[

<

"* --3!

„■

-*35

p

L»/

'

. ■

'S,'

të

.*4

tyifJT'ÀfJ

u

rtiL^

mM

m\

•* ■•

j

j-

•Vfa

v.

.

tm

W0

■PM

'»13

GjiSŁ

h

Î |

sn

‘‘fi

«i

r- • “*

•; V \>

*-.'j

s

St

L2äl

|| |jfi; JfevA

.- ■ j

/

’V~

/■

gjf*

...

V*.,

Hi

H

t'i:'

■

%

ijki

fll

r;r

».^.4

SS

MW

AT

AS

Il«x$

i

syppKl

■'i..' -v5^Sj|pjJä

§Na

s

NH

ggr---

■flispa

Ł^Spfc

*iV

*•

«4Ba

-

Ä2

■ i

|£??3fe

aMairi

|jj|

,

-,

■

•| .4*

(>

Pr ;; 4»

gAnUr* |E/î. . «a

am

Jk

Jm

a

.

7

.;

L ‘ • sl

4. *4

»

■

a

3K

IJ!

?f7 4|

•; r

s

r>-

■j

MÉSi

;

kUniBÉ..^

Kl

r-3

i ■

! ' ;;

Ś -

v;

' ’r

*

***

jU

■

■.A-

* .

•£

r •

|g

à •

£^Ńjj

m

?lf*i

Sa

■%

mH

■SkisiSr

L'«*

'4^1 2jpl

GS

,

?wi

■'■Tr,

»• -

Jfôæjni

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

100000290386

N

Ziednoczsnïs P-zsmvsîu Ko' ;\;3

eaifjUE < io

i y;,-:; \ " ?    . : cri

v. K'r*küvViiS /

u.. . : 3»M»caHfll

Nr.

.

I .<

»Vï

*

*

(

/

\

-*■ ......

* Zjednoczeni PrzsrryśL ■: : ';«i

&mm    mmu

i w~n:i mtmm

w KrAkewi«.

N r.

GORZELNI CTWO

GORZELNICTWO

TEORYA 1 PRAKTYKA

Ogólne uwagi, Węglowodany oraz związki azotowe ważne w gorzelnictwie.

6,22 °/0 O = 49,36°/0 100,00°/o

Enzymatyka.

Maltaza (Glukaza).

Produkty fermentacyi alkoholowej.

Woda, paliwo, surowe produkty.

Surowe produkty.

SE

Inne produkty skrobiowe.

TEORYA 1 PRAKTYKA

PODRĘCZNIK

PRZEZNACZONY DLA UŻYTKU SZKÓŁ GORZELNICZYCH I ROLNICZYCH ORAZ DLA PRZEDSIĘBIORCÓW GORZELŃ, GORZELNIKÓW I KONTROLI TECHNICZNEJ GORZELŃ

NAPISAŁ

PROF. TADEUSZ CHRZĄSZCZ

DYREKTOR SZKOŁY OORZELNICZEJ I STACYI DOŚWIADCZ- DLA PRZEMYSŁU FERMENTACYJNEGO, DOCENT AKADEMII ROLNICZEJ W DUBLANACH.

TOM I.

Ul/

i'

Äi

Z 37 RYCINAMI W TEKŚCIE.

wer

: ' w Konarskiego

i

jmm

vvJ*fako»vio

WARSZAWA

NAKŁAD GEBETHNERA I WOLFFA KRAKÓW - G. GEBETHNER I SPÓŁKA

# KR/!%

u/-'

Ul

ll-%YŸ>Z,

DRUK W. L. ANCZYCA I SPÓŁKI W KRAKOWIE

iym y wfi&i \

PRZEDMOWA.

Zamiarem moim było wydać podręcznik gorzelnictwa, który byłby wynikiem osobistych badań i doświadczeń tak w szczegółach teoryi jak i praktyki. Jakkolwiek nie zdołałem dotychczas przebadać równie dokładnie wszystkich działów, to przecież ulegając namowom i uznając wielką potrzebę podręcznika gorzelnictwa, zdecydowałem się przyspieszyć jego wydanie.

Podręcznik ten jest wynikiem 10-letnich badań osobistych, oraz badań moich współpracowników, którym na tern miejscu składam podziękowanie; nadto jest on oparty o bardzo bogaty materyał doświadczalny, jaki zdołałem zebrać, podczas osobiście dokonanej lustracyi kilkuset gorzelń głównie w Galicyi i w Królestwie Polskiem.

Całość omawianego przezemnie przedmiotu dzielę ze względów praktycznych na dwie części: »Ogólną«, którą obejmuję I-szym tomem i »Szczegółową« — 11-gim tomem.

Co się tyczy słownictwa, to wobec braku obowiązujących uchwał, posługiwałem się nazwami używanemi po części w warszawskiej, po części w galicyjskiej literaturze naukowej.

Obok miar dziesiętnych uwzględniam miary i wagi obowiązujące w Królestwie Polskiem, podając je obok siebie w zaokrąglonych liczbach. Ciepłoty ważne dla praktyki podaję tak w stopniach Celsiusza jak i Réaumura, wszystkie inne w stopniach Celsiusza. Chciałbym bowiem, by i nasza praktyka gorzelnicza, idąc za przykładem krajów zachodnich, przyjęła ogólnie stopnie Celsiusza.

Część rycin do tomu I łaskawie użyczył Prof. Dr. K. Miczyński, dyrektor Akademii Rolniczej w Dublanach, za co niniejszem składam podziękowanie.

Dublany, w styczniu 1912 r.

Tadeusz Chrząszcz.

TREŚĆ TOMU I.

CZĘŚĆ PIERWSZA.

Ogólne uwagi. Węglowodany, oraz związki azotowe ważne w gorzelnictwie.

Str.

Rozdział I. Ogólne uwagi..................

Schematyczny obraz roboty w gorzelni rolniczej przy normalnych warunkach ...................

rł- in O O'

Roboty w gorzelni ....................

Korzyści z gorzelni....................

Zasadnicze prawidła robót w gorzelni............

Rozdział II. Węglowodany ważne w gorzelnictwie......

Cukry proste — Jednosacharydy..............

Dekstroza ........................

Lewuloza.........................

Galaktoza...................•...;.

Cukry złożone — Dwu- i trój-sacharydy . .........

Sacharoza . s .....................

Maltoza .........................

Laktoza..........................

Rafinoza . .    ......................

Wielosacharydy......................

Skrobia . .    ............. ........

Budowa gałeczki skrobiowej................

Chemiczna budowa skrobi    ......... ... .

Własności skrobi.....................

Wpływ chemicznych odczynników na skrobie........

Skrobia rozpuszczalna..................

Dekstryny    ...................

Inulina, Lewulina i Lichenina.............?• .

Str.

Qlikogen ........................

Celluloza........................

Pentozy i Pentozany, oraz Ciała pektynowe........

Przegląd węglowodanów i podział ich na podstawie fizyologi-

cznej..................;.....

Rozdział III. Związki azotowe ważne w gorzelnictwie . . . .

Ciała białkowate.....................

Właściwe ciała białkowate...............

Produkty rozkładu białka.................

Związki zbliżone do ciał białkowatych. — Proteidy.....

Podział białka fizyologiczno-techniczny...........

53

54

57

58

60

60

64

66

69

71

CZĘŚĆ DRUGA.

Enzymatyka.

Wiadomości ogólne o enzymach .............

Czem są enzymy....................

Otrzymanie enzymów..................

Działanie enzymów............... . . .

Wpływ ciepłoty na enzymy...............

Wpływ światła, elektryczności i t. p............

Wpływ związków chemicznych na enzymy........

Wpływ ilości enzymu i jego energia działania ......

Działanie wsteczne (rewersyjne).............

Występowanie enzymów w przyrodzie..........

Podział enzymów..................

Szczegółowe wiadomości o enzymach..........

Amylaza.......................

Występowanie amylazy w przyrodzie..........

Otrzymanie i skład chemiczny amylazy........ . .

Własności amylazy ...................

Wpływ ciepłoty na amylazę .    .............

Wpływ ilości amylazy .................

Wpływ czasu na działanie amylazy..........

Wpływ związków chemicznych na amylazę...... . .

Proces działania amylazy................

Maltaza........................

Cukraza .    .....................

Otrzymywanie i skład chemiczny cukrazy.........

Wpływ ciepłoty, ilości i czasu na działanie cukrazy . , . , Wpływ związków chemicznych na cukrazę . . . • . . . . Laktaza i Melibiaza...................

Lipaza ..........

Peptaza.........

Tryptaza.........

Antiproteaza.......

Zymaza.........

Laktacidaza i Glukacetidaza Oksydazy i Reduktazy . .

134

135

137

138

145

146

CZĘŚĆ TRZECIA.

Produkty fermentacyi alkoholowej.

Główne produkty fermentacyi........

Dwutlenek węgla .............

Alkohol etylowy..............

Uboczne produkty fermentacyi .......

Niedogony czyli oleje fuzlowe i ich składniki .

Aldehyd etylowy..............

Kwas octowy..............

Kwas masłowy . . ............

Kwas bursztynowy.............

Gliceryna.................

Kwas mlekowy ..............

Mannit i gumy fermentacyjne........

Inne uboczne produkty fermentacyi alkoholowej Przegląd ważniejszych produktów fermentacyi alkoholowej . . . 166

148

. 148

151

156

156

160

161

162

164

164

164

165

166

CZĘŚĆ CZWARTA.

Woda. Paliwo. Surowe produkty.

R ozdział I. Woda ..........

Woda w przyrodzie.........

Woda w gorzelni...........

Woda kotłowa.............

Woda do chłodzenia..........

Woda do robót technicznych......

Szczegółowa ocena wody........

Oczyszczenie wody...........

Rozdział II. Materyał opałowy.....

Wartość opałowa i ciężar różnego paliwa

Zużycie opału w gorzelni........

Rozdział III. Surowe produkty.....

169

169

172

. 173

175

176

r— oo

T-H i—<

186

193

194

. 208

Produkty zawierające skrobię

Ziemniaki.........

Własności botaniczne ziemniaka oraz zmiany, jakim ulega podczas wegetacyi.................

Własności bulwy ziemniaczanej ...........

Chemiczny skład ziemniaków.............

Węglowodany w ziemniakach.............

Włóknik i inne związki bezazotowe..........

Związki azotowe w ziemniakach............

Kwasy w ziemniakach................

Związki mineralne ziemniaków............

Odmiany ziemniaków................

Uprawa ziemniaków.................

Zbiór i przechowanie ziemniaków...........

Choroby ziemniaków.................

Suszone ziemniaki....................

Zboże. Ogólne uwagi o zbożu ..............»

Rozwój ziarna i jego anatomiczna budowa ......

Zmiany zboża podczas dojrzewania i przechowania . . .

Jęczmień.......................

Żyto ........................

Pszenica .........................

Owies........................

Proso . . ....... . ,.............

Gryka.............*..........

Kukurudza ......................

Inne produkty skrobiowe ...............

Produkty zawierające cukier........ .....

Buraki.......................

Owoce............. .........

Melasa......................

Spis rzeczy........................

209

214

218

220

223

224

226

227

228

231

234

242

247

249

. . 250 . 256

264

268

272

274

276

277

278

281

282

282

283

284

Część pierwsza.

Ogólne uwagi, Węglowodany oraz związki azotowe ważne w gorzelnictwie.

ROZDZIAŁ I.

Ogólne uwagi.

Przemysł, który przy pomocy mikroskopijnych roślinek, grzybków drożdży, przerabia drogą fermentacyi cukier i związki pokrewne na alkohol i bezwodnik węglowy, nazywa się gorzelnictwem. Gorzelnictwo rozróżniamy zasadniczo dwojakie:

1)    rolnicze, którego zadaniem jest przerabianie wyprodukowanych w danem gospodarstwie ziemiopłodów na alkohol, oraz wywar, — stanowiący cenną karmę dla zwierząt gospodarskich, i

2)    przemysłowe, w którem chodzi o wyrób spirytusu z materyału jak najtańszego, przy możliwie najniższych kosztach produkcyi, przyczem wywar służy bądź jako nawóz, bądź w stanie wysuszonym — jako sucha karma, lub też jako materyał bezwartościowy, zostaje odpuszczony z wodami ściekowemi.

Gorzelnia rolnicza jest więc fabryką, przerabiającą na alkohol i wywar, przydatny na karmę dla zwierząt

domowych, wszelkie skrobiowo-cukrowe plony gospodarcze, nie dające się w inny sposób korzystniej zużytkować. Produkty przerabiane w takiej gorzelni są: ziemniaki, oraz zboże lichsze, względnie uszkodzone podczas zbioru lub przechowania, dalej odpadki skrobiowe z fabryk krochmalu lub dekstryn, wreszcie buraki i owoce; w małej zaś ilości, jako dodatek, także i melasa.

Gorzelnia rolnicza produktów kupować nie powinna, gdyż jej korzyść polega głównie na przerabianiu plonów, otrzymywanych we własnem gospodarstwie rolnem. Jeżeli jednak zmuszoną jest do tego warunkami, w takim razie kupowany produkt obniża z reguły w wysokim stopniu jej dochody.

Zależnie od rodzaju przerabianego produktu, można gorzelnie rolnicze podzielić na:

1) ziemniaczane, które zużywają głównie ziemniaki lub

buraki;

2)    zbożowe, które przerabiają przeważnie zboże;

3)    owocowe lub owocowo-mączne (gorzelnie kociołkowe), które przerabiają wyłącznie, lub w znacznej części owoce, celem otrzymania bezpośrednio wódki.

We wszystkich wymienionych typach gorzelń, otrzymany wywar służy jako karma dla zwierząt gospodarskich.

Oddzielnym typem są gorzelnie przemysłowe, do których zaliczamy i drożdżownie. Tu chodzi głównie o spirytus, względnie drożdże, przyczem wywar stanowi materyał małej wartości, używany tylko w pewnych wypadkach jako wilgotna lub sucha karma, albo też do przerabiania na nawozy. Produkty tutaj używane muszą być przedewszystkiem tanie, a takimi są zazwyczaj: zboże i melasa, i zależnie od tego dzielimy gorzelnie przemysłowe na:

1)    zbożowe i

2)    melasowe, względnie melasowo-zbożowe.

Produkty, przerabiane w gorzelni, mogą więc być

dwojakiego rodzaju: skrobiowe albo cukrowe.

Schematyczny obraz roboty w gorzelni rolniczej przy normalnych warunkach:

Przyeierek.

Słód.

Zacier:

ilśff ^ in nm iii

1/1 -* = ° .Ï °°N g    £ E S e £ S E ^

?i13§' &J,I 1s|yr °fl¥| ‘i ei

i^n _ :

lis S|gŁ l?|ls l-al

7 i - «•?    sT| F-Sse«- sgs

-.2.8 E* g, -sig 0.^21| ;|;§e

o i r- ^    -5; ?    o    amfl o a

^__

Jęczmień lub inne

zboże

w ilości 2—3 kg. (pud.) p

zesłodowane, daje 3—4,5

kg. (pud.) słodu.

zbożowy.

100 kg. zboża + 115—2201. wody (10 pud. zboża -j-15—30wiad. wody) gotuje się, wyciska do zacierni

<ć

z dodatkiem 12—18o/₀ słodu (wagi gotowanego zboża) cukruje, a otrzymany zacier,

resztę zadaje do zacieru.

ziemniaczany.

100 kg. (pudów) 18°/u ziemniaków, zgotowanych w parniku, po wyciśnięciu do zacierni

<r

z dodatkiem 2-4<Vo słodu,cukru je się i otrzymuje około 100-1201. (130-160 wiader) zacieru o około 20o/₀ cukru,

który ochłodzony do ciepłoty około 30°C., zadaje się drożdżami,ochładza dalej na 22-12° C. i poddaje ferment.,

a po 48—72 godzinach poddaje się destylacyi i otrzymuje się:

kr

alkohol i wywar, w ilości o 15-300/b więcej niż było zacieru.

Roboty w gorzelni.

Czynności w gorzelni składają się z przyrządzenia:

1)    słodu,

2)    zacieru,

3)    drożdży,

4)    fermentacyi zacieru i

5)    wypędu spirytusu z dojrzałego zacieru.

Słód otrzymuje się przez kiełkowanie zboża 16-24 dni w ciepłocie 15° C. (12° R.). W ten sposób otrzymany słód łatwo zamienia rozpuszczoną, względnie sklajstrowaną skrobię na cukier.

Ziemniaki, zboże i t. p. produkty skrobiowe gotuje się w aparatach, zwanych parnikami, a rozgotowane, pod wpływem wysokiej ciepłoty na jednolitą, delikatną i płynną braję, wyciska się do zacierni, gdzie, przy pomocy zadanego słodu, zamienia się skrobię na dekstryny i cukier. Proces ten nosi nazwę cukrowania.

Skoro cukrowanie ukończono, o czem przekonujemy się rozczynem jodu, ochładza się otrzymany słodki zacier do ciepłoty około 30° C. (24° R.) i zaprawia go odpowiednią ilością drożdży.

Rozmnożenie drożdży następuje w tak zwanych przy-cierkach. Około 3—8% świeżo zcukrowanego zacieru odbiera się do małych kadek, zadaje słodem, albo ekstraktem, celem podniesienia jego wartości odżywczej, cukruje i ukwa-sza, a po wyjałowieniu przy 75° C. (60° R.) ochładza i rozmnaża w nim drożdże. Po upływie około 20 godzin, rozmnożone w przycierku drożdże rozdziela się w ten sposób, że część 5—30% służy do zadania nowego, już ukwaszonego i wyjałowionego przycierku, jako tak zwana »matka drożdżowa«, zaś resztę wlewa się do zacieru głównego.

Zacier, zadany drożdżami, ochładza się do ciepłoty około 12—27° C. (10—22° R.) i poddaje fermentacyi, która trwa 48—72 godzin, rzadko dłużej i to tylko przy zacie-

rach bardzo bogatych w cukier (wyżej 23° B.). Wielkie gorzelnie dążą obecnie do ograniczenia fermentacyi na 24 do 36 godzin.

Skoro zacier odfermentuje, poddaje się go destylacyi w aparatach odpędowych, na których otrzymuje się okowitę (surowy alkohol etylowy) i pozostałość, zwaną wywarem (brahą). Okowita wymaga dalszego oczyszczenia od produktów ubocznej fermentacyi, co następuje na aparatach rektyfikacyjnych. W ostatnich czasach zaczęły wielkie gorzelnie używać aparatów, dostarczających bezpośrednio z zacieru alkoholu, wolnego od wszelkich zanieczyszczeń.

W gorzelniach, gdzie przerabia się produkty cukrowe jak: melasa, owoce, buraki i t. p., odpada całkowicie, lub częściowo potrzeba cukrowania zacieru, zaś przy melasie i owocach potrzeba gotowania produktów, natomiast spotykamy tu większe trudności przy rozmnażaniu drożdży.

Ilość otrzymanego spirytusu z jednostki ciężarowej produktu (jednego kilograma, puda, lub funta) skrobi lub cukru, nazywamy wydatkami. Ich wysokość wskazuje na dobroć roboty; z tej samej bowiem ilości skrobi, przy wyższych wydatkach, otrzymuje się większą ilość spirytusu.

Korzyści z gorzelni.

Korzyści z gorzelni pozostają w ścisłej zależności od postępowania technicznego, t. j. od umiejętnego wyrobu spirytusu i starannego wykonywania robót.

Gorzelnia jest tern lepiej prowadzoną, im dokładniej wyzyskany jest przerabiany produkt, a koszt wyrobu spirytusu niższy, przyczem szanowanie maszyn i aparatów jest bardzo ważne. Ponieważ łatwość przerobu produktów jest zależną od dobroci urządzenia gorzelni, zaś taniość przerobu od wielkości produkcyi, przeto im produkcya spirytusu jest większą, tern znaczniejsze są także dochody z gorzelni. Temi samemi bowiem maszynami i obsługą, wyrabiamy w tymże samym czasie znaczniejszą ilość spirytusu.

Jeżeli bowiem w większej gorzelni wielki wpływ na dochodowość wywiera sposób zużycia surowych produktów i szanowanie maszyn i aparatów, to w tym wyższym stopniu okaże się ten wpływ w gorzelni, wyrabiającej mniejszą ilość spirytusu. Przy ostatnim typie gorzelni, sposób prowadzenia robót decyduje o tern, czy gorzelnia wogóle wykaże jakikolwiek bezpośredni dochód.

Dochód z gorzelni jest zatem zależny od:

1)    ilości wyprodukowanego spirytusu,

2)    starannego wyzyskania surowych produktów,

3)    kosztów prowadzenia gorzelni,

4)    szanowania maszyn i aparatów.

Zaś dobroć prowadzenia gorzelni warunkuje:

1)    pobudowanie i urządzenie gorzelni,

2)    jakość surowych produktów,

3)    postępowanie techniczne przy wyrobie spirytusu.

Zasadnicze prawidła robót w gorzelni.

1)    Kadź zacierną, jakoteż wszystkie przewody, prowadzące zacier do kadzi fermentacyjnej, należy trzymać możliwie czysto. Najlepiej wyparzyć je codziennie parą przed rozpoczęciem robót, a w braku odpowiedniego urządzenia, odkazić anty-septykami np. mlekiem wapiennem, które pozostawia się przez całą noc i dopiero drugiego dnia spłukuje.

2)    Słód powinien być zdrowy, wolny od zakażenia i dobrze wyrośnięty tak, by na sło-downi pozostawał co najmniej 16 dni w ciepłocie około 15° C. (12° R.). Przez długie i wolne kiełkowanie, wzrasta stale siła cukrująca słodu i dochodzi między 16—24 dniem do największego rozwoju. W tym czasie długość piórka nie powinna przewyższać 2,5 długości ziarna. Bardzo wilgotne i ciepłe, tak zwane »for-sowne« prowadzenie, daje w rezultacie słód ubogi w siłę cukrującą, a zarazem niezdrowy, gdyż zawiera bardzo dużo bakteryi.

3)    Gotowanie w parniku jest zależne od jakości produktu. Im ziemniaki więcej zawierają skrobi, tern mniej należy odpuścić z parnika wody, gdyż wraz z nią spływa skrobia. Ziemniaki można również gotować bezpośrednio od dołu, nie odpuszczając wody sokowej. Ziemniaki uszkodzone paruje się, jak ziemniaki wysoko skrobiowe; przyczem ciśnienie w parniku ma być tern wyższe, im zawartość skrobi w ziemniakach jest większa, (3—4 atm., zależnie od sposobu gotowania). Wyższe ciśnienie stosuje się również przy ziemniakach, skłonnych do fermentacyi pienistej. Zboże gotuje się najlepiej w ten sposób, że wychodzi się odrazu na ciśnienie 4 atm.

4)    Cukrowanie w zacierni należy tak prowadzić, by ciepłota przez cały czas wyciskania wynosiła 50—55° C. (40—44° R.), a dopiero przy samym końcu 60—62° C. (48—50° R.). Jeżeli rrjieszadła w zacierni są wolno-chodzące, w takim razie słód najlepiej dodawać partyami, i to pod postacią mleczka, gdyż wówczas odpada obawa o jego przeparzenie.

5)    Jeżeli słód jest silnie zapleśniały, należy go przed gnieceniem obmyć ciepłą wodą; i to przynajmniej tą część, którą w danym wypadku dodaje się do zacieru ochłodzonego (fermentacya pienista).

6)    Przycierek drożdżowy robić możliwie gęsty 20—24° B., przy czem ciepłota cukrowania ma wynosić 65°C. (52° R.).

7)    Kwasić czystemi bakteryami kwasu mlecznego, które sprowadza się ze »Stacyi doświadczalnych«.

8) Ciepłota kwaszenia nie powinna opaść niżej 45° C. (około 37° R.). W tym celu należy przy-

derek trzymać w ciepłych szafkach, względnie, o ile potrzeba, podgrzać go, jednakże nie wyżej 60° C. (48° R.).

9)    Po skończonem kwaszeniu, odebrać część ukwaszonego przycierku, który służy jako zakwas e k dla nowego słodkiego przycierku. Resztę ukwaszonego przycierku wygrzać na 75°C. (60° R.), a, o ile drożdże gotowe, po 10—15 minutach szybko ochłodzić na ciepłotę 30° C. (24° R.).

10)    Gorzelnie dobrze urządzone powinny pracować czystą kulturą drożdży. Jeżeli spostrzeże się, że drożdże są zakażone, albo silnie osłabione, trzeba natychmiast je usunąć, a sprowadzić świeże.

11)    Drożdże należy dobrze sfermentować. Matkę drożdżową odebrać między 5—7° B. cukru, a resztę sfermentować 3—5° B.> zależnie od początkowego stężenia przycierku.

12)    Unikać martwych punktów przy prowadzeniu drożdży. Roboty powinny być tak dostosowane, by drożdże szły bezpośrednio z jednego przycierku do drugiego. Przechowanie matki drożdżo-wej w t. z. matecznikach, jest potrzebne li tylko przyprowadzeniu drożdży 24 godzinnych.

13)    Fermentacya zacieru ma być tak prowadzoną, by zacier wyraźnie fermentował aż do ostatniej chwili, przyczem ciepłota nie powinna przekroczyć 30° C. (24° R.) przy fermentacyi trwającej trzy doby, a 31° C. (około 25° R.) przy dwudobowej.

14)    Wodę lub zacier słodki, przy fermentacyi trwającej trzy doby, można dodać tylko drugiego dnia, skoro główna fermentacya dochodzi największe go natężenia.

15)    Uważać na staranny wypęd alkoholu z zacieru; często bowiem pozostaje niewygotowany alkohol w wywarze, względnie lutrze i wywarze.

Gorzelnictwo jest dzisiaj obszerną nauką, która coraz więcej rozwija się i doskonali. Tylko dokładna znajomość wszelkich tu zachodzących procesów, zezwala na łatwe prowadzenie gorzelni i zapewnia otrzymanie wyższych wydatków alkoholu. Aby zrozumieć procesy gorzelnicze, trzeba przedewszystkiem zapoznać się z surowymi produktami i ich poszczególnymi składnikami.

ROZDZIAŁ II.

Węglowodany ważne w gorzelnictwie.

Pod pojęciem węglowodanów rozumiemy związki organiczne, złożone z węgla (C), wodoru (H) i tlenu (O). Ilość atomów, tych poszczególnych elementów, w cząsteczce jest różną i zależy od jakości węglowodanu; — zawsze jednak atomów wodoru jest dwa razy więcej niż atomów tlenu, zatem znajdują się one tutaj w stosunku podobnym, jak w wodzie. Węglowodany można przeto uważać za związki węgla z wodą, np. dekstroza o wzorze C₆ H₁₂ Oe składa się z 6 atomów węgla i 6 cząsteczek wody. Atomów węgla w cząsteczce węglowodanu jest zwykle 6, lub tej cyfry wielokrotność, a stosownie do tego rozróżniamy: jednosacharydy, gdzie w cząsteczce jest 6 atomów węgla, oraz dwu- lub wielosacharydy, gdy atomów węgla jest 2x6 = 12, względnie tej cyfry wielokrotność. Obok tych znamy jeszcze węglowodany z inną zasadniczą, względnie jej wielokrotną ilością atomów węgla w cząsteczce. Te jednak posiadają dla gorzelnictwa niewielkie znaczenie.

Węglowodany występują bardzo obficie w świecie roślinnym, w mniejszym stopniu w świecie zwierzęcym. Stanowią one materyał zapasowy, z którego żywy organizm pokrywa w odpowiednich warunkach potrzebę węgla, oraz służą za główne źródło energii, jako materyał, ulegający łatwemu utlenieniu (pokarm węglowy i energjetyczny).

Węglowodany przez odpowiednie postępowanie można zamienić drogą fermentacyi na alkohol. Różnią się jednak między sobą łatwością, z jaką tej fermentacyi ulegają. Jedne z nich, mianowicie jednosacharydy, o 6 atomach węgla w cząsteczce, ulegają bezpośrednio fermentacyi, zatem działaniu enzymu zymazy; inne muszą być przedtem odpowiednio rozłożone (odbudowane), poczem dopiero ulegają fermentacyi.

Węglowodany, ważne w gorzelnictwie, można podzielić na trzy grupy:

I.    Gronowce — jednosacharydy, związki o wzorze Q H₁₂ 0₆, do których zaliczamy:

dekstrozę, lewulozę, mannozę, galaktozę.

II.    Trzcin owce — dwu- trój-sacharydy o wzorze C]2 H₂₂ Ó„, względnie C₁₈ H₃₂ 0₁₆. Do tych należą:

sacharoza, maltoza, laktoza, mylibioza, rafinoza. III. Błonnikowce

wielosacharydy o wzorze

(C₆ H,₀ 0₅)n, do których zaliczamy:

skrobię, dekstryny, inulinę, licheninę, glikogen, błonnik (celluloza).

IV. Pentozy, pentozany C₅ H₁₀ 0₅ i (C₅ H₈ 0₄)n, jak: arabinoza, ksyloza; wreszcie związki pektynowe.

Cukry proste. — Jednosacharydy.

1. Dekstroza (glukoza, cukier gronowy) Cfi H₁₂ 0₆.

Dekstroza występuje obficie w świecie roślinnym, często w towarzystwie lewulozy. Szczególnie często spotykamy ją w owocach, zwłaszcza dojrzałych, dalej w miodzie, którego jest głównym składnikiem. W mniejszej ilości znajduje się w sokach roślinnych, nadto wszędzie tam, gdzie gromadzi się sacharoza, maltoza lub też skrobia, względnie gdzie te cukry zostają zużyte. Dawniej sądzono, że powstaje ona także i podczas procesu cukrowania skrobi zapomocą słodu, nowsze jednak spostrzeżenia temu zaprzeczyły.

Dekstroza występuje również i w świecie zwierzęcym, lecz w mniejszych ilościach, i tak znajdujemy ją: w wątrobie, krwi, moczu, podczas choroby moczowej, i t. d.

Fabrycznie otrzymuje się dekstrozę działaniem rozcieńczonego kwasu siarczanego na skrobię, w stosunku 10 części ciężarowych skrobi, 1 części kwasu siarczanego i 20 części wody. Mięszaninę tę gotuje się kilka godzin przy 120° C. w naczyniach zamkniętych, poczem zobojętnia szlamowaną kredą, a po odsączeniu powstałego osadu, odbarwia węglem, stęża w nizkiej ciepłocie do gęstości syropu i krystalizuje. Otrzymany produkt, zwany cukrem ziemniaczanym, zawiera 60—61 °/₀ dekstrozy, około 20°/₀ wody, resztę, około 20%, ciał nieulegających fermentacyi.

Cukier ziemniaczany służy zamiast cukru buraczanego do słodzenia konfitur, soków, wyrobu cukierków itp. Poddany ponownej krystalizacyi, dostarcza czystej dekstrozy.

Dekstrozę można również otrzymać z soku winogron, w którym znajduje się w ilości 10—30%. Przez zagęszczenie i następną krystalizacyę, wydziela się względnie czysta dekstroza. Dalej można ją otrzymać z cukru maltozy lub sacharozy pod wpływem kwasów, lub enzymów. Działanie to, zwane inwersyą (rozpadem), dostarcza w pierwszym wypadku tylko dekstrozę, w drugim — mięszaninę dwóch cukrów: dekstrozy i lewulozy, zwaną cukrem inwertowym.

Chemicznie czystą dekstrozę otrzymuje się według Herzfelda z cukru ziemniaczanego przez wyługowanie go alkoholem. Powstały rozczyn, zaprawiany eterem, wydziela dekstrozę, którą oczyszcza się przez krystalizacyę ze stężonego alkoholu. Soxhlet otrzymuje czystą dekstrozę przez rozpad sacharozy w rozczynie alkoholowym, pod wpływem kwasu solnego i następne przekrystalizowanie otrzymanego cukru.

Dekstroza jest ciałem krystalicznem, barwy białej smaku słodkiego. Rozpuszcza się łatwo w wodzie, alkoholu etylowym, zwłaszcza bezwodnym, jako też i metylowym, natomiast bardzo trudno w eterze. 100 części wody o 15° C. rozpuszcza 97,85 części dekstrozy; jedna część dekstrozy rozpuszcza się w 50 częściach zimnego, a 4,6 częściach wrzącego, bezwodnego alkoholu etylowego.

Z rozczynu wodnego krystalizuje dekstroza z jedną cząsteczką wody jako CR H₁₂ Oe -f- H₂ O, w postaci drobnych igiełek, o punkcie topliwości 86°. Począwszy od 60° C. traci częściowo wodę krystalizacyjną tak, że w 170° C. jest już ciałem bezwodnem. Powyżej 200° C. ulega zupełnemu rozkładowi. Formę bezwodną można również otrzymać przez krystalizacyę z alkoholu metylowego; wówczas wykazuje ciężar właściwy = 1,54 i topi się w ciepłocie 140° C.

Wodny rozczyn skręca płaszczyznę spolaryzowanego światła na prawo. Zachowanie to jest tern szczególne, że świeżo przyrządzony rozczyn dekstrozy skręca płaszczyznę spolaryzowanego światła o -f- 105°, podczas gdy w starszych rozczynach kąt skręcenia maleje i schodzi aż do -|- 52,75°, który pozostaje już niezmieniony (birotacya).

Dekstroza działa na różne tlenki, zwłaszcza metali ciężkich, którym odbiera tlen. Sole żelaza, rtęci, srebra, szczególnie jednak miedzi, ulegają pod wpływem dekstrozy energicznemu odtlenieniu (redukcyi).

Własność ta pozwoliła na wypracowanie metody chemicznego oznaczenia dekstrozy, zapomocą rozczynu Feh-linga i Barfoeda. Rozczyn Fehlinga, t. j. mieszanina zasadowego rozczynu winianu sodowo-potasowego z siarczanem miedzi, w odpowiednich warunkach (patrz »Badania w gorzelnictwie« wydanie II), ulega redukcyi w stosunku 100 części ciężarowych dekstrozy do 195 części miedzi, które wydziela z rozczynu w formie Cu₂ O. Siła redukująca zmienia się zależnie od stężenia rozczynu dekstrozy. 100 cm.³ rozczynu Fehlinga odpowiada 0,4753 g. dekstrozy w 1 °/₀ rozczynie.

Rozczyn Barfoeda, t. j. słabo-kwaśny rozczyn obojętnego octanu miedziowego, ulega redukcyi pod wpływem dekstrozy już w ciepłocie pokojowej, podczas gdy cukier maltoza redukuje go dopiero podczas gotowania.

Obecność dekstrozy w mięszaninie cukrów, można wykryć według Tollensa zapomocą kwasu azotowego o c. w. = 1,15, który utlenia ją na kwas cukrowy, dający charakterystyczną, łatwą do wyróżnienia sól srebrową.

Na działanie kwasów jest dekstroza dosyć odporną i ulega rozkładowi dopiero przy dłuższem gotowaniu z rozcieńczonymi kwasami. W stężonym kwasie siarczanym rozpuszcza się na zimno, tworząc z nim dosyć trwały związek.

Dekstroza łączy się z zasadami tego rodzaju jak: tlenek potasu, sodu, baru, ołowiu, również z solami, jak sól kuchenna. Ogrzewana z zasadami ulega łatwo rozkładowi, przyczem rozczyn żólknieje, brunatnieje i zamienia się początkowo na kwas glukonowy i pokrewne, a przy dalszem ogrzewaniu na związki humusowe.

Pod wpływem suchej destylacyi, to jest ogrzewania bez przystępu powietrza, rozkłada się na związki karame-lowe, łatwo w wodzie rozpuszczalne, a przy dalszem ogrzewaniu pozostawia czysty węgiel.

Z jodem nie daje żadnej reakcyi.

Z fenilhydrazynem wytwarza charakterystyczny związek krystaliczny feniloglukozazon. Reakcyę tę, dla cukrów bardzo charakterystyczną, wykonujemy następująco: jedną część cukru, zmieszaną z 2 częściami fenilhydrazynu, 2 częściami 50°/₀ kwasu octowego i 20 częściami wody, ogrzewa się na łaźni wodnej przez 1 godzinę. W tych warunkach wydziela się ozazon w formie żółtych, igiełkowatych kryształów, topiących się w 204° C.

Fermentacyi ulega dekstroza bezpośrednio, a drożdże zużywają ją bardzo łatwo i to w zupełności. 100 części dekstrozy odpowiada 51,11 częściom ciężarowym, czyli 64,39 częściom obj. alkoholu.

Pod wpływem światła, ulega dekstroza w rozczynie alkalicznym według Duclauxa rozkładowi na alkohol i bezwodnik węglowy. Spostrzeżenie mające wielkie znaczenie dla teoryi zjawisk fermentacyjnych.

Dekstrozę spotykamy w zacierach gorzelniczych i w innych gałęziach przemysłu fermentacyjnego, jako produkt rozkładu więcej złożonych węglowodanów.

Lewuloza (fruktoza, cukier owocowy) C₆ H₁₂ 0₆.

Lewuloza występuje w owocach w towarzystwie dek-strozy i sacharozy, dalej w różnych organach roślinnych, jak liściach, łodygach, korzeniach, wreszcie w miodzie.

Lewulozę można otrzymać z inuliny albo z sacharozy, przez ogrzewanie z rozcieńczonymi kwasami, lub działaniem enzymów. W pierwszym wypadku otrzymuje się tylko lewulozę, którą oczyszcza się przez krystalizacyę.

Fabrycznie otrzymuje się lewulozę zazwyczaj z sacharozy przez działanie na nią kwasami. Powstały tutaj cukier inwertowy, według zrównania:

Cj2 h₂₂ On -j- H₂ O — c₆ h,₂ o₆ -J- Ce h₁₂ o₆

woda

sacharoza

dekstroza

lewuloza

jest mieszaniną dekstrozy i lewulozy, z której zapomocą wapna żrącego wydziela się lewulozę, jako na zimno trudno rozpuszczalny związek z wapnem. Po przemyciu wodą rozkłada się ten sacharat działaniem bezwodnika węglowego na lewulozę i węglan wapniowy. Cały proces wykonuje się w nizkiej ciepłocie, w odpowiednich chłodniach. Odsączony rozczyn cukru, po zaprawieniu małą ilością organicznego kwasu, stęża się w aparatach bezpowietrznych, poczem krystalizuje.

Lewuloza jest ciałem krystalicznem, barwy białej, smaku słodkiego. W wodzie rozpuszcza się łatwiej niż dekstroza. W zimnym alkoholu jest prawie nierozpuszczalną, w gorącym daje roztwory przesycone, z których następnie wydziela się w formie pięknych, igiełkowatych kryształów o c. w. 1,555, topiących się w 95° C. Również łatwo rozpuszcza się na gorąco w eterze.

Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na lewo o — 71,4°. Kąt skręcenia zależy od stężenia rozczynów i ich ciepłoty, np. rozczyn 10°/₀ w ciepłocie 20° C. skręca płaszczyznę według Osta już o — 93,03°.

Wobec zasadowego rozczynu siarczanu-miedzi, jako też wobec odczynnika Barfoeda zachowuje się podobnie jak dekstroza, redukując oba rozczyny. Rozczyn Fehlinga redukuje trochę słabiej, jak dekstroza; 100 cm.³ rozczynu Fehlinga redukuje 0, 5144 g. lewulozy w l°/₀ rozczynie.

Ogrzewana z kwasami lub zasadami, łatwo się rozkłada. Czynniki utleniające, jak tlenek rtęciowy w obecności wody barytowej, zamieniają lewulozę, według Herzfelda, na kwas trójoksymasłowy, który znachodzi się także i w melasie. W alkalicznych rozczynach melasy powstaje kwas trójoksymasłowy zapewne z lewulozy, a jako antyseptyk powoduje trudności przy fermentacyi takiej melasy.

Z fenilhydrazynem wytwarza krystaliczny ozazon, który topi się podobnie jak ozazon dekstrozy w 204° C. W przeciwieństwie do tego ostatniego, ozazon lewulozy skręca płaszczyznę spolaryzowanego światła na lewo.

Lewuloza ulega bezpośrednio fermentacyi alkoholowej i to podobnie łatwo jak dekstroza. W rozczynie, zawierającym oba te cukry, pod wpływem fermentacyi, znika dekstroza cokolwiek prędzej aniżeli lewuloza, co można tylko tern tłó-maczyć, że cząsteczka dekstrozy posiada większą łatwość przenikania przez błonę komórki drożdżowej. Przy użyciu soku wytłoczonego z drożdży, a więc w wypadku gdzie przenikanie przez błonę komórki drożdżowej odpada, fer-mentacya obu cukrów przebiega równie szybko.

Lewulozę spotykamy w gorzelnictwie melasowem, oraz przy przeróbce buraków lub owoców. Znajduje się tutaj częściowo w stanie wolnym, częściowo powstaje z sacharozy, która działaniem kwasu, względnie enzymu drożdży cukrazy, ulega rozkładowi na cukier inwertowy.

Galaktoza, (laktoglukoza) C₆ H,₂ Ofi.

Galaktoza występuje w przyrodzie tylko w połączeniach. Najłatwiej powstaje z cukru mlekowego albo rafi-nozy, działaniem kwasów lub odnośnych enzymów.

Fabrycznie otrzymuje się działaniem kwasu siarcza-nego lub solnego na cukier mlekowy.

Cj2 h₂₂ Ou -j- h₂ O — c₆ h₁₂ o₆ -j- C₆ H₁₂ o₆

galaktoza

laktoza

woda

dekstroza

Po usunięciu kwasów, rozczyn zagęszcza się, poczem przez powolną krystalizacyę, trwającą tygodnie a nawet i miesiące, wydziela się galaktozę, którą oczyszcza się przez kilkakrotną krystalizacyę.

Galaktoza jest ciałem krystalicznem, smaku słodkiego, o ciężarze właściwym 1,0379 (przy 18° C.); krystalizuje z jedną cząsteczką wody, dając związek C₆ H]2 0₆-f-H₂ O. Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na prawo o 83,88°, zatem silniej, jak dekstroza. Topi się w ciepłocie 168° C. W wodzie, zwłaszcza ciepłej, łatwo się roz

puszcza.

Z fenilhydrazynem tworzy się galaktozazon, kryształki, topiące się w ciepłocie 193° C. Rozczyn Fehlinga redukuje trochę słabiej niż dekstroza: 100 cm.³ rozczynu Fehlinga odpowiada według Soxhleta 0,511 g. galaktozy w l°/₀ rozczynie.

Galaktoza ulega fermentacyi alkoholowej bezpośrednio, jednak znacznie wolniej niż dekstroza.

Brom i tlenek srebra utleniają ją na kwas galakto-nowy.

Dwu- i trój-sacharydy.

Cukry złożone.

Sacharoza, (cukier trzcinowy, cukier buraczany) C₁₂ H₂₂ On.

Sacharoza jest bardzo rozpowszechnioną w świecie roślinnym. W większej lub mniejszej ilości znajduje się prawie we wszystkich roślinach. Najwięcej sacharozy spotykamy w trzcinie cukrowej, bo około 20°/₀, w burakach cukrowych około 16°/₀, w mniejszej już ilości znajduje się w różnych owocach, jak: ananasach 11 °/₀, poziomkach 7°/₀, jabłkach 8°/₀ i t. d. zawsze w towarzystwie dekstrozy i le-wulozy, wreszcie znachodzimy ją w klonie, jaworze i t. p.

Fabrycznie otrzymuje się z buraków lub trzciny cukrowej. W Europie otrzymuje się sacharozę z buraków cukrowych, które, rozdrobnione na krajankę, ługuje się ciepłą wodą. Sok buraczany oczyszcza się wapnem i bezwodnikiem węglowym, a otrzymany po przesączeniu sok rzadki, stęża się w aparatach bezpowietrznych aż do konsystencyi syropu, który poddaje się krystalizacyi. Powstałą masę krystaliczną bierze się na wirówki, gdzie oddziela się cukier krystaliczny od syropu, pozostałego między kryształkami. Syrop ten, odciek po pierwszej krystalizacyi, gotuje się jeszcze raz, stęża i poddaje ponownej krystalizacyi. Po dwu — względnie trzechkrotnem zagęszczaniu i wydzielaniu cukru drogą krystalizacyi, pozostaje, jako

ostatni odciek z kryształów, syrop gęsty, barwy ciemnej, zwany melasą, z której cukier, z powodu wielkiej ilości ciał zanieczyszczających, już więcej nie może się wydzielić, w wielu gorzelniach

jako surowy

Melasę używa się produkt do otrzymania alkoholu.

Sacharoza krystalizuje w pryzmatach, układu jedno-skośnego, o c. w. = 1,59 (przy 4° C.); smaku jest słodkiego, rozpuszcza się już w ll₃ części zimnej wody, zaś bardzo łatwo w wodzie gorącej. Z czystych, stężonych, roz-czynów wodnych, krystalizuje sacharoza bardzo łatwo, natomiast wolno i trudno, skoro w rozczynie znajdują się ciała zanieczyszczające.

W eterze jest nierozpuszczalną, podobnie w zimnym bezwodnym alkoholu. Alkohol wrzący rozpuszcza tylko 1,4°/₀ sacharozy, natomiast rozcieńczony rozpuszcza ją znacznie łatwiej.

G0RZEŁNICTW0.

Rozczyn sacharozy skręca płaszczyznę spolaryzowanego światła na prawo o -j- 65,5°.

Kwasy i zasady zachowują się wobec sacharozy odmiennie, jak przy dekstrozie. Kwasy z łatwością rozszczepiają ją na cukier inwertowy, tj. mieszaninę dekstrozy i le-wulozy.

C₁₂ H₂₂ On -j- H₂ O — C₆ H₁₂ Oe -j- C₆ H₁₂ O,

dekstroza

sacharoza

woda

lewuloza

Wobec zasad jest natomiast sacharoza trwałą i nie zmienia się nawet przez ogrzewanie z dosyć stężonymi rozczynami zasad. (Soki buraczane w fabrykach cukru trzyma się alkaliczne).

Sacharoza łączy się z szeregiem zasad, głównie ziem alkalicznych, tworząc z wapnem, strontem i barem związki złożone, zwane sacharatami. Tworzenie się sacharatów zostało fabrycznie wyzyskane do oczyszczania i wydzielania sacharozy z rozczynów, z których cukier, z powodu licznych związków zanieczyszczających, więcej nie krystalizuje. (Oczyszczanie soków buraczanych, oraz otrzymanie cukru z melasy metodą Scheiblera i Scheibler-Seyfferta).

Rozczynu Fehlinga sacharoza bezpośrednio nie redukuje, tylko pośrednio. Ogrzana bowiem z kwasami lub też pod wpływem enzymu cukrazy, znajdującego się obficie w drożdżach, ulega hydrolizie i rozpada się na cukier inwertowy, czyli dekstrozę i lewulozę, które, jak wiadomo, redukują rozczyn Fehlinga. 100 cm.³ rozczynu Fehlinga odpowiada 0,4941 g. cukru inwertowego w 1 ®/₀ rozczynie.

Sacharoza topi się w ciepłocie 160° C., poczem zastyga na masę bezpostaciową, podobną do szkła, która z czasem traci swą przezroczystość i przyjmuje napowrót ustrój krystaliczny, a w tej formie służy do wyrobu cukierków i pomadek. W 200° C. ulega częściowemu rozkładowi, utrącą wodę i zamienia się na masę żółto-brunatną, zwaną karamelem, używaną do barwienia wódek, potraw itp.

Fermentacyi bezpośrednio nie ulega. Z rozcieńczonymi kwasami, jako też pod wpływem enzymu cukrazy zamienia się już w zwyczajnej ciepłocie, daleko szybciej przez podgrzanie, na cukier inwertowy, ulegający fermentacyi już bezpośrednio. 1 kg. sacharozy odpowiada 67,76°/₀ 1. alkoholu. Również i przez enzymy słodu ulega sacharoza in-wersyi, jakkolwiek wolno i nie zupełnie. Według Browna i Herona ze 100 części sacharozy, przy 16-godzinnem działaniu wyciągu słodowego ulega inwersyi zaledwie 20,4°/0 cukru.

Występowanie cukru inwertowego w przyrodzie, można tłomaczyć rozkładem sacharozy pod wpływem kwasów lub enzymu cukrazy, znachodzących się w sokach roślinnych.

Sacharoza znajduje częste zastosowanie przedewszyst-kiem jako cukier do słodzenia i przyprawy różnych pokarmów. W gorzelnictwie spotykamy ją w wielkiej ilości w melasie, dalej w burakach, oraz różnych owocach.

Maltoza, (cukier słodowy) C₁₂ H₂₂ On.

Maltoza występuje w przyrodzie tylko w małych ilościach, mianowicie wszędzie tam, gdzie spotykamy skrobię, względnie jej produkta rozkładu.

Już w roku 1819 otrzymał maltozę de Saussure i jako ciało krystaliczne opisał ją z wielką dokładnością. Znacznie później, bo w roku 1847 Dubrunfant, nie znając pracy swego poprzednika, opisuje maltozę, jako nieznany szczególniejszy cukier. Jednak dopiero w roku 1874 O’Sullivan i E. Schulze, badając i opisując maltozę jako nowy cukier, zwracają uwagę na prace swoich poprzedników i potwierdzają ich spostrzeżenia.

Maltozę otrzymuje się najwygodniej działaniem wyciągu słodowego (enzymem amylazą) na skrobię. W korzystnych warunkach cukrowania, skrobia dostarcza 81 °/0 maltozy, a 19°/₀ dekstryn. Te ostatnie usuwa się przez wytrącenie alkoholem, a otrzymany rozczyn zagęszcza się i poddaje krystalizacyi. Wydzieloną maltozę oczyszcza się przez krystalizacyę z alkoholu metylowego.

Według Dubrunfanta i Cuisiniera można, przez długie cukrowanie w odpowiednich warunkach, otrzymać ze skrobi 96°/₀ maltozy. 100 g. skrobi, starannie sklejstrowanej w 1 1. wody, rozpuszcza się w ciepłocie 70—75° C. zapo-mocą 10 cm.³ wyciągu słodowego, otrzymanego przez zalanie 100 g. słodu 200 cm.⁸ wody. Po zestudzeniu na 50° C, zadaje 80 cm.³ powyższego wyciągu słodowego i cukruje 10 godzin, poczem stęża się przez parowanie aż do gęstości syropu, z którego, przez wrzucenie kilku kryształków maltozy, wydziela się w 24 godzinach masa krystaliczna. Otrzymaną maltozę oczyszcza się przez kilkakrotne przekrystalizowanie z alkoholu etylowego.

Trudnością tej zresztą bardzo dobrej metody, zezwalającej na otrzymanie maltozy w większych ilościach, jest niebezpieczeństwo zakażenia. Długi czas cukrowania i nizka ciepłota krystalizacyi maltozy sprzyja rozwojowi drobnoustrojów. Dla powstrzymania fermentacyi trzeba więc użyć środków odkażających, a jednym z wygodnych dla tego celu środków jest kwas fluorowodorowy.

W ostatnich czasach Maquenne i jego współpracownicy, przez odpowiednie postępowanie mieli rzekomo zamienić w 24 godzinach skrobię w zupełności na maltozę. Przeciw temu występuje Cuisinier, który sądzi, że to spostrzeżenie jest oparte na pomyłce i że obok maltozy powstały drobne ilości dekstrozy, która swą obecnością pokrywa pozostałe reszty niescukrowanych dekstryn. Badania jego, oparte na obliczeniu maltozy z siły redukującej otrzymanego rozczynu, względnie ilości alkoholu i odfermentowania, nie potwierdzają dostatecznie jasno poglądów Ma-quenna.

Maltoza oczyszczona wydziela się w masie krystalicznej, złożonej z delikatnych igiełek, albo też w formie ga-łeczek krystalicznych, powiązanych ze sobą podobnie jak komórki drożdżowe.

Z alkoholu bezwodnego lub bardzo stężonego, krystalizuje maltoza bezwodna, natomiast z rozczynu wodnego lub alkoholu rozcieńczonego wydzielają się kryształki z wodą krystaliczną, o wzorze C₁₂ H₂₂ On -j- H₂ O (zatem z 5°/0 wody krystalicznej). Ich ciężar właściwy wynosi według Cuisiniera 1,61, według Osta 1,50.

Przez ogrzewanie w próżni do 105° C, albo na miseczce platynowej do 135° C., jako też przez działanie bezwodnym alkoholem, można maltozie odebrać cząsteczkę wody krystalizacyjnej. Wówczas zamienia się maltoza na masę bezkształtną, nadzwyczaj hygroskopijną, która, pozostawiona na powietrzu, szybko przyciąga wilgoć i przechodzi z powrotem w maltozę z wodą krystalizacyjną.

Maltoza rozpuszcza się w wodzie i to łatwiej w ciepłej, jak w zimnej. Również łatwo rozpuszcza się w alkoholu rozcieńczonym, natomiast trudno w bezwodnym. Smak ma przyjemny, słodki.

Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na prawo i to prawie trzy razy silniej niż dekstroza. Jej kąt skręcenia wynosi według Browna i Morrisa + 137,93°, według Osta + 137,04°. Świeże rozczyny wykazują birotacyę.

Rozczyn Fehlinga, ogrzewany z maltozą, ulega re-dukcyi. 100 części maltozy redukuje według Soxhleta 113 mg. miedzi, zaś według Linga i Bakera tylko 107,9 mg. Od de-kstrozy różni się zachowaniem wobec odczynnika Barfoeda, który redukuje dopiero podczas ogrzewania.

Maltoza, podobnie jak inne cukry, daje reakcyę t. z. ozazonową. Żółte, igiełkowate kryształki maltozazonu topią się w 206° C., w wodzie gorącej rozpuszczają się dosyć łatwo w stosunku 1 :75 części wody gotującej. W przeciwieństwie do ozazonów innych cukrów, maltozazon wydziela się z rozczynu wodnego dopiero podczas stygnięcia.

Kwasy powodują rozpad maltozy na 2 cząsteczki de-kstrozy, w myśl zrównania:

Ci2 H₂₂ On -f- H₂ O = 2C₆ H₁₂ 0₆

maltoza

woda

dekstroza

Rozpad ten idzie znacznie wolniej aniżeli inwersya cukru sacharozy. Podobnemu działaniu ulega maltoza pod wpływem maltazy, enzymu spotykanego w drożdżach fer-mentacyi alkoholowej. Natomiast amylaza, enzym działający na skrobię, pozostawia maltozę bez zmiany.

Jod na maltozę nie działa i nie wywołuje też żadnego charakterystycznego zabarwienia.

Pod wpływem czynników utleniających, jak chloru i bromu, powstaje kwas maltobionowy C₁₂ H₂₂ 0₁₂, który następnie rozpada się na dekstrozę i kwas glukonowy. Kwas azotowy utlenia maltozę na kwas cukrowy.

Działaniem wodorotlenów lub węglanów alkalii, rozkłada się maltoza na masę brunatną.

Według dawniejszych spostrzeżeń uważano maltozę za cukier, ulegający bezpośredniej fermentacyi. Dokładne jednak badania Lintnera i Fischera wykazały, że maltoza ulega rozpadowi na dekstrozę, działaniem spotykanego w drożdżach enzymu maltazy, i że dopiero w tej formie może uledz fermentacyi. Maltoza zatem, podobnie jak sacharoza, ulega fermentacyi tylko pośrednio; przyczem 1 kg. maltozy odpowiada 67,76°/₀ 1. alkoholu.

Maltozę spotykamy w zacierach gorzelniczych, brzeczkach piwnych, wogóle wszędzie tam, gdzie skrobia uległa zamianie, działaniem enzymu amylazy. Ponieważ maltoza łatwo ulega rozpadowi na dekstrozę, wskutek działania enzymu maltazy, znajdującego się w komórkach droż-dżowych, przeto zaciery gorzelnicze będą zawierały obok maltozy także i dekstrozę.

Laktoza (cukier mlekowy, laktobioza) Cj₂ H₂₂ On.

Laktozę spotykamy w mleku zwierząt ssących, jako też i ludzi w ilości od 3—6°/₀. W świecie roślinnym występuje tylko rzadko i to w małej ilości.

Fabrycznie otrzymuje się z mleka, z którego zapomocą podpuszczki wydziela się sernik, a pozostałą ciecz stęża do krystalizacyi, poczem otrzymaną masę oczyszcza się przez kilkakrotne przekrystalizowanie.

Laktoza tworzy wielkie kryształki, smaku słabo słodkiego, o c. w. 1,53—1,54. W wodzie rozpuszczają się różnie łatwo, zależnie od ciepłoty i tak: 1 część laktozy rozpuszcza się w 6 częściach wody zimnej, a 2 wrzącej.

Z wody wydziela się w kryształkach z jedną cząsteczką wody. W ciepłocie 140° C. utrącą wodę krystaliczną, w 180° C. brunatnieje, utrącą jeszcze cząsteczkę wody i zamienia się na laktokaramel. W 205° C. topi się na masę brunatną, która przy dalszem ogrzewaniu ulega zupełnemu rozkładowi.

Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na prawo o 52,53°, zaś kryształki bezwodne o -j- 55,34°. Świeże rozczyny dają zjawisko birotacyi.

Kwasy powodują rozpad na galaktozę i dekstrozę:

Cj ₂ H₂2 On -j⁻ O — C₆ H₁₂ o₆ 4~ c@ h₁₂ o₆

galaktoza

laktoza

woda

dekstroza

Podobny rozpad następuje działaniem enzymu laktazy.

Rozczynu Fehlinga bezpośrednio nie redukuje.

Laktozazon topi się w 200° C., a rozpuszcza się w 90 częściach wody.

Laktoza fermentacyi alkoholowej bezpośrednio nie ulega. Zwyczajne drożdże gorzelnicze laktozy nie fermentują, gdyż nie są jej w stanie rozszczepić. Znamy jednakże drożdże, które dokonują tego rozpadu laktozy na dekstrozę i galaktozę i one też powodują jej fermentacyę. Drożdży ostatniego typu używa się do fermentacyi mleka krowiego i kobylego, wskutek czego otrzymuje się napoje alkoholowe — kefir i kumys.

Fabrycznie otrzymuje się ją z melasy. W burakach cukrowych znajduje się rafinoza w ilości około 0,02°/o, a stąd niektóre melasy zawierają tego cukru do 16°/₀. Melasę taką zadaje się octanem ołowiawym, sączy i wydziela zapomocą amoniaku związek ołowiu z rafinozą, który następnie rozkłada się bezwodnikiem węglowym. Wydzieloną rafinozę oczyszcza się przez krystalizacyę z alkoholu etylowego.

Rafinoza występuje dość obficie w świecie roślinnym. Najwięcej spotykamy jej w mannie australijskiej, w nasionach bawełny, w burakach cukrowych, a stąd w melasie; w mniejszej ilości w różnych zbożach, jak: jęczmieniu, pszenicy i innych. Jakkolwiek rafinoza występuje w jęczmieniu, to jednak brak jej zupełnie w słodzie. Widocznie, podczas kiełkowania albo zostaje zużytą, albo też przerobioną na inne cukry.

Rafinoza krystalizuje w białych długich igiełkach o 5 cząsteczkach wody.

W wodzie zimnej rozpuszcza się dosyć trudno, w stosunku 1 :6 wody o 16° C. Rozczyny wodne nie mają smaku słodkiego.

Płaszczyznę światła spolaryzowanego skręca na prawo o -f- 104—105°, zatem znacznie silniej niż sacharoza.

Rozczynu Fehlinga nie redukuje.

Ozazon rafinozy topi się w ciepłocie 187 — 189° C.

Pod wpływem kwasów i enzymu cukrazy ulega in-

wersyi:

Rafinoza (melitrioza) C₁₈ H

32

Oi6 -f- 5H₂ 0.

Cis H₃₂ Oie H₂ O — Q H₁₂ 0₆ -f- C₁₂ H₂₂ On

melibioza

rafinoza

woda

lewuloza

na lewulozę i cukierjmelibiozę, który ogrzewany dalej ulega rozpadowi według zrównania:

Cl. h₂₂ on -j- h₂ o — c₆ h₁₂ o₆ -f- C₆ Hi₂ o,

galaktoza

melibioza

woda

dekstroza

Rafinoza jest zatem trójsacharydem i, jak wszystkie złożone cukry, nie ulega również i ona fermentacyi bezpośredniej. Wpierw musi uledz rozpadowi na jednosacharydy, poczem dopiero może fermentować. Tego rozpadu dokonują z jednej strony kwasy, z drugiej enzymy, znajdujące się w drożdżach.

Według Baua silne drożdże dołtie pfżerabiają całą ra-finozę w zupełności, podczas gdy gôfne' przerabiaja tylko jej część, t. j. lewulózę, zaś resztę — melibiożę — pozostawiają zwykle nienaruszoną. Dla fermentacyi melasy powyższe szczegóły są bardzo ważne, gdyż wskazują, jakimi drożdżami i w jakich warunkach może być melasa dobrze odfermentowaną.

W najnowszych czasach wykazał Neuberg, że pod wpływem enzymu — gorzkich migdałów — emulzynu, rafinoza ulega rozszczepieniu na galaktozę i sacharozę.

Wielosacharydy.

Skrobia, (amylum, krochmal, mączka) (C₆ H,₀ 0₅)x.

Skrobia jest produktem życiowym roślin, przeto należy do ciał w świecie roślinnym najbardziej rozpowszechnionych. Spotykamy ją w mniejszej lub większej ilości prawie we wszystkich zielonych częściach rośliny. Powstaje w plazmie żywej komórki, działaniem szczególniejszej sub-stancyi, zwanej gałeczką zieleni, która z bezwodnika węglowego i wody, pod wpływem promieni słonecznych, powoduje następujący proces tworzenia się skrobi:

1. 6C0₂ -f 6H₂ O = 6CH₂ O + 120

aldehyd

bezwodnik

węglowy

woda

tlen

mrówkowy

II. 6CH₂ O = C₆ H,₂ 0₆

aldehyd mrówkowy, cukier gronowy

III. x C₆ H]2 0₆ — (C₆ H₁₀ 0₅)x -f- x H₂ O

cukier gronowy

skrobia

woda

Działaniem więc gałeczki zieleni, powstaje aldehyd mrówkowy, który kondenzuje się na cukier gronowy, a następnie na skrobię. Powstała skrobia przy gałeczkach zieleni nie pozostaje, lecz pod wpływem cukrującego enzymu, ulega rozpuszczeniu i przeprowadzeniu na cukier. Ten, łatwo przenikając błony, krąży od jednej komórki do drugiej wraz z innemi substancyami, jako sok roślinny i służy za pożywienie, oraz materyał do budowy nowych komórek.

Nie wszystek cukier zostaje jednak tą drogą zużyty. Pozostaje pewien nadmiar, który wędruje dalej i gromadzi się w miejscach, służących za magazyn pokarmów rośliny, gdzie z powrotem wydziela się w formie skrobi. Magazynem skrobi mogą być u roślin przedewszystkiem następujące ich części:

bielmo nasion,

miąsz pni i łodyg,

cebule, bulwy, kłącze i korzenie.

Fizyologiczny cel gromadzenia skrobi polega na tern, by roślinie w nowym okresie wegetacyi dostarczyć odpowiedniej ilości związków organicznych.

Proces asymilacyi, t. j. przerób bezwodnika węglowego na skrobię, jej ilość, oraz zmagazynowanie, zatem i żywy rozwój rośliny, zależą od następujących warunków:

1)    Dla tworzenia się skrobi niezbędnem jest silne naświetlenie zielonych części rośliny. Brak światła, albo zacienienie, lub chmurne powietrze osłabiają lub nawet wstrzymują tworzenie się skrobi.

2)    Z opadającą ciepłotą słabnie proces asymilacyi bezwodnika węglowego, a ustaje prawie zupełnie około 0° C.

3)    Ilość bezwodnika węglowego w powietrzu wpływa na energię tworzenia się skrobi, która wzrasta ze zwiększeniem się zawartości bezwodnika.

4)    Ponieważ skrobia tworzy się w zielonych organach rośliny, przeto ilość wytworzonej skrobi będzie tem większą, im znaczniejsza jest ilość gałeczek zieleni, a tem samem i liści rośliny.

5) Dostateczna ilość wilgoci jest niezbędnym warunkiem tworzenia się skrobi. Posucha powoduje więdnięcie liści, które tem samem słabiej asymilują bezwodnik węglowy.

6) Wreszcie do energicznego działania gałeczek zieleni są niezbędne pewne sole mineralne, zwłaszcza sole żelaza i potasu.

Przeciętna zawartość skrobi w roślinach, które służą do otrzymania spirytusu, jest następującą:

• -75 °/₀

ryż . . pszenica . . . 65 »

63

żyto

jęczmień . . . 60 « kukurudza . . . 60 »

proso . . hreczka . owies . . wyka . . ziemniaki

56°/₀

. 50 »

50 «

48

. 18 »

Skrobię z bulw i korzeni otrzymuje się bardzo łatwo. Wystarczy np. ziemniaki rozetrzeć na delikatną miazgę, by przez jej proste wymycie wodą, otrzymać czystą skrobię. Zboża oddaią skrobię znacznie trudniej. Zawierają bowiem liczne ciała białkowate i gumy, które wydobycie skrobi bardzo utrudniają.

Budowa gałeczki skrobiowej.

Skrobia przedstawia się jako gałeczka wielkości 0,002 do 0,17 mm. rozmaitego kształtu, a więc: okrągłego, jajowatego, owalnego, wrzecionowatego, wielokątnego, a u niektórych roślin nawet laseczkowatego i pałeczkowatego o zgrubiałym końcu. Kształt, wygląd i wielkość gałeczek skrobi są zmienne i prawie u każdej rośliny różne, a tak dalece charakterystyczne, że na ich podstawie można określić z jakiej rośliny pochodzą.

Budowa wewnętrzna skrobi, według badań Artura

Meyera, przedstawia wytwór kulisto-krystaliczny (sfero-kry-staliczny), który składa się z pojedynczych kiści (wieche-tek) krystalicznych, powstałych z bardzo delikatnych, rozgałęzionych, promienisto ułożonych igiełek krystalicznych (trychidów). Powstają one według ogólnych praw krystali-zacyi i narastają od środka ku zewnątrz. Punkt, skąd rozpoczęło się narastanie gałeczki, leżący zwykle we środku, nazywamy jądrem. Gałeczki skrobiowe, podobnie jak inne sferokrysztaly, są porowate, t. j. między kryształkami znajdują się wolne przestrzenie, kanaliki, które wypełnia sok komórkowy lub woda. Kanaliki te przebiegają między kryształkami w liniach zygzakowato-promienistych od środka kryształu, zatem od jądra gałeczki skrobiowej, ku jej obwodowi.

mm

Ryc. I.

Uwarstwienie gałeczki skrobi ziemnia:zanej.

Ryc. 2.

Układ warstewek gałeczki skrobi.

Kryształki (trychidy) i kanaliki są tak delikatne, że przy użyciu nawet najlepszych i najsilniej powiększających mikroskopów nie udaje się ich zauważyć, a tylko w wyjątkowych wypadkach przy wielkich, dobrze wykształconych gałeczkach skrobi, można czasami dostrzedz ich kry-staliczno-promienistą budowę.

W każdej gałeczce skrobi, obok jądra, z boku albo w środku leżącego, można zauważyć warstwowe ułożenie, biegnące ekscentrycznie lub centrycznie naokoło jądra. To ułożenie pochodzi od układu kryształków. Jeżeli warstewka składa się z kryształków, ułożonych luźno tak, że przestrzeń zajęta przez kanaliki jest wielką, to równocześnie jest ona bogata w wodę. Warstewka taka słabo załamuje światło, a pod mikroskopem przy Wysokiem nastawieniu i słabem powiększeniu okazuje się ciemną, zaś przy głębo-kiem nastawieniu — jasną. W innych warstewkach kryształki są znowu ułożone więcej zbito, kanalików jest mniej, a tern samem są one uboższe w wodę. Załamują też silnie światło i zależnie od nastawienia mikroskopu przedstawiają się w powyższych warunkach jasno, względnie ciemno.

Powstawanie warstw przy narastaniu gałeczki skrobiowej, tłomaczy Meyer, peryodyczną zmianą stężenia roz-czynu krystalizującego. Tym rozczynem jest tutaj woda, nasycona bezwodnikiem węglowym, którego zawartość zmienia się naprzemian, zależnie od energii asymilacyjnej gałeczki zieleni. Meyerowi udało się udowodnić, że wzrostowi gałeczki skrobi przy świetle dziennem odpowiadają warstewki szersze, o gęstym układzie kryształków, zaś wzrostowi nocnemu — warstewki węższe, o rzadszym układzie kryształków.

Potwierdzenie spostrzeżeń Meyera znajdujemy w pracach Poschla, który, przez wysuszenie w ciepłocie 40° C. rozczynu wodnego skrobi, zmieszanego z 5°/₀ żelatyną, otrzymał sztuczne sferokryształy skrobi. Rodewald i Kattain otrzymali znowu sztuczną skrobię przez ogrzewanie skrobi pszenicznej z jodem do ciepłoty 330° C. Po usunięciu jodu, wydzielone gałeczki skrobi zachowały się zupełnie podobnie, jak skrobia naturalna.

Obecność wolnych przestrzeni, delikatnych kanalików, biegnących od jądra ku obwodowi gałeczki, tłomaczy zachowanie się skrobi wobec enzymu amylazy, jako też i innych czynników.

Amylaza wciska się kanalikami do wnętrza gałeczki i powoduje powolne rozpuszczanie i cukrowanie wnętrza gałeczki skrobi, która potem wygląda jakby miejscami nadgryziona, lub też wprost rozpada się na drobne części.

Z tych samych powodów skrobia jest bardzo hygro-

skopijną, t. j. zatrzymuje silnie pewne ilości wody, około 10—13°/₀, Wysuszona chłonie bardzo energicznie wilgoć powietrza i to nawet silniej, niż kwas siarkowy lub chlorek wapna.

Podczas wysychania ściąga się skrobia i wówczas wykazuje rysy i pęknięcia, biegnące od jądra do brzegu gałeczki, przyczem uwarstwienie jest niewidoczne.

Gałeczki skrobi, zależnie od rośliny z jakiej pochodzą, mogą być pojedyncze albo też złożone.

Do pojedynczych należą:

1) Skrobia ziemniaczana, występująca w formie gałe-czek jajowatych, często o regularnych konturach. Obok ga-łeczek większych powyższego kształtu, spotykamy także

<3

im

Ryc. 3.

Skrobia ziemniaczana 300 razy powiększona. A, młoda, nierozwinięta gałeczka skrobi. B-E, gałeczki skrobi w rozwoju. F, gałeczka złożona.

i małe, prawie zupełnie kuliste, które często są uważane za gałeczki nierozwinięte. Bliżej węższego końca gałeczki jest położone jądro. Od tego jądra biegną liczne ekscentryczne warstwy, przyczem niektóre z nich występują bardzo wyraźnie.

2) Skrobia żytnia, pszeniczna i jęczmienna są do siebie tak podobne, że można je rozróżnić tylko na podstawie bardzo starannych mikroskopowych mierzeń. Równocześnie jest ona tak charakterystyczną, że z łatwością daje się odróżnić od skrobi wszystkich innych roślin. Gałeczki są zasadniczo dwojakiej wielkości: wielkie i drobne, a tylko rzadko spotyka się średniej wielkości.

Wielkie gałeczki są zwykle kształtu soczewicy, małe są kuliste, często z jednej lub z obu stron spłaszczone. Większe gałeczki są zwykle nie-uwarstwione, tylko z kilku rysami albo warstwami i rzadko

O :&0.

zezwalają na łatwe rozpoznanie jądra. Często jednak przez miejsce, gdzie leży jądro przebiega jedna silniejsza lub kilka słabszych rys. Małe gałeczki

Ryc. 4.

wietrzeni.

Skrobia jęczmienna, a, wielkie gałeczki, z tych niektóre z rysami są zwykle nieuwarstwione, a biegnącymi środkiem, b, małe ga-W miejscu ich jądra znajdują się łeczki skrobi, c, gałeczki zaprawione wklęśnięcia wypełnione po- rozcieńczonym kwasem chromowym.

a,⁹

Ryc. 5.

U pszenicy i Żyta jest mniej wię- Skrobia pszeniczna. A 300 razy powiększona. B 800 razy powiększona, a wielkie gałeczki. a’ gałeczka zaprawiona kwasem chromowym, b małe gałeczki skrobi.

Rozpoznanie skrobi jęczmiennej od żytniej lub pszenicznej może według Wiesnera nastąpić na tej podstawie, że małe gałeczki skrobi jęczmiennej znajdują się w wodzie w stałym ruchu molekularnym (drgającym), podczas gdy u pszenicy i żyta spostrzegamy to tylko przy niewielkiej ilości gałeczek, mianowicie, u których wielkość nie przenosi 0,0022 mm. Nadto ilość małych gałeczek skrobi

cej taka sama, jak wielkich; u skrobi jęczmiennej ilość ich jest większą.

Do skrobi złożonej należy:

1) Skrobia owsiana. Przed

stawia ona skupienia gałeczek kształtu eliptycznego, zazwyczaj złożone z 20—70, według Nägelego nawet do 300 części. Pojedyncze gałeczki takiego skupienia są zwykle nieregularne wielościany. Obok złożonych spotykamy także i gałeczki pojedyncze, kształtu kulistego, lub beczkowatego,

nigdy zaś wielościennego, czem zasadniczo różnią się od poszczególnych ziarn gałeczek złożonych.

2) Skrobia ryżowa składa się z dwojakich gałeczek: wielkich, złożonych i mniejszych, pojedynczych. Gałeczki złożone tworzą skupienia o 2—100 części, z których każda jest zwykle 5-cio lub 6-cio kątna, czasami trójścienna, w miejsce jądra środkiem z wie-lokątną albo promienistą próżnią (otworkiem).

Pojedyncze gałeczki są zupełnie podobne

a.-M

r*

Im. c

ÜP

Ryc. 6.

A komórki ziarna owsa z gałeczkami skrobi, 300 razy powiększone. B gałe-czka złożona. C pojedyncze części gałeczki złożonej. Z gałeczki pojedyncze. do części składowych

<d®

N;

Ryc. 7.

A komórki ziarnka ryżu z gałeczkami skrobi, 300 razy powiększone. b gałeczki złożone, c (lewo) pojedyncze części złożone gałeczki skrobi 400 razy powiększone.

gałeczki złożonej. W komórkach roślinnych są one tak gęsto obok siebie ułożone, że przyjmują formę nieregularnych wielościanów, podobnych kształtem do części gałeczki złożonej.

3) Skrobia kukurudziana również składa się z gałeczek pojedynczych i złożonych. Wnętrze ziarna kukurudzy, część mączysta, składa się przeważnie z gałeczek pojedynczych, oraz tylko z małej ilości gałeczek złożonych o 2—7 częściach. Warstwy zewnętrzne ziarna kukurudzy, część rogowa, składa się z komórek zbito ułożonych, wypełnionych skrobią o gałeczkach pozornie złożonych. Gałeczki poje-

oj °! O

K-

F*0

,o

O,

o\

o/°K

ol°

'O

°,

OJ

rmvTTst“

ToToYol o 1 o I ° Yoto /

o/o\

a.

•b

Ryc. 8.

A komórka zewnętrznej warstwy (części rogowej) ziarna kukurudzy 300 razy powiększona, s gałeczka skrobi, k jądro gałeczki skrobi. B gałeczki skrobi z części mączystej ziarna, a gałeczki pojedyncze, b c gałeczki złożone.

dyńcze są kuliste, albo elipsoidalne; pozornie złożone gałeczki, oraz pojedyncze części gałeczki złożonej są to nieprawidłowo wyokrąglone czworo — lub — wielościenny, zresztą podobne budową do pierwszych. Większość gałeczek posiada jądro; u gałeczek wyschniętych widzi się

promieniste rysy, biegnące od jądra ku obwodowi gałeczki. Uwarstwienie gałeczek daje się zauważyć tylko wyjątkowo, a i wówczas jest ono bardzo słabe.

Wielkość gałeczek skrobi według Wiesnera jest na

stępującą:

jęczmienne

pszeniczne

żytnie

Małe gałeczki

w granicach:

0,0016—0,0064 mm. 0,0022—0,0082 « 0,0022-0,0090 «

zwykle: 0,0046 mm. 0,0072    «

0,0063    «

jęczmienne

pszeniczne

żytnie

Wielkie gałeczki

w granicach:

0,0108—0,0328 mm. 0,0111-0,0410 « 0,0144—0,0475    «

zwykle: 0,0203 mm. 0,0282 « 0,0369 «

Pojedyncze gałeczki

w granicach:

ziemniaczane 0,0600- 0,1000 mm. owsiane

0,0030—0,0110 « 0,0030 -0,0070    «

ryżowe

kukurudziane 0,0072—0,0325    «

zwykle: 0,070 mm. 0,008 « 0,005    «

0,020 «

Złożone gałeczki

ziemniaczane

w granicach:

owsiane

ryżowe

kukurudziane

mm.

0,014-0,054    «

0,018—0,036 «

zwykle: — mm.

0,031    «

0,022 «

0,047    «

Chemiczna budowa skrobi.

Skrobia nie stanowi chemicznego indywidyum, lecz jest ciałem złożonem z szeregu substancyi. Głównym składnikiem są węglowodany, obok tego znajdujemy związki proteinowe, aminy, tłuszcz i popiół (związki mineralne), które żadną miarą od skrobi oddzielić nie można, zatem nie stanowią one zanieczyszczenia, lecz są jej rzeczywistą częścią składową.

Fernbach zauważył, że wielkie gałeczki skrobi ziemniaczanej różnią się od małych zawartością kwasu fosforowego, którego małe gałeczki zawierają znacznie więcej aniżeli wielkie.

Skład chemiczny zupełnie suchej skrobi jest nastę

pujący:

Skrobia

czystej

skrobi

białka

włóknika tłuszczu : i t. d.

popiołu

ziemniaczana według Maerkera . .

98,98

Totha

97,40

00 CM CM 00

o o

ON OJ Ul 4^

Niederstadta:

najwięcej . . najmniej . . średnio . .

99,05

96,00

pszeniczna według Maerkera . . «    «    J. Deana . .

Totha

ryżowa

Totha

98,14

97,65

98,14

99,11

97,30

m    oo    LO    oo    o    oo    oo

LO    T—'    GO    CO    CN    LO^

r-T    o    O    O    1-T    o    ’-4

—    o    o    o

on    T-*    o    To

O    O    ON    Ul

ON O

cm m o o

o    o    o    o    o    o    o

'b'    Tt».    To    "k.    co    tn

tO    tO    O    00    >-*    4*    i-¹‘

Co się tyczy zasadniczej substancyi, to na podstawie najnowszych badań Maquenna, Wolffa, Fernbacha i Rouxa skrobia składa się z dwóch węglowodanów: amylocellulozy, zwanej także amylozą i amylopektyny. Amyloza rozpuszcza się we wrzącej wodzie bez tworzenia kleiku, a enzym amy-laza przeprowadza ją w zupełności na cukier — maltozę. Podczas stania, a daleko szybciej pod wpływem enzymu amylokoagulazy, przechodzi rozpuszczona amyloza w stan

nierozpuszczalny, w formę, na działanie amylazy bardzo

oporną.

W przeciwieństwie do amylazy, amylopektyna daje z wodą gorącą kleik, natomiast nie barwi się jodem. Działaniem enzymu amylazy, również i amylopektyna ulega cukrowaniu, jednak ta zamiana odbywa się znacznie wolniej, aniżeli przy amylozie. Procentowa zawartość tych dwóch składników zdaje się być zależną od pochodzenia skrobi i wynosi 80—92°/₀ amylozy, a 8—20°/₀ amylopektyny.

Na podstawie elementarnej analizy Salomona i Tol-lensa skrobia składa się:

C = 44,42°/₀

H =

6,22 °/0 O = 49,36°/0 100,00°/o

Wyprowadzony stąd wzór strukturowy według Kilia-niego odpowiada: (C₆ Hj₀ 0₅)n -j- H₂ O.

180-

Syniewski przyjmuje stosunek poszczególnych atomów na C₂₁₆ H₃₆₀ O

Skrobia jest zatem wielosacharydem o wielkiej cząsteczce. Ugrupowanie poszczególnych atomów, oraz wielkość cząsteczki nie są dotychczas dokładnie zbadane, to też szczegółowe wzory podawane tu przez różnych autorów, nie są poparte dostatecznymi dowodami.

Własności skrobi.

Skrobia jest w alkoholu, eterze, płynnych olejach i innych używanych rozczynnikach zupełnie nie rozpuszczalną. W amoniakalnym rozczynie tlenku miedzi tylko pęcznieje, jednak w przeciwieństwie do włóknika, nie jest w nim rozpuszczalną. Również i w zimnej wodzie gałeczki skrobi są zupełnie nierozpuszczalne. Jeżeli jednak będziemy ją rozcierać piaskiem o drobnem ziarnie, to wówczas część skrobi przejdzie do rozczynu, co można poznać po jego barwieniu się z jodem na niebiesko, jako też po jego kącie skręcenia płaszczyzny spolaryzowanego światła. Badania Saarego czynią jednak te spostrzeżenia wątpliwemi.

Skrobia jest masą bardzo hygroskopijną i pod tym względem przewyższa nawet stężony kwas siarczany.

Według Noassiana, skrobia wysuszona chłonie z powietrza, zależnie od jego stopnia nasycenia wilgocią, rozmaite ilości wody i tak:

Ilość wody pobranej z powietrza o: wilgo tności 73o/o wilgotności 100o/₀

18,02

19,36

20,92

19,55

20,02

19,84

22,98

10,01

«    żołędziowa .    .11,96

Godną uwagi jest różnica w hygroskopijności skrobi pszenicznej i ziemniaczanej. Przeciętna licznych analiz wskazuje, że handlowa skrobia:

19—20°/₀    »

pszeniczna zawiera 14—15°/₀ wilgoci zaś ziemniaczana

Alkohol stężony odciąga wodę bardzo szybko i na tej podstawie oparł Scheibler metodę oznaczenia wody w skrobi.

Skrobia ogrzewana z wodą pęcznieje i zwiększa objętość. W ciepłocie 54° C. występują wyraźne rysy w pobliżu jądra galeczki, które z podnoszeniem się ciepłoty, okazują się coraz dłuższe i liczniejsze. Około 60° C. rozpoczyna się zjawisko kleikowania skrobi; galeczki zwiększają objętość, i w miarę podnoszenia się ciepłoty tracą coraz więcej swój zasadniczy kształt, a równocześnie ota-

czająca je woda poczyna barwić się z jodem na niebiesko. Wytworzenie się kleiku, a z tern i zupełna zmiana gałeczki następuje dopiero wyżej 70° C. i jest według Lint-nera zależną od rodzaju skrobi i tak:

Skrobia ziemniaczana kleikuje przy 65° C. kukurudziana jęczmienna słodu suchego » żytnia pszeniczna ryżowa

słodu wilgotnego » owsiana

»    75°

» 80° »

80° »

» 80° »

OO 00

80-85° »

85° »

Przy Majstrowaniu zwiększa się objętość gałeczek skrobi o 30 razy, zaś przy ich zupełnem skleikowaniu o 125 razy. Wielkie gałeczki kleikują prędzej i to w niższej ciepłocie, aniżeli małe. Według Swobody kleikowaniu ulega naprzód jądro, potem reszta gałeczki, która zmienia kształt i wielkość, poczem wygląda jakby woreczek napełniony kleikiem.

Równocześnie z kleikowaniem podnosi się ciepłota. Przez nasycenie wodą 1 kg. skrobi i tern spowodowanego fej pęcznienia, podnosi się ciepłota około 15° C, odpowiadająca według Rodewalda 23,4 kaloryom. Przez skiełkowanie 1 kg. skrobi zwiększa się objętość, a przez to i ciśnienie, które Rodewald oblicza na 2525 atmosfer, odpowiadające 2605 kg. na cm.².

Kleik skrobiowy rozpuszcza się częściowo w wodzie, z której przy oziębieniu wydziela się z powrotem. Najmniejsza ilość wody, potrzebna do klajstrowania skrobi, wynosi według Saarego 0,4 cm.³ wody na 1 g. skrobi, przyczem kleikowanie nie jest jeszcze zupełne.

W ciepłocie wyżej 100° C. kleik skrobiowy rozpuszcza się. Skrobia, zalana wodą w stosunku 1 :4, ogrzewana cztery godziny w ciepłocie 130 C. (l³/₄ atmosf.), ulega zupełnemu rozpuszczeniu. Otrzymany rozczyn przy oziębieniu, wydziela z powrotem skrobię w formie kleiku. Można jednak i gęstszy kleik, bo w stosunku 1 części skrobi do 2 części wody, rozpuścić już przy trzechgodzinnem gotowaniu w 125° C. (l‘/4 atm.); jednak powstały w tych warunkach rozczyn, przy oziębieniu nie wydziela już kleiku, lecz wprost skrobię w formie zbliżonej do krystalicznej, nad którą zbiera się woda. Rozpuszczanie skrobi następuje więc tern łatwiej, im ilość wody jest większą, a ciepłota wyższa, od czego też z'ależy i łatwość przechowywania kleiku.

Przy długim gotowaniu skrobi z wodą, zwłaszcza w wyższej ciepłocie, tworzą się według Stumpfa i Del-briicka drobne ilości cukru. Daleko większe, bo nawet znaczne ilości cukru tworzą się, jeżeli użyta woda jest pod-kwaszoną.

Zachowanie się skrobi wobec podkwaszonej wody w wyższej ciepłocie, jest dla praktyki gorzelniczej bardzo ważne. Produkty surowe, jak ziemniaki, zawierają wodę sokową o znacznej zawartości kwasów, które, przy gotowaniu ziemniaków pod ciśnieniem, rozpuszczoną skrobię wolno cukrują. Jeżeli ciepłota gotowania jest bardzo wysoka (wysokie ciśnienie), to wytworzony cukier ulega rozkładowi, karmelizuje, przez co masa ziemniaczana przyjmuje kolor czerwono-brunatny. Podobnie zachowują się podczas gotowania i inne produkty skrobiowe. Zacier ciemno zabarwiony wskazuje więc na stratę skrobi podczas gotowania (patrz gotowanie ziemniaków).

Kleik skrobiowy lub skrobia rozpuszczona, podczas przechowania, doznaje szczególniejszej zmiany, zwanej cofaniem się. Przeźroczysty kleik, względnie rozczyn skrobiowy, przechowany mętnieje, w końcu wydziela skrobię w formie nierozpuszczalnej, która uchyla się częściowo lub nawet zupełnie cukrującemu działaniu amylazy. Cofanie się skrobi jest procesem samowolnym, który można przyspieszyć nizką ciepłotą, względnie działaniem amylokoagu-lazy, enzymem, występującym w ziarnach zboża, jako też w słodzie.

Ciężar właściwy skrobi ziemniaczanej przy 18° C. wedhig Horacego i Browna jest 1,50 -1,51, zaś skrobi sklajstrowanej według Rodewalda 1,612, według Browna i Cherona 1,66. Ciepło właściwe suchej skrobi wynosi według Rodewalda i Katteina 0,2697, zaś skrobi klajstrowanej 0,3728. Ciepło spalania jednego kilogramu skrobi według Berthe-lota i Vieille odpowiada 4228 ciepłostkom, (sacharozy 3962, maltozy 3959, dekstrozy 3762 ciepłostkom).

Skrobia skręca płaszczyznę spolaryzowanego światła silnie na prawo; kąt skręcenia przy kleiku wynosi według Browna i Morrisa -f- 202.

Ogrzana bez dodatku wody wyżej 100° C, począwszy od 130° C. przyjmuje barwę żółtawą, która ciemnieje i w 200° C. przechodzi w brunatną; równocześnie skrobia zamienia się na dekstryny, ciała rozpuszczalne w wodzie. W ciepłocie wyżej 200° C. skrobia rozkłada się, tworząc produkty, podobne do karamelu.

Kleik skrobiowy, pozostawiony dłuższy czas na powietrzu, ulega zakażeniu bakteryami kwasu masłowego, które, działaniem obecnego w nich enzymu amylazy, rozpuszczają skrobię i dalej rozkładają ją na produkty, redukujące płyn Fehlinga; równocześnie mogą się tu rozwijać także i inne grzyby.

Wpływ odczynników chemicznych na skrobię.

Wodorotlenki potasowców łączą się ze skrobią, dając produkty bezkształtne, w wodzie rozpuszczalne. Gałe-czki skrobi działaniem 1 —2°/₀, względnie silniejszym roz-czynem wodorotlenków potasowcowych pęcznieją, a następnie rozpływają się i zamieniają na gęsty, przeświecający kleik, przyczem zwiększają swoją objętość o 75 razy. Jeżeli na taki kleik będziemy działać alkoholem, to wydzieli się z niego osad, który po ponownem rozpuszczeniu w wodzie i wytrąceniu alkoholem, przedstawia się jako ciało bezkształtne, będący związkiem skrobi z alkalią w stosunku 4 części skrobi na 1 część alkalii. Związek ten skrobiowo-pota-sowy, względnie skrobiowo-sodowy, rozpuszcza się w wodzie i działa na płaszczyznę spolaryzowanego światła, skręcając ją na prawo o -f- 72°. Skrobia rozpuszczona pod ciśnieniem wytwarza z ługiem sodowym związek o stałym składzie, w wodzie rozpuszczalny, który pod wpływem alkoholu wydziela się z rozczynu. Baument i Bodę oparli na tern metodę ilościowego oznaczenia skrobi w produktach surowych.

Według A Miillera rozpuszczona ługiem sodowym skrobia, przedstawia rozczyn, który przechowuje się bez zmiany nieograniczony czas, a stanowi bardzo dobry odczynnik demonstracyjny dla reakcyi jodowej. Przed użyciem należy rozczyn skrobi słabo podkwasić.

Amoniak skrobi nie klajstruje. Ogrzewana z amoniakiem przez dłuższy czas w ciepłocie 150° C, zamienia się na ciało azotowe, barwy brunatnej.

Wodorotlenki baru, strontu i wapna łączą się ze skrobią i wytwarzają podobne związki, jak potasowce, różniące się tylko brakiem rozpuszczalności w wodzie. Związek barytowy został zastosowany przez Asbotha do oznaczenia skrobi. Lintner wykazał jednak; że powstające tu związki nie są stałe, gdyż zależnie od warunków, jedna cząsteczka barytu wiąże 2—8 cząstek skrobi, a przeto reakcya ta nie nadaje się dla celów analitycznych.

Również tlenki metali ciężkich, szczególnie tlenki ołowiu i miedzi, łączą się ze skrobią i tworzą nierozpuszczalne związki.

Nadmanganian potasowy zamienia skrobię na kwas dekstrynowy.

Woda utleniona utlenia skrobię na związki bezkształtne o zmiennym składzie.

Kwas garbnikowy wytrąca z kleiku, jako też z rozpuszczonej skrobi, kłaczkowaty osad, który łatwo rozkłada się, wydzielając skrobię. W ciepłocie 50° C. związek ten już nie powstaje.

Z aldehydami, jak aldehydem metylowym, etylowym itp., tworzy skrobia związki złożone, które znalazły obszerne zastosowanie w nowoczesnej medycynie.

Jod jest najwięcej charakterystycznym odczynnikiem na skrobię. Tak skrobia nierozpuszczona, jak i rozpuszczona barwi się z rozczynem jodu na kolor głęboko-niebieski, przyczem tworzy się związek jodowo-skrobiowy. Zawartość jodu w powyższym związku jest w wysokim stopniu zależną od stężenia rozczynu, a przedewszystkiem od rodzaju skrobi i tak: skrobia pszeniczna wiąże 8,9 — 19°/₀, zaś ziemniaczana 13,5—18,6°/₀ jodu. Ta zmienność wskazywałaby, że jod ze skrobią nie wytwarza związku chemicznego. Za związkiem chemicznym jodowo-skrobiowym przemawia jednak zdolność rozkładania stałych połączeń jodowych przez skrobie, oraz i to, że przy dyalizie, jod, nie oddziela się w formie pierwiastku, lecz jako jodowodor. Rouvier sądzi, że jodo-skrobia jest związkiem, który rozpuszcza jeszcze pewne ilości jodu, zaś Küster i A. Mayer przypuszczają, że jodoskrobia jest rozczynem jodu w skrobi.

Siła zabarwienia skrobi zależy od ciepłoty jej rozczynu, gdyż im ciepłota jest niższą, tern piękniej i wyraźniej występuje zabarwienie. Przy ogrzewaniu zabarwienie z jodem słabnie, a znika zależnie od stężenia rozczynu w ciepłocie 72—90° C.; równocześnie występuje zabarwienie żółte, które, o ile się jod w tej wyższej ciepłocie nie ulotnił, przyjmuje przy oziębianiu rozczynu, z powrotem kolor niebieski.

Czyste rozczyny skrobi barwią się już przy zadaniu pierwszych kropel jodu. W obecności dekstryn występuje wprawdzie zabarwienie niebieskie od pierwszej kropli, lecz znika ono już przy najlżejszem poruszeniu; jod przechodzi do dekstryn i wywołuje zabarwienie od nich pochodzące. Jeżeli w rozczynie obok dekstryn znajdują się także inne związki, jak np. w zacierze gorzelniczym, wówczas zabarwienie wywołane pierwszemi kroplami znika przy poruszeniu zupełnie, a jeżeli chcemy w tym wypadku stwierdzić obecność skrobi, trzeba dodać jodu w takiej ilości, by on nie tylko nasycił wszystkie ciała, wiążące jod, lecz by pozostał jeszcze w pewnym nadmiarze. Tę ostrożność należy zawsze zachować i uważać, by jod w badanej próbie znajdował się w dostatecznej ilości (patrz »Badania w gorzelnictwie« wydanie II).

Związki o znacznem powinowactwie do jodu, jak: wodorotlenki i węglany potasowców, dalej wodorotlenki ziem alkalicznych, siarkowodór, kwas siarkawy i podobne łączą się, lub wchodzą z nim w działanie, odciągając go skrobi, przez co reakcyę jodowo-skrobiową osłabiają lub wogóle niszczą. Nadmanganian potasowy niszczy reakcyę jodowo-skrobiową, wydzielając się jako tlenek manganu; podobnie usuwają zabarwienia opiłki żelaza. Bromowodór niszczy zabarwienie i przechodzi na bromek jodu. Przez ogrzewanie z alkoholem skrobia odbarwia się szybko, przy-czem tworzy się lotny jodek etylu.

Sole metali ciężkich bardzo często tak zmieniają zabarwienie skrobi z jodem, że przyjmuje zupełnie inny odcień. Kwas garbnikowy niszczy reakcyę; również chlor, kwas azotowy, kwaśny siarczyn wapniowy i kwas arsenawy.

Rozczyn jodu, służący do wywołania reakcyi, jest' rozczynem wodnym jodu w jodku potasowym, czem różni się od jodyny czyli tynktury jodowej — alkoholowego roz-czynu jodu.

Rozczyn jodu powinien być zawsze świeżo przyrządzony z czystych materyałów; stare rozczyny, jako też sporządzone z zanieczyszczonego materyału, zawierają często wiele jodowodoru, nadto te ostatnie także pewne ilości chloru i kwasu bromowego, przez co wywołują zabarwienie zmienione, zwykle koloru fioletowego.

Kwasy stężone, zależnie od warunków, działają na skrobię rozpuszczająco, lub też rozkładająco. Skrobia, rozcierana z stężonym kwasem solnym, albo siarczanym, two-rzyprzeźroczyste rozczyny, które według Lintnera mogą służyć do ilościowego oznaczenia skrobi na drodze polaryzacyjnej.

Stężony kwas azotowy rozpuszcza skrobię już na zimno i wytwarza nitroskrobię (ksyloidyn), ciało służące do otrzymania substancyi wybuchowych. Związków skrobi z kwasem azotowym znamy kilka, wszystkie są dosyć trwałe, a wybuchają dopiero w ciepłocie około 200° C.

Rozcieńczone kwasy, jak: kwas siarkowy, solny, szczawiowy itd. działają na skrobię cukrująco, zamieniając ją stopniowo na rozpuszczalną skrobię, dalej dekstryny, maltozę, wreszcie dekstrozę. Proces ten postępowego rozkładu nazywamy procesem odbudowy ').

Ponieważ skrobia, jak wyżej omawiano, nie jest produktem jednolitym, lecz zawiera także zmienne ilości popiołu, tłuszczu itp., przeto na 100 części dekstrozy potrzeba 92—94 części skrobi, a nie zaś 90 części, jak to wynikałoby z wzoru strukturowego.

Proces odbudowy skrobi przebiega nie tylko pod wpływem kwasów lecz także i enzymów, a przedewszyst-kiem enzymu amylazy. Dla gorzelnictwa proces zamiany skrobi na cukier jest bardzo ważny i omawiamy go w osobnym ustępie (patrz enzymatykę).

Skrobia rozczynu Fehlinga nie redukuje. Nie ulega też bezpośrednio fermentacyi alkoholowej, lecz pośrednio, dopiero po odpowiedniej hydrolizie na cukier, działaniem enzymu amylazy lub kwasów, przyczem 1 kg. skrobi odpowiada 71,54°/₀ 1. alkoholu.

Skrobia rozpuszczalna.

Działaniem wysokiej ciepłoty, dalej rozcieńczonych kwasów, zasad lub innych chemicznych czynników, jako

') Pod pojęciem »procesu odbudowy« rozumiemy postępowy rozkład, polegający na tern, że cząsteczka bardzo złożona ulega stopniowemu rozkładowi na związki coraz to prostsze, zatem o cząsteczce mniejszej. W tern też pojęciu będziemy używać dalej terminu »odbudowy« danej substancyi.

leż i enzymu amylazy, przechodzi skrobia w formę w wodzie rozpuszczalną. Według Lintnera można ją wygodnie otrzymać w następujący sposób:

Skrobię ziemniaczaną zalewa się 7,5°/₀ kwasem solnym i trzyma przez 7 dni w ciepłocie pokojowej, lub 48 godzin w ciepłocie 30° C. Po zlaniu kwasu, skrobię wymywa się wodą aż do reakcyi zupełnie obojętnej, poczem suszy.

Zamiast kwasu można według Zulkowskiego użyć gliceryny. W tym celu skrobię zalewa się gliceryną w stosunku 1 :20 i ogrzewa do 140° C. Przy ogrzewaniu należy uważać, by ciepłota nie przeszła 160° C., gdyż wtenczas tworzą się dekstryny, z których powstałe przy 190° C. barwią się już na czerwono. Zapomocą alkoholu wytrąca się z otrzymanego rozczynu skrobię rozpuszczalną, którą przemywa się alkoholem do zupełnego usunięcia gliceryny,

poczem suszy.

Również przez ogrzewanie z stężonym kwasem octowym można skrobię przeprowadzić w modyfikacyę rozpuszczalną.

' W nowszych czasach podał Wróblewski metodę otrzymania łatwo rozpuszczalnej skrobi. Skrobię ryżową zadaje 2°/₀ wodorotlenkiem potasowym, a ogrzewając na łaźni wodnej, dodaje dalej tyle wodorotlenku, aż się skrobia zupełnie rozpuści, poczem ogrzewa jeszcze na wolnym płomieniu przez 20—30 minut. Powstały rozczyn sączy, zobojętnia kwasem octowym i wytrąca z niego skrobię równą objętością 95°/₀ alkoholu; dalsze oczyszczenie następuje przez ponowne kilkakrotne rozpuszczenie w wodzie i strącanie alkoholem. Otrzymana w ten sposób skrobia wykazuje 0,15 — 0,18°/₀ popiołu i rozpuszcza się w 30 częściach wody o ciepłocie pokojowej.

Syniewski otrzymał skrobię rozpuszczalną działaniem nadtlenku sodu na skrobie, jako proszek biały, bezkształtny, rozpuszczalny w 8 częściach wody o ciepłocie pokojowej.

Dalej Fernbach otrzymuje skrobię rozpuszczalną dzia-n/n kwasu solnego przez 24 godzin. Po usu-

łaniem x/

nięciu kwasu, przez wymycie wodą, suszy skrobię w 30° C. i wygrzewa przez 8—10 dni przy 46° C, albo przez l'/2 godziny przy 100—110° C. Preparat otrzymany przy 46° C. jest czystą rozpuszczalną skrobią, zaś otrzymany przy

1000

100° C. wykazuje ślady dekstryn.

Wreszcie najnowszy sposób polega na działaniu rozcieńczonych kwasów organicznych lub nieorganicznych na skrobię przez 1—2 godzin, np. 3°/₀ kwasu solnego, w obecności katalizatorów soli mineralnych, jak: Cu S0₄, soli Fe, Mn, Ni, Co, itp. i równoczesnem przeprowadzaniu strumienia powietrza, najlepiej o ciepłocie 50° C. W tych warunkach skrobia przechodzi w stan rozpuszczalny, a po jej odsączeniu, wymyciu i wysuszeniu otrzymuje się ciało białe, pulchne, w wodzie gorącej zupełnie rozpuszczalne.

Skrobia rozpuszczalna, otrzymana różnemi metodami, nie jest jednakową. Już sama rozpuszczalność wskazuje na tę różnorodności i tak: podczas gdy skrobia Syniewskiego rozpuszcza się w 8 częściach wody, to skrobia Wróblewskiego jest trudniej rozpuszczalną i wymaga 30 części wody. Również i kąt skręcenia płaszczyzny spolaryzowanego światła jest różny. Skrobia Lintnera, rozpuszczalna w wodzie gorącej skręca płaszczyznę światła o -f- 202°, podczas gdy skrobia Syniewskiego tylko o -f- 195,3°.

Skrobia rozpuszczalna przedstawia się jako biały proszek rozpuszczalny w wodzie bez pęcznienia i zwiększania objętości, daje wszystkie reakcye jakie wykazuje skrobia nierozpuszczalna, również daje te same połączenia, wogóle zachowuje się zupełnie tak samo, jak skrobia nierozpuszczalna z tą różnicą, że jest w wodzie rozpuszczalną. Zależnie od sposobu otrzymania, rozróżniamy skrobię rozpuszczalną w wodzie zimnej, jak preparat Wróblewskiego, i rozpuszczalną w wodzie wrzącej np. preparat Lintnera. W alkoholu i eterze jest nierozpuszczalną. Przy przechowaniu w suchym stanie, daleko szybciej w roztworze, ulega skrobia rozpuszczalna powolnemu cofaniu się i przechodzi z powrotem w odmianę nierozpuszczalną.

Co się tyczy natury skrobi rozpuszczalnej, to Ost uważa ją tylko za modyfikacyę, bez zmiany wielkości cząsteczki i utrzymuje, że skrobia rozpuszczalna pod ciśnieniem 2—3 atmosfer, nie uległa rozkładowi.

W przeciwieństwie do tego, Delbrück i Stumpf znajdują zawsze przy ogrzewaniu skrobi w wodzie pod ciśnieniem pewne ilości cukru. Spostrzeżenia Osta mogą się zatem odnosić li tylko do tej części skrobi (amylopektyny), która tylko z trudem przechodzi na cukier. Również Ma-quenne uważa skrobię rozpuszczalną za pierwszy stopień odbudowy amylozy, zatem związek o mniejszej cząsteczce niż amyloza. Wobec tego skrobie rozpuszczalne należy uważać za produkt odbudowy skrobi, jeżeli już nie jej całej masy, to przynajmniej części łatwiej ulegającej procesowi cukrowania (amylocellulozy).

Dekstryny (C₆ ii₁₀ 0B)m.

Przy działaniu na skrobię enzymu amylazy, kwasów, oraz wyższej ciepłoty, powstają, jako pośrednie produkty odbudowy skrobi na maltozę, względnie dekstrozę, związki, zwane dekstrynami.

Dekstryn znamy cały szereg, a zależnie od sposobu powstania różnią się między sobą wielkością cząsteczki, oraz własnościami fizycznemi i chemicznemi. Dekstryny o wielkiej cząsteczce zbliżają się własnościami do skrobi, a oddalają się od niej w miarę ich odbudowy tak, że dekstryny o małej cząsteczce przypominają własnościami końcowe już produkty odbudowy, t. j. maltozę, względnie dekstrozę.

Dekstryny, otrzymane działaniem kwasów i enzymu amylazy, są, jak wykazali Brown i Morris, prawie zupełnie podobne. Jedyna różnica polega na tern, że działaniem enzymu amylazy, skrobia i dekstryny ulegają odbudowie na cukier maltozę, podczas gdy działaniem kwasów odbudowa ta idzie dalej, bo aż do cukru dekstrozy. Dekstryny, otrzymane działaniem wyższej ciepłoty na skrobie, są mało zbadane, a różnią się od poprzednich dekstryn przedewszyst-kiem trudnością, z jaką ulegają procesowi cukrowania pod wpływem enzymu amylazy.

Odbudowa skrobi była przedmiotem bardzo obszernych badań wielu chemików. Mimo tych licznych badań i dociekań, sprawa ta nie jest dotychczas należycie wyjaśnioną. Wiemy dzisiaj, że skrobia, ciało o wielkiej cząsteczce i to bardzo złożonej, ulega działaniem enzymu amylazy, rozcieńczonych kwasów, jako też i wyższej ciepłoty, hydrolitycznemu procesowi odbudowy, polegającemu na tern, że do jej cząsteczki, względnie jej produktów odbudowy, zostają dorzucone cząsteczki wody, wskutek czego następuje rozpad substancyi skrobiowej na produkty o mniejszej cząsteczce, zwane dekstrynami. Powstałe produkty odbudowy ulegają dalszej hydrolizie, przyjmują cząsteczki wody i rozpadają się na dalsze prostsze związki, którymi ostatecznie są: maltoza, względnie dekstroza. Tak więc skrobia ulega początkowo zamianie na szereg dekstryn, które w końcu przechodzą na cukier maltozę, zaś przy działaniu kwasów na dalszy jeszcze produkt odbudowy, cukier dekstrozę.

Z całego tego bardzo zawiłego i długiego procesu odbudowy, znane nam są dokładnie tylko produkty końcowe: maltoza, względnie dekstroza. Natomiast produkty pośrednie, dekstryny, są ciałami obecnie jeszcze nie dość ściśle określonemi. Na tę nieścisłość badań wskazuje już to, że podczas gdy Brown i Morris przyjmują 4 zasadnicze dekstryny, amylodekstrynę, erytro-, achro- i maltodekstryny, to Lintner przyjmuje 6 produktów odbudowy, bo: amylodekstrynę, 2 erytro-, 2 achrodekstryny i izomaltozę. Inni badacze znajdują dekstryn jeszcze więcej, bo 9, a nawet 11. Wszystko to wskazuje, że sprawa odbudowy skrobi nie jest jeszcze dostatecznie przestudyo-wana i dlatego słusznie będzie, idąc w myśl badaczy angielskich Browna i Morrisa, przyjąć narazie egzystencyę 4 wyżej wspomnianych dekstryn. Być jednak może, że pod nazwą poszczególnej Brownowskiej dekstryny kryje się, jak tego chcą różni badacze, dwie lub więcej podobnych dekstryn. Ponieważ jednak obecność tych licznych produktów nie jest popartą bezprzecznym dowodem, przeto proces odbudowy skrobi zyska tylko na jasności, jeżeli poprzestaniemy na tłómaczeniu Browna.

Ogólne własności dekstryn są następujące:

1)    Wszystkie rozpuszczają się w wodzie, jednak nierównomiernie. Najtrudniej rozpuszczają się dekstryny o wielkiej cząsteczce, więc zbliżone do skrobi. W miarę jednak ich odbudowy rozpuszczalność wzrasta i jest największą u dekstryn o małej cząsteczce, więc budową zbliżonych do cukru maltozy.

2)    W alkoholu są dekstryny dość trudno rozpuszczalne. Podobnie jednak jak przy wodzie, rozpuszczalność ich wzrasta w miarę odbudowy cząsteczki dekstryny tak, że najłatwiej rozpuszczają się dekstryny, które wielkością cząsteczki są zbliżone do maltozy. Zatem im cząsteczka dekstryny jest mniejsza, tern łatwiej się rozpuszcza, im większa — tern trudniej.

3)    Dekstryny przenikają przez błonę komórki tak roślinnej, jak i zwierzęcej. Zależnie jednak od stopnia odbudowy dekstryny, więc zmniejszania się cząsteczki, wzrasta zdolność przenikania.

4)    Z fenilohydrazynem dekstryny nie tworzą ozazonu, czem różnią się zasadniczo od cukrów.

5)    Dekstryny barwią się rozczynem jodu, w charakterystyczny sposób. Dekstryn rozróżniamy cały szereg zależnie od stopnia odbudowy (patrz wyżej). Każdej charakterystycznej dekstrynie odpowiada, pod wpływem jodu, pewna zasadnicza barwa, i tak:

produkty odbudowy skrobi, barwiące się jodem na niebiesko, nazywamy amylodekstrynami;

barwiące się czerwono — erytrodekstrynami ; wreszcie barwiące się jodem na żółto — achroode-

kstrynami.

maltodekstryny są już związ-

Zupełnie bezbarwne kami, które przypominają składem i własnościami ostateczne produkty odbudowy, cukier maltozę.

Obok powyższych zasadniczych barw, spotykamy jeszcze inne, jak kolor fioletowo-wiśniowy lub czerwono-brunatny, które wskazują na obecność mięszaniny dwóch lub więcej dekstryn, barwiących się wyżej wspomnianemi zasadniczemi barwami.

6) Wzór strukturowy (C₆ HJ0 0₅)n„ przyjmowany dawniej dla wszystkich dekstryn, okazał się w świetle nowych badań nieścisły. Ponieważ odbudowa skrobi jest procesem hydrolizy, tj. rozkładem skrobi, połączonym z ró-wnoczesnem wiązaniem cząsteczek wody, przeto dekstryny będą odpowiadały ogólnemu wzorowi (C₆ H₁₀ Oö)n + m H₂ O albo według Lintnera (C₆ H₁₂ Og)x — (X— 1) H₂ O.

Według Lintnera i Diilla amylodekstryna odpowiada

(Q₂ ^20 O₁₀)₅₄

wzorowi

erytrodekstryna I. (C₁₂ H₂₀ O₁₀)i₈ + H₂ O

»    II. a i ß (C₁₂ H₂₀ Oj₀) + H₂ O

Oio)6 + H₂ O

II. (Ci₂H₂₀Oi₀)₃ -J- H₂ O = C₃₆H₆₂0₃₁.

achroodekstryna 1. (C,₂ H

20

Lintnerowska achroodekstryna II. zdaje się, że jest identyczną z Browna i Morrisa maltodekstryną, dla której podają oni wzór

(Ci2 H₂₀ O₁₀)₂ • C₁₂ H₂₂ Oj ! — C₃₆ H₆₂ 0₈₁.

6) Wszystkie dekstryny skręcają płaszczyznę spolaryzowanego światła na prawo. Zależnie jednak od stopnia odbudowy od skrobi ku maltozie, kąt skręcenia światła maleje w granicach -f- 202° do -f- 137,04°.

8) Względem rozczynu Fehlinga zachowują się dekstryny rozmaicie, jak wykazuje następująca tabelka:

Kąt

Dekstryny

skręcenia spolaryzowanego światła

Siła redukowania w stosunku do maltozy— 100

Nazwisko

badacza

Amylodekstryna

a)    otrzymana zapomocą

amylazy

b)    otrzymana zapomocą

kwasów

+ 193,4°

Meyer

c) tak zwane oporna Erytrodekstryna I

II a

II ß

Achroodekstryna I

II

III

Maltodekstryna a

+ 196°

+195-195,7° 5,7-5,9 + 196°

+ 194°

+ 194°

+ 192°

+ 180°

+ 171,1°

+ 180°

+ 171,6°

+ 160°

6,6

3,5

Brown, Millar Lintner, Düll

8,6

8,6

12—13

26,5

42,5

32,8

Prior, Wiegmann Ling, Baker

43

60

Ost.

Z powyższego zestawienia wynika, że w miarę odbudowy, tak kąt skręcenia spolaryzowanego światła, jako też i siła redukcyjna wskazują na powolne przejście własności od skrobi do maltozy.

9) Pod wpływem amylazy dekstryny ulegają zupełnej zamianie na maltozę, za wyjątkiem dekstryn, otrzymanych wysoką ciepłotą, których zachowanie się nie jest dostatecznie zbadane.

10)    Fermentacyi alkoholowej dekstryny bezpośrednio nie ulegają. Natomiast według Lindnera wszystkie drożdże, o wielkiej energii fermentacyjnej, wytwarzają enzymy, które przynajmniej silnie odbudowane dekstryny są w stanie dalej hydrolizować aż do dekstrozy, by następnie przeprowadzić je na alkohol. Effront wykazał, że przez odpowiednie przyzwyczajenie, można przystosować drożdże do przerabiania dekstryn na alkohol.

11)    Dekstryny z wyjątkiem maltodekstryny nie posiadają smaku słodkiego. Ostatnia wykazuje wprawdzie słaby, lecz całkiem wyraźny smak słodki.

Co się tyczy izomaltozy Lintnera, która zdaniem tego autora ma być ostatnim produktem odbudowy skrobi przed maltozą, to jej obecność jest sporną. Ost uważa izomal-tozę za nic innego, jak tylko za mięszaninę maltozy i dekstryn, przez co obecność jej w produktach odbudowy skrobi jest wogóle wątpliwą.

Dekstryny spotykamy we wszystkich wypadkach odbudowy skrobi, a więc podczas procesu słodowania, cukrowania i fermentowania zacieru w gorzelni, w drożdżowni, jako też w browarze; obok tego w surowych produktach, jak zbożu, bulwach ziemniaczanych itp.

Inulina, Lewulina i Lichenina (C₆ H₁₀ 0₅)„.

Wszystkie te trzy ciała są węglowodanami, składem zbliżone do skrobi.

Inulina występuje w korzeniach cykoryi i bulwach georginii i innych, należących do grupy »Dahlia«, dalej spotykamy ją obok lewuliny w bulwach topinamburowych i podobnych. W roślinach tych służy, jako materyał zapasowy, podobnie jak w innych roślinach skrobia.

Otrzymuje się najczęściej z Dahlii przez gotowanie jej z wodą i węglanem wapna, a następnie wytrącanie stężonym alkoholem.

Inulina przedstawia się jako ciało białe, w wodzie zimnej nierozpuszczalne, łatwo natomiast w wodzie gorącej. Rozczyn wodny jest opalizujący, z jodem nie barwi się, a rozczynu Fehlinga przy krótkiem ogrzewaniu nie redukuje. Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca o — 39,5°. Podczas długiego gotowania z wodą, daleko łatwiej wobec rozcieńczonych kwasów, przechodzi inulina prawie ilościowo na lewulozę. Ta zamiana na lewulozę następuje również pod wpływem enzymu inulazy, znajdującego się w topinambunach. Inulina pozostaje zatem w takim stosunku do lewulozy, w jakim skrobia do dekstrozy.

Inulina służy do otrzymania lewulozy. Dla gorzelni-ctwa ma znaczenie tylko w okolicach, gdzie obficie rodzą się topinambury i tam znajduje zastosowanie do wyrobu spirytusu.

Lewulina występuje głównie obok inuliny w bulwach topinamburowych i heliantynowych. Jest to ciało, składem bardzo zbliżone do licheniny. W wodzie rozpuszcza się bardzo łatwo. Rozczynu Fehlinga nie redukuje. Działaniem rozcieńczonych kwasów oraz enzymu cukrazy, przechodzi lewulina bardzo łatwo i to w zupełności na lewulozę.

Lichen i na występuje w mchu islandzkim, który w niektórych krajach północnych służy do otrzymywania alkoholu.

Glikogen (C₆ H₁₀ 0₅)

Glikogen, zwany także skrobią zwierzęcą, znajduje się w różnych organach zwierzęcych, jak w wątrobie, musku-łach, krwi itp. Również występuje w świecie roślinnym, u różnych grzybów, a przedewszystkiem u drożdży.

Glikogen jest ciałem białem, w ciepłej wodzie łatwo rozpuszczalnem, z której można go wytrącić zapomocą alkoholu. Rozczyny glikogenu są opalizujące, lecz można je sklarować zapomocą ługu potasowego lub kwasu octowego. Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na prawo i to trochę silniej niż amylodekstryny. Z rozczynem cukier maltozę,

jodu barwi się na czerwono-brunatno. Zabarwienie to znika przez ogrzewanie lub pod wpływem alkalii.

Glikogen, ogrzewany z kwasami, ulega zamianie na względnie dekstrozę. Glikogen wydzie-

lony z miejsca powstania, nie ulega pod wpływem drożdży fermentacyi, przynajmniej wszelkie odnośne próby dały dotychczas wyniki ujemne. Zjawisko to jest tern dziwne, że glikogen nie wydzielony, lecz znajdujący się w komórce drożdżowej, ulega fermentacyi, jak to wskazuje jego znikanie podczas procesu samotrawienia drożdży, jakoteż przy końcu fermentacyi alkoholowej, wreszcie pod wpływem soku wytłoczonego z drożdży. We wszystkich tych wypadkach zachodzą procesy, dotychczas bliżej nie znane.

Celluloza (błonnik lub włóknik roślinny) (C₆ H₁₀ 0₅)w.

Celluloza znajduje się bardzo obficie w świecie roślinnym. Błona komórek roślinnych składa się w przeważnej części z błonnika. Zawsze jest on zanieczyszczony roz-maitemi substancyami wydzielanemi z komórki, a tu prze-dewszystkiem pentozanami, związkami pektynowymi i mineralnymi. Stosunkowo czystą cellulozę można spotkać tylko w młodszych częściach rośliny, a zwłaszcza w owocach bawełny, w rdzeniu bzowym itp. Starsze części rośliny, a szczególniej komórki skorkowaciałe, składają się głównie z włóknika i drzewnika (ligninu), substancyi zbliżonej własnościami do włóknika, nadto z pewnej ilości związków pektynowych i innych.

Czysty wlóknik otrzymuje się najdogodniej z bawełny, konopi lub lnu itp. przez ługowanie po kolei eterem, alkoholem, wodą, zasadami i rozcieńczonymi kwasami. Bibuła szwedzka do sączenia po wytrawieniu rozcieńczonym kwasem fluorowodorowym pozostawia czysty błonnik. Z ma-teryału drzewnego, który składa się tylko w części z włóknika, a resztę z ligninu, związków pektynowych i podobnych, otrzymuje się cellulozę działaniem kwasu solnego i chloranu potasowego. Związki te niszczą wszystkie zanieczyszczenia, pozostawiając w rezultacie prawie zupełnie czystą cellulozę.

Celluloza, otrzymana różnemi metodami, jakkolwiek wykazuje jednakowe zasadnicze reakcye, przecież w szcze-gółowem zachowaniu jest różną, co wskazuje, że preparaty te nie są identyczne.

Celluloza jest ciałem białem, bezpostaciowem, bez zapachu i smaku. W zwyczajnych rozczynnikach, jak wodzie, alkoholu, eterze, rozcieńczonych kwasach i zasadach nie rozpuszcza się, łatwo natomiast w amoniakalnym rozczynie tlenku miedzi (rozczynniku Schweitzera). Pod wpływem dodanych kwasów, rozmaitych soli, cukru, wody i t. p. wydziela się z powyższego rozczynu w postaci białej, galaretowatej masy, pozbawionej pierwotnej struktury roślinnej. W zimnej mięszaninie chlorku cynkowego ze stężonym kwasem solnym rozpuszcza się błonnik nie ulegając zmianie.

W stężonym kwasie siarczanym celluloza pęcznieje, wreszcie rozpuszcza się, dając klejstrowaty płyn, z którego woda wydziela ciało bezkształtne, podobne nieco do skrobi, zwane »amyloidem«, barwiące się z jodem fioletowo.

Czysty papier, nieklejony, przeciągany przez kwas siarczany o c. w. 1,66, następnie wymyty wodą, przekształca się na swej powierzchni na amyloid i przybiera niektóre własności pergaminu. Odznacza się przedewszystkiem znacznie większą trwałością i nadaje się do dyalizy. Papier ten nosi nazwę sztucznego albo roślinnego pergaminu.

Jeżeli działanie kwasem siarczanym trwa dłuższy czas, to celluloza zamienia się, zwłaszcza podczas ogrzewania, przez szereg produktów pośrednich na cukier gronowy. Powyższa hydroliza jest procesem jeszcze nie dostatecznie zbadanym. Jednym z produktów tej odbudowy jest hydro-celluloza, która różni się od innych łatwością, z jaką ulega utlenieniu, dalej rozpuszczalnością w amoniakalnym tlenku miedzi i w kwasach, wreszcie zamianą na dekstrozę. Związkiem bardzo podobnym zdaje się być hemicelluloza, ciało występujące w świecie roślinnym, zwłaszcza u grzybów.

Opierając się na powyższych spostrzeżeniach liczni autorowie starali się, a i ustawicznie dążą do wypracowania metody zamiany surowego drzewnika, jak masy drzewnej, torfu itp. na cukier, by następnie z tego otrzymać alkohol. Jedna z metod, która swego czasu narobiła wiele wrzawy, polegała na działaniu kwasu siarkowego na drzewo pod Wysokiem ciśnieniem. W tych warunkach obok małej lości dekstrozy, powstaje cały szereg produktów, nie ulegających fermentacyi, a to głównie pentoz. Wszystkie metody otrzymania alkoholu z drzewa, torfu itp. okazały się przy bliższem zbadaniu nieodpowiedniemi, a nadto za dro-giemi, by mogły skutecznie konkurować z dotychczasowymi sposobami otrzymywania alkoholu.

Kwas azotowy działa na cellulozę, a zależnie od stężenia kwasu i czasu działania powstają azotany błonnika, o zmiennym składzie i własnościach. Pyroksylin, czyli bawełna strzelnicza, składa się z azotanu C₁₂ H₁₄ 0₄ (N0₈)6 tworzy masę bezkształtną, podobną zupełnie do bawełny. Zapala się w 160°—170°, a po uderzeniu gwałtownie wybucha. Znajduje zastosowanie w pyrotechnice. Mięszanina pyroksylinu z kamforą stanowi celluloïd, który w 80° C. tak jest miękki, że daje się dowolnie formować. Używa się go zamiast kości słoniowej, rogu itp. do wyrobu rozmaitych przedmiotów n. p. grzebieni. Kolloksylin wzoru Cj2 H₁₆ Oe (N0₃)₄ rozpuszcza się w alkoholu i eterze. Rozczyn zwany kolodyum pozostawia po odparowaniu przeźroczystą błonkę. Służy w fotografii, w medycynie, do wyrobu sztucznego jedwabiu, prochu bezdymnego itp.

Ze stężonymi rozczynami potasowców żrących, tworzy celluloza związki potasowcowe; alkacellulozy mające w technice rozliczne zastosowanie.

Pentozy i pentozany, oraz ciała pektynowe.

Do p en to z zaliczamy węglowodany o wzorze C₅ H₁₀ 0₆. Związki te, zwłaszcza ich przedstawicieli: arabinoza i ksy-loza występują bardzo często w przyrodzie. Zazwyczaj nie spotykamy je w stanie wolnym, tylko w formie złożonej, pod postacią różnych gum, jak np. gumy drzewnej (hemi-cellulozy) albo pentozanów. Ostatnie pozostają do pentoz w tym stosunku, co skrobia do dekstrozy.

Pentozany (C₅ H₈ 0₄)n występują w świecie roślinnym bardzo często i obficie. Spotykamy je również w surowych produktach, przerabianych w gorzelnictwie. Podczas hydrolizy tworzą cukry o 5 atomach węgla t. z. pentozy, które jakkolwiek rozczyn Fehlinga redukują, przecie w warunkach normalnych fermentacyi alkoholowej nie ulegają.

Wszystkie ciała zawierające pentozany, lub pentozy wywiązują podczas destylacyi z kwasem solnym furfurol. Reakcya ta służy do ich poznania i oznaczenia.

Ciała pektynowe występują równie często w świecie roślinnym. Spotykamy je w substancyi międzykomórkowej, jak również w błonie komórkowej obok błonnika. Związki pektynowe są to ciała galaretowate, które z roz-czynu wydzielają się pod wpływem dodanego alkoholu. Należą one do związków pokrewnych z węglowodanami. Z solami zwłaszcza wapniowców łączą się i przechodzą na związki nie rozpuszczalne. Działanie kwasów oraz wysokich ciepłot (przy gotowaniu pod ciśnieniem) zamieniają się na substancyę w wodzie rozpuszczalną.

lO

go

Inulina

Lewulina

Lichenina

Glikogen

Celluloza

Pentozy

Pentozany

Dekstryny

Maltoza

Laktoza

Rafinoza

Skrobia

Sacharoza

Dekstroza

Lewuloza

Oalaktoza

Nazwa

substancyi.

(c₅H₈o₄)x

C₅Fi₁₀O5

(CeHioOs),,

(CßHioOs),,

(CeFlioOs),,

(C₆Hi₀O₅)y

(C₆H₁₀O₅)w

(CßHioOs),,,

CnjbhgOji-f-HjO

C|.,H.,.,0| ,+H.O C|8H:5201(i-(- 5H.jO

(C«H₁₀O₅)x

c₆h₁₂o₆

c₆h₁₂o

c₆h₁₂o₆+h₂o

Wzór

chemiczny.

rP

Cu

GTQ

tylko

CZQ8CIOWO

nieule-

gają

pośre

dnio

nie

redu

kują

nie

słabo

b.

redu

kuje

nie

nie

bezpo- i . średnio kllje

Fermentacyi

ulega

o.

redu-

Rozczyn

Fehlinga

redukuje

o>

oll£ +

— 39,5°

— 17°

+202do—137,04°

+ 52,75°

— 93,01° -f 83,88°

-f 66,5°

-f 137,04° + 52,53°

+ 104—105° + 202«

światła

nia spolory-

Kąt skręce

"3

CL

bru

natno

nie

biesko

nie

biesko

czer

wono

bez

barwne

Barwi się z jodem.

42,84

44,42

42,08

39,98

O' O' “to GJ KJ O

0>

4-

00

-J

1,45

«    1,27

1,54

59,77 j 1,465 49,36¹    1,51

51,44

53,31

Skład procentowy subst. bezwodnej.

=r

73

CL

C/3

1,54

1,61

1,588

1,54-1,57

1,555

1,79

Ciężar

właściwy

n>

w gorące łatwo b. trudno

nie

nie

b. trudno

nie

dosyć trudno

prawie nierozpuszcz. ( łatwo \w gorącej

dosyć

łatwo

/ różna zależnie od jakości dekstryny

nie

1:6

1:6

łatwa

1:0,33

b. łatwa łatwa

FI

wodzie:

nie

prawie nie rozpuszcz.

( zimnym 1:50 \ ciepłym 1:4,6 łatwa łatwa

zimnym nie rozpuszcz.go-rącym trochę trudna

alkoholu:

Rozpuszczalność

70

n‘

I.    Wszystkie jednosacharydy, więc cukier o wzorze C₆ Hj2 0₆, zwłaszcza dekstroza i lewuloza, ulegają fermen-tacyi działaniem wszystkich ras drożdżowych, nawet tak słabych, jak: Saccharomyces apiculatus.

II.    Dwusacharydy:

1)    Sacharoza i maltoza nie ulegają działaniu Saccharomyces apiculatus, natomiast fermentują pod wpływem nawet słabych drożdży gorzelnianych.

2)    Laktoza ulega zamianie na alkohol tylko pod wpływem specyalnych drożdży mlekowych.

III.    Trójsacharyd rafinoza ulega pod wpływem słabych drożdży gorzelniczych (typu górnego) tylko częściowej fermentacyi, zaś pod wpływem silnych drożdży ulega zupełnej zamianie na alkohol.

IV.    Wielosacharydy:

1)    Skrobia nie ulega fermentacyi drożdży gorzelniczych, ani też innych choćby najsilniejszych drożdży. Natomiast pod wpływem pleśni, przedewszystkiem grzybów z grupy »Mucorów Amylomyces«, ulega powolnej zamianie na alkohol.

2)    Dekstryny silnie odbudowane, a więc o małej cząsteczce, jak maltodekstryna, ulegają fermentacyi pod wpływem silnych drożdży gorzelniczych, natomiast słabe drożdże gorzelnicze nie są je w stanie przerobić.

Dekstryny słabo odbudowane, a więc o wielkiej cząsteczce, nie ulegają fermentacyi nawet pod wpływem bardzo silnych drożdży gorzelniczych, natomiast przerabiają je drożdże krajów południowych, jak drożdże Pombe, a i te tylko bardzo powoli.

3)    Inulina, lewulina, lichenina nie ulegają bezpośrednio działaniu drożdży gorzelniczych.

4)    Glikogen, gromadzony w komórce drożdżowej, zostaje przez nią przerobiony na alkohol.

5)    Włóknik bezpośrednio nie ulega działaniu ani drożdżom, ani też pleśni.

V. Pentozany i pentozy wogóle nie ulegają fermen-

tacyi.

Sok wytłoczony z drożdży gorzelniczych zamienia na alkohol nie tylko dekstryny, ale nawet skrobię rozpuszczalną. Wobec choćby bardzo drobnej ilości enzymu amy-lazy (wyciągu słodowego) zamiana ta zostaje bardzo silnie przyspieszona. Spostrzeżenie dla fermentacyi zacierów gorzelniczych bardzo ważne.

ROZDZIAŁ III.

Związki azotowe ważne w gorzelnictwie.

Ciała białkowate.

Drugą grupą związków ważną dla przemysłu fermentacyjnego, są ciała białkowate, oraz związki pokrewne i ich produkty odbudowy. Występują one w każdej komórce roślinnego i zwierzęcego pochodzenia, jako ich części składowe, oraz materyał, z którego powstają enzymy, związki posiadające pierwszorzędne znaczenie dla procesów życiowych. Wszystkie te ciała stanowią grupę związków niezbędną dla odżywienia komórki.

jeżeli węglowodany, z powodu ich wielkiej i złożonej cząsteczki, są jeszcze w wielu kierunkach mało poznane, to ciała białkowate i ich pokrewne związki o cząsteczce znacznie większej i jeszcze więcej zawiłej budowie, nastręczają badaniom i ich poznaniu daleko większe trudności. Z tego też powodu wiadomości nasze do ostatnich lat były o tej grupie związków, z wyjątkiem pewnych najprostszych produktów odbudowy bardzo ograniczone. Dopiero Emil Fischer, badacz, którego nazwisko jest związane ze wszystkiemi ważniejszemi odkryciami chemii organicznej ostatniej doby, zwrócił obecnie uwagę również i na ciała białkowate, a swemi genialnemi spostrzeżeniami przyczynił się w znacznej części do ich chociaż częściowego poznania. Mimo jednak już bardzo licznych badań, wiadomości o ciałach białkowatych są jeszcze bardzo niedokładne, jakkolwiek nie da się zaprzeczyć, że obecnie znajdujemy się na drodze do ich bliższego poznania.

Ciała białkowate, zwane także proteinami, tworzą grupę związków dobrze określoną. Od węglowodanów różnią się w pierwszej linii składem chemicznym. Zawierają nie tylko węgiel, wodór i tlen, lecz zawsze, we wszystkich warunkach azot, a także siarkę, czasami zaś i fosfor. Pięć pierwszych elementów spotykamy w rozmaitych ciałach białkowatych, których skład jest w przybliżeniu następujący:

6,5-7,3 « 15—17,6 « 19—24    «

0,3—2,4 «

węgla w granicach 50 - 55 °/0 wodoru azotu tlenu siarki

Obok powyższych składników wszystkie ciała białkowate zawierają związki mineralne, które przy spalaniu pozostają jako popiół.

Ciała białkowate przedstawiają się w suchym stanie, jako biały lub słabo żółty, pulchny, nie hygroskopijny proszek. Zazwyczaj są one bezkształtne, a tylko niektóre z nich jak: białko kurze, oksyhemoglobina i p. zdołano otrzymać w formie krystalicznej.

Ogrzewane nie topią się, lecz w przystępie powietrza spalają się, wydając silną, przejmującą woń, przypominającą spalone pióra lub włosy. Pozostały popiół zawiera siarczany, a czasami fosforany (potasowców).

W czystej wodzie przeważna ilość ciał białkowatych nie rozpuszcza się, natomiast część ich rozpuszcza się w rozczynie soli mineralnych, inne w rozcieńczonych kwasach lub alkaliach. W eterze, absolutnym alkoholu, oraz węglowodorach są nierozpuszczalne.

Rozczyny ciał białkowatych są optycznie czynne i skręcają płaszczyznę spolaryzowanego światła na lewo.

Błony zwierzęcej, ani też pergaminu białko nie przenika, gdyż jego cząsteczki są tak wielkie, że pory tych przepon nie przechodzą. Natomiast produkty odbudowy białka, albumozy i peptony, przenikają przez błonę, lecz nie równo szybko; albumozy jako słabiej odbudowane, więc związki o cząsteczce jeszcze stosunkowo wielkiej, przenikają wolniej, peptony silniej odbudowane, więc o mniejszej cząsteczce, dyfudują szybciej. Przenikanie białka jest jeszcze utrudnione jego pęcznieniem w rozczynie. Graham nazywa ten stan k o 11 o i d a 1 n y (od słowa kolia = klej), a ciała białkowate kolloidami, w przeciwieństwie do związków łatwo przenikających, nazwanych krystaloi-d a m i, które też wydzielają się w formie krystalicznej. Własność ta ma wielkie znaczenie dla życia komórki. W pracowniach naukowych korzysta się nieraz z tej własności dla oddzielenia różnych kolloidów n. p. białka od związków krystalicznych.

Na szczególniejszą wzmiankę zasługuje ścinanie się (koagulacya albo denaturacya) białka. Niektóre z nich ścinają się już podczas wydzielania z żywego organizmu, jak fibrynogen krwi, inne podczas wstrząsania, dalej przez ogrzanie do pewnej ciepłoty (ścinanie się, koagulacya), wreszcie przez dodatki czynników wytrącających, jak: alkoholu, formaliny, soli metali itp. Wytrącone białko zmienia równocześnie własności chemiczne i traci zdolność rozpuszczania się w pierwotnym rozczynniku. To zachowanie się ciał białkowatych, jest tak charakterystyczne, że na tej podstawie można je rozróżniać.

Najsilniejszym czynnikiem wytrącającym jest bezwodny alkohol, który zawsze wytrąca białko z rozczynu, natomiast alkohol rozcieńczony, już tego nie czyni. Czasami,

zapomocą różnej tęgości alkoholu, można w przybliżeniu rozdzielić różne ciała białkowe (częściowe wytrącanie).

Do czynników strącających należą dalej: chloroform, aceton, fenol, sole ciężkich metali jak: octan miedziowy, chlorek rtęciowy (sublimât), octan ołowiawy, octan urany-lowy, wreszcie żelazocyanek potasu w rozczynie kwasu octowego, kwasy: garbnikowy, pikrynowy, fosforowo-wolframowy, fosforowo-molibdenowy itp.

Z niektórymi odczynnikami daje białko charakterystyczne zabarwienie, przez co w roślinnych i zwierzęcych komórkach, względnie tkankach, można je widzieć przy pomocy mikroskopu, a nawet gołem okiem. Ważniejsze reak-cye barwne ciał białkowych są następujące:

1.    Próba Miliona: rozczyn azotanu rtęciowego z małym dodatkiem kwasu azotowego, daje zabarwienia czerwone do czarno-czerwonego, zwłaszcza po zagotowaniu. Z albumoz i peptonów tylko, te wykazują próbę Miliona, które w swojej cząsteczce zawierają tyrozynę.

2.    Próba ksanto-proteinowa: stężony kwas azotowy, ogrzewany z rozczynem białka, powoduje zabarwienie żółte, które, po zobojętnieniu amoniakiem, przybiera barwę pomarańczową.

3.    Próba Biuretowa: rozczyn ługu potasowego z dodatkiem dwuprocentowego siarczanu miedzi, daje przy zagrzaniu zabarwienie czerwone do fioletowego. Reakcyę tę oprócz białka wykazuje i szereg jej produktów odbudowy, z wyjątkiem amidów.

4.    Próba Adamkiewicza: jedna objętość stężonego kwasu siarczanego i dwie objętości kwasu azotowego wykazują po zadaniu białka, zwłaszcza przy zagrzaniu, barwę czerwono-fioletową.

Wszystkie ciała białkowate ulegają rozkładowi pod działaniem kwasów mineralnych, alkalii, pary wodnej pod ciśnieniem, czynników utleniających, a przedewszystkiem enzymów. Produkty powstałe działaniem różnych czynników są różne, a ich rozdział przedstawia wiele trudności.

Ponieważ nasze wiadomości o białku są jeszcze bardzo niedokładne, przeto ich podział na podstawach naukowych jest niemożliwy i dlatego opierając się na propozy-cyi Maercker-Delbrücka, rozdzielimy je według ich rozpuszczalności, co ze względów gorzelniczych jest całkiem odpowiednie i wygodne. Stosownie więc do tego ciała białkowate można podzielić na trzy grupy:

a)    właściwe ciała białkowate, (albuminy, globuliny i proteiny klebrowe);

b)    produkty odbudowy, więc takie ciała białkowate, które powstały z pierwszych przez ich częściowy rozkład, lecz przy tern charakteru białkowatego nie straciły. Tu należą: acidalbuminy, albuminaty, albumozy i peptony;

c)    związki zbliżone do ciał białkowych, więc nukleina i podobne, które są również zwane proteidami.

a) Właściwe ciała białkowate.

1. Albuminy, do tych należą nieliczne ciała białkowate, które zdołano wydzielić w formie krystalicznej. Przedstawiają one zupełnie określone chemiczne indywidua. W wodzie, rozcieńczonych kwasach i zasadach, dalej w roz-czynie soli kuchennej i siarczanie magnowym, jako też w rozcieńczonym siarczanie amonowym, rozpuszczają się, czem różnią się od stale im towarzyszących globulin. Działaniem silnych lub słabszych lecz stężonych kwasów, jak również podczas ogrzewania, ścinają się i z rozczynu wydzielają się w formie osadu. Przy dłuższem działaniu kwasów wydzielone albuminy przechodzą z powrotem do rozczynu.

Albuminy są rozpowszechnione tak w świecie roślinnym, jak i zwierzęcym. Jako najważniejsze należy wspomnieć o albuminie jajka, jako też krwi, w świecie roślinnym spotykamy je u wszystkich zbóż.

2. Globuliny różnią się od albumin nierozpusz-czalnością w wodzie. W rozcieńczonych obojętnych solach,

jako też w rozczynie węglanu potasowców, rozpuszczają się, jednak przez ogrzewanie lub też dodanie siarczanu magne-zyi zostają ponownie wydzielone. Jeżeli to wytrącanie następuje w ciepłocie 30° C, wówczas otrzymany globulin nie utrącą swoich pierwotnych własności.

Globuliny występują bardzo obficie w świecie roślin-z wierzęcym, skąd można je otrzymać i to wcale czyste. W produktach używanych w gorzelnictwie, spotykamy je u wszystkich zbóż i w ziemniakach i tak: w owsie znajduje się globulin — awenalin, w pszenicy, życie i jęczmieniu — edestin, w słodzie — bynedestin, wreszcie globulin spotykany w ziemniakach nazwał Osborne: tuberynem.

3. Proteiny klebrowe występują przedewszyst-kiem w zbożach, a charakteryzują się rozpuszczalnością w alkoholu. Mąka pszeniczna, ugniatana z wielką ilością wody w ten sposób, by skrobia została wydalona, pozostawia w rezultacie ciało ciągliwe, plastyczne, zwane kleb-rem. Kleber składa się z dwóch proteinów, z tych jeden, nazwany przez Osbornego gliadynem, rozpuszcza się w wodzie, lecz trudno; drugi, zwany gluteninem, jest w wodzie nierozpuszczalny, za to rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach i alkaliach. Glutenin znajduje się tylko w pszenicy, gliadyn spotykamy także w życie. Ponieważ gliadyn tworzy kleber tylko z gluteninem, przeto spotykamy kleber tylko w pszenicy i w tych nielicznych zbożach, gdzie występują oba wspomniane proteiny.

W jęczmieniu znajdujemy protein klebrowy, zwany chordeinem w ilości około 4°/₀. Przy zamianie jęczmienia na słód, znika chordein, a występuje inny protein, zwany byninem, którego w słodzie znajduje się około 1,25°/₀.

Również w kukurudzy spotykamy protein klebrowy — zein, charakteryzujący się tern, że ogrzewany z wodą lub rozcieńczonym alkoholem przechodzi w formę nierozpuszczalną.

b) Produkty rozkładu białka.

1.    Albuminy, globuliny itp. rozpuszczane w kwasach, a łatwiej przez ogrzewanie z tymiż, przechodzą na związki, zwane acidalbuminami czyli syntoninami. W wodzie i rozczynach soli są one nierozpuszczalne, natomiast rozpuszczają się w rozcieńczonych kwasach i rozczynie sody. Obecność tych związków w zbożu, nie jest dotychczas dość ściśle stwierdzoną.

2.    Albuminaty czyli alkalialbuminy powstają działaniem ługu potasowego na proteiny. Podobnie jak syn-toniny, są one w wodzie i rozczynach soli nierozpuszczalne, a rozpuszczają się w rozcieńczonych kwasach i rozczynach sody. Posiadają charakter kwasowy, gdyż rozkładają węglany, wydzielając z nich bezwodnik węglowy.

3.    A 1 b u m o z y, zwane także proteozami, powstają z pro-teinów i związków podobnych działaniem enzymów, kwasów lub ogrzewania pod ciśnieniem. Stanowią one pierwszy właściwy produkt odbudowy białka. Albumozy są w wodzie zwykle rozpuszczalne, lecz trudno. Ogrzewane nie ścinają się, natomiast różne środki wytrącające, jak siarczan amonowy, siarczan cynkowy wydzielają je z rozczynu. Rozczyny albumoz skręcają płaszczyznę spolaryzowanego światła na lewo. Błonę zwierzęcą przenikają, lecz bardzo wolno. W święcie roślinnym są bardzo rozpowszechnione i spotykamy je we wszystkich produktach, przerabianych w gorzelni.

4.    Peptony są dalszym produktem odbudowy białka, a jako takie łatwo przenikają błonę zwierzęcą, gdyż posiadają już stosunkowo małą cząsteczkę. Powstają działaniem enzymów, lub też innych czynników rozkładowych, jak kwasów, wysokiej ciepłoty itd. W wodzie łatwo się rozpuszczają, dając rozczyny, z których można je wydzielić kwasem garbnikowym, pikrynowym, fosforowo-wolframo-wym, natomiast nie wytrącają się z rozczynu ani przez gotowanie, ani też wysalanie. Również rozpuszczają się w rozczynach soli i alkalii, a niektóre nawet w 96°/₀ alkoholu.

Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręcają na lewo. Peptony, jako ciało azotowe, łatwo dyfudujące, stanowią wyborne pożywienie dla drobnoustrojów, zwłaszcza drożdży i dlatego w cieczach przefermentowanych spotykamy je tylko w bardzo drobnych ilościach.

5. Aminy, amidy i podobne są grupą związków, które do ciał białkowatych już nie należą, lecz powstają z nich drogą rozkładu. Działaniem enzymów, kwasów lub innych czynników rozkładowych, ciała białkowe ulegają odbudowie i przechodzą wreszcie na aminy, amidy i związki podobne, ich końcowe produkty rozkładu, a zarazem pojedyncze człony, z których powstają i na które rozpadają się, jak to swemi pracami nad polipeptydami wykazał Emil Fischer. Aminy i amidy są to już związki proste i dobrze poznane. W wodzie rozpuszczają się i nie ulegają ani koagulacyi, ani strącaniu pod wpływem soli. Większość z nich można otrzymać w formie krystalicznej. Posiadają małą cząsteczkę i przenikają z wielką łatwością przez błonę komórkową, wskutek czego posiadają wielkie znaczenie, jako pożywienie azotowe roślin. Występują też bardzo obficie w święcie roślinnym i zwierzęcym; spotykamy je również w wielkiej ilości w produktach przerabianych w gorzelni, jak: w ziemniakach, słodzie itd.

Związków aminowych i podobnych powstałych z rozkładu białka, znamy obecnie cały szereg, z tych ważniejsze są następujące:

glikokol (kwas aminooctowy) CH₂ : (NH₂) • COOH alanina (kwas a-aminopropionowy)

CH₃-CH : (NH₂) • COOH seryna (kwas aminooksypropionowy)

OH • CH₂ • CH : (NH₂) • COOH kwas aminoizowaleryanowy (CH₃)₂ : CH • CH:(NH₂) • COOH leucyna (kwas aminokapronowy)

(CH₃)₂ : CH • CH₂ • CH : (NH₂) • COOH

ch3X

izoleucyna (kwas aminometyloetylopropionowy)

/(NH₂)

COOH

CH-CH

(C₂h₅)

kwas asparaginowy (kwas aminobursztynowy) COOH • CH : (NH₂) ■ CH₂ • COOH kwas glutaminowy (kwas aminoglutarowy) COOH • CH : (NH₂) • CH₂ • CH₂ • COOH lizyna (kwas dwuaminokapronowy)

NH₂ • CH₂ • CH₂ • CH₂ • CH₂ • CH : (NH₂) • COOH arginina NH : C : (NH) • CH₂ • CH₂ CH₂ • CH • COOH

(NH₂)

(NH₂)

feniloalanin C₆H₅ • CH₂ • CH : (NH₂) • COOH tyrozyna (p=oksyfenilolanin)

OH • C₆H₄ • CH₂ • CH : (NH₂) • COOH CH₂ — s-s-ch2 CH- (NH₂)

COOH

cystyna

CH-(NH₂)

COOH

CH₂ - SH CH-(NH₂)

COOH

histydyna COOH • CH : (NH₂) • CH₂ - C = CH

cysteina

NH N

CH

tryptofan

C - CH₂- CH : (NH₂) • COOH

c₆h

CH

NH

Asparagina (amid kwasu aminobursztynowego) COOH • CH : (NH₂) • CH₂ • CO(NH₂) i glutamina (amid kwasu aminoglutarowego)

COOH • CH : (NH₂) • CH₂ • CH₂ • CO(NH₂)

występują obficie w kiełkujących zbożach, ziemniakach, (wogóle w różnych roślinach). Nie są one produktami bezpośredniego rozkładu białka, lecz powstają pośrednio z kwasów: asparaginowego, względnie glutaminowego, które są już pierwszym węzłem w łańcuchu tworzącego się białka. Ciała białkowate powstają bowiem przez kondensacyę aminów, które łączą się między sobą w rozmaitym stosunku i rozmaitej ilości, dając w rezultacie te rozliczne związki białka.

c) Związki zbliżone do ciał białkowych, proteidy.

Związki, cbjęte wspólną nazwą proteidów, są składem zbliżone do proteinów. Składają się one z białka, połączonego zazwyczaj ze złożoną substancyą organiczną. Podobnie jak białko, są nierozpuszczalne w alkoholu, a natomiast pod tegoż działaniem ulegają koagulacyi. Można je podzielić na cztery grupy:

1.    N u k 1 e o a 1 b u m i n y, są to ciała białkowate, złożone z właściwego białka i substancyi organiczno-fosforo-wej, która nosi nazwę kwasu paranukleinowego, i rozpuszcza się tylko z trudnością pod wpływem enzymów trawiących. Nukleoalbuminy występują tak w świecie zwierzęcym, jak i roślinnym. Z tych najważniejszą jest kazeina, białko mleka, zaś w świecie roślinnym spotykamy podobną do tego roślinną kazeinę, którą znajdujemy również i w zbożu. Plazma żyjącej komórki składa się prawdopodobnie w znacznej części z nukleoalbuminów.

2.    Nukleoproteidy (nukleus = jądro) stanowią główny składnik jądra komórki zwierzęcej i roślinnej. Należą one do substancyi bardzo złożonych i podobnie jak nukleoalbuminy zawierają grupę fosforowo-organiczną. Działaniem enzymów trawiących, nukleoproteidy ulegają rozszczepieniu na białko i nukleinę, która znowu składa się z białka połączonego z kwasem nukleinowym, odznaczającym się tern, że enzymy trawiące rozkładają go tylko z trudnością. W warunkach korzystnych, enzymy tryptyczne rozkładają także i nukleinę, oddzielając z niej pozostałą część białka od kwasu nukleinowego. Ten przy dalszym rozkładzie, zależnie od swojego składu, rozpada się na pochodne pirimidyny, dalej zasady ksantynowe (adeninę, guaninę, ksantynę, hy-poksantynę), pentozany, ksylozę i kwas fosforowy, który jest połączony z powyższemi zasadami.

Nukleiny posiadają charakter kwaśny; w wodzie i kwasach są nierozpuszczalne, natomiast rozpuszczają się w ługu potasowym. Wykazują te same reakcye barwne, co ciała białkowate.

Nukleoproteidy spotykamy w wielkiej ilości u drożdży. Wydzielony z nich kwas nukleinowy wykazuje następujący skład:

węgla

wodoru

azotu

fosforu

34,07°/0 4,31 °/0 16,03°/0 9,04°/₀.

Godnem uwagi jest to, że kwas nukleinowy, otrzymany przez rozkład drożdży, nie dostarcza wolnego kwasu fosforowego, obok innych produktów rozpadu, lecz fosfo-rowo-organiczną resztę, zwaną kwasem plazminowym, który zawiera około 28°/₀ kwasu fosforowego.

Nukleoproteidy spotyka się często w towarzystwie enzymów, co wskazywałoby, że enzymy, przynajmniej częściowo, powstają w jądrze komórki.

3. G1 u k o p r o t e i d y są to związki, białka, względnie pochodnych białka z węglowodanami. Do tych zalicza się mucyny, czyli substancye śluzowe. Posiadają one charakter kwaśny; w wodzie są nierozpuszczalne, natomiast rozpuszczają się w słabych rozczynach wodorotlenków potasow-cowych i wapniowych. Rozczyny glukoproteidów działają obojętnie, posiadają własności śluzowate, a podczas gotowania jak i pod działaniem kwasu azotowego nie ścinają się. Ogrzewane z kwasami lub zasadami, rozkładają się na albumozy, względnie peptony, przyczem wydziela się węglowodan, którego obecność można stwierdzić rozczynem Fehlinga. Z powodu obecności węglowodanu, mucyny wykazują mniejszą zawartość azotu, aniżeli właściwe białka, gdyż ilość jego wynosi 11,7—12,3°/₀.

4. Albuminoidy różnią się swym składem od białka jeszcze więcej niż glukoproteidy. Spotykamy je tylko w świecie zwierzęcym i to w formie nierozpuszczalnej. Stanowią one główny składnik piór, rogu, włosów, tkanki kostnej i t. p.

Podział białka fizyologiczno-techniczny.

Podział białka dla celów praktycznych powinien uwzględniać jego zachowanie się podczas przerobu surowych produktów w gorzelni, oraz jako pożywienie dla drożdży. Stosownie też do tego dzieli Delbrück ciała białkowate następująco:

1.    Białko nierozpuszczalne. Tu należą ciała białkowate, które działaniem kwasów, ogrzewania itp. ulegają koagulacyi. Dalej należą tu również te związki, które jako nierozpuszczalne i przez błonę nieprzenikające, nie mogą służyć drożdżom za pożywienie i z tego powodu w przeważnej ilości pozostają w wywarze, względnie w młócie, podnosząc ich wartość karmową dla bydła. Rozpuszczenie tych związków, tj. przeprowadzenie w stan płynny i przenikający przez błonę, może nastąpić działaniem enzymów lub czynników chemicznych, jak gotowanie z rozcieńczonymi kwasami, lub ogrzewanie pod ciśnieniem.

2.    Białko ścinające się. Tu należą albuminy globuliny i proteiny klebrowe. Są to związki nieprzenikające przez błonę, a przeto również nie nadające się jako pożywienie drożdży. Działaniem enzymów ulegają jednak stosunkowo łatwemu rozkładowi, wskutek czego przechodzą do rozczynu. Podczas ogrzewania ulegają koagulacyi i przechodzą w formę nierozpuszczalną.

3.    A1 b u m o z y.

4.    Peptony.

5.    Aminy i pochodne.

Związki, należące do tych ostatnich trzech grup, przenikają błonę i dlatego stanowią dobre pożywienie dla drożdży. Obecność ich w zacierach jest przeto pożądaną i konieczną.

Część druga.

Enzymatyka.

Wiadomości ogólne o enzymach.

Codzienna obserwacya naszego ciała, dalej zwierząt lub roślin poucza, że w łonie każdego żywego organizmu zachodzą liczne procesy chemiczne. Powstają one przez stykanie się organizmu z rozmaitemi substancyami, oraz wpływami fizycznymi otoczenia, jak to wskazuje następujący przykład:

Zboże, trzymane w ciepłocie pokojowej, po nawilgoceniu, pęcznieje, zmienia kształt, zagrzewa się i poczyna kiełkować, przyczem zawartość ziarna, bielmo, maleje.

Jeżeli takie kiełkujące zboże nakryjemy kloszem z rurką zamykaną kurkiem, z pod którego gromadzące się gazy będziemy w miarę wyprowadzać, jednak tlenu powietrza tam niedopuścimy, to kiełkujące ziarno w krótkim czasie przestaje dalej rozwijać się i wreszcie marnieje.

W pierwszym wypadku, przez dostarczenie odpowiednich warunków, jak ciepła, wody i tlenu powietrza, zboże poczęło widoczne życie i zakiełkowało. Rozwijająca się roślinka czerpała pokarm z nagromadzonych zapasów ziarna (bielma); — węglowodany, białko, tłuszcz itd. przerabiała częściowo na swoją tkankę (komórki zarodka roślinnego), częściowo spalała na bezwodnik węglowy (C0₂) i wodę (HsO), czem powodowała energię życia

ciepło.

W drugim — brak tlenu, który procesami życiowymi został zużyty, i równoczesne nagromadzenie się bezwodnika węglowego i pary wodnej sprawiły, że proces kiełkowania zboża ustał i ziarna w końcu zmarniały.

Doświadczenia powyższe wskazują, że zjawiska i procesy żywej przyrody, są ściśle związane z warunkami, wśród których przebiegają.

Jeżeli w podobny sposób wglądniemy w różne zjawiska przyrody, to zauważymy, że nietylko organizmy wyższe, złożone z licznych komórek, lecz i każda komórka jakiegokolwiek organizmu, czy to roślinnego, czy też zwierzęcego, będąca nawet na najniższym stopniu ewolucyjnego rozwoju, jest polem, gdzie dokonują się rozmaite przemiany chemiczne, które można zgrupować w dwa szeregi.

1) Procesy budowy

treść komórki, która wskutek proce-

syntezy, gdzie ze związków więcej lub mniej prostych, powstają substancye więcej złożone. Protoplazma sów życiowych zostaje częściowo zużytą, odnawia się i uzupełnia ze związków prostych, pokrywając pozostały brak drogą procesów syntetycznych.

2) Równocześnie z tymi procesami syntezy, przebiegają jako drugi szereg zmian, procesy rozkładu — analizy — związków złożonych, przez co powstają związki proste, oraz ciepło tj. energia działania.

Tak jedne, jak i drugie, więc tak procesy syntetyczne, jak i analityczne spotykamy we wszystkich warunkach życia, niezależnie od tego, czy to organizm jedno- czy wielokomórkowy, czy jest przedstawicielem. nizkiego, lub też wysokiego stopnia ewolucyjnego rozwoju.

Prawa zasadnicze powyższych procesów, znajdujemy zawsze te same. Różnica polega tylko w energii z jaką przebiegają, a jakkolwiek odbywają się równocześnie, przecież ich działania nie są równomierne. Pomimo pozornej dowolności, procesy te w komórce żywej, pozostają zawsze między sobą w ścisłej zależności.

Dalsza różnica tych procesów polega jeszcze na tern, że z reguły produkty syntezy pozostają dłużej w plazmie komórki, stanowiąc często nawet jej część składową — w przeciwieństwie do produktów rozkładu, które zazwyczaj gromadzą się na zewnątrz komórki, a o ile zostaną przez nią zatrzymane, to tylko przez czas stosunkowo bardzo krótki.

Nie zawsze jednak omawiane procesy muszą zachodzić w łonie komórki, bo oto badania wskazują, że niektóre z nich, zwłaszcza procesy rozkładowe, można od żywej komórki oddzielić, zatem mogą one przebiegać i poza obrębem żywej plazmy.

Przypatrzmy się teraz z kolei zachowaniu komórki drożdżowej (saccharomyces cereviseae) w zacierze gorzel-niczym. Składniki zacieru: węglowodany, związki azotowe, tłuszcz i inne, wszystkie o wielkiej cząsteczce i budowie bardzo złożonej, zostają przez komórkę drożdżową drogą fermentacyi zużyte i przerobione na związki prostsze, jak: aminy, amidy, cukier inwertowy, alkohol, glicerynę, olejki fuzlowe, bezwodnik węglowy itd. Obok powyższego, dzięki ciepłu, wytworzonemu drogą reakcyi, z szeregu otrzymanych związków prostych, powstają związki złożone, — części składowe plazmy. Komórka bowiem droż-dżowa, rozmnażając się drogą pączkowania, przerabia wspomniane związki proste na wysoko złożone: ciała białkowate, glikogen, tłuszcz itp. Pierwsze — są procesami rozkładu (analizy), drugie — budowy (syntezy).

Jakkolwiek oba szeregi przemian zdają się być nie równej energii, gdyż pierwsze przebiegają pozornie znacznie żywiej niż ostatnie, co jednak jest jeszcze zależne od ubocznych warunków: ciepłoty, składu chemicznego cieczy itp. — to przecież pozostają między sobą w ścisłej zależności, która bezkarnie dla egzystencyi i życia komórki, nie może być przekroczoną. Niech np. komórka drożdżową pozostanie przez dłuższy czas w ciepłocie 40° C, to, wskutek energicznego działania procesów rozkładowych, ciała białkowate plazmy ulegną w krótkim czasie zamianie na związki prostsze. Ten ubytek składników plazmy, nie mogąc być pokryty procesem twórczym — syntezy, z powodu zbyt żywego działania rozkładowego, musi prowadzić do zwichnięcia równowagi; komórka drożdżowa ginie, jej plazma rozpływa się.

Wszystkie zjawiska i zmiany przebiegające w organizmie żywym, więc tak w komórce roślinnej jak i zwierzęcej, tłómaczono do początku XIX wieku »siłą życia«. Co to jest ta »siła życia«? tego nie umiano wytłómaczyć; poprzestawano tylko na spostrzeżeniu, że liczne procesy i związki, występujące w organizmie żywym, nie można otrzymać w pracowniach naukowych, drogą sztuczną, działaniem różnych odczynników chemicznych.

Już stosunkowo dawno, bo w XVII wieku, uczony alchemista Spallancani dąży do wytłómaczenia pewnych zjawisk, przebiegających w łonie żywego organizmu, a mianowicie: procesu trawienia. W tym celu kawałki mięsa uwiązane na sznurku, daje połykać krukowi, a po pewnej chwili wyciąga je z powrotem i trzyma dalej w ciepłocie 35° C. Mięso w tych warunkach, nawilgocone sokami żołądkowymi, kruszeje i rozpływa się, ulegając procesowi trawienia. Widocznie więc, że niektóre zjawiska, przebiegające w organizmie żywym, można od niego oddzielić i bez szkody dla tych procesów dalej je prowadzić, zdała od środowiska ich powstawania.

Spostrzeżenia Spallancaniego nie znalazły na one czasy należytej oceny i na dalsze badania musiały czekać bardzo długo, bo aż do początku XIX w., kiedy Wóhler w r. 1828 otrzymał po raz pierwszy na drodze chemicznej mocznik, produkt ostatecznego strawienia ciał białkowatych, występujący bardzo obficie w świecie zwierzęcym. Od tej chwili następuje jedno spostrzeżenie za drugiem, dowodzące, że szereg działań można od żyjącej komórki oddzielić, a zatem do ich przebiegu t. zw. »Siła życia« nie jest potrzebną.

I oto w r. 1814 zauważył Kirchhoff, że w jęczmieniu kiełkującym znajduje się siła, która skrobię zbożową z łatwością zamienia na cukier. Payen i Persoz stwierdzają w roku 1833, że przyczyną tego cukrowania jest substancya rozpuszczalna w wodzie, powstająca podczas kiełkowania zboża, nazwana przez nich dyastazem. Trochę później, bo w roku 1837 Eberle i Schwann powtarzają doświadczenia Spallancaniego i wykazują, że w soku żołądkowym znajduje się substancya nazwana pepsyną, która jest w stanie trawić ciała białkowate (mięso). W r. 1838 Liebig i Wóhler odkrywają w gorzkich migdałach emul-zynę, substancyę rozszczepiającą glukozyd amygdalinę. Dalej w r. 1850 Schönbein odkrywa oksydazę, substancyę o działaniu utleniającem. Berthelot w r. 1860 zauważył, że wyciąg wodny drożdży fermentujących działa rozkładająco na sacharozę (cukier buraczany), przeprowadzając ją na cukier prostszy, inwertowy. Wreszcie w r. 1896 Buchner wykazuje, że sok otrzymany przez wytłoczenie rozdartych komórek drożdżowych, wywołuje takie same zjawisko fer-mentacyi alkoholowej, jak komórki żyjących drożdży.

W ten sposób kroczą jedne odkrycia za drugiemi, wykazujące dowodnie, że zapomocą pewnych substancyi oddzielonych od żywej komórki — miejsca ich powstawania, można dalej roztaczać energiczne działania rozmaitej natury, jakie spostrzega się w łonie organizmu żyjącego.

Zauważone tutaj zjawiska, podobne do znanych już procesów gnicia, względnie fermentacyi alkoholowej, zaliczono początkowo do zjawisk fermentacyi, wyróżniając: fermentacyę zgniłą, kwaśną i alkoholową; zaś czynniki te zmiany powodujące, nie wchodząc w ich naturę, czy to są organizmy żyjące, czy substancyę martwe, nazwano ogólnie »fermentami«. Gdy jednak Pasteur wykazał, że zjawiska tu zachodzące, są często związane z żyjącymi drobno-or-ganizmami, podzielono czynniki powodujące te zjawiska na dwie grupy: dyastazy i podobne, jako »rozpuszczalne czyli nieuorganizowane fermenty«, w przeciwieństwie do żyjących organizmów, jak bakteryi, drożdży, które objęto pojęciem: »uorganizowanych fermentów«.

Dla fermentów nieuorganizowanych zaproponował na-następnie Kühne nazwę »enzymów«.

Słowo »ferment« posiada dzisiaj rozmaite znaczenie i nie oddaje dobrze istotę rzeczy. Jedni badacze pod mianem fermentów, rozumią organizmy żywe, jak bakterye, drożdże itp., inni enzymy. Ta nieścisłość byłaby już dostatecznym powodem do usunięcia z nauki słowa »fermentu«.

Obok tego przekonujemy się coraz więcej, że rozdział między uorganizowanymi fermentami, a enzymami nie jest zbyt ostry, gdyż ilość tych uorganizowanych fermentów, jako pojęcia pewnych procesów chemicznych, w miarę postępu nauki, coraz więcej maleje. To co dotychczas sądzono, że może być wykonane tyiko pod wpływem organizmu żyjącego, zatem fermentu uorganizowanego, przy lepszych metodach badań i bystrzejszej obserwacyi, okazuje się, że tu chodzi o działanie enzymu związanego z żywą plazmą komórki, od której w pewnych warunkach może być oddzielony.

Jako typowi przedstawiciele fermentów uorganizowanych, były uważane do niedawnego czasu fermenty (bakterye) kwasu octowego i mlekowego. Dzięki jednak badaniom Buchnera i Meisenheimera, udało się z bakteryi kwasu octowego oddzielić enzym glukacetazę, który w słabym roztworze alkoholowym wytwarza kwas octowy, zatem zachowuje się zupełnie podobnie jak żyjące bakterye.

Wreszcie w ostatnich czasach Buchner, Meisenheimer jako też Herzog, wydzielają z bakteryi kwasu mlekowego substancyę enzymatyczną laktacidazę, która jest w stanie cukier przerobić na kwas mlekowy.

Z powyższego wynika, że wszystkie dotychczasowe procesy, powodowane przez fermenty uorganizowane, są ni-czem innem, jak tylko działaniami enzymów, wytworzonych w komórkach żyjących, tych fermentów uorganizowanych. Zjawiska więc jakiejkolwiek fermentacyi, jako też wszelkie procesy przebiegające także i na zewnątrz żywej komórki, lecz powodowane przez substancye wytworzone w łonie organizmu żyjącego, należy uważać za działanie enzymatyczne, zaś substancye te zjawiska wywołujące będziemy nazywać enzymami, jako pojęcie określające te specyficzne działania.

Przemysł fermentacyjny, jest jednem nierozerwalnem pasmem działań enzymatycznych. Aby więc zrozumieć procesy tam zachodzące, należy szczegółowo zapoznać się z enzymami i ich poszczególnemi własnościami.

Czem są enzymy?

Enzymy występują w przyrodzie bardzo obficie i to na każdym kroku. Według dzisiejszego poglądu nie można sobie wyobrazić żadnego żyjącego organizmu, żyjącej komórki, ni życia jakiegokolwiek bez obecności enzymów.

Ostwald określa enzymy jako substancye organiczne, natury koloidalnej (kleikowej), które powstają w komórce żywej, a mogą działać tak w jej wnętrzu, jako też i na zewnątrz, od niej oddzielone. Zachowują się one jako typowe katalizatory, t. j. czynniki, które pewne działania (reakcye), przebiegające samowolnie już w zwyczajnej ciepłocie, albo przyśpieszają (zazwyczaj), albo opóźniają; same jednak nie występują w końcowych produktach działania. Enzym (katalizator) jest zatem w stanie tylko zmienić szybkość procesu, lecz samego procesu nie wywołuje. Procesy zatem chemiczne, które same przebiegają nieskończenie wolno, ledwo dostrzegalnie, w obecności enzymu (katalizatora) zostają tak przyspieszone, że już w stosunkowo krótkim czasie, dają się zauważyć i mierzyć; przyczem to działanie chemiczne, po upływie stosownego czasu, zostaje doprowadzone do pewnego stopnia równowagi, który często bywa i zupełnem zużyciem substancyi atakowanej.

Jako przykład takiego działania, może służyć zachowanie się cukru buraczanego (sacharozy) w rozczynie wodnym.

Sacharoza rozpada się pod działaniem enzymu cu-krazy (inwertazy), jako też rozmaitych kwasów na dwa cukry o mniejszej cząsteczce, a to: dekstrozę i lewulozę.

C₁₂ H₂₂ On -|- H₂ O — C₆ H₁₂ Oe -f- Ce H₁₂ 0₆

dekstroza

sacharoza

woda

lewuloza.

Po ukończonym rozkładzie można z łatwością stwierdzić, że ilość zużytego do reakcyi kwasu zupełnie się nie zmieniła i, że jest taką samą jak na początku działania. Ten rozpad cukru, tę więc katalizę kwasową, można znacznie przyśpieszyć, jeżeli podgrzejemy rozczyn cukru podczas działania.

Zupełnie podobny rozpad cukru sacharozy na dekstrozę i lewulozę można otrzymać i bez użycia jakiegokolwiek katalizatora, tylko przez ogrzanie wodnego rozczynu cukru. Szybkość jednak reakcyi jest w tym wypadku znacznie wolniejsza, a czas działania dłuższy, aniżeli w obecności dodanych kwasów, lub enzymu cukrazy. Taki sam rozpad cukru sacharozy, w rozczynie wodnym następuje również i w zwyczajnej ciepłocie, jednak wówczas nadzwyczaj wolno, prawie że niedostrzegalnie.

W przytoczonym przykładzie enzym cukraza, względnie użyty kwas, działają jak katalizator, który, reakcyę rozpadu cukru, przebiegającą samowolnie nadzwyczaj powoli już w zwyczajnej ciepłocie, bardzo znacznie przyśpiesza. Działanie więc enzymu (katalizatora) polega w tym wypadku na przyśpieszeniu chyżości, więc zwiększeniu energii (reakcyi) działania. Podobieństwo działania obu rodzajów katalizatorów, to jest: enzymów i kwasów, jest jeszcze przez to wielkie, że tak kwasy, jak i użyty enzym nic nie tracą ze swej siły katalitycznej; co dla nieorganicznych ka-

Dzięki tym badaniom wiemy dzisiaj, że wszystkie cechy, rzekomo charakteryzujące szczególniejsze stanowisko i własności enzymów: jak ich nietrwałość wobec wyższej ciepłoty i większych dawek kwasów, wpływ niszczący pewnych związków, t. zw. trucizn i t. p. (o czem mówimy poniżej), można zauważyć i wykazać w mniejszym lub większym stopniu, również i przy substancyach nieorganicznych, działających jako katalizatory. Cechy te więc nie stanowią żadnej szczególniejszej charakterystyki dla enzymów, gdyż dają się zauważyć u wszystkich katalizatorów, jako też działań katalitycznych, jakkolwiek — trzeba przyznać — występują one przy enzymach znacznie ostrzej i wyraźniej.

talizatorów (kwasów) jest prawie zawsze regułą, zaś dla enzymu cukrazy wykazał Henry.

Już znacznie wcześniej przed Ostwaldem wypowiedział Berzelius, że zachowanie się tak zw. fermentów, można tłómaczyć działaniem kontaktowem (katalitycznem) i rozumuje, że w każdej komórce żywego organizmu tak roślinnego, jak i zwierzęcego, przebiegają bardzo liczne działania kontaktowe, natury enzymatycznej.

Problem ten starał się rozwiązać i udowodnić doświadczalnie C. Ludwig; jednak dopiero badania Ostwalda i jego ucznia Brediga, sprawę tę znacznie posunęły naprzód, a działanie enzymów w wielu wypadkach zupełnie wytłó-maczyły.

Otrzymanie enzymów.

Enzymy można otrzymać najłatwiej z miejsca ich powstawania, więc z żywych komórek, które rozdziera się i następnie prasuje, albo też ługuje: wodą, gliceryną, lub innym tego rodzaju rozczynnikietru Z otrzymanych rozczy-nów wydziela się następnie enzym przez wytrącanie np. alkoholem, lub też wysalanie, dodając odnośnej substancyi (soli) np. siarczanu amonowego lub octanu uranylowego w takiej ilości, aż enzym w formie osadu zostanie z rozczynu

Mimo najrozmaitszego postępowania i nieraz bardzo skomplikowanego oczyszczania, nie zdołano dotychczas otrzymać zupełnie czystych enzymów, a wszystkie jakie miano pod ręką należy uważać za preparaty oczyszczone tylko do pewnego stopnia.

wytrącony. Zebrany osad jest zanieczyszczonym enzymem, który oczyszcza się w rozmaity sposób, jak: sączeniem przez papier pergaminowy, lub filtry gliniane, dalej rozpuszczaniem enzymu w wodzie i ponownem wytrącaniem i t. p.

Analiza elementarna takich możliwie oczyszczonych enzymów, wykazuje, że składają się: z węgla, wodoru, tlenu i zwykle azotu, niektóre także z siarki, fosforu, a nawet żelaza. Są to więc w przeważnej ilości związki natury azotowej, o których wiemy stosunkowo jeszcze niewiele. Prawdopodobnie, przynajmniej większość znanych enzymów, są to bardzo złożone, o wielkiej cząsteczce, koloidalne (kleikowe) substancye azotowe z grupy proteidów. W każdym razie inne poglądy, jakie w tym kierunku różni badacze wygłaszali, dotychczas nie sprawdziły się.

Najlepsze preparaty amylazy, jakie otrzymał Wróblewski i Osborne, wskazują, że enzym ten zbliża się swoją budową do związków proteozowych. Pepsyna, otrzymana przez Nenckiego z ludzkiego żołądka, jest związkiem bardzo złożonym, który można zaliczyć do nukleoproteidów.

Badania, jakie prowadzili Wróblewski, Bednarski i Wojczyński, działając peptazą i tryptazą, (enzymami rozkładającymi ciała białkowate), na szereg innych enzymów, wykazały, że przedewszystkiem oba te enzymy nawzajem się uszkadzają, dalej, że zymaza, a w mniejszym stopniu także i amylaza zostają przez nie osłabione, natomiast cu-kraza i synaptaza zachowują się względem ich działania opornie.

Ta różnorodność zachowania się poszczególnych enzymów, względem enzymów rozczepiających ciała białkowate, wskazuje, że ich budowa nie jest jednolitą.

Otrzymanie czystych enzymów jest bardzo utrudnione z powodu ich koloidalnych własności. Substancye o podobnych własnościach, które im z reguły towarzyszą, dają się tylko z wielką trudnością oddzielić, a nieraz jest to wprost niemożliwem. Tern też należy tłómaczyć, dlaczego wnioski wyprowadzane na podstawie analizy enzymów, przypisują im bardzo różnorodną budowę chemiczną. Według dotychczasowych badań można więc uważać przeważną ilość enzymów jako bardzo złożone związki azotowe z grupy ciał białkowatych, lub też składem do nich podobne, produkty rozkładu.

Działanie enzymów.

Dotychczasowe badania wykazują, że nie znamy ani jednego takiego wypadku zachowania się enzymów, któ-regoby nie można było wytłómaczyć działaniem kontakto-wem katalizatora.

Według Ostwalda, przy działaniu katalitycznem, powinien być katalizator we wszystkich fazach reakcyi zupełnie wolny. Znamy jednak i takie działania, w których i katalizator bierze bezpośrednio udział w procesie, jak to ma miejsce przy otrzymaniu eteru z alkoholu pod wpływem kwasu siarczanego.

C₂ H₅ OH -f H₂ so₄ = H₂ O + C₂ H₅ • o-hso₃

alkohol

C₂ H₆ • O -HSO, + C₂ H₅ OH = H₂ SO. + (C₂ H₆)₂ O

kwas siarczany

woda

siarczan etylowy

eter

W reakcyi tej kwas siarczany działa jako pseudo-katali-zator.

Enzymy zachowują się i prawdopodobnie działają jako właśnie takie pseudo-katalizatory. Enzym (katalizator) łączy się chwilowo z cząsteczką atakowanej substancyi, wytwarza z nią nietrwały związek, który ulega rozkładowi w ten sposób, że substancya rozpada się, a enzym, uwolniony z tego chwilowego połączenia, wchodzi z dalszą cząsteczką substancyi atakowanej w podobny związek i t. d.

Tłómaczenie powyższe znajduje poparcie w szeregu znanych faktów, że enzymy w rozczynach substancyi, którą atakują, znoszą wszelkie szkodliwe wpływy znacznie łatwiej.

Według O’Sullivana i Thompsona, cukraza, która w rozczynie wodnym ulega bardzo łatwo zniszczeniu, znosi bez szkody w roztworach cukrowych o 20° C. wyższą ciepłotę. To szczególniejsze zachowanie się można tylko tłó-maczyć powstawaniem połączenia cukru z cukrazą, związku odporniejszego na działanie ciepłoty, przez co cukraza jest ochronioną i znosi znacznie wyższą ciepłotę.

Amylaza, która w rozczynie wodnym, wyżej 75° C. szybko ginie, znosi tę ciepłotę wcale dobrze, skoro znajduje się w obecności skrobi i dekstryn, a ulega zniszczeniu dopiero powyżej 85° C. Podobnie rzecz się ma, według Henryego, z tryptazą w obecności żelatyny.

Prawdopodobieństwo łączenia się enzymu z substan-cyą atakowaną, znajduje poparcie jeszcze w tern, że enzymy nie mogą atakować dowolnych związków, lecz, że każdemu enzymowi odpowiadają pewne specyalne substancye, na które ten może działać. I tak: amylaza działa na skrobię i dekstryny, przeprowadzając je na cukier maltozę. Powstały cukier maltoza nie ulega już dalej działaniu amy-lazy, natomiast pod wpływem innego enzymu, mianowicie maltazy, rozpada się na dwie cząsteczki dekstrozy. Cukier melitrioza, ulega rozpadowi pod wpływem enzymu cu-krazy, na dekstrozę i melibiozę. Fermentacyi alkoholowej ulega dekstroza, natomiast cukier melibioza musi wpierw zostać dalej rozłożoną na dekstrozę i galaktozę, czego dokonuje inny enzym, mianowicie melibiaza. Wogóle ostatnimi czasy, przejawia się coraz większe dążenie tłómacze-nia, że każdemu działaniu (katalizie) odpowiada specyalny katalizator (enzym). Tak daleko idąca specyalizacya, jest może przesadą, jednak z całą słusznością można przyjąć twierdzenie, że każde szczególniejsze działanie, spotkane

Decydującem poparciem tłómaczenia, specyalizacyi działań enzymów, były badania Emila Fischera nad metylo-glukozydami. Fischer wykazał, że cukraza rozszczepia tylko a — metyloglukozyd, podczas gdy ß — metyloglukozyd pozostaje nienaruszony. Ten ostatni zostaje natomiast rozłożony przez synaptazę, która a — metyloglukozyda nie zmienia, a i ß — metyloglukozydy różnią się między sobą tylko budową swojej cząsteczki (stereoizomeryczną).

w przyrodzie żywej jest wynikiem działania innego enzymu.

Fischer rozszerzył swoje badania i na inne związki — na podstawie czego wypowiada następujące ogólne twierdzenie:

Dany enzym atakuje tylko takie związki, które mają na równi z nim podobny ustrój budowy cząsteczki — i wygłasza porównanie: »że enzym pozostaje do substan-cyi na którą działa w takim stosunku, jak klucz do zamku«. Jeden i ten sam enzym może zatem rozszczepiać i kilka różnych substancyi, jednak wszystkie muszą posiadać zbliżoną budowę cząsteczki. A to szczególniejsze zachowanie się wskazuje, że między enzymem a substancyą atakowaną, musi w chwili działania następować związek przejściowy.

Wpływ ciepłoty na enzymy.

Działanie wszystkich enzymów zależy w wysokim stopniu od ciepłoty. Wpływ ten jest jeszcze warunkowany: stężeniem roztworu, ilością enzymu, rodzajem reakcyi itp.

Zymaza drożdżowa ulega częściowemu zniszczeniu już w ciepłocie pokojowej, daleko jednak szybciej w wyższej ciepłocie. Powyżej 70° C. doznają wszystkie enzymy silnego uszkodzenia, niektóre z nich zostają nawet już zupełnie zniszczone. W ciepłocie około 100° C. giną wszystkie enzymy stosunkowo bardzo prędko. W rozczynach rozcieńczonych, doznają większego i szybciej kroczącego uszkodzenia, aniżeli w rozczynach stężonych. Wysuszone w ni-zkiej ciepłocie (próżni) znoszą według Hiifnera i Hueppego ciepłotę wyżej 100° C, nawet 120° C, jednak i w tym wypadku, po następnym rozpuszczeniu w wodzie, okazują wcale silne osłabienie.

Szczególniejsza własność chronienia enzymów przez niektóre substancye, nie jest jeszcze dostatecznie wytłóma-czoną, jakkolwiek jest wielkie prawdopodobieństwo, że w tych warunkach powstają związki przejściowe, między enzymem, a substancyą atakowaną, o znacznej odporności na wyższe ciepłoty.

Według Morritza i Gleudinninga, ulega amylaza w roz-czynie wodnym w ciepłocie 63° C. już silnemu osłabieniu, czego nie zauważono, skoro znajdowała się w obecności kleiku skrobiowego.

Podobnie zachowuje się cukraza. W rozczynie cukru sacharozy, znosi wyższą ciepłotę, aniżeli w rozczynie wodnym.

Duclaux przyjąwszy ilość enzymu cukrazy w ciepłocie 15° C. za wartość równą 100, wykazuje niszczący wpływ ciepłoty:

Ciepłota działania w °C.......

15. 35. 40. 45. 50. 55. 60. 65.70.75.

100.100.100.100.100.100.100. 88.34. —

Ilość cukrazy w rozczynie wodnym odpowiada wartości . 100.91,7.76,5. 30. 20. — Ilość cukrazy w rozczynie cukru sacharozy odpowiada wartości .

Enzymy poczynają działać już w ciepłocie bardzo nizkiej : Selmi obserwował wpływ enzymu synap-tazy na amigdalinę w ciepłocie poniżej 0° C; po upływie 2 godzin, działanie enzymu było już wyraźne. Müller-Thurgau znajduje w 0° C. już wcale widoczne działanie cukrujące amylazy. W 20° C. amylaza działa pięciokrotnie, a w 40° C. dwudziestokrotnie silniej, niż w 0° C.

Cukraza drożdżowa wytwarza w 20°/₀ roztworze sacharozy, w ciągu 1 godziny, zależnie od ciepłoty, następujące ilości cukru inwertowego:

0. 5,6. 10. 15. 20. 30. 40. 50. 60.

Ciepłota działania cukrazy w °C. .

Ilość wytworzonego cukru wyrażonego w mg. Cu. — 0,05.0,11.0,18.0,35.0,40.1,65.2,20.2,21.

Według Kjeldahla, wyciąg słodowy wytwarza w kleiku skrobiowym w przeciągu 15 minut, zależnie od ciepłoty działania następujące ilości cukru:

Ciepłota działania wyciągu

18,5. 35. 54. 63. 66,5. 68. 70.

17,5.40,5.41,5.42. 34. 29. 18.

słodowego w °C.....

Ilość wytworzonego cukru wyrażonego w mg. Cu. .

W ciepłocie 40—60° C. przeważna ilość enzymów rozwija najenergiczniejsze działanie i tak:

peptaza

synaptaza

amylaza

enzymy proteolityczne słodu

60° C.

Z podnoszeniem się ciepłoty, wzrasta więc z jednej strony, szybkość i energia działania enzymu, z drugiej strony coraz jego większa ilość zostaje zniszczoną. Skoro zatem z podniesieniem się ciepłoty, efekt przyśpieszonego działania nie pokryje straty pracy, spowodowanej zmniejszeniem się ilości czynnego enzymu, wówczas działanie enzymu poczyna słabnąć i to tern silniej, im ciepłota jest wyższą, zatem ilość zniszczonego enzymu większą.

Przy wszystkich enzymach można zatem wyróżnić trzy zasadnicze granice wpływu ciepłoty:

1)    najniższa, przy której enzym rozpoczyna już widoczne działanie;

2)    najwyższa, przy której daje się jeszcze zauważyć działanie enzymatyczne, jednak powyżej tej ciepłoty, enzym zostaje bezwarunkowo zniszczony;

3)    najkorzystniejsza, przy której enzym rozwija naj-energiczniejsze działanie.

Silne oziębienie działa na enzymy tylko lekko osłabia-

190° C. nie jest w stanie je

jąco, i nawet oziębienie do zniszczyć. Większy wpływ jak silne oziębienie, wywiera na enzymy szybkie odtajanie. Przez kilkakrotne szybkie zamrażanie i szybkie odtajanie, można enzym nawet zupełnie zniszczyć. Przy słodzie zamrożonym do — 20° C. nie zauważyliśmy żadnych ujemnych wpływów; słód taki wykazywał swoją siłę enzymatyczną bez zmiany.

Wpływ światła, elektryczności itp.

Wpływ bezpośredni promieni słonecznych na enzymy, jest tak szkodliwy, że w krótkim czasie niszczeją. To działanie jest prawdopodobnie związane z wpływem tlenu, który w tych warunkach powoduje procesy utlenienia. Jeżeli bowiem tlen powietrza usuniemy, a badany enzym będziemy trzymać w atmosferze gazów obojętnych jak: np. azotu, to szkodliwe działanie promieni słonecznych zostanie w znacznym stopniu ograniczone. Czyste roztwory wodne enzymów, ulegają pod wpływem promeni słonecznych silniejszemu uszkodzeniu, aniżeli ich roztwory z sub-stancyami, na które działają. W tym wypadku enzym prawdopodobnie łączy się z substancyą, którą atakuje i wytwarza związek odporniejszy na ujemne wpływy.

Światło słoneczne rozpruszone, względnie przyciemnione, okazuje się tylko mało szkodliwe.

Według badań Greena, najszkodliwszymi są promienie ultrafioletowe.

Tappainer i jego uczniowie wykazują, że substancye fluoryzujące np. eozyna, uszkadzają enzymy wcale silnie.

Elektryczność, jako też promienie Rentgena i radyum, według Henryego i Maiera osłabiają działanie enzymów, jakkolwiek również tylko w małej mierze.

Wpływ związków chemicznych na enzymy.

Liczne substancye chemiczne, zależnie od ich składu, natury i stężenia, działają na enzymy rozmaicie.

Bardzo drobne ilości kwasów, działają z reguły pobudzająco, szczególnie jest to widoczne przy amylazie, cu-krazie i peptazie. Według Całego dawka kwasu solnego (HC1) w stosunku 1:3000 podnosi energię działania tych enzymów o 12 razy.

Wpływ rozmaitych dawek kwasu siarczanego na ⁴cu-krazę, badali O’Sullvan i Thompson. Zależnie od ilości dodanego kwasu, trzeba było do otrzymania równych wyników działania cukrazy następującego czasu:

0. 0,5. 1,0. 1.5. 2,0. 6,0.

Ilość dodanego H₂ S0₄ w mg.

Potrzeba minut do wywołania przez cukrazę jednakowego skutku: 66. 48. 46. 47. 50. 108.

Müller-Thurgau znajduje, że działanie amylazy, przebiega znacznie energiczniej w obecności bezwodnika węglowego (C0₂), i to tern silniej, im większą jest prężność tego gazu.

Działanie enzymu peptazy jest możliwe tylko w roz-czynie kwaśnym, a jego energia działania zależy do pewnego stopnia od siły ukwaszenia rozczynu.

Podobnie jak kwasy, działają na niektóre enzymy również i zasady i tak: drobne ilości alkalii działają pobudzająco tak na tryptazę roślinną, jak i zwierzęcą.

Przy rozkładzie wody utlenionej (H₂ 0₂) zapomocą

enzymu synaptazy, wykazuje Jakobson następujący wpływ alkalii na wydzielanie się tlenu.

Przy dawce ługu potasowego w mg.

170 cm.³ tlenu zostało wydzielone w minutach

± JL JL 1 L J

y 130 70 40 30 25

więcej jak

30    3 6 15 30 30

Większe dawki kwasów, względnie zasad działają na enzymy wogóle szkodliwie, a nawet niszcząco. Można jednak wszystkie enzymy, podobnie jak i żywe organizmy, przez odpowiednie, systematyczne zwiększania dawek przy* zwyczaić do tak znacznych ilości kwasów, względnie zasad, że te dodane w tej ilości zaraz z początku, działałyby na nie niszcząco.

Zachowanie się enzymów względem kwasów i zasad, nie jest dla nich czemś charakterystycznem, gdyż według Brediga, to samo można zauważyć przy katalizatorach nieorganicznych. Koloidalne roztwory soli platynowych, zlotowych itp., zachowują się wobec wody utlenionej bardzo podobnie jak enzymy.

Również i niektóre sole działają na enzymy w małych dawkach pobudzająco, w większych niszcząco. W działaniu tern widzi się niekiedy pewną prawidłowość, a wówczas z reguły chodzi o charakter soli, tj. czy działa kwaśno, czy też zasadowo. W innych wypadkach można zauważyć tylko szczególne oddziaływanie pewnych soli, na niektóre enzymy.

Cobe znajduje, że rozmaite sole amonowe, jak Salmiak (NH₄ Cl), fluorek amonowy (NH₄ FI), siarczan amonowy ((NH₄)₂ S0₄), fosforan amonowy obojętny ((NH₄)S P0₄), fosforan amonowy kwaśny ((NH₄)₂ HPOs) itp. wpływają na enzymy pobudzająco. Natomiast sole takie jak: sól kuchenna (Na Cl), chlorek barowy (Ba Cl₂), chlorek wapniowy (Ca Cl₂), siarczan sodowy (K₂ S0₄) itp. działają z reguły osłabiająco. We wszystkich tych wypadkach pra-

Od powyższego należy oddzielić zjawisko ścinania się mleka pod wpływem podpuszczki (kazeokoagulazy), w obecności rozpuszczonych soli wapna. Zamiana sernika na parakazeinę następuje i bez obecności wapna, to ostatnie wpływa tylko na tworzenie się osadu. Podobnie rzecz się ma według Bertranda i Mallerzego z pektazą, która pek-taty wytrąca w formie osadu dopiero w obecności wapna, baru lub strontu.

wdopodobnie chodzi o bezpośrednie oddziaływanie soli na enzym.

Całkiem inaczej zachowują się względem enzymów t. zw. trucizny plazmy.

Rozmaite związki, głównie jednak sole metali ciężkich, nawet już w bardzo drobnych ilościach osłabiają, a nawet zupełnie niszczą działanie enzymatyczne. Chlorek rtęciowy (Hg Cl₂), chromowce, siarkowodór (H₂ S), kwas pruski (HCN), fenol (C₆ H₅ OH), kresole C₆ H₄ (OH)₂ i podobne, należą do najsilniejszych trucizn enzymów. Wszystkie sub-stancye, które działają bezpośrednio na plazmę i powodują zmianę w jej budowie, jak alkohol, aceton, formalina itp., uszkadzają także silnie i enzymy.

na

Niektóre z tych związków działają tylko na pewne enzymy i tak: nikotyna, działa na cukrazę i synaptazę; farby anilinowe na — cukrazę; sole kwasu arsenowego zymazę. Również i chloroform, uważany bardzo często za płyn nieszkodliwy, osłabia działanie całego szeregu enzymów.

osłabiając je i ni-

Mimo wielkiej siły niszczącej powyższych substancyi, potrafią i one, skoro znajdują się w bardzo wielkiem rozcieńczeniu, działać na enzymy pobudzająco. Lindet np. wykazał, że sole miedzi, silne trucizny enzymów, w bardzo wielkiem rozcieńczeniu, działają na cukrazę korzystnie. Należy więc przypuszczać, że wogóle wszystkie trucizny zachowują się podobnie i, że w bardzo wielkiem rozcieńczeniu, działają na enzymy pobudzająco, szcząc już w dawkach cośkolwiek większych. Zatem mamy

tu podobne zachowanie się, jak żyjących organizmów wobec trucizn.

Trucizny plazmy i enzymów nie stanowią ich wyłączności, gdyż według badań Brediga, szereg trucizn enzymów działa także osłabiająco i niszcząco na katalizatory nieorganiczne. Kwas pruski, który działa niszcząco na enzymy, należy również do najsilniejszych trucizn koloidalnych roztworów platyny, jako też i innych nieorganicznych katalizatorów.

Wpływ ilości enzymu i jego energia działania.

Charakterystyczną cechą enzymów, jako też i wszystkich katalizatorów, jest zdolność wykonywania olbrzymiej pracy, w stosunku do użytej ilości. Payen i Persoz przyjmują już w swoich pierwszych pracach nad amylazą, że jej jedna część ciężarowa cukruje 2000 części skrobi. Najnowsze badania w tym kierunku Philoche, również wykazują, że stosunek wykonanej pracy przez amylazę pozostaje jak: 1 :100.000. Według O’Sullvana, cukraza działa na cukier w stosunku 1 :200.000. Podpuszczka Hammersteina wytrąca sernik w stosunku 1 :800.000. Fuldy’ego preparat był silniejszy, bo działał w stosunku 1 :30,000.000.

Działanie enzymów pozostaje w pewnym stosunku do stężenia. W wielkiem rozcieńczeniu działają aż do pewnej granicy zazwyczaj w stosunku wprost proporcyonal-nym do ilości użytego enzymu i tak przy cukrazie do 20°/o rozszczepionego cukru; przy amylazie stosunek ten Kjel-dahl podaje w następujących cyfrach:

Ilość wyciągu słodowego w cm³

Ilość wytworzonej maltozy w gr.

1.    3.

5.    10.    15. 20. 30.

0,1. 0,31. 0,49. 0,82. 1,1. 1,1. 1,2.

W miarę dalszego działania, a przez to nagromadzenia produktów reakcyi, czynność enzymu słabnie coraz

więcej, wreszcie prawie zupełnie ustaje. Ta przerwa jest nieraz zupełnem wyczerpaniem atakowanej substancyi, zwykle jednak zostaje wywołaną nagromadzeniem produktów enzymatycznego działania. Wystarczy jednak wytworzone produkty usunąć jakąkolwiek drogą, np. przy cukrze, drogą fermentacyi, przy białku, drogą dyalizy itp., aby proces enzymatyczny na nowo się rozpoczął.

Każdochwilowa szybkość działania enzymu, zależy od ilości atakowanej w rozczynie substancyi z jednej, a ilości wytworzonych produktów reakcyi, z drugiej strony. Im więcej w rozczynie produktów działania, a mniej substancyi atakowanej, tern proces enzymatyczny przebiega wolniej, a w końcu ustaje zupełnie. Większe dawki działającego tutaj enzymu, wywierają na przebieg procesu tylko stosunkowo niewielki wpływ.

Nie we wszystkich jednak wypadkach, można łatwo określić stosunek działania enzymu. Również nie jest zawsze dostatecznie jasnem, dlaczego energia enzymu słabnie. Nie ulega żadnej wątpliwości, że enzym zużywa się podczas działania. Przynajmniej część czynnego enzymu, zostaje tu uszkodzoną, a nawet zniszczoną, co dla synaptazy wykazał Tasumeiner, a dla zymazy Buchner i Katteler. Na to zużycie enzymu wywiera znaczny wpływ, jak to wykazaliśmy wyżej: ciepłota, stężenie rozczynu, a wreszcie wpływy innych towarzyszących enzymów (antienzymów), jako też rewersyjne (wsteczne) działanie enzymów.

Działanie wsteczne (rewersyjne).

Szczególnie interesujące było spostrzeżenie, że enzymy, podobnie jak nieorganiczne katalizatory mogą w pewnych warunkach powodować wsteczne działania, tak, że ten sam enzym (katalizator), który w jednym wypadku powoduje rozkład, w drugim będzie wywoływał syntezę.

Już w r. 1890 udało się Emilowi Fischerowi i Woh-lowi przez długie działanie stężonego kwasu solnego na dekstrozę, otrzymać produkty kondensacyjne: izomaltozę i substancyę zbliżoną do dekstryn. W ośm lat później Hill stwierdza, że przez działanie enzymu maltazy na stężony roztwór dekstrozy, otrzymuje się z powrotem cukier maltozę, która według następnego badania Emmerlinga, okazała się nie maltozą, lecz izomaltozą, analogiczną do otrzymanej działaniem kwasów.

Fischer i Amstrong otrzymują następnie z dekstrozy i galaktozy, cukier izolaktozę. Podobnie Herzog stwierdził syntetyczne działanie enzymów: pepsyny, trypsyny i papa-jotyny, gdy te trzymał w rozczynie wodnym związków amidowych. Produktami działania były w tym wypadku białko, lub substancyę składem do białka podobne. Enzym lipaza, według prac Kastlego, Lewenharta i Hanryofa, powoduje syntezę estrów np. z kwasu masłowego i gliceryny, wytwarza gliceryd jednomasłowy. Podobnie Konnstein, Hoyer i Wartenberg przy rozkładzie tłuszczów enzymem lipazą, wydzielanym z nasion rycynusowych, napotykali trudności z powodu jej wstecznego (syntetycznego) — działania na rozłożone już składniki tłuszczowe.

Powyższe spostrzeżenia wskazują, że enzymy zależnie od warunków działania, mogą powodować tak procesy rozkładu, jak i procesy budowy — (syntezy).

Występowanie enzymów w przyrodzie.

Rozliczne, a tak szczególne zachowanie się enzymów wskazuje na ich nadzwyczaj doniosłe znaczenie dla procesów przebiegających w przyrodzie żywej. Enzymy musimy zatem spotykać na każdym kroku, tak dalece, że formalnie nie możemy sobie dzisiaj wyobrazić żyjącej komórki, tak roślinnego jak i zwierzęcego pochodzenia, bez równoczesnej obecności w niej szeregu enzymów. Wiele z nich, szczególnie enzymy tryptyczne (rozkładające białko), zy-mazy (powodujące fermentacyę), dalej amylaza, względnie cukraza i maltaza, działające na węglowodany, wreszcie oksydazy i reduktazy, enzymy utleniające i odtleniające, występują ogólnie w każdej komórce, gdyż procesy przez nie powodowane są nieodłączne od życia, — a stąd też enzymy te można uważać, jako niezbędne składniki żywej plazmy. Inne natomiast enzymy zdają się występować tylko u niektórych organizmów, względnie w ich komórkach.

Enzymy powstają prawdopodobnie przez rozkład białka plazmy i występują albo bezpośrednio w formie czynnej, zdolnej do natychmiastowego wywoływania odnośnych procesów, albo też chwilowo nieczynnej, w formie t. zw. proenzymów, profermentów, (zymogenów). Przez dodanie kwasów, przy innych jak tryptazie, zasad, a nawet działaniem jednych enzymów na drugie, z formy nieczynnej, z profermentów otrzymuje się enzymy czynne. W soku żołądkowym znajduje się pepsyna, w jelitach trypsyna, w formie takich proenzymów; skoro w pierwszym wypadku dodamy kwasu, w drugim zasady, otrzymamy enzymy czynne. Przykłady podobnych proenzymów znachodzimy stosunkowo nierzadko, tak w świecie roślinnym, jak i zwie

rzęcym.

Szereg badaczy przyjmuje, że w każdej żywej komórce znajdują się, jeżeli nie wszystkie enzymy, to przynajmniej ich znaczna większość. Z tych do działania przychodzą tylko te enzymy, które znajdują dla siebie korzystne warunki działania, inne natomiast zwalczają się. Dwa szeregi takich bezpośrednio zwalczających się enzymów, są nam znane pod postacią oksydaz i reduktaz.

Obok enzymów, znamy jeszcze substancye własnościami do nich bardzo zbliżone, które przeciwdziałają ich reakcyom. Są to t. zw. antienzymy i tak: Morgenroth otrzymał antilab, który utrudnia ścinanie się sernika. Weinland w błonie żołądkowej odkrył antitrypsynę. Zdaje się, że każdemu enzymowi odpowiada jakiś antienzym, który utrudnia działanie pierwszego, albo wogóle je uniemożliwia.

Podział enzymów.

Ilość enzymów jest już obecnie bardzo znaczna, bo oto liczymy ich około czterdzieści. Być może, że liczba ta jeszcze znacznie wzrośnie, nie jest jednak wykluczonem, że przy bliższych badaniach, wiele z dotychczasowych enzymów okaże tożsamość własności z enzymami dokładnie znanymi i odpadnie.

Aby więc między te liczne enzymy wprowadzić pewien ład i ułatwić oryentowanie się i ich bliższe poznanie, trzeba je stosownie do działania podzielić na grupy. W tym celu Duclaux proponuje nazwę enzymu urobić od nazwy atakowanej substancyi z końcówką »aza«. Nazwy w ten sposób urabiane, najlepiej odpowiadają istocie rzeczy, ułatwiają spamiętanie enzymu i natychmiast zwracają uwagę na jego zachowanie się.

Uwzględniając więc w miarę możności powyższą pro-pozycyę, dzielimy wszystkie enzymy, na następujące klasy i grupy:

I. klasa. Enzymy hydrolizujące:

Grupę węglowodanów (karbohydrazy).

Nazwa

enzymu:

1.    Amylaza (diastaza)

2.    Maltaza

3.    Cukraza (inwertaza)

4.    Laktaza

5.    Melibiaza

6.    Glikogenaza

7.    Inulaza

8.    Seminaza (cytaza)

9.    Cellulaza

10.    Pektynaza

11.    Amylumkoagulaza

Substancya hydrolizowana: Skrobia, dekstryny.

Maltoza, dekstryny (niższe). Sacharoza, rafinoza.

Laktoza.

Melibioza.

Olikogen.

Inulin.

Drzewnik.

Błonnik, (celluloza).

Związki pektynowe. Skrobia.

Grupę glikozydów (glikozydazy).

N a z wa enzymu:

1.    Synaptaza (emulzyna)

2.    Myrozynaza

3.    Ramnaza

4.    Gaulteraza

5.    Indoksylaza

6.    Erytrozynaza

Substancya hydrolizowana: Amigdalina i inne.

Kwas myronowy. Ksantoramnina.

Glikozyd gaulterowy.

« indoksylowy. Kwas rubirytrynowy.

1. Lipaza

Grupę tłuszczów (estrazy).

Tłuszcze i związki tłuszczowe.

Grupę białka i związków pokrewnych (proteazy).

Białko (w odczynie kwaśnym).

« (w odczynie alkalicznym). Nukleiny.

Albumozy.

Białka roślinne.

Ciała białkowe i podobne.

«    «    krwi.

1.    Peptaza (pepsyna)

2.    Tryptaza (trypsyna)

3.    Nukleaza

4.    Erypsynaza

5.    Papajotyna

6.    Antiproteaza

7.    Trombaza (fibrynaza)

8.    Kazeokoagulaza (lub koa-gulaza)

Białko (sernik) mleka.

II. klasa. Enzymy fermentujące (zymazy):

Grupę rozszczepiającą się bez przyjęcia tlenu.

Cukry (jednosacharydy) oraz niektóre inne substancye. Cukry.

1.    Ko-enzym

2.    Alkoholaza J

3.    Laktacidaza

zymaza

1. Glukacetaza

Grupę rozszczepiającą się z przyjęciem tlenu.

Alkohol etylowy i propylowy.

Grupę wydzielającą amoniak (amidazy).

Sub stancya hydrolizowana:

1.    Ureaza

2.    Amidaza

N a z wa enzymu:

Mocznik.

Związki amidowe.

111. klasa. Enzymy utleniające.

Oksydazy i peroksydazy (Lakkaza, tyrozynaza, alde-hydaza, fenolaza).

IV. klasa. Enzymy odtleniające.

Katalaza, reduktaza, (hydrogenaza, filotion).

Z podanych tutaj enzymów poznamy w dalszej części, tylko ważniejsze, mające znaczenie w przemyśle fermentacyjnym, a obszerniej amylazę i zymazę.

Szczegółowe wiadomości o enzymach.

Amylaza (diastaza, diastaz) ptyalin.

Występowanie amylazy w przyrodzie.

Zamiana skrobi na cukier, podczas kiełkowania zboża, jest jednym z najdawniej poznanych procesów enzymatycznej natury. Już w r. 1814 zauważył Kirchhoff, że w kiełkującym jęczmieniu znajduje się szczególniejsza substancya, rozpuszczalna w wodzie, która jest w stanie skrobię zamienić na cukier. W rok później zauważył on, że podobnie jak słód (kiełkujące ziarna), zachowują się i otręby pszeniczne, które zamieniają w ciepłocie 40° C. kleik skrobiowy na cukier.

Ponieważ jeszcze w roku 1812 ten sam autor stwierdził, że skrobia gotowana z rozcieńczonym kwasem siarczanym, zamienia się na cukier, przeto w konsekwen-cyi tego sądził, że i w powyższych wypadkach mamy do czynienia z podobnym procesem chemicznym, który zostaje wywołany i powodowany przez substancyę klebrową, białkowatą (warstwę aleurenową) ziarna.

To pierwsze spostrzeżenie enzymatycznego działania, czekało na dalsze badania dosyć długo. Dopiero w r. 1823 podejmuje temat poruszany przez Kirchhoffa Dubrunfant, potwierdza zgodność jego obserwacyi i poszerza spostrzeżeniem, że zamiana skrobi na cukier, przebiega najlepiej w ciepłocie 65° C. i że otrzymany cukier ulega łatwo fer-mentacyi alkoholowej.

W r. 1831 stwierdza Leuchs, że również i ślina ludzka posiada zdolność zamiany skrobi na cukier.

Poczynione spostrzeżenia torują drogę badaniom Payena i Persoza, którzy w r. 1833 przeprowadzają obszerne studya nad substancyą białkowatą, powstającą podczas kiełkowania zboża, nazwaną przez nich po raz pierwszy diastazą. Kiełkujący jęczmień zalewają oni małą ilością wody, i po kilku godzinach sączą. Otrzymany wyciąg, zadany alkoholem, wydzielił kłaczkowaty osad, który po odsączeniu i ponownem rozpuszczeniu w wodzie, działa cu-krująco, podobnie jak pierwotny wyciąg słodowy. Tern samem zostało stwierdzone, że podczas kiełkowania zboża tworzy się szczególniejsza substancya, działająca na skrobię cukrująco, którą przez ługowanie wodą można od ziarna oddzielić, nie tracąc na jej sile cukrującej.

Poczynione odkrycia rozszerzają wspomnieni autorzy i na inne zboża, jak: owies, pszenicę, a także ziemniaki, i stwierdzają, również i w tych warunkach, podobną zdolność energicznego cukrowania skrobi.

Amylaza (diastaza albo diastaz) jest jednym z najwięcej rozpowszechnionych enzymów; występuje bardzo obficie tak w świecie roślinnym jak i zwierzęcym. Obok już wymienionych spostrzeżeń, wykazujących obecność enzymu cukrującego skrobię w ziarnach kiełkujących, które zostały poszerzone badaniami Gorup-Besaneza z r. 1874, zauważono następnie, że amylaza występuje również i w ziarnach nieskiełkowanych; co dla jęczmienia stwierdza Kiel-dahl i Lintner 1890 r., dla pszenicy dla pinii, ryżu, grochu, kukurudzy i t. d. — Will, Krauch i inni.

Detmer i Jacobson,

Nietylko w nasionach znachodzi się amylaza, lecz, jak wykazują badania Kośmy z r. 1879, Baraneckiego 1878, Kraucha 1879, Wortmanna i innych, występuje ona również i w liściach, pączkach, łodygach i innych organach wyższych roślin. W mchach wykazuje jej obecność Bara-necki, u pleśniaków — Roux, u drożdży — Lindner, bakte-ryi — Nägeli i Fermi.

U niektórych pleśniaków z grupy Mucorów, a także Aspergillusów, amylaza występuje w tak znacznej ilości, że okazało się możliwem zastosować je w przemyśle fermentacyjnym do cukrowania skrobi. Badania ostatnich czasów rozszerzają dalej powyższe spostrzeżenia i wykazują, że amylaza jest jednym z najczęściej występujących enzymów w świecie roślinnym.

Jednak nie tylko w świecie roślinnym jest amylaza tak bardzo rozpowszechnioną, bo oto stosunkowo również często spotykamy ją i w świecie zwierzęcym. Już Leuchs wykazał jej obecność w ślinie. W r. 1895 Buchard i Zand-rast stwierdzają jej obecność w soku żołądkowym, Róh-mann — w soku jelit i krwi, Dastre — w limfie itd.

Obecność amylazy w rozmaitych roślinach i ich organach nasuwa pytanie, czy enzym ten jest jednolity, a głównie, czy amylaza występująca z jednej strony w ziarnach kiełkujących, z drugiej w ziarnach nieskiełkowanych jest identyczną, czyli też mamy tu do czynienia z dwoma, lub nawet kilkoma rozmaitemi amylazami.

Badania prowadzone w tym kierunku przez Kieldahla w r. 1880, a dalej Lintnera i Eckharda, doprowadzają do wniosku, że w świecie roślinnym występują dwie różne amylazy. Jedna z nich, nazwana przez Browna i Morrisa »amylazą (diastazą) wędrującą«, jest bardzo rozpowszechnioną. Odgrywa ona ważną rolę w przesyłaniu węglowodanów w zielonych roślinach, a stąd też znajduje się we wszystkich ich organach wegetacyjnych jak: liściach, łodygach, pączkach, a także w przeważnej ilości ziarn będących w spoczynku (nieskiełkowanych). Druga, nazwana przez tychże autorów »amylazą (diastazą) wydzielinową«, występuje wyłącznie w słodzie, powstając tylko podczas kiełkowania zboża. Między sobą mają się one różnić szcze-gólniejszem zachowaniem względem skrobi surowej i sklei-kowanej. Amylaza wędrująca rozpuszcza skrobię bez poprzedniego nagryzania (korozyi). Ciepłota jej najkorzystniejszego działania leży między 45—50° C. W przeciwieństwie do tej, amylaza wydzielinowa, gałeczki skrobi prze-dewszystkiem nagryza i rozdrabnia, poczem dopiero przeprowadza w stan rozpuszczenia; ciepłota jej najkorzystniejszego działania leży między 50—55° C, zatem o 5° C. wyżej. Dalsza różnica polega jeszcze na tern, że amylaza wędrująca rozpuszcza kleik skrobiowy trudno, podczas gdy wydzielinowa czyni to bardzo łatwo. Również i produkty odbudowy nie są identyczne.

Brown i Morris przyjmują w słodzie jeszcze trzeci enzym, cytazę. Rozpuszcza ona błonę gałeczki skrobiowej (części bielma), co w słodzie jest widoczne w ten sposób, że mączka skrobiowa okazuje się pulchną, a rozcierana w palcach nie daje wyczuwać żadnej szorstkości. Piwowarzy nazywają ten stan, rozpuszczalnością skrobi w słodzie.

Również autorzy jak: Seifert, Pottewin, Fernbach, Wolff, Ford i inni, przyjmują w zbożu obecność przynajmniej dwóch amylaz.

Nie wszyscy jednak badacze godzą się na ten pogląd. Jednym ze stanowczych przeciwników teoryi wielu amylaz jest Effront. Licznemi pracami stara się wyżej przytoczone poglądy zwalczyć. Tłómaczy, że w zbożu nieskieł-kowanem, znajduje się tylko mała ilość amylazy, a natomiast równocześnie wiele takich substancyi, które osłabiają jej działanie, względnie pewne jej funkcye. Również zwraca uwagę, że działanie enzymu w małym stopniu zależy od ilości, a natomiast ogromny wpływ wywiera jego stężenie; stąd też widzi się pozorną różnicę zachowania się amylazy ziarna nieskiełkowanego, gdzie znajduje się, niejako w bardzo wielkiem rozcieńczeniu, w przeciwieństwie do amylazy w słodzie, gdzie występuje w wielkiej ilości, zatem niejako w formie stężonej.

Obszerne badania, prowadzone przez nas nad amy-lazą, uprawniają do twierdzenia, że składa się ona przynajmniej z dwóch enzymów, z których jeden powoduje prze-dewszystkiem rozpuszczenie skrobi, drugi jej cukrowanie.

Amylaza występuje szczególnie obficie we wszystkich tych roślinach, względnie ich organach, w których jednocześnie znajdujemy skrobię, służącą jako materyał zapasowy dla przyszłej roślinki (zarodka). Najwięcej amylazy będziemy zatem znachodzić w bogatych w skrobię kiełkujących ziarnach zboża.

Tworzenie się amylazy w kiełkującem ziarnie zboża i jej ilość są, jak to wykazał Pfeffer, ściśle związane z potrzebą węglowodanowego pokarmu dla rozwijającej się roślinki. We wszystkich wypadkach, gdzie roślinka, obok złożonych węglowodanów, jaką jest skrobia, znachodzi wiele prostych cukrów, tam ilość wytworzonej amylazy i jej siła działania jest stosunkowo mała.

Jeżeli znajdujące się tu cukry, zostaną w jakikolwiek sposób usunięte, czy to przez zużycie, czy też przez wyługowanie, to rozwijająca się roślinka postara się w krótkim czasie zwiększyć ilość amylazy. Roślina wydziela zatem amylazę tylko w tych miejscach i w takiej ilości, o ile i do jakiej zmuszoną jest warunkami życia.

W zbożu znajdujemy amylazę w całem ziarnie, jednak nierównomiernie rozłożoną. Według Grüssa tworzenie się amylazy następuje przedewszystkiem w komórkach będących w pobliżu warstwy aleuronowej, jako też w pobliżu zarodka roślinnego.

Brown i Morris znajdują w kiełkującem ziarnie jęczmienia następujące rozmieszczenie amylazy:

69,9°/o 25,2 °/0 0,6°/₀

o co

w dolnej części bielma w górnej w korzonkach w piórku w tarczce

Najwięcej zatem amylazy znajduje się w dolnej części ziarna, t. j. w pobliżu zarodka roślinnego. Według badania Lintnera stosunek wagowy amylazy przedstawia się w ziarnie następująco:

5,8°/₀

1 gram bielma zawiera 1    « całego zarodka roślinnego 41,2°/₀

samego zarodka roślinnego bez tarczki

samych tarczek

Podane liczby wskazują, że najwięcej amylazy powstaje w bezpośredniem sąsiedztwie zarodka roślinnego, w miejscu gdzie leży tarczka, oddzielająca magazyn ziarna, — bielmo, od zarodka roślinnego. Wszystkie zaś inne części ziarna zawierają amylazę w znacznie mniejszej ilości.

Pfeffer i Hansteen wykazali, że i samo bielmo, wolne od zarodka roślinnego, może w krótkim czasie utracić skrobię, jeżeli zostanie pomieszczone na bloczku gipsowym, otoczonym wielką ilością wody w ten sposób, że wytworzony ze skrobi cukier, pod wpływem znajdującej się w bielmie amylazy, może łatwo przenikać do wody (dyfudować), a tern samem zostać usunięty. Przy jęczmieniu, woreczek bielmowy został w tych warunkach wypróżniony już w trzynastu dniach. Podobne zachowanie stwierdzono i przy innych zbożach, przyczem u niektórych odmian kukurudzy skrobia została zużytą tylko częściowo. Zupełnie inaczej zachowują się woreczki bielmowe skrobi, jeżeli tworzący się ze skrobi cukier, drogą wymiany z wodą (dyfuzyi) nie zostanie usunięty. W tych warunkach cukier pozostaje, a przez to w miarę jego gromadzenia się, wolnieje znikanie skrobi z woreczka bielmowego, a w końcu zupełnie ustaje.

Powyższe badania wykazują, że amylaza znajduje się w całem bielmie, gdyż skrobię może przerobić na cukier i bez obecności zarodka roślinnego. Z drugiej jednak strony widzimy, że zamiana skrobi na cukier działaniem amylazy, może tylko o tyle naprzód postępować, o ile wytworzone produkty, a przedewszystkiem cukier, zostaną w jakikolwiek sposób usunięte. Jeżeli zatem zarodek roślinny posiada do dyspozycyi cukier, to amylazy wytwarza tylko nie wiele, względnie nie okazuje się ona energicznie czynną. Szczegóły ważne dla słodowania, jako też procesu cukrowania.

Również i sam zarodek roślinny posiada amylazę w takiej ilości, że może odżywiać się bezpośrednio ze skrobi. Brown i Morris hodowali go na żelatynie ze skrobią, zaś Grüss na kleiku skrobiowym. W obu wypadkach zarodek roślinny wydzielał amylazę, przerabiał otaczającą skrobię na cukier i w ten sposób z łatwością sam się odżywiając, rozwijał. Badania te potwierdzają dawniejsze spostrzeżenia von Tieghema i Błociszewskiego, że oddzielony od ziarna, zarodek roślinny, można skutecznie hodować na pożywce skrobiowej.

Otrzymanie i skład chemiczny amylazy.

Od czasu prac Payena i Persoza, początkowe badania nad istotą amylazy, były stosunkowo bardzo skąpe. Baranecki w r. 1878 wydziela amylazę surowym alkoholem. Dalsi badacze, jak: Zulkowski, König nie dodają nic szczególniejszego do znanych faktów. Dopiero Lintner w r. 1886 podaje względnie dobrą metodę otrzymania surowej amylazy. W tym celu słód dobrze roztarty, zalewa dwu- do czterokrotną ilością 20°/₀ alkoholu (celem powstrzymania fermentacyi), a często mieszając, trzyma przez 24 godzin w ciepłocie pokojowej. Po upływie tego czasu sączy, a zebrany czysty przesącz, zalewa 2—2¹/₂-krotną ilością bezwodnego alkoholu. W tych warunkach wydziela się żółtawy, kłaczkowaty osad, który skoro tylko na dno opadnie, natychmiast odsącza. Zebrany osad przemywa, rozcierając go kilkakrotnie z małą ilością alkoholu, potem przepłukuje eterem i suszy w próżni nad kwasem siarczanym. Otrzymaną amylazę można dalej oczyścić przez ponowne rozpuszczenie w wodzie i następne wydzielenie bezwodnym alkoholem, poczem postępuje się jak wyżej. Jeden gram w ten sposób otrzymanej amylazy, odpowiada co do siły 50 gr. słodu świeżego.

Osborne stosuje inny sposób oczyszczania amylazy. Wyciąg słodowy zalewa alkoholem, a powstały osad odsącza i rozpuszcza w wodzie, skąd przez wysalanie siarczanem amonowym, usuwa węglowodany. Otrzymany osad surowej amylazy, rozpuszcza znowu w wodzie i przez dyalizę (sączenie przez błonę zwierzęcą lub papier pergaminowy), oddziela globulin, zaś przez następne cząsteczkowe wydzielanie alkoholem, usuwa albuminy i proteozy. To długie i wielokrotne działanie odczynnikami sprawia, że otrzymane przez Osbornego preparaty amylazy są w miarę czyszczenia coraz słabsze, a produkt końcowy prawie zupełnie nieczynny.

Osborne tłómaczy zachowanie się swoich preparatów tern, że amylaza jest substancyą białkowatą, proteinową, która działa energicznie tylko w obecności pewnych zanieczyszczeń. Takim niezbędnym składnikiem zdaje się być albumin, gdyż preparat od niego uwolniony, okazał się zupełnie nieczynny. Również niektóre składniki mineralne, jak sól kuchenna, fosforany potasowców, kwas fosforowy, wreszcie kwas cytrynowy i octowy są pożądane, gdyż działają na amylazę pobudzająco.

W bardzo podobny sposób otrzymuje swoje preparaty Wróblewski. Rozczyn surowej amylazy, wy sala tak

W najnowszych czasach Frankel i Hamburg podają nową metodę otrzymania czystej amylazy. Polega ona na sączeniu przez filtry glinowe, wysalanie octanem ołowia-wym, wreszcie oczyszczanie drogą fizyologiczną, zapomocą fermentacyi drożdżami Frohberg i Logos. Otrzymaną ostatecznie ciecz, sączy się przez filter Pukała, następnie zagęszcza w nizkiej ciepłocie i suszy nad kwasem siarcza-nym. W tych warunkach otrzymany preparat ma być bardzo silny.

wielką dawką siarczanu amonowego, że rozczyn zawiera go około 50°/₀, przez co, zdaniem autora, usunięto węglowodany, mianowicie pentozan — araban. Amylaza Wróblewskiego jest preparatem energicznym, a pod względem chemicznym zdaje się być zbliżoną do związków proteinowych.

Amylaza przedstawia się jako substancya łatwo rozpuszczalna w wodzie i w wodnym roztworze gliceryny. Słabe ogrzanie obojętnego lub słabo kwaśnego rozczynu, amylazy nie wydziela, natomiast silne ukwaszenie, zwłaszcza kwasem solnym i równoczesne podgrzanie, amylazę niszczy i wydziela ją z rozczynu, w formie lekkich kłaczków. Kwas azotowy powoduje początkowe wydzielanie słabego osadu, który rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika.

Amylaza wykazuje wszystkie reakcye ciał białkowatych, więc: milionową, biuretową, ksantoproteinową, jednak nie każdy jej preparat w równej sile. Pod wpływem garbnika wydziela się w formie obfitego osadu, który rozpuszcza się w rozcieńczonych alkaliach,

Z powyższego wynika, że amylaza zachowuje się jak typowy związek białkowaty, jakkolwiek nie jest jeszcze zupełnie pewne, czy reakcye chemiczne przez nią powodowane, nie pochodzą od zanieczyszczających ją ciał białkowatych.

Również t. zw. reakcya gwajakowa, dawniej uważana za charakterystyczną dla amylazy i proponowana jako me-

toda do wykrycia jej obecności, jest, według najnowszych spostrzeżeń wywoływaną przez enzymy utleniające, które amylazie zawsze towarzyszą. Reakcya ta, polega na tern, że świeżo przyrządzony rozczyn alkoholowy żywicy gwajako-wej, po zadaniu kilku kroplami wody utlenionej, barwi się na niebiesko w obecności rozczynu amylazy, jako też szeregu innych enzymów, a przedewszystkiem enzymów utleniających.

Amylaza, jak wykazują badania Krabbego, przechodzi (dyfuduje) przez papier pergaminowy, błonę zwierzęcą, rury porcelanowe, nawet zwyczajne gliniane. Ta zdolność dyfudowania amylazy, posiada ważne znaczenie fizyologi-czne, ze względu jej działania na skrobię i dekstryny.

Skład chemiczny rozmaitych preparatów amylazy jest następujący:

Skład

chemiczny

amylazy

Węgla %

52,50

46,66

46,66

45,24

Wodoru %

Azotu %

Siarki %

Popiołu %

Nazwisko

analityka

6,72

7,35

7,35

6,62

16,10

10,41

16,53

9,44

-i

to

Osborne

Lintner

Wróblewski

Szilagyi

Skład chemiczny amylazy, jest więc bardzo rozmaity zależnie od sposobu otrzymania.

Również i zachowanie się, jako też działanie tych preparatów, okazuje się różne.

Preparat Osbornego zamieniał w przeciągu pół godziny w ciepłocie 20° C., 2000 części skrobi. W ciepłocie 50° C., rozczyn mętniał i w znacznej części tracił siłę enzymatyczną, zaś w 56° C. wydzielał osad i stawał się zupełnie nieczynny. Preparat Wróblewskiego podczas ogrze-wania nie wydzielał się i to ani z rozczynów słabo kwaśnych, ani obojętnych.

Ilość azotu preparatu Osbornego i Wróblewskiego, odpowiada składowi ciał białkowatych. Inni badacze wykazują znacznie mniej azotu w swoich preparatach. Szcze-gólniejszem spostrzeżeniem jest to, że preparaty lepiej oczyszczone, zawierające mniej popiołu, wykazują według Wróblewskiego i Osbornego mniejszą siłę diastatyczną. Również niższa zawartość azotu, jak wykazuje Lintner, jest związana ze słabszą siłą enzymatyczną. Preparat jego o zawartości 9,06°/₀ azotu, wykazywał siłę cukrującą oznaczoną przez cyfrę 100°/₀, natomiast preparat o 5,1 °/₀ azotu okazywał zaledwie 24°/₀ pierwotnej siły cukrującej.

Własności amylazy.

Amylaza wykazuje dwojaką zdolność działania na

skrobię:

1)    rozpuszczającą, która skrobię rozpuszcza i przeprowadza do rozczynu;

2)    cukrującą, która skrobię rozpuszczoną przeprowadza na szereg dekstryn, a w końcu na maltozę.

Działanie to można śledzić zapomocą rozczynu jodu, względnie płynu Fehlinga.

Zdolność przeprowadzania skrobi na cukier, była znana już pierwszym badaczom. Payen, Porsoz i Masculus przyjmowali, że"amylaza zamienia skrobię na cukier gronowy. Późniejsze jednak prace Dubrunfanta, O’Sullivana i Schulzego wykazały, że powstający tutaj cukier nie jest, jak sądzono, dekstrozą, lecz maltozą. Zamiana skrobi na cukier nie idzie wprost, ale pośrednio, stopniowo, przez szereg związków zwanych dekstrynami.

Wpływ ciepłoty na amylazę.

Działanie amylazy, i to tak jej siły cukrującej, jak i rozpuszczającej, jest w wysokim stopniu zależne od ciepłoty. Według Krabbego działanie amylazy na kleik skrobiowy jest już całkiem widoczne w ciepłocie — 3° C; ochłodzenie do — 20° C, działanie jej wstrzymuje, jednak nie uszkadza.

W miarę podnoszenia się ciepłoty, energia cukrowania systematycznie wzrasta i dochodzi do pewnej granicy (optimum) leżącej między 50 a 55° C, przy której amylaza rozwija najsilniejsze działanie cukrujące. Powyżej tej ciepłoty »optimum«, działanie amylazy znowu słabnie i wreszcie około 80° C. zupełnie niszczeje.

5 cm.³ wyciągu słodowego przy działaniu na 5% kleik skrobiowy przez trzy godziny wytwarza cukru:

Ciepłota działania

°C.

tu

Ul

co

yi

Ul

Ul

<-n

Ilość cukru wytworzona z 1 gramu skrobi wyrażona w gr. Cu.

0,1295

0,1355

0,1470

0,1500

0,1545

0,1565

0,1580

0,1575

0,1495

0,1245

0,0820

0,0445

ślady

Według Miiller-Thurgaua stosunek wytworzonego ze skrobi cukru przedstawia się, zależnie od ciepłoty działania amylazy, następująco:

Ciepłota działania 0° C.

10° C.

20° C.

30° C.

40° C.

Działanie cukrujące amylazy jest więc w pobliżu 0° C. bardzo wolne, począwszy od 30° C. energia działania szybko wzrasta, dochodzi w ciepłocie 50—55° C. do swego optimum, działając bardzo korzystnie w granicach 40—60° C. Powyżej tej ciepłoty, zwłaszcza z ciepłotą 65° C. siła cukrująca szybko słabnie, a niszczeje powyżej 75° C.

Stosunek otrzymanego cukru.

7(i)

20(₃)

38(b)

60(₉)

98(u).

Obok siły cukrującej posiada amylaza jeszcze zdolność rozpuszczania skrobi, która, jak wykazują nasze badania, jest również zależną od ciepłoty:

Ciepłota działania amylazy °C.

Ilość cm³ wyciągu słodowego l°/0 potrzebnego do rozpuszczenia 1 gr. skrobi.

Ul

co

4^

Ot

Ot

Ot

O'

Ot

Dl

LO

00

stałe

co

to

00

Ot

Ot

to

“to

Podobnie jak przy sile cukrującej, tak i przy sile rozpuszczającej daje się zauważyć wyraźna zależność działania od ciepłoty. W ciepłocie 30° C. siła rozpuszczająca okazuje się jeszcze bardzo słabą. W miarę podnoszenia się ciepłoty, energia działania szybko wzrasta i dochodzi przy 60—65° C. do optimum tj. najenergiczniejszego działania. Powyżej 70° C. słabnie rozpuszczające działanie amylazy, początkowo wolno, od 80° C. szybko, a powyżej 85° C. niszczeje zupełnie.

Korzystne działanie amylazy waha się w dwóch szeregach cyfr, t. j. 50—55° C. najlepszej ciepłoty cukrowania i 60—65° C. najlepszej dla rozpuszczania skrobi; przyczem korzystne ciepłoty cukrowania leżą w granicach 40-60°C., zaś dla rozpuszczania skrobi 55—75° C.

Zależność działania amylazy od ciepłoty, widzi się również w stosunku wytworzonych produktów maltozy do dekstryn, przy 10 minutowem działaniu wyciągu słodowego na kleik skrobiowy.

W ciepłocie 63° C.

68° C. ' 70° C.

otrzymano    maltozy dekstryn

37°/₀

«    63 °/₀

65°/₀

«    35 °/₀

82,6 °/₀

«    17,4°/₀

Przytoczone cyfry wskazują, że z podniesieniem ciepłoty do optimum cukrowania, wzrasta ilość wytworzonego cukru, zaś w miarę odchylania się od niej, a zbliżania ku górnej granicy ciepłoty, przy której rozpuszczalność idzie jeszcze wcale dobrze, ilość wytworzonych dekstryn, zwiększa się, a maleje ilość maltozy.

W ciepłotach wyżej 60° C. rozkład skrobi idzie szybko, potrzeba jednak więcej amylazy, gdyż w tych warunkach łatwo niszczeje, nadto otrzymuje się stosunkowo mało maltozy, a wiele dekstryn. W niższych ciepłotach (50° C. i niżej) rozkład skrobi postępuje wolno, za to potrzeba mniej amylazy, nadto otrzymuje się wiele maltozy, a stosunkowo mało dekstryn. Ciepłota, przy której rozkład skrobi przebiega pod wpływem amylazy pod każdym względem korzystnie, leży w granicach 50—60° C. (40—48° R.)

Amylaza cukruje kleik skrobiowy bardzo łatwo. Również cukruje skrobię niesklajstrowaną, jednak już znacznie trudniej, przyczem wpływ ciepłoty ujawnia się tutaj bardzo ostro, jak wykazują badania Lintnera:

Ciepłota działania 50° C. 55° C. 60° C. 65° C.

Skrobia:

ziemniaczana

ryżowa

jęczmienna

słodowa

pszeniczna

kukurudziana

żytnia

owsiana

2,70 %

25,20%

9,40% 48,50% 92,50% 93,40%

0,13°/₀ 5,0°/₀ 52,68°/₀ 90,34°/0 6,58°/₀ 9,68°/₀ 19,68°/₀ 31,14°/0 12,13°/₀ 53,30°/o 92,81 °/₀ 96,24°/0 29,70°/₀ 58,56°/₀ 92,13°/₀ 96,26°/0 62,23°/₀ 91,08°/₀ 94,58°/0 18,50°/₀ 54,60° 0 39,70°/₀ 94,50%

Zestawienie to wskazuje, że w nizkiej ciepłocie naj-oporniej zachowuje się skrobia ziemniaczana.

Według badań Vuylsteka, surowa skrobia zbożowa, w obecności amylazy ulega powolnej fermentacyi pod wpływem drożdży w ciepłocie 20—30° C, czego przy skrobi ziemniaczanej nie zauważono.

Świeży rozczyn amylazy zmniejsza w miarę podgrzewania swoją siłę enzymatyczną. Wpływ ujemny zależy

z jednej strony od działania utleniającego powietrza, gdyż np. w atmosferze bezwodnika węglowego przechowuje się znacznie lepiej, z drugiej zaś strony od ciepłoty. Według Effronta wpływ ciepłoty przedstawia się następująco:

W ciepłocie 40° C. traci się 3—10°/₀ siły diastatycznej

45° C. «

« 10 — 20 °/₀ « «

50° C. « 60° C. «

« 20—30°/₀    «

« 30—50°/₀    «    «

Z powyższego wynika, że z podniesieniem się ciepłoty, występują dwa działania: niszczące amylazę i jej działanie pobudzające. Energia działania amylazy, będzie zatem wzrastać aż do tej ciepłoty, przy której wpływ pobudzający, zostanie zrównoważony przez wpływ niszczący. Powyżej tej ciepłoty, działanie amylazy będzie stale maleć, aż wreszcie ulegnie zupełnemu zniszczeniu.

Bardzo ciekawym szczegółem, a ważnym dla praktyki jest zachowanie się amylazy w roztworach zawierających skrobię lub jej produkty odbudowy. Według Delbrücka i Petzholda amylaza znosi tern łatwiej wyższą ciepłotę, im więcej cukru, względnie dekstryn, znajduje się w rozczynie. Gęste zaciery chronią amylazę lepiej niż zaciery rzadkie.

Według naszych badań amylaza znosi o 10° C. wyższą ciepłotę, w obecności skrobi i jej produktów rozkładu, aniżeli w rozczynach wodnych.

Amylaza, wysuszona w nizkiej ciepłocie, wytrzymuje następnie z łatwością wysokie ciepłoty. Według Kraucha, taką wysuszoną amylazę, można podgrzać do 120° C. bez obawy jej zniszczenia. Z własności tej korzysta oddawna praktyka browarnicza, która suszy słód w nizkiej ciepłocie, a następnie bez wielkiej szkody dla amylazy, poddaje go działaniu ciepłoty nawet wyżej 100° C. W stanie wilgotnym amylaza niszczeje już przez dłuższe pozostawienie słodu w ciepłocie 80° C.

Wpływ ilości amylazy.

Chyżość działania amylazy, zależy od każdochwilo-wego stężenia czynnej amylazy z jednej, a wytworzonego przez nią stężenia cukru, z drugiej strony. Przy użyciu małej ilości amylazy, ilość wytworzonego cukru pozostaje w stosunku prostym do ilości (stężenia) użytej amylazy, jak to wykazuje następujące badanie Effronta:

Ilość użytego wyciągu słodowego.

1 cm.³

Otrzymano cukru maltozy.

0,1 gr.

0,31

0,49

10

15

0,82 «

1,10 «

20 « 30 «

1,10

1,20 «

Ilość powstałej maltozy wzrasta zatem proporcyonal-nie aż do użycia 5 cm.³ wyciągu słodowego na tą samą ilość (stężenie) skrobi. Powyżej tej dawki proporcyonalność znika, jednak, bądź co bądź wpływ większej ilości wyciągu słodowego, zaznacza się zwiększoną ilością powstałego cukru, jak to wynika z następujących naszych badań.

Działanie wyciągu słodowego na 5°/₀ kleik skrobiowy przez 3 godziny:

50° C.

60° C.

W ciepłocie

5°/₀ wyciąg słodowy 0,1725 gr. cukru 0,1655 gr. cukru

10°/o    «

20°/₀ «

0,1860

0,2085

0,1720

0,1995

Stopień rozcieńczenia wyciągu amylazy wywiera również znaczny wpływ na powstawanie cukru. I tak: przy działaniu na 8% kleik skrobiowy:

W ciepłocie

10 cm.⁸ 5°/₀ wyciągu słodowego wytworzyło cukru, wyrażonego w gr. Cu.

5 cm.³10% wyciągu słodowego wytworzyło cukru, wyrażonego w gr. Cu.

45° C.

55° C.

60° C.

65« C.

75¹ C.

0,1175

0,1385

0,1325

0,1130

0,0430

0,1460

0,1520

0,1515

0,1290

0,0490

Wpływ ilości amylazy i ciepłoty wykazuje działanie 5°/₀ wyciągiem słodowym na 5°/₀ kleik skrobiowy.

Ilość wyciągu

Ciepłota działania

Ilość cukru wytworzona w 1 godzinie wyrażona w gr. Cu.

Ilość cukru wytworzona w 10 godz. wyrażona w gr. Cu.

1 cm.³

5 cm.⁸

10 cm.³

30» C.

50° C.

30° C. i 50° C

30« C. i 50« C.

0,0360

0,0655

0,1340

0,1500

0,1515 0,1585

0,1315

0,1500

0,1595

0,1675

0,1685 0,1815

Spostrzeżenia te są ważne dla praktyki, gdyż wykazują, jak należy postępować ze słodem, oraz że nietylko ilość, ale także i stopień rozcieńczenia słodu, wywiera wielki wpływ na proces cukrowania i ilość wytworzonego cukru.

Do niedawna sądzono, że nie można przeprowadzić całej ilości skrobi bezpośrednio na cukier. Dopiero badania ostatnich lat, głównie prace Fernbacha i Wolffa, wykazały, że jest ono możliwe, lecz zamiana ta przebiega bardzo wolno. Proces ten można jednak przyśpieszyć albo przez lekkie podkwaszenie skrobi, albo przez wydzielenie pozostałych dekstryn, które rozpuszczone w małej ilości wody, poddane dalszemu działaniu amylazy, przechodzą w zupełności na cukier. Chyżość więc działania amylazy zależy,

jak widzimy, od jej ilości i stopnia rozcieńczenia oraz ilości (stężenia) wytworzonych produktów odbudowy skrobi.

Wpływ czasu na działanie amylazy.

Celem zbadania zależności działania amylazy od czasu, przeprowadził Effront studyum porównawcze, działając wyciągiem słodowym w 50° C. na 1 °/₀ rozczyn skrobi.

Czas działania w minutach

15

30

60

120

240

480

Ilość wytworzonego cukru w gr.

0,05

0,097

0,21

0.39

0,63

0,82

Według naszych badań, wpływ czasu przy działaniu amylazy na 5°/₀ kleik skrobiowy w 50° C. przedstawia się następująco:

Czas działania w minutach

30

60

120

180

240

300

Ilość wytworzonego cukru w gr. Cu

0,1400

0,1515

0,1560

0,1585

0,1595

0,1620

Wpływ czasu i ciepłoty wykazują nasze badania przy działaniu 5°/₀ wyciągiem słodowym na 5°/₀ kleik skrobiowy:

Ciepłota działania w °C.

Ilość cukru w gr. wytworzonego po godzinach:

V.

20

30

40

50

55

60

70

0,0625    0,0950

0,0830    0,1205

0,1010    0,1350

0,1380    0,1435

0,1400    0,1495

0,1160    0,1255

0,0620    0,0660

0,0520    0,0530

0,1095

0,1330

0,1430

0,1515

0,1505

0,1280

0,0720

0,0535

0,1155

0,1425

0,1480

0,1540

0,1530

0,1295

0,0815

0,0530

O © O ©~ O ©~ O ©~ So

©omooooo

(N-^tminu-jcooom

T—< ł—Ir-*,—li—Ir—' © O

Przeprowadzone doświadczenie poucza, że stosunek proporcyonalnego działania amylazy, występuje tylko przy jej słabych rozczynach i to w pierwszych dwóch godzinach; w rozczynach więcej stężonych, proporcyonalność działania znika.

Według dawniejszych spostrzeżeń Effronta, wyciąg słodowy traci szybko swą siłę enzymatyczną podczas przechowania. Najnowsze badania w tym kierunku Maquenna, wykazują niezgodność poprzednich spostrzeżeń, gdyż roz-czyn amylazy podczas czystego (antyseptycznego) przechowania, nietylko, że ze swej siły nic nie traci, lecz wręcz przeciwnie, nawet ją zwiększa. Wyciąg słodowy zadany toluo-lem, celem powstrzymania rozwoju drobnoustrojów, zwiększa swą siłę enzymatyczną podczas przechowania, tak, że po ośmiu dniach energia jego działania jest największą, a po miesiącu wyciąg ten okazał się jeszcze silniejszy niż poprzedni rozczyn świeżo przyrządzony.

Wpływ związków chemicznych na amylazę.

Produkty powstałe podczas cukrowania skrobi, wywierają znaczny wpływ na przebieg tegoż procesu. Wprawdzie według dawniejszych badań Baraneckiego, Wortmanna, Müller-Thurgaua i innych, wpływ produktów odbudowy na proces cukrowania miał być niewielki, jednakże nowsze szczegółowe obserwacye, wypowiadają się tutaj wręcz przeciwnie.

Griiss zauważył słabnięcie procesu cukrowania skrobi, skoro zostanie wytworzone 30% maltozy. Lindet stwierdza, że przez usunięcie powstałej maltozy, na przykład drogą fermentacyi, można proces cukrowania silnie pobudzić. To samo w ostatnich czasach konstatują Fern-bach i Wolff, tylko, że przyczynę słabnięcia procesu cukrowania, przypisują oni również i zbyt silnemu rozcieńczeniu pozostałych dekstryn. Jeżeli bowiem te dekstryny wytrącone z rozczynu, rozpuścimy następnie w małej ilości wody, to wówczas z łatwością ulegają zupełnemu scu-krowaniu.

Szczególniejsze zachowanie wykazuje amylaza wobec kwasów. Bardzo drobne ilości kwasów tak organicznych, jak i mineralnych, działają pobudzająco. Skrobia wykazuje zawsze reakcyę alkaliczną. Jeżeli, jak to wynika z badań Maquenna i Rouxa, skrobię lekko podkwasimy, dodając na jej 1 gr., następujące dawki kwasu siarczanego:

Skrobia

ziemnia

czana

Ilość kropel VloVn Ho SO4

-a

y, maniokowa

grochowa

kukuru

dziana

pszeniczna

ryżowa

4    3—4

to działanie amylazy będzie energiczniejsze, a ilość scukro-wanej skrobi większa.

podkwaszona

Skrobia

niepodkwaszona

ziemniaczana

78 mg. cukru

ryżowa

kukurudziana

79

81,9

pszeniczna

grochowa

maniokowa

82,0

78,6 « 75,0 «

91,7 mg. cukru

ÏÜ

89,1 «    10

’    >-,0

N

-fa.S

⁰ O

fri

o.ü

ZZ u cś

E £

88,1 «

85,7

91,5 «

92,2

Wpływ ukwaszenia jest tak znaczny, że jak wykazują spostrzeżenia Fernbacha i Wolffa, może amylaza w zu-

pełności i z łatwością zamienić taką skrobię na cukier maltozę i tak:

Czas działania w godzinach

I skrobia

bez do- zobojęt- | datku kwasu kwasem

niona

Czas działania w godzinach

II skrobia

bez do- zobojęt-datku niona kwasu kwasem

82,1 mg.

86,8 mg.

81,4 mg.

84,6

89,0

372

86,8

22

46

94

89.9    «

93.9    « 103,0 «

100,1 «

102,7    «

103,8    «

57₂

77*

107₂

2272

477₂

91,0

92,4

96,9

97,8

101,2

81,7 mg. 91,0 « 93,9 «

94,4

100,4 «

101,5    «

103,2 «

Znaczniejsze ilości kwasu działają na proces cukrowania osłabiająco, jak to wynika z badań Kieldahla:

Na 100 cm.8 kleiku skrobiowego dodano kwasu siarkowego w g.

to

Ul

cr>

4*.

Ilość wytworzonego cukru w g.

0,44

0,47

O'

'3-

co

Większe zatem dawki jakiegokolwiek kwasu, mogą w zupełności powstrzymać proces cukrowania.

Według badań Müller-Thurgaua, kwas węglowy okazuje się dla procesu cukrowania korzystnym, gdyż wywiera wpływ pobudzający.

Szczególniejsze zachowanie się amylazy wobec kwasów, jest dla praktyki gorzelniczej bardzo ważne. Pewną ilość kwasów znajdujemy zawsze w zacierach gorzel-niczych i oto ten kwas, jak wynika z powyższych spostrzeżeń, nietylko nie jest szkodliwy, lecz wręcz przeciwnie okazuje się nawet korzystny, gdyż działa pobudzająco na proces cukrowania. Natomiast większe ilości kwasu, czy to rozmyślnie do zacieru dodane, czy też powstałe wskutek zakażenia, wpływają na amylazę osłabiająco, a nawet niszcząco, co pociąga za sobą gorsze lub złe odfermentowanie.

Wolny kwas fluorowodorowy w drobnych dawkach, potrzebnych do powstrzymania rozwoju bakteryi kwasu mlekowego i masłowego, jest dla procesu cukrowania, według Effronta, w nizkich ciepłotach korzystny, w ciepłocie 30° C. bez wpływu, a dopiero w 55° C. okazuje się szkodliwy.

Cały szereg soli i związków organicznych, zwłaszcza o charakterze kwaśnym, działają na amylazę korzystnie. Szczególnie dobremi okazały się sole fluorowe i fosforowe. Według Maquenna roztwór amylazy, którego siła enzymatyczna w ciągu trzech dni opadła na 21,7°/₀, przy zadaniu fluorku potasu, okazuje w tym samym czasie 92,3°/₀ pierwotnej siły. Być może, że w tym wypadku chodzi również i o ochronę amylazy przed rozwojem szkodliwych drobnoustrojów; wszystkie bowiem fluorki działają silnie odkażająco i chronią rozczyny przed rozwojem drobnoorga-nizmów.

Podobnie korzystny wpływ wywiera asparagina, jako też i cały szereg amidokwasów.

Somlo stwierdził korzystny wpływ małych dawek formaliny, co jednak nie zgadza się z naszemi badaniami.

Sole obojętne wapniowców, jako też potasowców, są bez wpływu na amylazę.

Sole metali ciężkich, szczególniej: ołowiu, cynku, żelaza, a przedewszystkiem rtęci (sublimât) są bezwarunkowo szkodliwe. Również związki tego rodzaju jak: kwas salicylowy, tanina, kwas azotawy, chloroform, benzol, alkohol, działają, zwłaszcza w większej ilości, uszkadzająco.

Wolne alkalia, jako też węglany, wogóle związki o charakterze silnie alkalicznym, jak: soda, potaż, działają niszcząco już w małych dawkach.

Wpływ wszystkich związków chemicznych, zależy nie-tylko od ich charakteru i ilości, ale przedewszystkiem od ciepłoty w jakiej działają na amylazę. Dawki bowiem, które w zwyczajnej ciepłocie są prawie bez wpływu i zaledwie zaznaczają ujemne działanie, w ciepłocie około 60° C. są już szkodliwe.

Porównując amylazę rozmaitego pochodzenia, przedewszystkiem rozmaitych zbóż, dochodzą Lintner i Baranecki do przekonania, że pochodzenie amylazy niema wpływu na jej siłę. Szilagyi jest innego poglądu i przyjmuje, że np. amylaza owsa jest słabszą od jęczmiennej. Według naszych spostrzeżeń, energia działania zależy od ilości amylazy, będącej w rozczynie, jako też substancyi jej towarzyszących, które mogą wywierać wpływ bądź to osłabiający, bądź też pobudzający, natomiast nie jest zależną od pochodzenia amylazy.

Proces działania amylazy.

Proces enzymatycznego działania amylazy na skrobię, nie jest do obecnej chwili należycie wyjaśniony. Wiemy tylko napewno, że amylaza działa na skrobię rozpuszcza-jąco i że tę rozpuszczoną skrobię, po przez szereg dekstryn przeprowadza na cukier maltozę. W jaki jednak sposób ten proces odbudowy skrobi następuje, to nie jest jeszcze wyjaśnione bez zarzutu, a różni autorzy starają się tłóma-czyć ten proces w rozmaity sposób.

Jeżeli działanie amylazy na skrobię, będziemy śledzić przy pomocy rozczynu jodu, to zauważymy następujący szereg barw: skrobia nierozpuszczona barwi się z jodem na kolor niebieski. Pod wpływem amylazy przeprowadzona skrobia w stan płynny, zatrzymuje nadal barwę niebieską. Przy dalszem działaniu amylazy, otrzymane rozczyny barwią się z jodem: naprzód na kolor niebiesko-fioletowy, dalej fioletowy, czerwono-fioletowy, następnie brunatno-czer-wony, wreszcie krwisto-czerwony, który stopniowo blednie, przechodząc w różowy, poczem w żółty. Każdemu charakterystycznemu zabarwieniu odpowiada pewne indywi-dyum chemiczne, produkt odbudowy skrobi, powstały drogą hydrolizy i tak:

1.    Niebiesko barwi się skrobia rozpuszczona. Stanowi ona pierwszy produkt odbudowy gałeczki skrobi; nie ulega fermentacyi ani pod wpływem drożdży, ani pleśniaków.

2.    Również kolorem niebieskim barwi się, dalszy produkt odbudowy skrobi, pierwsza o wielkiej cząsteczce dekstryna, »amylodekstryna«. Nie ulega działaniu drożdży, natomiast fermentuje pod wpływem pleśni »Amylomyces«.

3.    Czerwono barwią się »erytrodekstryny«, których jest prawdopodobnie kilka.

4.    Barwy: niebiesko-fioletowa, fioletowa, fioletowo-czerwona i brunatno-czerwona, wskazują na obecność co najmniej dwóch różnych dekstryn t. j. amylodekstryn barwiących się niebiesko i erytrodekstryn — czerwono. Zależnie od ilości w rozczynie amylodekstryn w stosunku do innych dekstryn, kolor niebieski będzie występował wyraźniej lub też słabiej.

5.    Żółto barwią się »achrodekstryny«, których jest również kilka. Związki te ulegają fermentacyi pod wpływem drożdży Pombe.

«.

6.    Słabnięcie koloru czerwonego, więc odcień różowy, wskazuje, że w rozczynie jest coraz mniej erytrodekstryn, które przechodzą na »achrodekstryny

7.    Następnym produktem odbudowy są już dekstryny proste, nazwane przez Browna i Morrisa »małtodekstry-nami«, a przez Priora i Weigmanna »achrodekstrynami Nr. 3«. Związki te nie barwią się z jodem, a ulegają fermentacyi już pod wpływem silnych drożdży gorzelniczych.

8. Wreszcie końcowym produktem odbudowy skrobi jest cukier maltoza, która łatwo ulega fermentacyi drożdżom gorzelniczym, natomiast drożdże »Apikulatus« pozostawiają ją bez zmiany.

dekstryny — cu-

Według hipotezy Payena, pierwszego, który stara się wytłómaczyć proces odbudowy skrobi, zamiana miała iść stopniowo w ślad schematu: skrobia kier. Poglądy te zostały wnet zaprzeczone przez Mascu-lusa, który zauważył, że cukier powstaje równocześnie z dekstrynami i to natychmiast, nawet w pierwszej chwili odbudowy skrobi.

Badania, prowadzone następnie przez licznych chemików, doprowadzają do wykrycia całego szeregu produktów odbudowy skrobi, na podstawie których Brown i Morris stawiają własną hipotezę działania amylazy. Według nich skrobia składa się z pięciu grup amylinowych (C₁₂ H₂₀ Ojo)₂o- W pierwszej chwili działania amylazy, od-szczepia się jedna z powyższych grup, tworząc w rezultacie dekstrynę oporną na dalsze działanie amylazy, która zamianie na maltozę ulega tylko z wielką trudnością. Do pozostałych czterech grup amylinowych, tworzących wspólną cząsteczkę, doczepia się przy dalszem działaniu cząsteczka wody, przez co powstają cztery połączone grupy amyloi-nowe oraz cukier maltoza:

I(Cj2 H₂₀ O₁₀)₂) . I C₁₂ H₂₂ Ou )

Przy dalszym procesie odbudowy, odszczepiają się poszczególne grupy amyloinowe i przechodzą w pojedynczy amyloin, który stanowi Browna i Morrisa »maltodek-strynę«. Ta przez przyjęcie dalszej cząsteczki wody, przechodzi następnie w maltozę:

X łC-

»C₁₂

H20 Oio\

h₂2 oj

+ xH2 O = 2x C

12

H₂₂ on.

Obok Brownowskiej maltodekstryny, przyjmują inni badacze więcej dekstryn i tak: Lintner, Düll przyjmują 2 achrodekstryny, Prior — 3, a Ost nawet — 4.

Teorya ta tłómaczy natychmiastowe powstawanie maltozy, oraz tworzenie się, opornych na działanie amylazy, dekstryn.

Lintner zarzuca teoryi Browna i Morrisa stopnio-wość odbudowy skrobi i przeciwstawia jej swoją hy-potezę. Skrobia, według niego, pod wpływem amylazy, przyjmuje cząsteczkę wody i z tą chwilą rozpada się na szereg dekstryn. Powstałe dekstryny przyjmują dalsze cząsteczki wody i przechodzą na maltodekstryny, a wreszcie na maltozę. Działanie tutaj jest tego rodzaju, że skoro jedna cząsteczka skrobi ulegnie odbudowie, amylaza natychmiast atakuje następną itd., tak, że w rozczynie mogą się znajdować równocześnie wszystkie produkty odbudowy skrobi.

Wüysmann, Pottevin i Beyerinck przyjmują w amyla-zie obecność dwóch enzymów, z których jeden skrobię rozpuszcza i zamienia na pierwsze dekstryny, o wielkiej cząsteczce, drugi odbudowę prowadzi dalej, po przez szereg dalszych dekstryn aż na cukier maltozę.

W najnowszych czasach Maquenne i Roux stawiają inną hypotezę hydrolizy skrobi. Przyjmują oni, że skrobia składa się z dwóch zasadniczych substancyi: z amylocellu-lozy w ilości 80 — 92°/₀ i reszty amylopektyny. Pierwsza ulega szybko i łatwo odbudowie i już w nizkiej ciepłocie zostaje zamienioną w zupełności na maltozę, podczas gdy amylopektyna zachowuje się bardzo opornie i tylko z trudnością ulega hydrolizie. Wobec powyższego, scukrzenie skrobi przebiegałoby w dwóch fazach: w pierwszej ulegałaby zamianie amylocelluloza, w drugiej amylopektyna.

Maltaza (Glukaza).

Maltaza jest enzymem, który działa na maltozę, oraz dekstryny i przeprowadza je na cukier dekstrozę.

Obecność enzymu działającego na maltozę zaprzeczano długi czas, jakkolwiek było wiadomem, że cukier ten nie ulega bezpośrednio fermentacyi alkoholowej i że przedtem musi uledz rozszczepieniu na cukier gronowy.

W r. 1880 ogłaszają Brown i Morris spostrzeżenia, odnoszące się do trawiącego działania jelit. Błona jelitowa świń, dostarcza wyciągu, który hydrolizuje cukier maltozę, zamieniając go na dekstrozę. Spostrzeżenia Browna zostają następnie potwierdzone przez Meringa. Nieco później, Emil Bourguelot konstatuje to samo, przy doświadczeniu z królikami i poszerza je badaniami pleśniaków. Grzybnia Aspergillusa nigra, roztarta i zalana wodą, daje wyciąg, który hydrolizuje cukier maltozę. Następnie zauważył on, że drożdże, dodane do roztworu cukru maltozy, a powstrzymane w rozwoju chloroformem, zachowują się w szczególny sposób, gdyż roztwór cukru wykazywał zmniejszenie się kąta skręcenia płaszczyzny spolaryzowanego światła, jako też zwiększenie się zdolności redukowania rozczynu Fehlinga. Oba zjawiska wskazywały na hydrolizę maltozy. Z tego wynika, że i w drożdżach znajduje się specyalny enzym, rozszczepiający cukier maltozę na dekstrozę, nazwany przez Bour-guelota maltazą. Obecność maltazy w drożdżach została następnie potwierdzoną przez E. Fischera.

W r. 1885 wykrywa Cuisinier w ziarnach zboża, jako też w słodzie jęczmiennym, obecność enzymu hydrolizują-cego maltozę, który nazwał glukazą. Gedult stwierdza obecność maltazy w kukurudzy i to w wielkiej ilości. Dalsi badacze jak Lintner, Kröber, Issaew, Beyerinck wykazują, że maltaza występuje w świecie roślinnym bardzo często. W zbożu spotykamy ją częścią w formie rozpuszczalnej, częścią w formie nierozpuszczalnej. W słodzie tylko w formie rozpuszczalnej.

Nietylko w świecie roślinnym, lecz jak wykazują badania Róhmanna, Biała, Hamburgera, Herona i innych, znajduje się maltaza również i w świecie zwierzęcym, jak: krwi, limfie, wątrobie, ślinie, nerkach, jelitach. Béchamps stwierdza jej obecność również i w moczu.

Maltazę można otrzymać najlepiej z kukurudzy, ku czemu podaje Beyerinck następujący sposób:

3¹/2 kg. odtłuszczonej i od łupek uwolnionej kukurudzy, zalewa się 5 litrami wody, zawierającej 500 cm.³ alkoholu 96% i dwa gramy kwasu winnego. Po 30 godzinach trzymania w ciepłocie pokojowej, sączy się do klarowności, a otrzymane w tych warunkach 4lja litry przesączu, zadaje się taką samą ilością Q6 % alkoholu. Otrzymany osad wytrąconej maltazy, przemywa się wodą, zawierającą w 1 litrze trochę alkoholu i 0,4 gr. kwasu winnego. Osad częściowo rozpuszcza się, zaś pozostałość nieroz-puszczoną zbiera się na sączku, jako czystą maltazę.

Maltaza zupełnie nie działa na skrobię sklajstrowaną, a tylko bardzo wolno na skrobię rozpuszczoną; natomiast wszystkie dekstryny ulegają jej hydrolizie na dekstrozę, jednak różnie szybko. Pierwsze dekstryny o wielkiej cząsteczce, ulegają temu działaniu trudno, dalsze dekstryny o mniejszej cząsteczce, już stosunkowo łatwo, ostatnie nawet bardzo łatwo:

2Cg Hjo 0₅ -j- H₂ O — C₁₂ H₂2 Oj,

dekstryny

woda

maltoza

12

Pl₂₂ On -j- H₂ O = 2C@ H

woda

12

Oe.

maltoza

dekstroza

Już Bourguelot zauważył obecność maltazy w drożdżach. Dalsze badania Fischera, Lindnera, Willa wskazują, że w drożdżach silnie fermentujących, znajduje się zawsze znaczniejsza ilość enzymu maltazy, którą przytrzymuje komórka drożdżowa, z tak wielką siłą, że tylko z trudnością przechodzi do otaczającej drożdże cieczy. Aby więc wydobyć z drożdży lub pleśniaków maltazę, trzeba je starannie rozetrzeć z pumeksem i piaskiem szklannym, poczem dopiero wyługować wodą. Łatwiej otrzymuje się maltazę przez wysuszenie drożdży w ciepłocie 40° C. i następne wyługowanie wodą.

Lintner i Kröber badali dwu-godzinne działanie maltazy drożdżowej na cukier maltozę w różnych ciepłotach:

Ciepłota działania maltazy. 35° C.

40° C.

45° C.

Ilość wytworzonej dekstrozy. 2,90 gr.

3,09 «

2,08 «

Według tych badań, najkorzystniejszą ciepłotą byłoby 40° C. Z tern jednak nie zgadza się Cuisinier, gdyż jego preparaty otrzymane z kukurudzy, działają najlepiej w ciepłocie 56—60° C, co więc wskazuje, że najkorzystniejsza ciepłota działania maltazy zależy od jej pochodzenia i waha się między 40—60° C. Powyżej 60° C. zostaje maltaza zniszczoną.

Związki chemiczne działają na maltazę, podobnie, jak i na amylazę.

Ponieważ, jak wykazano poprzednio, maltaza drożdży prawie zupełnie nie przechodzi do rozczynu, przeto odbudowa cukru maltozy i dekstryn, musi odbywać się wewnątrz komórki drożdżowej. Siła fermentacyjna drożdży będzie więc zależała w znacznej części od ich zawartości w enzym maltazę, gdyż wówczas przerobią z łatwością nawet słabo odbudowane dekstryny. Gorzelnie ziemnia-czano-zbożowe powinny przeto pracować drożdżami, które z łatwością przerabiają dekstryny, zatem wytwarzają wiele enzymu maltazy.

Cukraza (inwertyn lub inwertaza).

Cukraza jest enzymem, który rozszczepia drogą hydrolizy cukier zwyczajny, sacharozę, na cukier inwertowy;

do cząsteczki sacharozy dorzuca cząsteczkę wody i rozszczepia na cukier dekstrozę i lewulozę.

C₁₂ H₂₂ On -j- H₂ O — C₆ H₁₂ Os -f- C₆ H₁₂ O,

dekstroza

sacharoza

woda

lewuloza.

Odkrycie cukrazy zawdzięczamy Döbereinerowi i Mi-tscherlichowi, którzy zauważyli jej obecność w drożdżach. W roku 1860 Berthelot wydzielił ten enzym z drożdży. Sacharoza nie ulega bezpośrednio fermentacyi, lecz przedtem musi zostać rozszczepioną. Hydrolizę tę powoduje cukraza, enzym, który z komórek drożdżowych z łatwością przechodzi do wody.

Obok drożdży występuje cukraza, jak wykazują badania Bćchampsa, również u całego szeregu pleśniaków. Jo-hansen zauważył ją w kiełkującej pszenicy, zaś Brown, Héron i inni, w słodzie jęczmiennym, jako też i innych gatunkach zboża. W bakteryach, zauważył cukrazę Montisano, jako też i inni.

Podobnie jak w świecie roślinnym, spotykamy cukrazę bardzo obficie i w świecie zwierzęcym. Bernard wykazał jej obecność w krwi, nerkach, a nawet w moczu. Dalsze badania wskazują, że znachodzi się ona również w organach trawiących rozmaitych zwierząt, jak: królików psów, ptaków itp. Wogóle cukraza należy również do jednych z najczęściej spotykanych enzymów.

Otrzymanie i skład chemiczny cukrazy.

Cukrazę można otrzymać w rozmaity sposób i z różnego materyalu. Jeżeli drożdże, które stanowią bardzo dogodny materyał, rozrobimy wodą i zadamy kilku kroplami chloroformu, tak by zostały tylko częściowo zabite, to po pewnym czasie, odsączony rozczyn wodny wykazuje zdolność inwertowania cukru — widocznie więc cukraza przeszła do rozczynu. Hoppe-Seyler, zabija drożdże eterem, a następnie ługuje wodą, z której zapomocą alkoholu wytrąca cukrazę. Gumming wyciąga cukrazę z przemytych drożdży zapomocą gliceryny.

Bardzo dobrą metodę zastosowali Zulkowski i König. Przemyte alkoholem drożdże, wysuszyli w nizkiej ciepłocie, poczem je sproszkowali i wyługowali wodą. Po przesączeniu, wytrącono cukrazę eterem. Zebrany osad wyługowano małą ilością wody, z której wytrącono enzym zapomocą alkoholu. Tak otrzymana cukraza, wysuszona w nizkiej ciepłocie, przedstawia się jako ciało białe, w wodzie łatwo rozpuszczalne, działające silnie rozszczepiająco na cukier sacharozę.

O składzie chemicznym cukrazy wiemy stosunkowo jeszcze nie wiele. Wprawdzie nowsze, dokładniejsze metody wykazały, że pierwsze preparaty były zanieczyszczone przez węglowodany, — gumy — przecież mimo to i obecnie nie zdołano je w całości usunąć, jak to wynika z prac Wróblewskiego i Salkowskiego. Najczystsze preparaty cukrazy nie dają wprawdzie reakcyi na białko, przecież analiza elementarna wykazuje zawsze obecność azotu. Według Do-natta i Bartha skład chemiczny cukrazy jest następujący:

4^

in

o vcT ro

o oo o*

~4^ 4^ 4^ o o__o

O O O

Według dzisiejszego stanu badań z całą pewnością przyjąć można, że cukraza jakkołwiek jest związkiem azotowym, przecież nie może być zaliczoną do ciał białkowatych.

Wpływ ciepłoty, ilości i czasu na działanie cukrazy.

Jak przy innych enzymach, również i przy cukrazie, widzi się wielką zależność jej działania od ciepłoty. Effront, przy działaniu cukrazy na 20°/₀ rozczyn sacharozy przez 1 godzinę, otrzymuje następujące ilości cukru inwertowego:

Ciepłota

działania

°C.

10

15    20

30    40    50

60

Ilość cukru inwertowego w gr.

0,05

0,11

0,18

0,35

0,40 i 1,65

2,20

2,10

Najkorzystniejszą ciepłotą działania cukrazy okazuje się według tych badań 50° C. Według Kieldahla jest nią 52° C, zaś według O’Sullivana i Tompsona 55 - 60° C. Widoczne więc z tego, że ciepłota najkorzystniejszego działania waha się między 50-60° C, zależnie od jakości preparatu, oraz stężenia roztworu cukru, na który działa. Powyżej 60° C. cukraza szybko słabnie, w 65° C. niszczeje w przeciągu 1 godziny, zaś w 75° C. natychmiast.

Podobnie jak przy amylazie, również i przy cukrazie, daje się zauważyć wpływ ochronny cukrów. Przy ich obecności, cukraza znosi ciepłotę o 20° C. wyższą, aniżeli w czystym roztworze wodnym. Cukraza znajdująca się w komórkach drożdżowych, po ich wysuszeniu w nizkiej ciepłocie, znosi bez uszkodzenia ciepłotę 105° C.

Cukraza jest enzymem bardzo energicznym. Według Duclaux, 1 część enzymu inwertuje 4000 części sacharozy. O’Sullivan i Tompson mieli silniejszy preparat, którego 1 część inwertowała 100.000 części sacharozy. Mimo tak energicznego działania, proces inwersyi nawet w korzystnej ciepłocie, przebiega stosunkowo bardzo wolno.

Według Effronta 1 cm.³ cukrazy, wytwarza w 10°/0 roztworze sacharozy przy 50° C. następujące ilości cukru inwertowego:

Czas działania w godzinach

Ilość cukru inwertowego w gr.

0,20

0,41

0,60 0,80

0,97

10

20

1,72

3,12

Cyfry te wskazują, że ilość tworzącego się cukru inwertowego pozostaje początkowo w stosunku proporcyo-nalnym do czasu działania (do 5-ciu godzin), t. j. skoro zostanie zinwertowane około 20°/₀ użytej sacharozy, poczerń działanie to słabnie coraz więcej. Widocznie więc, podobnie, jak przy innych enzymach, produkty rozkładu powstrzymują proces inwersyi sacharozy.

Wpływ związków chemicznych na cukrazę

Drobne ilości kwasów wpływają w wysokim stopniu pobudzająco na działanie cukrazy, natomiast większe — działają szkodliwie. Według Fernbacha wpływ ten jest zależny od jakości kwasu i tak:

Kwasu siarczanego « winnego « szczawiowego « bursztynowego « mlecznego « octowego

Ilość gr. w 1 litrze działa: korzystnie szkodliwie 0,025 1,00 0,066 2,00 5,00 10,00

0,2

2,00

0,10

4,00

10,00

50,00.

Również i pochodzenie cukrazy nie jest bez wpływu. Fernbach użył dla porównania, trzy różne rasy drożdżowe i obserwował ich zdolność rozszczepiania cukru sacharozy, wobec rozmaitych dawek kwasu octowego:

Ilość cukru inwertowego wytworzonego przez drożdże w gramach. Drożdże:

Ilość kwasu octowego w gramach w 1 litrze. Szampańskie. Saccharomyces-

Pastorianus. 29,7

Pale-Alle.

38,3

38,7

63,9

co co

Alkalia i węglany alkaliczne działają na cukrazę szko

dliwie.

Ilość cukru inwertowego wytworzonego przez drożdże w gramach. Drożdże:

Ilość kwasu octowego w gramach w 1 litrze. Szampańskie. Saccharomyces-

Pastorianus. 32,4

Pale-Alle.

0,1

74,3

25,5

o to

O o o O* to

79,4

78,4

77,5

71,9

50,4

CN CO

31,3

29,6

28,3

29,4

28,9

27,6

Sublimat, jako też i inne sole metali ciężkich, działają wogóle szkodliwie; chloroform, eter, alkohol okazują się niekorzystne już w małych ilościach, a chlorek wapna — nawet bardzo szkodliwy. Natomiast chlorek sodowy i potasowy, jako też bezwodnik węglowy działają korzystnie.

Światło słoneczne działa wogóle niekorzystnie. Najsilniej działają promienie ultrafioletowe. Wpływ promieni słonecznych okazuje się silniejszy wobec rozczynów podkwa-szonych i przy ich równoczesnem zetknięciu się z tlenem powietrza, natomiast w atmosferze beztlenowej i w rozczy-nach słabo alkalicznych, jest on mniejszy szkodliwy. Roz-czyny cukrazy należy zatem przechowywać w ciemności i w atmosferze beztlenowej.

Cukraza działa nietylko na sacharozę, lecz także i na cukier melitriozę (rafinozę), który rozszczepia na melibiozę i fruktozę:

Ci8 H32 Oi6 H⁻ H₂ O — C12 Hgg On -f- Ce Hjg Oe

melibioza

melitrioza

woda

lewuloza.

Cukraza posiada wielkie znaczenie dla przemysłu fermentacyjnego. Drożdże, które zawierają wiele enzymu cu-krazy, mogą z łatwością przerabiać sacharozę, co dla go-rzelnictwa melasowego jest bardzo ważne. Ponieważ w melasach znachodzi się często znaczna ilość cukru rafinozy, który również ulega rozpadowi pod wpływem cukrazy, przeto łatwa fermentacya melasy będzie w pierwszym rzędzie zależeć od jakości drożdży. W gorzelnictwie melaso-wem dobór odpowiedniej rasy drożdży, jest bardzo ważny, gdyż od tego zależy w wysokim stopniu przebieg fermen-tacyi melasy.

Laktaza i melibiaza.

Laktaza została odkrytą przez Beyerincka, w drożdżach mlekowych, również spotykamy ją u bakteryi. U roślin wyższych, laktazy dotychczas niezauważono, natomiast Röhmann i Lappe znaleźli ją w organizmie zwierzęcym, mianowicie w jelitach i błonie śluzowej.

Wiadomości nasze o laktazie są bardzo szczupłe. Komórki drożdżowe, w których ją wykryto, zatrzymują laktazę tak silnie, że aby ją otrzymać, trzeba komórki drożdżowe zabić, przez roztarcie z delikatnym piaskiem, poczem otrzymaną masę wyługować wodą. Wyciągi wodne komórek żyjących, enzymu tego nie zawierają.

Laktaza działa na cukier mlekowy, który rozszczepia na cukier dekstrozę i galaktozę:

Ci2 H₂₂ On -j- H₂ O — C₆ HJ2 Oe -f- C₆ H₁₂ Oe

woda

laktoza

dekstroza

galaktoza.

Najkorzystniejsza ciepłota działania laktazy leży około 39° C. Według badań Fischera i Amstronga, powoduje laktaza w stężonym roztworze dekstrozy i galaktozy w ciepłocie 35° C. ponowne tworzenie się dwusacharydu, cukru izolaktozy. Mamy więc tutaj do czynienia z procesem odwrotnego działania enzymów (rewersyjnym).

Laktaza posiada pewne znaczenie w przemyśle fermentacyjnym, przy wyrobie napojów alkoholowych, kumysu i kefiru. Cukier mleczny, mleka krowiego i kobylego ulega fermentacyi pod działaniem specyalnych ras droż-dżowych, zawierających enzym laktazę, dostarczając w rezultacie wspomnianych napojów.

M e 1 i b i a z a jest enzymem działającym na cukier me-libiozę, rozszczepiając go na dekstrozę i galaktozę.

Cj2 H22 O11 ~h H₂ O — C₆ H₁₂ 0₆ -j- C₆ H₁₂ 0₆

dekstroza

melibioza

woda

galaktoza.

Melibiaza została odkryta przez Baua w drożdżach fermentacyi dolnej, natomiast w drożdżach fermentacyi górnej, spotyka się ją tylko wyjątkowo. Ponieważ cukier melibioza, powstaje z cukru rafinozy, znachodzącego się nieraz w wielkiej ilości w melasie, przeto drożdże zawierające enzym melibiazę, są dla gorzelnictwa melasowego bardzo skuteczne, gdyż będą fermentować melasę łatwo i szybko.

Obecność melibiazy w drożdżach, służy jako podstawa do rozpoznania, czy drożdże należą do typu górnej, czy też dolnej fermentacyi.

Lipaza.

Działaniem enzymów, zwanych ogólnie lipazami, rozpadają się tłuszcze na glicerynę i wolne kwasy. Pierwsze spostrzeżenia nad zachowaniem się tłuszczów w organizmie żywym czyni Eberle, które następnie poszerza Bernard. Lipaza występuje w jelitach, żołądku, krwi itd. Również bardzo często spotykamy ją w świecie roślinnym, zwłaszcza w nasionach zawierających wiele tłuszczu. W niektórych roślinach, jak w nasionach gorczycy, znachodzi się w tak znacznej ilości, że można ją stamtąd wydobyć i zastosować w technice do rozszczepiania tłuszczu zwierzęcego. Wreszcie spotykamy ją u pleśniaków, a według Laksa także i w drożdżach i to wcale wielkiej ilości.

Lipaza roślinna działa najkorzystniej w ciepłocie około 40° C. Małe ilości kwasu działają na lipazę pobudzająco i tak: parę gramów odoliwionej mąki nasion rycynuso-wych, przy dodaniu 5 gr. ¹h₀nln kwasu siarczanego rozszczepiają w 4 dniach 25 gr. tłuszczu. Bez dodatku kwasu rozkład ten idzie bardzo wolno i trwa kilka tygodni.

Glicerydy wyższych kwasów ulegają łatwiej rozszczepieniu, aniżeli kwasów niższych. Fokin badał lipazy rozmaitych nasion i znajduje, że różnią się między sobą siłą działania.

Lipaza zwierzęca zdaje się być różną od roślinnej. Jej najkorzystniejsza ciepłota działania leży około 50° C.

Obecność lipazy w drożdżach, tłómaczy powstawanie gliceryny, podczas fermentacyi alkoholowej. Według Buchnera gliceryna powstaje również i przy fermentacyi, wywołanej sokiem wytłoczonym z drożdży, co wskazuje, że do tego soku przechodzi również i lipaza.

Lipaza obok zdolności rozszczepiania posiada także możność działania syntetycznego (rewersyjnego). Hauriat zauważył działanie syntetyczne lipazy, skoro zmieszano ją w ciepłocie 37° C. z rozczynem wodnym gliceryny z kwasem masłowym. W tych warunkach powstawał trójbutylin. Działanie to syntetyczne jest u lipazy tak silnie rozwinięte, iż niektórzy badacze przypuszczają, że tłuszcze powstają właśnie tą drogą. Tworzenie się estrów woniejących, podczas fermentacyi, jakie powstają działaniem niektórych ras drożdżowych, jest prawdopodobnie również wynikiem syntetycznego działania lipazy.

Peptaza (pepsyna).

Enzymów działających na białko znamy kilka, z tych, w produktach przerabianych w gorzelnictwie, spotykamy peptazę i tryptazę.

Już w XVII wieku Spallanzani zwrócił uwagę na obecność w soku żołądkowym enzymu trawiącego białko. Badania te w r. 1837 powtórzone i poszerzone przez Eber-lego i Schwanna, a następnie przez szereg innych badaczy, wykazują, że peptaza występuje często w świecie zwierzęcym. W r. 1874 Lintner zauważył obecność peptazy w słodzie jęczmiennym, następnie Windisch i Schellhorn, a także i Weiss, przenoszą te badania na szereg innych zbóż i roślin, które wykazują, że peptaza jest również rozpowszechnioną i w świecie roślinnym; w większej ilości można ją spotkać u drobnoustrojów jak: pleśniaków i bak-teryi, mniej u drożdżaków. W zbożu nieskiełkowanem spotykamy mało peptazy, lecz można jej ilość łatwo podnieść przez kiełkowanie. Suszenie słodu, zwłaszcza w wyższej ciepłocie, obniża i to silnie zawartość peptazy, przez co słód suszony jest w nią ubogi.

Peptaza działa na ciała białkowate i zamienia je na acidalbuminy, albumozy i peptony. Energia peptonizująca jest zależną od ciepłoty i obecnego w rozczynie kwasu. Najkorzystniejsza ciepłota działania leży około 50° C; zaś powyżej 70° C. peptaza niszczeje. Przy niższej ciepłocie pe-ptonizacya przebiega wolniej, zato powoduje silniejszą, dalej idącą odbudowę białka; odwrotnie w wyższej ciepłocie peptonizacya kroczy szybciej, zato białko ulega słabszej odbudowie. Małe dawki kwasu wpływają na peptazę roślinną pobudzająco, większe szkodliwie.

Tryptaza (trypsyna).

Tryptazę odkrył Kühne w r. 1874; bliżej została zbadana przez Willa, Hahna, Oereta i innych. Występuje tak w świecie zwierzęcym jak i roślinnym i to daleko częściej jak peptaza. U zwierząt spotykamy ją w większej ilości w soku jelit.

Tryptaza działa energicznie na ciała białkowe i zamienia je, po przez albumozy i peptony, na aminy i amidy. Atakuje również związki nukleinowe, wydzielając z nich zasady nukleinowe, czego nie czyni peptaza; jest więc od tej silniejszą. O działaniu proteolitycznem tryptazy, można się łatwo przekonać, gdyż już w początkowem działaniu wydzielają się obficie leucyna i tyrozyna, produkty rozkładu białka, czego się nie widzi przy działaniu peptazy.

Najkorzystniejsza ciepłota działania tryptazy leży około 55° C, powyżej tej ciepłoty działanie jej szybko słabnie, a wreszcie niszczeje około 80° C.

Obok ciepłoty wielki wpływ wywierają także i produkty odbudowy białka, które w miarę gromadzenia się osłabiają proteozę, a wreszcie wstrzymują ją w zupełności.

Rozkład białka można jednak przeprowadzić do końca, jeżeli związki aminowe, ostateczne produkty rozkładu, będziemy w miarę ich powstawania usuwać n. p. drogą dyalizy.

Enzymy trawiące białko, więc tak peptaza jak i tryp-taza, odgrywają ważną rolę w przyrodzie. One bowiem umożliwiają przez rozkład ciał białkowych odżywianie się roślin i zwierząt. Komórka do swego życia, obok innych pokarmów, potrzebuje związków azotowych, z których może użyć tylko związki rozpuszczalne w wodzie, więc przenikające jej błonę. Białko i szereg związków pokrewnych, jako posiadające wielką cząsteczkę, nie mogą przenikać przez błonę, a tern samem odżywiać komórkę. Tu przychodzą z pomocą enzymy proteolityczne, które wydzielone przez żywą komórkę, rozszczepiają białko i związki pokrewne, przeprowadzając je na związki proste, przenikające błonę, zatem na łatwo przyswajalne pożywienie azotowe. Komórka, która tych tryptycznych enzymów nie posiada, nie może czerpać pożywienia azotowego z białka.

W organizmie ludzkim znajdujemy oba enzymy. W soku żołądkowym znajduje się peptaza i działa w odczynie kwaśnym; w soku jelit, zatem w odczynie alkalicznym—tryptaza. Dzięki ich obecności i zgodnemu działaniu, złożone ciała białkowate jak: mięso, mleko itp. organy nasze trawią, t. z. działaniem powyższych enzymów rozkładają na związki proste, przenikające błonę, które organizm łatwo wchłania jako przystępne pożywienie azotowe.

Zaciery gorzelnicze zawierają liczne złożone ciała azotowe. Dzięki enzymom tryptycznym słodu, związki te ulegają rozkładowi podczas procesu cukrowania, przez co otrzymuje się dobre pożywienie azotowe dla drożdży. Energia bowiem rozwoju i działania drożdży zależy do pewnego stopnia od ilości łatwo przyswajalnych związków azotowych, przeto im więcej ich w rozczynie, tern przebieg fer-mentacyi jest korzystniejszy.

Antiproteaza.

W roku 1910 Buchner i Haehn zauważyli, że gotowany sok wytłoczony z drożdży (patrz zymazę), dodany do świeżego soku, chroni tenże przed działaniem niszczą-cem tryptazy. Podobnie żelatyna, sernik mleka i inne ciała białkowate chronią sok drożdżowy, przed trawiącem działaniem enzymów tryptycznych. Z badań tych wynika, że w gotowanym soku wytłoczonym z drożdży znajduje się substancya, nazwana przez wspomnianych autorów anti-proteazą, która chroni ciała białkowate przed działaniem proteolitycznem.

Antiproteazę można otrzymać przez wygotowanie drożdży lub soku wytłoczonego z drożdży, albo przez wyługowanie zimną wodą drożdży acetonowych i zagęszczenie tegoż wodnego rozczynu w próżni, albo też wreszcie przez wytrącenie jej z rozczynu mięszaniną alkoholu i eteru. W otrzymanych preparatach obok antiproteazy znajduje się ko-enzym (patrz niżej), od którego można ją oddzielić przez kilkogodzinne gotowanie z odwróconą chłodnicą, lub przez ogrzewanie z rozcieńczonymi kwasami, albo też działaniem węglanu potasowego w 37° C. W tych warunkach ko-enzym ginie, a antiproteaza zostaje.

Antiproteaza jest bardzo trwałą, znosi ciepłotę gotowania, a niszczeje dopiero przez ogrzewanie pod ciśnieniem z przegrzaną parą wodną, jak również działaniem lipazy rycynusowej. Jest więc natury organiczno-fosforowo-estrowej, własnościami podobna do koenzymu.

Działanie ochronne antiproteazy polega zapewne na tern, że łączy się ona z odnośnem ciałem białkowałem i wytwarza związek oporniejszy na rozkładowe działanie tryp-tazy. Antiproteaza może mieć wobec powyższego wielkie znaczenie w przyrodzie.

Zymaza.

Spór, toczony przez setki lat nad istotą przyczyny fer-mentacyi alkoholowej, został ostatecznie roztrzygnięty przez Buchnera w r. 1896 otrzymaniem enzymu fermentacyjnego, nazwanego przez niego zymazą, który cukry, jednosacha-rydy, C₆ H₁₂ Oe zamienia na alkohol i bezwodnik węglowy.

Zymazę otrzymał Buchner z drożdży piwnych następująco: drożdże przemyte i osuszone przez wyprasowanie pod ciśnieniem 50 atm., mięsza się z taką samą ilością piasku kwarcowego oraz */₅ częścią ziemi okrzankowej i rozciera starannie. Otrzymaną ciastowatą masę poddaje się kilkakrotnemu prasowaniu pod ciśnieniem 400—500 atm., przyczem dodawano za każdym razem do wytłoczyn trochę wody. W ten sposób 1 kg. drożdży dostarczył około 500 cm.³ soku.

Sok wytłoczony z drożdży, który krótko nazywać będziemy »sokiem drożdżowym«, przedstawia się jako ciecz, prawie przeźroczysta, opalizująca, o przyjemnym zapachu drożdży i znacznej ilości dwutlenku węgla (C0₂). Ciężar właściwy soku wynosi 1,032—1,057, średnio 1,045 — 1,050, przyczem suchej substancyi zawiera 8,5—14,4°/₀, w czem 0,82—1,75°/₀ azotu, a 1,3—2°/₀ popiołu. Ogrzany do 40° C. ścina się i wydziela gęsty osad. Odparowany w ciepłocie poniżej 35° C. i następnie wysuszony nad H₂ S0₄, przedstawia masę jednolitą, rogowatą, barwy żółtej, którą można łatwo rozetrzeć na proszek pulchny, biały, w wodzie łatwo rozpuszczalny. Sok ten, posiada enzym fermentujący, gdyż dodany do rozczynu cukru, wywołuje fermentacyę alkoholową.

Obecność enzymu zymazy w »soku drożdżowym«, była długi czas zaprzeczaną przez badaczy angielskich Maefa-dyena, Morrisa, Rowlanda i in., którzy utrzymywali, że w »soku drożdżowym« znajdują się, jeżeli już nie bezpośrednio żyjące i rozwijające się komórki drożdżowe, to co najmniej cząsteczki żywej plazmy.

W odpowiedzi na czynione zarzuty, Buchner sączy »sok drożdżowy« przez filtry Berkefelda oraz Chamberlanda, które przez swoje pory nie przepuszczają nawet najdrobniejszych bakteryi. Przesączony »sok« wywoływał również fermentacyę, jakkolwiek słabszą niż przed sączeniem. Widocznie więc »sok drożdżowy«, zawiera enzym powodujący fermentacyę, substancyę o dużej cząsteczce, przez co część jej zatrzymała się na porach sączków. Zymaza nie przenika przez papier pergaminowy, co tłómaczy, dlaczego fermenta-cya może przebiegać tylko w łonie komórki, której błona jest dla zymaza również nieprzenikliwą i skąd można ją wydobyć, dopiero po rozdarciu tejże błony.

Obecność czynnego enzymu w »soku drożdżowym«, można rozpoznać zapomocą wody utlenionej. Świeży, rozcieńczony »sok drożdżowy«, powoduje gwałtowne wydzielanie się tlenu z wody utlenionej, czego nie czyni sok, w którym zabito zymazę zapomocą silnej trucizny np. kwasu pruskiego.

Alkohol dodany do »soku drożdżowego«, wydziela z niego osad, który również wywołuje fermentacyę alkoholową. 50 cm.³ »soku drożdżowego« zadanych 400 cm.3 alkoholu i 200 cm.³ eteru, wydziela osad, który, po przemyciu alkoholem i eterem, szybko odsączony i wysuszony nad kwasem siarczanym w próżni, daje pulchną białą masę. Substancya ta rozpuszcza się w wodzie tylko częściowo, a fermentacyę alkoholową wywołuje słabiej niż sok pierwotny.

Związki chemiczne działają na zymazę oraz »sok drożdżowy« rozmaicie. Chlorki jak: sól kuchenna (Na Cl), chlorek potasowy (K Cl), salmiak (NH₄ Cl) są w małych dawkach bez wpływu, w większych od 4°/₀ mało szkodliwe.

Więcej szkodliwe są azotany potasowców, a w wyższym stopniu chlorek wapniowy (Ca Cl₂), w przeciwieństwie do chlorku barowego, który jest znowu mało szkodliwy. Sole metali ciężkich, jak sublimât, metaarseniny, działają niszcząco już w małych dawkach, podobnie związki tego rodzaju, jak: kwas pruski, fluorek amonowy i t. p. Korzystnie działają związki fosforowe tak nieorganiczne jak i organiczne. Również pobudzająco działają związki aminowe, wreszcie drobne dawki kwasów, a także i ślady ługu żrącego, który już w dawce 0,1 °/₀ osłabia fermentacyę, a przy 0,2°/₀ niszczy ją zupełnie.

Zymaza jest bardzo wrażliwą na ciepłotę. Rozczyny wodne niszczeją już przy 41° C. Wysuszona w ciepłocie niżej 35° C. w próżni, daje się przechować bez zmiany, a nawet ogrzewać do ciepłoty 100° C. bez uszkodzenia siły fermentacyjnej. Największą zdolność fermentacyjną rozwija zymaza w ciepłocie 12—14° C, powyżej tej ciepłoty wprawdzie zafermentowanie następuje prędzej, a energia fermentacyjna w pierwszej chwili jest większa, lecz przy dłuż-szem działaniu, szybko słabnie i ilość przefermentowanego cukru jest w rezultacie mniejsza i tak:

Ilość wytworzonego C0₂ w gr. po godzinach

W ciepłocie

21

24

40

12-14° C.

0,43

1,11

1,14

1,27

22° C.

0,76

1,01

1,02

1,03

»Sok drożdżowy« zawiera obok zymazy, także i szereg innych enzymów, jakie znajdowały się w komórce drożdżowej. Między tymi są również lipaza, oraz enzymy trawiące białko i związki pokrewne. Ostatnie niszczą bardzo łatwo zymazę, przez co też siła fermentacyjna »soku drożdżowego« szybko słabnie podczas przechowania, zwłaszcza w wyższej ciepłocie, a w końcu zupełnie niszczeje. W nizkich ciepłotach enzymy proteolityczne »soku drożdżowego« działają bardzo słabo.

Drożdże piwne wyprasowane, przy przechowaniu w ciepłocie 0—3° C. podnoszą swą siłę fermentacyjną i dnia 5-go dochodzą do największej energii, którą utrzymują bez zmiany przez 7 dni. Po upływie tego czasu siła fermentacyjna poczyna słabnąć, tak, że 36-go dnia drożdże wykazują zaledwie ¹/₈ ich pierwotnej największej energii fermentacyjnej.

Drożdże trzymane w ciepłocie 6—7,5° C. pokazują już po 12 dniach widoczne osłabienie siły fermentacyjnej, a po 24 dniach okazują się już tak słabe, jak drożdże trzymane w 0 — 3° C. po 36 dniach.

Przechowanie drożdży w ciepłocie 17—18° C. powoduje tak szybkie słabnięcie ich siły fermentacyjnej, że po 8 dniach jest ona prawie zupełnie zniszczoną.

Wreszcie drożdże trzymane w ciepłocie 27,5—28,5° C. tracą zdolność fermentacyjną do 3 dni, zaś po 8 dniach są już na pół płynne.

Powyższe wskazuje, że zymaza jest enzymem bardzo wrażliwym, który bardzo łatwo ulega zniszczeniu pod wpływem enzymów tryptycznych i lipazy.

Cukier i ciała białkowate wywierają wpływ ochronny na zymazę, a stąd przebieg fermentacyi w gęstych zacierach i brzeczkach jest lepszy, jak to wykazuje następujące zestawienie.

1 gr. suchego »soku drożdżowego« rozpuszczonego w 7 cm.³ wody wobec 0,07 cm.³ toluolu w ciepłocie 23° C:

dostarcza g r. C0₂ p o:

W rozczynie sacharozy

8 godzin 24 godzin

48 godzin

72 godzinach ogrzano na 55-60° C. i resztki C02 wypędzono powietrzem (wolnym od C0₂)

lOo/o

15o/o

20o/o

25o/o

30%

40 o/o

O    ^    CO    i-¹    £•

r—•i    r"H    r-H    T-H

cT    o"    o    o    o"    cT

vO    CO    m    CO    O    CM

CO    CO    CO    CO^    CN

o    o"    o    o    o"    o

0,20

0,37

0,42

0,46

Na krótki przeciąg czasu, więc po 8 godzinach, najlepiej fermentują rozczyny 15°/₀, przy fermentacyi 24 godzinnej okazują się lepsze rozczyny 20°/₀, zaś przy 48 godzinach najlepiej fermentowały rozczyny 20—30°/₀. Słabnięcie fermentacyi w słabych rozczynach należy odnieść do niszczącego działania enzymów peptonizujących i lipazy. W rozczynach tęższych, ochrona cukru jest większa, a stąd ostateczny wynik fermentacyi okazał się tutaj lepszy. Wpływ chroniący cukru, widoczny jest i w tern, że »sok droż-dżowy«, bardzo nietrwały, zalany równą objętością 75°/0 rozczynu sacharozy, utrzymuje swą zdolność fermentacyjną w ciepłocie pokojowej przez tydzień, zaś w lodowni przez 14 dni.

»Sok drożdżowy« fermentuje dekstrozę i lewulozę prawie z równą szybkością, jakkolwiek dekstrozę trochę lepiej. Również łatwo fermentuje sacharozę, maltozę, dekstryny, glikogen, melibiozę, natomiast skrobię i laktozę pozostawia niezmienione. Ponieważ zymaza rozszczepia tylko cukry wzoru C₆ H₁₂ Oe, przeto w komórce drożdżowej, a stąd w »soku drożdżowym« musi znajdować się cały

szereg enzymów, które przerabiają cukry złożone, na proste, jednosacharydy, przez co umożliwiają ich fermentacye. Według teoryi przy rozkładzie cukru na alkohol,

C₆ H₁₂ 0₆ = 2C0₂ + 2Q H₅ OH

alkohol

cukier

dwutlenek

powinno powstać 54,14 części ciężarowych alkoholu, a 48,86 części ciężarowych bezwodnika węglowego. W rzeczywistości powstaje tylko 50,4 części alkoholu, co wskazuje, że nie cała ilość cukru ulega zamianie na alkohol Badania Buchnera i Rappa wykazują, że podczas fermen-tacyi alkoholowej »soku drożdżowego« obok produktów głównych alkoholu i bezwodnika węglowego, powstają także i to stale: gliceryna w granicach 3—8°/₀ przerobionego cukru, dalej kwas octowy do 0,3°/₀, kwas bursztynowy, a prawdopodobnie i oleje fuzlowe. Obok powyższych można nieraz zauważyć kwas mlekowy, co dało powód do przypuszczenia, że jest on produktem przejściowym fermentacyi alkoholowej.

Fermentacya alkoholowa nie jest zatem tak prostą, jak to pierwotnie przypuszczano. Pewnem jest dzisiaj, że nie cała ilość cukru zostaje zamieniona na alkohol, lecz, że obok niego powstają i inne produkty. Te składniki fermentacyi, zwłaszcza kwas mlekowy, były przyczyną do przedstawienia przebiegu fermentacyi w ten sposób, by kwas mlekowy był produktem pośrednim, a zarazem by tłóma-czył powstawanie towarzyszących produktów fermentacyi alkoholowej. Obecnie poglądy te uległy zmianie, zwłaszcza z chwilą kiedy Harden i Joung wykazali, że zymaza nie jest substancyą jednolitą, lecz składa się co najmniej z 2 enzymów. Najnowsze badania Buchnera i Klattego nad istotą fermentacyi przynoszą dalsze ciekawe spostrzeżenia.

»Sok drożdżowy« dodany do roztworu cukru traci po pewnym czasie zdolność fermentowania. Jeżeli do takiego już nieczynnego soku wytłoczonego z drożdży, dodamy trochę zgotowanego »soku«, to fermentacya pocznie się na nowo i to jeszcze z większą siłą. Po pewnym jednak czasie fermentacya słabnie, wreszcie ponownie ustaje. Jeżeli do tego powtórnie nieczynnego »soku«, doda się dalszą partyę zgotowanego »soku drożdżowego«, to fermentacya rozpocznie się na nowo i tak:

20 cm.³ »soku drożdżowego« wydzieliło 0,73 gr. bezwodnika dwutlenku węgla (C0₂). Przez stopniowe dodawanie zgotowanego »soku«, aż do ilości 120 cm.³, wywiązało się jeszcze 1,5 gr. bezwodnika węglowego, zatem dwa razy więcej, jak przy fermentacyi normalnej.

Widocznie w »soku drożdżowym«, świeżym, znajduje się substancya, która podczas fermentacyi alkoholowej zużywa się, a może być uzupełniana, przez dodanie zgotowanego »soku drożdżowego«. Na podstawie powyższego dochodzą wymienieni dwaj autorowie do wniosku, że zy-maza składa się z dwóch części:

1)    alkoholazy, która właściwie fermentacyę wywołuje, lecz ciągle ulega degeneracyi, przeto może powodować fermentacyę cukru tylko w towarzystwie ko-enzymu;

2)    ko-enzymu, który służy do regeneracyi alkoholazy, lecz sam łatwo ulega zużyciu.

Fermentacya alkoholowa może przebiegać tylko w obecności obu tych enzymów, przyczem ko-enzym jest bardzo wrażliwy i łatwo niszczeje. Przez dodawanie ko-enzymu w miarę ustawania fermentacyi, można cukier rozczynu wodnego całkowicie zamienić na alkohol.

Co się tyczy natury ko-enzymu, to wbrew przypuszczeniu, że to jest związek białkowaty, okazuje się, że mamy tu do czynienia z substancyą fosforowo-organiczną o własnościach tłuszczowych, gdyż rozkłada go i niszczy enzym lipaza. Wobec powyższego nasuwa się przypuszczenie, że fermentacyę będzie można pobudzać nietylko zapomocą koenzymu, lecz także i innych związków fosforowo-organicz-nych, jak na to wskazują dalsze w tym kierunku prace Buchnera i Klattego.

Zymaza występuje nietylko w drożdżach, lecz także u niektórych pleśniaków i bakteryi. Według najnowszych badań Stoklasy i Czernego znajduje się zymaza również: w burakach, ziemniakach, grochu, zbożu, mięsieniach, płucach, sercu itd., coby wskazywało, że jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych enzymów w przyrodzie.

Laktacidaza i glukacetidaza (acetidaza).

W ostatnich latach zwrócono uwagę również i na procesy powodowane przez różne bakterye. Do nierozwiązanych zagadnień należało jeszcze pytanie, czy fermentacya taka jak: mleczna i octowa jest dziełem enzymów, czyli też wynikiem życia i działania występujących tu drobnoustrojów.

Dla wyjaśnienia tego pytania, Buchner i Meisenhei-mer użyli czystej kultury bakteryi kwasu mlecznego (Ba-cillusa Delbrücki), które zabili acetonem, poczem przy użyciu małej ilości wody, roztarli piaskiem kwarcowym, a po zadaniu toluolu, jako antyseptyka, działali na sacharozę.

We wszystkich wypadkach działania, powstawał z cukru kwas mlekowy, jakkolwiek tylko w małej ilości. Ponieważ wszystkie bakterye były zabite, przeto tworzenie się kwasu mlekowego mogło następować li tylko pod wpływem substancyi martwej, enzymu laktacidazy, powstałego w łonie żywego organizmu tychże bakteryi.

Podobnie jak z bakteryami kwasu mlekowego, postąpili Buchner i Meisenheimer i z bakteryami kwasu octowego. Również i w tym wypadku bakterye zabito acetonem i roztarto piaskiem kwarcowym.

Otrzymany preparat, dodany do alkoholu etylowego, powodował jego zamianę na kwas octowy. Widoczne więc z tego, że w utlenianiu alkoholu na kwas octowy nie bakterye są bezpośrednio czynne, lecz enzym glukacetidaza, który przez te bakterye wytworzony, działa nawet po ich zabiciu.

Przeprowadzonemi doświadczeniami zostało więc stwierdzone, że produkty fermentacyi kwaśnej, powstałe działaniem bakteryi, nie są bezpośrednim wynikiem ich życia i działania, lecz enzymów powstałych w łonie tych bakteryi, dających się od nich oddzielić. Otrzymanie enzymów bakteryi jest bardzo trudne, stąd też i nasze o nich wiadomości są jak obecnie bardzo małe i niedokładne.

Oksydazy i reduktazy.

Ostatnia grupa to enzymy działające bądźto utleniająco, bądź też odtleniająco. Enzymów tych znamy już kilka, a jakkolwiek posiadają one bezprzecznie wielkie znaczenie dla życia każdej komórki, mimo to nasze wiadomości o nich są jeszcze bardzo skąpe.

Oksydazy biorą zapewne udział w procesie oddychania komórki, spalają jej pokarmy i dostarczają w zamian ciepła, więc energii życia i działania. Utratę skrobi podczas przechowania ziemniaków lub zboża, należy odnieść do działania tych enzymów.

Jeszcze mniej wiadomości posiadamy o reduktazach. Ich zadaniem jest łagodzenie zbyt energicznie biegnących procesów utlenienia w żywej komórce; prócz tego posiadają one jeszcze i ważniejsze znaczenie, gdyż zapewne biorą żywy udział w budowie plazmy komórki.

Pewne światło na działanie omawianych enzymów w komórce roślinnej rzucają badania Bacha i Chodata. Według ich spostrzeżeń, w komórce roślinnej znajdują się: oksygienaza, peroksydaza i katalaza. Pierwsza wiąże tlen powietrza i wytwarza nadtlenki — peroksydy. Druga z pero-ksydów uwalnia tlen atomistyczny i dokonuje wszystkich odnośnych procesów utlenienia w komórce. Działanie tych enzymów zwiększa się według ogólnych praw w miarę podnoszenia się ciepłoty; im wyższa ciepłota tern one żywiej przebiegają. Zbyt energiczne procesy utlenienia, mogą przynieść komórce wiele szkody, gdyż przez to mogłoby nastąpić zwichnięcie równowagi, między narostem żywej plazmy, a jej zużyciem, wskutek procesów utlenienia, co musi prowadzić do obumarcia komórki. Nad tą

równowagą czuwa dalszy enzym katalaza, który można uważać za regulatora procesów utlenienia w żywej komórce. Skoro bowiem, wskutek zbyt żywego działania enzymów, procesy utlenienia przebiegają zanadto energicznie, wówczas występuje do działania katalaza, rozkłada pero-ksydy i wydziela z nich nieczynny tlen cząsteczkowy na zasadzie zrównania:

2H₂ 0₂ — 2H₂ O -j- 0₂

woda utleniona woda tlen cząsteczkowy.

Dalsze badania nad istotą tych enzymów zapewne wykażą ich wielkie znaczenie dla szeregu procesów życiowych, w których już bezpośrednio bierze udział żywa plazma.

Część trzecia.

Produkty fermentacyi alkoholowej.

Główne produkty fermentacyi.

Dwutlenek węgla (bezwodnik węglowy) C0₂.

Dwutlenek węgla, zwany także bezwodnikiem węglowym, występuje w przyrodzie tak w stanie wolnym, jak i w licznych połączeniach. W stanie wolnym spotykamy go w powietrzu w ilości około 0,03°/₀, dalej w źródłach mineralnych, w gazach wulkanicznych, niekiedy wydobywa się z ziemi, jak np. w psiej grocie koło Neapolu, i wreszcie spotykamy go wszędzie tam, gdzie następują procesy rozkładu połączone z utlenieniem.

W stanie związanym występuje w formie licznych węglanów.

W przemyśle fermentacyjnym powstaje w wielkiej ilości podczas fermentacyi alkoholowej w myśl zrównania:

C₆ H₁₂ 0₆ = 2C0₂ + 2Q H₅ (OH)

dekstroza dwutlenek węgla alkohol

według którego 100 części cukru gronowego, dostarczają 48,9 części dwutlenku węgla. Pewna część bezwodnika

węglowego, wydzielana podczas fermentacyi, powstaje drogą utlenienia także i z innych składników, jak np. tłuszczu.

Podczas kiełkowania zboża, a więc przy otrzymywaniu słodu, wydziela się bezwodnik węglowy również bardzo obficie. Skrobia zboża ulega tu utlenieniu w myśl zrównania:

(Ce H₁₀ 0₆)n + 12n O = 6n C0₂ + 5n H₂ O

skrobia

tlen dwutlenek węgla woda.

Dwutlenek węgla otrzymuje się fabrycznie przez spalanie węgla w dostępie powietrza, albo z węglanów przez ich prażenie:

Ca C0₃ = Ca O + C0₂,

węglan wapniowy tlenek dwutlenek wapniowy węgla

lub wreszcie działaniem kwasów:

Ca C0₃ + 2H Cl = Ca Cl₂ -f H₂ O -f C0₂

węglan wapniowy kwas solny chlorek

wapniowy

woda dwutlenek węgla.

Dwutlenek węgla jest to gaz bez barwy, o zapachu nieco ostrym i smaku kwaskowatym. Jest o 1,5 razy cięższy od powietrza, ciężar właściwy = 1,529 (powietrza 1), tak więc 1 litr C0₂ waży w 0° i przy ciśnieniu 760 mm. 1,9652 gr. Z powodu wysokiego ciężaru właściwego, można COa przelewać w innych gazach np.: w powietrzu, z jednego naczynia do drugiego. Również z powyższego powodu zbiera się zawsze C0₂ w najniżej położonych warstwach powietrza.

Szczegół ważny dla gorzelnictwa, zwłaszcza przy wyrobie słodu, gdyż wskazuje, gdzie się C0₂ gromadzi i skąd należy go usuwać.

Dwutlenek węgla nie jest trucizną, jednak, nagromadzony w większej ilości w powietrzu, osłabia procesy oddychania, oraz spalania, wywołując trudności w oddychaniu, a nawet duszności. W atmosferze dwutlenku węgla, giną, z powodu zatamowania procesu oddychania, tak ludzie, jak i zwierzęta.

57° C. W stanie płynnym, w butel-

Pod ciśnieniem 35 atm. w 0° zagęszcza się dwutlenek węgla na ciecz, która wskutek parowania wiąże tyle ciepła, że wreszcie przechodzi na ciało stałe. Punkt wrzenia płynnego dwutlenku węgla leży przy — 80° C., punkt topienia stałego C0₂ przy kach żelaznych, stanowi artykuł handlowy i służy do sycenia wód mineralnych, różnych napojów, w celach leczniczych itp.

W wodzie rozpuszcza się dwutlenku węgla nie wiele. W ciepłocie pokojowej rozpuszcza się w stosunku 1:1, w ciepłotach niższych więcej, np. przy 4° C. już 1,5 objętości, w wyższych mniej. W alkoholu rozpuszcza się znacznie łatwiej i tak: w 0° i 760 mm. ciśnienia 1 objętość alkoholu rozpuszcza jego 4,33 objętości. Rozczyn wodny alkoholu rozpuszcza mniej, niżby to wypadało z rozcieńczenia.

Roztwór wodny dwutlenku węgla posiada smak kwaśny, czerwieni niebieski papier lakmusowy, a z zasadami daje sole. Zachowuje się więc jak rozczyn kwasu w myśl zrównania:

co₂ + h₂o = H₂ co₃

dwutlenek węgla woda kwas węglowy.

Kwas węglowy w stanie wolnym nie występuje, gdyż już w zetknięciu z powietrzem rozkłada się na składniki, z których powstał; natomiast występuje bardzo często w formie różnych soli.

Sole kwasu węglowego rozróżniamy dwojakie: kwaśne i obojętne. Sole kwaśne różnych metali, z wyjątkiem potasowych, łatwo rozpuszczają się w wodzie; sole obojętne tychże metali albo się zupełnie nie rozpuszczają, albo bardzo trudno. Sole potasowe kwaśne, trudno się rozpuszczają w wodzie, zato łatwo ich sole obojętne.

Alkohol etylowy (wyskok, spirytus) C₂ H₅ (OH).

Alkohol etylowy znany był już w starożytności, a otrzymano go z wina w VIII stuleciu. Powstaje podczas fermentacyi alkoholowej, gdzie cukry z grupy heksoz, jak: dekstroza, lewuloza, galaktoza, ulegają rozszczepieniu w ślad schematycznego wzoru:

C₆ H₁₂ 0₆ = 2C 0₂ + 2Q H₆ O

alkohol.

monoza

dwutlenek węgla

Sto części dekstrozy przy zupełnem rozszczepieniu drogą fermentacyi dostarcza 51,14 części alkoholu, a 48,86 części bezwodnika węglowego. W praktyce takiego wydatku alkoholu nie otrzymujemy, gdyż część cukru zostaje przerobioną na plazmę drożdży, część zaś ulega ubocznej fermentacyi. Obok cukrów ulegają fermentacyi alkoholowej także mannit i gliceryna, jako też kwasy, jak: winowy, cytrynowy itp.

Alkohol występuje w małej ilości w ziemi, zwłaszcza pruchnicowej. Dalej spotykamy go w owocach, jak: jabłkach, wiśniach, winogronach itp., w których powstaje podczas przechowania bez przystępu powietrza. Tak samo powstaje w kiełkującem zbożu, jeżeli normalne oddychanie zostanie powstrzymane, przez odjęcie tlenu. Również spotyka się go w niewielkiej ilości w świecie zwierzęcym, jako też w przetworach suchej destylacyi.

W pracowniach chemicznych można go otrzymać przez rozpuszczenie etylenu w stężonym kwasie siarcza-nym i następne rozcieńczenie wodą.

C₂ H₄ + H₂ O = C₂ H₆ O

etylen woda alkohol etylowy.

Otrzymanie alkoholu na drodze chemicznej, było przedmiotem wielokrotnych propozycyi. Wszystkie jednak dotychczasowe usiłowania, napotykały na trudności praktycznego wykonania, jako też znacznych kosztów, i nie doprowadzały do celu.

Skład chemiczny czystego, absolutnego alkoholu jest następujący:

węgla

wodoru

tlenu

52,12°/0 13,14°/0 34,74°/₀

100,00°/₀.

Czysty zupełnie spirytus, tworzy ciecz bezbarwną, łatwo ruchliwą, silnie załamującą światło, woni słabej, przyjemnej i ostrego, ściągającego, piekącego smaku; reakcyę wykazuje obojętną; z wodą miesza się w każdym stosunku.

Absolutny alkohol przyciąga chciwie wilgoć z powietrza i z tego powodu odciąga wodę różnym substan-cyom. Działanie pobudzające, jakie wykazuje alkohol przy spożyciu, polega na odciąganiu wody z jamy ustnej, względnie z błony śluzowej nosa. Zmięszany z wodą zagrzewa się, przyczem objętość się zmniejsza. Mieszając 50 objętości alkoholu z 50 częściami wody, otrzymujemy nie 100, lecz tylko 96,4 objętości mieszaniny, która wykazuje wówczas 51,9°/₀ objętościowego alkoholu.

Ciężar właściwy alkoholu przy 4° C. = 0,8095, przy 15° C. (12° R.) = 0,79425. Wrze w ciepłocie 78,3° C. Mieszaniny alkoholu z wodą wykazują wyższy ciężar właściwy, aniżeli absolutny alkohol i to tern wyższy, im mniej alkoholu. Stosunek ilości alkoholu do ciężaru właściwego jest zawsze stały, tak, że z ciężaru właściwego można zupełnie ściśle określić ilość alkoholu znajdującą się w roz-czynie. Na tej zasadzie są sporządzone alkoholomierze (patrz »Badania w gorzelnictwie«. Wyd. II). Również wykazuje mieszanina alkoholu i wody wyższy punkt wrzenia, aniżeli czysty alkohol; a to podwyższenie punktu wrzenia zależnie od ilości wody jest tak stale i dokładne, że i na tej podstawie można było oprzeć metodę oznaczenia ilości alkoholu w rozczynie (ebulioskopy).

Alkohol wrze w niższej ciepłocie niż woda, łatwiej się więc ulatnia, tak, że przez proste gotowanie można go z różnych rozczynów wypędzić. Wodne rozczyny alkoholu wydzielają podczas gotowania pary bogatsze w alkohol, aniżeli to odpowiada składowi wrzącej cieczy. Ciecz, o zawartości 10°/o objętościowych alkoholu, podczas gotowania wydziela początkowo pary o zawartości 55®/₀ alkoholu, zaś ciecz o zawartości 5°/₀ objętościowych alkoholu, wydziela pary o mocy 42°/₀ alkoholu itd. Jeżeli te pary skroplimy i otrzymaną już bogatszą w alkohol ciecz, doprowadzimy ponownie do wrzenia, to wydzielimy z niej pary o jeszcze wyższej zawartości alkoholu. Powtarzając to gotowanie i następne skraplanie wydzielonych par kilkakrotnie, otrzymuje się w rezultacie alkohol stężony. Na tej zasadzie są oparte konstrukcye wszystkich aparatów wypędowych (destylacyjnych) tak okowity, jako też czystego (rektyfikowanego) spirytusu.

Z powodu wielkiego powinowactwa do wody, zatrzymuje jej alkohol około 4°/₀. Tę resztę wody można usunąć tylko zapomocą substancyi, wykazujących silniejsze powinowactwo do wody, niż alkohol. Odwodnienie alkoholu można więc dokonać takiemi ciałami, jak: palone wapno, bezwodny chlorek wapna, bezwodny siarczan miedzi, a prze-dewszystkiem metaliczny sód, potas, lub tlenek baru, które odciągają ostatnie reszty wody (absolutny alkohol).

Wróblewski otrzymał alkohol w stanie stałym, jako masę krystaliczną, która topi się w — 112,3°C. W—129° C. przedstawia oleistą masę, która dopiero w — 130,5° C. przechodzi znowu w ciało stałe, barwy białej. Ponieważ alkohol krzepnie w bardzo nizkiej ciepłocie, przeto nadaje się do wypełnienia termometrów, które służą do oznaczenia nizkich ciepłot, przy których rtęć już marznie.

Alkohol służy jako bardzo dobry rozczynnik dla wielu ciał. Rozpuszcza żywicę, szelak, kalafonię, różne oleje, kwasy tłuszczowe, trudniej — tłuszcze. Z eterem miesza się wcale łatwo, a mieszanina ta w stosunku 3 części alkoholu i 1 eteru, służy pod nazwą kropli Hoffmana lub anodynu, jako środek leczniczy.

Sole wielu metali również łatwo rozpuszczają się w alkoholu.

Jod rozpuszcza się w alkoholu wcale łatwo i jest znany w lecznictwie pod nazwą jodyny. (W gorzelnictwie używa się wodnego rozczynu jodu).

W powietrzu łatwo się pali płomieniem słabo świecącym, niebieskim, na bezwodnik węglowy i wodę, przy-czem wywiązuje się wiele ciepła; jeden kg. bezwodnego alkoholu dostarcza przy spalaniu 7060 ciepłostek, z czego część, mianowicie 700 ciepłostek, zostaje związaną przez powstającą przy spalaniu wodę, tak, że praktycznego ciepła dostarcza 1 kg. alkoholu 6360 ciepłostek.

Przy powolnem lub niezupełnem spalaniu, co następuje, jeżeli pary alkoholowe przeprowadza się przez rozgrzane porowate ciała, alkohol spala się na aldehyd i kwas octowy w ślad zrównania:

c₂ h₆ o + o = c₂ h₄ o + h₂ o

aldehyd

alkohol

tlen

woda

C₂ H₆ O -j- o₂ — c₂ h₄ o₂ -J- H₂ o

kwas octowy.

W pewnych warunkach oba te związki powstają w gorzelniach.

W bezwodnym stanie działa alkohol trująco, w rozcieńczonym, podniecająco i zarazem odurzająco. Alkohol jest czynnikiem odkażającym (antyseptykiem), gdyż odciąga wodę swemu otoczeniu, a rozpuszczone białko ścina i wydziela z rozczynu. Skoro znajduje się w odpowiedniem stężeniu, nie dopuszcza do rozwoju drobnoustrojów i przeto zapobiega rozkładom i gniciu. Z tego też powodu fermen-tacya alkoholowa w rozczynie cukru ustaje, jeżeli wytworzy się znaczniejsza ilość alkoholu. Zależnie od rasy drożdży, ilość wytworzonego alkoholu może być różną; przy silnych drożdżach winnych, fermentacya ustaje dopiero powyżej 18°/₀ alkoholu. Jako dobry antyseptyk, służy alkohol do konserwowania preparatów anatomicznych, przechowania owoców itp.

Z solami niektórych metali, jak: chlorkiem wapna, azotanem magnezyi, łączy się i zajmuje do pewnego stopnia miejsce ich wody krystalicznej.

Z kwasami wytwarza związki, zwane estrami, które odznaczają się przyjemną wonią owocową i są używane, jako zaprawy do różnych potraw i napoi. Prócz tego alkohol służy do wyrobu kwasu octowego, chloroformu, eteru i innych preparatów chemicznych. Wreszcie jako artykuł spożywczy w postaci różnych napojów, jak: piwa o zawartości 0,5—8°/₀, wina 6—22°/₀, wódki 45—70°/₀ alkoholu itp.

Poglądy na wartość pokarmową alkoholu są bardzo różne. Według badań Strassmanna, część alkoholu zostaje w organizmie spaloną, a tylko około 10°/₀ wydziela się drogą oddechu, co wskazywałoby, że w małych dozach służy organizmowi za pożywienie. Spostrzeżenia te zostały następnie potwierdzone przez C. F. Noordena, który nadto zauważył, że przy pokarmach bogatych w białko, alkohol zostaje dobrze wyzyskany przez organizm, przy ubogich — * stosunkowo niekorzystnie. To samo potwierdza Rosemann i rozszerza spostrzeżeniem, że alkohol, doprowadzony organizmowi w formie rozcieńczonej, powstrzymuje rozkład białka i tłuszczu naszego ciała. Według Chittendena napoje o zawartości 1 —3°/₀ alkoholu pobudzają trawienie pokarmów, natomiast w formie stężonej, wstrzymują. W przeciwieństwie do powyższego, Miura i inni utrzymują, że alkohol wpływa ujemnie na zawartość białka w organizmie, oraz działa jako słaba trucizna plazmy komórki.

Uboczne produkty fermentacyi.

a) Niedogony, czyli oleje fuzlowe i ich składniki.

Obok alkoholu i bezwodnika węglowego, jako głównych produktów, powstaje podczas fermentacyi alkoholowej jeszcze cały szereg związków, zwanych fuzlami, z których najważniejszy jest alkohol amylowy. Obecność tych związków w produktach fermentacyi była przedmiotem długich dochodzeń i sporów. Chodziło bowiem o roztrzygnię-cie, jaką drogą powstają fuzle i czy są one produktem życia i działania drożdży, czyli też bakteryi.

Już Pasteur zwrócił uwagę na tworzenie się fuzlów podczas fermentacyi i za ich powstawanie czyni odpowie-dzialnemi bakterye. Następne badania podtwierdzają i rozszerzają to spostrzeżenie i tak: Perdrix wydzielił z paryskiej wody wodociągowej bakterye, tworzące fuzle; Beyerinck wykazał, że bakterye »Granulobakter-butylicus« wytwarzają alkohol izobutylowy; Emmerling znalazł na łupie ziemniaczanej beztlenowe bakterye, które tworzyły wielką ilość oleju fuzlowego, zwłaszcza ze skrobi; Péreire i Guignard opatentowali nawet postępowanie, mające na celu otrzymanie spirytusu bogatego w fuzel, który powstaje podczas fermentacyi alkoholowej działaniem specyalnych, umyślnie dodawanych bakteryi. Nietylko jednak bakterye tworzą fuzle, lecz bezwątpienia także i drożdże, jak to wykazały badania: Kruisa, Raymanna, Ordonneau’a, Lindeta i innych.

Co się tyczy substancyi, z których powstają fuzle, to poglądy tutaj są rozmaite. Według Kruisa i Raymanna służą dla tego celu tylko dekstroza i pentozany. Według Emmerlinga skrobia, sacharoza i pentozany. Bau sądzi, że mamy tu do czynienia z procesem rozkładowym tłuszczu enzymatycznej natury.

Najprawdopodobniejsze są jednak poglądy Ehrlicha, oparte na obszernych badaniach, według których aminokwasy, produkty odbudowy białka, zostają działaniem drożdży przeprowadzone na niższe alkohole. Czyste drożdże w rozczynie cukru sacharozy, wytwarzają zaledwie ślady alkoholu amylowego, natomiast powstają natychmiast większe ilości optycznie czynnego alkoholu amylowego, jeżeli do rozczynu cukru dodamy izoleucynę:

ch:!

€H₃-CH₂

;CH-CH COOH + h₂o = nh₃ + co₂ 4-

x I

nh₂

izoleucyna

ch₃

CH-CH₂-OH

amoniak

ch₃ch₂

alkohol amylowy.

Ponieważ w cieczach fermentujących, takich aminów, pochodzących bądź z drożdży, bądź z surowych produktów, znajduje się tylko niewiele, przeto tłómaczenie Ehrlicha powstawania tą drogą fuzlu, posiada wszelkie prawdopodobieństwo.

Dalsze badania Ehrlicha wykazały, że przy zamianie związków aminowych na alkohole fuzlowe, odszczepiony amoniak służy jako pożywienie drożdży, które zużywają go do budowy białka (plazmy ich komórek), i z tego powodu tworzenie się fuzlu pozostaje w związku z azoto-wem pożywieniem drożdży.

Oleje fuzlowe przedstawiają się jako ciecz koloru od żółtego do bezbarwnego, o nieprzyjemnej woni duszącej, pobudzającej do kaszlu.

Ciężar właściwy wynosi około 0,83, zaś punkt wrzenia zaczyna się około -f- 80° C. i stopniowo podnosi się do 130—134° C, zależnie od składu; gdyż olej fuzlowy nie jest jednolity, lecz mieszaniną różnych związków. W ciepłocie około 130° C. destyluje alkohol amylowy C₅ Hj2 O, który jest też głównym składnikiem oleju fuzlo-£ ego. Mimo jego wysokiego punktu wrzenia, ulatnia się łatwo już z parami wodnemi.

lO

00

Alkohol amylowy występuje w kilku odmianach, z których dwie, mianowicie: tak zwany alkohol izoamylowy

ch₃

ch₃

ch-ch₂-ch₂oh

i optycznie czynny alkohol amylowy

ch₃

ch₃ • ch₂

ch-ch₂-oh

występują w oleju fuzlowym.

Obecność oleju fuzlowego (w okowicie), surowym alkoholu etylowym, daje się zauważyć swoim charakterystycznym, niemiłym zapachem. Drogą przekraplania (desty-lacyi) można go jednak usunąć. Surowy spirytus zawiera oleju fuzlowego od 0,1—0,4°/₀. Niektóre wódki, jak otrzymane z wiśni, śliwek, wytłoczyn winogronowych itp., zawierają znacznie większe ilości fuzlu.

Alkohol amylowy działa na organizm szkodliwie, trująco, i z tego powodu w stanie wolnym w wódkach, nie powinien się znajdywać.

W powietrzu pali się olej fuzlowy płomieniem silnie świecącym i gdyby nie bardzo przykra woń, możnaby go użyć z dobrym skutkiem do oświetlania.

Olej fuzlowy posiada rozliczne zastosowania. Przede-wszystkiem służy do wyrobu octanu amylowego, który w bardzo wielkiej ilości znajduje zastosowanie w przemyśle naftowym, do wymywania składników asfaltowych nafty. Dalej służy jako główny składnik do wyrobu esencyi owocowych. Alkohol amylowy łączy się bowiem z różnymi kwasami, wytwarzając estry, związki o bardzo przyjemnej woni owocowej. Wreszcie oleje fuzlowe rozpuszczają bardzo łatwo olejki i tłuszcze i to znacznie lepiej, niż alkohol etylowy i jako takie mają zastosowanie w parfu-.meryi, oraz innych działach techniki fabrycznej, jako bardzo dobry rozczynnik różnych ciał.

W pozostałościach po oczyszczeniu (rektyfikacyi) spirytusu surowego, znaleziono następujące, ważniejsze, uboczne składniki fermentacyi alkoholowej:

alkohol izopropylowy « propylowy « butylowy « izobutylowy « izoamylowy « amylowy optycznie czynny aceton, furfurol, oraz estry kwasów tłuszczowych.

Według K. Windischa skład olei fuzlowych wolnych od wody i alkoholu etylowego, jest następujący:

1 kg. oleju fuzlowego z ziemniaczanego spirytusu zawiera:

toż) *

Tf o o

m i—^ cn o oo co t"-*' o o cf o ^ oo

CN O

u,

normalnego alkoholu propylowego alkoholu izobutylowego « amylowego wolnych kwasów tłuszczowych estrów kwasów tłuszczowych furfurolu i zasad

W 100 częściach kwasów i esterokwasów oleju fuzlowego znajduje się:

36 części

kwasu kapronowego « pelargonowego « kaprylowego « kaprinowego « masłowego « octowego

12

32

14

o co

en en

1 kg. oleju fuzlowego ze zbożowego spirytusu zawiera:

36,90 gr. 157,60 « 158,50 « 1,33 « 1,60 « 3,05 « 0,33 <-0,48 «

normalnego alkoholu propylowego alkoholu izobutylowego « amylowego « heksylowego wolnych kwasów tłuszczowych estrów kwasów tłuszczowych terpenów

wodnika terpenowego

furfurolu, zasad i alkoholu heptylowego 0,21    «

W 100 częściach kwasów i esterokwasów żytniego oleju fuzlowego znajduje się:

kwasów wolnych kwasów związanych kwasu    kapronowego    44,1    gr.

«    masłowego

«    octowego

40,7 gr. 14,2 »

34,8 «

0,4 «

2,7 «

9,6 « 0,4 «

0,3

Tak terpen C,₀ Hi₆ jak i wodnik terpenowy C₁₀ H₁₈ O posiadają nawet w wielkiem rozcieńczeniu charakterystyczną woń żytniówki i one też głównie przyczyniają się do woni wódki z żyta.

b) Aldehyd etylowy C₂ H₄ O.

Aldehyd etylowy tworzy się przez utlenienie alkoholu etylowego w ślad zrównania:

C₂ H₅ OH + O = CH₃ • CHO + H₂ O

woda.

alkohol etylowy tlen aldehyd etylowy

Powstaje on podczas fermentacyi alkoholowej, a zwłaszcza podczas destylacyi zacieru, względnie gotowania spirytusu nasyconego tlenem. Również tworzy się przy sączeniu spirytusu przez ciała porowate, jak węgiel drzewny.

Aldehyd etylowy jest to ciecz bezbarwna, bardzo ruchliwa, silnie załamująca światło, o ciężarze właściwym 0,7889 i woni ostrej, duszącej. Wrze w ciepłocie 20,8° C; należy więc do związków bardzo łatwo lotnych i z tego powodu przy destylacyi znajduje się w pierwszych produktach gotowania, w tak zwanym przedgonie oczyszczanego spirytusu. Należy do związków łatwo utleniających się, wiąże tlen i przechodzi na kwas octowy. Z tego też powodu działa silnie odtleniająco, rozkłada i zabiera tlen różnym związkom, przedewszystkiem tlenkom metali ciężkich. Zdolność odtleniania alkalicznego rozczynu siarczanu miedzi przez różne cukry, polega właśnie na obecności w cukrach takich odtleniająco działających grup aldehydowych.

c) Kwas octowy C₂ H₄ 0₂.

Kwas octowy, należy według najnowszych badań, do stałych produktów fermentacyi alkoholowej, jakkolwiek powstaje tu tylko w bardzo małej ilości.

W przyrodzie znachodzi się w sokach wielu roślin bądź w stanie wolnym, bądź w postaci soli.

Powstaje przez utlenienie alkoholu. To utlenienie może następować tak pod wpływem czynników chemicznych, jak i działaniem drobnoustrojów, zwłaszcza bakteryi kwasu octowego, oraz niektórych bakteryi kwasu mlekowego, tak zwanych dzikich, albo szkodliwych bakteryi kwasu mlekowego, które obok kwasu mlekowego, tworzą także i pewne ilości kwasu octowego. Powstawanie kwasu octowego w zacierze jest zawsze połączone ze stratą alkoholu.

Fabrycznie otrzymuje się kwas octowy albo przez suchą destylacyę drzewa, albo też działaniem bakteryi kwasu octowego, które alkohol utleniają na kwas octowy w myśl zrównania:

Kwas octowy jest cieczą bezbarwną, woni ostrej, przejmującej i silnie kwaśnego smaku. W stanie stężonym działa gryząco i wywołuje na skórze pęcherze. W nizkiej ciepłocie ścina się na masę krystaliczną (stąd nazwa kwasu octowego-lodowatego), która topi się dopiero w 16,7° C, a wrze w 118,1° C. Z wodą łączy się w każdym stosunku, przyczem rozczyn zagrzewa się i zmniejsza swą objętość. Rozczyny wodne noszą nazwę octu. Ciężar właściwy kwasu octowego wynosi 1,0515 przy 15° C, a w miarę rozcieńczania wodą, ciężar właściwy podnosi się, z powodu tworzenia się wodnika. Największy ciężar 1,0748 odpowiada kwasowi C₂ H₄ 0₂ -f- H₂ O, który zawiera 77°/₀ kwasu, a 23°/₀ wody. Przy dalszem rozcieńczaniu ciężar właściwy maleje tak, że np. rozczyn około 40°/₀ ma ten sam c. wł., co kwas bezwodny. Z tego powodu z ciężaru właściwego, rozcieńczonego kwasu octowego, nie można bezpośrednio ocenić jego stężenia, jak to ma miejsce przy innych cieczach np. rozczynach wodnych alkoholu.

2-

C₂ H₅ (OH) + 0₂ = H₂ O + C₂ H₄ 0₂

alkohol etylowy

tlen

woda

kwas octowy.

d) Kwas masłowy C₄ H₈ O

Kwas masłowy znajduje się bądź w stanie wolnym, bądź w połączeniu z gliceryną, jako gliceryd różnych tłuszczów zwierzęcych lub roślinnych, (w maśle około 5°/₀) nadto w pocie, kale itd.

Powstaje najdogodniej działaniem specyalnych bakte-ryi, które zamieniają cukier drogą fermentacyi masłowej na kwas masłowy.

C₆ H

12

dekstroza

Oe — C₄ H₈ 0₂ -f- 2 C0₂ -f 4 H

kwas masłowy dwutlenek wodór, węgla

Kwas masłowy jest cieczą bezbarwną, gęstą, silnie kwaśną, woni bardzo niemiłej zjełczałego masła. Ciężar właściwy = 0,9587 przy 20° C., wrze w ciepłocie 162,3° C.

Kwas masłowy spotykamy czasami w melasie, oraz w gorzelniach z kadziami fermentacyjnemi z betonu. Na drożdże działa osłabiająco, należy więc do antyseptyków. W małych dawkach działa na fermentacyę pobudzająco, a zarazem chroniąco i z tego powodu proponowano go dodawać jako środka odkażającego, przy sporządzaniu przy-cierków drożdżowych.

e) Kwas bursztynowy C₄ H₆ 0₄.

Kwas bursztynowy występuje w niektórych roślinach, w niedojrzałych winogronach, moczu, krwi, dalej różnych żywicach. Tworzy się podczas utlenienia wielu tłuszczy.

W gorzelni spotykamy go jako stały produkt fermen-tacyi alkoholowej. Według najnowszych badań Ehrlicha, kwas bursztynowy powstaje podobnie jak oleje fuzlowe ze związków aminowych. Jeżeli do cieczy fermentacyjnej doda się kwasu glutaminowego,

COOH • CH₂ • CH₂ • CH (NH₂) — COOH

to równocześnie podniesie się znacznie ilość kwasu bursztynowego. Widoczne więc, że tworzenie się kwasu bursztynowego jest związane z obecnością kwasu glutaminowego. Ponieważ ten ostatni jest produktem przemiany mate-ryi drożdżowej, przeto pozostaje z tą w łączności. Tworzenie się kwasu bursztynowego podczas fermentacyi, będzie więc zależne od procesów rozkładu białka komórki drożdżowej.

Kwas bursztynowy jest ciałem stałem, krystalicznem, bezbarwnem, smaku właściwego. Topi się w 185° C, wrze w 235° C. Rozpuszcza się w 20 częściach wody o 16° C., a mniej jak w 1 części gotującej się wody. Trudno się rozpuszcza w alkoholu, jeszcze trudniej w eterze.

f) Gliceryna C₃ Hg 0₃.

Gliceryna jest głównym składnikiem wszelkich tłu

szczów.

Tworzy się stale w małej ilości podczas fermentacyi alkoholowej i należy, obok kwasu bursztynowego i octowego, do produktów przemiany materyi drożdżowej. Według badań Pasteura stosunek gliceryny do kwasu bursztynowego w cieczy odfermentowanej, pozostaje jak 5:1. Powstawanie gliceryny nie jest do obecnej chwili dostatecznie wytłómaczone; prawdopodobnie powstaje z tłuszczu działaniem enzymu lipazy.

Gliceryna jest cieczą gęstą, bez woni i barwy, smaku silnie słodkiego, o ciężarze właściwym 1,26 przy 20° C. W ciepłocie poniżej 0° C. ścina się na masę przejrzystą, krystaliczną, która topi się w 17° C. Czysta gliceryna wrze w 290° C. prawie bez rozkładu. Z powietrza przyciąga chciwie wilgoć i z tego powodu służy do oblewania ciał, które przez wysychanie łatwo kruszeją. Z wodą mię-sza się gliceryna w każdym stosunku, w eterze nie rozpuszcza się.

Gliceryna posiada obfite zastosowanie do wyrobu nitrogliceryny, likierów, konserw owocowych, czernideł, nadto w medycynie.

g) Kwas mlekowy C₃ H₆ 0₃.

W przyrodzie spotykamy kwas mlekowy bardzo często. Znajduje się w kwaśnem mleku, kapuście kiszonej, w soku żołądkowym, w opium itp.

Otrzymuje się przez fermentacyę mleczną z cukru i związków pokrewnych, pod wpływem właściwych drobnoustrojów, bakteryi kwasu mlekowego.

c₆ H₁₂ Oe = 2Q He 0₃

kwas mlekowy.

dekstroza

Powstały kwas, zwany fermentacyjnym, jest optycznie bierny, czem różni się od jego odmiany kwasu paramleko-wego, czyli mięśniowego, znajdującego się w soku mięśniowym, który płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na prawo.

Kwas mlekowy fermentacyjny otrzymuje się także i w gorzelniach, gdzie służy jako środek chroniący (odkażający) drożdże przed rozwojem obcych, szkodliwych organizmów; nadto przyczynia się tam do łatwiejszego rozkładu ciał białkowatych, pod wpływem enzymów trawiących białko, a tern wpływa na podniesienie pożywności przycierków drożdżowych.

Kwas mlekowy jest cieczą gęstą, oleistą, bez woni, o silnym, czysto-kwaśnym smaku, a ciężarze właściwym 1,2485 przy 15° C. W nizkiej ciepłocie ścina się na masę krystaliczną, która topi się w -f- 18° C. W zwyczajnem ciśnieniu jest nielotny, a można go destylować tylko w próżni. Z wodą, alkoholem i eterem miesza się w każdym stosunku. Sole kwasu mlekowego łatwo rozpuszczają się w wodzie, a pod wpływem bakteryi kwasu masłowego, przechodzą na kwas masłowy, przyczem wydziela się bezwodnik węglowy i wodór.

h) Mannit C₆ H₁₄ 0₆ i gumy fermentacyjne.

Oba związki występują tylko przy nienormalnej fer-mentacyi alkoholowej, mianowicie przy fermentacyi śluzowej, powodowanej specyalnemi bakteryami. W takich razach wydziela się wodór, który łączy się z dekstrozą na mannit:

C₆ H₁₂ 0₆ -f- 2H — Ce H₁₄ Oe

dekstrozą

wodór

mannit.

Mannit jest ciałem krystalicznem, smaku słodkiego. Płaszczyznę spolaryzowanego światła skręca na prawo. Rozpuszcza się w 6 częściach wody zimnej. Ulega łatwo fermentacyi tak alkoholowej, jak i kwaśnej kwasu mlekowego lub masłowego, przyczem wydziela się wodór.

Gumy fermentacyjne są prawdopodobnie identyczne z kwasem arabinowym. Są to ciała bezkształtne, bez woni i smaku. Ogrzewane z kwasami, najlepiej rozcieńczonym kwasem siarczanym, zamieniają się na gronowce lub ciała podobne.

i) Inne uboczne produkty fermentacyi alkoholowej.

W surowym spirytusie można jeszcze znaleść cały szereg związków, które powstają podczas fermentacyi alkoholowej i pozostają do niej w pewnej zależności. Warunki ich powstawania nie są nam jeszcze dokładnie znane, w każdym razie występują one podczas fermentacyi alkoholowej i spotykamy je jako stałe składniki' przedgonu, względnie niedogonu. Ważniejsze z nich są następujące:

Alkohol izopropylowy, propylowy, butylowy, izobu-tylowy, acetal, furfurol, etylowe i amylowe estry kwasów tłuszczowych.

Acetal powstaje przez działanie w wyższej ciepłocie alkoholu na aldehyd etylowy. Spotyka się go w dość znacznej ilości w przedgonie. Jest związkiem woni eterycznej.

Przegląd ważniejszych produktów fermentacyi alkoholowej.

Nazwa

Wzór strukturowy

Punkt

wrzenia

°C.

Ciężar właściwy przy 15° C.

1. Alkohole:

Alk. etylowy « propylowy « izopropylowy « butylowy

CH₃CH₂(OH)

CH₃CH₂CH₂(OH)

CHsCH(OH)CH₃

CH₃.CH₂CH₂-CH₂(OH)

78,3

97,4

82,1

0,79425

0,8066

0,7903

117,0

0,8129

Nazwa

Wzór strukturowy

Punkt

wrzenia

°C.

Ciężar właściwy przy 15° C.

CH

Alk. izobutylowy

CH₃

³)CH.CH₂(OH)

108,4

« amylowy

CH₃CH₂.CH₂CH₂CH₂(OH)

137,0

0,8003 przy 18°C.

0,8172

CH

« izoamylowy

CH₃

³)CHCH₂CH₂(OH)

131,1

0,8135

« amylowy (optycznie czynny)

CHS

CHs-CH,

>CHCH₂(OH)

128,7

« heksylowy « heptylowy

CH;j-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂.CH₂.(OH)

157,2

0,8330 przy 0° C.

0,8222

Gliceryna

Mannit

CH₈-CH₂-CH₂.CH₂.CH„-CH₂-CH₂(OH)

CH₂(OH)-CH(OH)CH₂(OH)

CH₂(OH)-[CH(OH)]₄CH₂(OH)

175,5

0,8242

290

1,2604

2. Aldehydy i ketony:

Aldehyd etylowy

Acetal

CH₃-COH

278 przy ciśnieniu 1 mm.

1,488

20,8

Furfurol

Aceton

CH₃-CH(OC₂H₅)₂

C₄H₃OCOH

CH₃COCH₃

109

162,0

56,5

0,7889

0,8314 przy 20°C.

1,1636 przy 13,5°

0,7920 przy 19,8°

3. Kwasy:

Bezwodnik kwasu węglowego

kw. mrówkowy « octowy » masłowy « kapronowy

co₂

— 80

HCOOH

1,529

stosunku ietrza ~

100,6

1,220

do

kaprylowy

CHs-COOH

CH₃CH₂CH₂COOH

ch₃ch₂.ch₂ch₂ch₂coo H

CH₃(CH₂)₆COOH

118,1

162,3

205

237,5

1,0515

0,9587 przy 20°C, 0,9289

0,9100

Nazwa

Wzór strukturo wy

Punkt

wrzenia

Ciężar

właściwy

°C.

przy

15° C.

kw. pelargonowy « kaprinowy « mlekowy

CH₃(CH₂)₇COOH

CH₃-(CH₂)₈COOH

CH₃CH(OH)COOH

254

268,4

119 przy ciśnieniu 12 mm.

0,9045

0,8858 przy 40°C. 1,2485

« bursztynowy 4. Oleje eteryczne: Terpen

Wodnik terpenowy

COOHCH₂-CH₂COOH

Ck)Hi₆

CioH₁₈o

235

1,552

167—170

206—210

0,8492

0,9302

Część czwarta.

Woda, paliwo, surowe produkty.

ROZDZIAŁ l.

Woda.

Woda w przyrodzie.

Woda znajduje się bardzo obficie na ziemi. Rozróżniamy ją jako: 1) wodę deszczową, 2) źródlaną lub studzienną, 3) strumieni, potoków lub rzek, 4) stawów i jezior, 5) wodę mineralną i 6) wodę morską.

Najczystszą jest woda deszczowa. W powietrzu unosi się para wodna, która wskutek oziębienia skrapla się i opada na ziemię w postaci deszczu, śniegu lub gradu. Wody te przebiegając w drodze ku ziemi przez warstwy powietrza, rozpuszczają lub porywają ze sobą jego składniki, czy to istotne, czy przypadkowe, więc: tlen, azot, bezwodnik węglowy, oraz cząsteczki pyłu, w którym znajduje się wiele drobnoustrojów i t. p. Ponieważ te składniki najczęściej są gazami i to w wodzie trudno rozpuszczalnymi, przeto wody opadowe są stosunkowo bardzo czyste, a przy długo trwałych opadach zbliżają się składem swym do wody destylowanej.

Wody opadowe znikają z czasem z powierzchni ziemi. Jedna ich część paruje i dostaje się napowrót do powietrza. Druga — ścieka po powierzchni ziemi do rzek, które dążą do jezior lub morza. Trzecia wreszcie wsiąka w ziemię, przesącza się przez jej pokłady, aż natrafi na warstwy nieprzesiąkliwe; na nich zbiera się, płynie po nich gdy są nachylone i w danym razie wydostaje się wraz z niemi na powierzchnię ziemi. Takie podziemne wody zowią się grun-towemi, a stają się źródłami, gdy wydostaną się na wierzch. Jeżeli zaś trzeba do nich kopać, noszą nazwę wód studziennych, które znowu stają się artezyjskiemi, jeżeli ze znacznej kopanej głębokości wydostają się na powierzchnię. To ma miejsce wtenczas, jeżeli woda zaskórna, tocząc się pochyłością warstwy ziemi, dostanie się do zagłębienia, z którego wydobyć się nie może, a jest naciskaną przez wciąż napływającą wodę. Jeżeli studnią wierconą dostaniemy się do tego zbiornika podziemnego, to woda, znajdując się tam pod znacznem ciśnieniem, wstępuje w otwór wiercony niekiedy z taką siłą, że bije fontanną do góry.

W tej podziemnej wędrówce, wody opadowe doznają zmian, daleko sięgających. W wierzchnich warstwach ziemi, pochłania woda znaczne ilości bezwodnika węglowego, który wytwarza się tam wskutek butwienia i gnicia różnych szczątków roślinnego lub zwierzęcego pochodzenia. Oprócz tego rozpuszcza rozmaite przetwory gnicia i butwienia, jako też porywa i unosi ze sobą rozliczne bakterye, które owe gnicie i butwienie powodują. W miarę oddalania się wody od powierzchni ziemi, zanieczyszczenia, pochodzące z gnicia i butwienia, jako też i same bakterye znikają, a miejsce ich zajmują związki mineralne, składniki warstw, przez które woda płynie. Najczęściej są niemi siarczan i węglan wapniowy i magnezowy, gdyż związki te tworzą najpospolitsze, rozpuszczalne składniki ziemi; inne zaś znajdują się w pokładach ziemi znacznie rzadziej, stąd też spotykamy je w wodzie tylko w bardzo małych ilościach.

Jedne z tych składników rozpuszczają się w wodzie bezpośrednio, jak: siarczany, chlorki, azotany; inne, jak trudno rozpuszczalne węglany obojętne, zamieniają się pod wpływem bezwodnika węglowego na łatwo już rozpuszczalne kwaśne węglany, np.:

Ca C0₃ + H₂ O + C0₂ = Ca (HC0₃)₂

węglan wapniowy woda dwutlenek kwaśny węglan

węgla wapniowy.

Sole wapnia i magnezu powodują twardość wody.

Wody źródlane lub studzienne są bezbarwne, przeźroczyste, bez woni, o ciepłocie 8—12° C, smaku świeżego, orzeźwiającego, przyczem części stałych w 1 litrze zawierają około 0,5 gr. Głównymi składnikami tych stałych części są sole wapniowe i magnezowe; natomiast powinne być wolne od ciał organicznych, jako też produktów gnicia i rozkładu, oraz drobnoustrojów, powodujących te rozkłady. Ponieważ produktami gnicia ciał organicznych są amoniak i jego związki, dalej kwas azotawy i siarkowodór, przeto obecność tych składników wskazuje, że albo dostały się tam drogą ubocznych ścieków, lub, że w tej wodzie zachodzą procesy gnicia. Wody takie nie nadają się do picia.

Czasami wody źródlane zawierają znacznie więcej niż 0,5 gr. ciał stałych, a między temi takie, które wodzie nadają szczególniejszy smak. Wody takie noszą nazwę wód mineralnych i dla celów technicznych zupełnie się nie nadają.

Wody rzeczne tworzą się z wód źródlanych. W górnym biegu rzek, wody składem swym i własnościami przypominają wody źródlane. W miarę jednak oddalania się od źródeł, wody rzeczne zmieniają się coraz więcej. Przyjmują ciepłotę otoczenia, stykając się z powietrzem, utrącają część bezwodnika węglowego, a z nim kwaśne węglany; dalej rozcieńczają się wodami opadowemi i różnymi dopływami, oraz rozpuszczają składniki, spotykane w swoim łożysku, wreszcie prądem swym porywają cząsteczki stałe, które unoszą jako muł rzeczny, nadający im właściwą barwę. Wody więc rzeczne, w miarę odsuwania się od źródeł, stają się coraz więcej miękkie, lecz zarazem i zanieczyszczone różnymi ściekami, niosącymi produkty zgnilizny, oraz czynniki powodujące to gnicie.

Jeziora powstają przez zbieranie się w pewnem zagłębieniu wód opadowych, stąd też posiadają one zwykle wody bardzo miękkie.

Stawy mają wodę albo źródlaną, albo rzeczną i opadową. W pierwszym wypadku woda jest dosyć twardą, lecz zarazem dosyć czystą, w drugim wypadku woda jest nieraz bardzo miękka, lecz równocześnie zawiera wiele sub-stancyi gnijących, jako też wiele drobnoustrojów. Stawy dobre, w których ryby szybko narastają, mają wodę silnie zakażoną.

Woda w gorzelni.

Wody w gorzelni potrzeba zawsze bardzo wiele, jak to wykazuje następująca tabelka.

Ilość potrzebnej wody w gorzelni:

Studnia powinna wydać dziennie

Wydajność pompy

zacier 2. zaciery 3. zaciery 4. zaciery j w godzinie

Przy produk-cyi spirytusu z jednego zacieru

wiader hektol. wiader m³ wiader m³ wiader m⁸ wiader m³ wiader ms

OOUiOUiOCnO

cn

<n    co co    in

1000 10 1500 15 2000

1500 15 2200 22 3000

2000 20

2500 25 3000 30

3500 35

4000 40

4800 49

20

2500 25    300

30

3700 37    450

3000 30 4000

3700 37 5000

4500 45 6000

5200 52 7000

6000 60 8000

7200 72 9600

40

50

60

70

80

96

5000 50    600

6200 62    750

7500 75    900

8700 87 1050

10000 100 1200

12000 120 1500

O    CN    to

ł—I    T—H    T—I

cn

Zatem w przybliżeniu na każdy hektolitr, względnie wiadro 100° spirytusu, potrzeba około 100 hl. względnie wiader wody.

Nietylko jednak ilość, lecz także i jakość wody jest bardzo ważną. Woda, nie odpowiadająca warunkom dobrej wody gorzelniczej, powoduje trudności w prowadzeniu robót, obniża wydatki spirytusu i utrudnia należyte wyzyskanie surowych produktów. Ogólnie można przyjąć, że woda o ciepłocie około 10° C. (8° R.), posiadająca własności dobrej do picia, niezbyt twarda, a przedewszystkiem wolna od ciał gnijących i to gnicie powodujących, jest zupełnie odpowiednią dla celów gorzelniczych.

Wodę w gorzelnictwie potrzeba dla trojakiego celu:

2)

1) do zasilania kotła, chłodzenia,

3)

mycia kadzi i aparatów, do słodowania, rozcieńczania zacierów i podobnych czynności technicznych.

Zależnie więc w jakim kierunku ma być użytą, powinna wykazywać odpowiedni skład i własności.

Woda kotłowa.

Woda kotłowa powinna być przedewszystkiem miękką, t. j. nie zawierać wiele soli wapnia i magnezu, które na ścianach kotła powodują tworzenie się osadu, zwanego uwarem albo kamieniem kotłowym. Prócz tego nie powinna zawierać wiele ciał, będących w zawiszeniu, gdyż te przyspieszają tworzenie się grubego kamienia kotłowego. Jeżeli obok soli wapnia i magnezu, znajduje się wiele krzemionki, to tworzący się kamień jest twardy, zwięzły, i tylko z trudnością daje się usuwać ze ścian kotła, szczególnie jeżeli wapniowce są w formie siarczanów. U war, którego głównym składnikiem są węglany wapniowców, jest mniej zwięzły i można go łatwo ze ścian kotła usuwać. Związki organiczne wpływają na tworzenie się obfitego osadu, który jednak łatwo z kotła usunąć. Jeżeli obok większej ilości związków organicznych, znajdują się w wodzie także azotyny i azotany, to często dochodzi do ich redukcyi na tlenki azotu, które nagryzają kocioł, powodując jego silne rdzewienie. Również wody, zawierające siarkowodór, siarczki, kwasy i tłuszcze, więc wody mineralne lub zanieczyszczone wodami kanałowemi, są jako woda kotłowa nieprzydatne, gdyż niszczą kocioł.

Tworzenie się kamienia kotłowego jest bardzo niekorzystne. Osad, przypiekając się do ścian kotła, stwarza zły przewodnik ciepła, który powoduje gorsze wyzyskanie ma-teryału opałowego, a tern samem większe zużycie paliwa. Grubość i zwięzłość uwaru kotłowego, decydują o stratach paliwa, które mogą dojść do 40°/₀.

Nietylko gorsze zużycie paliwa powoduje kamień kotłowy, lecz jest także groźny, niebezpieczeństwem rozsadzenia kotła. Pod warstwą uwaru, jako złym przewodnikiem, ściany kotła dogrzewają się często do żaru. Jeżeli w takim wypadku pęknie uwar na dłuższej przestrzeni, lub też odpryśnie jego znaczny kawał, to woda dostawszy się do rozżarzonej ściany kotła, tak szybko i w tak znacznej ilości zamienia się na parę, że wskutek gwałtownie zwiększonego ciśnienia może spowodować, szczególnie przy słabszym kotle jego rozsadzenie. Zwięzłość i grubość uwaru zwiększa niebezpieczeństwo rozsadzenia kotła.

Wody twarde, jako nienadające się do zasilania kotła, należy sztucznie zmiękczyć (o czem piszemy poniżej). Ponieważ nie zawsze dysponuje się w gorzelni odpowiednią wodą do zasilania kotła, przeto we wszystkich wypadkach, gdzie chcemy chronić się przed szybkiem tworzeniem się uwaru, należy po ukończonym ruchu w gorzelni, względnie przed jego rozpoczęciem, skoro ciśnienie w kotle opadnie do 1 atm., wypuścić tyle wody z kotła, ile jej odchodzi z osadem. Woda, występująca pod ciśnieniem, porywa ze sobą zebrany na dnie kotła luźny osad i tern powstrzymuje tworzenie się uwaru.

Również jest korzystne, jeżeli kilka razy (3—5) podczas ruchu w gorzelni, gdy pobieranie pary jest mniejsze, nagłem otwarciem kurka spustowego wypuści się trochę wody z kotła, która odpływając, porywa osad. Przy większych kotłach ostatni sposób okazuje się korzystniejszy, aniżeli odpuszczanie wody przed rozpoczęciem i po skończeniu ruchu w gorzelni.

Wysmarowanie suchych ścian kotła grafitem chroni je w czasie spoczynku przed rdzewieniem, zaś podczas ruchu utrudnia przypiekanie się osadu, który przez to łatwiej odchodzi.

Najlepszą wodą do zasilania kotła jest jako najmiększa, woda opadowa. Z tego też powodu bardzo dobrą jest woda z jezior, oraz czystych sadzawek i stawów, o ile w tych ostatnich niema wiele źródlisk. Również wcale dobrą jest woda wielkich rzek, natomiast woda strumieni górskich jest już mniej korzystną, gdyż jest twardszą. Najmniej odpowiednie są wody źródlane, studzienne, wreszcie mineralne, które zwykle szybko niszczą kocioł. Wody, płynące przez łąki szczególnie torfowe, są zwykle miękkie, lecz za to niosą ze sobą wiele rozpuszczonych ciał organicznych, które przyczyniają się do tworzenia obfitego, jakkolwiek niezwięzłego osadu.

Woda do chłodzenia.

Drugiej wody potrzeba w gorzelni do chłodzenia zacieru i spirytusu. Od tej wymaga się, by jej ciepłota była możliwie nizka, gdyż w takim razie potrzeba jej mniej, a to pociąga za sobą zmniejszenie zużycia paliwa. Oprócz ni-zkiej ciepłoty trzeba, by woda chłodząca była wolną od ciał, będących w zawieszeniu, oraz od większej ilości czasowo rozpuszczonych soli, które wydzielają się z roz-czynu przez zetknięcie się z powietrzem, a daleko szybciej podczas ogrzania. Kwaśne węglany, rozkładając się, wydzielają się w formie osadu, który przylega do ścian przewodów chłodzących, przez co utrudnia chłodzenie i powoduje większe zużycie wody. Przez podgrzanie takiej wody aż do zagotowania, powtóre działaniem wapna gaszonego, lub wreszcie przez zetknięcie się jej na wielkiej powierzchni z powietrzem, np.: przez ściekanie kroplami z wierzy cierniowej lub koksowej, sole kwaśne węglanów rozkładają się

1    wydzielają w formie nierozpuszczalnego osadu.

Rury i przewody, które zaszły kamieniem, można oczyścić zapomocą szczoteczek drucianych lub wrzącym

2    — 5°/₀ ługiem żrącym, lub 5—8°/₀ rozczynem sody. W razie grubego kamienia, trzeba do tego celu użyć 1—2°/0 kwasu solnego, którym działa się na zimno lub ciepło.

Najodpowiedniejsze do chłodzenia w porze zimowej, późnej jesieni i wczesnej wiosny, są wody ze stawów, jezior, wreszcie rzek. Wody te są wolne od kwaśnych soli wapniowców, przeto nie tworzą podczas chłodzenia żadnego osadu, nadto w powyższym czasie mają nizką ciepłotę. W porze cieplejszej, więc wczesnej jesieni lub późnej wiosny, trzeba użyć wody studziennej, względnie źródlanej. Brak zimnej wody w gorzelni, pomijając większego jej zapotrzebowania, a z tern związanych kosztów, powoduje niepotrzebne przedłużanie robót, co musi odbić się niekorzystnie na gorszych wydatkach i większem zużyciu paliwa.

Woda do robót technicznych.

Trzeciej wody potrzeba do wszystkich innych czynności, więc wyrobu słodu, rozcieńczania zacieru itp. Od tej wody wymagamy, aby była przedewszystkiem czystą pod względem biologicznym tj., by nie zawierała ciał gnijących, oraz drobnoustrojów, powodujących te rozkłady i gnicie. Tu więc powinna być użytą najczystsza woda, zatem źródlana lub studzienna. Ponieważ i te wody mogą być zakażone ubocznymi ściekami, przeto tylko badania szczegółowe, drobnowidzowe i chemiczne mogą roztrzygnąć, czy dana woda nadaje się dla celów gorzelniczych i czy może być użyta w każdym kierunku, względnie w jakim?

Szczegółowa ocena wody.

Przy szczegółowej ocenie wody, należy zwrócić uwagę na następujące jej składniki:

1.    Ciała organiczne znajdują się nieraz w wodzie w wielkiej ilości. Zwykle są to resztki roślin, ulegające gniciu pod wpływem drobnoustrojów.

Związki organiczne są zatem tylko tern szkodliwe, że służą za pożywienie drobnoustrojom i umożliwiają ich rozwój. Ostatnie są właściwymi szkodnikami, które powodują zakażenie w gorzelni. Produktami ich działania są związki amoniaku, kwasu azotawego, azotowego i wreszcie chloru. Woda, do której przedostają się ścieki stajenne i ustępów, wody odpadkowe lub kanałowe, zawiera powyższe składniki i przeto jako zakażona nie nadaje się do przyrządzania słodu, mycia naczyń i podobnych robót technicznych.

Jednakże i wody, które nie zawierają powyższych składników, mogą być zakażone i nieść ze sobą wiele dro-bnoorganizmów, szkodliwych dla gorzelnictwa. Obecność ich można stwierdzić tylko zapomocą badań drobnowi-dzowych, które decydują, czy dana woda nadaje się dla celów gorzelniczych i w jakim kierunku? Wody, widocznie gnijące, są dla gorzelnictwa wogóle nieprzydatne, a co najwyżej mogą być użyte do zasilania kotła lub chłodzenia.

2.    Sole amoniaku w małej ilości są w zasadzie korzystne, gdyż służą jako pożywienie dla drożdży. Ponieważ jednak związki amoniaku są produktami gnicia i rozkładu ciał białkowatych roślinnego i zwierzęcego pochodzenia, przeto ich obecność wskazuje, że woda jest zakażona. Badania biologiczne wykazałyby z pewnością w takiej wodzie liczne drobnoustroje, między tymi szkodliwe dla procesów gorzelniczych. Z tego powodu wodę zawierającą związki amoniaku można użyć tylko do chłodzenia, a o ile jest miękką także do zasilania kotła.

3.    Kwas azotawy jest produktem utlenienia amoniaku i jego soli; wskazuje zatem na procesy rozkładu i gnicia. Oprócz tego już drobne ilości kwasu azotawego i jego soli, działają szkodliwie na rozwój drożdży, przez co wpływają ujemnie na przebieg fermentacyi. Woda, zawierająca kwas azotawy i jego sole, nadaje się tylko do chłodzenia, a w braku lepszej, wreszcie i do zasilania kotła. Związki kwasu azotawego, wobec większej ilości ciał organicznych, ulegają redukcyi na tlenki azotu, które, jak to już mówiliśmy wyżej, działają niszcząco na kocioł.

4.    Kwas azotowy jest dalszym produktem utlenienia amoniaku i kwasu azotawego. Woda, zawierająca jego większe ilości, jest zawsze podejrzaną o zakażenie różnymi drobnoorganizmami, jako też ciałami gnijącemi. Jeżeli woda taka jest wolną od amoniaku i kwasu azotawego, to nawet znaczniejsze ilości kwasu azotowego nie muszą wskazywać na procesy gnicia, a tern samem na zakażenie wody, gdyż jego obecność może być innego pochodzenia. W każdym razie woda o zawartości kwasu azotowego, jest podejrzaną i o jej przydatności mogą roztrzy-gnąć tylko szczegółowe badania biologiczne.

5.    Siarkowodór występuje w wodach mineralnych, jako też podczas procesów gnicia. Woda, wykazująca jego obecność, dla celów gorzelniczych jest nieprzydatną.

6. Chlor, występujący najczęściej w formie chlorku: sodu, potasu, magnezu lub wapnia jest niekorzystnym,, gdyż uszkadza proces słodowania. Lintner znalazł, że już zawartość 0,03% soli kuchennej wydłuża czas moczenia z 97 na 120 godzin, a zawartość 0,05°/₀ soli kuchennej wydłuża moczenie do 132 godzin. Równocześnie proces kiełkowania zostaje znacznie przedłużony, bo słód browarniczy, który przy zwyczajnej wodzie był dojrzały po 6 dniach, wymagał przy wodzie zawierającej sól kuchenną 9 dni; przyczem rozwój korzonków zostaje wstrzymany, a natomiast pobudzony rozwój piórka. Otrzymany słód był gorszy i dał mniej ekstraktu, i tak: w jednym wypadku zamiast 69,99°/₀ ekstraktu, otrzymano tylko 66,32°/₀, w dru-

gim jeszcze mniej, bo tylko 63,53°/₀. Woda, zawierająca znaczniejsze ilości chlorków, jest więc dla słodowania nieprzydatną. Jeżeli obok znaczniejszej ilości chlorków, znajdują się w wodzie także i większe ilości kwasu azotowego, to wskazuje, że do tej wody dostały się prawdopodobnie jakieś uboczne ścieki: gnojówki, wody ustępowej lub kanałowej. Woda tak zakażona nie nadaje się dla celów gorzelniczych.

7.    Suchej substancyi znajduje się w normalnej wodzie do picia 0,3—0,6 gr. w 1 litrze. Głównym składnikiem są tu sole wapniowe i magnezowe, które powodują twardość wody. Do chłodzenia i zasilania kotła najlepszą jest woda miękka, natomiast dla innych czynności technicznych, zwłaszcza do słodowania i zacieru, nadaje się najlepiej woda średnio twarda.

8.    Sole wapniowe i m ag n ez o w e. Woda twarda nadaje się lepiej do słodowania niż miękka, gdyż mniej rozpuszcza cennych składników zboża.

Siarczan wapniowy (gips), a zapewne i siarczan magnezowy wpływają pobudzająco na odbudowę ciał białkowych, oraz tworzenie się enzymów w słodzie, natomiast wpływają niekorzystnie na proces cukrowania. Węglany wapnia i magnezu w przeciwieństwie do siarczanów, wstrzymują trochę odbudowę białka, a tern samem tworzenia się enzymów w słodzie, za to działają na amylazę chroniąco. Przebieg cukrowania, zwłaszcza przy końcowej fermentacyi, więc proces docukrowania jest wówczas korzystniejszy, co powoduje lepsze wydatki alkoholu.

Najnowsze badania wskazują, że w zbożach znajdują się pewne związki, działające na drożdże trująco. Trucizny te można uczynić nieszkodliwemi zapomocą wapna, wobec czego pewna zawartość węglanów wapniowców w wodzie, jest dla przebiegu fermentacyi całkiem korzystną.

9.    Związki żelaza są dla procesu słodowania niekorzystne. Żelazo znajduje się zwykle w formie kwaśnych węglanów; te rozkładają się łatwo przy zetknięciu z tlenem powietrza i wydzielają się jako osad, barwy czerwonej, który pozostając na zbożu, utrudnia jego kiełkowanie. Szczególnie przy fabrykacyi drożdży prasowanych woda, zawierająca sole żelaza, jest szkodliwą, gdyż, pomijając trudności słodowania zboża, powoduje zabarwianie drożdży na niebiesko. Sole żelaza można łatwo usunąć zapomocą wapna, dodanego do wody, co jest koniecznem jeżel woda taka ma służyć do moczenia zboża.

Oczyszczanie wody.

Niezawsze skład i własności wody są tego rodzaju, że można ją użyć bezpośrednio do wszelkich robót w gorzelni; często trzeba ją przedtem oczyścić. Oczyszczenie wody może nastąpić przez sączenie na drodze mechanicznej, albo przez użycie różnych chemikalii na drodze chemicznej, wreszcie na drodze biologicznej.

Czysty, ostroziarnisty piasek nadaje się do mechanicznego czyszczenia wielkiej ilości wody. Woda, sącząc się przez warstwy piasku, utrącą wszystkie mechaniczne zanieczyszczenia, a między lemi i organizmy, powodujące rozkłady i gnicie. Warunki, jakie tu woda napotyka, są bardzo podobne do warunków znajdujących się w przyrodzie, gdzie, przechodząc przez warstwy ziemi, które działają jak sączek, utrącą towarzyszące jej zanieczyszczenia mechaniczne.

Filtr piaskowy sporządza się w podłużnych dołach (basenach) betonowych 2—2,5 m. (około 7—9 stóp) głębokich. Na spód zakłada się warstwę 30—35 cm. (około stopy) żwiru, a na to idzie warstwa piasku 60 - 65 cm. (około 2 stóp). Żwir daje się warstwami, różnej grubości. Na spód zbiornika, przychodzi żwir wielkości pięści, na to wielkości orzecha, wreszcie wielkości grochu, poczem dopiero daje się warstwa właściwie sączącego piasku.

Woda dopływa na filtr powolnym spadem i stoi na nim słupem x/₂—1¹/₄ m. (około 2—5 stóp), zależnie od tego, czy chcemy sączyć pod mniejszem, czy większem ciśnieniem. Sączenie nie idzie równie szybko. Początkowo, gdy puści się wodę na świeży filtr, sączenie idzie szybciej, a wolnieje w miarę, jak osadzają się na nim zanieczyszczenia. Skoro na filtrze zbierze się taka ilość osadu, że sączenie znacznie osłabło, wstrzymuje się dalszy dopływ wody, zgarnia się górną warstewkę piasku wraz z zanieczyszczającym ją osadem, poczem wyrównuje powierzchnie i dopuszcza na nowo wodę. W ten sposób postępuje się tak długo, aż sącząca warstwa piasku nie zmaleje do 40 cm. (poniżej 1¹/₂ stopy), poczem przerywa dopływ wody i dosypuje się świeżego, czystego piasku do pierwotnej wysokości. Zbierane warstwy zanieczyszczonego piasku wyrzuca się na kupy, a gdy dobrze przegniją (towarzyszące ciała organiczne), przemywa się go i bierze do ponownego sączenia. Filtrów piaskowych trzeba mieć zawsze dwa, tak, że gdy jeden jest nieczynny, z powodu jego oczyszczania, puszcza się wodę na drugi, i naodwrót.

48 wiader), lecz

Ilość oczyszczonej wody zależy od szybkości sączenia, zatem od warstwy wody, znajdującej się na filtrze, oraz od jej zanieczyszczenia. Im większy jest słup wody, zatem ciśnienie wyższe, tern większa jej ilość przesączy się, lecz za to jest ona mniej czysta; natomiast wolne sączenie podnosi czystość wody. Przy normalnem ciśnieniu 1 m.2 filtra piaskowego dostarcza w 24 godzinach 12 hl. wody (1 stopa² filtra dostarcza 8 wiader wody). Jeżeli szybkość sączenia zwiększymy, to na tej samej powierzchni można przesączyć do 72 hl. (tj. na 1 stopę2 za to woda nie będzie tak czystą, jak przy wolnem sączeniu.

Jeżeli chodzi o zatrzymanie tylko grubszych zanieczyszczeń, to bardzo dobrym jest filtr z gąbek. Odpadki z gąbek oczyszcza się przez wymycie kwasem solnym i następne wypłukanie ciepłą wodą. Skoro gąbki tak zmiękną, że pod naciskiem ręki nie dają się odczuć części twarde, co wskazywałoby na niedostateczne wymycie kwasem solnym, układa się je między dwie siatki o drewnianych ramach i obciąża kamieniami lub silnie ściąga śrubami. Filtr o powierzchni 1,8 X 1,1 m. (6,15x3,8 stopy), a grubości 32 cm. (około 1 stopy), na który potrzeba 30 kg. (około 73 funtów) gąbek, oczyszcza w 24 godzinach 500—600 m.³ (około 40—49 tysięcy wiader) wody; skuteczność filtra z gąbek jest więc bardzo wielką. Po pewnym czasie, zależnie od zanieczyszczenia wody, szybkość sączenia słabnie, pory gąbek zatkały się, należy zatem sączenie przerwać i gąbki starannie wyczyścić. Z tego powodu, jeżeli chodzi o sączenie bez przerwy, trzeba mieć do dyspozy-cyi dwa filtry, z których jeden jest w ruchu, a drugi w czyszczeniu.

Obok powyższych, znane są jeszcze filtry z węgla drzewnego, gliny palonej, asbestu itp. Wszystkie te służą tylko dla małej produkcyi, gdyż dla celów przemysłowych są za kosztowne.

Drugi sposób oczyszczania wody jest na drodze chemicznej. Tu głównie chodzi o usunięcie soli wapniowych i magnezowych, powodujących twardość wody, względnie także soli żelaza, wywołujących trudności przy słodowaniu i przy fabrykacyi drożdży prasowanych.

Jeżeli chodzi o usunięcie kwaśnych węglanów wapnia i żelaza, które w znacznej części wydzielają się już przez zetknięcie się wody z powietrzem, to postępowanie jest proste. Wodę pompuje się na wieżę lub do cylindrów, w których znajdują się porowate ciała, jak: koks, czerepy gliniane, węgiel drzewny itp., albo na rusztowanie z chrustu, po których woda, ściekając kroplami na dół, nasyca się tlenem powietrza, przez co następuje rozkład kwaśnych węglanów na obojętne, względnie na tlenki metali, wydzie-ające się w formie osadu.

Ca(HC0₃)₂ = CaC0₃ + H₂0 + CO.

kwaśny węglan węglan

wapniowy wapniowy obojętny

woda dwutlenek węgla

Fe(HCO„)₂ + 0₂ = Fe0₃ + H₂0 + 2COs

kwaśny węglan tlen żelaza

tlenek

żelaza.

Usunięcie soli wapniowców i żelaza można dokonać zapomocą wapna żrącego i sody, według metody Clarka. Wapno wydziela kwaśne węglany, soda siarczany i inne sole.

Ca(HC0₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2CaCOs + 2H₂0

kwaśny węglan wapno żrące węglan wapniowy wapniowy

MgCl₂ + Ca(OH)₂ = MgO -f CaCl₂

tlenek

chlorek magn. wapno żrące

chlorek magnezowy wapniowy

CaCl₂ + Na₂COs = CaC0₃ + 2NaCl

chlorek wapniowy soda węglan wapniowy chlorek

sodowy

CaS0₄ + Na₂C0₃ = CaC0₃ -j- Na₂S0₄

siarczan wapniowy soda węglan wapniowy siarczan

sodowy.

Miękczenie wody dokonuje się w większych fabrykach w osobnych aparatach, w mniejszych — w zbiornikach, stojących bezpośrednio nad kotłem. Wodę o ciepłocie 60° C. miesza się z odpowiednią ilością wapna i sody (którą oblicza się na podstawie rozbioru chemicznego wody) i pozostawia 2—3 godzin w spokoju. Po upływie tego czasu, gdy wytworzony osad opadł na dno, ściąga się stojącą nad nim klarowną wodę, którą można już bezpośrednio użyć do zasilania kotła i innych czynności.

Woda zmiękczona nigdy nie powinna wykazywać reakcyi alkalicznej, gdyż użyta jako woda kotłowa, powoduje szybkie nagryzanie nitów i pakunków, nadto gotuje się wybuchowo. Należy więc zawsze bacznie śledzić, czy ilość dodanych środków miękczących jest odpowiednią.

Dalszym środkiem miękczącym są krzemiany złożone: glinowo-potasowe lub sodowe, posiadające zdolność zatrzymania wapna w sączonej wodzie, przyczem w miejsce jego przychodzi do rozczynu potas, względnie

Dtyifynr

n*>cfy

wmm

safeg..ty 1 ■ i

!<!■]

SS

OczySTCZ:.. .

wocur*¹-

1»

m

Sgü

i!

ul

■fes

futra.'

ls

Sis

WÆW////////M.

Ryc. 9.

Aparat systemu Dervaux-Reiserta do miękczenia wody kotłowej. C.J. R. rozdzielacze sody, wapna, wody. 5. zbiornik do sycenia wody wapnem. E. Z. zbiornik wody zaprawionej chemikaliami. B. namulnik. E. filter

kwarcowy.

sód. Wody twarde można prostem sączeniem przez takie alkaliczne krzemiany (zeolity) zupełnie zmiękczyć. Przy długiem użyciu, w miarę gromadzenia się soli wapnia i magnezu, słabnie działanie zeolitu, lecz starczy takie słabo czynne alkaliczne krzemiany przemyć rozczynem soli kuchennej, by wrócić im pierwotną zdolność miękczenia wody. Do rozczynu przechodzą wówczas wapień i magnez, a w ich miejsce wstępuje do zeolitu odpowiednia ilość sodu.

W ostatnich czasach firma niemiecka J. D. Riedel, wprowadziła do handlu krzemian glinowo-sodowy pod nazwą »permutitu«, który z bardzo dobrym skutkiem usuwa z wody sole wapnia, magnezu i żelaza. Permutit używa się w warstwie 30 cm. (około 1 stopy) bezpośrednio albo też w warstwie 15 cm. (około ¹I₂ stopy), którą nakłada się na zwyczajny filtr piaskowy. 100 kg. (= 244 pudów) permutitu zmiękcza w 50 godzinach 187 m.³ (= 15205 wiader) wody o twardości 10° niemieckich.

Obok sody i wapna, oraz alkalicznych krzemianów, jako środków miękczących wodę, można jeszcze użyć dwuchromianu potasowego; natomiast należy się wystrzegać przed wszystkimi tajemnymi środkami, które rzekomo nie dopuszczają do tworzenia się kamienia kotłowego, lub też powodują łatwe miękczenie wody. Na pewną wzmiankę zasługuje tylko olej naftowy, którym naciera się ściany kotła i przez to utrudnia się gromadzenie uwaru, względnie ten łatwo od ścian kotła odchodzi. Użycie oleju naftowego jest jednak niebezpieczne ze względu na jego łatwą zapalność.

Wodę w gorzelni trzyma się zwykle w zbiornikach żelaznych, które należy chronić przed rdzą odpowiednimi środkami. W tym celu maluje się zbiorniki farbą lakierową, albo minją z pokostem.

Również dobremi są: mieszanina smoły pogazowej z asfaltem w stosunku 3:1, którą rozpuszcza się i zaciera na gorąco, jak i wreszcie cement rozrobiony na rzadką braję. W ostatnim wypadku, po każdej kampanii, należy zbiornik oczyścić, usunąć łuszczący się cement i zapędzlować ponownie świeżym cementem.

Wody odpadkowe z gorzelni stanowią bardzo dobry środek nawożący i jako takie powinne zawsze znaleść zastosowanie w gospodarstwie do irygacyi pól i łąk.

ROZDZIAŁ II.

Materyał opałowy.

Pod materyałem opałowym, paliwem, lub opałem, rozumie się wszystkie te ciała, przez spalenie których otrzymuje się ciepło. W pojęciu technicznem, materyałem opałowym może być każdy tani produkt przyrody, albo też wytwór sztuczny, który ulega spaleniu i dostarcza ciepła. Do pierwszych zaliczamy: węgiel kamienny, torf, drzewo, słomę, ropę itp., do ostatnich: koks, węgiel drzewny, gaz świetlny, brykiety, gaz wodny, spirytus itp.

Wszelki materyał opałowy składa się z węgla, wodoru, tlenu, azotu, siarki, popiołu i wody. Właściwemu spaleniu ulegają: węgiel, wodór i siarka i te składniki dostarczają ciepła, natomiast azot, woda i popiół zużywają ciepło i tern samem obniżają wartość opałową.

Paliwo, zawierające w swym składzie wiele wodoru, pali się płomieniem jasnym. Drzewo, torf, węgiel brunatny, jako zawierające wiele wodoru, łatwo się zapalają i płoną jasnym płomieniem, natomiast węgiel kamienny, zwłaszcza stare jego pokłady, antracyt, trudno się zapala i płonie słabo świecącym płomieniem, lecz za to bardzo gorącym.

Stosunek węgla, wodoru i tlenu w spotykanym najczęściej paliwie jest następujący:

tlenu 43,7 °/0 40,0°/0 34,0°/0 24,5 °/₀

Drzewo Młody torf Starszy torf Węgiel brunatny

węgla wodoru 50°/₀    6,3°/₀

54°/₀    6,0 °/₀

60°/₀    6,0 °/₀

70°/₀    5,5 °/₀

Węgiel kamienny tłusty Węgiel kamienny chudy Antracyt

węgla wodoru 80 °/₀    5,0%

88%    4,0%

95%    2,0 %

tlenu

15,0°/

8,0 °/

3,0°/

000

Spalanie materyału opałowego następuje w dostępie powietrza, którego tlen (21,8% ciężarowych) powoduje palenie, przyczem węgiel utlenia się na dwutlenek węgla C + 0₂ = C0₂, wodór na parę wodną H₂ -f- O = H₂0, siarka na dwutlenek siarki S -f- O2 = S0₂. 1 kg. węgla potrzebuje do spalenia się 2,666 kg. tlenu, co odpowiada

11.7    kg. powietrza, zaś 1 kg. wodoru, 8 kg. tlenu, równe

34.7    kg. powietrza. Przy spalaniu opału musi być odpowiedni nadmiar tlenu powietrza; brak dostatecznej ilości powietrza, powoduje niezupełne spalenie. Węgiel spala się wówczas tylko częściowo na dwutlenek węgla (C0₂), a w większej części na tlenek węgla (CO), przyczem znaczna ilość węgla uchodzi z komina w formie sadzy, co wszystko razem powoduje ogromne straty na paliwie.

Wartość opału ocenia się ilością ciepła, wyrażonego w ciepłostkach, a powstałego podczas spalania jednostki ciężarowej paliwa. Pod pojęciem ciepłostki (kaloryi) rozumie się tę ilość ciepła, jakiej potrzeba do ogrzania 1 kg. wody o 1° C.

W Królestwie Polskiem i Rosyi używają czasami w technice t. z. »ciepłostkę funtową«. Jakkolwiek naukowo ona uzasadnienia niema, to jednak z powodów praktycznych uwzględniając jej użytkowość, podajemy, że pod »cie-płostką funtową« należy rozumieć tę ilość ciepła, jaką potrzeba do ogrzania 1 funta wody o 1° C.

Przy spalaniu funta paliwa, otrzymamy taką samą ilość ciepłostek funtowych, jaką otrzymujemy ciepłostek właściwych (kilogramowych), przy spaleniu 1 kg. opału. Cie-płostka funtowa (409 gr.) jest niespełna dwa i pół razy mniejszą od ciepłostki właściwej (1000 gr.).

Wartość opałową wyraża się jako:

1)    bezwzględny skutek ciepła,

2)    skuteczna ilość ciepła.

Bezwzględny skutek ciepła podaje tę ilość ciepła, wyrażonego w ciepłostkach, jaką otrzyma się przez zupełne spalenie 1 kg. paliwa. Oznaczenie wykonuje się w odpowiednich aparatach, zwanych kalorymetrami. Wartość cyfrowa, którą tu otrzymamy, służy za podstawę do teoretycznego porównania wartości różnego paliwa.

Bezwzględny skutek ciepła w praktyce otrzymać nie można. Przy opalaniu kotła parowego, tylko część teoretycznie wykazanego ciepła zostaje praktycznie zużytą, reszta stanowi straty.

Straty ciepła są dwojakie: a) nie do uniknienia, na które składają się:

1)    Zużycie ciepła na wyparowanie wody, znajdującej się w większej lub mniejszej ilości w paliwie.

2)    Zużycie ciepła na wywołanie potrzebnego ciągu w kominie. Gazy idące do komina wykazują 200—400° C.

3)    Straty opału przez jego niezupełne spalanie, którego część przepada do popielnika. Przy złych rusztach i węglu spiekającym się, straty te mogą być wcale wielkie.

4)    Potrzebne ciepło do rozgrzania materyału opałowego aż do temperatury jego zapalenia, oraz strata ciepła, pozostałego w rozżarzonym popiele.

5)    Utrata ciepła przez promieniowanie i przewodzenie tak kotła, jak i jego przewodów parowych.

Największą stratę ciepła powodują gorące gazy spalenia, idące do komina.

b) Straty dające się przez dobre palenie ominąć,

a temi są:

1)    Zła obsługa paliwa na ruszcie.

2)    Niedostateczny dostęp powietrza, lub przeciwnie jego za wielki dostęp.

3)    Złe regulowanie ciągu komina.

Z przyczyn powyższych nawet w najlepszych warun-

Skuteczną ilość ciepła wyraża się zwykle siłą parowania, tj. ilością wyparowanej wody zapomocą jednostki ciężarowej 1 kg. opału. Do zamiany 1 kg. wody o 0° na parę o 100° C. potrzeba 636,5, okrągło 637 ciepłostek. Jeżeli więc wartość opałowa danego materyału, wyrażonego w ciepłostkach, podzieli się przez 637, to otrzyma się teoretyczną siłę parowania, np.:

kach spalania paliwa pod kotłem, zostaje tylko część ciepła, bo zaledwie 65—75°/₀, technicznie wyzyskaną, resztę 25—35°/₀ ciepła stanowią nie do uniknięcia straty. Jeżeli jednak urządzenie kotłowni jest złe, lub obsługa kotła niedbała i nieumiejętna, to skuteczna ilość ciepła, wyzyskana ze spalonego opału, może wynosić zaledwie 40°/₀ teoretycznej wartości opałowej, a resztę 60% będą stanowiły straty.

Węgiel o wartości opałowej 6300 ciepłostek przedstawia teoretyczną siłę parowania:

6300 :637 — 9,89 tj. tyle kg. (f.) wody mógłby wyparować 1 kg. (f.) węgla o 6300 ciepłostkach, gdyby całe jego ciepło zostało w tym kierunku zużyte. Ponieważ w praktyce osiągamy skutecznego ciepła tylko np. 75%, przeto 1 kg. (f.) powyższego węgla zdołałby dostarczyć:

9,89 x 75

100

= 7,4 kg. (f.) pary wodnej.

Rzeczywistą siłę parowania oznacza się przez bezpośrednią próbę palenia pod kotłem, przyczem oznacza się ilość kg. (f.) wody, wyparowanej zapomocą pewnej, danej ilości kg. (f.) opału. Dzieląc przez siebie tych dwoje liczb, otrzymuje się rzeczywistą siłę parowania. Do tego samego wyniku można dojść przez oznaczenie strat ciepła.

Drzewo rozróżnia się twarde i miękkie. Do twardych zalicza się: dęby, buki, graby, wiązy; do miękkich: wszystkie drzewa iglaste, dalej wierzby, topole, lipy, olchy, osiki.

Przeciętny skład chemiczny suchego drzewa jest na

stępujący:

węgla

42,0-47,0°/ 0,3—2,9 °/

49—50,6°/o wodoru około 6,0°/0 tlenu popiołu

Świeżo ścięte drzewo zawiera 40—45°/₀ wody, którą utrącą w miarę wysychania na powietrzu i już po 6 miesiącach ma zaledwie 25°/₀, po roku 20°/₀, a po 18 miesiącach 15 — 17°/₀. Więcej wody na powietrzu drzewo nie traci. Drzewo pozbawione kory utrącą wodę szybciej. Drzewa, cięte w zimie, zawierają mniej wody, jak cięte w pełnej we-getacyi, zwłaszcza młode.

Wartość opałowa drzewa waha się w granicach 2000 do 4000 ciepłostek, przyczem:

100 sążni³ polskiej miary (= 516 m.³) drew dębowych suchych (po roku cięcia, o wadze 174,2 q. = 1070 pudów) odpowiada pod względem wartości opałowej:

którego 1 sążeń³ waży

16.2    q.    =    99    pudów

103 sążniom³ drew brzozowych « grabowych « olchowych « sosnowych

« topolowych lub osikowych — a 124,5 q. = 760 pudom węgla o 6000 ciepłostkach.

104

108

115

189

Torf jest najmłodszym, dopiero tworzącym się węglem. Powstaje przez rozkład różnych roślin, których strukturę widzi się jeszcze u młodszych odmian torfu. Grubość pokładów torfowych jest różną, od 1—6 m. (3,5—21 stóp), rzadko jest większą jak np. w Irlandyi, gdzie dochodzi do 12 m. (41 stóp).

Podczas formowania cegiełek torfowych można jego wartość opałową znacznie podnieść przez dodanie ropy lub odpadkowych olejów naftowych. Według badań Dąmb-skiego z Rudnej, torf może zatrzymać do 50% ropy.

Węgiel brunatny. Starszą formacyą węgla od torfu, jest węgiel brunatny. U młodszych odmian można jeszcze zauważyć pochodzenie i ustrój roślinny, u starszych są już te cechy zatarte.

Skład chemiczny dobrze wysuszonych węgli brunatnych jest następujący:

węgla

wodoru

azotu

50—60% 1-5% 0,5—1,5%

10-25 % 5-10% 0,2—2%.

Skład chemiczny torfu wyschniętego w powietrzu, waha się bardzo znacznie:

wody zawiera 10—20%, popiołu 2—50%, przyczem torf, zawierający więcej jak 20% popiołu, dla celu opałowego opłaca się tylko w szczególniejszych warunkach miejscowych.

Wartość opałowa torfu waha się w granicach 1500 do 4500 ciepłostek i jest zależną od ilości zawartej w nim wody i popiołu, i tak:

daje 1 kg. ciepłostek

1) Torf wyborowy z 10,84% wody i 4,14% popiołu 4030 19,79%    «    10,10%

13,13%

10,70 %

O! CO "T

« dobry « zwyczajny « 21,94% « lichy

« 39,93o/₀

3355

3045

2309

wody chemicznie związanej 20—30% « hygroskopijnej popiołu siarki

Wartość opałowa wynosi 3000 — 5500 ciepłostek.

Węgiel kamienny jest najstarszą formacyą węgla; występuje w pokładach 0,2—10 m. (0,7—35 stóp) grubości. Zwykle jest bezkształtny, bez woni, barwy czarnej do ciemno-bronzowej, mniej lub więcej lśniący, dający się łatwo łupać. Rozróżniamy węgle spiekające się, bardzo dobre do robienia gazu świetlnego i koksu, oraz niespiekające się, które nadają się tylko na zwykły opał.

Węgiel kamienny wyschnięty w powietrzu zawiera:

73—95% 2-6% 3-20 % 0,2—2% 1-8% 3-10 %

węgla wodoru tlenu azotu wody popiołu nadto nieraz wiele siarki.

Wartość opałowa węgla kamiennego wynosi 6000 do 7000 ciepłostek, zaś antracytu, najlepszego węgla dochodzi do 8000 ciepłostek.

Węgiel powinien być trzymany sucho i chłodno, w warstwach 1—2 m. Przechowanie ciepłe i wilgotne może doprowadzić do samozapalenia węgla. Świeżo wydobyty węgiel, przechowany na wolnem powietrzu,- traci 2—10% ze swej wartości opałowej; po pół roku ustają te straty prawie zupełnie. Najlepszy sposób przechowania węgla jest pod wodą, gdyż wówczas nic nie traci z wartości opałowej.

Ropa występuje w Galicyi wzdłuż całego Podkarpacia, dalej w gubernii Baku, w Ameryce itd.

Przedstawia się jako ciecz oleista, barwy ciemno-bru-natnej, z odcieniem zielonawym. Składa się z połączeń węgla z wodorem i służy przedewszystkiem do fabrykacyi nafty świetlnej, przyczem otrzymuje się jako produkty uboczne: benzynę i olej ponaftowy, tz. olej niebieski albo mazut.

Przeciętny skład chemiczny oleju niebieskiego jest: węgla 86,1%, wodoru 12,8%, tlenu 1,1%. Wartość opałowa odpadków naftowych, jako też i ropy wynosi 10,000 do 11,700 ciepłostek.

Opalanie ropą i odpadkami naftowymi, wykonuje się przy pomocy dmuchawki parowej, do której dopływająca ropa, rozpylona prądem pary, płonie po zapaleniu przy od-powiedniem dostępie powietrza, płomieniem jasnym, nie kopcącym.

Załączona tabelka przedstawia wartość opałową i cię

żar rozmaitego materyału opałowego.

Wartość opałowa i ciężar różnego paliwa.

Rodzaj opału

Ciężar Ciężar 1 m.:ł lsąż.³paliwa paliwa w funtach w kilogr. rosyjskich

1 kg. (f.) paliwa przy całkowitem spaleniu dostarcza ciepłostek *)

Przez spalenie 1 kg. (f.) paliwa zamieniono kg. (f.) wody na parę

Uwagi

Słoma

65-100    800—1200    2000—2800    3,1—4,4

Drzewo:

a)    miękkie

b)    twarde

c)    przeciętnie suchę

280

330

3600

4200

2500

3200

guazfes i

5,1598 m.³

Torf

240-370 3300—4300    2000—4000    3,1—6,2

2000—4200    3,1—6,6

200—500 3200 4700

Węgiel z torfu

6400

10,0

brunatny 700—750 8S00—9400    3000—5500    4,7—8,6

5000—5800    7,8—9,1

*) Patrz str. 187

« z Jaworzna

« kamienny przeć.

« z Zagłębia Dąbr.

« pruski

740-960 9300—1200    6000-7600    9,4—11,8

6200-7000    9,7—11,0

6200—7500    9,7 11,8

Rodzaj opału

Ciężar 1 m.3 paliwa w kilogr.

Ciężar

1 sąż.³ paliwa w funtach rosyjskich

1 kg. (f.) paliwa przy całkowitem spaleniu dostarcza ciepłostek *)

Przez spalenie

mieniono kg. (f.)

wody na parę

Uwagi

Koks

450—570

5650—7100

6000—7500

Antracyt

Benzyna

7500—8000

9,4—11,8

11,8—11,5

710

11300

17,7

1 sążeń3 = 5,1598 m.³

Nafta

800

11000

17,2

Odpadki naftowe Alkohol 100%

918

794

10700

7068

co

960/0

6080

940/0

5950

9,4

*) Patrz str. 187

92%

5800

9,1

90%

5660

8,8

88%

5550

8,5

Zużycie opału w gorzelni.

Ilość opału, potrzebnego do pędzenia gorzelni, zależy od czterech warunków:

1)    Jakości opału.

2)    Dobrego spalania.

3)    Jakości kotła, jego obmurowania, oraz izolacyi przewodów parowych.

4)    Postępowania technicznego w gorzelni i ilości przyrządzanych dziennie zacierów.

Wybór materyału opałowego jest zależny od warunków miejscowych. Najkorzystniejsze będzie to paliwo, które

w danych warunkach kalkuluje się najlepiej. W okolicach wielkich lasów, najodpowiedniejsze będzie drzewo, w innych torf, dalej ropa lub węgiel kamienny. Tylko rachunek ścisły, uwzględniający tak koszt opału na miejscu w gorzelni, jak również jego wartość opałową, wskaże jakie paliwo w danej gorzelni, będzie najtańsze, tak np.:

W gorzelni w Dublanach:

koron

1)    100 kg. węgla pruskiego o 6500 ciepłostek kosztuje 3,15

2,62

2)    100 kg. « galicyjskiego « 5200

1,65

3)    100 kg. torfu miejscowego « 3800

Aby rozstrzygnąć, jaki opał w tych warunkach jest najtańszy, trzeba obliczyć koszt 100.000 ciepłostek poszczególnego paliwa, zatem:

1) 6500 :3,15 = 100.000 :x

3,15-100,000

6500

= 48,46 kor.

2)

2,62 - 100.000

5200

= 50,38 kor.

3) x =

1,65-100,000

3800

= 58,93 kor.

Z rachunku tego wynika, że w gorzelni Dublańskiej najtańszem paliwem będzie węgiel pruski.

Przy opale drzewem, względnie torfem należy uważać, by ten był dobrze wyschnięty przez odleżenie co najmniej półroczne w suchem miejscu. Spalanie zupełnie świeżego drzewa, względnie torfu, powoduje nietylko trudności w prowadzeniu gorzelni, lecz również i większe zużycie, bo spala się jego w stosunku do wyschniętego prawie o Vs więcej.

Wartość opałowa drzewa w stosunku do węgla:

1 kub. sążeń drew suchych po roku

od chwili cięcia

Waży

pudów

kilogramów

Odpowiada ilości pudów (cetnarów) węgla, z gatunku dającego z 1 kg. ciepłostek

5000

6000

7000

pud. J kg.

pud. [ kg. pud. kg.

107

1064

dębowych

brzozowych grabowych olchowych sosnowych topolowych |

99

1622 88

1441    74

1213    63

1038

105

78

90

1719    87

1425    74

1212    63

1037

84

1474    79

48

1376    70

1146    60

983

1294    66

1081    57

933

786    40

655    35

578

nawet przy dobrze urządzonem palenisku

Wielki wpływ na zużycie opału wywiera sposób jego spalania. Umiejętny i staranny palacz potrafi poczynić znaczne zaoszczędzenie, dochodzące do */s paliwa, w stosunku do złego, przy spełnianiu jednej i tej samej pracy. Ażeby osiągnąć dobre wyniki i opał zużytkować jak najoszczędniej, należy

i odpowiednim kotle — zachować następujące warunki:

1) Gruby węgiel porozbijać na kawałki, nie większe

od pięści.

2)    Miał węglowy przed narzuceniem do paleniska zwilżyć wodą.

3)    Przy rozpalaniu zasuwę otwierać stopniowo, a gdy węgiel zupełnie się rozpali, odchylić ją o tyle, o ile tego wymaga normalna produkcya pary.

4)    Przy wielkich paleniskach, już rozpalonych, węgiel narzucać na przednią część rusztu, gdzie wskutek wysokiej ciepłoty wydzielają się z niego gazy; te, przechodząc nad warstwą rozpalonego węgla, leżącego w tylnej części rusztu, mieszają się z powietrzem i spalają w zupełności. Gdy gazy z węgla ujdą, przesunąć go na tylną część rusztu, narzucając na część przednią świeżego węgla. Przy paleniskach mniejszych węgiel narzuca się na całej powierzchni rusztów, warstwą, zaledwie pokrywającą rozżarzone węgle.

5) Grubość warstwy węgla na ruszcie nie powinna przenosić, przy dobrym ciągu i węglu orzechowym 200 mm. (około ²/s stopy), przy węglu koksowym 300 mm. (około stopy).

6)    Świeży węgiel narzucać wtedy, gdy w palenisku widać rozżarzone węgle bez czarnych plam, co jest dowodem, że gazy już się wydzieliły.

7)    W paleniskach z dwoma drzwiczkami, nigdy nie otwierać obu drzwiczek naraz, lecz tylko na zmianę.

8)    Unikać częstego mieszania węgla w palenisku, aby go zbytnio nie ochładzać i nie przyczyniać się tern do spychania drobnych, niespalonych jeszcze węgielków do popielnika.

9)    Przy czyszczeniu rusztu za szlaki, węgiel zgarnąć na stronę, następnie pogrzebaczem uderzyć z pod spodu wolną od węgla połowę rusztu, aby odskakująca od uderzeń szlaka zsypywała się do popielnika. Następnie długim hakiem przeciągnąć po kolei każdą szczelinę rusztu, by zeskrobać przystałą szlakę.

10)    Przy każdem nowem narzuceniu węgla, lub mię-szaniu węgla, dalej oczyszczaniu rusztu, należy bezwarunkowo opuścić zasuwę, a kanał kominowy trzymać zaledwie o tyle otwarty, by dym nie wychodził z paleniska na kotłownię.

11)    Przy nowych kotłach, lub nowych paleniskach, należy drogą analizy gazów oznaczyć wysokość podnoszenia zasuwy.

12)    Po ukończonej robocie nigdy nie zalewać pale- • niska wodą, tylko wygarnąć opał i zalać wodę przed kotłem.

Gorzelnia przy pewnym przerobie wymaga odpowiedniej ilości pary, którą dostarcza kocioł. Doświadczenie poucza, że na 1 m.² (12 stóp²) powierzchni ogrzewalnej, można otrzymać rozmaite ilości pary, jak to wykazuje następująca tabelka.

13) Przy opale drzewnym warunki spalania pozostają te same, z wyjątkiem narzucania opału. Drzewo, rzucone do paleniska, należy szczyptami układać ściśle jedno obok drugiego wzdłuż rusztów, bynajmniej nie w poprzek lub w krzyż.

lość paliwa, potrzebna do pędzenia dobrego kotła parowego.

Stopień natężenia kotła

Ilość pary

bj

paliwa

1 metr kwadratowy (12 stóp²) powierzchni ogrzewalnej

zużywa

paliwa

daje

pary

w godzinie

kg. (f.) kg. i f. kg. f.

1 m.² (12 stop²) powierzchni rusztów zużywa w godzinie opału

Rodzaj

paliwa

kg. f.

Łagodne natężenie Średnie «

Silne

Łagodne

Średnie

3,3

2,7

Silne

2,3

CO    t'-    OO

04 CO    kO 00    00    04

U)

O    ^    O    NJ    00    4*

OO    w    W    N>    7

W Cb

70

90

171

220

30

10

23,3

30

110

150

250

400

269

366

611

977

dobre węgle kamienne śląskie

dobry torf prasowany lub drzewo

Aby osiągnąć jak największą oszczędność na opale trzeba przedewszystkiem, by kocioł parowy był odpowied-nich do produkcyi rozmiarów, a nadto by był dobrze obmurowany; małe kotły zużywają opału zawsze więcej.

Dla ekonomicznego palenia wielkość powierzchni kotła parowego powinna być następująca:

18 q. 22 q. 30 q.

120 pudów ziemniaków

30 m.² = 360 stóp*

145

180

35    « = 420

40

= 480

do

2—3 zacierów dziennie

Kocioł parowy powierzchni ogrzewalnej

Dane te odnoszą się do kotłów parowych z przegrze-waczami, z paleniskiem, pod górnym kotłem i przy opale węglem lub dobrem, suchem drzewem.

Przy użyciu drzewa mokrego, zmurszałego, lub torfu, dalej przy systemie kotła z rurami płomiennemi, powierzchnia ogrzewalna powinna być większą o 10—20°/₀. Przy kotłach rurkowych powierzchnia powinna być jeszcze znaczniejszą, bo do 30°/₀.

Ważną częścią kotła są ruszta, których kształt' i rozmiary są zależne od jakości paliwa, a powinne odpowiadać następującym warunkom:

1)    Sztaby rusztu powinne mieć taką między sobą odległość, by przepuszczały potrzebną do spalenia opału ilość powietrza, a jednocześnie by opał niespalony nie przelatywał do popielnika.

2)    Powierzchnia rusztów powinna być tak wielką, aby swobodnie spalała daną ilość opału. W razie za wielkiej powierzchni, należy ją systematycznie zmniejszać, kładąc bokiem cegły na sztorc, aż dojdziemy drogą kilkodniowych prób do takiej powierzchni, jaka wykaże nam najmniejsze zużycie opału.

3)    Odległość rusztu od kotła winna być zastosowaną do rodzaju opału, jego warstwy i siły ciągu, w każdym razie nie powinna być mniejszą dla węgla jak 400 mm. (16,5 cala), dla drzewa i torfu 500 mm. (21 cali).

4)    Drzwiczki paleniska nie powinne być za duże. Przy wielkich paleniskach lepiej dawać dwoje drzwiczek, niż jedne podwójne.

5) Próg ogniowy, który służy dla przemieszania gazu z powietrzem, winien być w odległości od kotła 150 do 200 mm. (6 — 8 cali), z wyjątkiem kotłów rurkowych. (Dalsze tyczące kotła patrz T. II).

Izolacya. W końcu należy jeszcze zwrócić uwagę na dobrą izolacyę wszelkich przewodów parowych, parnika i aparatu odpędowego, przez co można zaoszczędzić 10—20°/o opału.

Środków izolacyjnych znachodzi się w użyciu bardzo wiele, chodzi więc o rozważenie, które z nich są dobre, a tern samem polecenia godne.

Przez izolacyę staramy się usunąć, względnie ograniczyć straty spowodowane przewodnictwem i promieniowaniem ciepła, stąd też skuteczność środka izolującego pozostaje w stosunku odwrotnym do jego zdolności przewodzenia i promieniowania ciepła. Ordway doszedł na podstawie obszernych badań do przekonania, że materyały porowate, zatem lekkie, są lepszymi środkami izolującymi, aniżeli zbito ułożone, ciężkie, i wypowiada, że przewodnictwo jest tern mniejsze, im waga danego materyału izolującego jest niższą.

Ciężar właściwy ważniejszych środków izolujących jest następujący:

Ciężar właściwy

Glina

Azbest

Lapidyt

Masa korkowa

od

do

średnio

1,52

1,20

1,31

0,90

-    -    W    N

O    U    CO    OO

O    U5    O    Ul

2,185

2,000

1,320

0,950

od

Ciężar właściwy

do

średnio

Papier .... Mastyka Le roi Azbestyt . . . Salamandra

0,70

1,15

0,925

0,50

0,44

0,40

0,55

0,50

0,45

0,525

0,470

0,425

Infuzoryt .

0,30

0,50

0,400

Poryt

0,30

0,50

0,400

Pasta krzemo-azbestowa

0,39

0,40

0,395

Izolguryt . . .

0,38

0,40

0,390

Porowiec

0,20

0.50

0,350

Wojłok budowlany .

0,27

0,29

0,280

Jedwab w sznurach Słoma w powrósłach . . Powietrze...... .

0,13

0,04

0,0000013;

0,20

0,05

0,165

0,045

0,0000013

Współczynnik przewodnictwa cieplnego według Pe-cleta, Pasquaya, Meidingera i innych jest następujący:

od

do

Glina .

0,63

Azbest

0,503

Gips...............

Ziemia krzemionkowa (rozmaitego składu)............

Drzewo rozmaitych gatunków . . .

0,077

0,240

0,093

0,211

do

od

Salamandra . ,

0,125

0,075

Korek . .

0,073

0,143

Odpadki z wełny . . Lapidyt i suberyt . . Sznur krzemionkowy Mastyka Le roi . .

Infuzoryt .....

Masa korkowa . . .

0,101

0,077

0,092

0,091

0,077

0,08

0,108

0,099

Węgiel drzewny sproszkowany . . .

Porył

0,079

0,074

Torf

0,073

Trociny . . . . Sznur jedwabny

0,065

0,058

0,062

Płótno

0,043

0,052

Wełna

0,04

Papier

• 0,034

0,043

Wojłok

0,031

0,04

Powietrze

0,0175

0,0205

Przy izolacyi ważnem jest także i promieniowanie, które zależy tak od jakości środka izolującego, jak i grubości jego warstwy. Przyjmując stratę ciepła przy powierzchniach nieizolowanych = 100, znajduje Rietschel przy rozmaitych izolowaniach następujące straty ciepła:

Grubość obszycia

Rodzaj izolacyi

15 mm 20 mm 25 mm 30 mm

Powrósło słomiane z gliną......

« azbestowe z masą azbestową

Rozmaite preparaty z tufu krzemowego przeciętnie...........

Segmenty z korka.........

Ol Ol

o m

4^    4^

4^-    Oi

Ul Ol Ol 4s*>

Ul Ol 4^ O

Ui Ul ru -u

cs m rj- co

O CT' ■*fr CM

ro w

4^    >©

ze sztucznego kamienia poro

watego .............

Sznur jedwabny rozmaitego obrobienia .

Wojłok

00 m On CO CN ^

CO CS O CO CS

—‘ tu co 4^ O O

00 O*¹ CO CN    « t—

Z powyższego zestawienia wynika, że warstwa środka izolacyjnego musi być tern grubszą, im jego działalność izolująca jest słabszą.

Ze wszystkich środków izolacyjnych najlepszem okazuje się powietrze będące w spokoju, oraz wojłok. Stroną ujemną wojłoku i podobnych ciał izolacyjnych organicznych jest słaba wytrzymałość na wysokie ciepłoty, gdyż łatwo ulegają zwęgleniu, a nawet zapaleniu i z tego powodu nie mogą być bezpośrednio użyte do izolacyi rur i przewodów, zawierających parę o wysokiej prężności.

K. Olszański, uwzględniając zalety izolacyjne powietrza i wojłoku, opracował i zaproponował izolacyę po-wietrzno-wojłokową, która polega na tern, że rury lub przewody mające być izolowane, obwija się sprężyną, względnie siatką drucianą, a te okręca się następnie szczelnie wojłokiem. Na zewnątrz obwiązuje się sznurem, okręca płótnem, które pokrywa się farbą olejną, lepiej smołową. W ten sposób między powierzchnią izolowaną, a wewnętrzną powierzchnią warstwy wojłoku, pozostaje przestrzeń powietrza, grubości średnicy sprężyny, względnie siatki drucianej; przez to zapobiega się zwęglaniu wojłoka, a uzyskana warstwa nieruchomego powietrza ze swej strony stanowi już doskonały środek izolujący.

Izolacya wojłokowo-powietrzna jakkolwiek jest jedną z najlepszych, przecież jest rzadko stosowaną z powodu dosyć wysokich kosztów urządzenia.

Z innych środków jako najtańsze, zasługują na uwagę słoma lub trawa szeroko-listna, oraz trociny i szalowanie deskami.

Słoma lub trawa są dobrymi środkami izolującymi, posiadają jednak tę samą ujemną stronę, co wojłok, tj. że łatwo ulegają zwęgleniu. Z tego więc powodu przedmiot izolowany należy obłożyć warstwą gliny, azbestu lub podobnym środkiem, by chronić słomę od bezpośredniego stykania się z silnie rozgrzaną ścianą przewodu parowego. W tym celu na rurę daje się warstwę 0,5—1 cm. (2—5 linii) np. gliny, na to przychodzi silnie skręcona (niepleciona) gliną nasycona słoma w warstwie około 3—5 cm. (13—23 linii) potem glina znowu w warstwie około 1—3 cm. (5—13 linii), poczem płótno, które pokrywa się farbą olejną. Na wszelkich łączeniach rur należy założyć mankiety z blachy dla utrwalenia warstwy izolującej.

Zamiast słomy można użyć trociny, do których dodaje się tylko tyle gliny lub gipsu, by można je swobodnie nałożyć na przewody parowe. Zewnętrznie przychodzi płótno, które zaciera się farbą.

Gdzie chodzi o izolacye parnika lub kubłów odpędowych, tam można użyć trociny i szalówkę z drzewa lub samą szalówkę.

W ostatnim wypadku ściany izolowane okrywa się deskami grubości około 5 cm. (2 cale); najlepiej użyć do tego deski jedną stroną zbutwiałe i tą zwrócić je ku powierzchni izolowanej. Deski należy szczelnie dopasować i spiąć obręczami. Również dobrze można izolować cien-kiemi deskami, lecz wówczas należy założyć podwójną

szalówkę. Izolacya drzewem ma tę dobrą zaletę, że można ją rozebrać bez uszkodzenia łatwo każdej chwili i zbadać, względnie naprawić przedmiot izolowany.

Jakikolwiek byłby środek izolacyjny, trzeba zawsze pamiętać, by jego zewnętrzna powierzchnia była szczelna, a warstwa izolująca tak gruba, jak tego wymaga jakość środka izolacyjnego tj. im jest on lepszy, tern warstwa jego będzie cieńsza i naodwrót, im środek izolujący gorszy, tern warstwa jego musi być grubsza.

W dobrze urządzonej gorzelni potrzeba dziennie węgla kamiennego, o ważności opałowej 6500 ciepłostek:

Przy pro-dukcyi spirytusu z jednego zacieru

dzip. nnie

przy

zacierze

zacierach

zacierach

zacierach

hl. wiader kg. pud, j kg. pud. kg. ; pud. kg. pud.

1,0 8

220    14    320    20

450    28

500

31

1,5 ,    12

300    18

450    28

650

40

700

43

2,0

16

360    22

550    34

750

46

860

53,5

2,5

20

400    25

650    40

850

52

1020

63

3,0

24

450

28

750    46

1000

61

1200

74

3,5

28

520

32

850    52

1150

70

1375

84,0

4,0

32

580

36

950

58

1300

80

1550

95

5,0

40

700

43

1200

74

1600

98    1950

120,0

Na wiadro 100° spirytusu wypada około 0,8 -1 —1,20 pudów węgla.

ROZDZIAŁ III.

Surowe produkty.

Surowe produkty, służące do wyrobu spirytusu, mogą

zawierać:

1)    skrobię,

2)    cukier.

Do pierwszych należą wszystkie rośliny, gromadzące skrobię bądź w bulwach, bądź też w ziarnach, więc: ziemniaki, dalej jęczmień, żyto, pszenica, kukurudza, owies, proso, ryż, żołądź itp. Oprócz tych, zaliczamy tu i wszystkie produkty odpadkowe z innych fabrykacyi, zawierające skrobię, więc odpadki krochmalu, mąki, dekstryn itp.

Do produktów, zawierających cukier, zaliczamy: buraki, trzcinę cukrową, oraz różne owoce. Dalej pozostałości z różnych fabrykacyi, zawierające cukier, jak: melasę, wytłoczony winogron, drożdże winne itp.

Osobną grupę stanowią wreszcie produkty, zawierające inulinę jak: topinambury, mech islandzki, które jednakże dla wyrobu spirytusu nie przedstawiają większego znaczenia.

We wszystkich krajach z wyjątkiem Francyi, głównym materyałem przy wyrobie spirytusu są produkty skrobiowe i tak:

Na Ziemiach Polskich przerabia się głównie ziemniaki, a obok tego kukurudzę, żyto, jęczmień, owies, proso, dalej buraki, melasę, odpadki krochmalu, mąki, wreszcie trochę owocu na różne wódki.

W Niemczech i Austro-Węgrzech, obok wymienionych produktów, przerabia się na koniak większe ilości winogron i ich odpadków, jak wytłoczyny winogronowe, drożdżefwinne; również przerabia się więcej owoców na wódki, między któremi śliwowica otrzymana ze śliw jest

W Rosyi przerabia się więcej zboża niż ziemniaków, a obok tego wiele melasy, nadto trochę owoców i odpadków mącznych.

produktem bardzo rozpowszechnionym w Bośni i Herco-gowinie.

-■'-■y

Æm

ml

WSfü

mi

S,

■yr..

/*

HP;?.

Ryc. 10.

Bulwa czyli topinambur: na lewo cała roślina, na prawo bulwa.

We Francyi ^głównie buraki i melasę, a obok tego wiele owocu na wódki i koniak. Gorzelnie zbożowe podupadły z powodu podniesienia w ostatnich latach cła na zboże.

Włochy i Hiszpania przerabiają głównie kukurudzę, odpadki ryżu i owoce.

Anglia i Ameryka — kukurudzę, ryż, żyto, jęczmień, trzcinę cukrową i melasę.

A. Produkty zawierające skrobię.

1. Ziemniaki.

porno di terra, po

Po łacinie: — solanum tuberosum, albo esculentum, po polsku: — ziemniaki lub perka, po kaszub-sku — bulba, po rosyjsku — KapTO(j)ejiŁ, po rusku — óyjióa, óapańoaa, po czesku — zemce, po niemiecku — Kartoffel lub Erdäpfel, po francusku pomme de terre, po angielsku — potato, po włosku szwedzku — potäter, po węgiersku — pityoka, po fiń-sku — maaomena.

Ojczyzną ziemniaka jest Ameryka południowa, mianowicie kraje: Peru, Chili i Equador, gdzie i obecnie napotyka się go w stanie dzikim. Stamtąd zapewne przez Meksyk, Amerykę północną dostał się do Europy.

Kto i kiedy sprowadził ziemniaki do Europy, tego na pewne nie wiadomo. W latach 1560—1570 spotykamy je w Hiszpanii, do łrlandyi sprowadził je lord Walter Raleigh, zaś do Anglii w r. 1585 admirał Franciszek Drakę. Przez Niderlandy i Francyę dostają się do Niemiec, gdzie należały około 1620 r. jeszcze do wielkich rzadkości. Wojna 30-letnia rozprzestrzenia ziemniaki po całych Niemczech, a następnie przenosi je do Austryi, Czech, Szwecyi, Danii, Szwajcaryi i Rosyi.

Do Polski przysłał pierwsze ziemniaki król Jan 111. Sobieski po odsieczy wiedeńskiej r. 1683. Zasmakowały mu one na dworze cesarza Leopolda w Wiedniu i stamtąd przysłał je królowej Marysieńce do Wilanowa, polecając swemu ogrodnikowi zasadzić je i rozmnożyć. Około r. 1700 uprawiał już ziemniaki na znaczniejszym kawałku ogrodnik Marcin Luba na Nowolipkach pod Warszawą i stamtąd zaczęły się rozchodzić po Polsce.

We wszystkich krajach z wyjątkiem Anglii i Francyi ziemniaki z końcem XVIII wieku należały jeszcze do rzadkości, którą spotykało się tylko na pańskich stołach. Głód w latach 1816 — 1818 i bezwzględne zarządzenia niektórych władców, jak np. Fryderyka W., sprawiły, że w odnośnych krajach uprawa ziemniaków poczęła się rozszerzać, lecz prawdziwy rozwój ich hodowli widzi się od chwili, kiedy zaczęto je używać do wyrobu spirytusu, następnie krochmalu i innych celów technicznych. Dzisiaj około 10°/₀ gleby ornej jest zajęte pod hodowlę ziemniaków.

Pierwsze wzmianki o wyrobie wódki z ziemniaków znajdujemy z r. 1747, kiedy niejaki Lantingshausen przedkłada rozprawę Szwedzkiej Akademii umiejętności, donosząc, że z ziemniaków można otrzymać wódkę. Dalsza wzmianka odnosi się do r. 1771, w którym polski, tytularny radca, Pasgnini przesyła z Werony do Wenecyi na próbę baryłkę wódki, otrzymanej z ziemniaków. W latach 1773—1775 poczęto wyrabiać wódkę z ziemniaków we Francyi i Wirtenbergii.

Własności botaniczne ziemniaka, oraz zmiany, jakiem ulega podczas wegetacyi.

Ziemniak jest rośliną jednoroczną i należy do rodziny psinkowych. Składa się z gałęzistej łodygi, kształtu skrzy-dełkowato-kanciastego, pokrytej szorstkimi włoskami. Na łodydze są rozmieszczone naprzemian-ległe, przerywano-pierzaste listki. Są one kształtu podłużnego lub jajowatego, nieco śpiczaste, w nasadzie nierówne, z obu stron kosmate, spodem bledsze, ku wierzchołkowi łodygi zwykle większe. Ziemniak kwitnie biało-żółtym, niebieskawym lub fioletowym z odcieniem różowawym kwiatem, zebranym wierzchołkowo w nieco zwisłe baldaszkogrony. Szypułki są opatrzone pośrodku małem kolankiem. Kielich jest 5-dzielny, wzniesiony, nabarwiony. Korona obszerna, zro-słopłatkowa, o 5 wcięciach spiczastych, na zewnątrz omszałych, zabarwionych biało do fioletu; w środku wznosi się stożek jasno-pomarańczowy, przytwierdzony do nasady korony, złożony z pręcików, tworzących jakby rurkę.

> ' "’î

mm

W7W-

tSp

wm

MÈmMM

■i

Ryc. 11. Ziemniak.

Z pomiędzy pręcików sterczy słupek kwiatowy barwy zielonej, jest to dłuższa od pręcików szyjka zakończona główkowatą blizną.

Przy korzeniach zbierają się bulwy, które posiadają wszelkie cechy pędów podziemnych, tj. mają pączki (oczka) podobnie jak na gałęziach, przysłonięte śladem łuseczki.

Bulwy te, cel hodowli ziemniaków, są więc podziemnymi, zgrubiałymi pędami, zapomocą których roślina zimuje. Tworzą się one przy końcach podziemnych pędów (stolonów), skoro rozwinie się silnie nadziemna część rośliny (nać).

Na bulwie są rozmieszczone oczka, których ilość przy wierzchołku jest większą niż u podstawy. Oczka są to wgłębienia, w których znajduje się 2    4 zarodków pędo

wych. Z tych najsilniejszy z oczek wyrasta, inne marnieją. Następnego roku, posadzony ziemniak wydaje pędy z 3—6 oczek, reszta oczek zwykle zamiera.

Pędy w cieniu są koloru białego, na świetle zielenieją. Wyrastając, przebijają ziemię, unosząc na wierzchołku pączek liści zarodowych, koloru fioletowo-zielonego, które po wyjściu z ziemi zielenieją.

Jak długo roślinka jest młodą i jeszcze nie rozwinęła dostatecznie silnie liści i korzeni, to wszelkie pożywienie pociąga z bulwy ziemniaczanej (z nasienia), spichlerza młodej roślinki, w którym są złożone: węglowodany (cukier i skrobia), związki azotowe i sole. Przy pobieraniu tych pokarmów muszą być pomocne enzymy, gdyż substancye złożone w bulwie są przeważnie w formie nierozpuszczalnej. Cukru jest tak mało, że zaledwie starczy do zapoczątkowania wzrostu. Skrobia, jako nierozpuszczalna w soku roślinnym, nie może bezpośrednio służyć za pożywienie, lecz naprzód musi uledz rozpuszczeniu i zamianie na cukry, zapomocą istniejących już w bulwie ziemniaczanej i dalej drogą kiełkowania powstałych enzymów diastytycznych. Część tego cukru służy do budowy tkanki młodej roślinki, reszta, spalona drogą oddychania, dostarcza ciepła, przez co pobudza procesy życiowe.

Podobnie rzecz się ma ze związkami azotowymi. Roślinka może użyć do budowy swych komórek tylko te związki azotowe, które są rozpuszczalne i przenikają przez błonę roślinną. Ponieważ takich związków znajduje się w bulwie ziemniaczanej niewiele, przeto brak azotu musi być pokryty z ciał białkowych, związków, które bezpośrednio zużyte być nie mogą, gdyż o ile są nawet rozpuszczalne, to przecież nie dyfudują przez błonę, Z pomocą przychodzą tutaj enzymy, trawiące białko, które znajdują się już gotowe w bulwie, lecz ich ilość jeszcze znacznie wzrasta podczas kiełkowania ziemniaka.

Drobna część ciał białkowatych ulega zamianie na enzymy, lecz przeważna ich ilość, działaniem enzymów trawiących białko, ulega odbudowie na albumozy, peptony, wreszcie związki aminowe. W ten sposób związki azotowe nierozpuszczalne przechodzą w formę rozpuszczalną, przenikającą błonę, zatem materyał, który może już służyć jako pożywienie, oraz do budowy nowych komórek.

Wysadzona bulwa ziemniaka utrącą podczas kiełkowania i rozwoju roślinki, prawie wszystkie swoje składniki, tak, że skład chemiczny takiego wyzyskanego nasienia (bulwy) jest następujący:

2,11°/«

1,60%

0,34%

0,42%

włóknika skrobi

surowego białka popiołu Razem suchej masy 4,47°/₀.

Wobec powyższego wysadzone bulwy nie przedstawiają żadnej wartości dla wyrobu spirytusu. Podczas zbioru należy je pozostawić w polu, gdyż zebrane łatwo ulegają gniciu, a przez to zakażają tylko zebrane w kopcu ziemniaki.

Skoro roślinka, czerpiąc pokarmy z bulwy, rozwinęła już listki i korzonki, poczyna żywot samodzielny. Korzonkami czerpie z ziemi wilgoć, sole i proste związki azotowe, podczas gdy listki, jak u wszystkich zielonych roślin, chłoną z powietrza bezwodnik węglowy i przerabiają go na skrobię. Tworzenie się skrobi przyspiesza i ułatwia silne naświetlenie, ciepło i obfitość liści. Powstała skrobia ulega rozpuszczeniu i zamianie na cukier, działaniem amy-lazy, enzymu, znachodzącego się w zielonych komórkach rośliny. Część wytworzonego cukru ulega spaleniu drogą oddychania, reszta zamianie na tkankę rozwijającej się rośliny działaniem, czynników syntetycznych.

Jeżeli skrobi i związków azotowych powstanie więcej aniżeli tego wymagają warunki chwili rozwoju, tak, że roślina nie może zużytkować tego wszystkiego w formie pokarmu, wówczas rozpoczyna się tworzenie młodych bulw ziemniaczanych, w które zostaje złożony nadmiar tych związków. Węglowodany, w formie płynnego cukru, zostają tutaj, syntetycznem działaniem enzymów, zamienione z powrotem na formę stałą i częściowo zużyte na tkankę rozwijającej się bulwy ziemniaczanej, częściowo wydzielone jako skrobia. Związki azotowe napływają do bulw jako związki aminowe, z których syntetyczne enzymy budują peptony i białko więcej złożone.

Substancye złożone w bulwie, mogą narastać lub ulegać zużyciu przez roślinę, zależnie od nadmiaru lub braku nowo-tworzącego się pokarmu. Cukier i rozpuszczone związki azotowe, które dopłynęły do bulwy, mogą każdej chwili uledz napowrót zużyciu przez roślinę do jej odżywienia, względnie dalszej jej budowy. Jeżeli związki te zostały zużyte, a panuje dalej brak pokarmu, to wówczas i substancye rezerwowe, jak skrobia i ciała białkowate, mogą uledz odbudowie działaniem enzymów i zostać z bulwy pobrane podobnie, jak to miało miejsce z bulwy nasienia, podczas ich kiełkowania. Stosownie zatem do warunków rozwoju rośliny, ilość substancyi zapasowych, złożonych w bulwie, może wahać się tak co do ilości, jak i jakości. Skład bulwy będzie więc zależał od tego, czy narastają substancye rezerwowe prędko lub wolno, lub też czy zostało wstrzymane dalsze ich gromadzenie z powodu braku pokarmu, a nawet częściowo zużyty materyał zapasowy. Przy korzystnych warunkach rozwoju, można stwierdzić stałe gromadzenie się substancyi zapasowych w bulwie, aż do chwili obumierania rośliny. Gdy to nastąpi, widzi się jeszcze słaby dopływ skrobi, pochodzący z cukru, pozostałego w wolno obumierających częściach rośliny, więc w liściach i łodydze. Lecz nawet gdy i liście zamrą, można jeszcze zauważyć pewne podniesienie się skrobi, która powstaje z cukru (sacharozy, cukru inwertowego), nagromadzonego w tym czasie w znacznej ilości w bulwie.

Dojrzałe ziemniaki są zwykle ubogie w cukier i związki aminowe. W przeciwieństwie do tych, ziemniaki niedojrzałe wykazują wiele substancyi rozpuszczalnych, jak cukru, związków aminowych, itp., a równocześnie ich zawartość skrobi jest mniejszą; ziemniaki takie są więcej skłonne do gnicia i różnych chorób.

Dla celów gorzelniczych ziemniaki niedojrzałe są niekorzystne. Cukier ich podczas gotowania częściowo odpływa wraz z wodą sokową (o ile jest odpuszczana), częściowo zaś ulega karmelizacyi, dając zaciery, które gorzej fermentują.

Ziemniaki powinne być zatem zbierane dopiero wówczas, gdy zupełnie dojrzeją, gdy więc zamrze cała zielona część rośliny. Zebrane ziemniaki, jako organizmy żywe, ulegają dalej całemu szeregowi procesów fizyologicznych, jako też różnym zmianom, związanym z ich przechowaniem (patrz przechowanie ziemniaków).

Własności bulwy ziemniaczanej.

Jeżeli przekroimy bulwę w kierunku podłużnej osi, tj. od jej nasady do oczka szczytowego, to możemy roz-

LC' r."' ’

i-

..... I'¹

.....    r: "    •"    ~

■‘,r~ - ''*=-**“ ■ —

Ryc. 12.

Linia przekroju ziemniaka od w wierzchołka bulwy z gęsto osadzo-nemi oczkami, do n nasady bulwy.

różnić dwie warstwy: 1) zewnętrzną, czyli skórkę, pod którą znajduje się warstwa komórek barwnych (u niektórych odmian); 2) środkową, z wiązkami naczyniowemi, wypełnioną skrobią.

Skórka (łupa) składa się z kilku warstewek, skorko-waciałych komórek, z wyschniętą plazmą, które jako mocne i sprężyste, a przytem nie przepuszczające ani wody, ani powietrza, stanowią ochronę dla bulwy od złych zewnętrznych wpływów i różnych szkodników. Łupka ta schodzi łatwo z ziemniaka dopóki jest młody i niedojrzały,

•W

'Q

o°0 /A'*

r®'

■mëm

o/ o a

's-

O,

Ryc. 13.

Część przekroju ziemniaka 250 razy powiększona, a skorkowaciałe komórki skórki ziemniaka, b komórki pod skorkowaciałą częścią skórki. Komórki te są wypełnione plazmą i wykazują jądro, z jądro komórki. c komórki wypełnione skrobią.

gdyż pod nią znajduje się warstewka komórek, bogatych w plazmę, o cienkich ściankach, które stanowią miazgę tworzącej się skórki. Na dojrzałej bulwie przysycha skórka mocno i nie daje się łatwo zedrzeć. Dalsza warstewka składa się z komórek bogatych w plazmę, która przy barwnych odmianach ziemniaków zawiera rozpuszczony barwnik. Od ilości i jakości barwnika, zależy kolor ziemniaków, które mogą być: białe, żółte, różowe, fioletowe, ciemno-nie-bieskie, nawet łaciaste, białe z czerwonem lub fioletowem.

Skórka może być gładką lub chropowatą. Ostatnia pochodzi stąd, że zewnętrzna część skorkowaciałej łupiny pęka i odstaje kawałkami. Na każdej skórce tak chropowatej, jak gładkiej można zauważyć liczne, drobne, nieco wystające brodaweczki. Są to tak zwane szparki (przetchlinki), które służą bulwom ziemniaczanym do wymiany gazów z otaczającym powietrzem (oddychania). Ponieważ skórka nie przepuszcza powietrza, więc w tych brodawkach są małe przeztworki, którymi może ono wchodzić do wnętrza ziemniaka, względnie dwutlenek węgla i inne gazy mogą z bulwy występować W niektórych mokrych latach brodawki te wyrodnieją i rozrastają się chorobliwie, zwłaszcza na ziemiach torfiastych, i wówczas przez nie dostają się do wnętrza bulwy różne pasożyty.

Żywe, nacięte komórki ziemniaka posiadają zdolność tworzenia nowych ścianek, które ranę zamykają rodzajem korka i w ten sposób chronią bulwę przed szybkiem wysychaniem w miejscu rany. Komórki, tworzące korek, nie zawierają skrobi.

Drugą zasadniczą częścią jest warstwa środkowa, miąższ ziemniaka, który może być barwy: białej, żółtej, fioletowej, różowo-żyłkowanej, a nawet ciemno-fioletowej, prawie czarnej. Składa się ona z komórek, bogatych w plazmę. Pierwsze szeregi komórek, przytykające do warstwy zewnętrznej, zawierają tylko bardzo niewiele i to małych ga-łeczek skrobi, oraz małe ilości związków proteinowych i mineralnych; dalsze są niemi obficie wypełnione i stanowią tę część bulwy, która właściwie dostarcza skrobię; sam środek jest więcej wodnisty i zawiera trochę mniej skrobi niż komórki poprzednie.

Między warstwą środkową a t. z. korą biegną wiązki rurek naczyniowych, które doprowadzają z liści i korzeni sok, a z tym materyał potrzebny do wzrostu bulwy. Wiązki naczyniowe przebiegają od nasady bulwy do wierzchołka,

dochodząc zawsze ku powierzchni do wszystkich oczek, jak to widać na rysunku.    <

Skrobia znajduje się w formie gałeczek różnej wielkości. Ułożone są one w płynnym soku komórkowym, który składa się z rozczynu ciał białkowatych, cukru, związków mineralnych, soli organicznych itp. Przy ogrzewaniu albo gotowaniu ziemniaków, chłonie skrobia płynną zawartość komórki i zamienia się na ciągłą, kleistą masę. Jeżeli ziemniaki są ubogie w skrobię, to na jedną jej ga-łeczkę przypada tyle wody, że skrobia może nietylko na-

'pączek (oczko) szczytowy

\A

(IM

■skórka

pączek (oczko) boczny

ni

> wiązki rurek naczyniowych część pędu podziemnego

Ryc. 14.

Przekrój ziemniaka.

pęcznieć, ale i zupełnie sklejstrować. Ziemniaki bogate w skrobię zawierają znacznie mniej wody, a w stosunku do skrobi tak mało, że ta może uledz tylko częściowemu sklejstrowaniu, przez co gotowane ziemniaki pozostają twardymi. Ziemniaki, zawierające więcej jak 20°/₀ skrobi, nie nadają się do jedzenia, gdyż gotowane rozpadają się, pozostając mimo to twardymi (nieugotowane). Na to szczególne zachowanie się ziemniaków wysoko - skrobiowych należy zwrócić uwagę podczas ich parowania w gorzelni.

Wielkość gałeczek skrobiowych jest bardzo rozmaita i waha w granicach 0,003—0,1 mm. Również różnym

jest kształt gałeczek. Małe gałeczki są okrągłe, większe są okrągłe lub jajowate, największe jajowate i muszlo-wate. W komórkach, znajdujących się w pobliżu wiązek naczyniowych, przeważają małe gałeczki skrobi, w innych komórkach są one nieregularnie pomieszane z większemi. W ziemniakach wysoko-skrobiowych, przeważna ilość komórek jest przepełniona gałeczkami skrobi, zaś u ziemniaków nizko-skrobiowych komórki zawierają zaledwie po kilka gałeczek. Jeżeli ziemniak przetniemy i będziemy pocierać o siebie płaszczyznami przeciętemi, to przy ziemniakach bogatych w skrobię, gałeczki skrobi łatwo wystąpią z komórek naciętych i wytworzą obfitą, gęstą, białą pianę; przy ziemniakach nizko-skrobiowych, piana ta będzie stosownie do skrobiowości słabszą. W ten sposób można w przybliżeniu już na oko rozróżnić skrobiowość ziemniaków.    »

Chemiczny skład ziemniaka.

Na podstawie licznych analiz rozmaitych ziemniaków, ich skład chemiczny przedstawia się następująco:

W 100 częściach ziemniaka znajduje się:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Ciężar właściwy Wody

Suchej substancyi Substancyi rozpuszczonej w wodzie

Związków azotowych (N x 6,25)

1,0977

76,53

23,47

1,1507

85,48

34,80

1,0506

65,20

14.52

2,85

5,95

2,08

Tłuszczu

Związków bezazotowych w tem: skrobi «    cukru

«    dekstryn i gum

Włóknika

Popiołu

oooorofoo^toco Ol i—'    <N Ó. i-^

i-7 o oo t-7 o o i-7

3,52

0,96

33,78

29,60

4,72

2,90

3,85

5,80

1,02

0,04

8,96

8,70

0,02

0,24

0,92

0,80

Ziemniak składa się zasadniczo z dwóch części: stałej i płynnej. Na pierwszą składają się substancye w wodzie nierozpuszczalne, więc: tkanka roślinna (ścianki komórek), pobudowana z surowego włóknika i związków pektynowych, dalej skrobia, część związków azotowych, głównie białko, trochę związków pektynowych i gum, wreszcie soli organicznych i nieorganicznych. Część drugą stanowi sok, ciecz wodnista, wypełniająca komórki, w której są rozpuszczone cukry, dekstryny, część związków azotowych, głównie aminy, pentozany, popiół i kwasy.

Ilość tych wszystkich składników wpływa na ciężar właściwy ziemniaka, który waha się w granicach 1,0506 do 1,1501 i jest tern wyższy, im suchej substancyi jest więcej.

Ponieważ w suchej masie najcięższym składnikiem jest skrobia, przeto jej ilość decyduje o wysokości ciężaru właściwego. Na tych danych oparto oznaczenie skrobi i suchej masy z ciężaru właściwego ziemniaka (patrz »Badania w gorzelnictwie« wyd. II).

Suchej masy znajduje się w ziemniakach od 14—35°/₀, a głównym jej składnikiem jest skrobia i od jej ilości zależeć będzie zawartość suchej substancyi w ziemniaku, i tak:

suchej masy

21,68

21,93

22,19

22,45

22,70

22,96

skrobi innych związków z różnicy 5,76 5,75 5,75 5,75 5,75 5,76.

15,92

16,18

16,44

16,70

16,95

17,20

Podane cyfry, wynik licznych analiz, wskazują, że tylko ilość skrobi waha się, inne zaś ciała znajdują się zwykle w jednakowej ilości bez względu na skrobiowość ziemniaka. Znamy jednak cały szereg pojedynczych wypadków, gdzie zależnie od sposobów nawożenia, uprawy gleby i warunków klimatycznych, wahały się i to bardzo znacznie, również i inne składniki, jak: związki azotowe, popiół, gumy. Małe ziemniaki zawierają więcej łupy i włókien niż większe, silnie rozwinięte.

Węglowodany w ziemniakach.

Węglowodany ziemniaka składają się głównie ze skrobi, a obok tego już stosunkowo w małej ilości z sacharozy, cukru inwertowego, dekstryn i gum.

Skrobia. Pod pojęciem skrobi rozróżnia się dwie wartości:

1) Zawartość skrobi, tj. rzeczywista ilość skrobi w zie

mniakach.

2) Wartość skrobiowa, pod którą rozumie się sumę węglowodanów, więc skrobię, dekstryny i t. d., ulegające podczas gotowania z kwasem solnym zamianie na ciała (cukry) redukujące rozczyn Fehlinga, a przeliczone na skrobię.

Wartość skrobiowa jest zatem wyższą, aniżeli zawartość skrobi.

Dla fabrykacyi krochmalu jest ważną tylko zawartość skrobi w ziemniakach, gdyż inne towarzyszące węglowodany są tu bez znaczenia. W gorzelnictwie obok skrobi możemy przerobić na alkohol również i cukier, stąd też pytamy tu o wartość skrobiową ziemniaka.

Waga Reimanna podaje nam zawsze wartość skrobiową ziemniaka, nie zaś zawartość skrobi, zatem ilość węglowodanów, mających znaczenie dla gorzelnictwa.

Wartość skrobiowa ziemniaka waha w granicach 9—30°/₀, średnio 18°/₀.

Ziemniaki, zebrane z jednego pola i nawet z tej samej wegetacyi, wykazują zwykle różną wartość skrobiową i tak: przy saksońskich cebulkach, hodowanych w jednakowych warunkach, znalazł Maercker skrobi:

Również i wielkość ziemniaków wywiera znaczny wpływ na ich skrobiowość i tak:

24,55°/₀    «

24,37%    «

małe bulwy, wagi 20—50 g. wykazały 22,86°/₀wartości skrob, średnie« «    50    100«

100—150 «

najmniej

16,10°/o

najwięcej 25,5 °/₀.

wielkie «

Z tego wynika, że średnie, dobrze wykształcone bulwy, wykazują najwyższą wartość skrobiową (skrobi).

W szczególnie korzystnych warunkach wegetacyi, ziemniaki mogą dojść do bardzo wysokiej wartości skrobiowej. Maercker znalazł w ziemniakach »saksońskich cebulkach« z Salzmünde 29,4°/₀, zaś z Schochwitz 28,1 °/₀ skrobi. W latach gorących można spotkać ziemniaki o wartości skrobiowej dochodzącej do 25    27%, zwykle jednak skro

bia waha się od 17 do 23°/₀.

Cukier. Obok skrobi znajdujemy w ziemniaku sacharozę, cukier inwertowy i dekstryny. Zawartość cukru waha się bardzo silnie i jest zależną od odmiany ziemniaka, warunków jego wegetacyi, stopnia dojrzałości i sposobu przechowania. Młode, niedojrzałe, lub też kiełkujące ziemniaki zawierają zwykle wiele cukru i tak: Müller-Thurgau znalazł w ziemniaku kiełkującym do 5°/₀ cukru.

Jeżeli ziemniaki podczas przechowania znachodzą się długi czas w ciepłocie blizkiej 0°, to ich zawartość cukru znacznie wzrasta. Saare badał 10 różnych odmian ziemniaków i znalazł cukru w granicach 0,4—3,4%. Wreszcie większa lub mniejsza zawartość cukru, może być właściwością odmiany, np.: Imperatory, Juno są znane, jako zawierające wiele cukru, podczas gdy np. Dabery odznaczają się małą zawartością cukru.

Pentozany i gumy występują stosunkowo w małej ilości. Saare znajduje pentozan 0,74—0,95%. Nowsze bada-nia wykazują jednak, że ilość tych składników może być daleko większą, w każdym razie znane są ziemniaki, w których znaleziono pentozan i gum około 3°/₀.

Pentozany i gumy, a w pewnym stopniu i związki pektynowe, znajdujemy nawet w zacierach zupełnie odfermentowanych, jako pozostałości, nie ulegające przerobowi.

Wiadomości nasze o tych związkach, do których zaliczamy pentozany, gumy i związki pektynowe, są jeszcze bardzo skąpe. Wprawdzie praktycznie rzecz biorąc, nie należą one do ulegających fermentacyi alkoholowej, lecz właśnie dlatego, że spotykamy je jako pozostałość nieodfer-mentowaną, zasługują na bliższe rozważanie.

Jakto mówiliśmy poprzednio, pod pojęciem skrobi w ziemniaku, wykazanej wagą Reimanna, rozumiemy wartość skrobiową, na którą obok skrobi i cukru, więc sub-stancyi ulegających fermentacyi, wpływają pentozy, gumy i związki pektynowe. Jeżeli tych ostatnich jest normalna ilość, oznaczenie skrobi wypada w przybliżeniu dobrze, lecz jakżeż często jest ich znacznie więcej, względnie mniej, a wówczas oznaczenie skrobi jest błędne. Błąd ten może przy oznaczeniu skrobi wagą Reimanna dojść do + 2°/0 skrobi. Znane są wypadki każdemu doświadczonemu go-rzelnikowi, że dana odmiana ziemniaków, jakkolwiek wykazała mniej skrobi niż druga, dała w rezultacie przy tej samej robocie większą ilość alkoholu. Przyczynę tego zjawiska należy odnieść do błędnie wykazanej, skrobi na zasadzie wartości skrobiowej. Odmiana ziemniaków, która wykazała mn:ej skrobi, zawierała jej istotnie więcej, a natomiast bardzo mało substancyi nieulegającej fermentacyi, przez co pozorna zawartość skrobi wypadła niższa. Również często można zauważyć, że pewne odmiany ziemniaków, zwłaszcza pochodzące z szczególniejszych warunków wegetacyi, źle fermentują. Ziemniaki takie zawierają zapewne wiele pentozan i gum, oraz rozpuszczalnych związków pektynowych, które, nie ulegając fermentacyi, powodują złe odfermentowanie.

Dlaczego pewne odmiany ziemniaków zawierają więcej tych niefermentujących związków, inne mniej jeszcze nierozstrzygnięte, jak również nie jest wyjaśnione, dlaczego tych związków w pewnych latach znajdujemy więcej, zwłaszcza u niektórych odmian ziemniaków.

jest

Włóknik i inne związki bezazotowe.

Błona komórkowa ziemniaków składa się głównie z włóknika oraz pewnej ilości związków pektynowych. Te ostatnie ogrzewane z wodą, daleko szybciej z rozcieńczonym kwasem do 130° C, ulegają rozpuszczeniu. Ponieważ substancya międzykomórkowa ziemniaków jest złożona ze związków pektynowych, przeto ziemniaki ugotowane w wodzie, wykazują oddzielone od siebie komórki, gdyż ich substancya międzykomórkowa ulega częściowemu lub nawet zupełnemu rozpuszczeniu. Zawartość włóknika waha się według Saarego 0,92—3,85°/₀ i zależy od grubości łup ziemniaków i tak: ziemniaki o cienkiej łupie zawierają włóknika 0,92 —1,64°/₀, o grubej łupie 2,04—3,85°/₀. Dla przebiegu fermentacyi łupy są bez znaczenia, chociaż wielka ich zawartość jest niekorzystną, gdyż zacier jest mniej ruchliwy i wyżej się podnosi.

Obok powyższych znajdujemy w ziemniakach jeszcze tłuszcz, którego zawartość waha się w granicach 0,04 do 0,96°/₀. Jakkolwiek nie bierze on bezpośredniego udziału w fermentacyi alkoholowej, to przecież jest wcale ważnym składnikiem, gdyż ułatwia wydzielanie się bezwodnika węglowego. Ziemniaki, zawierające mało tłuszczu, są zawsze skłonne do fermentacyi pienistej, w przeciwieństwie do bogatych w tłuszcz, które fermentują spokojnie. Ponieważ zawartość tłuszczu jest związana ze stopniem dojrzałości ziemniaków i ich zawartością skrobi, przeto ziemniaki dojrzałe, zwłaszcza wysoko skrobiowe, fermentują zwykle spokojnie. Zawartość tłuszczu jest także właściwością odmiany. Znamy bowiem odmiany ziemniaków tak wysoko-jak i nizko-skrobiowych, które odznaczają się małą zawartością tłuszczu, a stąd też, zwłaszcza jeżeli są jeszcze niezupełnie dojrzałe, okazują wielką skłonność do fermentacyi pienistej. Ziemniaki, zawierające mało tłuszczu a wiele gum, pentozan i związków pektynowych, dają zaciery gęste, kleiste, trudno fermentujące i szczególnie skłonne do fermentacyi pienistej.

Związki azotowe ziemniaków.

Azot w ziemniakach występuje głównie w dwojakiej formie: białka, oraz aminów, amidów i pochodnych¹). Dawniej sądzono, że jest on tylko w formie białka, nowsze jednak badania wykazały, że przynajmniej połowę azotu, występuje także i w innej formie.

König znalazł w ziemniakach azotu 0,212 — 0,498°/₀, z czego w formie białka przeciętnie 56,6°/₀, w granicach 43,9—71,2°/₀, resztę 43,4°/₀, w granicach 28,8—56,1 °/₀, w formie innych związków azotowych. Według Kellnera azotu związków aminowych jest 42,3—50,9°/₀, zaś podług najnowszych badań Waterstradta azotu aminowego znajdujemy w ziemniakach średnio 50°/₀, w granicach 41,6 do 55,9%.

Ilość związków aminowych zależy od dojrzałości ziemniaka, oraz warunków nawożenia i wegetacyi. Badania, prowadzone w tym kierunku, streszcza Maercker w następujących punktach:

1.    Ziemniaki bogate w azot zawierają więcej związków aminowych, aniżeli ubogie w azot.

2.    Ziemniaki wysoko-skrobiowe, tych samych odmian zawierają mniej związków aminowych.

3.    Jeżeli zawartość skrobi obniży się przez szczególniejsze nawożenie, jak np. solami potasowemi, to równocześnie podniesie się zawartość związków aminowych.

4.    Przez obniżenie skrobiowości w ziemniaku, a tern samem podniesieniu związków aminowych zwiększa się równocześnie i całkowita zawartość azotu.

Dalsze doświadczenia wskazują, że ziemniaki drobne, niewykształcone lub niedojrzałe, zawierają więcej związków azotowych, aniżeli dobrze rozrosłe, wysoko-skrobiowe odmiany. Ponieważ niedojrzałe ziemniaki, więc zawierające wiele związków aminowych, wykazują zwykle mało tłuszczu, brak którego utrudnia wydzielanie się bezwodnika węglowego, przeto zaciery, sporządzone z takich ziemniaków, będą skłonne do fermentacyi pienistej. Związki aminowe stanowią dobre pożywienie dla drożdży, nadto wpływają pobudzająco na ich szybki rozwój, czego następstwem jest żywa fermentacya.

Ziemniaki pochodzące z gleby ciężkiej, są zazwyczaj bogatsze w związki azotowe, aniżeli pochodzące z gleby lekkiej. Ostatnie fermentują zwykle łatwo i spokojnie, a jako posiadające mało gum i pentozan, dostarczają zacierów ruchliwych, które dobrze sfermentowują.

Schulz badał związki aminowe ziemniaków i znajduje, że występują one głównie w formie asparaginy, obok której znachodzi się jeszcze leucyna, tyrozyna i hypoksantyna, i tak: na 100 części azotu ziemniaków znajduje się:

Białka nierozpuszczalnego « rozpuszczalnego

19,2%

40,6%

21,6%

Asparaginy Innych związków aminowych 18,6%.

Białko rozpuszczalne składa się głównie z globuliny, rozpuszczalnej w wodzie i rozczynach soli, którą Osborne nazwał tuberyną.

Związki aminowe, jako bardzo dobre pożywienie drożdży, są ważne dla gorzelnictwa, natomiast przedstawiają małą wartość karmową dla bydła. Pobrane jednak przez drożdże, zostają przerobione na białko plazmy ich komórek, przez co podnoszą wartość odżywczą wywaru, gdyż zwiększają ilość białka, korzystną karmę dla bydła.

Oprócz wymienionych związków azotowych, znajdujemy w ziemniaku jeszcze sole amonowe.

Do ciał azotowych należy jeszcze zaliczyć przeważną ilość enzymów. Występują one i działają we wszystkich warunkach życia ziemniaków, więc tak podczas ich przechowania, jak kiełkowania i wzrostu. Ich zadaniem jest rozkład związków złożonych w bulwie, by przez to dostarczyć potrzebnego materyału dla procesu oddychania, jako też odpowiedniego pokarmu dla rozwijającej się roślinki ziemniaka. Z drugiej strony podczas tworzenia się bulwy, powodują one procesy twórcze, gdzie ze związków prostych wytwarzają więcej złożone, wydzielane w bulwie, ma-teryały zapasowe, jak: skrobię, białko itp.

Obok powyższych znajduje się w ziemniakach sola-nina glukozyd, który posiada własności trujące. Zawartość solaniny w ziemniakach waha się w granicach 0,03 - 0,32°/₀. Ziemniaki dojrzałe i zdrowe, z dobrej kultury, zawierają solaniny bardzo mało, natomiast znaczniejsze jej ilości spotyka się w ziemniakach dzikich oraz zwyrodniałych. Również zawartość jej wzrasta podczas kiełkowania, jednak na szczęście jest umiejscowioną w pędach, które z ziemniaków przeznaczonych na pokarm dla ludzi, należy starannie usuwać. Solanina znajduje się przedewszystkiem w łupie i oczkach, natomiast w części mączystej ziemniaka stosunkowo tylko w bardzo drobnej ilości. Spożyta w większej ilości, wywołuje u ludzi i bydła objawy zatrucia.

Kwasy w ziemniakach.

Sok ziemniaczany wykazuje zawsze reakcyę kwaśną, t. j. czerwieni niebieski papierek lakmusowy. Pochodzi ona od szeregu obecnych kwasów, jak: cytrynowego, szczawiowego, jabłkowego, dalej kwasu pektynowego, który zapewne jest identyczny z kwasem arabinowym (gumą) itp. Również i kwasy amidowe działają kwaśno.

Obok powyższych znajduje się, według Windischa, również i kwas mleczny, jakkolwiek tylko w bardzo drobnych ilościach.

Ilość kwasu jest związaną z dojrzewaniem ziemniaków, a przedewszystkiem rodzajem gleby i warunkami ich wegetacyi. Ziemniaki niedojrzałe, dalej pochodzące z gleby ciężkiej, jak i z drugiej strony z bardzo lekkiej, wykazują wiele kwasu. Kwasowość ziemniaków zdrowych waha się od 0,1 do 0,45 cm.³ normalnego ługu żrącego na 20 cm.3 soku ziemniaka, czyli zawierają do 0,15°/₀ kwasu, przeliczonego na kwas mleczny. Ziemniaki gnijące wykazują nieraz bardzo wysoką kwasowość.

Związki mineralne (popiół) ziemniaków.

Związki mineralne składają się głównie z soli pota

sowych.

W 100 częściach czystego popiołu znajduje się według E. Wolffa:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Potasu

60,07

73,61

43,95

Sodu

2,12

16,93

0,00

Wapna Magnezyi Tlenku żelaza

2,57

6,23

0,51

6,57

13,58

1,32

1,08

7,18

0,04

Kwasu fosforowego « siarkowego « krzemowego

17,10

5,41

2,03

27,14

14,89

8,39

0,44

8,11

0,00

Chloru

3,11

10,75

0,85

Całkowita zawartość popiołu

3,77

5,80

2,20

Według Morgena w 100 częściach popiołu ziemniaków znajdujemy:

Średnio

%»

Najwięcej

%>

Najmniej

Związków rozpuszczalnych « nierozpuszczalnych

73,88

26,12

89,19

42,51

57,49

10,81

Odmiany ziemniaków ²).

Ziemniaki tworzą mnóstwo odmian, które co roku pojawiają się w handlu. Licząc tylko w przybliżeniu ziemniaki, polecone przez rozmaitych więcej znanych hodowców, znajdziemy ich około 2000 odmian. Różnią się one między sobą wyglądem zewnętrznym, jak: kształtem rośliny, jej liśćmi, kwiatem, kształtem bulwy, jej wielkością, barwą, własnościami skórki itp. Dalsza różnica leży w składzie chemicznym, oraz własnościach fizyologicznych, więc: zawartości skrobi, cukru, plenności, czasie dojrzewania, odporności na choroby itp.

Wszystkie te odmiany można zgrupować w trzy

szeregi:

a)    Ziemniaki wczesne, do użytku stołowego; są one zawsze mniej plenne, uboższe w skrobię, oraz najłatwiej ulegające chorobom i gniciu.

b)    Ziemniaki średnio-późne; wykazują zwykle większą plenność oraz skrobiowość niż poprzednie, są wytrwalsze, nadają się zarówno na stołowe, jak i do gorzelni.

c)    Ziemniaki późne, najplenniejsze i najwytrwalsze, wykazują też zwykle największą skrobię, oraz odporność na choroby i gniliznę. Nać zachowują zieloną zwykle aż do mrozów.

Do sadzenia należy wybierać takie odmiany, które w pewnej glebie i okolicy najlepiej się udają.

Dla celów gorzelniczych najlepszą będzie ta odmiana, która wykazuje nietylko wielki plon, lecz także i wysoką skrobiowość, zatem odmiana, dostarczająca największą ilość skrobi z jednostki przestrzennej gleby, będzie tu najodpowiedniejszą. Jeżeli mamy do wyboru między dwoma odmianami, z których jedna daje wielki plon, o małej skrobio-wości, a druga — wielką skrobiowość, lecz mały plon, to dla celów gorzelniczych odmiana ostatnia jest korzystniejszą. Ziemniaki wysoko-skrobiowe, pomijając, że wymagają mniejszych kosztów przewozu i przechowania (gdyż jest ich mniej), zwykle nie ulegają tak łatwo psuciu się, jak nizko-skrobiowe, a nadto w gorzelni dają stosunkowo lepsze wydatki. Przy wyborze odmiany, oprócz powyższego, trzeba brać pod uwagę i odporność na różne choroby, oraz trwałość podczas przechowania. Ostatnie jest tak ważne, że nieraz lepiej hodować odmianę, dającą niższy plon, a za to odporną, niżeli naodwrót — dającą wielki plon, lecz przystępną dla chorób i gnilizny lub zagrzewaniu się w kopcach podczas przechowania.

Korzyści z gorzelni są zawsze związane z plennością i kulturą ziemniaka. Jeżeli gospodarstwo w tani sposób wyprodukuje obfity plon ziemniaka, bogatego w skrobię, to gorzelnia wykaże w tych warunkach większy dochód z gleby. Koszt otrzymania jednego hektolitra (1 wiadra) spirytusu będzie tern niższy, im większy i tańszy będzie plon ziemniaków z jednostki przestrzeni gleby.

Wysoki plon, wysoka skrobia i odporność na choroby i zgniliznę — oto ideał ziemniaka gorzelniczego, do którego dążą wszystkie racyonalne gospodarstwa. Tworzenie nowych odmian, więc planowa hodowla ziemniaków, ma właśnie na celu otrzymanie odmiany, któraby posiadała wymienione zalety.

Z hodowców ziemniaków wyróżniają się: Henryk Dołkowski w Nowej Wsi pod Kentami. Wytworzył on wiele odmian, dziś bardzo cennych, jak: Sas, Perkun, To-paz, Gawronek, Świteź i inne. Dalej hodowcy niemieccy:

Richter w Zwickau, Paulsen w Nessengrundzie, Cimbal w Trömsdorfie, francuski Vilmorin w Paryżu, angielscy: Fidler w Readingu, oraz Wiliam Kerr w Dargavel-Dumfries. Każdy z tych hodowców wyprodukował po kilkadziesiąt, a niektórzy nawet po kilkaset nowych odmian.

Jaką odmianę należy prowadzić w danych warunkach gleby i klimatycznych? — na to niema żadnej reguły, a jedyną pewną odpowiedź można otrzymać przez próby na pólkach doświadczalnych, które rozstrzygną, jakie odmiany w tych warunkach dadzą najlepsze wyniki i te najlepsze ziemniaki należy następnie rozplenić i hodować.

Z odmian, cieszących się uznaniem w gorzelniach, należy wymienić: Znicz, Gawronek, Topaz, Waza, Świteź, Sas, Prezydent Kruger, Bismark, Imperator, Wohltmann, Maercker, Reichskanzler, Brocken i wiele innych. W ostatnim czasie wysunęła się na naczelne miejsce plennością i skrobiowością nowa odmiana, nazwana prof. Wohltmann Nr. 34.

Na pewną uwagę zasługują również ziemniaki urag-wajskie (Solanum Commersoni), mające się udawać nawet na takich glebach, na których inne odmiany nie można hodować. W kraju ojczystym rozpleniają się podobno bez sadzenia, rozradzając się z korzeni z roku na rok. Dalej mają być bardzo oporne zgniliźnie, jako też wszelkim chorobom, a przymrozki wiosenne zupełnie im nie szkodzą. Według szczegółów, podanych z Francyi, bulwy wyrastają do wielkości 100—145 gr., a niektóre nawet do 400 gr. Według badań Instytutu przemysłu fermentacyjnego w Berlinie, próba nadesłana wykazała 31,26°/₀ suchej masy, co według tabeli Reimanna odpowiadałoby 25,5°/₀ skrobi; w istocie jednak zawierały tylko 19°/₀ skrobi, a natomiast bardzo wiele ciał, nieulegaiących fermentacyi. Próby i badania, prowadzone od 3 lat przez prof. Miczyńskiego w Du-blanach, wykazują, że ziemniaki Solanum-Commersoni w naszych warunkach klimatycznych nie posiadają podanych

zalet, a tak plon, jak szczególnie ich skrobiowość, odporność itd. pozostawiają bardzo wiele do życzenia.

Uprawa ziemniaków.

1.    Gleba. Ziemniaki można uprawiać na każdej glebie. Najwyższy plon, jako też i najwyższą skrobię dają jednak na lekkich glinkach piasczystych, przepuszczalnych a żyznych; mniej dobrze idą na ziemiach zwięzłych, najgorzej na glebie podmokłej i na torfach.

2.    Klimat. Pod względem klimatu są ziemniaki również dość niewybredne; udają się zarówno w górach, jak na równinach, a uprawa ich sięga daleko na północ. Lata suche i pogodne sprzyjają u nas urodzajowi ziemniaków. Długotrwała słota i chłód działają niekorzystnie, wstrzymują we-getacyę i rozwój bulw. Zależnie od odmiany potrzebują krótszego lub dłuższego czasu do rozwoju. Wczesne ziemniaki dochodzą w 13 tygodniach, późne potrzebują we-getacyi 21—26 tygodni.

3.    Przed plon. Ziemniaki udają się po jakimkolwiek przedplonie, a jeżeli dobrze nawozimy, mogą nawet następować po sobie kilkakrotnie bez znacznego ubytku plonu. Najczęściej uprawia się je po zbożach kłosowych, w pierw-szem polu na nawozie stajennym, w żyznych ziemiach w drugiem polu.

4.    Nawożenie, a) Najwyższe plony osięgnąć można na dobrym nawozie stajennym, przyoranym w jesieni. Nawożenie obornikiem z wiosną, powoduje nieraz silne obniżenie skrobi w ziemniakach. Również dobrze idą ziemniaki na zielonych nawozach (na łubinie przyoranym) przy użyciu nawozów pomocniczych.

b) Nawozy pomocnicze azotowe działają, podług prof. Miczyńskiego więcej na rozrost liści i łodygi, mniej na plon. Badania, prowadzone przez stacyę hodowli ziemniaków w Berlinie, wykazują bardzo korzystny wpływ nawozu azotowego w formie saletry chilijskiej. Przy użyciu

32 kg. (2 pudów) saletry na hektar (1,7 mórg poi.) otrzymano więcej:

na dobrej glebie 3182 kg. (194 pud.) ziemniaków, czyli 649 kg. (39,6 pud.) skrobi na hektarze;

na gorszej glebie 2148 kg. (131 pud.) ziemniaków, czyli 372 kg. (22,7 pud.) skrobi na hektarze.

Przesadne użycie nawozów pomocniczych azotowych obniża bardzo znacznie skrobię w ziemniakach, oraz czyni je skłonne do wszelakich chorób.

c)    Nawozy fosforowe podnoszą plon i skrobię w ziemniakach tylko na glebie ubogiej w fosfor.

d)    Nawozy potasowe wywierają największy wpływ. Ziemniak jest rośliną, która potrzebuje bardzo wiele potasu. Kainit (sole potasowe) należy dawać w jesieni lub wcześnie zimą. Na wiosnę lepiej użyć 40°/₀ soli potasowej i to w formie siarczanu potasowego, a nie chlorku, w ilości 80 kg. potasu na hektar (na mórg — 115 f.). Wapnie-nie i marglowanie wprost pod ziemniaki wpływa na ich plon najczęściej niekorzystnie.

5. Uprawa. Uprawa pod ziemniaki powinna być dokonana w jesieni. Po kłosowych daje się wczesną pod-orkę, wywozi nawóz i przyorywa orką przedzimową. Orka powinna być głęboka, lub za pługiem puszcza się pogłę-biacz. Na wiosnę niszczy się chwasty i lekko rolę spulchnia.

Nawożenie wiosenne jest mniej korzystne. W tym razie pole powinno być również w jesieni zorane, a w zimie, lub z wiosną roztrząsa się nawóz, przyoruje płytko i wałuje należycie.

6. Odmiany. Do sadzenia należy wybrać odmiany, dające wysoki plon, wysoką skrobię, jako też odznaczające się odpornością na choroby i gnicie. Stare odmiany ziemniaków wyradzają się, dają niższy plon, względnie niższą skrobię, a przedewszystkiem wykazują szczególniejszą skłonność do różnych chorób i gnicia. Te stare odmiany trzeba zastępować nowemi, rozmnażając co roku po kilka odmian naprzód w małych poletkach. Odmiany, które dadzą plon wysoki i wykażą wysoką skrobiowość, oraz odporność na choroby i gniliznę, bierze się następnie do szerokiej uprawy.

7.    Czas sadzenia. Ziemniaki rosną dopiero w ciepłocie około -f- 8° C, a młode pędy marzną od przymrozków, dlatego zbyt wczesne sadzenie niema celu. Pora sadzenia przypada u nas na kwiecień i początek maja, a przeciąga się niekiedy i do końca maja.

8.    Dobór nasienia. Do sadzenia należy wybierać tylko bulwy średniej wielkości, wagi 70—100 gr., gdyż tylko średniej wielkości, jako najbogatsze w skrobię, dają największy i najlepszy plon. Drobne bulwy dają słabe krzaki.

Ziemniaki przeznaczone do sadzenia nie powinny w kopcu porość, bo to je osłabia; jeżeli zaczynają w kopcu silnie kiełkować, należy je odkryć, przebrać i w suchem miejscu rozłożyć. Silne zawiędnięcie bulw przed sadzeniem, wywiera wpływ korzystny na plon ziemniaków.

9. Sadzenie. Sposoby sadzenia są rozmaite. Najczęściej sadzi się: a) za pługiem, b) za rzędownikiem, c) za łopatą lub motyką w kwadrat, d) za dołownikiem.

Na glebie lekkiej sadzi się wężej, na ciężkiej — szerzej. Wczesne ziemniaki sadzi się wężej, jak późne, podobnież ubogie w nać, w przeciwieństwie do bogatych w nać. Jako granicę można przyjąć odległość krzaków:

30:30 cm. na 65:65 cm. (12,5:12,5 cali na 27 :27 cali).

Głębokość sadzenia zależy od gleby; im ona lżejsza, tern trzeba sadzić głębiej, i tak w przybliżeniu:

na bardzo lekkich glebach « lekkich glebach « średnio ciężkich glebach « ciężkich glebach

należy sadzić w głębokości 12—15    cmt.    (5—6 cali)

10    «    (4 cali)

8    «    (3,3 cali)

5    «    (2 cali).

Do sadzenia wychodzi średnio około 15—30 gr. ziemniaków na hektar (9 — 18 korcy na morgę).

Po skiełkowaniu i zakorzenieniu się ziemniaków, należy je obsypać pulchną ziemią, gdyż to wpływa korzystnie na tworzenie się bulw, również spulchnianie gleby wpływa korzystnie na plon, zwłaszcza w glebach związłych.

Zbiór i przechowanie ziemniaków.

Ziemniaki wczesne dojrzewają już w lipcu, późniejsze w sierpniu i wrześniu, najpóźniejsze rosną prawie aż do mrozów. Do zbioru wczesnych odmian przystępuje się, gdy nać już opadła, a skórka z bulw już się nie łuszczy, lecz mocno przylega. Zbiór późnych odmian należy rozpocząć tak, by go ukończyć przed mrozami.

Plon ziemniaków wypada nadzwyczaj rozmaicie, zależnie od roku, gleby i uprawy. W gorszych warunkach plon wynosi zaledwie 100 q. z hektara. Podobnie mały plon bywa z odmian bardzo wczesnych. Średnio wczesne odmiany dają zwykle 150 q. z ha. Bardzo dobry plon uważa się u nas 140—160 q. (875—980 pudów) z morgi, tj. do 280 q. z ha. Za granicą znane są plony do 400 q. z ha., tj. do 240 q. (1465 pudów) z morgi.

Wybrane ziemniaki przechowuje się w piwnicach, kopcach, dołach i szopach. Od dobrego przechowania zależy bardzo wiele. Pominąwszy straty widoczne, jak: gni-lizna i marznięcie ziemniaków, następują jeszcze straty, powodowane przez zużycie się suchej masy.

Ziemniak jako istota żyjąca, podlega szeregowi procesów i zmian, które są nieodłącznym wynikiem praw życiowych.

Podczas przechowania mogą więc zachodzić następujące zmiany:

1.    Utrata wody przez wysychanie.

2.    Zamiana skrobi na cukier.

3.    Przechowanie albo spalenie drogą oddychania wytworzonego cukru.

4.    Częściowa odbudowa ciał białkowatych.

5.    Marznięcie.

6.    Choroby i gnicie.

7.    Kiełkowanie.

Podczas przechowania, zwłaszcza z początku, można zauważyć drobny przybytek skrobi. Jest on jednak tylko pozorny, bo ten względny procentowy przyrost skrobi pochodzi od wysychania świeżych, bardzo bogatych w wodę ziemniaków. Ta utrata wody jest dość znaczną, bo wynosi od października do końca marca miesięcznie po 1 °/₀, czyli razem 6°/₀, zaś od kwietnia do końca maja po 2°/₀. Ziemniak wyschnięty jest objętościowo trochę mniejszy, przez co wykazuje ów względny przybytek skrobi.

W każdej żywej komórce znajdują się dwojakie siły: twórcze czyli budujące i rozkładające, czyli odbudowujące. W spokojnie leżącym ziemniaku, podczas przechowania, przebiega szereg enzymatycznych działań. Skrobia ziemniaka ulega rozpuszczeniu i zamianie na cukier, który przez enzymy utleniające, oraz enzym zymazę zostaje drogą oddychania spalony; dalej enzymy tryptyczne trawią ciała białkowate, zamieniając je na albumozy, peptony i amido-kwasy. Działanie tych enzymów potęgują, względnie osłabią: wilgoć i ciepłota, przez co straty są tern znaczniejsze im ciepłota i wilgoć powietrza są większe; nadto wywiera znaczny wpływ i jakość odmiany ziemniaka.

Nobbe podaje, że straty suchej masy ziemniaka podczas przechowania w przestrzeni ciepłej, a wilgotnej wynoszą 46,6°/o, zaś w powietrzu suchem i cnłodnem tylko 12,2°/₀. Woliny znajduje przy normalnem przechowaniu straty wynoszące 1,2—2,1 °/₀ skrobi.

Podług Saarego straty skrobi, przy dobrem przechowaniu w kopcach, tj. do marca w ciepłocie 4—5° C, zaś do końca maja w ciepłocie nie wyżej 15° C, wynosiły:

po 2 miesiącach 0,1—0,2°/₀ skrobi 0,2—0,8°/o    «

1—l,3°/o    «

i podaje, że wahają się w granicach 5—30°/₀ skrobi.

Według Gerlacha straty przechowania od 25/9—31/3 wynoszą przy ziemniakach 24,3°/₀, przy burakach 8—10°/₀; od kwietnia straty wzrastają.

Schulze-Schulzendorf znalazł, że straty skrobi wynosiły w r. 1895 już w styczniu 2,5°/₀.

Strata skrobi może być dwojakiego rodzaju: rzeczywistą i pozorną. W ostatnim wypadku skrobia ulega zamianie na cukier, którego ilość w ziemniakach według Saa-rego waha się 0,4—3,4°/₀.

Ziemniaki zależnie od warunków rozwoju, a przede-wszystkiem jakości odmiany, mogą mieć różne własności, a przez to i zachowanie. Delbrück wykazał, że podobnie jak u zbóż, znajdujemy odmiany ziemniaków, z których jedne możnaby nazwać gorącymi, gdyż energicznie oddychają, a przez to łatwo zagrzewają się podczas przechowania, inne zaś tych własności nie posiadają.

»Gorącość« ziemniaków polega na wytwarzaniu przez plazmę ich komórek wiele energicznie czynnych enzymów. Ziemniaki posiadające wiele enzymów silnie się zagrzewają, gdyż powodują energiczną odbudowę ciał białkowatych, oraz spalanie wytworzonego ze skrobi cukru. Ziemniaki takie, pomijając straty na suchej masie, są również mało odporne i łatwo ulegają-gniciu. »Gorącość« danej odmiany ziemniaka, można przez odpowiednie nawożenie, uprawę gleby, podnosić lub osłabiać. Doświadczenia porównawcze wskazują, że ziemniaki bogate w skrobię, zatem ubogie w związki azotowe, oddychają słabiej, przez co słabiej się zagrzewają, okazują też mniejsze straty na suchej masie i mniejszą skłonność do gnicia, aniżeli odmiany bogate w związki azotowe.

Przy dobrem przechowaniu, gorącość ziemniaków nie występuje w szkodliwy sposób, gdyż dobre przechowanie jest w zasadzie niczem innem, jak tylko regulowaniem ciepłoty przechowania, co można również uważać za regulowanie oddychania ziemniaków.

Parowanie, tworzenie się cukru i jego spalanie drogą oddychania słabnie z obniżaniem się ciepłoty przechowania. Przy wysokiej ciepłocie, straty suchej masy ziemniaka są bardzo znaczne, a cała ilość wytworzonego cukru ulega natychmiastowemu spaleniu drogą oddychania; natomiast w ciepłotach blizkich 0° C. straty są małe, za to ziemniak wykazuje smak słodki. Ziemniaki takie, pomijając zły słodkawy smak, są szczególnie skłonne do gnicia. W wyższej ciepłocie, enzymy utleniające spalają cały wytworzony cukier i w miarę opadania ciepłoty, proces oddychania silniej słabnie, aniżeli proces tworzenia się cukru. W ciepłocie 10—6° C. panuje, według Müller-Thurgaua, między oboma procesami prawie zupełna równowaga, tj. że tyle cukru powstaje, ile następnie zostaje wydychane. Jeżeli ciepłota opadnie do 0° C, to proces oddychania ustaje prawie zupełnie, podczas gdy tworzenie się cukru postępuje jeszcze dalej naprzód. W ciepłocie — 2° C. oba procesy ustają. Poniżej tej ciepłoty ziemniak marznie, równocześnie obumiera, a wówczas po odtajaniu jest szczególnie skłonny do gnicia.

Przy obniżaniu się ciepłoty mogą zajść następujące

zjawiska:

1.    Ciepłota opada wolno do 0° C; wskutek tego słabnie proces oddychania, a tworzenie się cukru postępuje dalej — ziemniak wykazuje smak słodki. •

2.    Ciepłota opada dalej poniżej — 2° C. — ziemniak marznie i pozostaje smaku słodkiego.

3.    Ciepłota opada bardzo szybko poniżej — 2° C.— ziemniak marznie, lecz smaku słodkiego nie wykazuje, gdyż nie było czasu na wytworzenie się większej ilości cukru.

Ziemniaki słodkie, lecz nie zmarznięte, tracą swą słodycz przez pozostanie dłuższy czas w ciepłocie 20—30° C, przyczem ⁴/₆ cukru przechodzi ponownie na skrobię, reszta zostaje spalona drogą oddychania.

W powietrzu ciepłem i wilgotnem ziemniak kiełkuje. Straty, powodowane kiełkowaniem, są wcale znaczne. Kramer podaje, że ze 100 części skrobi podczas kiełkowania zostaje utracone:

przy kiełku 1—2 ctm. długim 3,18°/₀ skrobi

2—3

5,26°/₀    «

3-4

9,88°/₀    «

Aby ziemniaki dobrze się trzymały podczas przechowania, trzeba zwrócić uwagę na następujące szczegóły:

1.    Ziemniaki muszą być zupełnie dojrzałe.

2.    O ile można powinne być suche.

3.    Przed trwałem przechowaniem, należy postarać się, by ziemniaki dobrze obeschły. Woda mechaniczna, jako też pochodząca z początkowego energicznego oddychania, powinna mieć łatwe ujście z miejsca przechowania.

4.    Ciepłota przechowania nie powinna być ani za wysoka, ani za nizka, lecz wahać się między 6 — 10° C.

Najprostsze, a zarazem najtańsze jest przechowanie ziemniaków w kopcach lub rowach.

O. Appel, który prowadził obszerne badania nad przechowaniem ziemniaków w kopcach, podaje następujące przepisy:

Kopce należy ustawiać w miejscu suchem, o ile możności osłonionem przed panującymi w danej okolicy mroźnymi wiatrami, a . w każdym razie stawiać je wzdłuż kierunku często panujących wiatrów. Jeżeli są stawiane na stoku, lub też w zagłębieniu, należy rowami odgraniczyć je od napływającej z góry wody, która w przeciwnym ra-

zie może dostać się do kopców i spowodować gnicie ziemniaków. Na glebę zwięzłą można po wyrównaniu sypać ziemniaki bezpośrednio. W ziemi lekkiej, piasczystej jest wskazane cośkolwiek, około 20—30 ctm.. wkopać się, gdyż gleby takie słabo chronią przed mrozem i podczas ostrych zim przemarzają ziemniaki łatwo od spodu kopców.

Forma kopca jest najlepsza prostokątna, o podstawie 1,20—2 metrów (4—7 stóp), a długości stosownie do potrzeby. W większych kopcach ciepłota jest równiejszą i nie tak zależną od wpływów otoczenia; ziemniaki trzymają się też w nich znacznie lepiej. Kopce otwierane w zimie po-winne być tak wielkie, by ich całą zawartość można było

M,

Ryc. 15.

Kopiec ziemniaków podwójnie kryty, w i s, słoma z pierwsza warstwa ziemi; — wokoło rów (według prof. Dr. Miezyńskiego).

zaraz wybrać, gdyż nakrywanie pozostałych ziemniaków jest w zimie trudne i łatwo mogą zmarznąć. Ziemniaki przeznaczone do dłuższego przechowania, więc do wiosny, powinne być suche i starannie przebrane. Wszystkie na-bolałe, zgniecione, nacięte, nagryzione i t. d. uszkodzone bulwy, powinne być usunięte i albo zaraz zużyte, albo też przechowane w oddzielnym kopcu dla zużycia w najbliższym czasie.

eży

Wysokość kopca powinna wynosić 1 — 1,5 metra (3,5—5 stóp), gdyż otrzymany w ten sposób stożek ziemniaków szybko obsycha i łatwiej go obsypać ziemią. Ściany stożka mogą być zaraz kryte słomą, którą na]

układać dachówkowato. Słoma maszynowa jest do krycia lepszą, leży pulchno i łatwo przepuszcza wywiązującą się z ziemniaka parę wodną. Aby zabezpieczyć przed wiatrem i deszczem, należy słomę przysypać warstwą 10 ctm. (4 cali) ziemi, przyczem część górną, jakie30—40ctm.(12,5—17 cali) pozostawić wolną, by mogły ziemniaki lepiej parować.

Kopce w ten sposób przyrządzone pozostają tak długo, aż ciepłota wewnątrz opadnie niżej 10° C, poczem można przystąpić do trwałego krycia przed mrozami. Krycie kopca może być pojedyncze, albo podwójne. W pierwszym wypadku kładzie się warstwę słomy w okolicach cieplejszych około 10 ctm. (4 cali), w zimniejszych 15 ctm. (6 cali), poczem narzuca się warstwę ziemi, której grubość waha się w granicach 40—100 ctm. (17—42 cali), zależnie od ostrości klimatu. Podwójne krycie jest lepsze, jakkolwiek klo-potliwsze. Na warstwę pierwszą bierze się słomę, na drugą — badyle ziemniaczane, liście, igliwo, jałowiec itp. Warstwy powinne być następujące: słomy 10 ctm. (4 cali), ziemi 10—15 ctm. (4—6 cali), na to liście lub coś podobnego w warstwie 15—30 ctm. (6-12,5 cali), poczem ziemi 20—40 ctm. (8,5 — 17 cali). Ziemię wybiera się naokoło kopca, przez co tworzy się ściek dla wody, którą należy odprowadzić.

Przy dobrem ułożeniu kopca, jeżeli ziemniaki sucho sypano i przed kryciem dobrze wypociły, zakładanie kominów lub wentylatorów jest zbyteczne, w innych wypadkach — korzystne, a nawet niezbędne. Do przewietrzania i odprowadzenia wilgoci, należy urządzić kanały u dołu kopca. Mogą one być sporządzone albo z szerszych rur drenowych, lub z listewek drewnianych, zbitych w trójkąt. Kanały te, wychodzące po obu stronach kopca, zakrywa się szmatami i obornikiem, i stosownie do potrzeby otwiera i przewietrza. Wietrzenie następuje przez proste otwarcie z obu stron podanych kanałów, albo też zapomocą wialni Holtz-Bruchal’a, którą przeciska się powietrze przez kopiec.

Pozostawianie w kopcach od góry otworów zatykanych słomą, lub zakładanie kominków jest błędne, gdyż parująca z ziemniaków woda, oziębiając się na ścianach takiego kominka, ścieka do kopca, powodując w tern miejscu gniazdo gnilizny.

Po sporządzeniu kopca, dalszą najważniejszą pracą jest kontrola jego ciepłoty, która nie powinna opaść niżej 3° C, ani też podnieść się wyżej 15° C, najlepiej gdy waha się między 6—10° C. Jesienią należy badać ciepłotę co 8—14 dni. Gdy ciepłota się ustali, wystarczy kontrolować w ciągu zimy raz na miesiąc; na wiosnę trzeba znowu badać częściej, co jakie 8—14 dni. Jak długo ciepłota trzyma się poniżej 15° C, kopiec jest zupełnie zdrowy i niema o niego żadnej obawy; jeżeli jednak zostanie ta ciepłota przekroczoną, wówczas należy kopiec w jednem lub kilku miejscach otworzyć i przewietrzyć; a gdyby ciepłota przeszła 20° C, to trzeba cały kopiec odkryć i pozostawić tak długo, aż ziemniaki przestygną, względnie najlepiej ziemniaki z takiego kopca natychmiast zużytkować.

Ciepłotę kopca bada się zapomocą ciepłomierza laskowego, który zakłada się w dowolnem miejscu kopca i na części wystającej odczytuje ciepłotę; albo też posługujemy się zwyczajnym, małym ciepłomierzem pokojowym. W ostatnim wypadku wybiera się wązki otwór, zapuszcza na sznurku ciepłomierz aż do ziemniaków, a po pewnej chwili podciąga go do góry i szybko odczytuje.

Przechowanie ziemniaków w dołach, stosowane na Podolu, ma tę zaletę, że do krycia ziemniaków potrzeba mniej słomy. Dół, a raczej rów wykopuje się w suchem miejscu, osłoniętem przed ściekami wodnymi, głęboki na 1 metr (3,5 stopy), szeroki około 80 ctm. (3 stopy), a dowolnej długości. Rowy te wypełnia się ziemniakami pod wierzch, lekko zaściela słomą, a skoro ziemniaki przeschną, narzuca się na nie grubą warstwę ziemi, odpowiednią do mrozów w danej okolicy.

Piwnice służą do przechowania mniejszych ilości ziemniaków. Również i tutaj wymagamy, by ciepłota nie opadła poniżej 0° C, ani też się podniosła wyżej 10°C. Przed złożeniem ziemniaków, piwnica musi być oczyszczoną, wysuszoną i zapomocą wapna chlorowego lub spalonej siarki dobrze odkażoną. Ziemniaki składane do piwnicy powinne być dobrze obsuszone.

Wielki przemysł dla krótkiego przechowania używa szopy. Zależnie od ilości składanych ziemniaków, buduje się szopę np. 35 m. (121 stóp) długą, 13 m. (45 stóp) szeroką, 3 m. (10,5 stóp) wysoką, przyczem dobrze jest wkopać w ziemię około 1 metra (3,5 stóp). Wnętrze szopy dzieli się na 3 korytarze, środkiem biegną wózki na szynach, oba boki dzieli się na szereg oddziałów, w których składa się ziemniaki różnego pochodzenia, względnie odmian. Posadzka najlepsza betonowa. Szopę nakrywa się płaskim dachem, w którym znajduje się co 5 m. (17 stóp) kominy drewniane z daszkami, które służą do wyprowadzenia wilgoci.

Choroby ziemniaków.

Ziemniaki podlegają całemu szeregowi uszkodzeń i chorób. Uszkodzenia powodują różne pędraki, druciki, myszy polne itp. Właściwie one bezpośrednio nie niszczą bulwy, względnie jej skrobię, lecz ułatwiają przez otwartą ranę, nagryzioną lub ciętą, dostęp do wnętrza bulwy różnym drobnoustrojom, które są właściwymi sprawcami najrozmaitszych chorób oraz zgnilizny. Drobnoustroje opadające ziemniaki są: pleśniaki i bakterye. Pierwsze atakują przedewszystkiem krzak ziemniaka; bakterye szerzą większą szkodę w bulwach ziemniaczanych, wywołując ich zgniliznę, tak zwaną mokrą, w przeciwieństwie do zgnilizny suchej — kłębów, której sprawcami są zwykle pleśniaki.

Choroby ziemniaków są dotychczas mało poznane; do najważniejszych należy zaliczyć:

1. Zarazę ziemniaczaną wywołuje pleśń Phytophthora infestans. Występuje ona przedewszystkiem na naci, powodując w czasie wilgotnym plamy brunatnawe, otoczone dokoła

białym pierścieniem, utworzonym z zarodków grzybka. Rozszerzają się one szybko na cały liść, który gnije. W czasie zaś suchym, plamy na liściach są ciemniejsze i kruche. W warunkach normalnych plamy Phytophthory występują na liściach pod koniec września, zatem w czasie, kiedy się kończy zupełna wegetacya ziemniaka. Jeżeli lato jest wilgotne, to rozwój pleśni jest szybszy i już w sierpniu opada

m,

i jlhr

ąj i

ifw

PL

³J

wm^

Ryc. 16.

Zaraza ziemniaków. A liść w początkach choroby zbrunatniały. B cząstka liścia silnie powiększona, wyrastają z niej strzępki grzybni, osadzone zarodnikami. Zarodniki C wydają po 8 drobniutkich pływek, które kiełkując, roznoszą zarazę D.

nać, powodując jej obumarcie, a przeto obniżenie plonu ziemniaków i ich skrobi. Grzybek ten jest jeszcze i przez to szkodliwy, że opada także bulwy i niszczy tkankę komórek, czem umożliwia dostęp bakteryom, które niszczą skrobię, powodując jej zgniliznę mokrą. Bulwy zarażone wyglądają przy zbiorze zdrowo, dopiero po przecięciu widać pod skórką miejsca zbrunatniałe. W kopcach zwłaszc Na wilgotnych gniją takie bulwy i zarażają inne. Przy suchem powietrzu zdrowa część bulwy jest w stanie wytworzyć warstwę korkową i obronić się przed dalszym postępem pleśni. Bulwy chore na zarazę, wysadzone, szerzą tę chorobę dalej, gdyż grzybek pleśni zimuje na bulwach i następnie wraz z kiełkującym ziemniakiem rozwija się, szerząc zarazę. Dawniej uważano pleśń Phytophthora infe-stans, jako jedyną przyczynę zarazy ziemniaczanej. Nowsze jednak badania wykazują, że przyczyną tego może być także i szereg innych, bliżej nam jeszcze nieznanych grzybków.

2.    Ospa ziemniaczana, którą powoduje pleśń Rhizoctonia solani, objawia się ciemno-brunatnemi plamami lub brodawkami na skórce, a nawet zupełnem zniekształceniem bulw. Jak długo pleśń rośnie po wierzchu bulwy, tak długo jest nieszkodliwą, skoro jednak dostanie się do wnętrza, powoduje szybkie zniszczenie tkanki, oraz rozpuszczenie skrobi (zjawisko mokrej zgnilizny).

3.    Suchą zgniliznę powoduje pleśniak Phellomyces sklerotiophorus, który przedostaje się nawet przez warstwę korkową bulwy, niszczy tkankę i atakuje częściowo skrobię.

4.    Również suchą zgniliznę wywołuje grzybek Fusarium solani, który wprawdzie nagryza gałeczki skrobi, jednakże jest mało szkodliwy. Na łupce tworzy biały nalot.

Obok pleśni, również i cały szereg bakteryi powoduje szkody w ziemniakach. Wiadomości o nich są jednak jeszcze bardzo niedokładne.

Według Wehmera czynnymi są tu dwa rodzaje bakteryi, z tych jedne, które można zaliczyć do grupy bakteryi siennych, niszczą tylko substancyę międzykomórkową, podczas gdy druga odmiana bakteryi — Amylobakter navicula niszczy tkankę i skrobię, powodując mokrą zgniliznę.

5.    Kędzierzawka jest powodowana według Appela przez bakterye Bacillus phitophthorus. Krzaki, opadnięte w początkowej wegetacyi, skręcają liście i łodygi i nie nawiązują zupełnie bulwy; później opadnięte wytwarzają niekształtne bulwy, które podczas przechowania ulegają zgni-liźnie.

II

fili

(!

¹

Aminy, amidy, iminy i pochodne obejmuje w dalszym wykładzie pojęciem: »Związków aminowych«.

²

Literaturę podaję na końcu tomu II.

SE

i³;

Vr

'■

Ryc. 17.

Choroba pierścieniowa ziemniaków. Lewo słabo rozwinięta choroba. Prawo silnie rozwinięta choroba. Wnętrze bulwy ciemno zabarwione, zupełnie zbutwiałe, a przekrój bulwy podłużny, b poprzeczny w naturalnej wielkości.

6. Zgorzel łodyg objawia się przez wczesne czernienie młodych łodyg od ziemi, które następnie opadają i gniją. Choroba ta występuje zwykle na glebach nieprzepuszczalnych i według Delacrois ma być powodowana przez bakte-rye Bacillus solanicula.

7.    Do chorób, powodowanych przez bakterye, należy zapewne i najnowsza choroba pierścieniowa. Objawia się ona w rozmaity sposób, zależnie od stopnia zakażenia ziemniaków. Bulwy zakażone, na zewnątrz, wyglądają zupełnie zdrowo, wprawdzie kiełkują, jednak pierwsze liście zwykle szybko giną. Rozwinięty krzak, początkowo wyglądający zupełnie normalnie, w połowie lata pokrywa się bru-natnemi plamami i obumiera. Zebrane bulwy wyglądają pozornie zupełnie zdrowo, jednak, wysadzone następnego roku, powodują ponownie zjawisko opisanej choroby. Chore bulwy w przekroju wykazują kolisto-ułożone punkciki lub kreseczki, lub nawet zupełnie brunatny pierścień. Podczas przechowania bardzo często następuje zupełne zniszczenie, lub też zbutwienie całego środka jak daleko zakreślony pierścień. Jeżeli do wnętrza dostaną się bakterye gnilne, to niszczą naprzód zbutwiały środek, poczem dalszą część. Ziemniak wówczas gnije od środka do zewnątrz. Przyczyną choroby pierścieniowej są zapewne bakterye i to prawdopodobnie kilku odmian.

8.    Również częstą chorobą ziemniaków są trądy czyli parchy. Warstwy komórek, leżące pod skórką, ulegają zmianom, przez co skórka staje się szorstką i łuszczącą, a bulwy ulegają zniekształceniu. Przyczyną tej choroby są według wszelkiego prawdopodobieństwa bakterye, gdyż przez odpowiednie nawożenie, uprawę gleby, a przedewszystkiem usunięcie nadmiaru wilgoci z gleby, zdrenowanie pól, usuwa się chorobę.

9.    Do chorób należy jeszcze zaliczyć i przerost kłębów. Na bulwach starych powstają nowe, co można zauważyć, gdy po długotrwałej suszy nastąpią silne opady przy ciepłem powietrzu. Przerośnięte bulwy zachowują się w gorzelni, jak ziemniaki niedojrzałe.

Suszone ziemniaki.

Suszone ziemniaki można otrzymać zasadniczo w dwojakiej formie:

1.    Płatki ziemniaczane. Ziemniaki, ugotowane w parniku pod ciśnieniem 0,5—1,5 atm., padają między dwa, w przeciwnym kierunku obracalne, puste walce, wewnątrz ogrzane parą o ciśnieniu 6 atm., nastawione tak, że odstęp jednego od drugiego wynosi 1—2 mm. Jeden obrót walców starczy, by przyległa do nich warstewka ziemniaków grubości papieru, została wysuszoną i następnie nożami zeskrobaną. Wysuszone ziemniaki wpadają do koryta pod walcami, gdzie na wale ślimakowato ułożone łopaty, rozdzierają je na drobne płatki, przesuwając do magazynu.

2.    Krajanka ziemniaczana. Ziemniaki, rozcięte na krajankę, dostają się do aparatów różnej konstrukcyi, gdzie spotykają się z gazami spalenia o ciepłocie 250 do 300° C., idącymi w kierunku przeciwnym. Po przejściu aparatu, wysuszone ziemniaki wypadają do koryta, skąd zapomocą cyklonu lub ślimaka, zostają przeniesione do

magazynu.

Obok tych dwóch zasadniczych sposobów suszenia, znamy jeszcze szereg innych, jak w formie papki, pieczonych, strużyn itp., lecz te obszerniejszego zastosowania nie znalazły.

Ziemniaki służą obecnie głównie jako karma dla bydła, a w małej tylko części, jako pokarm dla ludzi, przy-czem otrzymuje si^ produkt uboczny — otręby ziemnia

czane.

Dla celów technicznych mogą suszone ziemniaki służyć jako produkt surowy, w zastępstwie świeżych ziemniaków lub zboża, do wyrobu spirytusu, jak również i do wyrobu drożdży prasowanych.

Skład chemiczny suszonych ziemniaków jest jeszcze stosunkowo mało poznany. Według badań Parowa płatków i krajanki, a Bischoffa otrąb ziemniaczanych, przy-

bliżony skład chemiczny suszonych ziemniaków jest następujący:

płatki

krajanka

otręby

ziemniaczane

Wody

Związków bezazotowych « azotowych

■o i-» -p»    —*

to 4^ To

>—

O

O' 4*

11,12

66,65

Tłuszczu

Włóknika

Popiołu

on    oj    O ^cn

b    oo 7

OJ i—* O O' A Ul    o

8,02

0,52

8,75

4,94

100,0%

100,0%

100,0%

Badania nad składem chemicznym płatków i krajanki prowadzone w Instytucie dla przemysłu fermentacyjnego w Berlinie, wskazują następujące wahania składników:

W suchej masie

średnio

najwięcej

najmniej

°/o

Popiołu

4,28

Włóknika

2,43

Tłuszczu

0,37

Związków azotowych « bezazotowych

6,63

86,29

co    oo    o    cr>

o    o    co

in    Tf    i-T    oo

2,87

1,50

0,10

4,71

90,21

69,48

Woda waha się w granicach 8,07—18,77°/₀, zatem średnio 12,47°/₀.

Zboże.

Ogólne uwagi o zbożu.

Zboże w gorzelnictwie służy dla dwojakiego celu: na słód i na zacier. Skład chemiczny i własności fizyologiczne decydują, dla jakiego celu dane zboże lub jego odmiana jest odpowiedniejsze.

Słód gorzelniczy powinien się odznaczać wielką siłą enzymatyczną, a tu przedewszystkiem zdolnością rozpuszczania i cukrowania skrobi. Zboże, które zapewnia nam w formie słodu wielką zdolność cukrowania skrobi, będzie tern samem odpowiednie do słodowania; inne jego własności są tu już mniejszego znaczenia. Ponieważ skład chemiczny i pewne zewnętrzne własności wskazują, czy zboże może dać dobry słód, przeto po tych cechach można z góry rozstrzygnąć, w jakim kierunku należy użyć dane zboże. Badania i doświadczenia uczą, że zboże zawierające wiele związków azotowych, wytwarza więcej enzymów, niż zboże w te związki ubogie. Ponieważ zboża, bogate w związki azotowe, zawierają zwykle mało skrobi, przeto zboże o ziarnach pośledniejszych, lżejszych, o łupce grubej, będą jako bogate w białko najodpowiedniejsze na słód gorzelniczy. Zboże o ziarnach celnych, pękatych, ciężkich, zawierające dużo skrobi, dostarcza słodu słabiej cukrującego, który przez to dla celów gorzelniczych nie jest korzystny.

Słód browarniczy jest przeciwieństwem słodu gorzel-niczego. Podczas gdy gorzelnia wymaga, by swoim słodem zamienić jak największe ilości skrobi zacieru na cukier i w tym kierunku zwraca całą swoją uwagę, to browar chce otrzymać ze swego słodu jak najwięcej ekstraktu, brzeczki piwnej, siła cukrująca jest tu mniejszego znaczenia, gdyż jest jej nadmiar. Gorzelnik powinien żądać ziarna zdrowego, lecz pośledniego, browarnik ziarna celnego. Słód gorzelniczy różni się więc zasadniczo znacznie większą siłą enzymatyczną od słodu browarnego.

Do pewnego stopnia stanowisko pośrednie zajmuje słód drożdżowni. Tu chodzi nietylko o wielką siłę enzymatyczną, gdyż tym słodem cukruje się zacierane zboże, lecz także i o ekstrakt, gdyż im więcej będzie skrobi w ziarnie, tern więcej otrzyma się brzeczki, a tern samem drożdży prasowanych.

Wobec powyższego zależnie od własności ziarna będziemy je dzielić na:

1)    Zboże pośledniejsze, drobne, bogate w związki azotu, najodpowiedniejsze na słód gorzelniczy.

2)    Zboże o ziarnach średnio-celnych, bogatych w związki azotowe i średniej zawartości skrobi, najodpowiedniejsze dla wyrobu drożdży prasowanych i na krupy.

3)    Zboże celne, ubogie w związki azotowe, zato bogate w skrobię, najodpowiedniejsze na słód piwowarski.

Obok celów słodowniczych, zboże służy na zacier; tu chodzi o tanią skrobię i to łatwą do przerobu. Wsżyst-kie zboża nieoplewione, o ile tylko będą tanie, są odpowiednie na zacier. Zboża oplewione dają zacier o grubym kożuchu plewy, co utrudnia fermentacyę i wypęd alkoholu, i z tego powodu przerabia się je wyjątkowo, a i w tym razie usuwa się przez obicie choć częściowo ich plewkę.

Rozwój ziarna i jego anatomiczna budowa.

Wszystkie uprawiane u nas zboża, z wyjątkiem gryki, należą do klasy jednoliścieniowych, rzędu plewowatych, a rodziny traw, gryka należy do rodziny rdestów. Rozróżniamy zboża:    ■<

a)    kłosowe, jak: żyto, pszenica, jęczmień, kukurudza i

b)    wiechowe, jak: owies, proso, ryż.

Są to rośliny wyłącznie zielone, zewnętrznie bardzo podobne do siebie, o cechach swoistych. Rozwijają się z ziarna; te kiełkują i wyrastają w jedną stronę — w korzonki, w drugą — w łodygę, zwaną źdźbłem, która zaraz krzewi się i rozrasta przy samej nasadzie.

Źdźbła przedstawiają się jako walcowate rurki, wewnątrz puste, z wyjątkiem kukurudzy, wypełnionej soczystym rdzeniem, przegradzane pełnymi sitowymi węzłami, zwanymi kolankami. Międzywęźla są ujęte tutkowatą po-

i/A

Ï2-

i\

mmi r¥

im WÊ » m il

[UliK

Ml

ii

a.

Ryc. 18.

Młoda roślina żyta. z ziarno, kz korzenie zarodkowe, kp korzenie przybyszowe osadzone włoskami, ki kolanko pierwsze, k₂ drugie, w któ-rem następuje rozkrzewienie się roślinki, rtii międzywęźla podziemne.

chwą naprzemianległych, wązkich liści. Pochwy te, osadzone nad każdem kolankiem, mają jako zadanie zabezpieczyć źdźbła od złamania. Źdźbła wydłużają się w ten sposób, że każde międzywęźle łodygi rośnie tylko w swej doi-nej części nad kolankiem, przez co źdźbło w tych miejscach jest najwątlejsze. Jeżeli obnaży się źdźbło z pochwy liściowej, to dość nim poruszyć, by się złamało w któremś z tych wątłych miejsc.

V.

Na końcu źdźbła są rozmieszczone kwiaty zebrane w kłos złożony lub wiechę. W pierwszym wypadku kwiaty są ustawione na wspólnej nierozgałę-Yb zionej osadce, jak np. u pszenicy, żyta; i w drugim — na osadkach rozgałęzio-W nych, jak u owsa, prosa.

Kłos złożony składa się z kłosków, Łyp obejmujących jeden do kilku kwiatków. U podstawy każdego kłoska znajdują się 2 plewy, które mogą być rozmaicie rozwinięte. Pojedyncze kwiatki kłoska są otoczone dwoma plew-kami. Zewnętrzna plewka, zwana także dolną, jest często zakończona ością, jak np. u jęczmienia. Między plewka-mi mieści się słupek z rozwiniętemi

a-

7Tb

Ryc. 19.

dwie łuszczki, które przy jęczmieniu

Skoro kwiat dojrzewa łuszczki grubieją, naciskają na nasady plew i rozsuwają je. Wówczas kwiat się rozwija, znamiona słupka wysuwają się na obie strony plew, a nitki pręcików szybko rosnąc, wydłużają się i pod ciężarem pylników zwieszają się na dół. Gdy pylniki dojrzeją, otwierają się, pyłek sypki

Kwiat jęczmienia, c uło- znamionami i trzy do pięciu na ni-żenie kwiatków jęczmie- teczkach zwieszających się pylników. nia szesciorzędowego. d Qd dołu przy s}Upku Są pomieszczone przekrój poprzeczny kwiatka jęczmienia dwurzędowego. Powyżej tego, prze- ł3cz£ł siS z wyrostkiem pendzelkowa-krój podłużny, a plewka tym, pomieszczonym na zewnątrz ple-zewnętrzna. i plewka we- wki wewnętrznej, wnętrzna. b wyrostek pen-

dzelkowy. s łuszczki. £ zarodek. m bielmo, sp oś kwiatostanu.

i lekki wysypuje się, a wiatr przenosi go na znamiona słupka, gdzie je przytrzymuję ciecz lepiąca. Tu ziarnka

LU*

imx

Ittl IÊ

arb

es

ei

Ryc. 20.

a kwiat żyta. b kwiat jęczmienia, c częśc kwiatu jęczmienia z g łuszczkami. d łuszczki, e znamię słupka z kiełkującemi ziarnkami pyłku./słupek zbożowy zapłodniony w przekroju, as zewnętrzna osłonka zalążka. is wewnętrzna osłonka zalążka, ei jajo. an antypody.

pyłku kiełkują, wypuszczają łagiewkę, która przez szyjkę słupka zdąża do woreczka zalążkowego i zapładnia. Zapłodniony słupek przeobraża się w owoc, zwany ziarnem.

Ziarna wyróżniamy oplewione, jeżeli, jak u jęczmienia, owsa lub prosa, są ujęte

Ryc. 21.

plewkami, albo nagie, jak u żyta, pszenicy,

niektórych odmian owsa, gdzie ziarno jest Owoc (ziarno) JV J    czmienia po 2-ch

nieoplewione.    dniach od zaptod.

tnie powiększony.

Ziarno każde składa się z trzech zasadni- nienia słupka 5-kro-czych części: osłonki, zarodka i bielma.

1. Osłonka nasienna — czyli łupina, składa się z dwóch części: łupiny zewnętrznej i wewnętrznej, pod którą znajduje się warstwa aleuronowa, złożona z wielkich, pryzmatycznych komórek, w trzech rzędach biegnących, wypełnionych ciałami białkowatemi. Osłonka chroni nasienie od uszkodzeń zewnętrznych, oraz przed zbyt szybkiem nama-kaniem i wysychaniem ziarna.

VA*'

i¹:¹

ij

i?

S]

Ryc. 22.

Owoc (ziarno) jęczmienia po 8 dniach od zapłodnienia słupka, 5 razy powiększony.

Ryc. 23.

Owoc (ziarno) jęczmienia po 20 dniach od zapłodnienia słupka, 5 razy powiększony.

2. W dolnej części ziarna, przytulony do jego jednej ściany, znajduje się zarodek. Zajmuje on około Vio objętości ziarna i jest od jego reszty, bielma, zupełnie oddzielony.

Zarodek składa się z trzech części: górnej — z listków zarodka, otoczonych pochewką listkową, części środkowej — tj. miazgi źdźbła, na którą składa się zawiązek źdźbła z kłosem, oraz części dolnej — tj. korzonków, otoczonych pochewką korzeniową. Zarodek od bielma oddziela tarczka, która tu spełnia rolę liścienia, a dalej szereg poprzecznych,

k

i

i

■BMBb»

aiBitÜP

HT

m

m

m

sa

SU

a

m

m

m

%

Smm

m

m

m

m

mi

»“fi

m

Ryc. 24.

Przekrój podłużny ziarna jęczmienia. A Osłonka ziarna składa się: a plewki. b łupiny zewnętrznej, c łupiny wewnętrznej. B bielmo składa się: d warstwy aleuronowej. e części mączystej. C zarodek ziarna obejmuje: g listki zarodka, otoczone pochewką listkową, h miazgę źdźbła, f tarczkę, j warstwę poprzecznych cylindrycznych komórek, k warstwę wolnych od skrobi komórek bielma, m korzonki, których u jęczmienia jest 5—8, zakończone m czapeczką. i pochewkę korzeniową. D Wyrostek pendzelkowy.

długich, cylindrycznych, wolnych od skrobi komórek, które wsysają pokarmy, dopływające z bielma i podają je zarodkowi po przez komórki tarczki.

3. Bielmo jest to część mączysta, obejmująca największą część ziarna, w którem złożone materyały, jak: skrobia, cukier, związki azotowe i mineralne służą młodemu zarodkowi roślinnemu jako pożywienie podczas procesu kiełkowania. Bielmo jest zatem śpichlerzem rośliny, gdzie nadmiar pokarmów zostaje złożony i skąd kiełkująca roślinka czerpie potrzebne jej początkowo pożywienie. Zawartość bielma zależy od jakości nasienia, warunków hodowli i we-getacyi. Bielmo jest otoczone wspomnianą warstwą białkowatą, aleuronową, do której przytyka osłonka.

Skoro ziarno zboża znajdzie odpowiednie warunki, poczyna kiełkować. System listkowy (piórko) rośnie do góry, rozwijając się w źdźbło z kłosem. Korzonki przebijają osłonkę, wnikają w ziemię, czerpiąc z niej wilgoć i potrzebne związki mineralne. Jak długo roślinka jest jeszcze tak młodą, że korzonki i piórko są słabo rozwinięte, wszystkie potrzebne pokarmy czerpie z bielma, gdy jednak te odpowiednio się rozwinęły, pobiera roślinka dalsze pokarmy częściowo z ziemi korzonkami, częściowo z powietrza liśćmi. Pobrane, względnie wytworzone pokarmy krążą po roślinie, powodując jej odżywienie i wzrost. Nadmiar pokarmu dopływa do kłosa i zostaje złożony w części bielmowej ziarna, według podobnych prawideł jakie podawaliśmy przy tworzeniu się bulwy ziemniaka.

Zmiany zboża podczas dojrzewania i przechowania.

Przy dojrzewaniu zboża można wyróżnić cztery okresy: 1) zieloną, 2) żółtą, 3) pełną dojrzałość, oraz

4) przejrzałość.

Ziarno w pierwszem stadyum dojrzewania jest barwy jasno-zielonej, ujęte szczelnie przez przylegające żółto-zie-lone plewki.

Bielmo, które dotychczas było wodniste z powodu gromadzenia się w nim skrobi, przybiera wygląd rzadko-płynny, barwy mleczno-białej.

Zarodek jakkolwiek jest już zupełnie rozwinięty, jednak jeszcze trochę rośnie. Zdolność kiełkowania ziarna jest jeszcze bardzo słabą.

Okres ten charakteryzuje się największym dopływem skrobi do bielma, które z tego powodu zwiększa swoją objętość.

W drugim okresie dojrzewania zboże utrącą kolor zielony, wskutek zamierania gałeczek zieleni, a natomiast przybiera barwę żółtą do czerwono-brunatnej. Nabarwienie ziarna postępuje z góry na dół od strony grzbietu do brzuszka ziarna.

Zawartość ziarna, początkowo gęsto-płynna i kleista, wskutek stałej utraty wody, coraz więcej wysycha, wreszcie zupełnie sztywnieje, co też charakteryzuje żółtą dojrzałość zboża. Bielmo jest już pełne, wszelki dopływ składników zupełnie ustaje, skrobia wysycha, a plazma komórek sztywnieje.

Zarodek pozostaje jeszcze długi czas wilgotny, jednak już więcej nie rośnie. Wskutek parowania wody, bielmo, łupinka i zarodek ściągają się, ziarno kurczy się. Stan ten jest właściwym fizyologicznym stopniem dojrzewania ziarna.

Pełna dojrzałość jest właściwie tylko dalszym procesem wysychania, przez co ziarna oddzielają się już łatwo od plewki, a przy zgniataniu tylko słabo się wyginają. Szklistość lub mączystość bielma, która nie była jeszcze wyraźną w poprzednim okresie, daje się teraz z łatwością zauważyć i rozróżnić.

Ziarno przejrzałe wykazuje ciemniejsze nabarwienie plewki i jest tak kruche, że podczas młócenia łatwo pęka. Zamoczone w polu nabarwia się jeszcze ciemniej, a równocześnie traci połysk oraz składniki rozpuszczalne ziarna, a przy długo-trwałych deszczach, zarodek kiełkuje i ziarno wyrasta w kłosach.

Zmiany, jakiem ulega zboże podczas dojrzewania, przedstawia Nowacki u pszenicy w następujących cyfrach:

I. Zielona dojrzałość a)

II.

b)

III. Żółta dojrzałość

IV. Pełna dojrzałość

Dzień zbioru

Ilość wody w ziarnie

Objętość 100 ziarn cm.³

Ciężar właściwy ziarna

Ciężar suchej substancyi 100 ziarn. gr.

9 lipca

51,47

13 «

20 «

23 «

47,69

34,27

25,73

12,91

12,97

3,08 1,39 3,80 3,52 1,39 4,22

Dojrzewanie polega zatem przedewszystkiem na wysychaniu ziarn, a nadto na wzroście ich suchej masy. Ziarna w tym samym kłosie nie dojrzewają równocześnie, lecz różnie, zależnie od warunków rozwoju poszczególnego ziarna; przyczem drobniejsze prędzej dojrzewają niż ziarna grube.

Skład chemiczny pszenicy, zebranej w różnych sta-dyach dojrzewania, trzymanej w słomie do końca września, a następnie analizowanej, jest według Schindlera następujący:

Przejrzałość

Zielona

dojrzałość

Żółta

dojrzałość

Wody

Związków bezazotowych

12,03

71,63

11,97

71,91

11,82

72,97

Związków białkowych

11,15

11,76

10,91

Włóknika

1,81

1.35

1,33

Tłuszczu

1,47

1,51

1,44

Popiołu

1,91

1,50

1,52

Przejrzałość

Zielona

dojrzałość

Żółta

dojrzałość

Skład zboża zależy, jak wynika z powyższego, od czasu żniwowania, z czem wiąże się i jego stan fizyolo-giczny, a z tym zdolność i energia kiełkowania.

Zboże świeżo z pola zebrane, wykazuje zawsze stosunkowo słabą zdolność i energię kiełkowania, które poprawiają się dopiero w miarę odleżenia, zwłaszcza w słomie. Zmiany, jakie tutaj zachodzą, są różnorodne. Przede-wszystkiem zboże utrącą wodę, lecz obok tego przebiega i szereg innych procesów fizyologicznej natury, które są niczem innem, jak tylko dalszem dojrzewaniem ziarna. Według Haberlandta zboże, trzymane w suchym, opalanym przez zimę pokoju, wykazało daleko wyższą zdolność kiełkowania, aniżeli przechowane w zwyczajny sposób w spichlerzu. Lepsze wyniki otrzymuje się przez wolne ogrzewanie zboża do 50°, a nawet 60° C. przez 10 godzin i następne przechowanie go w naczyniach, szczelnie zamkniętych. Jęczmień, owies i kukurudza, w ten sposób przechowane, wykazały po 10 latach zdolność kiełkowania 88%, względnie 92% i 84% ziarn; pszenica po 6 latach kiełkowała 96%, a po 8 latach w 88% ziarn; nawet żyto po 8 latach kiełkowało jeszcze w 72% ziarn. Również znanem jest, że zboże przejrzałe, więc silnie wysuszone, zamoczone na polu, łatwo zrasta w kłosie, dalej że jęczmień o małej zawartości 8—10% wody prędzej namaka, niż ziarno o 20% wody.

Jednak nie chodzi tu tylko o proste wysuszenie zboża, lecz również o zmiany fizyologiczne, jakie następują z utratą wody, a które są zapewne natury bardzo złożonej. Win-disch wykazał, że ilość rozpuszczalnych związków azotowych podczas wysychania zboża, zmniejsza się u 80°/₀ badanych jęczmion i to nieraz znacznie, i tak w jednym wypadku o 47°/₀. Również zmniejsza się ilość ścinającego się białka, co z wyjątkiem jednego, zauważył u wszystkich badanych jęczmion. Zmniejszenie to wynosiło do 90°/₀ poprzedniego ścinającego się białka. Badania powyższe wskazują, że podczas wysychania następują podobne zmiany jak przy dojrzewaniu zboża. Rozpuszczalne związki azotowe przechodzą w formę nierozpuszczalną. Cukry ulegają zmianie na skrobię. Ilość enzymów, działających tak na skrobię jak i na białko, znacznie wzrasta.

Przez dobre wyschnięcie i odleżenie zebranego zboża, nietylko podnosi się jego zdolność i energię kiełkowania, lecz usunięcie nadmiaru wody, sprawia, że takie zboże można już trwale przechować i to w większych ilościach.

Zboże, jak każda istota żyjąca, oddycha w powietrzu; chłonie tlen i spala część swej suchej masy, przyczem wywiązuje się bezwodnik węglowy i woda, a zboże zagrzewa się. Procesowi utlenienia ulegają węglowodany, więc skrobia i jej produkty odbudowy, a nadto zapewne i tłuszcz, co do którego brak jeszcze stanowczego stwierdzenia.

Energia oddychania zboża zależy od jego własności fizyologicznych, stopnia dojrzałości, ilości wody w ziarnie, jak wreszcie od urządzenia śpichlerza, który powinien być tak pobudowany, by ułatwiał wysychanie i przewietrzanie ziarna.

W suchej i chłodnej przestrzeni słabo działają enzymy zboża, a zwiększają swą energię z podniesieniem się ciepłoty i wilgoci. W powietrzu wilgotnem i ciepłem, zboże oddycha silniej, poci się więcej, zagrzewa się łatwiej i szybciej, nadto łatwiej rozwijają się tu drobnoorganizmy, które zawsze znajdują się na powierzchni zboża. Następstwem takiego przechowania jest, że zboże nietylko traci więcej na suchej masie, wskutek żywszego oddychania, lecz także ulega pleśnieniu, przyjmując charakterystyczną woń pleśni; zboże takie słabo kiełkuje.

Według badań J. F. Hoffmana, straty na suchej masie są związane z zawartością wilgoci; zboże tern silniej oddycha, im jest wilgotniejsze, i tak: 1 kg. jęczmienia przez oddychanie wydzielał w 24 godzinach:

bezwodnika węglowego przy zawartości 10—12°/₀ wody 0,3—0,4 mg.

«    «    14—15°/₀    «    1,3—1,4 «

20% « 33°/₀    «

359    «

2000 «

Skoro zawartość wilgoci w zbożu wynosi więcej jak 15°/₀, wzrasta jego energia oddychania, a z tą strata na suchej masie.

Z podniesieniem się ciepłoty rośnie również energia oddychania, lecz jeżeli zboże jest suche, straty są nieznaczne, i tak: 1 kg. zboża z zawartością 14—15°/₀ w ciepłocie 15° C. traci 1,3—1,4 mg. bezwodnika węglowego.

30° C. «

7—8

20

40° C. «

Z podniesieniem się ciepłoty, zboże wysychając, wydziela wilgoć. Jeżeli to wilgotne powietrze nie zostanie szybko ze śpichlerza usunięte, wówczas zboże, pozostając w tej atmosferze, podnosi energię oddychania, co pociąga za sobą stratę na suchej masie, a nadto uszkodzenie jego zdolności kiełkowania, oraz wystąpienie stęchłej woni. Wolne ogrzanie zboża na 50° C, a nawet wyżej, zdolności kiełkowania nie uszkadza.

Zboże świeże, niewypocone, złożone w grubszych warstwach, oddycha tak energicznie, że wskutek żywego

procesu utleniania, ciepłota może się podnieść nawet bardzo wysoko, co nietylko powoduje zupełne zniszczenie zdolności kiełkowania, lecz także i wielkie straty na suchej masie. Z tego też powodu zaleca Hoffmann, ażeby w latach mokrych zboże sztucznie suszyć w ciepłocie 40—50° C. tak, by do trwałego przechowania w śpichlerzu przychodziło nie z wyższą zawartością wody jak 12°/₀. Ponieważ zboże świeżo młócone zawiera stosunkowo jeszcze wiele wilgoci, a w każdym razie więcej niż 12°/₀, przeto według badań Hoffmanna należy je złożyć w cienkiej warstwie, nie przekraczającej 15 ctm. (x/₂ stopy), i w pierwszych tygodniach często szuflować, wietrząc tak, by łatwo i szybko mogło podeschnąć. Po 1—2 miesiącach, zależnie od częstego przerabiania (szuflowania), można zboże złożyć w kupy wysokości 0,5 —0,6 metra (do 2 stóp). Skoro zboże dobrze wypoci, tj. skoro jego zawartość wody opadnie do 12°/₀, można je trwale przechować. Najlepiej przechowuje się zboże w szczelnych, żelaznych skrzyniach (sillach), które chronią je przed dostępem powietrza, a tern przed niebezpieczeństwem nawilgocenia.

Według badań M. Maerckera owies, trzymany przez 36 miesięcy w miejscu przewiewnem, stracił 72°/₀ więcej suchej substancyi, niż trzymany w zbiornikach zamkniętych, zaś kukurudza, przechowana w podobnych warunkach, utraciła w 16 miesięcy o 10°/₀ więcej suchej masy.

Na podstawie badań Schindlera, straty, spowodowane przechowaniem, wynoszą w środkowej Europie w ciągu jednego roku u żyta i pszenicy około 3°/₀, u jęczmienia i owsa około 3,5°/₀, przyczem w pierwszym kwartale straty u żyta i pszenicy wynoszą 1,3—1,5°/₀ suchej masy. Straty te są zależne od warunków zbioru i czasu omłotu. Wilgotne żniwa i szybki omłot podnoszą straty suchej substancyi.

Spichlerze powinny być tak urządzone, by zezwalały z jednej strony na łatwe przewietrzanie i usuwanie wilgotnego, ciepłego powietrza, z drugiej jednak strony na

tak szczelne zamknięcie, by dobrze wysuszone zboże całkiem nie podlegało wpływom atmosferycznego powietrza.

Na 1 hl. ziarna zboża, wyprodukowanego w gospodarstwie, trzeba liczyć ']₃—*/₄ m.² podłogi w śpichlerzu (na 10 pudów 5—6,5 stopy²).

Zboże, przechowane w spichlerzach, jest narażone na zniszczenie przez różne zwierzęce szkodniki. Jednym z najgroźniejszych mieszkańców spichlerzy jest wołek zbożowy, mały ryjkowiec, którego gąsienica wyjada wnętrze ziarn. W zaniedbanych spichlerzach mnoży się bardzo żywo i w krótkim czasie może zniszczyć całe zapasy zboża. Skoro się pojawi, należy natychmiast spichlerz opróżnić,

mf ta

Ryc. 25.

a Wołek zbożowy, b mól ziarnik (powiększone około 5 razy), c ziarna jęczmienia z wołkami i gąsienicami (naturalnej wielkości).

wszystkie szpary zatrzeć wapnem z terpentyną, a drewniane szalowania zapędzlować terpentyną. Dobrymi środkami tępiącymi są: dwusiarczek węgla albo anilina, którymi zalewa się wszelkie szpary i spichlerz następnie szczelnie zamyka na 1—3 dni. Po upływie tego czasu przewietrza się spichlerz o tyle, by można tam wejść spokojnie (pary aniliny i dwusiarczku węgla są trucizną), i pozamiatać dokładnie wołki, które trzeba zaraz spalać. Słońce, obfity dostęp powietrza są naturalnymi środkami, chroniącymi zboże przed wołkiem i innymi szkodnikami w śpichlerzu. Z przyczyn powyższych należy śpichlerz każdego roku doskonale przewietrzyć przez kilka tygodni w miesiącach letnich.

Jęczmień.

Jęczmień służy w gorzelnictwie prawie wyłącznie do wyrobu słodu. Skład jego chemiczny według J. Kühna jest następujący:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Suchej masy Ciał białkowych Związków bezazotowych Tłuszczu

•—Ł O JJ1 j-H

00    00 en

Włóknika

in vo co oT

Popiołu

jo

V O O O Vl "vO

ID

00

cn

vo o> 00

CO NJ    4^

1° <=>

Skład chemiczny jest zależny od najrozmaitszych warunków, jak: odmiany jęczmienia, gleby, jakości nawozu, klimatu, stopnia dojrzałości i przechowania.

Według badań Stacyi rolnej w Hali, skład jęczmienia zależnie od wielkości ziarna, jest następujący:

Białka

Wartości

skrobiowej

Plewy

Jęczmień o ziarnach celnych, mączystych i delikatnej plewie zawiera

Dobry o średnio wielkich ziarnach zawiera

8%

63o/o

3,5%

9—lOo/o

60—61 o/o

4,5% '

Drobno-ziarnisty lnb pośledni zawiera

12—140/0

570/0

6,57o

Wody w jęczmieniu znajduje się 4,5—21,6°/₀. Świeże zboże zawiera wiele wody, którą podczas przechowania

||

V-

fli

Ryc. 26.

Ryc. 27.

Jęczmień dwurzędowy (dwójniak) Jęczmień dwurzędowy (dwójniak) wyprostowany

zwisły

(według prof. Dr. Miczyńskiego).

utrącą. Jeżeli przechowanie jest liche, to utrata wody idzie bardzo wolno, co wpływa szkodliwie na własności jęczmienia.

Związków azotowych znajduje się w jęczmieniu około

6—16°/₀.

Na słód gorzelniczy najlepszy jest ten jęczmień, którego zawartość związków azotowych jest wysoką. Doświadczenia wskazują, że siła enzymatyczna słodu jest ściśle związaną z zawartością związków azotowych w ziarnie. Im więcej jest tych związków w jęczmieniu, tern wartość słodu jest także i lepszą. Ponieważ drobno-ziarnisty jęczmień zawiera najwięcej związków azotowych, przeto dla celów gorzelniczych będzie on najlepszy.

Azot znajduje się w jęczmieniu w formie rozmaitych związków, i tak: według badań Farskyego w 100 częściach związków azotowych znajduje się:

W jęczmieniu

niezmoczo-nym przez deszcz

zmoczonym przez deszcz

Azotu w formie nierozpuszczalnego białka

Azotu w formie rozpuszczalnego białka «    « aminów

93,33%

4,52%

76,69n/₀

2,77%

« w innej formie

1,50%

0,65%

20,00%

0,54%

Na związki bezazotowe składają się: skrobia, dekstryny, dalej cukry: dekstroza, lewuloza, sacharoza, maltoza i melitrioza, a wreszcie pentozany. Cukier nawet w zdrowym jęczmieniu znachodzi się w zmiennej ilości, bo 1,02 do 2,43°/₀, zależnie od stopnia dojrzałości i ogólnych własności fizyologicznych. Farsky w 100 częściach suchej masy jęczmienia »Probsteinera« znalazł:

II

//

il/

il

fil

(według prof. Dr. Miczyńskiego).

Ryc. 28.

Jęczmień czterorzędowy

Ryc. 29.

Jęczmień sześćiorzędowy

W jęczmieniu

niezamoczo-nym przez deszcz

zamoczonym. przez deszcz Ï

Cukru

Dekstryn

Innych rozpuszczalnych ciał

1,56%

2,12%

4,72%

6,59%

1,05%

6,35%

Skrobia w jęczmieniu waha się w granicach 54—68°/₀, średnio około 60°/₀. Ponieważ drobno-ziarniste odmiany, jako bogate w związki azotowe, dostarczają najlepszego słodu, przeto jęczmiona o średniej i mniej jak średniej zawartości skrobi, będą dla gorzelnictwa najodpowiedniejsze.

Pentozan, według Tollensa i Glaubitza, znajduje się w jęczmieniu i słodzie 5—8°/₀, liczonych na suchą masę ziarna.

Tłuszcz jęczmienia składa się według Stellwaaga z glicerydów kwasów tłuszczowych, oraz leucytyny i choleste-ryny. Bockmann znajduje jeszcze kwas hordeinowy. Według Kaisera właściwy tłuszcz składa się z glicerydów, kwasu myrystynowego i palmitowego.

Jęczmień według E. v, Wolffa zawiera:

Najwięcej

Średnio Najmniej

Czystego popiołu

W 100 częściach tego popiołu znajduje się : potasu

sodu

3,09°/₀

2,60%

1,09%

32,20

20,15 «

11,39 «

6,00

wapna

magnezyi

kwasu fosforowego

4,20

2,53 « 2,60 «

1,21 «

12,47 « 42,56 «

8,62 « 34,68 «

5,00

26,01

Ciężar hektolitrowy jęczmienia dwurzędowego wynosi według Haberlandta 57 — 80 ki., czterorzędowego według Wernera 50—64 kl., zaś jęczmienia ozimowego średnio 62 kl.

Żyto.

Żyto służy w gorzelnictwie tak na zacier, jak i na słód, również stanowi jeden z ważnych surowych produktów, używanych przy fabrykacyi drożdży prasowanych.

Skład chemiczny według J. Kühna jest następujący:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Suchej masy Ciał białkowatych Związków bezazotowych Tłuszczu

93,1% 19,7 «

86,6%

81,1%

79,9

10,8 »

70,2 «

7,0

*    60,3

2,9

1,8

0,9

Włóknika

5,0 «

1,8

1,1

2,0 «

Popiołu

Na skład chemiczny wpływa także i okolica skąd żyto pochodzi i tak:

Wody Skrobi Białka

Żyto z północnej Meklemburgii zawiera «    « środkowej

« południowo-wschodniej Rosyi północno-zachodniej zachodniej Syberyi Kanady

vC

in    cm    oi    o

in    in    in    in

T-H    y—t    T—I

O' Ul o, o, o o — to

iż

o.

r^ co o co    m

r-'¹    in

1—<    T—<    ł-H

od"

Żyto zawiera nieraz bardzo wiele ciał białkowatych, szczególnie odmiany drobno-ziarniste południowo-rosyjskie, z tego też powodu jest dobrym materyałem do otrzymania słodu, a także do fabrykacyi drożdży prasowanych, (wpływa jednak niekorzystnie na przebieg fermentacyi. Patrz Tom II). Na zacier są lepsze żyta średnio i gruboziarniste, jako bogatsze w skrobię, jakkolwiek często bierze się odmiany drobno-ziarniste, gdyż są tańsze.

Żyto o niskim ciężarze jest zwykle bogate w związki

azotowe.

Skrobi znajduje się w życie przeciętnie 58—62°/₀; w celnem życie dochodzi do 65°/₀. Według badań autora,

i\ i

\!

II

ii

7,

II

\\

2?

Ryc. 30.

/I żyto Petkus. Æ żyto polskie (według prof. Dr. Miczyńskiego).

żyta, przerabiane w gorzelni, rzadko wykazują więcej nad 59°/₀ wartości skrobiowej, a natomiast wcale często znacznie mniej.

Obok skrobi spotykamy w życie jeszcze cukier i dekstryny, których ilość waha się w wielkich granicach, podobnie jak przy jęczmieniu, średnio:

0,95°/

4,87°/

Cukru

Dekstryn i gum

Zaciery żytnie są kleiste i ciężko fermentują. Przyczyną tego, według Ritthansena, jest obecność gum, ciał, które wprawdzie rozpuszczają się w wodzie, za to nadają nawet bardzo słabym rozczynom gęsto-płynności i kleistości.

Obok gum znajduje się w życie wielka ilość niefer-mentujących pentozan, których według Tollensa jest 13,01 °/₀, zaś według Kóniga 10,45°/₀, liczonych na suchą masę ziarna.

Tłuszcz żyta składa się według Ritthansena z glicerydów: kwasu palmitowego i olejowego, nadto stwierdzono obecność cholesteryny.

W życie według E. v. Wolffa znajduje się:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Czystego popiołu

W 100 częściach tego popiołu znajduje się: potasu

sodu

3,52%

2,09 %

1,60%

37,54 «

31,47

27,78 «

4,45 «

1,70 «

wapna

magnezyi

kwasu fosforowego

4,11

14,37 «

50,35

2,63 « 11,54 « 46,93 «

1,34

10,13 «

39,90 «

Ciężar hektolitrowy żyta wynosi 64—76 kg.

Pszenica.

Pszenica jest używana tylko w gorzelniach Rosyi wschodniej, gdzie służy tak na zacier, jak i na słód. Na ziemiach Polski używa się jej w gorzelnictwie tylko w wyjątkowych wypadkach, np. w razie jej silnego uszkodzenia

//

\n\

,/

\m

\W

rj

fi

«f

r/

yï.

j|

Ryc. 31.

Pszenica zwykła: >1 Sandomierka. B Ostka galicyjska, (według prof. Dr. Miczyńskiego).

przy zbiorze lub przechowaniu i wówczas przerabia się ją na zacier. W przemyśle rolnym służy pszenica do wyrobu skrobi pszennej, której fabrykacya jest rozwinięta szczególnie w Belgii, dalej do otrzymania piwa białego, a wreszcie z powodu wielkiej zawartości ciał białkowatych, gdy cena jej jest nizką, do wyrobu drożdży prasowanych zamiast żyta.

Skład chemiczny pszenicy według J. Kühna jest na

stępujący:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Suchej masy Ciał białkowych Związków bezazotowych Tłuszczu

Włóknika

^    to    o

JO    jO    4^    4^

Ut    '"■O    O    "to

Ol

Popiołu

ON    >-*    CO

J-¹    JO    M    00    JO    p

oo    ot    o    In

ON

JO    o    p

tp* to lo    to to

Ciała białkowate znajdują się u pszenicy głownie w części zwanej klebrem, który otrzymuje się przez wymycie mąki pszennej wodą. Podobnie jak przy życie, ilość białka jest zależną od warunków nawożenia, klimatycznych oraz odmiany pszenicy; zwykle odmiany drobno-ziarniste są w białko bogatsze.

Głównym składnikiem związków bezazotowych jest skrobia, której przeciętna zawartość wynosi 62°/₀. Obok skrobi jest:

cukru dekstryn i gum

przeciętnie 1,44°/0 2,38 °/₀.

Pentozan znajduje Tollens w suchej masie pszenicy 10,44°/₀.

Według E. v. Wolffa znajduje się w pszenicy:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

°/o

%>

Czystego popiołu

2,36

1,97

1,58

W 100 częściach tego popiołu znajduje się: potasu

36,60

31,16

23,18

sodu

9,07

2,25

wapna

8,21

3,34

0,90

magnezyi

16,26

11,97

9,10

kwasu fosforowego

52,62

46,98

39,20

Ciężar hektolitrowy pszenicy waha się w granicach od 72—88 kg.

Owies.

Owies służy w gorzelnictwie głównie do otrzymania słodu. Jakkolwiek słód owsiany jest znacznie słabszy od słodu jęczmiennego, żytniego i pszenicznego, mimo to w praktyce bywa chętnie używany, gdyż działa na drożdże pobudzająco, przez co zaciery cukrowane słodem owsianym, fermentują równo i gładko. Również i drożdże hodowane na przycierku ze słodem owsianym, fermentują gładko i energicznie. Ponieważ słód owsiany zawiera wiele tłuszczu, przeto ułatwia podczas fermentacyi zacieru wydzielanie się banieczek bezwodnika węglowego, tern samem łagodzi, a często nawet zupełnie usuwa fermentacyę pienistą.

*351

(według prof. Dr. Miczyńskiego).

Ryc. 32.

Owies wiechowy »rychlik«.

Ryc. 33.

Owies grzywak »węgierski«

Skład owsa według Königa jest następujący:

Średnio

Najwięcej

°/o

Najmniej

°/o

Suchej masy

Ciał białkowych

Związków bezazotowych

Tłuszczu

Włóknika

Popiołu

95,4

18,2

64,1

12,2

26,2

8,2

n n h n ok t'-~ o oo irf o co

00 r—i LO    T—'

co

V 00 o w T*

CO T-H

I-*

00

Owies wyróżnia się wielką ilością tłuszczu, którego przeciętna zawartość wynosi 5 — 6%. Drobno-ziarnisty owies zawiera więcej tłuszczu i związków azotowych niż gruboziarnisty, co wykazują następujące badania Mitrakewa:

Tłuszczu

Białka

Związków

bezazoto-

wych

Owies »Beseler«

drobne ziarna

«    «    grube

«    »Duppaner«    drobne

«    «    grube

«    »Bestehorn«    drobne

«    grube

Leutewitzer« drobne

grube

Skrobi w owsie znajduje się Obok skrobi znajduje się cukru Dekstryn i gum

°/o

°/o

°/o

11,16

10,18

12,48

9,70

13,72

11,89

12,64

11,23

5,42

4,73

5,99

5,09

5,55

4,99

6,25

5,16

57,51

57,98

55,77

56,62

55,73

56,00

56,08

57,09

42—61%, średnio 50%

">

O to

O O

o*

Pentozan znajduje się według Tollensa w suchej masie owsa 16,04%.

Ciężar hektolitrowy waha się w granicach 38—60 kg.

Proso.

Proso używa się w gorzelnictwie przedewszystkiem do otrzymania słodu, a nadto na zacier. W ostatnim wypadku, z powodu wielkiej ilości łupiny, na zacierze tworzy

się gruby, zbity kożuch, który utrudnia fermentacyę i odpęd alkoholu. Z tego więc powodu, gdzie chodzi o przerób większej ilości prosa na alkohol, tam obija się go z łuski częściowo lub zupełnie.

Według Kóniga przeciętny skład prosa jest nastę-

pujący:

Ziarna ^riecfcijere z łuski Ziarna obijane z łuski

m.

Suchej masy Ciał białkowych Związków bezazotowych Tłuszczu

Włóknika

LO    O ¹    O

o r-T co

00    T-H    O

88,2

. 10,5

fS

Äfft

111

Popiołu

u> oo

JO JO

oo cn u> “to

Według badań autora skrobia w prosie nieobłuszczonym waha się w granicach 45—55°/₀.

iglpf

W

Gryka (hreczka).

Gryka służy podobnie jak proso na zacier, w formie ziarn, obitych z łuski. Na słód używa się ją tylko w wyjątkowych razach. Obok ziarna używa się także otręby hreczane. Skład chemiczny według Kóniga jest następujący:

i¹/

W

UJ

Ryc. 34.

Proso zbite (według prof. Dr. Miczyńskiego).

Ziarna

otręby

nieobite z łuski

obite z łuski

%>

%>

Suchej masy Ciał białkowych Związków bezazotowych Tłuszczu

Włóknika

Popiołu

ri rS cT

-J —    00

i—*    i—. ^.    o

to    "Cj    O t]    lo

o„ t,    ¹⁰

o    oo    in    co

00    T-l    rf

co

Skrobi przeciętnie w ziarnach nieiuszczonych 54°/₀, obłuszczonych 64°/₀.

Kukurudza.

Obok ziemniaków, produktem najczęściej używanym do otrzymania spirytusu jest kukurudza; natomiast na słód

( -v4r '

''Mjf ■■ 'zÊfik

Si

Ryc. 35. Kukurudza wczesna szeklerska.

służy tylko w wyjątkowych razach i to w krajach południowych. Zaciery kukurudziane fermentują bardzo dobrze, gładko i spokojnie. Wysoka zawartość tłuszczu kukurudzy wpływa korzystnie na przebieg fermentacyi. Wywar z kukurudzy posiada większą wartość karmową, aniżeli ziemniaczany, nadto bydło przy jego skarmianiu nie ulega chorobie grudy.

Skład chemiczny według Kóniga jest następujący:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

°/o

Suchej masy

95,3

00

O'

00

00

oo

Ciał białkowych

14,4

Związków bezazotowych Tłuszczu

73,8

O'' t"

o

O'

12,0

l—L vO

Włóknika

7,6

-sl

Popiołu

3,9

u,

^ r"l>    H ^

irf    i-T r-T o

Kühne podaje następujący przeciętny skład kukurudzy:

86,6°/₀

9,4°/₀

4,3°/₀

2,3°/₀

l,3°/₀.

Suchej masy Ciał białkowych Związków bezazotowych 69,3°/0 Tłuszczu Włóknika Popiołu

Kukurudza jest zbożem, którego zawartość wody waha się w bardzo szerokich granicach. Świeża kukurudza może jej zawierać do 26°/₀. Według badań autora kukurudza, zakupiona do gorzelni jesienią, wykazuje najmniej 18°/₀ wody. Delbrück znajduje w świeżej rumuńskiej kukurudzy 23,8°/0 wody, w starej 12 - 14,4°/₀. Szila’gyi wykazuje w świeżej węgierskiej kukurudzy do 30°/₀ wody, która zmniejsza się w miarę odleżenia ziarna, i tak:

Zawartość wody

Miesiąc

w granicach

zwykle

°/o

0/

. o

Październik

Listopad

Grudzień

18-30,2

18—28,1

18—26

24—26

24—26

23

Styczeń

17—26

23

Luty

16—24,3

21,5—22

Marzec

15,5—22

20

Kwiecień

14—19

17

Maj

13—16,5

15

Czerwiec

12—14

13

Lipiec

Sierpień

11—12

10—12

12

12

Na Węgrzech kukurudzę uważa się za normalną, gdy zawiera 12°/₀ wody i w tym stosunku suchej masy oblicza się wydatki alkoholu z kukurudzy.

Z powodu wielkiego wahania zawartości wody w kukurudzy, należy przy zakupnie zwrócić szczególniejszą uwagę na jej stopień wilgoci. Nie jest przecie obojętnem, czy kupiona kukurudza zawiera np. 24°/₀, czy 12°/₀ wody. W pierwszym wypadku kupuje się o 12°/₀ mniej suchej substancyi, a nadto kukurudza taka wymaga wielkiej uwagi przy przechowaniu; trzeba ją trzymać w cienkiej warstwie i często szuflować, gdyż inaczej łatwo się zagrzewa.

Związki bezazotowe kukurudzy składają się: ze skrobi, cukru i dekstryn, których ilość i stosunek waha się w bardzo obszernych granicach, zależnie od odmiany i warunków wegetacyi kukurudzy.

Skrobi znajduje się w kukurudzy 53—70°/₀, średnio 60 — 62%. Zawartość cukru i dekstryn według Büchelera waha się 1,7—11,5%. Średnio cukru znajduje się 4,5%, zaś dekstryn i gum 3,2%.

Pentozan znajduje Tollens w suchej masie amerykańskiej kukurudzy 7,08%.

Tłuszcz znajduje się w formie płynnej i można go technicznie otrzymać przy fabrykacyi skrobi z kukurudzy, jako olej kukurudziany. Przeciętną zawartość tłuszczu podaje Wolff 6,5%, König 5,09%, zaś Maercker 4—4,5%.

Popiołu według E. v. Wolffa znajduje się:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

°/o

Czystego popiołu

W 100 częściach tego popiołu znajduje się: potasu

1,72

1,51

1,28

31,86

27,93

24,33

wapna

magnezyi

kwasu fosforowego

3,76

2,28

0,57

17,35

53,69

14,98

45,00

12,11

37,63

wynosi przeciętnie

Ciężar hektolitrowy kukurudzy 75 kilogramów.

Inne produkty skrobiowe.

Oprócz wymienionych zbóż, można czasami spotkać w gorzelni jeszcze szereg innych nasion skrobiowych, jak: wykę, kasztany, żołędzie itp. albo też odpadki, otrzymane przy przeróbce produktów skrobiowych w innych fabryka-cyach więc: szlam skrobiowy, otręby itp., które znajdują zastosowanie tylko w szczególniejszych warunkach miejscowych.

Produkty zawierające cukier.

Buraki.

Buraki w gorzelnictwie znalazły najszersze zastosowanie we Francyi, a nadto w Czechach i Morawach; w innych natomiast krajach tylko w bardzo ograniczonej ilości.

rv

w®

:C

■>c

■■

\v

[V

giyg

-, :

tf

MSI)

w

Ryc. 36.

Buraki pastewne i półcukrowe. Różne kształty korzeni.

Burak składa się zasadniczo z 2 części: ze stałej — miąszu, w ilości około 9°/₀, i płynnej — soku, którego jest około 91 °/₀. Sok zawiera związki mineralne, azotowe, oraz bezazotowe, których głównym składnikiem jest cukier sacharoza.

Wszystkie buraki można podzielić na 3 grupy:

«    7-11°/₀

« 11 — 18%.

OJ to

1) Buraki pastewne, o zawartości cukru 4 — 7°/0 półcukrowe cukrowe

Dla celów gorzelniczych nadają się tylko buraki cu-krowę i półcukrowe, natomiast pastewne z powodu małej ilości cukru są nieprzydatne.

TO

Ryc. 37.

Burak cukrowy.

W soku buraków cukrowych, znajdują się obok cukru organiczne niecukry w ilości około l°/₀ i związki mineralne 0,5 — 1%. Niecukry składają się ze związków azotowych, jak: asparaginy, glutaminu, betainy, leucyny, tyrozyny, dalej trochę związków bezazotowych, dekstryn i gum, wreszcie kwasów, jak: szczawiowego, bursztynowego, jabłkowego, winowego, cytrynowego i innych, które zwykle występują w formie soli.

Pentozany, których ilość liczona na suchą masę buraka wynosi 6-9%, powodują podczas ogrzewania buraków ślu-zowatość rozczynu, przez co zaciery buraczane są gęsto-płynne i śluzowate. W części stałej znajdują się obok innych składników także i drobne ilości skrobi.

Owoce.

Różne owoce służą do wyrobu wódek owocowych. Przeciętny skład chemiczny najczęściej używanych owoców, jest następujący:

58°/₀

Popiołu

Cukru

11,17

Wody

°/o

°/o

%>

Śliwki

Jabłka

Gruszki

Morele

Wiśnie

84,37

83,83

78,60

84,15

80,57

8,80

9,10

14,71

11,01

0,42

0,29

0,49

0,56

0,52

Daktyle zawierają około 66°/₀ cukru Suszone figi

Melasa.

Melasę otrzymuje się, jako produkt odpadkowy przy fabrykacyi cukru z buraków cukrowych lub trzciny cukrowej.

Soki, otrzymane przez wyługowanie krajanki buraczanej, oczyszcza się działaniem wapna, bezwodnika węglowego i sączenia, poczem zagęszcza się na syrop i wydziela cukier drogą krystalizacyi. Użyte środki oczyszczające nie są jednak w stanie usunąć wszystkich zanieczyszczeń, które zbierają się w syropach w miarę krystalizacyi cukru, w tak znacznej ilości, że wreszcie wskutek ich nagromadzenia pewna ilość cukru pozostaje w rozczynie. Syropy, z których cukier z powodu nagromadzenia zanieczyszczeń, t. z. niecukrów, już dalej drogą krystalizacyi nie wydziela się, nazywamy melasą.

Melasa jest to ciecz zwykle alkaliczna, barwy ciemnobrunatnej, o gęstości 80° Brixa = 42,3 dawnych, a 43,1 nowych stopni Baumego, zawierająca około 50°/₀ cukru i liczne związki organiczne i nieorganiczne.

Cukier znajduje się głównie w formie sacharozy, a obok tego jako cukier inwertowy i rafinoza. W normalnych melasach alkalicznych, cukier inwertowy znachodzi się w małych ilościach; natomiast występuje on w większych ilościach w melasach o reakcyi kwaśnej, t. j. w melasach, w których, z powodu zakażenia, rozwinęły się bakte-rye kwaszące. Rafinozy znajduje się zwykle parę procentów, wyjątkowo w niektórych melasach można ją jednak spotkać nawet do 16°/₀-

Obok cukru zawiera melasa jeszcze cały szereg sub-stancyi organicznych i nieorganicznych, które obejmujemy mianem niecukrów. Tych niecukrów jest około 30°/₀, z czego 10% związków mineralnych, w tern 5,5% potasu, oraz 20% związków organicznych z 1,9% azotu. Z powodu tej znacznej ilości związków azotowych i potasowych, ługi melasowe, względnie produkty jej przerobu, stanowią bardzo dobry materyał nawozowy.

Melasa służy, jako pożywienie dla bydła, w formie bezpośredniej, lub też zmieszana z makuchami, kiełkami słodowymi i t. p. Obok tego w wielkiej ilości jest przerabiana w gorzelniach na alkohol; w ostatnich czasach zaczęto ją także obszernie stosować do wyrobu drożdży prasowanych.

Skład melasy według Bodenbundera jest następujący:

Średnio

7o

W granicach

7«

Wody

11—30

19,8

Popiołu

7—14

9,7

Cukru

35-55

47,1

Innych związków organicznych

15—39

25,6

Według Stammera przeciętny skład różnych melas jest następujący:

°/o

Wody

Cukru

cn    to

to    o

“■o    o

Związków bezazotowych

azotowych

W tern: azotu

Kwasu azotowego

Popiołu wolnego od CO

00 O JO O o

CM

to

<—i    Ul    I—‘

00 CO o pi

o>

24,5

14,5

Ol

OO

to

00

43,5

13,3

69,4

7,8

6,2

1,25

0,98

10,9

9,9

Melasa wykazuje zwykle reakcyę alkaliczną, którą zawdzięcza głównie węglanom potasowym, powstałym w tej formie podczas toku oczyszczania soków buraczanych.

Popiół melasy według E. v. Wolff wykazuje następu

jący skład:

Średnio

Najwięcej

Najmniej

%>

°/o

Popiołu wolnego od C02 W tem potasu « sodu

10,57

72,74

9,97

9,48

15,86

69,85

12,17

66,15

9,42

wapna

7,09

5,70

4,37

%>

W tem kwasu fosforowego «    « siarczanego

« chloru

O o 00 »o © ri

O TT \0 O O CN*'

11,32

10,26

cn    ©    y->

<n    m    m

o    i-T    OD

Średnio

Najwięcej

Najmniej

Wywary melasowe, z powodu wielkiej zawartości potasu, można przerabiać na nawozy potasowe. W tym celu w piecach porionowskich, wywary zagęszcza się i zwęgla, poczem ługuje, a otrzymane ługi stęża i wydziela z nich sole potasowe.

Spis rzeczy

w porządku alfabetycznym.

Str*

Acetal.........

Acetidaza.......

Aceton.......

Achroodekstryny . . . .

Acitalbuminy......

Alanina........

Albuminaty......

Albuminy.......

Albuminoidy......

Albumozy.......

Aldehyd etylowy . . . . Aleuronowa warstwa . .

Amylaza

98

Alkalialbuminy......

«    cukrująca . .

«    rozpuszczająca

Amylinowa grupa . . Amylobakter navicula . Amylocelluloza . . . . Amylodekstryny . . .

Amyloid.......

Amyloin.......

Amylopektyna . . . .

Amylum.......

Amylumkoagulaza . .

Antypody.....

Arginina.......

Asparagina.....

Awenalin......

108

108

122

244

35

49

55

122

36

25

137

253

68

68

65

Alkoholaza

Amidaza . Amidy . . Amigdalina Aminy . .

Azot w ziemniaku .

Bacillus philophthorus Bacillus solanicula .

Bawełna strzelnicza .

Bezwodnik węglowy Bezwzględny skutek ciepła 188 Bielmo . .

Błonnik . .

Błonnikowce Budowa gałeczki skrobiowej 27 «-J [ziemniaka■ , . . . 215

224

244

246

56

148

256

54

10

Str,

282

I t-h CM CM rH H    CM

255

284

10

47

83

81

98

98

256

54

189

10

65

73

79

97

97

50

97

97

68

13

78

97

284

181

180

14

167

244

16

97

65

164

53

96

67

Globuliny . Glukacetidaza

64

123

71

10

. 68

65

CM CM

Buraki . . . .......

Bynedestin .........

Bynin . .    .......

Cellulaza........

Celluloid......

Chemiczna budowa skrobi Ciała białkowate ...

Ciepłostka.....-    .    •

Chordein........

Choroba pierścieniowa . . Choroby ziemniaków . . . Chyżość działania amylazy

Cukraza.........

Cukier buraczany.....

« gronowy.....

« mlekowy.....

« owocowy.....

« słodowy.....

Cukry proste.......

« złożone.....

Cukrowanie zacieru . . .

Cysteina.........

Cystyna.........

Cytaza..........

Czapeczka........

Czyste drożdże......

Daktyle.........

Dekstroza........

Dekstryny .......

Działanie enzymów . . . . « kontaktowe . . .

Diastaz.........

Diastaza .........

Dochód z gorzelni . . . . Dodatek wody do zacieru . Dojrzewanie zboża . . . .

Drożdżownia.......

Drzewnik........

Drzewo.........

Dwusacharydy.....

G0RZ? LNICTW0. 1

Str.

Dwutlenek węglowy . . . 148 Edestin ..........

Enzymatyka.......

Enzymy.........

Emulzyna........

Erypsyna ........

Erytrodekstryny.....

Erytrozynaza .......

Estrazy.........

Feniloalanin ......

Feniloglukozazon .....

Ferment.........

Fermentacya zacieru ...    4

Fibrynaza . .

Figi.....

Filtr z gąbek .

« piaskowy Fruktoza . . .

Furfurol . . .

Fuzarium salani Galaktoza . . , Gaulteraza . . Gliadyn . . . . Gliceryna . . Glikogen . . Glikogenaza . Glikokol . . .

Glikozyd gaulterowy ... 97 « indoksylowy ...    97

145

Glukaza ........

Glukoproteidy.....

Glukoza ........

Glutamina ........

Glutenin........

Gorzelnia melasowa . .

«    melasowo-zbożowa 2

«    owocowa (gorzel.

kociołkowe) . . .

« przemysłowa . . rolnicza . . . zbożowa . .

Str.

10

287

277

57

165

68

277

55

97

96

52

126

284

253

10

264

195

187

173

97

146

79

97

65

38

252

252

97

144

56

62

56

239

247

38

251

254

62

97

Gorzelnia ziemniaczana . .

Gronowce........

Gruszki.........

Gryka.........

Guma drzewna......

Gumy fermentacyjne . . .

Histydyna.......

Hreczka.........

Hydrocelluloza......

Indoksylaza.......

Inulaza.........

Inulina.........

Inwertaza........

Jabłka..........

Jaja...........

Jednosacharydy......

Jęczmień.........

Kalkulacya opału.....

Kalorya.........

Kamień kotłowy.....

Karbohydrazy......

Katalaza........

Katalizator.......

Kazeokoagulaza.....

Kefir..........

Kędzierzawka......

Kleber .........

Kiełkowanie skrobi . . . .

Kłos..........

Kłosek .........

Koagulaza........

Ko-enzym..... .    .

Kollodium........

Kolloidy.........

Kolloksylin.......

Kopcowanie ziemniaków . Krajanka ziemniaczana . .

Krochmal........

Korzenie.........

Korzonki........

Korzyści z gorzelni . . . .

Krystaloidy .......

Ksantoramnina......

Kukurudza .....

Kumys......

Kwas    asparaginowy

«    rubirytrynowy

Kwaszenie bakteryami Laktacidaza .... Laktaza ......

Laktobioza.....

Laktoglukoza ....

Laktoza ......

Leucyna ......

Lewulina .... Lewuloza .    ...

Lichenina.....

Lipaza ......

Liścień......

Lizyna .......

Łagiewka.....

Łupina......

Łuszczki......

Maltaza......

Maltodekstryny .

Maltoza......

Mannit......

Materyał opałowy . Matka drożdżowa

Mączka......

Melibiaza.....

Melitrioza.....

Miazga źdźbła . . . Międzywęźle ....

Str.

278

133

68

163

68

168

167

167

162

164

167

97

69

161

168

97

145

132

22

16

22

67

53

14

53

133

254

68

253

254

252

123

50

19

165

186

38

133

24

254

251

185

. . 284

97

156

44

97

69

69

69

197

187

177

to ^ o* to

146

146

156

193

252

81

• S:

maltazy ... 124 ......274

283

186

97

. . 246

96

57

57

135

66

185

146

O'WMOSAif.vJtOIOO'tO^OO?

to i-¹ Üt ^ a O 00

to

98

. 252

56

24

97

63

98

146

Str-

Miękczenie wody .

Morela.....

Mycie słodu . . .

Myrozynaza . . .

Niedogon ....

Nitroskrobia . . .

Nukleaza ...

Nukleina.....

Nukleoalbuminy . Nukleoproteidy . .

Obsługa rusztu . .

Ocena paliwa . .

« wody . . .

Oczyszczenie wody .... 180 Odbudowa skrobi ....    0

Oddychanie zboża ....    0

Odmiany ziemniaków . . . 228 Oksydazy . .

Oksygenaza .

Oleje fuzlowe Opalanie ropą Osadka .

Osłonka nasienna .... 254 Ospa ziemniaczana .... 244 Otrzymanie cukrazy .... 127

Owies . , .

Owoce . .

Paliwo . .

Papaj otyna .

Parchy . .

Pektynaza .

Pentozany .

Pentozany i gumy ziemniaka 221

Pentozy........

Pepsyna .......

Peptaza........

Peptonizacya......

Peptony........

Pergamin roślinny ....    55

Permutit . .

Peroksydaza

Peroksydy ........

Phellomyces sklerotiophorus Phytophthora infestans . .

Piórko ..........

Plewa.........

Plewka.........

Płatki ziemniaczane .... Pochewka korzeniowa . .

« listkowa .... Pochodzenie ziemniaków .

Pochwy.........

Podział białka......

« enzymów ....

« fizyologiczny węglowodanów ....

« węglowodanów . .

Powstanie skrobi.....

Proces odbudowy skrobi . Produkty uboczne fermenta-cyi alkoholowej . . .

Próg ogniowy......

Proso ..........

Proteazy .........

Proteidy.........

Proteiny.........

Proteiny klebrowe ....

Proteoza .........

Proteozy.........

Przechowanie drożdży . . 141 « ziemniaków . 235 Przegląd węglowodanów .    58

Przerost kłębów.....24

Pszenica .

Ptyalin .

Pylniki Pyroksylin Racyonalne palenie .... 196

Rafinoza .......

Ramnaza .......

Reakcye charakterystyczne ciał białkowych . .

Reduktaza.......

Reduktazy.......

138

Solanina

226

262

151

201

188

244

97

. . 66

254

168

190

. . 246

97

. . 135 . 135

68

10

65

225

43

68

98

176

173

199

10

284

64

36

54

169

175

203

203

263

Wydatki....... .

Wypęd spirytusu z zacieru

Wyskok........

Zabarwienie skrobi jodem Zakwasek......

Rewersya . . •.....

Rhizoctania solani ....

Roboty w gorzelni ....

Ropa ..........

Rozczyn Barfoeda ....

«    Fehlinga.....

«    jodu ......

Rozpuszczalność skrobi . .

Ruszt..........

Sacharoza .    ......

Seminaza........

Seryna.........

Siła parowania......

Skład ciał białkowych . . . Skrobia .........

«    żytnia ......

Skuteczna ilość ciepła . . .

Śliwki..........

Sok drożdżowy .

« z drożdży .

« wytłoczony z drożdży 138

Solanum commersoni . . . 230 Spichlerz . . .

Spirytus . . .

Środki izolacyjne Straty ciepła . .

Studnie artezyjskie . , . . 170 Sucha zgnilizna Synaptaza . . .

Syntoniny . . .

Tarczka . . , .

Terpen ,. . .

Tłuszcz ziemniaka .... 223 Torf

Trądy , , .

Trombaza .

Str.

Trypsyna .* . .

Tryptaza ....

Tryptofan . . .

Trzcinowce . .

Tuberyn ....

Tuberyna . . .

Tynktura jodowa Tyrozyna . . .

Uprawa ziemniaków . . . 231

Ureaza.........

Usuwanie osadu .....

Utrzymanie kadzi zaciernej Uwar ..........

Węgiel brunatny ..... 191

« kamienny .... 192

Węglowodany ......

Wielkość kotła......

Wielosacharydy.....

Wiśnie ........

Właściwe ciała białkowate Własności dekstryn ....    49

« maltozy .... 124 « skrobi « ziemniaka ... 211 Włóknik roślinny . . .

« ziemniaka .... 223

Woda .

do chłodzenia ... 175

w gorzelni.....172

kotłowa

Wodnik terpenowy .... 168

Wojłok.........

Wojłokowo-powietrzna izo-

lacya ........

Wołek zbożowy.....

Wpływ związków chemicznych na amylazę , . . 116

151 42

Zalążek .

253

to to to to to to w

Zaraza ziemniaczana .

Zarodek......

Zasady ksantynowe . . Zbiór ziemniaków . .

Zboże........

Zdolność kiełkowania .

Źdźbło.......

Zein .......

Zeolit.........

Zgorzel łodyg.....

Ziemniaki.......

Znajdywanie się skrobi .

Znamiona.......

Zymaza....... ,

Zymazy...... . ,

Żyto........

KONIEC TOMU PIERWSZEGO.

é'%\

VI

C;

f

N

V

l

*

■ -

l/

'

>

i

?

-

f ⁷

p

■

'

y.

.

%

N .

\

V

*

*

'

-

U

t

.

t

t

I

«•.

i

.

.

• X

j .

\

'

I

V

'

M

■

- i

Biblioteka Politechniki Ktakowskiei

BiBLIOT

[■

TECHNIC

11-345732

KRAKÓW

yT

PSW*

Biblioteka Politechniki Krakowskie)

100000290386