Ուլտրաձայնային ածիկացում և ածիկի ծլում

Փաստեր գարու և ածիկի մասին

Ածիկացման գործընթացը

Ածիկացման ընթացքում հացահատիկը ծլում է, և գործընթացը ներառում է երեք փուլ՝ թրջում, ծլում և վառարանային չորացում։ Թրջման ընթացքում հատիկներին ջուր են ավելացնում, ինչն ակտիվացնում է ֆերմենտները։ Ավանդական թրջումը տևում է 1–2 օր։ 1–2 օր անց գարու հատիկներում ջրի պարունակությունը հասնում է 40–45%։ Այս պահին գարին հանվում է թրջման ջրից, և սկսվում է ծլումը։
Ծլման ընթացքում առաջանում կամ ակտիվանում են մի շարք ֆերմենտներ, որոնք հետագայում էական նշանակություն ունեն քաղցուի պատրաստման գործընթացում։ β-գլյուկանները քայքայվում են էնդո-β-1,4-գլյուկանազի և էնդո-β-1,3-գլյուկանազի ազդեցությամբ։ Էնդո-β-1,4-գլյուկանազն արդեն առկա է գարու մեջ, իսկ էնդո-β-1,3-գլյուկանազը առկա է միայն ածիկի մեջ։ Քանի որ β-գլյուկանները գել են առաջացնում և դրանով կարող են խնդիրներ առաջացնել զտման ժամանակ, ցանկալի է, որ ածիկն ունենա β-գլյուկանազի բարձր և β-գլյուկանի ցածր պարունակություն։ Ծլման ընթացքում օսլայի պարունակությունը նվազում է, իսկ շաքարի պարունակությունը՝ ավելանում, և օսլան քայքայվում է α-ամիլազի ու β-ամիլազի ազդեցությամբ։ Գարու մեջ α-ամիլազ առկա չէ. այն արտադրվում է ծլման ընթացքում, մինչդեռ β-ամիլազն արդեն առկա է գարու մեջ։ Ծլման ընթացքում քայքայվում են նաև սպիտակուցները։ Պեպտիդազները սպիտակուցների 35 – 40 %-ը քայքայում են՝ վերածելով լուծելի նյութի։ 5-ից 6 օր անց ծլումն ավարտվում է, և դրա կենսագործընթացները դադարեցվում են վառարանային չորացմամբ։ Վառարանային չորացման ժամանակ ջուրը հեռացվում է՝ ածիկի միջով տաք օդ անցկացնելով։ Սա դադարեցնում է ծլումն ու ձևափոխությունները, իսկ դրանց փոխարեն Մայարի ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են գույն և համ ու բույր հաղորդող միացություններ։

Ֆերմենտները ածիկացման և գարեջրի արտադրության գործընթացում

Գարու օսլայի հիդրոլիզի համար ամենակարևոր ֆերմենտներն են α-ամիլազը և β-ամիլազը, որոնք կատալիզում են օսլայի հիդրոլիզը՝ այն վերածելով շաքարների։ Ամիլազը պոլիսախարիդները, մասնավորապես՝ օսլան, քայքայում է մինչև մալթոզ։ Մինչև ծլումը β-ամիլազն առկա է ոչ ակտիվ ձևով, մինչդեռ α-ամիլազը և պրոտեազները հայտնվում են ծլումն սկսվելուց հետո։ Քանի որ α-ամիլազը կարող է ազդել սուբստրատի ցանկացած հատվածի վրա, այն սովորաբար ավելի արագ է գործում, քան β-ամիլազը։ β-ամիլազը կատալիզում է երկրորդ α-1,4 գլիկոզիդային կապի հիդրոլիզը՝ միանգամից անջատելով գլյուկոզի երկու միավոր / մալթոզ։
Այլ ֆերմենտներ, օրինակ՝ պրոտեազները, հատիկի սպիտակուցները քայքայում են այնպիսի ձևերի, որոնք կարող են օգտագործվել խմորասնկերի կողմից։ Կախված այն բանից, թե երբ է դադարեցվում ածիկացման գործընթացը, ստացվում են օսլայի / ֆերմենտի ցանկալի հարաբերակցություն և խմորվող շաքարների մասամբ փոխակերպված օսլա։ Ածիկը պարունակում է նաև փոքր քանակությամբ այլ շաքարներ, օրինակ՝ սախարոզ և ֆրուկտոզ, որոնք օսլայի ձևափոխման արգասիքներ չեն, այլ արդեն առկա էին հատիկի մեջ։ Խմորվող շաքարների հետագա փոխակերպումն իրականացվում է քաղցուի պատրաստման գործընթացում։

Օսլայի հիդրոլիզ

Ֆերմենտային հիդրոլիզի ընթացքում ֆերմենտները կատալիզում են շաքարացման գործընթացը, ինչը նշանակում է, որ ածխաջրերը (օսլան) տրոհվում են դրանք կազմող շաքարների մոլեկուլների։ Հիդրոլիզի միջոցով էներգիայի պաշարը (օսլան) վերածվում է շաքարների, որոնք սաղմն օգտագործում է աճելու համար։

Գարու սպիտակուցները

Գարու մեջ սպիտակուցի պարունակությունը կազմում է 8-ից 15%։ Գարու սպիտակուցներն էական ներդրում ունեն ածիկի և գարեջրի որակի ձևավորման գործում։ Լուծելի սպիտակուցները կարևոր են գարեջրի փրփուրի պահպանման և կայունության համար։

Արաբինօքսիլանները և β-գլյուկանը գարու մեջ

Արաբինօքսիլանները և β-գլյուկանը լուծելի սննդային մանրաթելեր են։ Ածիկի քաղվածքները կարող են պարունակել մեծ քանակությամբ արաբինօքսիլաններ, որոնք կարող են դժվարություններ առաջացնել զտման ընթացքում, քանի որ մածուցիկ քաղվածքները կարող են զգալիորեն վատթարացնել գարեջրագործական գործընթացների արդյունավետությունը։ Գարեջրագործական գործընթացում գարու մեջ β-գլյուկանի բարձր պարունակությունը կարող է հանգեցնել բջջապատերի անբավարար քայքայման, ինչն իր հերթին խոչընդոտում է ֆերմենտների դիֆուզիան, ծլումը և հատիկի պաշարների մոբիլիզացումը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով ածիկի քաղվածքը։ Մնացորդային β-գլյուկանը կարող է նաև հանգեցնել խիստ մածուցիկ քաղցուի առաջացման՝ գարեջրագործարանում զտման խնդիր առաջացնելով, և կարող է մասնակցել գարեջրի հասունացմանը՝ սառեցման ժամանակ պղտորություն առաջացնելով։ Արաբինօքսիլանները հանդիպում են գարու, վարսակի, ցորենի, տարեկանի, եգիպտացորենի, բրնձի, սորգոյի և կորեկի բջջապատերում։ Ուլտրաձայնային մշակումը զգալիորեն մեծացնում է ինչպես արաբինօքսիլանների, այնպես էլ β-գլյուկանի արդյունահանելիությունը։

Հակաօքսիդանտները գարու մեջ

Գարին պարունակում է ավելի քան 50 պրոանտոցիանիդին, այդ թվում՝ օլիգոմերային և պոլիմերային ֆլավան-3-ոլ, կատեխին և գալոկատեխին։ Գարու մեջ առավել առատ են դիմերային պրոանտոցիանին B3 և պրոցիանիդին B3 միացությունները։
Հակաօքսիդանտները հայտնի են օքսիդացման ռեակցիաները և թթվածնի ազատ ռադիկալների ռեակցիաները դանդաղեցնելու կամ կանխելու ունակությամբ, ինչի շնորհիվ դրանք կարևոր են ածիկացման և գարեջրագործության գործընթացում։ Հակաօքսիդանտները (օրինակ՝ սուլֆիտները, ֆորմալդեհիդը, ասկորբատը) գարեջրագործության գործընթացում օգտագործվում են որպես հավելումներ՝ գարեջրի համի կայունությունը բարելավելու համար։ Գարեջրի ֆենոլային միացությունների մոտ 80%-ը ծագում է գարու ածիկից։