Как правильно ферментировать зерно

Обновлено: 15.09.2024

Орехи, семечки, злаки и бобовые культуры содержат большое количество питательных веществ, необходимых для организма человека. Однако, максимальную пользу из этих продуктов мы можем получать только после обезвреживания содержащихся в них антинутриентов (фитатов, лектинов и др.)

Этот механизм позволяет семенам ,орехам годами находится в спящем состоянии под воздействием ингибитора ферментов. Ингибитор - это вещество, которое подавляет процесс роста. Как только зернышко соприкасается с водой, действие ингибитора теряет свою силу. Зерно приобретает неимоверную жизненную силу, напитывается ферментами, энзимами.

Употребление ферментированных каш, орехов, бобов облегчают процесс усвоения организмом, следовательно их вид нее будет вызывать у вас тоску-печаль, потому что вроде и "хочется" съесть, и "колется". :)

Сухие зерна в своей оболочке содержат фитиновую кислоту. Попадая в организм, эта кислота вступает в реакцию с такими важными микроэлементами как железо, кальций, магний, цинк и препятствует их усвоению. Если в питании человека изо дня в день преобладают продукты с большим количеством фитиновой кислоты, то со временем в организме возникнет дефицит жизненно важных микроэлементов, и здоровее от этого мы конечно же не будем.

Замачивание и прорастание запускают процессы роста, и за счет этого в этих продуктах увеличивается содержание витаминов А, В и С и др, зернышко будто пробуждается ото сна. При этом вредное воздействие нейтрализуется, важные пищеварительные ферменты формируются более успешно, что способствует улучшению процессов усвоения и переваривания того, кто это зернышко (орех, семечко) ест.

Антинутриенты - это вещества в зерновых и бобовых, которые несут определенный вред для организма. Например, ухудшают поглощение питательных веществ и препятствуют перевариванию белка. Чтобы уменьшить количество антинутриентов в продуктах, применяют замачивание, проращивание, ферментацию и не только.

Питательные вещества растений не всегда легко усваиваются. Это связано с тем, что растения могут содержать определенные вещества, антинутриенты, которые ингибируют их переваривание и всасывание в кишечнике человека.

Несколько простых способов уменьшить количество вредных веществ в в продуктах

Что такое антинутриенты?

Наиболее широко изучаемые антинутриенты включают:

Фитат (фитиновая кислота): содержится в основном в семенах, зернах и бобовых, фитат существенно снижает поглощение минералов из пищи. К ним относятся железо, цинк, магний и кальций.

Танины: класс антиоксидантных полифенолов, которые могут ухудшить переваривание различных питательных веществ.
Лектины: находят во всех пищевых растениях, особенно в семенах, бобовых и зерновых. Некоторые лектины могут быть вредными в больших количествах и мешать поглощению питательных веществ.
Ингибиторы протеаз: широко распространены среди растений, особенно в семенах, зернах и бобовых. Они препятствуют перевариванию белка, ингибируя пищеварительные ферменты.
Оксалат кальция: первичная форма кальция во многих овощах, таких как шпинат, щавель. Кальций, связанный с оксалатом, плохо всасывается.

Замачивание как способ снижения антинутриентов

Чтобы улучшить питательную ценность бобов и другие бобовых (фасоль, чечевица) их замачивают в избытке воды на ночь, желательно с периодической сменой воды. Большинство антипитательных веществ в этих продуктах содержится в кожице. Так как многие антинутриентные вещества хорошо растворяются в воде, они освобождаются, когда бобы и бобовые пропитываются и набухают.

Проращивание

Прорастание — это период жизненного цикла растений, когда они начинают выходить из семени. Этот процесс увеличивает доступность питательных веществ в семенах, зернах и бобовых. Прорастание занимает несколько дней и может быть инициировано несколькими простыми шагами:

Во время прорастания в семенах происходят изменения, которые приводят к деградации антипитательных веществ, таких как фитат и ингибиторы протеаз. При прорастании количество фитата уменьшается на 37-81% в различных типах зерен и бобовых.Также снижается уровень лектинов и ингибиторов протеаз.

Ферментация

Ферментация — это древний метод, первоначально используемый для сохранения пищи. Это естественный процесс, который происходит, когда микроорганизмы, такие как бактерии или дрожжи, начинают переваривать углеводы пищи. Хотя пища, которая становится ферментированной случайно, чаще всего считается испорченной, контролируемая ферментация широко используется в производстве продуктов питания. Пищевые продукты, которые перерабатываются путем ферментации, включают йогурт, сыр, вино, пиво, кофе, какао и соевый соус.

Другим хорошим примером ферментированной пищи является хлеб из закваски. Закваски эффективно деградирует антипитательные вещества в зернах, что приводит к увеличению доступности питательных веществ. В различных зернах и бобовых ферментация эффективно деградирует фитат и лектины.

Например, ферментация предварительно набухшей коричневой фасоли в течение 48 часов вызывает снижение содержания фитата на 88%.

Процедура ферментации фасоли (бобов, гороха)

Сначала промойте бобы. Вам понадобится около 0,5 кг сухой фасоли (вы можете использовать больше, но вам придется корректировать время приготовления). Промойте тщательно фасоль под проточной водой, чтобы удалить грязь или мусор. Тщательно перебирити фасоль, чтобы удалить чтобы любые сморщенные фасолины, и убедиться, что в фасоли нет камней или веточек.
Если у вас есть дуршлаг или сито, вы можете поместить в него фасоль, и промыть прямо под краном. В противном случае вы можете положить их в большую кастрюлю, залить водой и тщательно перемешать, а затем вылить воду. Сделайте так несколько раз, чтобы тщательно промыть фасоль.
Замочите фасоль.
Поместите её в большую миску и залейте чистой, теплой водой. Оставьте в воде в течение 24 часов. Вы можете периодически менять воду, чтобы удалить некоторые из крахмалов в фасоли. Даже если вы не меняете воду, обязательно добавляйте её по мере необходимости; фасоль набухает и впитывает много воды, миска должна быть достаточно большой. Слейте фасоль и промойте один раз перед приготовлением.
Сварите фасоль на медленном огне (залейте водой набухшую фасоль так, что вода была на 2-3 см выше бобов). Подсолите фасоль по вкусу, когда она станет мягкой. Приправы можно добавлять вместе с солью или раньше (все ваши любимые)
Добавьте культуру к приготовленной фасоли. После того, как она приготовлена и охлаждена, вам нужно добавить культуру бактерий в фасоль, чтобы начать процесс ферментации. Существует несколько способов добавления культуры к вашим продуктам.
Два удобных варианта:

2. Процедите молочную сыворотку обыкновенного несладкого йогурта или кефира. Сыворотка — жидкая часть йогурта, и она содержит живые бактерии, которые будут ферментировать фасоль. Для её получения на сито (дуршлаг) положите слой марли и налейте йогурт, дайте ему стечь. Используйте столовую ложку сыворотки ополовник фасоли, которую вы хотите сбродить.

Разомните фасоль. Фасоль имеют кожицу снаружи, что предотвратит проникновение культуры и брожение, поэтому вам нужно её разрушить.

Вы можете приготовить из фасоли пюре, размяв ее с сывороткой.

Если вы хотите сохранить бобы в основном неповрежденными, надо хорошенько потрясти сыворотку с фасолью.

Пусть фасоль бродит. Для того, чтобы культура сбраживала фасоль должны иметь шанс расти. Это означает, что вы должны оставить их в теплой месте в течение нескольких дней.

Накройте контейнер плотно, чтобы внутрь не попала пыль. Поместите фасоль в теплое место (на радиатор, теплое солнечное окно) .Оставьте бобы бродить в течение нескольких дней, часто проверяя.

Храните фасоль в холодильнике. В плотно запечатанном контейнере ферментированные продукты могут храниться долго, так как процесс ферментации сохраняет пищу. Возможно, ферментированные бобы все еще будут хороши через год, но, чтобы быть в безопасности, съешьте фасоль в течение месяца. В течение первого месяца хранения следите за контейнером, чтобы убедиться, что газы больше не образуются, контейнер не взрывается. Возможно, вам придется открыть его немного, а затем снова закрыв его (удалить газы).

Высокая температура, особенно при кипячении, может разрушить антинутриенты, такие как лектины, танины и ингибиторы протеаз. Так, при кипячение гороха в течение в течение 80 минут ингибиторы протеаз снижаются на 70%, лектины на 79% и танин — на 69%. В отварных зеленых листовых овощах содержание оксалата кальция снижается на 20 -90 %.Напротив, фитат является термостойким и не так легко деградирует при кипячении. Требуемое время приготовления зависит от типа антинутриентов пищевых растений и метода приготовления. Как правило, более длительное время приготовления приводит к большему сокращению количества антинутриентов.

Пропаривание и выпечка не так эффективны.

Сочетание нескольких методов может существенно уменьшить количество антинутриентов, иногда даже полностью. Так, вымачивание, проращивание и молочно кислая ферментация уменьшают фитаты практически полностью.

Таким образом, содержание антинутриентов снижают:

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

*Статьи Эконет.ру предназначены только для ознакомительных и образовательных целей и не заменяет профессиональные медицинские консультации, диагностику или лечение. Всегда консультируйтесь со своим врачом по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть о состоянии здоровья.

Использование закваски для улучшения вкуса, структуры и стабильности хлебобулочных изделий обретает все больший интерес. Ферментация зерна также демонстрирует значительный потенциал в улучшении и создании питательных качеств и влиянии пищевых продуктов и ингредиентов на здоровье.

Помимо улучшения органолептических характеристик цельнозерновых, богатых клетчаткой или безглютеновых продуктов, закваска может также активно замелять усвояемость крахмала, что приводит к снижению гипогликемического индекса, изменяет уровень и биодоступность биологически активных соединений и улучшает биодоступность минералов. Ферментация зерна может образовывать неусвояемые полисахариды, или изменять доступность волокон зерна для кишечной микрофлоры. Было также высказано мнение о том, что деградация глютена делает хлеб пригодным для употребления больными целиакией.

Изменения в матрице зерновых, потенциально приводящие к улучшению качества питания, многочисленны. Они включают образование кислоты, что вероятно замедляет усвояемость крахмала, а также изменяют уровень рН до значений, которые благоприятствуют действию некоторых эндогенных ферментов, тем самым изменяя биодоступность минералов и фитохимических элементов. Это особенно полезно в продуктах, богатых отрубями для доставки минералов и потенциально защитных соединений в кровеносную систему. Действие ферментов во время ферментации также вызывает гидролиз и солюбилизацию зерновых макромолекул, таких как белки и полисахариды клеточной стенки. Это изменяет текстуру продукта, которая может влиять на всасывание питательных и непитательных веществ. Новые биоактивные соединения, такие как пребиотические олигосахариды или другие метаболиты, могут также образовываться при ферментации зерновых.

1. Введение

Ферментация зерна является одним из старейших биотехнологических процессов и уходит корнями во времена Древнего Египта, где и пиво, и хлеб изготавливались при помощи дрожжей и молочнокислых бактерий. Спонтанная ферментация вероятно использовалась в самые первые дни и просто активировала натуральные микробы в измельченном зерне. В недавнем прошлом использование закваски стало более систематическим, и микробные культуры были разработаны и поддерживались сохранением части фермента для дальнейшего использования.

Первыми причинами использования ферментации в выпечке были заквашивание, образование аромата и улучшение стабильности. Постепенно с развитием промышленной выпечки тенденция использования белой пшеничной муки и пекарских дрожжей стала основной практикой по всему миру. Искусство закваски и ферментации в наши дни снова обретает признание, и сейчас распространенной практикой становится создание специальных культур и контроль процесса ферментации. Их использование в выпечке (Брюммер и Лоренц, 2003; Кларк и Арендт, 2005) и влияние на текстуру хлеба (Арендт и др., 2007) и аромат (Ур-Рехман и др., 2006) недавно были исследованы. В то же время осведомленность и знания о действиях питательных веществ ферментации зерна стали обширнее, как ранее указывалось Катиной и др. (2005).

В ходе ферментации зерна длящейся, как правило, до 24 ч при умеренной температуре, метаболическая активность присутствующих микроорганизмов вступает во взаимодействие с компонентами зерна. Молочнокислые бактерии вырабатывают молочные и уксусные кислоты, делая значение рН, как правило, ниже рН 5. Дрожжи производят углекислый газ и этанол. Взаимодействие между дрожжами и лакто бактериями важно для метаболической активности закваски. Изменяющиеся условия в ходе ферментации способствуют активации присутствующих ферментов, а изменение pH выборочно повышает производительность некоторых ферментов, таких как амилаза, протеаза, гемицеллюлаза и фитаза. Спровоцированные ферментами изменения вместе с микробными метаболитами вызывают появление технологических и питательных эффектов ферментированных зерновых продуктов.

Ферментация закваски может влиять на качество питания, уменьшая или увеличивая уровни соединений, а также повышая или замедляя биодоступность питательных веществ (рис. 1).

2. Улучшение органолептических качеств цельнозернового и богатого клетчаткой хлеба

Появляется все больше доказательств того, что употребление цельнозерновых продуктови зерновых волокон защищает от хронических заболеваний, таких как диабет 2 типа и сердечно-сосудистые заболевания (Меллен и др., 2008; де Мунтер и др., 2007). Поскольку потребительский спрос на здоровую пищу растет, нужно работать над развитием зерновых продуктов с высоким содержанием клетчатки и цельного зерна. Обработка этих сырьевых материалов сталкивается с задачами в отношении органолептических качеств получаемых продуктов. С другой стороны, в древние времена закваска, как правило, использовалась в обработке нерафинированной муки. Внешние слои зерна богаты пищевыми волокнами, фитохимическими элементами, витаминами, минералами, а также эндогенными ферментами. Поэтому фракция отрубей предлагает множество возможностей для модификации ферментацией закваски (рис. 3).

Закваска является ключевым элементом в традиционной выпечке ржаного хлеба, где она в значительной степени обеспечивает технологические характеристики, вкус и текстуру. Цельнозерновой ржаной хлеб не может быть изготовлен без помощи процесса ферментации. Многие из наблюдаемых изменений, например, в деградации пищевых волокон (Босков Хансен и др., 2002) или солюбилизации (Катина и др., 2007а), могут быть объяснены деятельностью эндогенных ферментов, особенно ксиланазы. Во время ферментации ржаной закваски эндогенные ржаные протеазы, особенно аспарагиновые протеазы, гидролизуют ржаные белки, особенно секалины. Они генерирует аминокислоты и малые пептиды, которые выступают в качестве прекурсоров ароматизаторов (Туукканен и др, 2005).

Ферментация отрубей пшеницы (Хассан и др., 2008; Салменкаллио-Марттила et al., 2001) и ржи (Катина и др., 2007a) проявила себя эффективным методом предварительной обработки отрубей как с целью улучшения органолептических качеств хлеба, содержащего отруби, так и с целью снижения антипитательных факторов, таких как фитиновая кислота, для того, чтобы улучшить биодоступность минералов (Хассан и др., 2008; Лиожер и др., 2007). Предварительная ферментация отрубей с дрожжами и молочнокислыми бактериями увеличила объем буханок хлеба (рис. 2) и мягкость мякиша во время хранения (Салменкаллио-Мартила и др., 2001; Катина и др., 2006) (рис. 3).

3. Биодоступность минералов

Цельнозерновые продукты являются хорошим источником минералов в рационе, в том числе кальция, калия, магния, железа, цинка и фосфора. Считается, что магний особенно способствует защитному эффекту цельнозерновых продуктов на организм от диабета 2 типа. Однако биодоступность минералов может быть ограничена в связи с наличием фитата, мио-инозитол гексафосфата. Содержание 3 – 22 мг/г фитиновой кислоты было обнаружено в зернах (Гарсия-Эстепа и др., 1999). Фитиновая кислота сконцентрирована в алейроновом слое зерна и обладает сильной хелатообразующей способностью. Формируя нерастворимые комплексы с пищевыми катионами, она ухудшает усвоение минералов организмом человека. Фитаза способна дефосфорилировать фитат, образуя свободный неорганический фосфат и эфиры инозитол фосфата, которые имеют меньшую способность влиять на растворимость и биодоступность минералов.

Активность фитазы присутствует в зерновом сырье, а также в дрожжах и молочнокислых бактериях. Действие фитазы ускоряется в кислой среде, образуемой в ходе ферментации закваски. Оптимальный уровень рН фитазы пшеницы составляет pH 5,0, в то время как pH фитазы дрожжей равен pH 3,5 (Турк и др., 1996). Было установлено, что умеренное снижение рН до 5,5 в ходе ферментации закваски достаточно для снижения содержания фитата в пшеничной муке примерно на 70% эндогенной фитазой, содержащейся в муке (Линхардт и др., 2005). Результат подчеркивал преобладание эндогенной активности фитазы муки над активностью фитазы заквасочной микрофлоры. Исследование 50 штаммов бактерий молочной кислоты, изолированных из заквасок, не обнаружило значительного производства фитазы (Реале и др., 2007), в то время как в некоторых других исследованиях было замечено, что молочнокислые бактерии заквасочного происхождения снижают содержание фитиновой кислоты, когда выступают в качестве единственного источника углерода (Ширай и др., 1994; Лопес и др., 2000). В любом случае кажется очевидным, что производство кислоты и снижение рН - основной механизм молочнокислых бактерий для улучшения биодоступности минералов.

С другой стороны, промышленные пекарские дрожжи продемонстрировали активность фитазы (Турк и др., 2000), и большое разнообразие активности фитазы было обнаружено в традиционных заквасочных стартерах, содержащих дрожжи и молочнокислые бактерии (Чауи и др., 2003; Реале и др., 2004). Также было предположено, что штаммы дрожжей с высоким содержанием фитазы обладают потенциалом носителей фитазы в желудочно-кишечном тракте (Харальдссон и др., 2005).

Ферментативная деградация фитата зависит от многих параметров ферментации: присутствующей активности фитазы, размера частиц муки, кислотности, температуры, времени и содержания воды (Хариндер и др., 1998; Де Ангелис и др., 2003). Ферментация закваски оказалась эффективной в солюбилизирующих минералах и в цельнозерновой пшеничной муке, но менее эффективной с отрубями. Солюбилизация кальция и железа была эффективной в мелко измельченных частицах отрубей, в то время как солюбилизация не была обнаружена в грубых отрубях (Лиожер и др., 2007)

Лопес и др. (2001) показали, что предварительная ферментация отрубей с молочнокислыми бактериями увеличила разрушение фитата до 90%) и увеличила растворимость магния и фосфора. Усвоения цинка, магния и железа было также выше у крыс, которых кормили хлебом на закваске (Лопес и др., 2003).

4. Уровень и стабильность витаминов и биологически активных соединений

Давно известно, что зерновые продукты являются важным источником витаминов, таких как тиамин, витамин Е и фолиевая кислота. В последнее время знания о других биологически активных соединениях в зерне существенно расширились, так как люди предположили, что они являются одним из факторов, способствующих защитным свойствам цельнозерновых продуктов (Славин, 2003). Внешние слои зерна содержат гораздо более высокие уровни фитохимических соединений, таких как феноловые кислоты, алкилрезорцинолы, лигнин, фитостерол, токол и фолиевая кислота, чем его внутренние части (Лиукконен и др., 2003; Маттила и др., 2005). Различия в разновидностях этих соединений в европейских пшенице, ржи, овсе и ячмене были недавно проанализированы, и результаты показывают хорошую перспективу для развития сортов с оптимизированными уровнями (Ward и др., 2008). Обработка может уменьшать или увеличивать уровни, а также изменять биодоступность этих соединений, как указывает Славин и др. (2000), и феноловых соединений ржи, описанных совсем недавно Бондиа Понс и др. (2009).

Результаты исследований влияния ферментации закваски и зерновых до сих пор немногочисленные, но они в значительной степени показывают, что этот тип биообработки повышает доступность этих соединений в кровообращении человека. Ферментация дрожжей неоднократно показывала увеличение содержания фолиевой кислоты в процессе выпечки пшеницы (Карилуото и др., 2004) и ржи (Лиукконен и др., 2003; Карилуото и др., 2004, 2006; Катина и др., 2007а). В ферментации ржи уровень фолиевой кислоты увеличивался более чем в 2 раза (Лиукконен и др., 2003). Карилуото и др. (2006) сравнили способность различных дрожжей и молочнокислых бактерий влиять на содержание фолиевой кислоты в ржаной закваске и пришли к выводу, что влияние бактерий закваски минимально, однако синтез фолиевой кислоты дрожжами может увеличить содержание более чем в три раза в лучшем случае.

Сообщалось также, что содержание тиамина снижалось в процессе выпечки больше в пшеничных продуктах, чем в ржаной выпечке (Мартинес-Вилалуега и др., 2009), но увеличивалось во время ферментации дрожжей, особенно после длительной ферментации (Тернс и Фреунд, 1988; Батифаулиер и др., 2005). Таким образом, этап ферментации может повлиять на общее сохранение витаминов в процессе выпечки. Быстрый процесс выпечки также показал уменьшение содержания витамина B1 в цельнозерновой выпечке, однако длительная ферментация дрожжей или закваски сохраняла его. Выпечка цельнозернового хлеба с дрожжами (от замешивания до готового хлеба) с длительной ферментацией, привели к 30% обогащению рибофлавином. Использование смешанных условий ферментации (дрожжи плюс закваска) не имело синергетического эффекта на уровень витамина B (Батифаулиер и др., 2005). Наблюдались потери витамина Е во время приготовления закваски и замешивания теста (Веннермарк и Джагерстад, 1992), а также Лиукконен и др. (2003) обнаружили снижение содержание токоферола и токотриенола. Это может быть связано с чувствительностью к контакту с воздухом.

Ферментация демонстрировала усиление антиокислительного эффекта (активность захвата свободных радикалов фенилпикрилгидразила) в извлеченной метанолом фракции ржаной закваски одновременно с увеличением уровней легко извлекаемых феноловых соединений (Лиукконен и др., 2003, табл. 1). Ферментация ржаных отрубей с дрожжами увеличивает уровень свободной феруловой кислоты (Катина и др., 2007а). Антиоксидантная способность традиционного ржаного хлеба, выпекаемого с закваской, оказалась намного выше, чем у обычного хлеба из белой пшеницы, самые высокие значения были обнаружены у хлеба, приготовленного из цельнозерновой муки (Мичалскаи др, 2007; Мартинес-Виллалуенга и др., 2009). Недавно было обнаружено, что пшеничные отруби, подвергнутые биообработке с ферментацией дрожжей, в совокупности с гидролитическими ферментами клеточной стенки увеличили биодоступность феноловых соединений, а также кишечного 3-фенилпропилонового метаболита в хлебе (Матео Ансон и др.).

5. Влияние закваски на усвояемость крахмала

Пищевые углеводы представляют собой основной источник глюкозы плазмы. Увеличение количества быстро усваиваемых углеводов в рационе повышает уровень глюкозы в крови, особенно после приема пищи. Основные источники углеводов в западном рационе содержат быстро усваиваемый крахмал. Следовательно, многие распространённые продукты, содержащие крахмал, например, хлебобулочные изделия, сухие завтраки, картофельные продукты и закуски, вызывают сильные гликемические реакции. Существуют весомые признаки того, что большое количество быстро доступной глюкозы, полученной из крахмала и свободных сахаров в современном рационе (продукты с высоким гликемическим индексом, GI и высокий индексом инсулина, II), ведет к периодически повышенным концентрациям глюкозы и инсулина в плазме крови, которые наносят ущерб здоровью (Баркли и др., 2008).

Макро-и микроструктура зерновых продуктов имеют сильное влияние на усвояемость крахмала. Особенности характеристики крахмала как такового имеют решающее значение для реакции глюкозы. Крахмалы, богатые амилозой, более устойчивы к амилолизу, чем восковые или нормальные крахмалы. В пробирке нативные крахмалы гидролизуются очень медленно, и в ограниченной степени амилазой (Бьорк и др., 1994). В результате желатинизации во время обработки скорость амилолиза значительно возрастает (Лауро и др., 2000). Таким образом, чем больше желатизирован крахмал, тем быстрее он будет усваивается (Остман, 2003). Во многих распространенных крахмальных продуктах, в таких как обычный пшеничный хлеб, крахмал очень желатизирован, и структура продукта очень пористая, что приводит к быстрой деградации крахмала в тонком кишечнике и очень быстрому скачку уровня глюкозы в крови (высокий GI).

Средства для замедления усвояемости крахмала в продуктах, изготовленных на основе пшеничной муки, таких как хлеб, печенье и хлопья для завтрака малочисленны, если исключить добавление высокого количества ядер в натуральном виде из-за получения продукта плохого качества и несоответствия предпочтениям потребителей. Для пшеничного хлеба использование технологии предварительной ферментации (закваски) или добавление растворимых волокон в недавнем исследовании предлагаются в качестве единственного средства снижения GI (Фардет и др., 2006).

Ферментация матрицы пшеничной и ржаной муки с молочнокислыми бактериями (процесс закваски), как показали наблюдения, снижала GI цельнозернового ячменного хлеба (Лильеберг и др., 1995; Остман, 2003) и пшеничного хлеба (Де Ангелис и др., 2006; Маиоли и др., 2008) и индекс инсулина (II) ржаного хлеба с различным содержанием клетчатки (Юнтунен и др., 2003). Было предложено несколько механизмов обработки закваски для снижения усвояемости крахмала. Эффект преимущественно возникает из-за образования органических кислот, особенно молочной кислоты во время ферментации. Физиологические механизмы мгновенного воздействия кислот различаются; в то время как молочная кислота понижает скорость усвоения крахмала в хлебе (Лильеберг и др., 1995), уксусная и пропионовая кислоты в свою очередь увеличивают скорость опорожнения желудка (Лильеберг и Бьорк, 1998). Было установлено, что химические изменения, происходящие во время ферментации закваски, уменьшали степень желатинизации крахмала (Oстман, 2003), что частично объясняло снижение усвояемости ферментированных зерновых продуктов на закваске.

На уровне продукта целостность тканей, пористость и структура крахмала являются важными характеристиками, влияющими на гликемические реакции. Ржаной хлеб, изготовленный из цельнозерновой или белой ржаной муки с разным содержанием клетчатки, вызывал более низкую инсулиновую реакцию, чем белый пшеничный хлеб, когда размер порции пищи был стандартизирован для обеспечения 50 г крахмала (Юнтунен и др, 2003). Оба типа ржаного хлеба были запечены с процессом заквашивания, 40% общего количества ржаной муки предварительно ферментировалось перед добавлением в тесто. Результаты позволили предположить, что со всеми видами ржаного хлеба независимо от их содержания отрубей, требовалось меньше инсулина, чтобы регулировать уровень сахара в крови с тем же количеством крахмала по сравнению с обычным пшеничным хлебом. Влияние, вероятно, связано с более твердой и менее пористой структурой ржаного хлеба и с наличием органической кислоты, сформированной во время ферментации закваски (Аутио и др., 2003).

Могут существовать и другие механизмы закваски для регулирования GI/II продуктов. Например, pH-зависимый протеолиз обычно происходит во время ферментации закваски (Ганзл и др., 2008) и образует значительное количество пептидов и аминокислот в закваске. Полученная в результате повышенная концентрация аминокислот и пептидов в ферментированных зерновых может играть роль в регулировании метаболизма глюкозы (Нильссон и др., 2007). Кроме того, недавние результаты показывают, что ферментация закваски увеличивает количество свободных фенольных соединений (Катина и др., 2007а), которые могут также иметь влияние на снижение GI/II (Соломон и Бланнин, 2007).

Использование закваски, однако, является сложной технологией для снижения GI/II из-за требуемого низкого рН (рН 4,1 – 4,5). Что касается продуктов на основе пшеницы, этот рН, как правило, слишком низок, чтобы быть приемлемым для потребителей, поэтому требуются средства для повышения эффективности ферментации с сохранением более высоких уровней рН.

Зерновой самогон подобен чистозерновому пивоварению. Не столько из-за схожих этапов приготовления, сколько из-за родственной философии – чтобы приготовить что-то стоящее, нужно приложить к этому значительные усилия. Такая философия отпугивает новичков, не готовых вкладывать со старта много сил, времени и денег, а также связывать свою жизнь с часто капризным солодом. С сахаром работать проще, несмотря на то, что это обходится дороже, а напиток лишен сколько-нибудь приятных вкусовых ощущений от исходного сырья. Ферменты в данном случае являются неким промежуточным звеном, связывающим эти два непохожих мира.

В этом материале мы разберемся, что такое ферменты для осахаривания крахмала, как с ними работать, а также рассмотрим все сопутствующие аспекты приготовления зернового самогона. Поехали!

Теория осахаривания микробиологическими ферментами

Ферменты в самогоноварении – это микробиологические препараты, содержащие в себе катализаторы гидролиза (расщепления и растворения в воде) различных веществ, содержащихся в крахмалосодержащем сырье. Всего их четыре:

Дозировка ферментных препаратов

У каждого фермента есть очень важный показатель – активность препарата в единицах на грамм (или миллилитр для жидкой формы). Последнее поколение препаратов в порошковой форме поставляется с такими характеристиками:

Амилосубтилин Г3х – 1500 ед./г
Глюкаваморин Г3х – 3000 ед./г
Протосубтилин Г3х – 120 ед./г
Целлюлокс-А – 2000 ед./г

Также есть рекомендованная норма расхода препарата от производителя, которая выражается в активных единицах фермента на грамм вещества, подвергаемого обработке (крахмал, белок, целлюлоза). К примеру, для фермента А она составляет 1-2 ед. активности на 1 г крахмала. Для определения точной дозировки препаратов существует формула:

F = (P*R*10)/A, где

F – необходимое количество фермента, г/кг
P – процент содержащихся в сырье веществ для обработки, %
R – рекомендуемая дозировка препарата, ед. активности/г
A – активность препарата, ед./г

В таблице ниже приведен расчет дозировки препаратов с учетом данной формулы на 1 кг разного типа сырья с усредненными характеристиками:

Содержание (среднее), %

Расход фермента, г/кг

Сырье

Крахмал

Белок

Целлюлоза

А-1500 ед/г

Г-3000 ед/г

Ц-2000 ед/г

П-120 ед/г

Норма расхода ед:

Ситуация с дозировкой следующая: отклонение от нормы расхода в меньшую сторону – срок осахаривания увеличивается, появляется риск недоосахаривания; отклонение в большую сторону – срок осахаривание уменьшается, появляется перерасход препарата. В силу влияния множества переменных, дозировку препаратов рекомендуется всегда немного завышать. В большинстве случаев количество ферментов приводят к усредненному значению для всех видов сырья, появляется универсальный рецепт:

Амилосубтилин Г3х – 1-2 г/кг
Глюкаваморин Г3х – 2-3 г/кг
Протосубтилин Г3х – 2-4 г/кг
Целлюлокс-А – 1/кг

Во время хранения ферментные препараты теряют активность, поэтому дозировку ферментов, срок годности которых подходит к концу, следует увеличить на 15-25%.

Что можно осахаривать ферментными препаратами?

В теории, практически любые продукты, содержащие крахмал (были эксперименты с хлебом, макаронами и т.д.), но лучшие результаты, как по органолептика, так и по комфорту переработки, показывают различные зерновые культуры. Пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, гречка, рис – прекрасные источники крахмала, с высоким выходом спирта и приятной органолептикой исходного сырья. Степень помола влияет на скорость осахаривания – чем он мельче, тем доступней крахмал для ферментов. Но при работе с мукой возникают некоторые трудности, связанные с ее растворением в воде, что, безусловно, нужно учитывать при помоле сырья.

Практика приготовления зерновых браг на ферментах

Существует две принципиально разные технологии осахаривания крахмала ферментами: горячее и холодное. У каждой из них есть свои достоинства и недостатки, а вот оборудование и инструментарий отличается незначительно:

Для сбраживания рекомендуются обычные хлебопекарные дрожжи, из расчета 20 г сухих или 50 г прессованных на 1 кг сырья. При горячем осахаривании имеет смысл использовать спиртовые дрожжи для зерновых браг – они обеспечат быстрый старт ферментации (минимизируя риски заражения), экстремально быструю ферментацию и приятную органолептику.

Горячее осахаривание (ГОС)

Технология ГОС очень похожа на классическое осахаривание солодом – сырье нагревается, вносятся ферменты, выдерживаются определенные температурные паузы. Отсюда плюсы: осахаривание занимает минимум времени, брага готова к перегонке через 3-4 дня. Минусы тоже есть: много возни с температурными паузами, риск пригорания сырья, риск заражения на этапе осахаривания, существенные трудозатраты. Существует много схем ГОС. Нижеизложенная обеспечивает максимально эффективное использование ферментов и, как следствие, высокий выход продукта.

Ингредиенты на 1 кг сырья:

4-4,5 л воды
1-2 г фермента А
2-3 г фермента Г
2-4 г фермента П
1 г фермента Ц
дрожжи – по инструкции

Технология приготовления браги:

Холодное осахаривание (ХОС)

Технология ХОС практикуется отечественными самогонщиками более десятилетия и нашла свою армию поклонников благодаря невероятной простоте, которая присуща китайским дрожжам кодзи. Осахаривание и ферментация в данном случае идут параллельно, а сам процесс протекает при температуре, близкой к +30 о С. Отсюда плюсы: минимум трудозатрат, отсутствие температурной обработки сырья, минимальный риск заражения на начальных стадиях ферментации (сторонней микрофлоре нечем питаться). Без минусов тоже не обошлось: значительно увеличиваются сроки приготовления браги (от 1 до 4 недель), при нарушении технологии велик риск скисания на поздних стадиях брожения.

Ингредиенты на 1 кг сырья:

3,5-4 л воды
1-2 г фермента А
2-3 г фермента Г
2-4 г фермента П
1 г фермента Ц
дрожжи – по инструкции

Дополнительно:

кислота до pH 5-5,5 1
антибиотик 2
пеногаситель 3

1 – эффективность работы ферментов, как и минимизация рисков заражения сусла, достигается незначительным подкислением браги примерно до pH 5-5,5. Для этого используется лимонная, ортофосфорная, серная или любая другая кислота. Универсальных рекомендаций нет, ориентироваться нужно на измерительные приборы.

2 – риск заражения сусла при ХОС очень велик, поэтому большинство самогонщиков используют антибиотики. Они не попадут в готовый продукт, останутся в перегонном кубе, поэтому это полностью безопасно. Проверены: Доксициклин – от 100 мг/20 л воды, инактивируется через 5 дней; Амоксициллин – от 100 мг/20 л воды, работает весь период брожения. Количество антибиотика, как и целесообразность его использования, зависит от общей стерильности оборудования и окружающей среды.

Технология приготовления браги:

Используя мельницу для солода, смолоть сырьё в муку или мелкую крупу.
Стерилизовать оборудование любым подходящим дезинфицирующим средством.
Ферментные препараты в порошковой форме предварительно растворить в 10-тикратном количество теплой воды.
Готовим затор к осахариванию и ферментации:
- Для крупы и муки с холодным стартом: в стерильный ферментер добавить (соблюдая очередность) антибиотик, треть воды температурой +35 о С, кислоту, пеногаситель, ферменты, крупу или муку, вторую треть воды – интенсивно перемешать – заранее подготовленные дрожжи, последнюю треть воды.
- Для муки с теплым стартом: нагреть воду до +60 о С и вылить в ферментер. Добавить кислоту, ферменты и интенсивно перемешать. Поместить в ферментер миксер и всыпать сверху весь объем муки. Перемешивать миксером сверху вниз до полного растворения муки без комочков. Во время размешивания внести антибиотик и пеногаситель. Подождать естественного остывания сусла до +25..+30 о С и внести дрожжи.
После внесения дрожжей сразу же установить на ферментер гидрозатвор и оставить бродить в темном месте с постоянной температурой +25..+35 о С.
На этапе бурного брожения, которое длится, в среднем, около недели, сусло нужно перемешивать дважды в день кантованием ферментера, без нарушения его герметичности.
Дображивание при ХОС длится от 1 до 3 недель, в зависимости от сырья, степени его помола и условий ферментации. С теплым стартом на муке ферментация может завершиться уже через неделю.
После осветления браги ее можно перегонять. Изредка в конце ферментации брага начинает скисать – на поверхности появляется пленка, характерная для молочнокислого брожения. При ее обнаружении брагу нужно перегонять незамедлительно.

Практика перегонки зерновых браг на ферментах

Лучшим решением для перегонки зерновых браг всегда был и остается самогонный аппарат с парогенератором или пароводяным котлом. При их наличии проблем с перегонкой возникнуть не должно. В ином случае брагу следует подготовить:

Для муки: брагу осветлить и снять с осадка (декантировать). Для осветления брагу можно выдержать пару дней в холоде (меньше +10 о С) или использовать осветлитель типа Pathfinder 24hr Alco Clear или Still Spirits Turbo Clear. Бентонит в данном случае бесполезен, так как создает слишком большой слой осадка.
Для крупы: отжать при помощи мешка для затирания солода или любого другого приспособления максимальное количество жидкости, содержащей спирт (а это до 10% от всего объема). Повторное замачивание водой и отжим крупы увеличит выход спирта, но, соответственно, увеличится и объем браги.

В самой перегонке браги на ферментах ни чего инновационного нет. На практике этот процесс не будет отличаться от процесса перегонки бурбона или любого другого зернового самогона.

Основные тезисы:

Дальнейшие действия зависят от используемого сырья и ваших личных предпочтений: самогон можно разбавить до питьевой крепости и через 2-3 недели приступать к дегустации, или облагородить его выдержкой на дубовой щепе или в дубовом бочонке. Удачи!

Читайте также: