Alkoholová fermentace. Reakce alkoholové fermentace glukózy

Fermentační proces je považován za integrální základnu pro výrobu různých potravinářských produktů - pekárenských výrobků, mléčných výrobků, fermentované zeleniny. Také tento proces má velký význam v pivovarnictví, vinařství a produkci alkoholu. Na počátku fermentace se nejjednodušší uhlohydráty převedou na ethanol, oxid uhličitý a dalších prvků. To je základ fermentace.

Proces metabolismu kvasinek

K získání alkoholové fermentace jsou patogeny, kvasinkové mikroorganismy, fermentační monosacharidy, zejména glukóza. Pod jejich vlivem prochází fermentací a výsledkem je produkce ethylalkoholu a oxid uhličitý. V určitém prostředí může kvést fermentaci na úkor bakterií a plesnivých hub. Následuje reakce alkoholové fermentace glukózy. Po dokončení je konečný produkt oddělen od sladiny destilací. Potom se alkohol čistí frakční destilací. Aby se zvýšil růst kvasinek, sladina je provzdušněná (nasycená vzduchem, dusíkem nebo jinými plyny). Pak se vytvoří anaerobní podmínky k zajištění fermentace a akumulace alkoholu. Díky těmto podmínkám je zabráněno oxidaci alkoholu na kyselinu octovou, vodu a oxid uhličitý. Pro získání fermentace je koncentrace glukózy 10 až 15% a teplota by neměla překročit 30 ° C. Hustota cukru nižší než 10% je pro fermentaci nepříznivá. A v koncentraci 30-35% fermentace přestane nastat. Spontánní fermentace se může objevit během nedostatečného skladování produktů obsahujících cukr: džem, sirupy, džus, med, bobule. A toto se stává příčinou jejich poškození.

Chemický fermentační proces

U kvasinek dochází k alkoholové fermentaci ve dvou fázích:

• Oxidačním stupněm je přeměna cukru na kyselinu pyrohroznovou. Pokud k tomu dojde, vytváření dvou molekul NAD (enzymu, který existuje v živých buňkách), a to je meziproduktový atom vodíku.
• Redukční stupeň spočívá v přenosu molekuly vodíku na konečný atom. Konečný akceptor se stává hlavním produktem fermentace.

Kvasinky obsahují speciální enzym, který tvoří chemické reakce acetaldehydu. Vstupuje do vztahu s oxidem uhličitým a převádí se na ethanol pomocí dehydrogenázy. Fermentační proces dokončí regeneraci acetaldehydu.

Hlavní fermentační produkt

Jednoduché sacharidy (fruktóza a glukóza) jsou nejsnadnější podstoupit proces fermentace. Jak již bylo zmíněno výše, alkoholová fermentace je způsobena kvasinkami. Podle typu jsou distribuovány na kulturní a divoké produkty.

Kultivované kvasinky jsou rozděleny do forem spodního a horního kvašení. Tyto skupiny se liší fermentačními a teplotními podmínkami, při kterých začíná fermentační proces. Zemní kvasinky jsou charakterizovány tvorbou sraženiny a procházejí při teplotě nejvýše 10 ° C.

Skupina koní se dobře rozvíjí při teplotě 30 ° C a shromažďuje se hlavně v pěně produktu. Díky své aktivitě dochází k rychlejší reakci alkoholové fermentace a zpracovávají více cukru, což zvyšuje procento alkoholu.

Použití kultivovaných kvasnicových koncových produktů dává příjemnou vůni a chuti.

Divoké kvasnice mají poměrně malou schopnost kvasit. Když jsou fermentovány, vytváří se méně než 10% alkoholu. Produkují látky, které poškozují chuť a vůni konečného produktu. Během reprodukce tyto kvasinky neumožňují produkci užitečných látek v procesu fermentace požadované mikroflóry.

Produkty vedlejších fermentací

Během procesu fermentace v malých množstvích suroviny obsahující primární alkohol začínají vedlejší suroviny molekulárního rozkladu: glycerin, kyselina octová a aldehyd, produkty rozkladu alkoholu (butyl, amyl, izobutyl a další vyšší alkoholy). Jejich výroba probíhá během rozkladu aminokyselin. Ve výrobě jsou vedlejší produkty kvašení nazývány "fuselovy oleje".

Konečnou surovinou mnoha sekundárních produktů je acetaldehyd. Ve velké dávce přerušuje fermentaci. Proto kvasnice používající chemické procesy ji převádějí na etanol a fermentační sekundární suroviny. Vedlejší produkt je nedílnou součástí alkoholové fermentace. Sekundární látky se podílejí na buněčném metabolismu kvasinek.

Fermentace cukrů pro výrobu mladiny

Bez fermentačního procesu není možné získat počáteční mladinu na výrobu alkoholu a použít ho při výrobě vína. Kvasinky - příčiny fermentace. Zpracovávají glukózu, která je obsažena v plodu hroznů. Pro fermentaci se používá kvasnicový gen sacharomycete. Přírodní kvasnice na hroznových kůžích lze také použít.

Pro získání vysoce kvalitní vinné sladiny musí proces fermentace probíhat za určitého teplotního režimu. Při normální teplotě se fermentační reakce glukózy provede na správné úrovni. Optimální teplota pro výrobu červeného vína - je 27-30 ° C. Pro výrobu bílého vína není povoleno příliš vysoká teplota.

Výroba sladiny pro červená vína se provádí fermentací a macerací. Vzhledem k tomu, že kapalina z červených hroznů je bezbarvá, sladina se natáhne na kůži. Obsahuje barviva (antokyany), které jsou nezbytné pro výrobu červených vín.

Alkoholická fermentace a macerace probíhají současně. Fermentační proces však trvá déle než dva týdny a macerace může trvat až měsíc. Do značné míry závisí na odrůdě hroznů. Po dokončení všech procesů dochází také k čištění a doplňování vína. Velmi metamorfizmus alkoholového kvašení vinné kaše skončí, když bude zpracován celý cukr.

Použití procesu alkoholového kvašení v průmyslu

Jednou z hlavních oblastí fermentace kvasinek je potravinářský průmysl. Zejména při výrobě alkoholických nápojů se jako hlavní postup pro získání počáteční mladiny používá alkoholové kvašení glukózy. Také výroba pekařství je založena na takové fermentaci.

Při výrobě použitého alkoholu se používá koňské droždí. Velmi rychle uvaří cukr. Jsou však odolné vůči alkoholu. Kvasinky hrají velkou roli v odvětví piva. Ve výrobě vinařství již po určitou dobu nebylo použito žádné speciální kultivované kvasnice. Pro výrobu vína použitých surovin, které se nacházejí na hroznovém ovoci. S jeho pomocí proběhla alkoholová fermentace kvasinek, aby se získaly potřebné produkty.

Díky zavedení kulturních skupin ve vinařství se však podařilo dosáhnout rychlé fermentace a v důsledku toho vytvořit čistší typ produktu. Také alkoholové fermentace se používá při výrobě kaše.

Další nápoj

Braga je alkoholický nápoj, který se vyrábí kvasnicemi a cukrem. Po uplynutí určité doby alkoholová fermentace glukózy produkuje hmotu obsahující alkohol pro následné čištění (destilaci). Celý tento proces probíhá během fermentace cukru kvasinkami.

Důležitou složkou kaše

Během fermentace se udržuje určitá teplota - od 22 do 30 ° C. Při nižších teplotách tato skupina kvasinek bude mít pomalejší fermentační proces. Tím nedojde k správné výrobě konečného alkoholického nápoje. A při teplotě nad danou normou zemřou. kvasnice, a proces fermentace nenastane.

Hlavním integrálním prvkem při výrobě nápojů obsahujících alkohol jsou kvasnice. Pro získání takového nápoje, jako je kaše z cukru, se používají speciální alkoholické kvasnice horní fermentační skupiny.

Jaká voda je potřebná k alkoholovému kvašení?

Pro výrobu nápojů obsahujících alkohol musí být použita voda. K její vysoké náročnosti. Dokonalá voda - bezbarvá, průhledná. Neměl by mít vůni a chuť. Kvůli fermentaci kvasnic se ukázalo, že má vysokou kvalitu, upřednostňuje se voda s nízkým obsahem vápenatých a hořečnatých solí. Je považováno za nejlepší použít kapalinu z artesiánské studny.

Pro výrobu alkoholických produktů se používá surové vody. Obsahuje potřebné molekuly vzduchu, které droždí potřebují. Fermentační voda se čistí filtrací.

Délka fermentace kvasinek

Doba, po kterou kvasnice fermentuje celý cukr, závisí především na teplotě. Důležitá je také kvalita kvasinek. Přijatelná doba fermentace - od 7 do 14 dnů. Výroba konečného produktu alkoholového kvašení je považována za kompletní, pokud na povrchu není syčení a bubliny. Také cukrová kaše s úplným procesem fermentace má hořkou hořkou chuť.

Pokud je chuť sladká, pak kvasnice zemřely během procesu bez zpracování cukru. To je způsobeno nedodržením teploty, kvality vody a kvasnic.

Filtrace konečného alkoholového produktu

Po fermentaci kvasinek, nejjednodušší sacharidy, zejména glukóza, produkují ethanol, plyn, energii. Výsledný alkoholický nápoj musí být filtrován. K tomu se odstraní zbytky kvasnic a vedlejší produkty fermentace.

Čištění se provádí pomocí speciálních zařízení metodou rektifikace (separace na různé složky kapalných směsí). Tato filtrace se podrobí prvnímu alkoholu (surovému). Výrobek obsahující alkohol, který se tímto způsobem čistí, nemá žádné škodlivé nečistoty, estery a má měkkou a vysokou pevnost.

Další metody čištění

Při výrobě použitého chemického čištění je výsledný produkt fermentace kvasnic. Pro jeho použití se alkalické látky používají k odstranění škodlivých kyselin a esterů. Při vystavení účinkům alkalických látek se ethery saponifikují a současně se uvolňuje alkohol.

K odstranění produkovaných aldehydů a vedlejších sloučenin se používá slabý roztok manganistanu draselného. Oxiduje škodlivé nečistoty. Metody pomocného čištění zahrnují filtraci s aktivním uhlím. Je výborným absorbérem různých nečistot obsažených v surovém alkoholu.

Dalším způsobem čištění alkoholu v průmyslu je jeho tepelné zpracování. Při zahřátí na určité teploty v konečném produktu dochází k rozkladu nebezpečných nečistot. Maximální teplotní režim, při kterém dochází k tepelnému zpracování, je až do 140 ° C. Trvá 10-15 minut.

Závěr

Alkoholická fermentace je nejvíce studovaným chemickým procesem. Ale nic divného. Vedle výroby alkoholických nápojů získáváte díky tomuto procesu řadu kyselin, glycerinu a etanolu.