tahıllarda sıcak ve soğuk sakkarifikasyon (şekerleştirme).

Sıcak ve soğuk sakkarifikasyon teknolojisi

İçerik:

·          1 Sıcak şekerleştirme teknolojisi

   1.1 Sıcak şekerleştirme ilkesi

1.2 Sürecin aşamaları

1.3 Avantajları ve dezavantajları

·         2 Soğuk sakkarifikasyon teknolojisi

2.1 Soğuk şekerleştirmenin ilkesi

   2.2 Sürecin aşamaları

2.3     Avantajları ve dezavantajları

·         3 Nişasta içeren hammaddelerden alkol verimi tablosu

·         4 Çözüm

Şekerleştirme, karmaşık karbonhidratların (nişasta) basit şekerlere (glikoz ve maltoz gibi monosakkaritler) dönüştürülmesi işlemidir ve alkol ve diğer fermantasyon ürünlerinin üretiminde önemli bir adımdır. Şekerleştirmenin iki temel yöntemi vardır: Sıcak ve soğuk. Her birinin kendine özgü özellikleri, avantajları ve dezavantajları vardır; bu da hammadde kalitesine ve istenen nihai ürüne bağlı olarak teknoloji seçimini etkiler. Tahıl sakkarifikasyonunda kullanılan enzimler amilosubtilin (alfaamilaz) ve glukavamorindir (glukoamilaz) . Birincisi uzun nişasta moleküllerini parçalara ayırır, ikincisi ise bu parçaları basit şekerlere ayırır. Bunlar enzim A ve G olarak kısaltılır.

Sıcak şekerleştirme teknolojisi

Sıcak şekerleştirme ilkesi

Sıcak malt sakkarifikasyonu, nişastayı şekerlere parçalamak için yüksek sıcaklıkların ve özel enzimlerin kullanılmasını içerir. Bu işlem, yüksek sıcaklıklarda (genellikle 60-70 santigrat derece) ve bu koşullar altında aktif olan alfa-amilaz gibi özel enzimler kullanılarak gerçekleşir.

Buğdayın, şıraya dönüştürülmek üzere sıcak sakarifikasyonu sırasında, nişasta daha basit şekerlere parçalanır ve fermantasyon sürecinde maya tarafından işlenmeye hazır hale gelir. Bu adım, daha sonra alkole dönüştürülecek olan istenilen şeker miktarının elde edilmesinde anahtar rol oynar. Sıcak sakkarifikasyon, nişastalı ürünlerden şekerlerin çıkarılmasını iyileştirir ve nihai üründe daha karmaşık ve zengin bir tat yaratılmasına yardımcı olur.

Sürecin aşamaları

1. Şıranın hazırlanması: İlk aşamada nişastalı hammaddeler (örneğin arpa, mısır veya patates) ön işleme tabi tutulur. Bu, suyun ve enzimlerin nişastaya erişimini kolaylaştırmak için öğütme ve pişirme işlemlerini içerebilir.

2. Nişasta hidrolizi: Hammaddeler hazırlandıktan sonra şıra belli bir sıcaklığa (genellikle 60°C ila 75°C) kadar ısıtılır. Bu noktada, nişastayı daha basit şeker moleküllerine parçalamaya başlayan enzimler olan amilazlar eklenir. İşlem, kullanılan enzim türüne ve istenen sonuca bağlı olarak birkaç dakikadan birkaç saate kadar sürebilir.  

3. Sakkarifikasyon: Bu aşamada oluşan oligosakkaritlerin glikoz ve maltoza son dönüşümü için beta-amilaz eklenir.  

4. Fermantasyon: Sıcak sakkarifikasyon fermantasyonu, nişastanın sakkarifikasyonu ile oluşan şekerlerin mayanın etkisiyle alkol ve karbondioksite dönüştürülmesi işlemidir. Nişasta, alfa-amilaz gibi enzimlerin yardımıyla 60-70°C arasındaki sıcaklıklarda basit şekerlere parçalanır. 

Şekerleştirmeden sonra şıra, maya için optimum sıcaklığa (genellikle 18-24°C) soğutulur ve maya eklenir. Şekerleri metabolize etmeye başlarlar, alkol ve karbondioksit üretirler. Fermantasyon, mayanın türüne ve elde edilmek istenen son ürüne bağlı olarak birkaç günden birkaç haftaya kadar sürebilir.

Avantajları ve dezavantajları

Avantajları:

- İşlemin hızı.

- Nişastanın şekere dönüşüm verimi yüksektir.

Kusurlar:

- Yüksek enerji maliyetleri.

- Çok yüksek sıcaklıkta enzim denatürasyonu riski.

Soğuk sakkarifikasyon teknolojisi

Soğuk şekerleştirmenin ilkesi

Soğuk enzim sakkarifikasyonu, alkollü içeceklerin üretiminde kullanılan ve nişastanın sakkarifikasyonunun genellikle 45-60°C arasındaki düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesine olanak sağlayan bir işlemdir. Bu yöntem sıcak şekerleştirmeden farklıdır ve kendine has özellikleri vardır. Soğuk sakkarifikasyon işleminde, düşük sıcaklıklarda aktif olan glukoamilaz gibi fermantasyon enzimleri kullanılır. Bu, şırada daha fazla aromatik ve lezzet bileşeninin kalmasını sağlarken, istenmeyen yan ürün oluşma riskini de azaltır.

Sürecin aşamaları

1. Hammaddelerin hazırlanması: Sıcak sakarifikasyonda olduğu gibi hammaddeler öğütülerek hazırlanır.  

2. Enzimlerin eklenmesi: Hammaddelere enzimler (beta-amilaz ve glukoamilaz) eklenir ve sıcaklık 30-50 °C arasında tutulur.  

3. Şekerleştirme: İşlem yavaştır ve enzimlerin nişastayı şekere dönüştürmek için etkili bir şekilde çalışmasını sağlar.  

4. Fermantasyon: Elde edilen ekstrakt da fermantasyona gönderilerek alkol üretilir.

Avantajları ve dezavantajları

Avantajları:

1. Aroma Tutulması: Düşük sıcaklıklar uçucu aroma bileşiklerinin korunmasına yardımcı olur, bu da nihai ürünün tadını ve aromasını iyileştirir.

2. Yan etkilerin azalması: Soğuk sakkarifikasyon, tadı olumsuz etkileyebilecek fenoller gibi istenmeyen bileşiklerin oluşma olasılığını azaltır.

3. Esneklik: Bu yöntem, farklı hammadde türleriyle çalışmanıza ve farklı lezzet profilleri elde etmenize olanak tanır.

4. Enerji verimliliği: Soğuk sakkarifikasyon ısıtma için daha az enerji gerektirir, bu da üretim maliyetlerini azaltabilir.

Kusurlar:

- Uzun bir süreç.

- Daha fazla enzime ihtiyaç duyulabilir.

Tahılın maltla ve diğer hammaddelerle şekerleştirilmesinin oranları tabloda gösterilmiştir.

Nişasta içeren hammaddelerden alkol verimi tablosu

İşlenmemiş içerikler	Alkol, ml/kg
Buğday	430
Arpa	350
Çavdar	360
Mısır	450
Yulaf	280
Bezelye	240
Darı	380
Pirinç	530
Fasulye	390
Patates	140
Nişasta	710
Şeker	640

Çözüm

Sıcak ve soğuk sakkarifikasyon, nişastayı şekere dönüştürmek ve daha sonra fermente edilerek alkole dönüştürmek için endüstride kullanılan iki temel yöntemdir. Bu teknolojiler arasındaki seçim, hammaddenin özelliğine, istenen verimliliğe ve nihai ürünün istenilen kalitesine bağlıdır. Bu teknolojilerin anlaşılması ve doğru bir şekilde uygulanması alkol ve diğer şeker bazlı ürünlerin üretiminde önemli rol oynamaktadır.

Kaynak: cosmogon  sitesinden alıntılanmıştır.