В процессе соложения в ячменном зерне активизируются и накапливаются ферменты. Они очень разнообразны, под их действием происходят все биохимические превращения в зерне. Некоторые ферменты имеют значение только при соложении ячменя, они осуществляют превращения, связанные с дыханием зерна и ростом зародыша, но далее в технологическом процессе не имеют значения.
Очень большую роль при переработке солода и получении из него пивного сусла играют амилолитические ферменты. (Ранее амилолитический фермент называли диастазом).
Одной из главных задач процесса солодоращения и сушки солода является накопление амилолитических ферментов и сохранение их активности.
В ячмене и ячменном солоде содержатся амилолитические ферменты двух групп — α-амилаза (альфа-амилаза) и β-амилаза (бета-амилаза). β-Амилаза содержится в непроросшем зерне ячменя в свободном и связанном с белком состоянии и во время соложения ее активность увеличивается. Освобождается β-амилаза после воздействия на зерно протеолитических ферментов. α-Амилаза в исходном ячмене почти полностью отсутствует и образуется в зерне во время соложения. Оба α- и β-фермента различаются по своим свойствам и воздействию на крахмал.
Эндосперм растворяется под действием комплекса ферментов, в который входят фитаза и протеолитические ферменты.
Рис.18. Продольный срез:а-эндосперма замоченного зерна; б-тоже, зеленого солода после 6 суток проращивания.
Только после растворения клеточных стенок, заключающих в себе крахмальные зерна, становится возможным действие на крахмал амилолитических ферментов.
На микрофотографии (рис. 18) видны изменения эндосперма ячменного зерна во время соложения.
Показаны срезы замоченного ячменя и зеленого солода после 6 суток проращивания. Клеточные стенки почти все растворились, и зерна крахмала лежат свободно.
Активность ферментов определяется в единицах диастатической силы (ДС), которые показывают количество мальтозы (в граммах), образующейся из растворимого крахмала под действием 100 г солода. Максимальная активность амилолитических ферментов при правильном ведении процесса солодоращения достигается на восьмой день.
После растворения клеток (цитолиза) начинается активизация и протеолитических ферментов. Происходит «белковый распад», т. е. расщепление сложных белковых соединений на более простые. Наиболее благоприятная температура для расщепления белков 13—17°С, при более низких и более высоких температурах происходит неполный белковый распад, который может вызвать помутнение пива в дальнейшем.
Распределение азотистых веществ в ячмене приводится в табл. 10.
Таблица 10
Зерно | Содержание азотистых веществ, % | ||
в эндосперме | в зародышевом листке (проростке) | в корешках | |
Замоченный ячмень | 86,6 | 13,4 | - |
Солод на 5-й день | 72,8 | 18,11 | 9,1 |
Солод на 11-й день | 51,5 | 36,3 | 12,2 |
Степень распада белков контролируется образованием аминного азота в готовом зеленом солоде. Содержание аминного азота (в мг на 100 г. сухого вещества ячменя и солода) приведено ниже:
Непроросшее зерно | 90 |
Светлый солод | 225-400 |
Темный солод | 250-450 |
Количество аминного азота в темном солоде выше, чем в светлом. Белковый распад должен быть закончен в солодовне, тогда как конечное осахаривание крахмала достигается в варочном отделении.
Под действием ферментов в зерне при соложении повышается кислотность, этому способствует в основном фермент фитаза, расщепляющая фитин с выделением фосфорной кислоты в виде первичного фосфата, имеющего кислую реакцию. Аминокислоты при расщеплении белков также имеют кислую реакцию.
Активация и работа ферментов начинается около зародыша в клетках столбчатого эпителия, отделяющего щиток зародыша от клеток эндосперма. Щиток всасывает растворимые вещества, передает их зародышу, а ферменты от всасывающего эпителия движутся по направлению к вершине зерна. Происходит постепенное растворение эндосперма и других составных веществ ячменя. Процесс происходит в течение примерно 8 дней.