Вещества типа хлорогеновой кислоты

Хлорогеновая кислота и ее производные являются переходными веществами сапонина. Из общего содержания дубильных веществ на хлорогеновую кислоту в хмеле приходится значительная: часть.

К этой группе из производных n-гидроксибензойной кислоты относятся кислоты протокатеховая, галловая, ванилиновая и сиринговая, из производных кофейной кислоты - кислоты кумаровая и феруловая. Некоторые из них в небольшом количестве содержатся в хмеле в мономерной форме, другие - образуются в результате кислого, щелочного или ферментативного гидролиза полимерных дубильных веществ.

При окислении сначала образуются о-хиноны, далее олигомеры и полимеры.

Фермент тиросиназа (о-дифенол: О₂ оксидоредуктаза, ЕК 1.10.3.1) катализирует образование о-хинонов из хлорогеновой и кофейной кислот, которые могут деаминировать аминокислоты при отщеплении аммиака. Ферментативные реакции этого типа могут быть причиной известных в практике пивоварения случаев побурения сусла и пива. Эти реакции ингибируют серные соединения хмеля (окуривание хмеля серой), а в пиве - цистеин.

Хмелевыми полифенолами этого типа являются антоцианидины, их лейкоформы и главным образом производные 5,7-дигидроксифлавоновые.

В радикалах от R₁ до R₅- это главным образом = Н, = ОН, изредка = ОСН₃.

К ним относится цианидин и делфинидин и их лейкоформы. Антоцианидины, т. е. агликоны антоцианинов, образуются от.флавилиумхлорида:

Антоцианины содержатся главным образом в лозах красного иполукрасного хмеля, в прилистниках и кроющих листках шишек, как правило, содержатся лейкоантоцианины.

Структура лейкоантоцианидинов, которые являются вероятными предшественниками антоцианинов или антоцианидинов, не объяснена подробно. Кармино-коричневоокрашенные вещества, образующиеся при нагреве с минеральными кислотами, носят общее название антоцианогены, или проантоцианидины.

В химии пивоварения вещества, дающие антоцианогены, - цианидин и делфинидин иногда называют цианиген и делфиниген. Растворимые антоцианогены представляют, по Габоушу, фракцию, которая остается в растворе после осаждения 20%-ным сульфатом аммония.

К = -Н или гидроксифлавонол (у бифлавоноидного антоцианогена),

R₁ и R₂= -Н₁-ОН,-ОСН₃ (например, у цианидина и делфинидина).

У большего числа сортов хмеля цианидины, или цианигеньь во много раз преобладают над делфинидином или делфинигеном. Бэт-Смит и Лернер определили биогенетическую связь между антоцианогенами и лигнинами. У дикорастущего хмеля относительное замещение лейкоцианидина лейкоделфинидином такое же, как у культурного. Наконец, в последнее время было установлено, что хмель содержит также D (+)-катехин, эпикатехин и их полимеры. По новейшим данным, катехин является вторым компонентом основного бифлавоноидного антоцианогена хмеля.

Если в положении 5′ вместо -Н имеется группа -ОН, речь идет о галлокатехине. Катехины образуют ряды изомеров, известно два изомера транс- и два цис- (эпикатехин). При этерификации гидроксильной группы катехина и галлокатехина в положении С₃(3′) галловой кислотой образуется соответственно 3-галлоилкатехин и 3-галлоилгаллокатехин.

Характерным свойством катехинов является их способность конденсироваться под действием солнечного излучения и кислорода воздуха в большие молекулы с ярко выраженным таинидным характером.

Кумарины в хмеле встречаются в виде агликонов. Известные тликозиды с кумариновым ядром получаются из кумарина замещением гидроксильными группами -ОН в положении 6, 7 или 8, из которых одна осуществляет гликозидную связь. Чаще всего речь идет о ß-D-глюкозидах

Эта группа является смесью большого числа кислореагирующих веществ фенольного типа, присутствующих в свободной форме.

Хмелевое эфирное масло придает хмелю характерный аромат, который переходит в пиво в незначительном количестве. И хотя хмелевое эфирное масло с этой точки зрения имеет второстепенное технологическое значение, оно играет большую роль при торговой оценке хмеля. Это объясняется тем, что тонкий характерный аромат хмеля является признаком высокого качества его и в определенной степени характеризует происхождение хмеля. Новые данные подтверждают тесную связь между хмелевым эфирным маслом и горькими веществами.

Хмелевое эфирное масло - это сложная смесь углеводородов и кислородсодержащих соединений, преимущественно терпенового ряда. С помощью газовой хроматографии и других современных методов постепенно удалось идентифицировать большое число компонентов хмелевого эфирного масла. По Янсену, в настоящее время их насчитывается 200. В ЧССР классификацией компонентов хмелевого эфирного масла занимались Моштек и Чепичка, они разработали ее на основе новейших данных, полученных Говардом, Баттери и Лангом, их данные использованы при составлении этой части книги.

Углеводородная (терпеновая) фракция составляет от 40 до 80% хмелевого эфирного масла. Как правило, половина этой фракции - монотерпены (С₁₀), остаток - это главным образом сесквитерпены (C₁₅) наряду с небольшим количеством веществ с С₃₀. Основной монотерпен - это мирцен, основные сесквитерпены - это кариофиллены, гумулен и фарнезен.

Эти четыре основные компонента могут составлять около 90% хмелевого эфирного масла и являются обычно главной частью европейских сортов хмеля. И, наоборот, у американского хмеля и австралийского сорта Golden Cluster гумулены и кариофиллены встречаются в относительно небольшом количестве и преобладают селиноны, которых может быть до 38%, в то время как гумуленов бывает только 2,7% от общего содержания хмелевого эфирного масла. Кадинены содержатся, как правило, во всех сортах. Содержание фарнезена в значительной мере зависит от сорта. В европейских сортах Tettnang, Spalt и Styrian его бывает около 10% от общего содержания эфирного масла, а у американских сортов обычно меньше 1%.

Образование и качественный состав хмелевого эфирного масла так же, как и горьких веществ, является генетическим свойством отдельных сортов хмеля. Жатецкий хмель характеризуется низким содержанием мирцена, из опубликованных данных видно, что объем мирцена связан с объемом когумулона. Из общего количества хмелевого эфирного масла, равного 0,5-2,0%, в готовое пиво переходит 1/4 его и влияет на органолептические свойства пива.

По Рэгби, мирцен придает пиву резкий запах и жесткий вкус, в то время как гумулен и кариофиллены придают пиву благородный аромат. По современным данным, пиво с благородным ароматом можно получать из хмеля с низким содержанием мир-цена и высокой долей сесквитерпенов гумулена, постгумулена и кариофилленов. Этому требованию лучше всего отвечает жатецкий хмель. Компоненты кислородсодержащей фракции хмелевого эфирного масла оказывают существенное влияние на запах пива уже в небольших количествах. Соотношение главных сесквитерпенов - гумулена, кариофилленов и фарнезена - зависит у одного и того же сорта хмеля от района его произрастания.

Кислородсодержащие фракции имеют относительно большое число соединений, однако содержание их сравнительно мало. В них входят спирты (алифатические, терпеновые и некоторые другие), альдегиды и сложные эфиры спиртов алифатического к терпенового рядов.

На кислородсодержащие фракции приходится, как правило, 15-40% всего эфирного масла. Численность отдельных компонентов велика и зависит не только от сорта, но в значительной: мере также от сушки и хранения хмеля, поскольку они образуются под действием кислорода воздуха при повышенных температурах.

Содержание свободных алифатических спиртов не превышает в хмеле, как правило, 1% общего содержания эфирного масла. Янсен обнаружил н-бутанол, изобутанол, н-амилалкоголь, гексанол, гептанол, октанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол, нерол, линалоол, гераниол, терпинеол и неролидол.

Из кетонов в хмелевом эфирном масле был обнаружен сначала метилнонилкетон. Шорм первым обнаружил 2-ундеканол. Этот и другие насыщенные кетоны чаще встречаются в европейских сортах хмеля, чем американских. Янсен обнаружилтакже среди карбонильных соединений кислородсодержащей фракции кетоны с разветвленной цепью.

Присутствие альдегидов в хмелевом эфирном масле только-недавно доказал тот же Янсен, который идентифицировал гексанал, гептанал, октанал, 2-гексанал, 2-гептанал, 2-октанал, нонанал, 2-нонанал, деканал, ундеканал, додеканал, тетрадеканал и цитрал. Их содержание очень низкое.

С помощью газовой хроматографии Янсен обнаружил в хмелевом эфирном масле девять кислот от С₆ до С₁₀ с прямой цепью и от С₄ до С₁₀ с разветвленной. Его предположение, что они присутствуют в виде сложных метиловых эфиров, подтвердил позднее Роберте. Янсен обнаружил в хмелевом эфирном масле около 60 сложных метиловых эфиров с прямыми и разветвленными цепями и насыщенными и ненасыщенными связями.

Из остальных сложных эфиров ацетаты, пропионаты, капронаты и гептаноаты являются главными компонентами эфирного масла американских сортов хмеля, на которые приходится около 2%, в то время как в европейских сортах они почти не представлены.

Очень сложно объяснить влияние хмелевого эфирного масла» на вкус и запах пива. Говард и другие изучали насыщенность вкуса и запаха растворимых в воде компонентов хмелевого эфирного масла. Из полученных сведений вытекает аддитивность интенсивности запаха. При определении аддитивных запахов исходят из олфактометрических порогов и концентраций отдельных компонентов.

На общее содержание эфирного масла в хмеле, по Шиллфарту, больше всего влияет климат, созревание и операции после вычесывания. Средним содержанием эфирного масла в хмеле этот автор считает 0,6%, предельные величины - от 0,2 до 1,7%. В ЧССР было обнаружено, что культурный хмель содержит эфирного масла меньше (0,3%), чем дикорастущий (0,5%).

Летучие компоненты хмелевого эфирного масла при кипячении хмеля улетучиваются (удаляются с парами воды) до незначительного остатка, который считается составляющей запаха пива.

При хранении хмель в результате естественного старения утрачивает первоначальный запах. Эфирное масло постепенно полимеризуется, осмоляется или расщепляется с образованием кислот. Запах сыра, который имеет старый хмель, обусловлен образованием изовалериановой и жирной кислот.

Основной, однако с технологической точки зрения несущественной частью хмелевых шишек является клетчатка (целлюлоза). Клетчатка - это наиболее существенная составляющая часть всех вспомогательных растительных тканей. Из других высокомолекулярных полисахаридов хмель содержит от 12 до 14% пектина, незначительная часть которого переходит в пиво, где он играет роль защитного коллоида. Из растворимых сахаридов Мак Вильям обнаружил хроматографическим путем в сухом веществе хмеля 0,5% фруктозы, 0,4% глюкозы, 0,5% сахарозы, далее рафинозу и еще один неидентифицированный трисахарид. По старым данным, хмель содержит около 3,5% глюкозы и фруктозы.

Хмель содержит далее 2-4% азотистых веществ, из них 1/3 - 1/2 растворима в горячей воде. Эти низкомолекулярные фракции (альбунозы, пептоны, полипептиды, пептиды и аминокислоты) ассимилируются дрожжами.

Следующей составной частью хмеля является воск, называемый мирицином (0,25-0,70%), который придает шишкам блеск.

Кроме того, в хмеле был обнаружен еще целый ряд веществ, присутствующих большей частью только в незначительных количествах. Из компонентов, родственных мирицину, называют, например, цетилалкоголь, фитостерол, далее жирные кислоты, такие, как пальмитиновая, стеариновая, изовалериановая и масляная, наконец, яблочная, лимонная и щавелевая кислоты, а из неорганических - кремниевая, фосфорная и серная.

Среди других веществ Кнорр обнаружил эстрогенный гормон (от 2 до 30 мг на 100 г хмеля) и некоторые витамины, а именно тиамин, никотиновую кислоту, пантотеновую кислоту, биотин и пиридоксин. Из производных кверцитина Умеда и Косихара выделили рутин и изокверцитин.

Содержание минеральных веществ в хмеле колеблется от 5 до 10%. Из посторонних веществ в хмеле встречаются следы меди и окислы мышьяка (из препаратов опрыскивания). Окуренный хмель содержит окислы серы, присутствие которых достигает 0,4%.

Несмотря на то, что хмель является самым дорогим в пивоварении сырьем, оценка его до недавних пор проводилась только органолептически. В последние десятилетия придают все большее значение оценке по химическому составу хмеля. При органолептической оценке хмель определяют в основном по качественным признакам, т. е. отнесением его к отдельным товарным сортам. Важнейшими показателями при этом считают аромат, количество и цвет лупулина. С этих точек зрения различают хмель. тонкий, средний и грубый, характеризуемый по Блатни следующим образом. Тонкий хмель отличается высоким содержанием лупулина, чистым хмелевым ароматом без каких-либо посторонних запахов, правильным строением шишки, тонким, равномерно и часто изогнутым стерженьком, правильным расположением прилистников и кроющих листков. Он почти не содержит или совсем не содержит семян и имеет хорошо закрытые шишки. К тонким сортам хмеля относится большая часть чехословацких сортов хмеля.

Средний хмель обладает характерным хмелевым ароматом, однако более острым, иногда со слабым посторонним запахом (фруктовым). Этот хмель имеет шишки правильного строения с довольно большим содержанием семян. К этой группе относятся отдельные сорта и чехословацкого хмеля.

Грубый хмель - это хмель оплодотворенный, семенной. У него грубый, реже неправильно изогнутый стержень. Аромат у него резкий, часто не хмелевой, обычно с чесночным или другим посторонним запахом, который может преобладать над хмелевым запахом.

При оценке с химической точки зрения учитывается общее со* держание хмелевых смол, которое характеризует продуктивность хмеля, и состав смол, характерный для хмеля разного происхождения и определяющий качество хмеля.

Содержание всех смол колеблется в довольно широком диапазоне в зависимости от происхождения хмеля и года урожая, а также от степени зрелости к моменту уборки. Тонкий чехословацкий хмель содержит 12-18%, в среднем 15% всех смол в сухом веществе, этим он отличается от некоторых зарубежных сортов с содержанием смол 20% и более.

Состав смол изменяется при естественном старении хмеля, поэтому приведенные данные характерны только для свежесобранного и для правильно хранящегося хмеля. У такого хмеля не менее 35% всех смол приходится на α-горькие кислоты (α-фрак-ция), которые с технологической точки зрения являются наиболее важной частью хмеля. Свежесобранный чехословацкий хмель обычно отличается более высоким содержанием ß-фракции по сравнению с заграничным хмелем. Содержание твердых смол, не имеющих особого технологического значения, не должно превышать у свежесобранного хмеля 12%. Их содержание является показателем возраста, или хранения хмеля.

Обязательные правила для испытания хмеля содержатся в ЧСН 462520 - «Испытание хмеля».

Продуктивность хмеля определяют на основании результатов проведенных работ Вельмера (1932), который экспериментально определил, что гумулоны (α-фракция) придают горечь пиву в 9 раз большую, чем лупулоны (ß-фракция), а твердые смолы не оказывают влияния на горечь пива. Вельмер вывел для расчета горечи следующую формулу:

Согласно этой формуле горечь хмеля высчитывается так, что процентное содержание α-фракции увеличивается на 0,1 (1/9) процентного содержания ß-фракции. Эта формула действительна только для свежесобранного хмеля, но и в этом случае существуют некоторые оговорки. При старении хмеля горькие кислоты постепенно окисляются в мягкие смолы. По данным Вельмера, мягкие смолы имеют более низкую горечь, чем исходная α-кислота, из которой они получаются в результате окисления. И, наоборот, мягкая ß-смола имеет горечь выше, чем исходная ß-кислота. С продолжающимся окислением исходная горечь ß-фракции повышается, так как, с одной стороны, происходит образование ß-смолы и, с другой, увеличивается содержание α-смолы, которая по Вельмеру переходит в ß-фракцию. Гудзон и сотрудники аналитически доказали, что в пиве, охмеленном старым хмелем, содержится горьких веществ в 2 раза больше, чем в пиве, охмеленном свежесобранным хмелем. Говард и Слатер обнаружили, что гулупоны, образующиеся при окислении ß-горьких кислот, также повышают горечь пива. Эти вещества, однако, представляют незначительную долю (около 5%) в комплексе ß-мягких смол.

Эту несопоставимость пытались уравнять, например, Салач и Дир, преобразовав формулу подстановкой 1/4 - 1/3ß вместо 1/9ß.

Несмотря на то, что некоторые авторы считают расчет горечи хмеля по формуле Вельмера ошибочным, главным образом потому, что ß-горькие кислоты хмеля не представляют ценности, данные горечи, определенные по этой формуле, постоянно встречаются при оценке хмеля в современных чехословацких и зарубежных публикациях. А пока только отказались от этой формулы для расчета величины горечи хмеля при загрузке его для варки пива. Результатом изучения антисептических свойств хмеля являются данные, что гумулон (α-фракция) в 3 раза больше обладает антисептическим свойством, чем лупулон (ß-фракция). Антисептическая сила хмеля была выражена формулой

Однако рассчитанные величины не находят практического применения, поскольку антисептические свойства хмеля в каждом отдельном случае зависят от вида микробов, субстрата, pH и т. д.

По Шимвелю горькие хмелевые вещества действуют токсически на грампозитивные бактерии. Оптимальная эффективность отмечается при pH от 4,3 до 4,4. Было установлено, что ß-кислота как антисептик гораздо эффективнее α-кислоты, однако ее эффективность быстро падает. Действие α-кислоты намного слабее, но стабильнее.

Сохраняемый хмель постепенно приходит в негодность от старения, т. е. окислительного процесса, при котором также активизируется и действие микроорганизмов. Необходимо исключить влияния, ускоряющие процесс старения.

При хранении хмеля положительными факторами являются следующие:

· низкая температура (около 0°С), которая тормозит химические процессы и одновременно ограничивает развитие микроорганизмов,

· ограниченный доступ воздуха к хмелю, который укладывают сильно спрессованным, или в случаях длительного хранения в герметически закрытых жестяных цилиндрах,

· защита от увлажнения, которая обеспечивается тем, что сухой хмель хранится в сухом помещении,

· особые меры, ограничивающие действие микроорганизмов, главным образом путем умеренного окуривания серой.

В хмелехранилище тюки и балоты с хмелем укладывают так, чтобы не поддерживалась аккумуляция тепла, т. е. рядами на деревянных решетчатых помостах или брусьях. В жестяных герметически закрытых цилиндрах хмель может храниться и вне хмелехранилища, например, в охлаждаемых подвальных помещениях. Высыпанный из тюков хмель не подлежит длительному хранению. До момента использования он должен храниться в первоначальной упаковке.

От воздействия вредных факторов хмель лучше всего сохраняется в охлаждаемом хмелехранилище. Применяется как прямое охлаждение с помощью холодильной системы, так и косвенное. В обоих случаях помещение должно быть сухим и хорошо изолированным.

Холодильная система прямого охлаждения при расположении под потолком должна быть снабжена желобом для отвода воды, образующейся на трубках системы в случае остановки холодильного компрессора. Благодаря тому что воздух, охлаждающийся в результате соприкосновения с холодильной системой, опускается к полу, происходит естественная циркуляция, одновременно воздух высушивается, поскольку его влага осаждается как наледь на трубках холодильной системы.

При косвенном охлаждении воздух охлаждается холодильной системой, размещенной вне хмелехранилища, циркуляцию обеспечивает вентилятор, который нагнетает охлажденный воздух под решетчатый помост хмелехранилища и отсасывает нагретый через каналы, расположенные на потолке.

В последнее время рекомендуется способ консервации хмеля но Вейнеру. Этот способ заключается в том, что хмель после прессования помещают в соответствующий резервуар, в котором создается абсолютный вакуум и потом туда вводят инертный газ, как правило, углекислый. В хмеле, пропитанном инертным газом, горькие вещества предохраняются от окисления, если при откачке воздуха полностью был устранен кислород.

В хороших условиях, главным образом при температуре около 0°С, хмель хранится без существенных изменений качества 2 года и больше. Постоянное охлаждение хмелехранилища повышает расход электроэнергии. Однако в неохлаждаемых хмелехранилищах хмель за год теряет около 20% первоначального качества.

Хмелевой порошок, или обогащенный хмелевой порошок, являются согласно номенклатуре ЕБК продуктами, полученными при измельчении хмеля, как без механической концентрации, так и с механической. Основным признаком этих продуктов является хорошее сохранение первоначальных свойств хмелевых шишек. Это в сущности по-разному тонко измельченный хмель, химический состав которого и технологическую продуктивность определяет способ механической обработки. По Шауэру и Калеру, порошкообразные хмелевые препараты позволяют лучше использовать хмелевые смолы, состав которых почти не изменяется и при продолжительном хранении. Хмелевые препараты характеризуются рядом операционных, технологических и экономических преимуществ.

В продаже имеются препараты, получаемые при измельчении хмелевых шишек, а именно:

· хмелевой порошок с содержанием α-горькой кислоты до-15% (например, Hopstabil, Favotit),

· обогащенный хмелевой порошок, содержащий α-горькой кислоты свыше 15% (например, Hopfix, Hoparom).

При производстве Hopstabila хмель измельчается в тонкую крошку после предварительного снижения содержания воды до-4% путем высушивания при особых условиях. Крошка в инертной среде упаковывается в алюминиевую пленку, чтобы обеспечить продолжительную стойкость продукта. Favotit - это хмелевой порошок, измельченный особым способом и сильно спрессованный в алюминиевой пленке при упаковке в вакууме. При более грубом измельчении этот препарат содержит прилистники шишек или их частицы такого размера, что даже можно идентифицировать цвет и блеск. Препараты этого типа имеют многолетнюю стойкость, при использовании их получается экономия хмеля (для Hopstabila приводится 15-20%, для Favotita - 13-14%)„ ароматические компоненты сохраняются в них и при хранении, и пиво имеет более низкое содержание полифенольных веществ.

Из 100 кг хмеля получается около 91 кг Hopstabila. Действительная потеря при измельчении около 0,8 кг на 100 кг сухого вещества хмеля, остальное приходится главным образом на потерю воды.

Обогащенный хмелевой порошок получается путем механической концентрации при измельчении хмеля таким образом, что устраняются балластные компоненты, т. е. стерженьки и прилистники. Измельчение в тонкий порошок при производстве Норfixa облегчается замораживанием до -30°С. Эти хмелевые препараты упаковывают в жестяные банки по 5 и 10 кг тоже в инертной атмосфере.

Преимуществом обогащенных хмелевых порошков является повышенная концентрация горьких и ароматических веществ и пониженное содержание полифенольных веществ. Выгодно также уменьшение объема обогащенных хмелевых порошков на 1/3 по сравнению с обычным хмелевым порошком. Экономия при охмелении достигает 25-30%.

Из 100 кг хмеля получается 40-43 кг обогащенного хмелевого порошка. Продуктивность концентрата соответствует приблизительно соотношению 1:2,1, в промышленности учитывают продуктивность при соотношении от 1:3,2 до 1: 4,0.

В последнее время применение порошкообразного хмеля распространяется довольно быстро, главным образом на Западе. Кроме указанных преимуществ этому способствует также удовлетворительная упаковка, удобная дозировка и, наконец, быстрое распределение препарата в сусле.

Веллгейнер считает, что лучшие результаты дает комбинация: порошкообразного хмеля с хмелевым экстрактом.

В виде хмелевого экстракта можно получить высококачественные и эффективные продукты даже из хмеля низкого качества, из хмеля, исключенного из маркировки, и из отходов чесальных машин.

Хмелевые экстракты можно получить путем экстракции в одну или две стадии.

При одноступенчатой экстракции из хмеля соответствующим органическим растворителем (этилэфиром, дихлорметаном и т. д.) выщелачиваются только хмелевые смолы. Остальные активные компоненты, главным образом дубильные вещества, остаются неиспользованными. Полученный экстракт имеет очень большую продуктивность, однако им можно заменить самое большее 20% от общего количества хмеля, применяемое для варки.

При двухступенчатой экстракции, как и при одноступенчатой, получается сначала смолистая фракция. Хмель, освобожденный от смол, во второй фазе выщелачивается горячей водой, чтобы получить остальные вещества, главным образом дубильные. Водный экстракт загущают в вакуумном испарителе до требуемой консистенции, обеспечивающей гомогенизацию загущенного водного экстракта со смолистой фракцией. Полученный* таким образом экстракт содержит почти все технологически эффективные части хмеля.

У хмелевых экстрактов, полученных двухступенчатой экстракцией, можно легко изменять отношение дубильных веществ к, смолам, содержание которых обычно снижается в пользу смол. На Западе имеются также хмелевые изомеризованные экстракты. В них α-кислоты хотя бы частично изомеризованы в изогумулоны, ß-горькие кислоты окислены, дубильные (полифенольные) вещества находятся в первоначальной форме и в соотношениях, которые необходимы для технологии. Эти экстракты в большинстве случаев хорошо растворимы в сусле, молодом и готовом пиве, к которому могут добавляться в небольших дозах для окончательного формирования вкуса.

Опыты Ванчуры, который разработал внедренный в ЧССР" технологический процесс по производству хмелевого экстракта путем двухступенчатой экстракции, показали, что лучше используются те горькие хмелевые вещества, которые при кипячении хмеля немедленно гидролизуются. Это вызвано тем, что уже при производстве экстракта они частично трансформировались и после добавки в котел мгновенно приходят в непосредственное соприкосновение с суслом.

Влияние содержания дубильных веществ в хмелевых экстрактах на состав сусла и пива изучали Нарцисс и сотрудники. Они установили, что с увеличением содержания дубильных веществ (второго экстракта) возрастает цвет сусла и пива. Растет содержание дубильных веществ (у сусла больше, чем у пива) и антоцианогенов и повышается количество холодного (тонкого) осадка в сусле. При использовании хмелевого экстракта, содержащего 1/3 количества дубильных веществ по сравнению со стандартным экстрактом, увеличение антоцианогенов уравнивается с их выделением. При брожении содержание антоцианогенов уменьшается с увеличением доли дубильных веществ в хмелевом экстракте.

Содержание азота при варке сусла снижается тем меньше, чем больше водного экстракта содержит хмелевой экстракт, азот, содержащийся в хмелевом экстракте, до определенной меры уравнивает количество осажденного азота. Потеря азота при брожении, наоборот, повышается с увеличением доли водного экстракта в хмелевом экстракте. Осажденного азота при варке сусла выделяется тем больше, чем больше водного экстракта содержится в хмелевом экстракте.

С возрастающим содержанием дубильных веществ в сусле растворяется меньше горьких хмелевых веществ, однако одновременно снижается их потеря при брожении, явно улучшается стабильность пива на холоду, но ухудшается пенистость. Вкус сильно охмеленного пива из-за снижающегося содержания горьких веществ тем горче, чем больше антоцианогенов присутствует в пиве.

Экстракты по сравнению с хмелем имеют то преимущество, что они почти неограниченно стойки при хранении. Необходимая площадь для их хранения составляет 1/25 помещения для хранения хмеля. То же самое касается транспортных средств.

Наконец, при обработке хмелевого экстракта экономится хмель. Было установлено, что экстракт, полученный из 100 кг хмеля, заменяет около 150 кг хмеля.

При производстве хмелевого экстракта из исходного хмеля извлекается приблизительно 97% всех смол и около 70% дубильных веществ.

Хмелевые экстракты чехословацкого производства, полученные двухступенчатой экстракцией, имеют продуктивность в 5 раз больше, чем сам хмель.

Качество хмелевых экстрактов определяет соотношение присутствующих мягких смол к твердым смолам. По данным Ванчуры, чехословацкие хмелевые экстракты содержат твердых смол на 7% больше, чем исходный хмель. Это повышение содержания твердых смол происходит при экстракции, которая протекает при высоких температурах довольно долго.

Вода является в пивоваренной промышленности очень важным сырьем благодаря своему влиянию на качество пива и широкому использованию ее в пивоваренном производстве. Производственная вода используется в солодовне, в котельной, для охлаждения сусла в холодильниках и в конденсаторах холодильных машин, для мойки и чистки главным образом в бродильном и лагерном отделениях, а также в моечном и разливочном отделениях. Характерно, что для приготовления пива требуется небольшая часть воды по отношению к общему количеству потребляемой воды, которое в 10 раз и более превосходит производство пива в год.

Природная вода - это сильно разбавленные растворы солей, иногда и некоторых газов, содержащие суспендированные неорганические и органические вещества и микроорганизмы. Содержание минеральных веществ в воде качественно зависит от геологического характера местности, который определяет химический состав слоев, через которые вода проходит. От физических свойств этих слоев зависит и эффект естественной фильтрации воды как с физической точки зрения (суспендированные вещества), так и с биологической (микроорганизмы).

Природная вода обычного состава содержит наряду с ионами Н⁺ и ОН^- катионы Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, К⁺, Fe²⁺ (реже Fe³⁺), Mn²⁺ и анионы НСО₃^-, SО₄^2-, SiО₃², Cl^-, NО₃^-

Кальций Са²⁺ и магний Mg²⁺ являются постоянными компонентами любой природной воды. Кальций всегда преобладает, в то время как содержание магния редко превышает 30 мг/л. Содержание натрия Na⁺ и калия К⁺ в воде сильно колеблется. Чехословацкие производственные воды содержат большей частью только незначительные количества этих катионов. Железо в обычных водах встречается почти исключительно как двухвалентное, т. е. Fe²⁺. Ему, как правило, сопутствует алюминий А1³⁺ и иногда также марганец Мп²⁺. В хороших производственных водах должны содержаться только следы железа и главным образом марганца. Железо обычно допускается в количестве не больше 0,3 мг/л, остаточное содержание железа после искусственного удаления его из воды - от 0,05 до 0,10 мг/л.

Из анионов во всех природных водах содержится бикарбонат-ион НСО₃^- и сульфат-ион SО₄^2-, часто также хлор-ион С1^- (от 19 до 30 мг/л). Силикат-ион SiО₄^2- тоже является постоянным компонентом природных вод в количестве от 10 до 30 мг/л.

Аммиак Н₃ и аммониевые соединения NH₄⁺ встречаются я природных водах как местные загрязнения, образующиеся в результате гниения азотсодержащих органических веществ. Деятельность нитрофицирующих бактерий ведет к окислению сначала в нитриты NО₂^-, а потом в нитраты NО₃^-.

Из газов, содержащихся в воде, особое значение имеет углекислый газ СО₂, образующий с водой угольную кислоту Н₂СО₃, под действием которой на известняковые породы вода приобретает временную жесткость. Часть свободного углекислого газа задерживают в растворе бикарбонаты едких земель, и такой углекислый газ называется равновесным, в то время как другие части являются агрессивными известняковым материалам. Железу агрессивен весь свободный углекислый газ.

Почти все природные воды содержат определенное количество органических веществ, количество которых определяется потребностью кислорода для их окисления. Нормальное содержание соответствует потреблению кислорода от следов до 2 мг/л, наибольшее от 0 до 50 мг/л.

Остаток после выпаривания воды, высушенный при 105°С, содержит все нелетучие неорганические и органические вещества и называется сухой, остаток.

Обычные чехословацкие воды содержат 50-500 мг сухого остатка на 1 л, внешний предел от 20 до 2000 мг/л.

При анализе вод, предназначенных для технических целей, отдельные компоненты приводятся в миллиграммах ионов на 1 л воды. Иногда встречаются данные, пересчитанные на окислы (катионы-основания) и ангидриды кислот (анионы): CaO, MgO, Fe₂О₃ (или Fe), Na₂О, SО₃, SiО₂, Na₂О₅, Cl и т. д. Наряду с этим при оценке воды для пивоварения обычные данные приводятся в мг-экв/л. Этот метод необходим при титровальных анализах, поскольку потребление любого реагента концентрацией 0,1 н. (в мл на 100 мл воды) соответствует по величине количеству мг-экв/л. При определении пригодности вод для технических целей важным критерием является так называемая жесткость воды. Источником жесткости воды являются ионы щелочноземельных металлов Са²⁺, Mg²⁺, иногда также Сr²⁺ и Ва²⁺. С присутствующим бикарбонат-ионом НСО₃^- они реагируют при кипячении следующим образом:

Из приведенных уравнений реакций следует, что часть ионов щелочноземельных металлов, эквивалентная бикарбонатным ионам, присутствующим в растворе, выделяется в виде нормальных нерастворимых в воде карбонатов, освободившийся углекислый газ при кипячении испаряется. Тем самым снижается жесткость воды на ту часть жесткости, которая называется временной (карбонатной жесткостью). И, наоборот, ионы щелочноземельных металлов, эквивалентные присутствующим анионам сильных неорганических кислот, т. е. SO^2-, Cl^-, NO^-, при кипячении не реагируют один с другим и поэтому соответствующая им часть жесткости определяется как жесткость постоянная (некарбонатная).

Общая жесткость воды является суммой жесткости временной (карбонатной) и постоянной (некарбонатной).

В Средней и Восточной Европе единицей жесткости воды является немецкий градус (1°Н), который соответствует 10 мг СаО или эквивалентной части MgO (иногда SgO и ВаО) в 1 л воды

В настоящее время жесткость воды часто приводится прямо в миллиграм-эквивалентах. 1 мг-экв = 28 мг СаО/л = 2,8°Н, 1°Н = 0,357 мг-экв/л.

Для производственных целей на пивоваренных заводах используются в зависимости от местных условий грунтовые, родниковые и поверхностные воды. Грунтовые воды обычно наиболее чистые по биологическому составу, а именно потому, что при инфильтрации в глубине задерживается большая часть микроорганизмов. Если же они задерживаются в слоях, из которых не могут выщелачивать много солей, то это лучшие питьевые и производственные воды. Родниковые воды эт<

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: