Ферменты для самогоноварения, приготовление хос и гос браги из пшеницы. Холодное осахаривание

Для производства спирта из крахмалосодержащего сырья (зерно, картофель, крахмал) используются вещества, которые осахаривают крахмал. Это может быть пророщенный солод либо микробные ферменты. Экономически целесообразно использовать для этих целей именно микробные ферментные препараты. По сравнению с солодом ферменты имеют ряд значительных преимуществ, которые обуславливают их широкое применение: для их производства используется более дешевое сырье; осахаривание крахмала под их действием происходит полнее, что позволяет увеличивать выход спирта; ферменты имеют высокую активность и долгий срок хранения; использование ферментов микробного происхождения в высоких концентрациях позволяет значительно ускорить процесс осахаривания сырья и сбраживания сусла.

Для осахаривания используется 2 фермента: и

Альфа-амилаза подготавливает сусло к осахариванию-разжижает его. Глюкоамилаза выполняет непосредственно осахаривание. Для более эффективного производства спирта из зерна и получения максимального выхода из крахмала сырья настоятельно рекомендуется применять ферменты целлюлаза и кислая протеаза.

Приготовление осахаренного сусла.

Исходный продукт (зерно) подлежит размолу на дробилках. Если Вы используете муку или крахмал, этот пункт Вам следует опустить. Крупность помола должна быть как можно мельче. При увеличении крупности помола увеличивается содержание несбраживаемых углеводов в браге.
Полученный помол (мука) смешивается с водой с соотношением 1 массовая часть помола на 4 части воды. Рекомендуется использование воды с остаточной жесткостью не ниже 2.5 (5,0) мг-экв./литр. При применении фермента целлюлаза допускается гидромодуль 1/3,5.

После смешивания в массу дозируется фермент альфа-амилаза в такой пропорции: на 1 кг крахмала вводится 0,33 грамма фермента. После внесения фермента сусло необходимо перемешать.

Массу с внесенным ферментом альфа-амилаза необходимо разварить. Основная цель разваривания — разрушение клеточной структуры, растворение и декстринизация крахмала сырья. В растворимом состоянии крахмал легко осахаривается ферментами. Процесс разваривания происходит при максимально возможной температуре, но не выше 100°С, в течение 60-120 мин. Оптимальная рабочая температура альфа-амилазы 90-95°С. Вполне достаточно кипения массы на слабом огне. Применяя открытый огонь, рекомендуется использовать рассекатель пламени с целью недопущения возможного пригорания сырья. Превышение температуры 100°С в процессе разваривания необратимо инактивирует фермент.

Разваренную массу необходимо охладить до температуры 50-60°С. После этого необходимо внести в сусло второй фермент - глюкоамилаза. Фермент глюкоамилаза вводится в разжиженное сусло при t сусла 55-60°C в следующей дозировке: на 1 кг. крахмала необходимо внести 0,7 грамм глюкоамилазы. После внесения фермента сусло необходимо перемешать. Процесс осахаривания продолжается 1-2 часа при стабильной температуре 50-60°C (на практике скорость будет зависеть от типа исходного сырья, степени помола). Следует отметить, что кроме глюкоамилазы в препарате содержится грибная альфа-амилаза, позволяющая частично исправить ошибки, допущенные при разжижении крахмала. Также препарат содержит значительное количество азота в виде амидов и аминокислот для ускорения спиртового брожения.

Ферменты и вносятся в сусло вместе с глюкоамилазой на стадии осахаривания.

Целлюлаза и протеаза не являются обязательными ферментами для процесса осахаривания. Применение Целлюлазы способствует уменьшению количества воды в замесе в процессе осахаривания, что в свою очередь позволяет более эффективно использовать полезный объем емкости. Применение протеазы позволяет увеличить выход спирта. При соблюдении технологического процесса применение целлюлазы и протеазы увеличивает общий выход спирта до 10%.

Необходимо перевести полисахарид крахмал, имеющийся в зернах, в простые сахара – мальтозу (называемую также солодовым сахаром и состоящей из двух молекул: глюкозы и фруктозы).

Для того, чтобы дрожжи смогли переработать крахмал в спирт, проводится осахаривание солодом или искусственными ферментами . Второй вариант значительно проще. Он не требует проращивания зерна, перемалывания солода, работы с затором. То есть – готовая к перегонке брага получается значительно быстрее и с меньшими затратами сил.

Для ее приготовления используется зерно или крупа (мука) различных злаков: пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, риса, а также пшена и гречки. Возможно осахаривание крахмала горячим и холодным способом. Рассмотрим оба.

Методика предполагает прогревание сусла при определенных температурах. Смысл технологии в быстром расщеплении углеводов зерна на простые сахара. При повышенной температуре процесс идет быстрее, чем без нагревания.

Плюсы и минусы метода

К плюсам отнесем:

• уменьшение времени превращения крахмала в удобоваримые для дрожжей формы сахаров;
• ускорение дальнейшего брожения и созревания браги;
• возможность контроля за правильным осахариванием;
• снижение риска заражения браги патогенными микроорганизмами и скисания.

Минусы также найдутся, ведь при горячей технологии необходимо:

• греть сусло, вследствие чего оно может подгореть. Этот недостаток уже не исправить, самогон будет иметь привкус гари;
• следить за температурным режимом и либо использовать специальное оборудование (которое могут позволить себе только маститые самогонщики) либо укутывать брагу;
• выдерживать температурные паузы;
• быстро охлаждать сусло по завершении осахаривания, иначе она может скиснуть.

В целом же горячее осахаривание потребует приложения больших усилий и тщательного соблюдения правил работы с суслом.

Процесс горячего осахаривания

Для начала определитесь, с каким сырьем вы будете иметь дело и действуйте по рекомендациям специалистов:

1. Если вы берете готовую муку или крупу, особой подготовки они не требуют. Зерно же необходимо измельчить так, чтобы разрушить оболочку каждого зернышка, иначе ферменты не смогут воздействовать на присутствующий в нем крахмал. Для этого можно применить крупорушку, которая найдется на сельском подворье или блендер в городской квартире.
2. Подготовьте воду (50-55ºС) из расчета 5 — 6 литров на 1 килограмм дробленки.
3. Поместите в середину емкости с горячей водой строительный миксер (насадка на дрель или шуруповерт) и включите.
4. Постепенно, струйкой прямо на миксер сыпьте крупу (муку). Так вы сможете добиться полной однородности затора без комкования.
5. Следите за температурой — следует поднять ее до 60ºС и поддерживать примерно 15 минут.
6. Далее нужно довести до кипения и варить смесь 1 — 2 часа (в зависимости от сырья) до получения однородной кашеобразной массы.
7. Когда смесь остынет до 70°С, внесите подробленный солод (150 г на каждый килограмм сырья) и несколько раз с короткими промежутками перемешайте.
8. Когда температура опустится до 62-63ºС, закрывайте емкость и укутайте её для сохранения тепла. Выдерживайте 2 — 4 часа, первое время надо перемешивать.

По окончанию процесса ферментации сделайте проверку на осахаривание. Смешайте каплю йода и каплю сусла на тарелочке. Если йод не изменил цвет, значит – весь крахмал превратился в простые сахара. Посинел – укутайте еще на полчаса.

1. После этого резко снижайте температуру (поможет холодная ванна) до 25ºС, вносите дрожжи (5 сухих или 25 г прессованных на килограмм), далее под гидрозатвор и постановка на брожение в темное место.

Холодная обработка (ферментами)

Этот метод проще, чем горячее осахаривание, поскольку для него требуется только нагреть воду градусов до 30 да смешать ингредиенты.

Преимущества:

• минимум затрат;
• не нужно специальное оборудование или укутывание, поскольку температурные паузы отсутствуют;
• осахаривание происходит вместе с брожением: ферменты постепенно высвобождают сахара, которые тут же перерабатывают дрожжи, создавая спирт;
• брагу можно перегонять без фильтрации, сняв с осадка.

Недостатки:

• длительное брожение (до 3 недель);
• возможно скисание браги, особенно если ставить ее без гидрозатвора.

Правила холодного осахаривания

На каждый килограмм сырья , которым служит крупа, мука или крахмал, понадобится:

• 3,5 л воды;
• по 3 — 5 г ферментов А и Г (пропорции обычно указаны на упаковке);
• 2 г лимонной кислоты;
• 25 г сырых (5 г сухих) дрожжей;
• 1 таблетка антибиотика амоксиклав (по желанию).

Подготовьте теплую воду (30 — 35ºC), разбродите дрожжи. Смешайте всё в емкости (заполнение не более 70% во избежание возможного пенообразования). После перемешивания ставим под гидрозатвором в темное место при комнатной температуре.

Интенсивное брожение начнется примерно через час-два, потом активность будет спадать. Время брожения — от 7 до 25 дней. Готовность браги можно определить по появлению тонкой пленки на поверхности (признак скисания).

Останется только снять с осадка и перегнать. Осветление в данном случае можно не делать ввиду малой эффективности.

Зерновая брага на ферментах

Поскольку ферментов требуется несравнимо меньше, чем солода, важно соблюдать определенные правила относительно их количества и внесения.

Подбор ингредиентов, пропорции

Для холодного способа, кроме выше описанных пропорций ферментов, возможны другие, где на 1 кг крахмалосодержащего сырья берут:

• 1 г Амилосубтилина (А);
• 2 г Глюкаваморина (Г);
• 1 г ЦеллоЛюкс-А;
• 4,5-5 г Протосубтилина.

Возможные (примерные) дозы на 1 кг сырья при горячем осахаривании:

1. Фермента А – Амилосубтилина понадобится:

• 0,7 г — для ячменя и ржи;
• 0,8 – для пшеницы и гороха;
• 0,9-1 г – для диса и кукурузы.

1. Г – Глюкаваморина – 1-1,5 г.
2. Ц-2000 – от 0.3 г для ржи до 1,5 г – для ячменя.
3. П-120: для кукурузы – 2 г; для остальных злаков – до 4 г.

Ферменты для браги

Для расщепления зерновых углеводов на простые сахара используются:

• А – Амилосубтилин;
• Г – Глюкаваморин;
• ЦеллоЛюкс-А (Ц-2000);
• Протосубтилин (П-120).

Приобрести их можно в специализированных магазинах, в том числе – через интернет.

Условия изготовления

С пропорциями и технологиями вы уже ознакомлены, но соблюдайте общие правила постановки зернового сусла на ферментах:

1. Правильно рассчитайте объем бродильной емкости, чтобы сусло не занимало больше 2/3 пространства, поскольку во время активного брожения возможно образование большого количества пены.
2. Гидрозатвор или перчатка на бродильное емкости – обязательны . Если вначале от попадания кислорода и активного размножения уксусно-кислых бактерий защищает выделение углекислоты, то когда брожение прекращено, брага может скиснуть в считанные часы. Гидрозатвор же не даст доступа кислороду.
3. Сбраживание проводите в тёмном помещении при температуре 23-29°С.
4. Прекрасным дополнением станет терморегулятор (нагреватель для аквариумов), на котором выставляют 27-29°С.
5. По готовности снимите с осадка и дважды перегоните.

И также обратите внимание, что здесь не применяется бентонит для осветления зерновой браги, так как это ослабляет аромат и вкус дистиллята.

1. Какие ферменты используются и почему?

В домашнее винокурение ферменты пришли из промышленности. Их использование в промышленности обусловлено снижением сложности, повышением стабильности технологических процессов, ускорения процесса производства и увеличением выхода спирта по сравнению с использованием традиционных методик. Использование полного комплекса ферментных препаратов позволяет получить максимальное количество спирта из сырья, а также уменьшить содержание посторонних компонентов в сусле, что положительно влияет на органолептику продукта перегонки.

Современная промышленность использует для разжижения и осахаривания сырья ферментные препараты:

• Амилосубтилин ГЗх (АмилоЛюкс, «А») - для разжижения сырья и подготовки его к действию других ферментов
• Глюкаваморин ГЗх (ГлюкаЛюкс-А, «Г») - для осахаривания крахмала
• ЦеллоЛюкс-А («Ц») - для осахаривания некрахмалистых полисахаридов (ксиланов, β-глюкана, целлюлозы, пектинов) либо подготовки их к действию вышеописанных ферментов.
• Протосубтилин («П») - для расщепления растительных белков, что приводит к более активной работе дрожжей

Таким образом, минимально необходимые ферменты при осахаривании - это Амилосубтилин и Глюкаваморин. ЦеллоЛюкс-А и Протосубтилин выполняют дополнительное осахаривание и подготовку к брожению.

2. Дозировка различных ферментов

Множество вопросов вызывает расчет дозировки ферментных препаратов. Обычно производитель или продавец указывают активность сухих ферментов в активных единицах на грамм фермента. Также существуют рекомендации от производителя по дозировке активных единиц ферментов на грамм вещества подвергающегося обработке. Причем в зависимости от тех. процесса количество ферментов может варьироваться от минимального до максимального. При помощи этого числа, а также с использованием таблиц по содержанию крахмала, белка и НПС (некрахмалистых полисахаридов) можно высчитать эталонную дозу каждого фермента на килограмм сырья.

Формула для расчета количества ферментов на килограмм сырья выглядит следующим образом:

Доза фермента (грамм) = (P*R*10)/A

• P - процент содержания вещества, подвергающегося обработке (например, крахмал)
• R - рекомендованная дозировка активных единиц
• А - активность препарата в единицах на грамм

Стоит добавить, что для некоторых типов сырья (рожь) и ферментов с истекшим или подходящим к концу сроку годности требуется увеличение дозы ферментов на 15-25%. Так как в домашних условиях рассчитывать точную дозировку препаратов практически нет смысла, то можно допустить некоторые упрощения в методике расчета, взяв максимально рекомендуемые значения.

В таблице приведен расчет дозировки ферментов на один 1 кг сырья:

Нарушения в дозировке препаратов в меньшую сторону могут сказаться на сроках работы ферментов и полноте переработки сырья. При этом от незначительного превышения дозировки негативных последствий не замечено (кроме перерасхода).

Таким образом, универсальным рецептом будет использование на 1 кг сырья:

• 1 грамм - Амилосубтилин ГЗх 1500
• 1.5-2 грамм - Глюкаваморин ГЗх 3000
• 1 грамм - ЦеллоЛюкс-А 2000
• 4-5 грамм - Протосубтилин 120

3. Типы осахаривания, их преимущества и недостатки

Сейчас в домашнем винокурении пользуются популярностью две различных технологии осахаривания - горячее и холодное, названные так из-за разных температур, при которых происходит гидролиз крахмала. При горячем осахаривании сырье нагревается до температур в 50-70°С и в таком состоянии подвергается воздействию ферментов в течение 10-20 часов. При этом минимален риск заражения сусла, максимально эффективно действуют ферменты, но этот способ требует больших усилий.
При холодном осахаривании с использованием ферментов процесс протекает при температурах, близких к 30°С и с одновременным брожением. Этот способ менее трудозатратный, но более долгий, и имеет больший риск скисания браги. На графиках представлена зависимость активности ферментов от температуры с течением времени:

Диапазон эффективного действия фермента Амилосубтилин соответствует области рН 5,0-8,0 и температуре 50-75°С. Для фермента Глюкаваморин эффективное действие лежит в следующих пределах: рН 3,0-6,5 и температуры 30-60°С.

Стоит добавить, что существует множество промежуточных способов между горячим и холодным осахариванием, применение которых во многих случаях может быть оправдано конкретными условиями, доступностью компонентов, затрачиваемым временем и другими факторами.

3.1 Горячее осахаривание (ГОС)

Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г:

• Подготовить горячую (кипящую) воду из расчета ~6.5 литров воды на 1 кг крахмала в сырье (для круп или дробленки).
• В горячую воду добавляется сырье с постоянным перемешиванием. Для перемешивания удобно использовать шуруповерт или низкооборотистую дрель с насадкой для перемешивания строительных смесей - “миксер”. При этом для того, чтобы избежать комков, сыпать лучше всего прямо на вращающуюся в воде насадку.
• При остывании смеси до 75°С вносится половина дозы фермента Амилосубтилин. Перед внесением его можно растворить теплой питьевой водой в отношении 1/10.
• Далее сусло перемешивается с кашеобразного до жидкого состояния или в течение примерно 30 мин.
• Суслу дают остыть до 56-58°С и вносят оставшуюся часть фермента Амилосубтилин и фермент Глюкаваморин, затем тщательно перемешивают “миксером”. Время работы ферментов на этом этапе составит около 1.5-2 часов.
• После окончания процесса осахаривания суслу нужно дать остыть до температуры около 30°С. Для того, чтобы сусло не “заразилось” во время остывания, желательно герметично закрыть емкость с ним.
• Сусло переливается в емкость для брожения (предварительно продезинфицированную), и в него вносятся дрожжи с дозировкой 2-3 грамм сухих или 10-15 грамм прессованных на килограмм сырья. Брожение происходит под гидрозатвором.

Активная фаза брожения будет продолжатся около 3-4 дней, затем брагу нужно периодически взбалтывать, не открывая бродильную ёмкость.

3.2 Холодное осахаривание (ХОС)

Рецепт приготовления браги с использованием крахмалосодержащего сырья и ферментов А и Г без заваривания:

• Сырье желательно раздробить и обязательно очистить от плевел, если они есть.
• Подготовить воду температурой около 35°С из расчета ~6.5 литров воды на 1 килограмм крахмала в сырье (для круп или дробленки). Стоит учесть, что ёмкость для брожения нежелательно заполнять брагой более, чем на 7/10 объема.
• В ёмкость для брожения вливается половина заготовленной воды.
• Для снижения вероятности заражения сусла обязательно рекомендуется в воду добавить антибиотик - доксициклин (1 капсула на 20 литров браги).
• Кислотность регулируется в пределах 5-5.5 pH ортофосфорной, серной или лимонной кислотами.
• Далее в ёмкость вносятся ферменты Амилосубтилин и Глюкаваморин, согласно дозировке на килограмм крахмала в сырье.
• Если есть, то можно добавить пеногаситель софэксил - 1 мл на 20 литров затора
• Вносится сырье, затем все перемешивается
• Добавляются дрожжи в соответствии с рекомендациями производителя (10 грамм сухих дрожжей на 4-5 литров браги).
• Добавляется оставшаяся часть воды.

Брожение происходит под гидрозатвором с периодическим помешиванием-взбалтываем (без нарушения герметичности). Процесс брожения занимает от полутора до трех недель. Готовность к перегонке контролируется по появлению пленки на поверхности браги. Появление пленки - это признак того, что брага начинает скисать и ее нужно тут же перегонять. В идеале следует перегонять брагу незадолго до появления пленки.

Горячее осахаривание - это… Хотя нет, давайте начнём с другого. Если вы хоть раз заходили на форумы или группы самогонщиков в соц. сетях, то 100% часто встречали аббревиатуры ГОС и ХОС. ГОС - это горячее осахаривание, а ХОС - холодное. И тот и другой способ используется в винокурении, а также в пивоварении, да и выполняют одни и те же функции.

Само по себе осахаривание - это процесс, благодаря которому происходит расщепление крахмала до простых сахаров. Горячее осахаривание производится с помощью естественных ферментов при температурном воздействии.

Так каков же сам по себе процесс горячего осахаривания?

Нам понадобится солод! Солод может быть как зелёным, так и белым.

Зелёный солод - зерно только что давшее ростки нужной длины. Хранится он совсем немного - до трёх дней. Если злак высушить, то получится уже белый солод - его можно гораздо дольше хранить. С процедурой горячего осахаривания одинаково справляются оба этих вида.


Преимущество горячего осахаривания - малые затраты времени. Для получения сахара требуется всего несколько часов и брага отыгрывает гораздо быстрее, чем при ХОС.

Но недостатки у горячего осахаривания тоже имеются:

• Из-за использования высоких температур есть риск пригорания сырья.
• При горячем осахаривании нужно поддерживать постоянную температуру в течение нескольких часов, а дома это делать достаточно сложно.
• Готовое сусло может очень быстро скиснуть.

Технология горячего осахаривания солодом:

1. Залить водой (50-55 градусов) крупу или муку, чтобы не образовывались комки - непрерывно помешивать. Рассчитывать количество воды исходя из пропорций: 4-5 литров воды на 1 кг сырья.
   Ёмкость не должна быть заполнена более, чем на 75%.
2. Температуру поднимаем до 60 градусов и поддерживаем на протяжении 15 минут.
3. Доводим массу до кипения и варим порядка двух часов до однородной кашицы.
4. Полученную кашу охлаждаем, до 65-70 градусов и добавляем в неё измельчённый солод из пропорции 150 грамм солода на 1 кг сырья, постоянно перемешиваем.
5. Как только температура упадёт до 62-65 градусов - закрываем варочную ёмкость крышкой и укутываем одеялом для сохранения тепла. Эту температуру нужно поддержать 2-4 часа., причём первую половину этого периода - перемешивать содержимое ёмкости.
6. После этого пускайте это сырьё в производство как можно скорее, чтобы оно не скисло.

При нарушении температурного режима горячее осахаривание не удастся или получится неполным. По завершении не забудьте провести йодную пробу.

Про ГОС мы написали, а это значит, что пришло время писать про холодное осахаривание. Происходит данный процесс без высоких температур при действии ферментов.
Для того, чтобы осуществить процедуру холодного осахаривания нам понадобится два фермента: Амилосубтилин и Глюкаваморин. Этим мы заменим солод. Первый фермент частично расщепляет молекулы, а второй перерабатывает крахмал в сахар. Холодное осахаривание - гораздо проще и дешевле, чем процесс солодовой варки, а получаемый результат одинаков.
Эти ферменты добавляют в сырьё вместе с водой. Происходит это на этапе приготовления браги. Брожение и преобразования крахмала в сахар происходит равномерно и почти одновременно.

У холодного осахаривания есть явные преимущества:

• Процесс очень прост и хорошо подходит для новичков
• Нет необходимости соблюдать точные температуры
• Низкая трудозатратность.

Но холодное осахаривание имеет также и недостатки:

• Требуется найти и купить ферменты;
• Увеличивается время брожения;
• Некоторые люди утверждают, что ферменты оставляют послевкусие.
• Если быть честными, то мы бы всё-таки советовали вам производить осахаривание с помощью солода.

Как происходит холодное осахаривание?

1. Исходное сырьё (крупа, мука и т. д.) засыпается в ёмкость для брожения, туда же заливается тёплая вода 30-35 градусов (3 литра на 1 кг), также засыпаются ферменты А и Г (по 3-5 грамм на 1 кг) и завершаем заполнение бака дрожжами. Бак нельзя заполнять более, чем на 70%, т. к. есть вероятность очень обильного пенообразования.
2. Всё содержимое бака нужно перемешать и поставить под гидрозатвор.
3. Поставить в тёмное место с температурой 20-28 градусов.
4. Брожение начнётся буквально в течение первых двух часов. Будет очень активным первые дни, а после понемногу стихнет. Сам процесс брожения будет длительным: 7-25 дней.
5. Если увидите тонкую плёнку на поверхности - срочно перегоняйте брагу! Плёнка - признак скисания.
6. Когда брага будет готова, снимите её с осадка и перегоните. Обычно, если вы осуществляете холодное осахаривание, то осветление бентонитом даёт низкий эффект.

Добавлять ли что-то ещё в брагу - только ваше решение. При холодном осахаривании часто используются такие ингредиенты, как: антибиотики (например, доксициклин), подкормка для дрожжей, кислота, пеногасители. Также пропорции ферментов зависят от данных, указанных производителем.
Надеемся, что эта статья была вам полезна. Удачи в холодном осахаривании!