Способ получения этилового спирта из зерна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ИЗ ЗЕРНА(71) Заявитель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(72) Авторы Цед Елена Алексеевна Миронцева Анна Александровна Волкова Светлана Владимировна Королева Лидия Михайловна(73) Патентообладатель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(57) Способ получения этилового спирта из зерна, включающий измельчение зерна, смешивание его с водой, подогрев замеса, разжижение альфа-амилазой, разваривание, охлаждение разваренной массы, осахаривание глюкоамилазой, охлаждение, внесение в охлажденное сусло дрожжевой разводки и сбраживание, отличающийся тем, что в охлажденное сусло вносят дрожжевую разводку, приготовленную с использованием штамма дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д, а сбраживание осуществляют в течение 52-62 часов. Изобретение относится к спиртовой промышленности, в частности к производству пищевого этилового спирта из зерна. Известен способ получения пищевого этилового спирта из зерна, при котором измельченное сырье смешивают с водой, замес подогревают до 50-55 С, внося разжижающий ферментный препарат альфа-амилазу, нагревают замес до 65-70 С, выдерживают 120150 мин, далее подогревают замес до 80-95 С, выдерживают 30-40 мин, охлаждают до 56 С, осахаривают глюкоамилазой в течение 20-30 мин. Осахаренное сусло охлаждают до 30 С, вносят дрожжевую разводку в количестве 6-8 от объема сусла. Сусло с дрожжами оставляют на брожение в течение 72 ч. В качестве сбраживающего компонента используют дрожжирасы 1. Расаобладает следующими свойствами хорошо сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу на 1/3, раффинозу,несколько слабее галактозу. Лактозу не сбраживает. При сбраживании крахмалсодержащего сырья накапливают 6-8,5 спирта (по объему). Раса- верхнебродящие дрожжи,хорошо распределяющиеся во всем объеме затора, пылевидные, не образующие хлопьев. Оптимальная температура их развития - 3033 С, максимальная - 38 С, минимальная 14872 1 2011.10.30 5 С. Величинуво время брожения поддерживают в пределах 3,84,0. После сбраживания зерно-картофельных заторов расойостаются неиспользованными около 0,1 галактозы, 0,4 декстринов и 0,5 пентоз 2. Недостатками данного способа являются большая длительность процесса, недостаточный выход спирта, низкие качественные показатели бражки. Задачей изобретения является повышение выхода этилового спирта, сокращение длительности брожения, повышение качественных показателей бражки. Технический результат достигается тем, что способ производства пищевого этилового спирта из зерна, включающий измельчение зерна, смешивание его с водой, подогрев замеса, разжижение альфа-амилазой, разваривание, охлаждение разваренной массы, осахаривание глюкоамилазой, охлаждение, внесение в охлажденное сусло дрожжевой разводки и сбраживание, отличается тем, что в охлажденное сусло вносят дрожжевую разводку,приготовленную с использованием штамма дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д, а сбраживание осуществляют в течение 52-62 ч. Штамм дрожжейбыл выделен при исследовании микрообсемененности концентрата квасного сусла и хранится в коллекции Могилевского государственного университета продовольствия, а также в коллекции непатогенных микроорганизмов АН Беларуси под номером БИМ -190 Д и относится к расе КМ-94. Штамм дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д обладает следующими свойствами оптимальная температура сбраживания спиртового сусла 28-32 С,максимум температуры роста - 37 С. Оптимальныйсреды 4-5. Факультативный анаэроб. Сбраживает глюкозу, галактозу, мальтозу, сахарозу, раффинозу (1/3). Не сбраживает лактозу. Ассимилирует глюкозу, галактозу, мальтозу, сахарозу, трегалозу, раффинозу, метилглюкозид, молочную кислоту. Не ассимилирует -сорбозу, целлобиозу, лактозу, меллибиозу, мелецитозу, инулин,крахмал растворимый, -ксилозу, -арабинозу, -арабинозу, -рибозу, -рамнозу, эритрит,рибит, дульцид, маннит, сорбит, этанол, глицерин, салицин, янтарную кислоту, лимонную кислоту, инозит. Нитраты, этиламин гидрохлорид и кадаверин не усваивает. Благодаря использованию штамма дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д длительность брожения при получении этилового спирта сокращается, выбраживание ржаных заторов происходит более полно с более высоким выходом спирта до 8,5-9,5 об. . Данные факторы объясняются тем, что штамм дрожжейраса КМ-94 БИМ -190 Д выделен из среды, наиболее благоприятной для осуществления спиртового брожения на зерновом сырье, и обладает способностью более интенсивно накапливать дрожжевую биомассу. Зерно подают на молотковую дробилку, измельчают, подают в смеситель, смешивают с водой, подогревают до температуры 50-55 С, разжижают замес альфа-амилазой при температуре 70 С в течение 120-150 мин. После этого затор разваривают 30-40 мин при температуре 80-95 С. Далее затор подают в испаритель-осахариватель, где охлаждают до температуры 56 С и осахаривают глюкоамилазой в течение 20-30 мин. Осахаренное сусло, выходящее из осахаривателя, закачивают для охлаждения в теплообменник. В сусло,охлажденное до 18-24 С в теплообменнике, вносят дрожжевую разводку, приготовленную с использованием штамма дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д, в количестве 6-8 от объема сусла и подают в бродильные чаны. В бродильных чанах происходит процесс сбраживания сусла в течение 52-62 ч. Пример 1. Зерно подают на молотковую дробилку, измельчают, подают в смеситель, смешивают с водой, подогревают до температуры 55 С, разжижают замес альфа-амилазой при температуре 70 С в течение 135 мин. После этого затор разваривают 35 мин при температуре 90 С. Далее затор подают в испаритель-осахариватель, где охлаждают разваренную массу до температуры 56 С и осахаривают глюкоамилазой в течение 25 мин. Осахаренное сус 2 14872 1 2011.10.30 ло, выходящее из осахаривателя, закачивают для охлаждения в теплообменник. В 1000 л сусла, охлажденного до 22 С в теплообменнике, вносят дрожжевую разводку, приготовленную с использованием штамма дрожжейрасы -94 БИМ -190 Д, в количестве 7 от объема сусла и подают в бродильные чаны. В бродильных чанах происходит процесс сбраживания сусла в течение 52 ч. Пример 2. Зерно подают на молотковую дробилку, измельчают, подают в смеситель, смешивают с водой, подогревают до температуры 55 С, разжижают замес альфа-амилазой при температуре 70 С в течение 135 мин. После этого затор разваривают 35 мин при температуре 90 С. Далее затор подают в испаритель-осахариватель, где охлаждают разваренную массу до температуры 56 С и осахаривают глюкоамилазой в течение 25 мин. Осахаренное сусло,выходящее из осахаривателя, закачивают для охлаждения в теплообменник. В 1000 л сусла,охлажденного до 22 С в теплообменнике, вносят дрожжевую разводку, приготовленную с использованием штамма дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д, в количестве 7 от объема сусла и подают в бродильные чаны. В бродильных чанах происходит процесс сбраживания сусла в течение 57 ч. Пример 3. Зерно подают на молотковую дробилку, измельчают, подают в смеситель, смешивают с водой, подогревают до температуры 55 С, разжижают замес альфа-амилазой при температуре 70 С в течение 135 мин. После этого затор разваривают 35 мин при температуре 90 С. Далее затор подают в испаритель-осахариватель, где охлаждают разваренную массу до температуры 56 С и осахаривают глюкоамилазой в течение 25 мин. Осахаренное сусло,выходящее из осахаривателя, закачивают для охлаждения в теплообменник. В 1000 л сусла,охлажденного до 22 С в теплообменнике, вносят дрожжевую разводку, приготовленную с использованием штамма дрожжейрасы КМ-94 БИМ -190 Д, в количестве 7 от объема сусла и подают в бродильные чаны. В бродильных чанах происходит процесс сбраживания сусла в течение 62 ч. Одновременно производили получение пищевого этилового спирта по предлагаемому способу и способу-прототипу. Об эффективности процесса судили по значениям общего количества дрожжевых клеток, количества растворимых несброженных углеводов, титруемой кислотности бражки и содержанию этилового спирта в зрелой бражке. Содержание спирта в бражке определяли методом перегонки с последующим его установлением в дистилляте ареометрическим методом. Качественные показатели бражек представлены в таблице. Как видно из таблицы, бражка, полученная по предлагаемому способу, отличается от бражки, полученной по способу-прототипу, более низкими показателями несброженных растворимых углеводов, более высоким содержанием дрожжевых клеток, высоким содержанием пищевого этилового спирта и более низкой титруемой кислотностью. Качественные показатели бражек Бражка, полученная Бражка, полученная по предлапо способу-прототипу гаемому способу Показатели Прототип Пример 1 Пример 2 Пример 3 Общее количество дрожжевых 98 136 142 156 клеток, млн./см 3 Содержание несброженных рас 0,62 0,60 0,43 0,45 творимых углеводов,Титруемая кислотность, град. 0,72 0,48 0,50 0,62 Содержание этилового спирта,8,5 8,6 9,0 8,8 об.3 14872 1 2011.10.30 Важными преимуществами заявляемого способа производства спирта по сравнению с производством спирта по классической схеме являются увеличение выхода спирта на 1,25,9 , сокращение длительности брожения до 52-62 ч и повышение качественных показателей бражки. Так, содержание несброженных растворимых углеводов в бражке, полученной по предлагаемому способу, на 3-31 ниже содержания несброженных растворимых углеводов в бражке, полученной по способу-прототипу. Содержание общего количества дрожжевых клеток в бражке, полученной по предлагаемому способу, на 38-58 млн./см 3 выше содержания общего количества дрожжевых клеток в бражке, полученной по способупрототипу. Титруемая кислотность бражки, полученнойпо предлагаемому способу, на 13,9-33,3 ниже по сравнению с титруемой кислотностью бражки, полученной по способу-прототипу. Сбраживание дрожжамирасы КМ-94 БИМ -190 Д менее 52 ч приводит к незначительному уменьшению содержания несброженных растворимых углеводов в бражке, титруемой кислотности, незначительному увеличению общего количества дрожжевых клеток вследствие недостаточной длительности процесса для проявления максимальной бродильной активности дрожжевых клеток, и, следовательно, это не приводит к увеличению содержания этилового спирта в бражке. При сбраживании дрожжамирасы КМ-94 БИМ -190 Д более 62 ч наблюдаются процессы автолиза дрожжевых клеток, вследствие чего содержание несброженных растворимых углеводов, общее количество дрожжевых клеток и титруемая кислотность не уменьшаются, снижается содержание этилового спирта. Источники информации 1. Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А. и др. Технология спирта. - М. Колос, Колос-пресс, 2002. - С. 104-105, 184-187, 192-199, 244, 253-254. 2. Борисова С.В., Решетник О.А., Мингалеева З.Ш. Использование дрожжей в промышленности. - СПб. ГИОРД, 2008. - С. 154, 155. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4