Microsoft Word

Technologie Przemysłów Fermentacyjnych

W. 5

Melas – część teoretyczna

Kierunek

Międzywydziałowe Studium Biotechnologii

Rok III

Melas - jest produktem odpadowym przy produkcji cukru. Składają się na niego cukry i wszystkie
substancje niecukrowe nie usunięte wraz z wysłodkami i szlamem defekacyjnym.

Jest cieczą ciemnobrunatną, bardzo gęstą (1,35 g/cm

) o swoistym zapachu (z wyczuwalnym

aromatem karmelu), słodki – o gorzkim posmaku.

Skład  chemiczny  zależy  od  gatunku  buraków,  od  warunków  gruntowych  i klimatycznych  ich
wegetacji, a także od rodzaju procesu technologicznego produkcji cukru.

Wymagania fizykochemiczne

CUKRY
Głównym składnikiem melasy jest sacharoza, której zawartość waha się w granicach 39-57%. Oprócz
tego  występuje  również  trójcukier  –  rafinoza  w  ilości  do  2%.  Praktycznie  tylko  1/3  rafinozy  ulega
wykorzystaniu przez drożdże piekarskie, które posiadają enzym beta-fruktozydazę - rozkłada rafinozę
na  fruktozę  i  melibiozę  (glukoza  +  galaktoza).  Natomiast  drożdże  nie  posiadają  enzymu  melibiazy
(alfa-galaktozydazy),  który  rozkłada  melibiozę,  w  związku  z  czym,  nie  jest  ona  przyswajana.  Oprócz
tych dwóch cukrów melas zawiera niewielkie ilości (do ok. 1,5%) cukru inwertowanego (mieszanina
glukozy i fruktozy), który powstaje w czasie produkcji cukru, na drodze hydrolizy sacharozy.

SKŁADNIKI AZOTOWE
Azot  melasy  wchodzi  w  skład  białek,  aminokwasów,  amidów,  betainy,  azotanów  i  azotynów.  Jego
ogólna  zawartość  wynosi  0,3-2,4%.  Ilość  azotu  przyswajalnego  wynosi  0,05-0,7%.  Główną  formą
azotu przyswajalnego jest azot aminowy
Zawartość  azotu  ogólnego  w  melasie  powinna  wynosić  nie  mniej  niż  1,6%.  Z  azotowych  substancji
organicznych  melas  zawiera  głównie  betainę  oraz  kwas  asparaginowy  i  glutaminowy.  Dobrze
przyswajalnym dla  drożdży jest azot aminowy, ale jego zawartość w melasie jest minimalna i wynosi
0,06–0,45%. Im więcej azotu przyswajalnego jest w melasie, tym lepsza wydajność produkcji drożdży.

SUBSTANCJE BARWIĄCE
Do substancji barwiących melas zalicza się głównie:

•

karmel (powstający z sacharozy pod wpływem temperatury)

•

melanoidy (powstające w kondensacji cukru z aminokwasami)

•

melaniny (produkt enzymatycznego utleniania polifenoli buraka)

Intensywność zabarwienia melasy zależy od pH i temperatury soku w cukrowni. Barwniki melasy
należą do związków koloidowych, ponadto związki karmelowe hamują procesy fermentacyjne, stąd
potrzeba skutecznego klarowania melasy. Normalnie melasy wykazują barwę 1-3 ml 0,1 n J/1g.

Klasa

Cechy

Pozorna zawartość suchej substancji, %, nie
mniej niż

Pozorna zawartość sacharozy, %, nie mniej niż

Współczynnik czystości, %, nie więcej niż

Nie normalizuje

się

Wartość pH

7,0 — 8,5

7,0 — 9,0

Zawartość substancji redukujących, %, nie
więcej niż

1,0

Zawartość kwasów lotnych, %, nie więcej niż

1,4

Zawartość SO

, %, nie więcej niż

0,1

Zawartość szlamu, %, nie więcej niż

0,3

Nie normalizuje

się

Technologie Przemysłów Fermentacyjnych

W. 5

Melas – część teoretyczna

Kierunek

Międzywydziałowe Studium Biotechnologii

Rok III

Substancje mineralne melasu składają się z węglanów, siarczanów, chlorków, azotanów i małej ilości
fosforanów.

Jednak  związków  azotu  i  fosforu  jest  za  mało  i  dlatego  do  brzeczki  melasowej  dodaje  się  roztwór
siarczanu  amonu  jako  źródło  azotu  oraz  wyciąg  z  superfosfatu  jako  źródło  fosforu.  Na  1  t
przerabianego  w  gorzelni  melasu  zużywa  się 10-12 kg  superfosfatu  oraz  ok.  1  kg  siarczanu  amonu.
Zamiast tego można stosować 0,2 kg mocznika i 1 kg fosforanu amonu.

Jako surowiec melas wykorzystywany jest do produkcji:

— drożdży piekarskich
— drożdży paszowych
— alkoholu w gorzelnictwie przemysłowym
— kwasów organicznych — kwas cytrynowy, kwas mlekowy
— butanolu, acetonu
— innych substancji, np. witamin.

Melas rozcieńczony wodą nazywa się w gorzelnictwie brzeczką. Fermentacja melasu nie

rozcieńczonego  nie  jest  możliwa,  ponieważ  w  melasie  jest  zbyt  duże  stężenie  cukrów  i  soli
nieorganicznych.  Melas  odznacza  się  także  dużą  zawartością  substancji  niecukrowych,  które
przejawiają swoją aktywność jako inhibitory wzrostu drożdży: utrudniają one ich rozmnażanie i hamują
procesy  fermentacyjne.  Z  tych  też  powodu  fermentację  przy  produkcji  spirytusu  prowadzi  się  w
rozcieńczonych roztworach melasu.

Najlepsze warunki dla rozmnażania drożdży występują wtedy, gdy melas jest rozcieńczony

dziesięciokrotnie, a nawet trzydziestokrotnie, do gęstości 2-4

Blg. Przez odpowiednią adaptację

niektórych szczepów drożdży otrzymano rasy rozmnażające się również w trudnych warunkach, tj. w
brzeczkach melasowych o gęstości nawet 25

Blg.

Jednym z czynników hamujących wzrost drożdży przy niższych stężeniach jest alkohol

etylowy, który już w stężeniu 0,7% może mieć ujemny wpływ na rozmnażanie komórek. Przy
fermentacji alkoholowej ujemny wpływ wywiera na drożdże zwiększona zawartość w surowcu kwasów
lotnych (ponad 2%).

Melas magazynuje się w cukrowniach oraz przetwórniach użytkowych przez okres

5–8 miesięcy. Podczas długotrwałego przechowywania jego skład chemiczny i mikrobiologiczny
częściowo się zmienia, w wyniku czego traci on sacharozę, następuje zakażenie drobnoustrojami i taki
melas staje się wadliwy, ponieważ staje się on wtedy głównym źródłem infekcji bakteryjnej w
przemyśle fermentacyjnym.
Rozróżnia się trzy rodzaje fermentacji w gorzelniach przemysłowych:
–

metoda okresowa

–

metoda półciągła

–

metoda ciągła
-

dwupotokowa (dwa strumienie brzeczki o różnym stężeniu)

Biostil – szwedzkiej firmy Alfa-Laval (stosując brzeczkę o jednym stężeniu)

Blg i

Bx — jednostki równocenne. Określają zawartość substancji ekstraktywnej.

Blg — określają procentową zawartość substancji ekstraktywnych, np. w browarnictwie: cukry,

białka, inne substancje.

Bx — określają procentową zawartość sacharozy