Прочие вещества

В ячмене содержится еще ряд веществ, при­сутствующих в незначительном количестве, но влияющих на приготовление пива и его качество. Речь идет о дубильных и горьких веществах, витаминах и ферментах.

1.1.4.5.1. Дубильные вещества
или полифенолы

В оболочке ячменя, а также в алейроновом слое откладываются дубильные вещества. Об­наруживаются они главным образом в виде не­приятного горького («царапающего») вкуса. Их количество тем больше, чем толще оболоч­ка ячменного зерна, и поэтому у толстопленоч­ных сортов ячменя пытаются удалять основ­ную их часть уже в солодовне. То же самое относится и к имеющимся горьким смолам.

Среди полифенолов речь идет прежде все­го об антоцианидине и его предшественниках. Все антоцианидины являются горькими кра­сящими и ароматическими веществами, при­сутствующими во многих фруктах и способ­ными изменять их цвет в зависимости от кис­лотности (рН).

В пиве эти соединения связаны с высоко­молекулярными белковыми веществами и поэтому могут вызывать помутнения, сни­жающие потребительскую ценность пива и с-пособные даже сделать его полностью непри­годным для употребления.

Чтобы избежать подобных помутнений, следует удалять указанные полифенолы до розлива. Возможно также частично или пол­ностью избежать помутнений путем селекции ячменя, не содержащего антоцианидины, или путем проведения каких-либо других стабили­зирующих мероприятий. Так, был выведен не содержащий антоцианидинов сорт ячменя Caminant [162].

1.1.4.5.2. Витамины

Витамины — это составляющие пищи; они могут вырабатываться только растениями.

КОМПАНИЯ

ПивоАгроСервис ЯЧМЕНЬ

Витамины необходимы человеческому орга­низму для поддержания многих процессов об­мена веществ, и они должны поступать в него в достаточном количестве. Недостаток вита­минов может служить причиной различных заболеваний.

В ячмене содержатся в основном следую­щие витамины:

♦ B₁(тиамин) — преимущественно во вне­
шних частях зерна;

♦ В₂ (рибофлавин);

♦ С (аскорбиновая кислота) — в меньшем
количестве;

♦ Е (токоферол) — в жире зародыша.

Витамины — это соединения со сложным строением. При хранении и переработке они довольно сильно разрушаются.

1.1.4.5.3. Ферменты ячменя

Ферменты входят в состав всех живых расте­ний и животных организмов, причем ячмень и дрожжи содержат широкий набор ферментов. Многообразные превращения веществ во вре­мя получения солода и пива протекают почти исключительно благодаря действию фермен­тов. Остановимся подробнее на их строении и механизме действия.

Ферменты — высокомолекулярные бел­ковые вещества, которые как биоката­лизаторы делают возможным или су­щественно ускоряют определенные ре­акции. Они действуют уже в весьма малых концентрациях и определяют направление и скорость биохимических превращений.

Название фермента образуется из на­звания расщепляющегося субстрата с заменой суффикса и окончания на «-аза». Так, фермент, расщепляющий сахарозу, носит название «сахараза».

В ячмене уже содержится ряд ферментов, но в относительно небольших количествах. Большая же часть ферментов образуется лишь в ходе его проращивания при солодоращении.

Строение ферментов

«Строительными кирпичиками» для фер­ментов служат аминокислоты, соединен­ные друг с другом пептидными связями —

CO-NH. Пептидные цепочки размещены в ферментах не в одной плоскости, а име­ют винтообразную структуру, реализуе­мую с помощью разнообразных связей («мостиков»). Эти спирали, кроме того, многообразно соединены другими видами связей в складки и клубки. Такие струк­туры в виде спиралей, складок и клубков предварительно точно запрограммирова­ны образующим их организмом и играют решающую роль в механизме действия фермента.

Во всех известных случаях ферменты со­стоят из белковых клубков, образующих типичную для себя полость («карман»), складку или бороздку, в которую точно «укладывается» субстрат (по принципу «ключ-замок»).

________________________________ 49 ©

ходится в ферментном кармашке, то амино­кислоты и другие действующие группы фер­мента связываются с ним. Эти связи имеют электронную или химическую природу. При этом объемное расположение аминокислот изменяется; субстрат находится в своего рода ловушке (b) [19, 20]. После расщепления (с) аминокислоты активного центра возвращают­ся в исходное положение, продукт отделяется от фермента (d), и фермент готов для следую­щего процесса расщепления.

В связи тем, что кармашек и активный центр обладают специфической структурой, каждый фермент способен реагировать толь­ко со строго определенным субстратом. Отсю­да возникает высокая избирательность всех ферментов к тем или иным субстратам, и по­этому для механизма действия фермента ха­рактерен каталитический реакционный цикл, представленный на рис. 1.7.

Механизм действия ферментов

В специфичных для данного фермента участках — «кармашках»-, складках или бороздках (рис. 1.6), образуемых внутри мо­лекулярного клубка, находится активный центр (2) фермента, состоящий из располо­женных определенным образом аминокислот и других активных групп.

Активный центр воздействует на субстрат притягивающей силой (а). Когда субстрат на-

Рис. 1.6. Механизм действия фермента (на примере (β-амилазы):

1 — кармашек фермента; 2 — активный центр; 3 — суб­страт; 4 — продукт; а — вхождение субстрата; b — связь с активным центром; с — аминокислоты возвращаются в свое положение; d— продукт покидает кармашек фермента

Рис. 1.7. Цикл реакции катализа фермента

У многих ферментов каталитическое дей­ствие связано с присоединением простети-ческой группы (кофермента, или коэнзи-

ма). Для работы некоторых ферментов зача­стую важно наличие двухвалентных ионов металлов, например, железа, магния, кальция и т. д. Эти металлы образуют связи в структу­ре фермента.

Причины ускорения реакций ферментами

При осуществлении химических реакций, особенно при расщеплении богатых энергией соединений, для высвобождения энергии не­обходимо преодолеть энергетический барьер. Если, например, окислить (сжечь) энергона-

© 50_____________________________________

сыщеннуго целлюлозу (древесину) до низко энергонасыщенных воды и двуокиси углерода, то высвобождается энергия (тепло). Однако этот (экзотермический) процесс не развивает­ся сам по себе, для него требуется (эндотерми­ческий) запуск, при котором благодаря подве­дению тепла (поджиганию) преодолевается энергетический барьер. Это важно для всех по­добных процессов в природе: ведь если бы не существовало энергетических барьеров, то все вещества очень скоро перешли бы в состояние равновесия — не было бы энергетических раз­личий, и жизнь стала бы невозможной.

Если субстрат, обладающий определен­ным количеством энергии (рис. 1.8), перево­дится из состояния с высоким уровнем энер­гии (А) в состояние с пониженной энергией (С), то сначала он должен быть переведен в состояние активации (В) путем подведения энергии.

Рис. 1.8. Снижение энергии активации путем использования фермента (действие катализатора)

Требуемая для этого энергия называется энергией активации (Е).

Лишь после преодоления этого энергети­ческого барьера может быть достигнут энер­гетический уровень состояния (С) [21].

При наличии фермента (катализатора) энергия активации понижается.

Это означает, что энергетический барьер становится существенно ниже (В₁) и поэтому требуется значительно меньшая энергия ак­тивации (Е₁). Таким образом, возникает су­щественное увеличение скорости реакций процессов ферментативного расщепления ве­ществ.

В ячмене, находящемся в состоянии покоя, присутствует незначительное количество ферментов, в основном нерастворимых. Боль­шинство их образуется или освобождается при проращивании.

Эти ферменты необходимы, чтобы перевес­ти находящиеся в эндосперме нерастворимые вещества в растворимую форму, обеспечи­вающую зародышу возможность построения новых клеточных веществ или возможность получения энергии.

Поэтому главной целью солодоращения является образование ферментов при прора­щивании, так как они позднее совершенно не­обходимы для процессов расщепления ве­ществ при затирании в варочном цехе.

Дата добавления: 2015-07-10