Słodowaniem ziarna nazywamy jego kiełkowanie w celu otrzymania słodu – ważnego surowca pomocniczego w produkcji spirytusu. Zawarte w słodzie enzymy powodują rozpad skrobi, która nie ulega fermentacji na cukry proste ulegające fermentacji.

Zastosowanie w produkcji ma najczęściej ziarno jęczmienia dwurzędowego lub sześciorzędowego, pobawionego zapachu stęchlizny, zaciemnień końcówek ziarna pozbawionego zanieczyszczeń. Głównym kryterium oceny jakości ziarna są:

• energia
• zdolność (siła) kiełkowania

Energia kiełkowania jest to liczba ziarn (%), które skiełkują po 5 dniach od chwili zamoczenia. Energia kiełkowania nie powinna być niższa niż 80%

Kryteria zdolności kiełkowania przedstawia się następująco:

• zdolność kiełkowania >98%- bardzo dobra
• zdolność kiełkowania >96%- dobra
• zdolność kiełkowania > 94% dostateczna

Ziarna jęczmienia w stanie powietrzno-suchym zawiera 13-15% wody. Nadmierne przesuszenie jest szkodliwe gdyż osłabia energię i zdolność kiełkowania. Wzrost zawartości wody w ziarnie również jest szkodliwe, ponieważ w słodowanym ziarnie zachodzą intensywne procesy oddechowe, wydzielanie CO₂ i zagrzewanie, co w rezultacie może prowadzić od pleśnienia i zepsuci ziarna

Przemiany w ziarnie podczas słodowania

Moczenie ziarna rozpoczyna przebieg procesów fizykochemicznych i biologicznych, powodujących pęcznienie, wyrastanie korzonków oraz kiełków. Rozpoczynają się równocześnie przemiany wewnątrz ziarna takie jak: oddychanie i tworzenie się enzymów. W wyniku oddychania wydziela się ciepło oraz dochodzi do strat związków węgla i wodoru, które przechodzą w CO₂ i H₂O.

W wyniku moczenia, przez pierwsze 8 godzin moczenia z 100 g ziarna wydziela się około 40 cm³ CO₂, w drugiej dobie moczenia – 360 cm³, a w początkowym etapie słodowanie – 1100 cm³/dobę. Ziarno pochłania podobne ilości tlenu. Spaleniu ulegają głównie cukry. W wyniku oddziaływanie na ziarno wody, ciepła i powietrza (tlenu) w warstwie aleuronowej zawierającej białko oraz w bielmie ziarna powstają enzymy, z których najważniejszym jest amyloza. Amyloza rozkłada hydrolitycznie skrobie przez przyłączanie cząsteczek wody.

W skład amylozy wchodzą dwa różne enzymy α i β- amylazy. Pierwszy z nich amyloza powoduje rozpuszczenie skrobi, z kolei drugi β- amylaza rozkłada skrobie zaczynając od większych cząsteczek, a następnie mniejszych tj. maltozę oraz częściowo glukozę. Ziarno skrobi zbudowane jest z:

• amylozy
• amylopektyny

Cząsteczki amylozy występują w postaci długich, śrubowatych igiełek, które ściśle przylegają do siebie

Jedna spiralna drobina amylozy w swoim składzie zawiera 400-1000 cząsteczek glukozy

Drobiny amylopektyny są większe i zawierają do 6000 cząsteczek glukozy i dodatkowo 0,17 % P₂O₅.

Skrobia w 80% składa się z amylopektyny i 20% z amylozy. Zarówno amyloza jak i amylopektyny ulegają częściowemu rozpadowi do maltozy, a częściowo do dekstryn. Znaczna cześć skrobi jednak nie ulega rozłożeniu, co spowodowane jest ścisłą budową ziaren skrobi, które ulegają całkowitemu rozkładowi skrobi- w temperaturze 75°C.

Wpływ czynników fizycznochemicznych na przebieg kiełkowania ziarna

Warunkiem prawidłowego przebiegu procesu kiełkowania jest odpowiednia zawartość wody. Ziarno musi być wilgotne, a wilgotność słodu powinna wynosić 40-45%. Wyższa temperatura panująca w słodowni wymaga zwiększenia wilgotności. Wilgotność poniżej 40% sprawia, że procesy enzymatyczne przebiegają powoli, a wilgotność ponad 45 powoduje utrudnianiu w oddychaniu (wymianie gazów).

Zbyt wysoka zawartość wody w ziarnie prowadzi do jego spleśnienia oraz zgnicia

Jednym z ważniejszych czynników fizycznych obok wilgotności jest ciepło. Temperatura poniżej 5°C znacznie spowalnia procesy biochemiczne a temperatura 0°C powoduje całkowite zahamowanie klepkowania.

W temperaturze poniżej 0°C dochodzi do wystąpienia zjawiska krystalizacji w kiełkach oraz ziarnie, co prowadzi do destrukcji ziarna.

Optimum kiełkowania występuje przy temperaturze 12°C. Temperatura kiełkowania nie powinna być wyższa niż 18°C.

Ujemny wpływ na proces kiełkowania ma światło- szczególnie światło dziennie i jarzeniowe. Pod wpływem światła dochodzi do powstanie chlorofilu, co przyczynia się do syntezy cukru z dwutlenku węgla i wody. Fotosynteza sprawia, że rozkład skrobi na cukry jest zbyteczny a tym samym zbyteczna jest obecność amylazy.

Główną rolę w procesie kiełkowania ziarna ogrywa tlen. Ziarno poddawane jest odpowiedniemu przerabianiu tzn.: rozsypywaniu i przerzucaniu w inne miejsce, a następnie wietrzeniu całej słodowni.

Inne zboża jako surowce do produkcji słodu

Nie każdy rodzaj ziarna nadaje się do produkcji słodu. Zarówno żyto jak i pszenica mają zdolność do zagrzewania się oraz pleśnienia. Owies nie jest zdolny do wytwarzania zbyt dużej ilości β- amylozy z kolei proso wytwarza zbyt dużo β- amylozy a stanowczo za mało α- amylazy w porównaniu z owsem.

Praktycznie pod uwagę bierze się:

• jęczmień
• owies
• żyto

Słód z żyta pod względem wartości enzymatycznej jest lepszy niż słód z owsa, ale warto pamiętać, ze słód z owsa ma więcej zalet. Wadą słodu z Zyta jest trudność prowadzenia, łatwość zbrylania oraz duża podatność na zagrzewanie. Zacier melasowy i buraczany bardzo się pieni i często wydobywają się kadzi.

Słód z owsa z kolei dzięki zawartości do 4% tłuszczu w znacznym stopniu utrudnia pienienie zmniejszając napięcie powierzchniowe fermentującego zacieru, stąd te zaleca się stosowanie mieszaniny żytnio-owsianej

Tabela 1. Skład chemiczny surowców słodowniczych w % (wg Jarosza i Jarocińskiego za Popowem i Jelkinem).

Źródło: Kazimierz Jarosz, Jerzy Jarociński- Gorzelnictwo i drożdżownictwo. WSiP. Warszawa;