Fermentazione alcolica La reazione della fermentazione alcolica del glucosio
Il processo di fermentazione è considerato una base integrale per la produzione di vari prodotti alimentari - prodotti da forno, latticini, verdure fermentate. Inoltre, questo processo è di grande importanza nella produzione di birra, nella vinificazione e nella produzione di alcol. All'inizio della fermentazione, i carboidrati più semplici vengono convertiti in etanolo, anidride carbonica e altri elementi. Questa è la base della fermentazione.
Processo di metabolismo del lievito
Per ottenere la fermentazione alcolica, i patogeni - i microrganismi del lievito - fermentano i monosaccaridi, in particolare il glucosio. Sotto la loro influenza, subisce fermentazione e, di conseguenza, l'output è alcool etilico e anidride carbonica. In un ambiente particolare, la fermentazione può avvenire a scapito di batteri e funghi ammuffiti. La prossima è la reazione della fermentazione alcolica del glucosio. Dopo il suo completamento, il prodotto finale viene separato dal mosto per distillazione. Quindi l'alcol viene purificato mediante distillazione frazionata. Al fine di migliorare la crescita del lievito, il mosto è aerato (saturo di aria, azoto o altri gas). Quindi vengono create condizioni anaerobiche per garantire la fermentazione e l'accumulo di alcol. Grazie a queste condizioni, viene prevenuta l'ossidazione dell'alcool ad acido acetico, acqua e anidride carbonica. Per ottenere la fermentazione, la concentrazione di glucosio va dal 10 al 15% e la temperatura non deve essere superiore a 30 ° C. La densità di zucchero inferiore al 10% è sfavorevole per la fermentazione. E a una concentrazione del 30-35% la fermentazione cessa di verificarsi. La fermentazione spontanea può verificarsi durante lo stoccaggio inadeguato di prodotti contenenti zucchero: marmellata, sciroppi, succo, miele, bacche. E questo diventa la causa del loro danno.
Processo di fermentazione chimica
Per il lievito, la fermentazione alcolica avviene in due fasi:
- Lo stadio ossidativo è la conversione dello zucchero in acido piruvico. Quando ciò accade, la formazione di due molecole di NAD (un enzima che esiste nelle cellule viventi), e questo è un atomo di idrogeno intermedio.
- Lo stadio di riduzione consiste nel trasferire la molecola di idrogeno nell'atomo finale. L'accettatore finale diventa il principale prodotto della fermentazione.
Il lievito contiene un enzima speciale che forma l'aldeide acetica attraverso reazioni chimiche. Entra in una relazione con il biossido di carbonio e viene convertito in etanolo con l'aiuto della deidrogenasi. Il processo di fermentazione completa il recupero di acetaldeide.
Prodotto principale di fermentazione
Carboidrati semplici (fruttosio e glucosio) sono i più facili da sottoporre al processo di fermentazione. Come accennato in precedenza, la fermentazione alcolica è causata dal lievito. Per tipo sono distribuiti su prodotti culturali e selvatici.
Il lievito coltivato è diviso in forme di fondo e alta fermentazione. Questi gruppi differiscono nelle loro condizioni di fermentazione e temperatura a cui inizia il processo di fermentazione. I lieviti vivi sono caratterizzati dalla formazione di un precipitato e vagano a una temperatura non superiore a 10 ° C.
Il gruppo di cavallo si sviluppa bene ad una temperatura di 30 ° C e viene raccolto principalmente nella schiuma del prodotto. A causa della loro attività, la reazione della fermentazione alcolica avviene più velocemente e processano più zucchero, il che aumenta la percentuale di resistenza del prodotto alcolico.
L'uso di prodotti finiti di lievito coltivato conferisce un aroma e un gusto gradevoli.
Il lievito selvatico ha una capacità di fermentazione piuttosto ridotta. Quando vengono fermentati, si forma meno del 10% di alcol. Producono sostanze che rovinano il gusto e l'odore del prodotto finale. Durante la riproduzione, questi lieviti non consentono la produzione di sostanze utili nel processo di fermentazione della microflora desiderata.
Sottoprodotti della fermentazione
Durante il processo di fermentazione nelle materie prime contenenti alcool in piccole quantità, iniziano a formarsi le materie prime laterali della decomposizione molecolare: glicerina, acido acetico e aldeide, prodotti di decomposizione alcolica (butile, amile, isobutile e altri alcoli superiori). La loro produzione avviene durante la decomposizione degli aminoacidi. Nella produzione, i sottoprodotti della fermentazione sono chiamati "oli fusel".
La materia prima finale di molti prodotti secondari è l'acetaldeide. In una grande dose, interrompe la fermentazione. Pertanto, il lievito che utilizza processi chimici lo trasforma in etanolo e nelle materie prime secondarie di fermentazione. Il sottoprodotto è parte integrante della fermentazione alcolica. Le sostanze secondarie sono coinvolte nel metabolismo cellulare del lievito.
Fermentazione degli zuccheri per la produzione di mosto
Senza il processo di fermentazione, è impossibile ottenere il mosto iniziale per la produzione di alcol e usarlo nella produzione di vino. Lievito: gli agenti causali della fermentazione. Lavorano il glucosio, che è contenuto nei frutti dell'uva. Per la fermentazione viene usato il genere saccaromicete del lievito. Si può anche usare lievito naturale sulle bucce.
Per ottenere un mosto di vino di alta qualità, il processo di fermentazione deve procedere ad un certo regime di temperatura. A temperatura normale, la reazione di fermentazione del glucosio sarà effettuata al livello corretto. La temperatura ottimale per la produzione di vino rosso - è 27-30 gradi C. Per la produzione di vino bianco non è consentita la temperatura troppo alta.
La produzione di mosto per i vini rossi viene effettuata con la fermentazione e la macerazione. Poiché il liquido delle uve rosse è incolore, il mosto è disegnato sulla sua pelle. Contiene coloranti (antociani), necessari per la produzione di vini rossi.
La fermentazione alcolica e la macerazione avvengono contemporaneamente. Ma il processo di fermentazione dura non più di due settimane e la macerazione può durare fino a un mese. In larga misura, dipende dalla varietà di uva. Dopo che tutti i processi sono stati completati, anche il mosto di vino viene sottoposto a pulizia e rifornimento. Lo stesso metamorfismo della fermentazione alcolica della poltiglia di vino sarà finito quando tutto lo zucchero sarà lavorato.
L'uso del processo di fermentazione alcolica nell'industria
Una delle aree principali in cui viene utilizzata la fermentazione del lievito è l'industria alimentare. In particolare, nella produzione di bevande alcoliche, viene utilizzata la fermentazione alcolica del glucosio come procedura principale per ottenere il mosto iniziale. Anche la produzione di prodotti da forno si basa su tale fermentazione.
Nella fabbricazione di alcol lievito per cavalli usato. Fermentano molto velocemente lo zucchero. Tuttavia, sono resistenti all'alcol. Il lievito svolge un ruolo importante nell'industria della birra. Nella vinificazione, per qualche tempo, non è stato usato nessun lievito di coltura speciale. Per la produzione di vino utilizzato materie prime, situate sui frutti dell'uva. Con il suo aiuto, la fermentazione alcolica del lievito ha avuto luogo per ottenere i prodotti necessari.
Ma con l'introduzione di gruppi culturali nella vinificazione, è diventato possibile ottenere una fermentazione rapida e, di conseguenza, creare un tipo di prodotto più pulito. Inoltre, la fermentazione alcolica viene utilizzata nella produzione di poltiglia.
Un altro tipo di bevanda
Braga è una bevanda alcolica prodotta dalla fermentazione di lievito e zucchero. Dopo un certo tempo, la fermentazione alcolica del glucosio produce una massa contenente alcol per la successiva purificazione (distillazione). L'intero processo avviene durante la fermentazione dello zucchero con lievito.
Un componente importante del mosto
Durante la fermentazione, una certa temperatura viene mantenuta - da 22 a 30 gradi C. A temperature più basse, questo gruppo di lievito avrà un processo di fermentazione più lento. Questo non darà la corretta produzione della bevanda alcolica finale. E a una temperatura superiore a una determinata norma moriranno. lievito di birra, e il processo di fermentazione non si verificherà.
Il principale componente integrale nella preparazione di bevande contenenti alcol è il lievito. Per l'approvvigionamento di una tale bevanda, come il mosto di zucchero, viene usato lo speciale lievito alcolico del gruppo di fermentazione superiore.
Quale acqua è necessaria per la fermentazione alcolica?
Per la produzione di bevande contenenti alcol deve usare acqua. Alle sue alte richieste. Acqua perfetta - incolore, trasparente. Non dovrebbe avere un odore e un sapore. Per fermentare il lievito si è rivelato di alta qualità, la preferenza è data all'acqua con un basso contenuto di calcio e sali di magnesio. È considerato il migliore da usare liquido da pozzi artesiani.
Per la fabbricazione di prodotti alcolici utilizzati acqua grezza. Contiene le molecole d'aria necessarie che sono necessarie al lievito. L'acqua di fermentazione viene purificata per filtrazione.
Durata della fermentazione del lievito
Il tempo necessario affinché il lievito faccia fermentare tutto lo zucchero dipende principalmente dalla temperatura. Altrettanto importante è la qualità del lievito. Tempo di fermentazione accettabile - da 7 a 14 giorni. La produzione del prodotto finale della fermentazione alcolica è considerata completa se non ci sono sibili e bolle sulla superficie. Inoltre, la poltiglia di zucchero con un processo di fermentazione completo ha un sapore amaro-amaro.
Se ha un sapore dolciastro, allora il lievito è morto durante il processo senza trasformare lo zucchero. Ciò è dovuto al mancato rispetto della temperatura, della qualità dell'acqua e del lievito.
Filtrazione del prodotto finale alcolico
Dopo la fermentazione del lievito, i carboidrati più semplici, in particolare il glucosio, producono etanolo, gas, energia. La bevanda alcolica risultante deve essere filtrata. Per questo vengono rimossi i residui di lievito e i sottoprodotti della fermentazione.
La purificazione è effettuata con l'aiuto di dispositivi speciali con il metodo di rettifica (separazione in vari componenti di miscele liquide). Tale filtrazione è soggetta al primo alcol (grezzo). Il prodotto contenente alcol, purificato con questo metodo, non ha impurità nocive, esteri e ha una forza morbida e alta.
Metodi di pulizia aggiuntivi
Nella produzione di detergenti chimici usati il prodotto finale della fermentazione del lievito. Per il suo uso, l'alcali viene utilizzato per rimuovere acidi e esteri nocivi. Quando esposti agli alcali, gli eteri vengono saponificati e allo stesso tempo viene rilasciato alcol.
Per rimuovere le aldeidi prodotte e i composti laterali, viene utilizzata una soluzione debole di permanganato di potassio. Ossida le impurità nocive. I metodi di pulizia ausiliaria includono la filtrazione a carbone attivo. È un ottimo assorbitore di varie impurità contenute nell'alcol grezzo.
Un altro metodo per pulire l'alcol nel settore è il trattamento termico. Se riscaldato a determinate temperature nel prodotto finale, avviene la decomposizione delle impurità pericolose. Il regime di massima temperatura a cui si effettua il trattamento termico è fino a 140 gradi C. Dura 10-15 minuti.
conclusione
La fermentazione alcolica è il processo chimico più studiato. Ma niente di strano. Oltre alla produzione di bevande alcoliche, attraverso questo processo è possibile ottenere una varietà di acidi, glicerina e etanolo medicale.