Сахарификация нь биохимийн шийдвэрлэх алхам юмсаке исгэх үйл явцЭнэ нь будаанд хадгалагдсан цардуулыг исгэх боломжтой сахар, голчлон глюкоз ба мальтоз болгон хувиргадаг бөгөөд эдгээр нь исгэх үе шатанд мөөгөнцрийн субстрат болдог. Энэхүү хувиргалтыг кожи хийх явцад кожи хөгцөөс (Aspergillus oryzae) үүссэн ферментүүд удирддаг бөгөөд энэ нь саке исгэхээс өмнөх үндсэн үйл явц юм.
Саке шар айраг исгэх дэх сахарификацияг тодорхойлох нь
- Ферментийн идэвхжил нь будааны цардуулыг энгийн сахар болгон задалснаар сахаржилт үүсдэг.
- Кожи хөгц тариалалт нь цардуулын гидролизийг хөнгөвчилдөг голчлон α-глюкозидаз (AgdA, AgdB), амилаза, протеаз зэрэг чухал ферментүүдийг үүсгэдэг.
- Энэ үйл явц нь будааг жигнэх, кожи исгэх үед эхэлж, дараа нь мороми нухаш бэлтгэх хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд ферментийн сахаржилт нь мөөгөнцрийн спирт үйлдвэрлэхтэй зэрэгцэн үргэлжилдэг.
- Амтны хөгжилСахаржуулалт нь сакегийн үнэрт болон амтанд шууд нөлөөлдөг. Ферментийн идэвхжил нь жимсний амтыг өгдөг изоамил ацетат зэрэг гол ууршимтгай нэгдлүүдийн үйлдвэрлэлийг зохицуулдаг. Сахаржуулалтын түвшин сайжирсан мөөгөнцрийн омгууд эсвэл hia1 зэрэг инженерчлэгдсэн мутантууд нь ялангуяа өндөр өнгөлсөн будааг хэрэглэх үед эхийн хэмжээнээс 2.6 дахин их изоамил ацетат үүсгэдэг.
- Ургацын оновчлолЦардуулын ферментийн үр дүнтэй задрал нь исгэх субстратыг нэмэгдүүлж, спиртийн гарцыг нэмэгдүүлдэг. Saccharomyces cerevisiae болон Aspergillus oryzae-ийн хяналттай харьцаа нь этанолын гарцыг оновчтой болгож, амтыг тэнцвэржүүлдэг.
- Бүтээгдэхүүний тогтвортой байдалОлигосахаридын чанар, найрлага нь эцсийн бүтээгдэхүүнд тогтвортой байдлыг өгдөг. AgdA зэрэг сахаржуулалтын ферментүүд нь сакегийн химийн тогтвортой байдал болон аманд мэдрэгдэх мэдрэмжинд нөлөөлж болох шинэ гликозидууд (жишээлбэл, диглюкопиранозилглицерол) үүсгэх боломжийг олгодог.
Сакэгийн хувьд сахаржуулалтын ферментийн ач холбогдол
Саке Продакшн
*
Сакхаризацийн Саке дахь чухал сорилтууд
- Тогтвортой байдал: Кожи хөгц ферментийн үйлдвэрлэл, будааны үр тарианы морфологи (хэмжээ, цагаан цөмийн харьцаа), тариалалтын явцад хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлсийн харилцан адилгүй байдлаас шалтгаалан жигд сахаржилтад хүрэхэд хэцүү байдаг. Багц бүрийн амт өөрчлөгдөх, ургац алдахаас зайлсхийхийн тулд энэ үйл явцыг сайтар зохицуулах ёстой. Жишээлбэл, Хакуцурунишики будааны сортын үр тарианы бүтэц нь сахаржилтын үр ашигтай шууд хамааралтай байдаг.
- Үр ашигСахаржуулалтын үр ашгийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэх нь оновчтой нөхцлийг хадгалахаас хамаарна - нарийн температур, чийгшил, омгийг зөв сонгох, ферментийн тогтвортой байдал. Давхар сахаржуулалт гэх мэт технологийн сайжруулалт нь функциональ сахарын (изомалтоз) агууламжийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, улмаар нөхөн үржихүйн өсөлт, үйл явцын хяналтыг сайжруулахад хүргэдэг.
- Чанарын үр дүнТогтворгүй сахаржуулалт нь исэлдэлт дутуу, амтгүй эсвэл исгэлэн бүтээгдэхүүн бүтэлгүйтэх эрсдэлтэй. Будааны буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналт, ус нэмэх хяналт зэрэг процессын инновацийг сахаржуулалтын процессыг хянах зорилгоор улам бүр ашиглаж байна. Эдгээр аргууд нь ферментийн идэвхжил болон субстратын задралыг үр дүнтэй явуулж, хүссэн баглаа, аманд мэдрэгдэх мэдрэмж, тогтвортой байдлыг хадгалахад тусалдаг.
Эдгээр бэрхшээлийг даван туулах жишээнд дараахь зүйлс орно.
- Шар айраг исгэх явцад чихрийн агууламжийг бодит цагийн хэмжилтэд олон хувьсагчтай спектроскопи ашиглан хурдан тохируулга хийх боломжтой.
- Ферментийн хураалт болон исгэх хугацааг хоёуланг нь удирдан чиглүүлэхийн тулд процессын хяналтын аналитикийг ашиглан рН болон температурыг хянах.
- Изомальтозын агууламжийг нэмэгдүүлэх, тэжээллэг чанарыг нэмэгдүүлэх, бүтээгдэхүүний тогтвортой профайлыг хадгалах боломжтой давхар сахаржуулалтын протоколыг нэвтрүүлэх.
Товчхондоо, сахаржуулалт нь саке исгэх нарийн арга техник шаарддаг гол алхам юм. Сакэ исгэх явцад ферментийн дэвшилтэт хэрэглээ, будааны сортыг сайтар сонгох, саке дахь сахаржуулалтын үйлдвэрлэлийг сайжруулах стратеги нь дээд зэргийн амт, өндөр ургац, тогтвортой чанарыг бий болгоход чухал үүрэгтэй. Сайжруулсан сахаржуулалт нь саке исгэх үйл явцыг хянах уламжлалт болон орчин үеийн хандлагыг дэмжиж, исгэх бүх үр дүнгийн үндэс суурийг тавьдаг.
Саке исгэх процесст буталсан будааны зутанг ойлгох нь
Буталсан будааны зутангийн найрлага ба бэлтгэл
Будааны буталсан зутан нь тусгайлан тээрэмдсэн саке будааг устай холих замаар үүссэн саке исгэх үйл явцын үндсэн орчин юм. Ердийн зутан нь будааны хатуу бодис болон усны янз бүрийн харьцааг агуулдаг бөгөөд энэ нь будаа-усны харьцаа болон боловсруулалтын техникээр тодорхойлогддог. Хакуцурунишики зэрэг будааны төрөл нь зутангийн зан төлөвт гүнзгий нөлөөлдөг. Хакуцурунишикигийн үр тарианы бүтэц нь ус шингээх чадвар болон ферментийн хүртээмжийг сайжруулдаг бөгөөд энэ нь сахаржилтын үр ашгийг нэмэгдүүлж, илүү өндөр чанартай саке хийхэд хүргэдэг. Бутлах, тээрэмдэх нь үр тарианы хэмжээ, гадаргуугийн талбай, эсийн хананы бүрэн бүтэн байдлыг өөрчилж, сахаржилтын үед илүү сайн чийгшүүлэх, ферментийн бодисуудтай илүү үр дүнтэй харилцан үйлчлэлцэхэд тусалдаг. Бутлах зэрэг нь цардуул хэр хурдан ялгарч, сахаржилтын ферментүүдэд хүртээмжтэй болоход шууд нөлөөлдөг.
Бэлтгэх аргуудад цардуулын желатинжуулалтыг оновчтой болгохын тулд тохируулсан стандартчилагдсан дэвтээх хугацаа болон температур багтдаг. Хэт нарийн нунтаглах эсвэл өндөр даралттай нэгэн төрлийн болгох зэрэг механик оролцоо нь зуурамтгай чанарыг тохируулж, будааны хэсгүүдийн жигд тархалтыг хангах боломжтой бөгөөд энэ нь ферментийн гүйцэтгэл болон саке үйлдвэрлэлийн үр дүнд чухал хүчин зүйл болдог.
Будааны усны харьцаа, зутангийн нягтрал болон цардуулын хүртээмжийн хоорондын хамаарал
Усанд ууссан будааны хатуу бодисын концентрациар тодорхойлогддог зутангийн нягтралыг голчлон будааны усны харьцаагаар тодорхойлдог. Харьцаа өндөр байх нь илүү нягтралтай зутан үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ферментийн хувиргалт хийхэд илүү их субстратыг хадгалдаг боловч холих, ферментийн тархалтыг хязгаарладаг. Удаан хугацаанд тээрэмдэх нь будааны ус шингээх чадварыг нэмэгдүүлдэг бол усыг их хэмжээгээр нэмэх нь амилоз болон уургийн уусалтыг дэмждэг; гэсэн хэдий ч энэ нь амилозын дотоод агууламжийг өөрчилдөггүй.
Усжуулалт, желатинжуулалт, ферментийн хүртээмжийг тэнцвэржүүлэхийн тулд саке исгэх дэвшилтэт техникүүдэд будааны усны оновчтой харьцааг нямбай сонгосон. Хэт их ус нь субстратыг шингэлж, сахаржилтыг удаашруулж болзошгүй бол хэт бага ус нь зутангийн нягтрал болон зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, массын дамжуулалт болон ферментийн хөдөлгөөнд саад учруулдаг. Жишээлбэл, 210°C-д 10 минутын турш уурын дэлбэрэлтийг урьдчилан боловсруулах нь ферментийн гидролизд цардуулын бэлэн байдлыг хамгийн их байлгадаг. 2% NaOH зэрэг химийн боловсруулалт нь сахаржилтын гарцыг нэмэгдүүлсэн (60.75% хүртэл) боловч эдгээр аргууд нь гар аргаар саке хийхээс илүү үйлдвэрлэлийн биоэтанолд илүү түгээмэл байдаг.
Сларригийн шинж чанарын хэлбэлзэл нь сахаржуулалтын ферментийн үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөө
Сакэ исгэх зориулалттай сахаржуулалтын ферментүүд, голчлон α-амилаза ба глюкоамилаза нь желатинжуулсан будааны цардуул дээр үйлчилж, исгэх боломжтой сахар үүсгэдэг. Зуурмагийн нягтралын хэлбэлзэл нь ферментийн тархалт болон үр дүнд шууд нөлөөлдөг. Өндөр нягтралтай зутан нь элбэг дэлбэг субстрат үүсгэдэг боловч муу холих нь орон нутгийн ферментийн үйл ажиллагааг хязгаарлаж, цардуулын жигд бус хувирал, сакэ сахаржуулалтын процессын хяналтад саад учруулж болзошгүй. Хэт нарийн нунтагласан зутан дээр ажиглагдсан шиг зуурамтгай чанар нэмэгдэх нь ферментийн тархалтыг дарангуйлж, гидролизийн хурдыг удаашруулдаг бол өндөр даралтын нэгэн төрлийн болгох замаар олж авсан завсрын зуурамтгай чанар нь зарим үйлдвэрлэлийн нөхцөлд бүтэц сайжирч, шингэц сайжирч болзошгүй.
рН, хутгах хурд, температур зэрэг физик параметрүүд нь ферментийн үйл ажиллагааг цаашид зохицуулдаг. Илүү өндөр хутгах хурд нь субстрат-ферментийн холбоог сайжруулснаар глюкозын үйлдвэрлэлийг дэмждэг бол бага температурын тохиргоо нь ферментийн денатурацийн эрсдэлийг бууруулж, нийт хувиргалтын үр ашгийг сайжруулдаг. Микробын омгийн сонголт, ялангуяа уугуул курацуки бактери болон мөөгөнцрийн популяцийг ашиглан саке исгэх үйл явцад ферментийн гүйцэтгэл болон амт тохируулгыг сайжруулдаг. Холимог омгийн исгэх нь цардуулын бүтцийг өөрчилж, амилозын агууламжийг нэмэгдүүлдэг болох нь саке хийхэд сахаржуулалтын үр ашгийг оновчтой болгоход микробын олон янз байдлын ач холбогдлыг харуулж байна.
Саке сахарификация дахь зутангийн нягтралыг муу хянахын үр дагавар
Сакэ исгэх процесст зутангийн нягтралыг хянахгүй байх нь ферментийн гүйцэтгэл болон исгэх үр дүнг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Хэт өндөр нягтрал нь холих болон ферментийн хүртээмжийг саатуулж, улмаар субстратын орон нутгийн нягтралд хүргэдэг; сахаржуулалтын ферментийн үйл ажиллагаа удааширч, глюкозын үйлдвэрлэл буурч, исгэх нь үр ашиггүй болдог. Үүний эсрэгээр, бага нягтрал нь субстратыг шингэлж, сахаржуулалтын хурд нэмэгдэх боломжтой хэдий ч нийт чихрийн гарцыг бууруулдаг.
Нягтрал муутай менежмент нь мөөгөнцрийн физиологид нөлөөлдөг. Саке мөөгөнцрийн омгууд нь өсөлтийн дараа үр дүнтэй тайван байдалд ордоггүй бөгөөд бага хөвөх нягтрал нь исгэх хурд нэмэгдэж, этанолын гарц өндөр байдагтай холбоотой. Гэсэн хэдий ч нягтралын хэлбэлзэл нь бодисын солилцооны стресс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ мөөгөнцрийн урт хугацааны амьдрах чадвар, тогтвортой байдалд заналхийлж болзошгүй юм. Сүүлийн үеийн генетикийн судалгаагаар мөөгөнцрийн митофагийн тасалдал (жишээ нь, ATG32 устгал) болон стрессийн хариу урвалын замууд (Msn2p/Msn4p үйл ажиллагааны алдагдал) нь исгэх эрч хүчийг улам бүр нэмэгдүүлдэг бөгөөд мөөгөнцрийн амьдрах чадвар, бат бөх байдлын тэнцвэрт байдал нь дутуу судлагдсан хэвээр байна.
Эцсийн эцэст, саке будааны зутангийн нягтралыг удирдах нь саке чанарыг сайжруулах, саке исгэх үйл явцын найдвартай хяналтыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Будаагийн буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналт, ус нэмэх нарийн хяналтыг орчин үеийн шар айрагны үйлдвэрүүдэд улам бүр хэрэгжүүлж байгаа нь саке исгэх ферментийн хэрэглээг дэмжиж, уламжлалт болон үйлдвэрлэлийн аль алинд нь сахаржуулалтын үйлдвэрлэлийг сайжруулж байна.
Бодит цагийн нягтралын хяналтын зарчим ба практик
Сакэ исгэх явцад буталсан будааны зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналт хийх нь исгэх явц болон материалын нягтралыг тасралтгүй, газар дээр нь үнэлэх боломжийг олгодог. Энэхүү зутан нь нунтагласан болон жигнэсэн будааг устай хольж, нягтралаар нь дамжуулан үйл явцын чухал өөрчлөлтийг тусгадаг. Бодит цагийн хяналт нь сакэ хийх явцад сахаржуулалтын үр ашгийг оновчтой болгоход дэмжлэг үзүүлж, ус нэмэх хяналтыг удирдан чиглүүлж, сакэ чанар, гарцыг тогтвортой байлгахад тусалдаг.
Технологийн хэрэгслүүд ба мэдрэгч платформууд
Саке үйлдвэрлэх явцад нягтралыг тасралтгүй хэмжихэд хэд хэдэн мэдрэгч платформ ашигладаг:
Чичиргээт хоолойн нягтрал хэмжигчЭдгээр нь шингэнээр дүүргэсэн хоолой дахь хэлбэлзлийн давтамжийн шилжилтээр нягтралыг хэмждэг. Загварууд нь 15°C-45°C температурт 750-1400 кг/м³ нягтралыг үнэлэх боломжтой. Цэвэр шингэн болон зутан матрицуудад өргөн хэрэглэгддэг эдгээр загварууд (шулуун эсвэл муруй хоолой) нь өөр өөр зуурамтгай чанар болон бөөмийн ачааллыг хангадаг. Эдгээр нь тохиромжтой хэрэглээнд ±0.10 кг·м⁻³ хүртэл нарийвчлал өгдөг. Гэсэн хэдий ч будааны нухашнаас олддог өндөр зуурамтгай чанар, тоосонцороор баялаг зутан нь хэмжилтийн тогтвортой байдалд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй. Мэдрэгчийн бохирдол болон давтамжийн шилжилтийг сайтар засвар үйлчилгээ, ашиглалтын протоколоор зохицуулах ёстой.
Хэт авиан шинжилгээнд суурилсан мэдрэгчүүдАкустик долгионыг ашиглан эдгээр ньхэт авианы зутан нягтралын хэмжигчДууны хурд болон зутан дахь сулралын өөрчлөлтөөр нягтралыг тодорхойлно. Эдгээр нь инвазив бус, дамжуулах хоолой дээр шууд суурилуулсан бөгөөд шингэрүүлсэн болон төвлөрсөн зутанд тохиромжтой. Олонх нь өөрөө тохируулга хийх, бат бөх, бодит цагийн хатуу бодисын концентрацийн шинжилгээг санал болгодог. Хэт авианы мэдрэгч нь тоосонцор ихтэй хоол хүнс, ундааны урсгалд үйл явцыг хянах боломжтой болох нь батлагдсан бөгөөд энэ нь саке будааны зутантай маш төстэй юм.
Автоматжуулсан шингэний нягтрал хэмжигчЛоннметр гэх мэт өндөр мэдрэмжтэй чичиргээний төрлүүдспиртийн нягтрал хэмжигч, исгэх үйлдвэрлэлийн салбарт нягтрал, температур, даралтын хяналтыг автоматжуулах стандарт болсон. Энэ нь ажлын ачааллыг бууруулж, исгэх үйл явцын хяналтын сайжруулалтыг бий болгож, шар айраг исгэх салбарын дэвшилтэй зэрэгцэн оршиж байна.
Метаматериал ба NIR спектроскопийн мэдрэгчүүдМетаматериалын бүтэц эсвэл хэт улаан туяаны гэрлийг ашигладаг шинэлэг аргууд нь чийгшил, нягтрал зэрэг зутангийн шинж чанарыг хурдан тооцоолох боломжтой. Нягтралын шууд хэмжилтийг үргэлж санал болгодоггүй ч уламжлалт мэдрэгчийг нөхдөг - ялангуяа өндөр зуурамтгай чанар эсвэл хувьсах хэмжээтэй бөөмсийн хэмжээ нь уламжлалт аргуудад бэрхшээлтэй орчинд.
Хяналтын гол параметрүүд
Саке үйлдвэрлэл болон ферментийн хэрэглээг үр дүнтэй болгох нь хэд хэдэн физик шинж чанарыг хянахаас хамаарна:
- Сларри нягтрал: Сахаржуулалтын процессын хяналт болон сакегийн нийт чанарт шууд нөлөөлдөг. Өндөр нягтрал нь ихэвчлэн хатуу бодисын ачаалал нэмэгдэхтэй холбоотой байдаг бөгөөд энэ нь холих болон ферментийн үр ашигт нөлөөлдөг.
- Зуурамтгай чанарНягтралтай нягт холбоотой зуурамтгай чанар нь зутангийн урсгал, холих, ферментийн хүртээмжид нөлөөлдөг. Өндөр зуурамтгай чанар нь массын дамжуулалтыг саатуулдаг; бөмбөлөг тээрэмдэх зэрэг багасгах аргууд нь шингэрүүлэлт болон элсэн чихрийн ялгаралтыг сайжруулдаг.
- Температур: Ферментийн сахаржуулалтын идэвхийг тодорхойлдог (олон талаар сахаржуулалтын ферментийн хувьд 50°C–65°C хооронд оновчтой). Температурыг нэмэгдүүлэх нь зуурамтгай чанарыг бууруулж, зутан боловсруулах болон ферментийн хүртээмжийг сайжруулдаг боловч ферментийг идэвхгүйжүүлэх эсвэл хүсээгүй будааны цардуулыг желатинжуулахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нарийн хяналт шаарддаг.
Жишээлбэл, өндөр температурт нухсан төмрийг хувиргах үед автомат чичиргээт хоолойн нягтрал хэмжигч нь шар айраг үйлдвэрлэгчдэд усны нэмэлтийг нарийн тохируулах, хамгийн тохиромжтой зутан нягтрал болон зуурамтгай чанарыг хадгалах боломжийг олгодог. Хэт авиан дээр суурилсан мэдрэгчтэй хослуулан шар айраг үйлдвэрлэгчид бодит цагийн өөрчлөлтийг хянаж, оновчтой сахаржуулалтын процессын параметрүүдийг тохируулж, саке исгэх үйл явцын хяналт болон чанарын менежментийг шууд сайжруулж чадна.
Тасралтгүй хяналт, нарийн тохируулга нь саке исгэх дэвшилтэт техникийг дэмжиж, үр дүнтэй, дахин боловсруулж болох сахаржуулалтын чөлөөт ус, будааны хатуу бодис, температурын хүссэн тэнцвэрийг хангаж өгдөг. Энэхүү арга нь орчин үеийн саке будааны зутангийн нягтралын менежментийг дэмжиж, шар айраг үйлдвэрлэгчдэд ферментийн үйл ажиллагааг илүү сайн ашиглах боломжийг олгож, саке үйлдвэрлэлийн үр дүнг сайжруулдаг.
Сахаризаци
*
Ус нэмэх хяналт: Сахаржуулалтын үр ашгийг оновчтой болгох
Сакэ сахаржуулалтын процесст усыг нарийн нэмэх нь чухал юм. Усны агууламж нь зутангийн нягтрал, ферментийн урвалд орох чадвар, элсэн чихрийн хувирал, эцсийн үр дүнд исгэх үр ашигт шууд нөлөөлдөг. Альфа-амилаза, глюкоамилаза зэрэг сахаржуулалтын ферментүүд нь оновчтой каталитик идэвхжилийн хувьд хяналттай чийгшилд тулгуурладаг. Илүүдэл ус нь субстратыг шингэлж, фермент-субстратын холбоог бууруулж, элсэн чихрийн гарцыг бууруулж, исгэх үйл явцыг саатуулдаг. Ус хангалтгүй байх нь массын дамжуулалтын хязгаарлалт болон ферментийн дарангуйллаас болж цардуулын бүрэн бус гидролизд хүргэдэг. Тиймээс ус нэмэхийг хатуу хянах нь сакэ исгэх үйл явцыг хянах, сакэ үйлдвэрлэх чанарын баталгааны гол цөм юм.
Бодит цагийн нягтралын өгөгдлийн үүрэг
Будааны буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналт хийх нь орчин үеийн саке исгэх техникт ус нэмэх хяналтыг өөрчилсөн. Шугаман нягтрал хэмжигч болон анализаторууд нь сав, хоолой доторх хандны концентраци болон зутангийн нягтралыг тасралтгүй хэмждэг. Энэхүү шууд хариу үйлдэл нь шар айраг исгэгчид одоогийн ус нэмэх нь ферментийн сахаржуулалтын процессын хяналтын зорилтод нийцэж байгаа эсэхийг үнэлэх боломжийг олгодог. Операторууд саке исгэхэд ферментийн хэрэглээнд зориулсан оновчтой зутангийн найрлагад хүрэхийн тулд тунг тохируулж, субстратын орчин нь ферментийн урвал болон дараагийн саке исгэх процессын хяналтад тохиромжтой хэвээр байх болно. Тасралтгүй нягтралын өгөгдөл нь мөн багц хоорондын тогтвортой байдлыг хангаж, будааны төрөл зүйл, тээрэмдэх хурд эсвэл хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлаас шалтгаалан физик болон химийн параметрүүд техникийн үзүүлэлтээс гажсан үед үүнийг тодорхойлдог.
Жишээ: Нунтаглах явцад шар айраг исгэгч нь Спектраматик анализатороор дамжуулан нягтралын оновчтой хэмжээнээс доош уналтыг ажигладаг. Дараа нь ус нэмэхээ больж, хүсээгүй шингэрүүлэлтээс сэргийлж, ферментийн ажиллагааг хамгаалдаг. Үүний эсрэгээр, будааны бөөгнөрөлөөс болж нягтралын огцом өсөлт нь зутангийн хангалттай шингэн чанар болон ферментийн хүртээмжийг хадгалахын тулд цаашид ус нэмэх шаардлагатай байгааг дохио өгдөг.
Усны хяналтын ферментийн идэвхжил болон исэлтийн үр дүнд үзүүлэх нөлөө
Усны зохицуулалтыг оновчтой болгосноор сахаржуулалтын ферментийн үр нөлөөг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг. Судалгаанаас харахад альфа-амилаза ба глюкоамилаза нь Candida famata-аас гаргаж авсан глюкоамилазагийн 7 г/л цардуул зэрэг тодорхой субстратын концентрацид оргил идэвхжилд хүрдэг бөгөөд энэ нь цардуулаас глюкоз руу хурдан бөгөөд бүрэн хувиргалтыг дэмждэг болохыг харуулж байна. Биомасс сахаржуулалтын хүчин зүйлийн дизайны туршилтууд нь өндөр чийгшил нь чухал босго хүртэл элсэн чихрийн гарц болон нийт исгэх чадварыг бууруулдаг болохыг харуулж байна.
- Хамгийн оновчтой нягтрал ба чийгшилтэй үед:
- Ферментүүд цардуулын молекулуудад чөлөөтэй нэвтэрч, гидролизийн өндөр түвшинд хүрдэг.
- Элсэн чихрийн гарц нэмэгдэж, саке исгэх үйл явцыг сайжруулдаг.
- Исгэлтийн хурд хурдасч, илүү цэвэр, илүү тогтвортой саке хэв маягийг дэмждэг.
- Илүүдэл/хангалтгүй ус:
- Элсэн чихрийн концентрацийг шингэлнэ эсвэл ферментийн үйл ажиллагааг дарангуйлдаг.
- Амтгүй амт эсвэл гацсан исэлтийг дэмждэг.
- Этанолын гарцыг бууруулж, үнэрийн тэнцвэрийг өөрчилдөг.
Нягтралын хяналтыг ашиглан ус нэмэх практик удирдамж
Нягтрал дээр суурилсан усны нэмэлт хяналтаар саке хийхдээ сахаржуулалтын үр ашгийг оновчтой болгохын тулд дараах практик алхмуудыг дагана уу.
Зорилтот нягтралын хязгаарыг тохируулахХүссэн ферментийн идэвхжилд тохирсон оновчтой зутангийн нягтралыг тодорхойлох нь ихэвчлэн туршилтын туршилт эсвэл нийтлэгдсэн өгөгдөлд үндэслэдэг (жишээлбэл, будааны нухашны хувьд 7–12° Платон).
Тасралтгүй нягтралын хэмжилтБудаа угаах, дэвтээх, бутлах, нухах, Кожи тарих зэрэг гол үе шатуудад нягтрал хэмжигч эсвэл анализатор ашиглана уу.
Усны нэмэлт тун:
- Нягтралын уншилтыг хянаж байхдаа аажмаар ус нэмнэ.
- Хэрэв нягтрал нь оновчтой хязгаараас бага байвал тунг түр зогсооно уу (шаардлагагүй шингэрүүлэлтээс зайлсхийхийн тулд).
- Хэрэв нягтрал дээд хязгаараас дээш нэмэгдвэл (бөөгнөрөх, зуурамтгай чанар огцом нэмэгдэхээс сэргийлж) тунг үргэлжлүүлнэ.
Ферментийн нэмэлттэй хамаарал:
- Зөвхөн зорилтот бүсэд зутангийн нягтрал тогтворжсоны дараа исгэх зорилгоор сахаржуулалтын ферментийг нэвтрүүлнэ.
- Хурдан шингэрүүлэлт нь оновчтой хүрээг өөрчилж болзошгүй тул фермент нэмсний дараа нягтралын өөрчлөлтийг хянана.
Чанарын баталгаажуулалтын шалгалтууд:
- Багц бичлэг болон процессын оновчлолын хувьд нягтралын утгыг чухал цэгүүдэд баримтжуулна.
- Ялангуяа шинэ будааны сортуудын хувьд химийн шинжилгээ (жишээ нь HPLC эсвэл спектрофотометр)-ээр дамжуулан зорилтот чихрийн концентрацийг баталгаажуулна.
Жишээ удирдамж: Глюкоамилазаг хурдан сахаржуулах зорилготой будааны нухашны хувьд нягтралыг 8-10° хооронд байлга. Платоны LiquiSonic Plato анализатор ашиглан шаардлагатай бол 15 минут тутамд усыг тохируулна. Тэгш түвшинд хүрч, ферментийн хувирал баталгаажсаны дараа нэмэхээ зогсооно.
Будааны буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналтаар хянах нь саке исгэх явцад ус нэмэх нарийн хяналтыг бий болгож, сахаржилтыг сайжруулж, сакегийн чанарыг сайжруулдаг.
Бодит цагийн нягтралын хяналтыг сахаржуулалтын процессын хяналттай нэгтгэх
Санал хүсэлтийн механизм: Бодит цагийн процессын тохируулгад нягтралын чиг хандлагыг ашиглах
Сакэ исгэх үйл явцад үр дүнтэй сахаржуулалт хийх нь будааны зутангийн нягтралыг нарийн зохицуулахаас хамаарна. Бодит цагийн хяналт нь үйл ажиллагааны өгөгдлийг өгдөг бөгөөд динамик санал хүсэлтийн хяналтыг идэвхжүүлдэг. Орчин үеийн системүүд нь зутангийн нягтралын чиг хандлагыг ашиглан дараах хувьсагчдыг тохируулдаг:
- Усны нэмэлт—Хэрэв нягтрал зорилтот хэмжээнээс давсан бол автоматжуулсан усны тун нь зуурамтгай чанарыг бууруулж, сахаржуулалтын ферментийн массын дамжуулалтыг оновчтой болгодог.
- Ферментийн тун—Нягтын хэлбэлзэл нь субстратын хүртээмжийн өөрчлөлтийг илтгэж, исгэх хэрэглээний хурдыг хангахын тулд сахаржуулалтын ферментийн бодит цагийн модуляцийг удирддаг.
- Холих хурд—Сувангийн зуурамтгай чанарыг эргүүлэх момент дээр үндэслэн тооцоолох нь системд хутгагчийн хурдыг тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр зутангийн жигд тууштай байдлыг хангаж, орон нутгийн нягтралын огцом өсөлтөөс болж фермент идэвхгүй болохоос сэргийлдэг.
Жишээлбэл, нягтралын өгөгдөл дээр суурилсан алгоритмууд (жишээлбэл, шугаман фотоны нягтралын долгионы спектроскопиос гаргаж авсан) нь процессын хувьсагчийн шууд тохируулгыг хийх боломжийг олгодог бөгөөд субстратыг хэт их эсвэл дутуу тэжээхээс сэргийлж, сахаржуулалтын процессыг хянахын тулд оновчтой нөхцлийг хадгалдаг.
Саке шар айрагны үйлдвэрүүдийн автоматжуулалтын чадавхи
Автоматжуулалт нь уламжлал болон инновацийг шар айраг исгэх техникээр холбодог. Орчин үеийн шар айрагны үйлдвэрүүд нь мэдрэгч болон хяналтын системийг нэгтгэж, дараахь зүйлийг дэмждэг.
- Мэдрэгчээр удирддаг санал хүсэлтийн гогцоо—Бодит цагийн хяналт нь сахаржуулалтын үр ашгийг оновчтой болгохын тулд саке исгэх эсвэл ферментийн тунг тохируулах зэрэг автомат хариу үйлдлийг идэвхжүүлдэг.
- Кибер-физик системүүд—Мэдрэгчийн өгөгдөл нь тоног төхөөрөмжийг (жишээ нь, насос, холигч, тунгийн төхөөрөмж) удирдан чиглүүлж, будааны зуурмагийг нягтруулах тогтвортой менежментийг хангаж, гарын авлагын оролцоог бууруулдаг.
- Машин сургалтын алгоритмууд—ML загварууд нь нягтралын чиг хандлагыг температур болон рН-ийн хамт шинжилж, хариу үйлдлийн механизмыг боловсронгуй болгож, урьдчилан таамаглах үйл явцыг хянах боломжийг олгодог.
Уламжлалт шар айрагны үйлдвэрүүд автоматжуулалтыг сонгон авч, гар урлалын мэргэжлийн ур чадварыг булингар эсвэл эргүүлэх хүч дээр суурилсан мэдрэгчтэй хослуулан мэдээлэлтэй тохируулга хийдэг. Орчин үеийн тохиргоонууд нь бүрэн интеграцчилалыг зөвшөөрдөг: мэдрэгч сүлжээ, ML-ээр ажилладаг санал хүсэлт, давтагдах чадвар болон үр ашгийг хангахын тулд алсын удирдлага.
Саке сахарификация үйл явцыг хянахын ашиг тус
Бодит цагийн нягтралын хяналт нь хэд хэдэн давуу талыг олгодог:
- Тогтвортой байдал—Будааны зутангийн нягтралыг стандартчилах нь сахаржуулалтын ферментийн идэвхийг нэмэгдүүлж, улмаар жигд хувиргалтын түвшинг бий болгож, саке дахь сахаржуулалтын үйлдвэрлэлийг сайжруулдаг.
- Хариу үйлдэл үзүүлэх чадвар—Хазайлтыг нэн даруй илрүүлэх нь исгэх үйл явцын хяналтын параметрүүдэд хүсээгүй өөрчлөлтөөс зайлсхийж, хурдан залруулга хийх боломжийг олгодог.
- Давтах чадвар—Мэдрэгчээр удирддаг автомат тохируулга нь багц бүр техникийн тодорхойлолтод нийцэж байгааг баталгаажуулж, чанарын үүднээс үйл явцын баталгаажуулалтыг дэмждэг.
Дэвшилтэт хэмжилтийн протоколууд болон шугаман мэдрэгчийн техникүүд (PDW спектроскопи эсвэл эргүүлэх моментийн загварчлал гэх мэт) нь шар айрагны үйлдвэрүүдэд нягтралын профайлыг хадгалах, үйл ажиллагааг оновчтой болгохын зэрэгцээ үйлдвэрлэлийн гарц, чанарыг оновчтой болгох боломжийг олгодог.
Системийн интеграцийн эрсдэл ба бууруулах стратегиуд
Бодит цагийн хяналтын системийг нэгтгэх нь дараахь зүйлийг багтаасан техникийн болон үйл ажиллагааны эрсдэлийг бий болгодог.
- Мэдрэгчийн шилжилт болон тохируулгын асуудлууд—Тасралтгүй ашиглах нь мэдрэгчийн нарийвчлалыг бууруулж болзошгүй. Урьдчилан таамаглах тохируулга болон алдааг залруулах машин сургалтын алгоритмуудыг хэрэгжүүлэх нь найдвартай уншилтыг хадгалахад тусалдаг.
- Цогцолбор түүврийн матрицууд—Сахаризацийн үед зутангийн найрлагын өөрчлөлт нь мэдрэгчийн найдвартай байдлыг сорьдог. Давхардлыг (олон мэдрэгч) ашиглах болон хөндлөн баталгаажуулалт нь өгөгдлийн бүрэн бүтэн байдлыг хамгаалдаг.
- Зардал ба нарийн төвөгтэй байдлын саад бэрхшээлүүд—Гар аргаар шар айраг исгэх үйлдвэрүүд өртөг болон техникийн хэрэгжилттэй холбоотой бэрхшээлтэй тулгарч магадгүй. Модульчлагдсан мэдрэгчийн багцууд болон үүлэн технологид суурилсан аналитик нь хэрэглээний босгыг бууруулж чадна.
Эдгээрийг бууруулахын тулд шар айрагны үйлдвэрүүд дараахь зүйлийг хийх ёстой.
- Автомат тохируулгын горимуудыг ашиглах,
- Мэдрэгчийн тогтмол засвар үйлчилгээг хуваарьлах,
- Гажуудсан уншилтуудыг илрүүлэхийн тулд статистикийн өгөгдлийн баталгаажуулалтыг ашиглах,
- Тогтвортой хяналт хийхэд зориулж нөөцийн хэмнэлттэй мэдрэгчийн загваруудыг нэгтгэх.
Техникийн хамгаалалтыг бат бөх үйл явцын менежменттэй хослуулснаар орчин үеийн болон уламжлалт сакэ үйлдвэрлэгчид бодит цагийн зутан нягтралын хяналтын давуу талыг ашиглаж, үйл ажиллагааны тогтвортой байдлыг хадгалахын зэрэгцээ сакэ чанарыг сайжруулах боломжтой.
Сайжруулсан сахаржуулалтын сакегийн ферментийн анхаарах зүйлс
Саке үйлдвэрлэхэд сахаржуулалтад оролцдог анхдагч ферментүүд
Сакэ исгэх үйл явцад сахаржуулалтын үр ашгийг оновчтой болгох нь голчлон Aspergillus oryzae-ээс гаргаж авсан хэд хэдэн гол ферментийг ашиглахаас хамаарна. Сакэ исгэх гол сахаржуулалтын ферментүүдэд дараахь зүйлс орно.
- α-Амилаза:Энэхүү дотоод үйлчилгээтэй фермент нь будааны цардуул дахь дотоод α-1,4-гликозидын холбоог хурдан гидролиздүүлж, жижиг декстрин ба олигосахарид болгон задалдаг.
- Глюкоамилаза:Глюкоамилаза нь экзоген байдлаар үйлчилснээр α-1,4 ба α-1,6 холбоосуудыг хоёуланг нь тасалдуулж, декстринийг шууд глюкоз болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь мөөгөнцрийн исгэхэд чухал үүрэгтэй.
- Пуллуланаза:Пуллуланаза нь амилопектины α-1,6-гликозидын салааны цэгүүдийг тусгайлан чиглүүлж, цардуулын бүрэн задралыг хөнгөвчилж, глюкоамилазаг илүү үр дүнтэй ажиллуулах боломжийг олгодог.
- α-Глюкозидазууд (жишээ нь, AgdA ба AgdB):Эдгээр ферментүүд нь олигосахаридын эцсийн глюкозын үлдэгдлийг гидролизжүүлдэг. Сүүлийн үеийн судалгаагаар эдгээр нь саке нухсан төмсний олигосахаридын найрлагыг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд сахаржилтын гарц болон эцсийн амтны аль алинд нь нөлөөлдөг болохыг харуулсан.
Эдгээр ферментүүд нь саке сахаржих процессыг идэвхжүүлэхийн тулд синергетик байдлаар ажилладаг бөгөөд элсэн чихрийн бэлэн байдал, исгэх кинетик, эцэст нь сакегийн чанарт нөлөөлдөг.
Ферментийн үр ашигт нөлөөлөх хүчин зүйлс: рН, температур, хутгалт болон субстратын агууламж
Ферментийн идэвхжил нь үйлдвэрлэлийн хувьд хүрээлэн буй орчны үзүүлэлтүүдэд маш мэдрэмтгий байдаг:
- рН:Фермент бүр оновчтой рН-тэй байдаг. Жишээлбэл, мутант пуллуланаза (PulA-N3) нь рН 4.5-д хамгийн их идэвхжилд хүрдэг бол A. oryzae-ийн ксиланаза нь рН 7.5-ыг илүүд үздэг. Оновчтой рН-ээс гадуур үйл ажиллагаа явуулах нь ферментийн үйл ажиллагаанд саад учруулж болзошгүй; бага рН нь цууны хүчил хуримтлагдахаас болж бичил биетний хоцрогдлын үе шатыг уртасгаж болзошгүй.
- Температур:Термотогтвортой байдал нь ферментүүдийн хооронд харилцан адилгүй байдаг. PulA-N3 нь 60°C-д оргил үр ашгийг харуулдаг боловч температур хэт өндөр байвал бусад ферментүүд денатурацид орж болзошгүй. Идэвх ба тогтвортой байдлыг тэнцвэржүүлэхийн тулд температурыг сайтар хянах нь чухал юм.
- Сэтгэл хөдлөл:Хяналттай холих нь ферментийн субстратын хүртээмжийг сайжруулж, урвалын жигд нөхцлийг хангадаг. Хангалттай хутгахгүй байх нь субстрат-ферментийн холбоо муу байгаагаас болж сахаржилтыг хязгаарлаж болзошгүй.
- Субстратын агууламж:Цагаан будааны цардуул болон усны агууламж нь ферментийн хүртээмж болон урвалын түвшинд нөлөөлдөг. Субстратын өндөр түвшин нь ферментийн идэвхийг ханасан байхад бага түвшин нь хувиргалтын үр ашгийг хязгаарлаж болзошгүй.
Эдгээр хүчин зүйлсийг зутангийн нягтралын менежмент гэх мэт бодит цагийн процессын хяналтыг ашиглан оновчтой болгох нь ферментийн үр ашиг болон саке сахаржуулалтын процессын хяналтыг сайжруулдаг.
Ферментийн тун ба хугацааг бодит цагийн зутангийн нягтралын өгөгдөлтэй хамт тохируулах
Сүүлийн үеийн дэвшил нь будааны буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналтаар дамжуулан ферментийг нарийн ашиглах боломжийг олгодог. Spectramatics-ийн SIBA болон LiquiSonic Plato анализатор зэрэг хэрэгслүүд нь нягтрал, нүүрс усны найрлага, температурын тасралтгүй хэмжилтийг хийдэг бөгөөд энэ нь процессын тохируулгад шууд нөлөөлдөг.
- Динамик ферментийн тун:Ферментийн нэмэлтийг нягтралын бодит цагийн өөрчлөлт болон сахаржилтын кинетикт хариу үйлдэл үзүүлэн өөрчилдөг. Хэрэв нягтрал аажмаар буурвал (элсэн чихрийн үйлдвэрлэл удааширч байгааг илтгэнэ) тунг нэмэгдүүлэх эсвэл тодорхой ферментийн төрлүүдийг (жишээлбэл, салаалсан цардуулын хувьд илүү их пуллуланаза) нэмж болно.
- Автоматжуулсан санал хүсэлтийн хяналт:Нягтралын хяналтыг автоматжуулсан ферментийн тунгийн системтэй нэгтгэх нь давталтын процессыг оновчтой болгох боломжийг олгодог. Санал хүсэлтийн гогцоо нь нягтрал болон элсэн чихрийн хувиргалтын өгөгдлийг ашиглан исгэх үйл явцын хяналтын туршид ферментийн нэмэлт хурд болон хугацааг зохицуулдаг.
- Ус нэмэх хяналт:Бодит цагийн өгөгдөл нь шивхний зуурамтгай чанарыг оновчтой байлгах, фермент-субстратын үр дүнтэй харилцан үйлчлэлийг хангахын тулд ус нэмэхэд чиглүүлдэг.
Жишээлбэл, хэрэв NIR дээр суурилсан анализаторын нягтралын заалтууд нь хүлээгдэж байснаас бага элсэн чихрийн ялгаралтыг харуулж байвал шар айраг үйлдвэрлэгчид глюкоамилаза эсвэл α-амилазагийн тунг тохируулж, сахаржуулалтын үр ашгийг хамгийн их байлгах боломжтой.
Сахаризацийн явцыг үр дүнтэй хянах, үнэлэх аргууд
Сакэ исгэх замаар сахаржилтыг үр дүнтэй хянах нь дараахь зүйлээс хамаарна.
- Ойрын хэт улаан туяаны спектроскопи (NIRS):Энэ арга нь зутан доторх элсэн чихэр, спирт болон бусад химийн параметрүүдийг инвазив бус, тасралтгүй үнэлэх боломжийг олгодог. Зөөврийн NIRS багажууд нь олон хувьсагчтай шинжилгээний хамт нийт элсэн чихрийн агууламжийг бодит цагийн урьдчилсан таамаглалаар хангаж, процессын хазайлтад хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог.
- Нягт хэмжих технологиуд:Шингэний нягтрал хэмжигч гэх мэт шугаман нягтрал хэмжигч нь элсэн чихэр үйлдвэрлэх, хэрэглэх явцад гарсан өөрчлөлтийг хянах, секунд тутамд шинэчлэлтийг хүргэдэг. Эдгээр багаж хэрэгсэлд дээжийн тунгалаг байдал эсвэл тоосонцрын агууламж нөлөөлдөггүй.
- Зуурамтгай чанарын хэмжилт:Зуурмагийн зуурамтгай чанарын өөрчлөлтийг тэмдэглэсэнviновшИонаlвискозиметрүүдэсвэл суурилуулсан процессын датчикууд нь цардуулын гидролизийн төлөвтэй хамааралтай бөгөөд илүү найдвартай процессын хяналтыг хангахын тулд нягтралын өгөгдлийг нөхөж чаддаг.
- Автоматжуулсан кинетик шинжилгээ:Нягтрал, чихрийн концентраци болон NIRS-ийн өгөгдлийг ашиглан ферментийн кинетикийг бодит цаг хугацаанд үнэлдэг платформууд нь шар айраг үйлдвэрлэгчдэд ферментийн тунгийн протоколыг давталттайгаар оновчтой болгох боломжийг олгодог.
Эдгээр дэвшилтэт саке исгэх аргууд нь будааны буталсан зутангийн нягтрал болон сахаржилтын явцыг бодит цагийн хяналт хийх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр исгэгчдэд исгэх үр дүнг хянах, сакегийн чанарыг сайжруулах, нөөцийн хэрэглээг оновчтой болгох боломжийг олгодог.
Байнга асуудаг асуултууд
1. Будааны буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналт хийх нь саке үйлдвэрлэлд яагаад чухал вэ?
Будааны буталсан зутангийн нягтралыг бодит цагийн хяналт нь шар айраг исгэгчид үйл явцын тогтвортой байдлыг сааталгүйгээр хянах боломжийг олгодог. Шуурхай санал хүсэлт нь ус нэмэх болон бусад үйл явцын тохиргоог нарийн тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд ферментийн нэвчилт болон цардуулын хүртээмжийг сайжруулдаг. Энэ нь цардуулыг исгэх боломжтой элсэн чихэр болгон хувиргах ажлыг сайжруулж, сахаржуулалтын гарц болон эцсийн саке чанарыг нэмэгдүүлдэг. Шинэ зөөврийн спектрийн системүүд нь элсэн чихэр, спиртийн агууламж, рН, нягтралыг нэгэн зэрэг хэмжиж, исгэх нөхцөл байдлын талаар цогц ойлголт өгдөг. Эдгээр дэвшил нь саке исгэх явцад хувьсах чадварыг бууруулж, багцуудын тогтвортой байдлыг найдвартай, өгөгдөлд тулгуурласан тохируулга хийх боломжийг олгодог.
2. Ус нэмэх хяналт нь саке исгэх явцад сахаржих процесст хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Усны нэмэлтийн хяналт нь будааны чийгшил, ферментийн идэвхжил, сахаржилтын түвшинд шууд нөлөөлдөг. Бодит цагийн нягтралын өгөгдөлд үндэслэн нарийн усны тунг тохируулах нь будаа нь цардуулын желатинжилтийг хамгийн их байлгахын тулд хангалттай хэмжээний усыг шингээж, цардуулыг сахаржилтын ферментүүдэд илүү хүртээмжтэй болгодог. Хэт шингэрүүлэлт нь ферментийн үйл ажиллагааг удаашруулж эсвэл сулруулж, глюкозын гарц буурч, саке шингэрэхэд хүргэдэг. Хангалтгүй ус нь үр ашиггүй хувиргалт эсвэл орон нутгийн хуурайшилт үүсгэж, сахаржилтын нийт үр ашгийг бууруулдаг. Шар айраг үйлдвэрлэгчид дэвтээх, жигнэх ажлыг стратегийн дагуу удирдах, үйл явцын зорилтот түвшин болон хүссэн саке профайлд хүрэхийн тулд саке будааны сортуудын өвөрмөц зан төлөвийг оролцуулан усны шингээлтийг тодорхойлсон загваруудыг ашигладаг.
3. Сакэ исгэхдээ сахаржуулалтад ямар ферментүүдийг ихэвчлэн ашигладаг вэ, тэдгээр нь яагаад чухал вэ?
Альфа-амилаза ба глюкоамилаза нь саке дахь сахаржилтын үндсэн ферментүүд юм. Альфа-амилаза нь цардуулын молекулуудыг уусдаг декстрин болгон задалдаг бол глюкоамилаза нь эдгээр декстринийг исгэх боломжтой глюкоз болгон хувиргадаг. Хүчиллэг альфа-амилаза мөн байж болох бөгөөд энэ нь бага рН-ийн нөхцөлд гидролизд тусалдаг. Ферментийн үр нөлөө нь нөхцөл байдлаас хамаардаг - ихэнх нь рН 4.0-4.5 ба 65°C орчимд оновчтой ажилладаг. Тэдгээрийн үйлдэл нь хэр их элсэн чихэр ялгарахыг тодорхойлдог бөгөөд эцэст нь этанолын үйлдвэрлэл болон амт үүсэхийг дэмждэг. Болгоомжтой тунгаар хэрэглэх эсвэл сайжруулсан мөөгөнцрийн омгийг (Aspergillus болон Mucor spp. гэх мэт) ашиглах замаар сайжруулсан ферментийн синерги нь сахаржилтын түвшинг нэмэгдүүлж, үр ашиг болон хүссэн саке шинж чанарыг хоёуланг нь дэмждэг.
4. Сакэ сахаризацийн процессын үед ямар процессын хувьсагчдыг хянах нь хамгийн чухал вэ?
Гол хувьсагчдад дараахь зүйлс орно:
- Будааны буталсан зутангийн нягтрал: Физик нягтралыг илтгэнэ; ус/будааны харилцан үйлчлэл болон ферментийн тархалтад нөлөөлдөг.
- Температур: Ферментийн идэвхжил болон бичил биетний динамикт нөлөөлдөг. Үйл явцын үе шатнаас хамааран ихэвчлэн 28-70°C хооронд зохицуулагддаг.
- рН: Ферментийн идэвхжил, исгэх хурд, метаболит үүсэхэд нөлөөлдөг; сахаржилт нь ихэвчлэн рН 4.0–4.5-д явагддаг.
- Ферментийн концентраци: Сахаржилтын хурд болон хэмжээг тодорхойлно.
- Ус ба будааны харьцаа: Цардуулын хүртээмжийг хянаж, дараагийн исэлт болон сакэ амтанд нөлөөлдөг.
Дэвшилтэт системүүд нь LC-QTOF-MS зэрэг хэрэгслүүд болон нарийн тохируулсан хяналт шинжилгээний статистикийн процессын хяналтын графикуудыг ашиглан Brix (элсэн чихрийн агууламж) болон метаболитын профайлыг хянадаг. Тогтмол шалгалтууд нь ихэвчлэн арван хоёр минут тутамд хийгддэг бөгөөд энэ нь хазайлтыг эрт илрүүлж, саке чанарыг хадгалахад тусалдаг.
5. Шар айрагны үйлдвэрүүд одоо байгаа саке үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд сахаржуулалтын үр ашгийн оновчлолыг хэрхэн хэрэгжүүлж болох вэ?
Шар айрагны үйлдвэрүүд сахаржуулалтын үр ашгийг системтэйгээр дараах байдлаар сайжруулж чадна.
- Үйл явцыг шууд тохируулахын тулд бодит цагийн нягтралын хяналтын технологийг (жишээлбэл, спектроскопийн эсвэл PLS дээр суурилсан систем) нэгтгэх.
- Ашигласан сортын онцлогт тохирсон будааны оновчтой чийгшлийг хангахын тулд шингээлтийн загваруудыг ашиглан ус нэмэх протоколыг боловсронгуй болгох.
- Будааны төрөл, багцын хэмжээ, хүссэн профайлд тохируулан ферментийн тунгийн стратегийн талаар ажилтнуудыг сургах.
- Сахаржуулалтын явцад температур, рН, ферментийн концентраци зэрэг хувьсагчдыг зохицуулахын тулд санал хүсэлтэд суурилсан процессын хяналтыг ашиглах.
- Чанарын үнэлгээг тасралтгүй хийхийн тулд статистикийн процессын хяналт болон дэвшилтэт метаболомийн профайлыг нэвтрүүлэх.
Жишээ нь бичил биетний тэнцвэрийг сайжруулахын тулд уламжлалт кимото маягийн нухалттай бүлээн “даки” эмчилгээ, үйл ажиллагааны ашиг тусыг нэмэгдүүлэхийн тулд гайхамшигт бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх давхар сахаржуулалтын үе шатууд орно. Эдгээр аргуудыг орчин үеийн аналитиктай хослуулснаар үйлдвэрлэлийн үр ашиг болон дээд зэргийн сакэ чанарыг баталгаажуулдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 11-р сарын 12
