of extruded barley, wheat and maize as adjuncts in mashing//J. Inst. Brew, 1986.-92, №5,-P.468-474.

111. Bruch Byren., Romancing the raspberry// Zymurgy.-1994.-17, №4.-P.70-71.-Англ.

112. Cagampang C.B., Cruz L.I., Espiritu S.G., Studies on the extraction and composition of rice proteins// Cereal chemystry -2006. -43, 2, P. 145—155.

113. Cason D.T., Reid G.C., Gather E.M., On the differing of fructose and glucose utilisation in Saccharomyses cerevisiae//J. Ints. Brew. 1992. 9, №6, P.6.

114. Charlie Papazian, The evolution of the microbrewing industry// New Brew.-2002.-9, №6,-P.6.

115. Demuyakor Bawa, Exploitation of Ghanaian traditional raw materials in tropical beer brewing// Hiroshima daigaku seigaku seibutsu seisangakubu kiyo.//J. Fac. Appl. Biol. Sci. Hiroshima Univ.-1994.-33, №1.-Р.40-45.-Англ.

116. Edgar David, Alabama's first microbrewery//New Brew.-1992.-9, №6,-P.48164

117. Etuk B.R., Murray K.R., Potential to use liquid membranes for alcoholreduced beer production// Progres Biochem.,2004, №1, -P.24—32.

118. Fidgett M., Smith E,, A model of sugar utilisation during batch bier// J. Appl. Chem. Biotechnol.-1995.-25, №5,-P.355-366.

119. FixS., Grain crushing criteria//Zymurgy.-1994-17, №3.-P.39-42.

120. Fraser C.S., Mass-produced Kjeldahl nitrogen analyses as an aid to barley classification//.!. Inst. Brew-1965.-71, 3,-P.240-244.

121. Griffin S.R., Fast and slow fermentation of brewers worth by strains of Saccharomyses cerevisiae//J. Inst. Brew-1990a-76, Nal.-P.41—45.

122. Griffin S.R., Fermentation of synthetic media containing glucose and maltose by brewers yeasty/J. Inst. Brew.-1990b.-76, №l,-P.45-47.

123. Heuse K.U., Piendl A., Effect of wort composition on yeast enzyme activity// Wallerst. Lab/Comm.-1992.-35, №116,-P.35-38.

124. Hudson I.R., Worth, the key to beer quality// Proc. Europ. Brew. Conv. 14-th Congr, Salzburg, 1973,-Elsevier. Amsterdam-1994.-P. 157-169.

125. Jones M., Nitrogenous contituents of wort and their role in fermentation// Brew. Digest.-1991.-46, №2,-P.63-66,70.

126. Juliano B.O., Bautista G.H., Lugay J.C., Reejes A.C, Studies on the physico-chemical properties of rice//J. Agr. Food Chem. -1994., -12, -P. 131 -138.

127. Кабзев И., Манчев C.T., Генов Н., Иидентифициране и количественно определяне на ферментируемете захари в пивна мъст и пиво// Научн. тр. Висш. Ин-т хранит, ивкуспром-сть. Пловдив. ,1993,30, №2,С.27-34

128. Keith Jackie, The long and short of brewing with rice// Zymurgy.-1994.-17. №4.-P.98-99.

129. Kelly СТ., Fogarty W.M., Microbial alfa-glucosidases //Process Biochem.1993.-18, №3,-P.6-12.

130. Kraus Brad, This spud's for you—potatoes as a brewing adjunct ь// Zymurgy.1994.-17, №4.-Р.78-80.-Англ.

131. Leach A.A., Nitrogenous components of worts and beers brewed from all malt plus wheat flour grists//J. Inst. Brew,-1968.,-74, №2,-P.183-192.

132. Lloyd W.J., Adjuncts//J. Inst. Brew.-1996.-92, №4, -P.336-345.

133. Lundin H., Schoroderheim I., Uberdie Fallung von EiweiBstoffcn und ihrer Spaltungsprodukte mit Tannin// Wochenschrift fur Brauerei, 1931, 48, 33, P.336-352.

134. Meredith O.S., Frachuk R., Chill haze protein of barley malt Find beer// J. Ints .Brew-1994.-70, №5,-P.410-415.

135. Martin PA, Cereal and sugar adjuncts// Brew. Guard.-1998,-107, №5,-P.29-37.

136. MasscheIein C.A., The biochemistry of matyration//J. Inst. Brew.-1996.-92, №3,-P.213-219.

137. Matucheski Michael, Jats: the right grain to brew// Zymurgy, -1994. 17, №4.-P.86-88.

138. Moshcr Randy, Grains of paradise in your beer// Zymyrgy. -1994. 17, №4. P. 50-51.-AHrji.

139. Moe Tina, Adler-Nissen Jens, Mashing of rice with barley malt under nonconventional process condition for use in food processes// Int. J.Food Sei. and Technol.,-1994.-29, №6.-P.635-649.-ahrji.

140. Muke O., Heidrich G., Korber K, Die kolloidale stabilitat des Bieres // Lebensmittelind.-1995.-32, №5,-P.214-217.

141. NarziB L., Neuer und neue technologien und ihre relevanz für deutsche Brauereien//Brauwelt.-1989.-129, №426-P. 1992-1999.

142. Niederauer Theo, Bedeutung von Enzymen in der Lebensmittelindustrie(II) // Zucker-und Susswar. will. -1995.-48, №l.-P.24-26.

143. Norris IC, Lewis M.J., Appilication of a commicial barley betaamylase in brewing //J. Amer. Soc. Brew. Chem.-1995,-43, №2,-P.96-101.

144. Palmiano E. P., Almazan A.M., Juliano B.O., Physico—chemycal properties of protein// Cereal chemistry-1998. 45, № 1, - P. 1-12.

145. Peinado J.M., Loureiro—Dias M.C., Reversible loss of affinity induced by glucose in the maltose -H+ symport of Saccharomyses cerevisiae // Biochim. Biophys. Acta:Biomembranes-1996.-856(VM 137), №2,-P.189-192.

146. Pfisterer E.A., Garrison I.F., Eckee R.A., Brewing with syrups// Tech. Quart. MB AA.-1998,-N15,-P.59-63.

147. Попова Ж., Манчев С, Кабзев И., Производство на пиво с тутанта Saccharomyses carlsbergensis 1-4 чрез ускорена ферментация в цилиндрично-коничен ферментатор // Храпит.-пром. наука.-1995.-I, №1,-С.65-69.

148. Portno A.D., Continuos fermentation in reletion to yeast metabolism// J. hist. Brew.-1998.-74, №5,-P.448-456.

149. Reed G., Peppier H., Yeast technology-Westport: The Avipubl. lo inc., 1993.-378p.

150. Ridgely Bill, African, sorghum beer// Zymurgy.-2004,-17. №4.-C.28-30.

151. Ridgely Bill, Sorghum.Beer. // Zymurgy.-1998.-17, №4.-C.96-97.

152. Riemann J., Einfluss des Aminosaurengehalts der würze auf die Bildung von Diacetyl und Acetoin// Brauwiss.-1973, №26,-S381 -385.

153. Schaus O.O., Brewing with high—gravity worst// Techn. Quart. МВАА,-1991.-8, №1,-P.7-10.

154. Schur F., Moderne Brautechnologie, Einige spezielle Aspekte// Brauind.-1990.-65, №9,-S.595-596.

155. Smith Gregg, The best from kits// Zymurgy.-1994.-17, №3.-S.83-84.

156. Sommer G., Versuche zur Optimiemy des Maischverfahrens// Brauwelt— 1999.-125, №19-206 S. 1120—1126.

157. Stewart G.G., Fermentation—yesterday, today and tomorrow// Techn. Quart. MB AA.-1997.-14, №1,-P.1-15.

158. Stiles Mike, Brew strawbeeries//Zymurgy.-1994.-17, №4.-S.72-73.

159. Stocklin Kate, Financing on tap// Amer. Brewer.-1994, №60.-S.20-30.

160. Talceda M., Glucose—induced inactivation of mitochondria enzymes in the yeast S. cercvisiae // Biochem. .-1991, №2,-P.281 -287.

161. Toth M., , Laszlo E., Hollo J., Brewing Beer with Enzymes and strarch Analysis//Starke-2004.-36, Ш1 .-P.374-378.

162. Toth M., Laszlo E., Enzyme in der wuzebereitung// Ernahrungsin dustrie1997, №7-8,-S.30.

163. Tressl R., Aromastoffe des Bieres und ihre Entstehung// Brauwelt. —1996, 116, №39,-S.125-129.

164. Ueda Seinosuhe, Ueki Tatsuro, Onba Riichiro, Ethanol fermentation of aromatic red rice without cooking, studies, on red wine brewing (Part 1)// Y. Ferment. TechnoL-1990, №5,-P.326-328.

165. Uhlig H., Enzyme in der Lebensmittelherstellung// Lebensmittechnik—1998.-20, №4,-S. 150-152.

166. Unkel M., Commercial enzymes in brewing// Food: Flavour., Ingred., Process and Packag-1997.-9, №11,-P.59.

167. Zipfel W., Zu- Urteil des EuGH Grundsatze und Folgerungen// Brauwelt— 1997.-127, №22,-S. 1002-1004.

168. Wiehern Herbert, Diliy Peter, Nachweis von Rohfruchtbieren MaisgieB als Malzersatz//Lebensmittel.-ehem. und gerichtl. Chem., 1997.41, №3, S.64-68.

169. Berman I.N. UberAmwendung enzymatiecher Kaltestabilisatoren // Brauwelt, 1979, 10, S. 84-85182. www., agroyug. ru. Кононенко С.И. Агропромышленный портал Юга России

170. Konarev V.G.,Gavriljuk I.P. at all, 2nd Edition,suppl.SPb: VIR, 2001, 417p.

171. Proidak N., KirievaW., Popov S. A Technology for Obtaining Protein

172. Additives from Cultivated Plants to Food Products // Inter. Conf." Agr. Sciences in the European Integration Olsztyn, 1995, p. 97-100.

173. Leryum P/F/ Studies on the physico-chemical properties of rye.// J.Agr.Food Chem.,2001,p 131- 138 .

174. Podutykan I .A. Nitrogenous constituents jf wort and their role in fermentation .// Drew.Digest., 2003, 49 , № 5, p.56-71.

175. Shaker G.K. at al. Rye beer. Int.J.Food Sci. and TechnoL, 2003,-29,№42, p.672-676.

176. Uger T.N. Enzymes in brewing.// Food. Flavour. Ingred. Process and Packag. 2000,-9,1 l,p.67-78.

Информация о работе

Григорьев, Максим Александрович
кандидата биологических наук
Москва, 2009
ВАК 03.00.23

Диссертация

Разработка биотехнологических процессов комплексной конверсии растительного сырья и вторичных сырьевых ресурсов АПК с получением кормовой добавки для животноводства - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы