Под действием комплекса цитолитических ферментов (гемицеллюлаз, глюконаз, арабинозидаз, ксиланаз и т. п.) происходит гидролиз гемицеллюлоз и гуммивеществ, входящих в состав клеточных стенок эндосперма ячменя.
В основе строения гемицеллюлоз лежат линейные цепи из глюкозы, к которым примыкают боковые цепочки B-глюкана, ксилозы и арабинозы. От растворимых гуммивеществ они отличаются нерастворимостью в воде и величиной молекулы. Под действием различных цитолитических ферментов солода гемицеллюлозы подвергаются гидролизу с образованием глюкозы, ксилозы, арабинозы и более крупных осколков типа декстринов.
При затирании под действием ферментов ячменя обычно нерастворимые гемицеллюлозы переходят в растворимые формы. Если в процессе солодоращения преобладает гидролиз растворимых гуммивеществ, то при затирании преобладает переход обычно нерастворимых гемицеллюлоз в растворимые гуммивещества, которые подвергаются дальнейшему гидролизу.
В солоде, особенно в зеленом солоде, содержатся ферменты, разрушающие гумми. Наиболее богаты цитазным комплексом ферментов ферментные препараты плесневого гриба Asp. oryzae. Последние расщепляют гумми по-разному: при глубоком гидролизе (когда расщепляется 90% гумми) образуются глюкоза, арабиноза, ксилоза и некоторое количество декстринов - осколков глюкана и ксилана; при менее глубоком гидролизе (когда расщепляется менее 80% гумми) получаются преимущественно декстрины (различной величины) и небольшое количество глюкозы, ксилозы и арабинозы.
Оптимальная температура для ферментов, вызывающих гидролиз гуммивеществ, находится в пределах 35-45°С, а оптимум рН 4,6-5,0.
При затирании под действием ряда ферментов происходит гидролиз пентозанов. Так, ферментативный гидролиз водорастворимого арабоксилана ржи происходит под действием четырех ферментов, которые все имеются и в ячмене.
Арабинозидаза освобождает свободную арабинозу из высокомолекулярного арабоксилана и из олигосахаридов.
Эндоксиланаза расщепляет цепи ксилана с минимальным образованием редуцирующих веществ.
Экзоксиланаза образует ксилобиозу из арабоксилана и из олигосахаридов.
Ксилобиаза освобождает ксилозу из ксилобиозы.
Из ферментативных процессов, протекающих при затирании, большое значение имеет расщепление фосфорных соединений. Фитаза расщепляет фосфорноорганические соединения с освобождением фосфорной кислоты. Увеличение содержания растворимого фосфора положительно сказывается на повышении буферноеT затора, препятствующей снижению рН при сбраживании.
Оптимум рН для действия фитазы 5,2, оптимальная температура 48° С; 60° С является губительной температурой для данного фермента.
При затирании в незначительной степени проявляется действие а-глюкозидазы (мальтазы), которая из мальтозы образует небольшое количество глюкозы.
Неферментативные процессы при затирании. Из неферментативных процессов заслуживают внимания обменные реакции солей воды с солями, перешедшими в затор из солода и других зернопродуктов. Наиболее важными являются реакции углекислых и сернокислых солей воды с фосфорнокислыми солями солода. Из фосфорнокислых солей в солоде преобладает первичный (кислый) фосфат калия КН2РO4, который создает кислую среду, благоприятную для действия ферментов. Однако при взаимодействии КН2РO4 с таким компонентом воды, как бикарбонат кальция, он превращается во вторичный щелочной фосфат калия:
В результате этой реакции рН затора повышается, что нежелательно.
При взаимодействии первичного фосфата калия с бикарбонатом магния протекает аналогичная реакция:
2КН2РO4 + Mg (НСO3)2 = MgHPO4 + К2НРO4 + 2Н2O + 2СO2.
Продуктами этой реакции являются два щелочных фосфата: вторичный фосфат магния и вторичный фосфат калия. Таким образом, бикарбонат магния сильнее подщелачивает затор, чем эквивалентное количество бикарбоната кальция.
Еще более сильное снижение кислотности, чем бикарбонат магния, производит бикарбонат и карбонат натрия. При взаимодействии первичного фосфата калия с карбонатом натрия образуются вторичные растворимые сильнощелочные фосфаты калия и натрия:
2КН2РO4 + Na2CO3 = К2НРO4 + NaHPO4 + Н2O + СO2.
В противоположность бикарбонатам и карбонатам сульфаты кальция и магния повышают кислотность затора, что видно из следующего уравнения реакции:
В результате реакции из щелочного фосфата получается первичный кислый фосфат калия. Реакция вторичного фосфата калия с MgSO4 является аналогичной.
Недостаточная кислотность затора неблагоприятно отражается на ферментативном гидролизе крахмала, белков и других составных веществ зернопродуктов; это сказывается на выходе экстракта и составе сусла. Поэтому вода, применяемая для затирания, должна удовлетворять технологическим требованиям; в случае необходимости вода должна подвергаться соответствующей обработке или затор, приготовленный на такой воде, подкисляется молочной кислотой, или в него добавляется гипс для достижения необходимой величины рН.
Для производства кваса применяется вода с общей жесткостью 0-1,5 мг-экв/л (0-4°); 1,5-3 мг-экв/л (4,1-8°) и 3-4,5 мг-экв/л (8,1-12°); остаточная щелочность воды не должна превышать 5°; лучше использовать более мягкую воду, имеющую меньшую жесткость.