Pivovarennaya_inzheneria_ / Глава 2

2.3.ХМЕЛЬ И ХМЕЛЕПРОДУКТЫ

2.3.1.Общая характеристика хмеля

Первые письменные упоминания о применении хмеля при варке пива относят к VIII в. н. э. Его начали использовать как ароматизирующую и бактерицидную добав ку для улучшения пива.

Благодаря своим специфическим свойствам хмель представляет собой основной и незаменимый (и, кстати, наиболее дорогой) вид пивоваренного сырья. Начало исполь зования хмеля в пивоварении следует считать одним из революционных преобразова ний технологии, поскольку это способствует качественному улучшению свойств пива:

•придает ему приятную горечь и характерный аромат;

•способствует осветлению сусла и пива вследствие осаждения белков;

•повышает пенообразование и стойкость пены;

•подавляет развитие микроорганизмов (наряду с диоксидом углерода и спиртом). Хмель (Homulus lupulus L.) — вьющееся лианообразное многолетнее растение, отно

сящееся к группе крапивных и семейству коноплевых. Хмель является двудомным растением, то есть женские и мужские соцветия находятся на разных растениях. Для пивоварения представляют интерес исключительно неоплодотворенные женские соц ветия — шишки (рис. 2.3), которые состоят из 40–80 густо собранных цветков 3, рас положенных на стерженьке 2. В состоянии технической спелости шишки имеют золо тисто зеленый цвет и содержат наибольшее содержание горьких веществ. Не собран ный своевременно хмель достигает физиологической спелости, при которой приобре тает бурый цвет и утрачивает свои специфические свойства, ценимые в пивоварении.

1

2

4

3

5

Рис. 2.3. Строение хмелевой шишки:

1 — цветоножка; 2 — стерженек; 3 — цветки; 4 — лепестки; 5 — лупулин

Горькие и ароматические вещества хмеля содержатся преимущественно в клейких, золотисто желтых с блеском зернышках лупулина 5 размером 0,15–0,25 мм, распола гающихся на внутренней стороне прилистников шишки. Доля лупулина в общей массе сухого вещества шишки достигает 19–20%.

Непосредственно после уборки, для сохранения его ценных свойств, хмель подвер гают сушке при температуре 30–50 °С, в процессе которой его влажность снижается с 75–80 до 10–12%. При более низкой влажности шишки хмеля распадаются на отдель ные лепестки 4, что приводит к потерям лупулина. При более высокой влажности продолжительность хранения хмеля сокращается из за более стремительного ухудше ния его свойств. При хранении хмеля происходит осмоление лупулина — он приобре тает красно коричневый цвет и утрачивает блеск и аромат.

2.3.2. Химический состав хмеля

Определяющее значение при оценке качества хмеля имеет его химический состав. Типичное среднее содержание некоторых компонентов в высушенных хмелевых шиш ках хмеля составляет [20]:

Наибольшую ценность для пивоварения представляют содержащиеся в хмеле горь кие и полифенольные вещества, а также эфирные масла.

Горькие вещества хмеля разделяют на три фракции: мягкие смолы α, β и твердую смолу γ. В 1891 г. Литнер и Бунгенер впервые выделили из α( и β(смол кристалличес кие α( и β кислоты. α Кислоты называют гумулонами (гумулон, когумулон, адгумулон, прегумулон и постгумулон), a β кислоты — лупулонами (лупулон, колупулон, адлупу лон, прелупулон и постлупулон). Основными носителями горечи, представляющими наибольшее значение в пивоварении, являются изо α(кислоты (изогумулон, изокогу мулон, изоадгумулон и их цис и транс изомеры). В небольшом количестве они со держатся в шишках, но главным образом образуются в результате изомеризации α кислот при кипячении сусла с хмелем. При окислении β кислот образуются вещества (гулупоны и др.), имеющие хотя и гораздо меньшую (примерно втрое), но приятную горечь и которые также принимают участие в формировании горечи пива.

В зависимости от содержания горьких веществ хмель разделяют на 2 группы — тонкие и грубые сорта. В тонких сортах хмеля общее содержание горьких веществ составляет около 15%, включая 3–5% α кислот. Хмель грубых сортов содержит более 20% горьких веществ, в том числе 8–16% α кислот. Для охмеления сусла используют тонкие сорта хмеля, а грубые находят применение в производстве хмелепродуктов — хмелевых порошков, гранул и экстрактов.

Полифенольные вещества хмеля, в отличие от полифенолов солода, более многочис ленны по составу, обладают более высокими водорастворимостью и реакционноспособно стью, но меньшей стабильностью. Полифенолы хмеля находятся в лепестках шишек. Вслед ствие более легкой окисляемости и б\льшей восстановительной способности полифе нольные вещества хмеля предохраняют горькие вещества, прежде всего α кислоты, от окис ления и образования комплексов [20]. Помимо этого, они принимают участие в формиро вании вкуса пива и осаждают белки сусла, способствуя тем самым его осветлению.

Эфирные масла — летучие маслообразные вещества, сосредоточенные преимуще ственно в лупулине, придают специфический аромат хмелю. Несмотря на то что при кипячении сусла до 90% эфирных масел хмеля улетучивается, их остаток предопреде ляет вкус и аромат пива.

Наряду с горькими видами хмеля, как правило, в сочетании с ними, в пивоварении широко применяют специальные ароматические сорта, отличающиеся меньшим уров нем горечи, но большим накоплением ароматических веществ.

2.3.3.Основные виды хмелепродуктов

Всовременном пивоварении доля потребления шишкового хмеля снижается бла годаря его замене хмелепродуктами: брикетами, гранулами или экстрактом на основе

натурального хмеля. Это обусловлено тем, что применение хмелепродуктов:

• более эффективно, поскольку способствует повышению степени извлечения горь

ких веществ хмеля и сокращению потерь сусла с хмелевой дробиной;

• обеспечивает получение равномерной горечи пива;

• более удобно и экономно при транспортировке, хранении и применении благода

ря их меньшей массе и объему;

• способствует снижению потерь ценных компонентов хмеля при хранении благо даря современным эффективным упаковкам, обеспечивающим исключение кон

такта продукта с кислородом воздуха;

• способствует упрощению технологии и снижению капзатрат на оборудование бла годаря исключению из технологического потока операции отделения от сусла

хмелевой дробины;

• позволяет автоматизировать их дозирование и внесение в сусловарочный аппа рат (за исключением брикетированного хмеля).

Брикетированный хмель получают из натурального хмеля, отделив его от приме сей, высушив при температуре 48 °С до влажности 6,0–6,5 % и измельчив его до по рошкообразного состояния в молотковой дробилке. Измельченный хмель расфасовы вают на прессе в брикеты массой 280–300 г и сохраняют в вакуумной полимерной упаковке. Поскольку брикетированный хмель не обладает сыпучестью, его невозмож но использовать в современных сусловарочных системах с автоматическим дозирова нием хмелепродуктов.

Гранулированный хмель получают из высушенного и размолотого в молотковой дробилке натурального шишкового хмеля, пропуская его через гранулятор, не допус

кая при этом повышения температуры выше 50 °С. Получаемый хмелепродукт в виде цилиндрических гранул 5–6 мм обладает достаточно хорошей сыпучестью, что позволяет его использовать в системах автоматического дозирования. Длительное

сохранение хмелевых гранул (без существенного снижения своих ценных свойств) возможно благодаря их герметичной упаковке в атмосфере инертного газа (азота или диоксида углерода), при остаточном содержании кислорода, не превышающем 0,5% об.

К основным разновидностям гранулированных хмелепродуктов относят:

•хмелевой гранулят — тип 90;

•обогащенный хмелевой гранулят — тип 45;

•изомеризованный хмелевой гранулят.

Цифра, характеризующая тип гранул, обозначает выход хмелепродукта из нату рального хмеля. Так, из 100 кг хмеля сырца получают около 90 кг обычных гранул или 45 кг гранул, обогащенных лупулином.

Производство обогащенных гранулированных хмелепродуктов отличается от про изводства обычных гранул тем, что в процессе переработки натурального хмеля благо даря многократному, последовательному измельчению и фракционированию на ситах с размером ячеек от 150 до 500 мкм от него отделяют грубую фракцию — прилистники и стерженьки шишек, максимально сохраняя при этом тонкую фракцию — зерна лупу лина. Сохранение лупулина обеспечивают, переведя его из клееобразного состояния в твердое, что достигается при глубоком охлаждении перерабатываемого материала до температуры –35 °С. Твердые зерна лупулина не разрушаются при измельчении.

Обогащенные гранулированные продукты содержат почти вдвое большее количе ство α кислоты. Кроме того, при их использовании в сусле образуется меньше дубиль ных веществ, что обусловлено меньшим содержанием остатков прилистников и стер женьков во вносимых хмелепродуктах.

Применению гранулята типа 45 отдают предпочтение по следующим причинам:

•потребность в нем по массе и объему гораздо меньше, что упрощает и удешевляет транспортировку, хранение и манипуляции с ним при использовании;

•содержание α кислот в нем более стабильно несмотря на годовые колебания их содержания в исходном хмелевом сырье;

•в нем содержится меньше нежелательных субстанций;

•в его производстве требуется меньше упаковочного материала и, следовательно, возникает меньше проблем при его удалении.

Производство изомеризованного гранулированного хмеля осуществляют, добав ляя перед гранулированием к обогащенному (как описано выше) препарату в качестве катализатора окись магния и выдерживая герметично упакованные в атмосфере инер тного газа гранулы при температуре 45–50 °С до окончания изомеризации — в течение 7–14 суток. Благодаря добавлению окиси магния гранулирование осуществляют при более высокой температуре.

По сравнению с обычным гранулятом гранулы изомеризованного хмеля темнее по цвету, имеют коричневатый оттенок и обладают большей твердостью.

Применение изомеризованного гранулированного хмеля позволяет:

•повысить выход изо α кислот;

•сократить продолжительность кипячения;

•сократить энергозатраты и расходы на хмель;

•упростить хранение гранул, не прибегая к использованию пониженных тем ператур;

•уменьшить содержание взвешенных частиц в горячем сусле.

Экстракт хмеля получают, обрабатывая измельченный хмель растворителями (в основном сжиженным диоксидом углерода или этанолом) для извлечения из него полезных компонентов. Хмелевые экстракты характеризуются повышенным содер жанием горьких кислот и способностью храниться продолжительное время без из менения качества.

Экстракты хмеля разделяют на две основные группы — неизомеризованные и изо меризованные. В неизомеризованных экстрактах содержатся только горькие и арома тические вещества или весь комплекс веществ, включая и водорастворимые. Состав изомеризованных экстрактов зависит от степени очистки. Неочищенные изомеризо ванные экстракты содержат преимущественно продукты изомеризации α кислот и, кро ме того, некоторые другие компоненты горьких веществ хмеля (β(кислоты, неохарак теризованные мягкие смолы, твердые смолы), а иногда водорастворимые соединения. Очищенные изомеризованные экстракты содержат исключительно изо α кислоты или их соли и некоторые вещества, обладающие, по крайней мере, основными свойствами изо α кислот — горьким вкусом, растворимостью в сусле и пиве и пр.

Неочищенные изомеризованные экстракты используют при охмелении сусла на стадии кипячения в сусловарочном аппарате, а очищенные изомеризованные экстрак ты — на любой стадии производства, но предназначены они главным образом для так называемого «холодного» охмеления пива после главного брожения.

Контрольные вопросы для самопроверки

1.Перечислите виды основного и дополнительного сырья, используемого для приготовления пива.

2.Из каких элементов состоит ячменное зерно?

3.Какова роль этих элементов в жизнедеятельности ячменного зерна?

4.Каким основным требованиям должен удовлетворять пивоваренный ячмень?

5.По каким признакам различают ячмени?

6.Что называют солодом?

7.Перечислите и охарактеризуйте основные типы пивоваренных солодов.