Хмель и хмелепродукты

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 История применения хмеля

2 Хмель и его составляющие

2.1 Химический состав хмеля

2.2 Шишки хмеля

3 Хмелепродукты

3.1 Препараты и экстракты хмеля

4 Оценка качества хмеля

5 Производство пива. Кипячение сусла с хмелем

6 Обработка и хранение шишкового шмеля

7 Хмель и здоровье

8 Альфа-кислоты

8.1 Производство альфа-кислот в мире

9 Мировое производство хмеля

9.1 Хмель в СССР и СНГ

9.2 Перспективы развития отечественного хмелеводства

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Главной составляющей пива является хмель - вьющееся многолетнее растение, достигающее 5-8 метров в длину, относящееся к семейству коноплевых. Для пивоварения культивируются только растения с женскими цветками - хмелевыми шишками. Из хмелевых шишек получают лупулин - ароматическое вещество, придающее пиву своеобразную горечь, благодаря эфирному хмелевому маслу. Вопреки распространенному мнению, хмель не усиливает «хмельные» качества пива, а придает ему приятный горький вкус и способствует сохранности пива, т.е. увеличению его стойкости.

- хмель обыкновенный или вьющийся (Humulus lupulus L.) -встречается в диком виде в умеренной полосе обоих полушарий в сырых кустарниках.

- хмель японский или лазающий (Humulus japonicus Sieb. et Zucc., синоним Humulus scandens (Lour.) Merr.) - растение родом из Японии и Китая, в России встречается на Дальнем Востоке, Сахалине и острове Кунашир. Однолетнее растение с глубоко 5-7 - рассечёнными листьями и без лупулиновых желёзок, не образует шишковидных соцветий, поэтому разводится только в декоративных целях.

Основное применение хмель находит в медицине и пищевой промышленности. Вместе с тем, его стебли пригодны для изготовления низких сортов бумаги, а также грубой пряжи, пригодной для мешковины и верёвок. В Китае молодые листья хмеля входят в рацион питания гусениц бабочек шелкопряда.

Соцветия, а также железки (лупулин) хмеля обыкновенного используются как лекарственное сырьё. В восточной медицине имеет применение и хмель японский. Основными активными веществами являются горечи, полифенольные соединения (флавоноиды, антоцианидины, катехины и фенолкарбоновые кислоты) и эфирное масло. Основным флавоноидом хмеля является ксантогумол из группы халконов. Хмель является мягким седативным средством, которое по активности немного уступает валериане.

В Бельгии листья и молодые побеги хмеля используются для салатов, добавляются в супы и соусы. В Румынии молодые побеги употребляют как спаржу.

С давних времен хмель применяют в хлебобулочном производстве при выпечке хлеба и различных кондитерских изделий. Хмель широко используется для изготовления пива, передавая ему значительную часть содержащегося в хмеле ксантогумола.

3 ХМЕЛЕПРОДУКТЫ

В последние годы наблюдались бурный рост и развитие пивоваренной промышленности Российской Федерации, Украины и некоторых других стран постсоветского пространства. В отрасли активно проходили процессы замены морально устаревшего и физически изношенного оборудования, на большинстве предприятий существенно увеличился объем производства, внедрялись современные прогрессивные технологии, строились новые предприятия. Качество пива, в том числе и его коллоидная стабильность, существенно возросло. Стала возможной доставка пива в отдаленные регионы. Рынок пива постепенно заполнялся, но росла конкуренция, и приоритетным направлением для предприятий отрасли стало обеспечение высокого качества выпускаемого пива, иногда даже в ущерб экономике производства. Однако известно, что производство пива высокого качества, прежде всего, подразумевает использование высококачественного сырья и материалов. Именно в этот период предприятия отрасли начали закупать большое количество солода и хмеле продукте за рубежом.

Кроме того, из-за переоборудования большинства предприятий (замены отстойных чанов на гидроциклоны), стремления производителей снизить удельные затраты хмелепродуктов на производство пива, изменилась структура их потребления. Резко снизилась потребность в прессованном хмеле, возросло использование гранулированного хмеля, в том числе и ценных ароматических сортов, различных высокотехнологичных хмелевых экстрактов. Постоянный рост конкуренции на рынке вызвал необходимость создания новых типов и сортов пива, а также нового имиджа напитков. В частности, некоторые пивзаводы начали продвижение на рынке известных и новых сортов пива, разливаемых в бутылки из бесцветного стекла. В настоящее время рынок пива, особенно в крупных городах и населенных пунктах, достаточно насыщен. Рост конкуренции на рынке при ограниченной покупательской способности населения в отдельных регионах способствовали тому, что крайне актуальным стал вопрос повышения эффективности производства в части снижения себестоимости продукции (в том числе и затрат на сырье).

Многие крупные предприятия стали изыскивать возможность приобретения солода отечественного производства требуемого качества. Были построены и продолжают строиться современные предприятия по производству пивоваренного солода, которые используют отечественный пивоваренный ячмень. В этом контексте актуальным и важным является вопрос развития производства отечественных хмеле продукте в, расширения их ассортимента, повышение конкурентоспособности.

За последние годы в области производства хмелепродуктов произошли серьезные структурные изменения. Прежде всего, усовершенствованию подверглась технология переработки хмеля. На пивоваренные заводы начали поставлять хмель в виде гранул и экстрактов, тогда как прежде он поставлялся в шишках и довольно неудобных упаковках - баллотах весом 100-200 килограмм каждая. В баллотах хмель стремительно терял свои свойства. Кроме того, он требовал специфических условий хранения - +2 градуса. В этих условиях по советскому ГОСТу в течение квартала хмель мог терять до 20% содержания альфа - кислоты.

Сегодня в пересчете на б-кислоту, используемую в пивоварении, примерно 80% ее количества приходится на хмелепродукты и только 20% - на натуральные шишки. Хмелепродукты в свою очередь структурируются следующим образом: 65% хмелепродуктов - это гранулы, 35% - экстракты. В группе экстрактов на 70% используется экстракт изготовленный с помощью использования СО2 (углекислотный экстракт).

Гранулированный хмель дает возможность долговременного сохранения его компонентов. При изготовлении гранул хмель размалывается и затем уже прессуется в гранулы. Стандартная, типичная форма гранул - цилиндрическая. Гранулы, по сравнению с шишковым хмелем, заметно увеличивают выход горьких веществ (примерно на 10%). Храниться без потери качества они могут только в герметичной упаковке, препятствующей попаданию в нее кислорода. При этом упаковка либо вакуумируется, либо заполняется жидким азотом или СО2. В таком виде хмель может сохраняться год и больше, практически не теряя качественных характеристик. Гранулированный хмель можно упаковывать в пакеты от 1 кг и больше (по желанию заказчика). При грануляции появилась возможность путем смешения разных сортов хмеля регулировать содержание различных компонентов, прежде всего б-кислоты. Гранулы дали следующие преимущества: Уменьшился объем и вес хмеля, изменилось само воздействие хмеля на сусло - пивовары перестали терять сусло, появилась возможность автоматизировать подачу хмеля.

Хмелевой экстракт выделяют из шишек с помощью применения новых технологий. Экстракты хмеля изготавливаются путем растворения хмелевых смол и масла жидким СО2 (может использоваться также этанол). Эти жидкости потом испаряются, что позволяет получать концентрированные экстракты. Порошкообразный экстракт хмеля получают нанесением экстракта хмеля на силикагель (чтобы порошок приобрел сыпучесть).

Эффективность использования различных хмелепродуктов представляется в сравнении нескольких цифр. Степень утилизации горьких веществ хмелепродуктов различна: при использовании прессованного хмеля она составляет лишь 30-31% (на некоторых предприятиях менее 30%), при использовании гранулированного хмеля -около 35%, С02-экстракта - уже до 40% (в среднем 36%), изомеризованных гранул - около 53%, различных изомеризованных экстрактов - от 65 до 90%.

Специалистам отрасли хорошо известен СO2-экстракт хмеля, который придает пиву горечь и аромат. В состав СO2-экстракта входят б-кислоты (25-55%), в-кислоты (14-40%) и эфирное масло (3-12%), он подходит для частичной или полной замены шишкового или гранулированного хмеля. С целью увеличения степени утилизации горьких веществ экстракта за рубежом были разработаны изомеризованные сусловые экстракты - изомеризованный экстракт (IKE) и калиевая форма изомеризованного экстракта (PIKE). Эти экстракты содержат 30-50% а-кислот, 12-40% р-кислот и 2-13% хмелевого масла. Степень утилизации горьких веществ этих сусловых экстрактов по литературным данным значительно выше и составляет уже 60-70%. Но позднее внесение экстрактов с высоким содержанием хмелевого масла может придать пиву излишний хмелевой характер. Для получения пива с ярким хмелевым ароматом вместе с экстрактом рекомендуется использовать и другие хмелепродукты.

В соответствии с последними тенденциями современного рынка, пиво в прозрачной бутылке становится все более популярным. Однако пиво в таких бутылках (и даже в бутылках из зеленого стекла) не защищено от возникновения неприятного (солнечного) привкуса и аромата. Решить эту проблему можно путем использования так называемых (восстановленных) изомеризованных экстрактов, которые придают пиву светостабильную горечь. Так, в-экстракт содержит 40-50% Р-КИСЛОТ и 8-15% эфирного масла при минимальном содержании а-кислот и изо-а-кислот. Он придает пиву аромат и предохраняет его от возникновения (солнечного) привкуса, но вносит очень небольшой вклад в горечь пива. Производство светостабильного пива, разливаемого в бутылки из бесцветного стекла, может потребовать использования двух и даже трех различных экстрактов, имеющихся в настоящее время на рынке. Причем эти экстракты используются на различных стадиях процесса производства.

Если пивоварам требуется придать пиву хмелевой вкус и аромат, у них имеется большой выбор ароматических продуктов, которые могут быть добавлены в пиво как по окончании процесса брожения, так и непосредственно в готовое пиво после процесса его фильтрования. При использовании таких продуктов пивовары могут придать выпускаемому пиву различные оттенки хмелевого аромата, характерные для конкретных ароматических сортов хмеля, или индивидуальные оттенки аромата, например, пряный, цитрусовый, травянистый. Таким образом, на современном рынке имеется большой выбор хмелепродуктов различного назначения, которые могут удовлетворить потребности пивоварения при создании различных сортов и типов высококачественного пива, а также позволяют снизить себестоимость и, соответственно, повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции.

3.1 Препараты и экстракты хмеля

Для консервирования хмеля и повышения степени использования горьких веществ шишки хмеля брикетируют или готовят экстракт хмеля.

Молотый брикетированный хмель. Хмель влажностью 10-12% из балота подвергают сушке при температуре 48оС за 28 мин. При этом влажность понижается до 6%. После этого хмель измельчают в дробилке и прессуют в брикеты под давлением 70-80 Мпа и температуре пресс-формы до 50оС. Полученные брикеты упаковывают в мешочки из полимерной плёнки вакуумным способом. Влажность готовых брикетов не более 7%.

Экстракт хмеля. Экстракты хмеля получают при обработке шишек растворителями. При этом извлекаются наиболее ценные компоненты, а изомеризации не происходит. Такие экстракты хмеля называют неизомеризованными. Экстракт хмеля готовят экстрагированием с использованием этилового спирта. При этом кроме горьких и ароматических веществ извлекается около 60% полифенолов (полностью они извлекаются водой). Вырабатываемый экстракт бывает трёх сортов: 1- из хмеля первого сорта, 2- из хмеля второго сорта, и экстракт- купаж из 2 и 3го сортов хмеля, взятых в равных количествах. В соответствии с ГОСТ на «экстракт хмелевой» экстракты перечисленных сортов содержат соответственно: 30, 28 и 27% сухих веществ; 25, 23 и 21,5% общих горьких веществ, при этом на долю б-кислот приходится от 20 до 25% от общей массы горьких веществ.

Преимущество экстрактов перед шишковым хмелем в том, что экстракты сохраняют качество гораздо дольше и занимают намного меньше места, что выгоднее при транспортировке и при складском хранении. Сокращаются потери сусла с хмелевой дробиной, повышается степень извлечения горьких веществ хмеля.

4 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ХМЕЛЯ

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. Важнейшимии 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 содержание 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 а-горькие кислоты (а-фракция), которые с технологической точки зрения являются наиболее важной частью хмеля. Свежесобранный чехословацкий хмель обычно отличается более высоким содержанием в-фракции (имеется в виду бетта фракции из за сложности написания в тексте заменить в на бетта) 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 (а-фракция) придают горечь пиву в 9 раз большую, чем лупулоны (в-фракция), а твердые смолы не оказывают влияния на горечь пива.

Горечь хмеля высчитывается так, что процентное содержание а-фракции увеличивается на 0,1 (1/9) процентного содержания в-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 а-кислота, из которой они получаются в результате окисления. И, наоборот, мягкая в-смола имеет горечь выше, чем исходная в-кислота. С продолжающимся окислением исходная горечь в-фракции повышается, так как, с одной стороны, происходит образование и, с другой, увеличивается содержание а-смолы, которая по Вельмеру переходит в в-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 в-горьких кислот, также повышают горечь пива. Эти вещества, однако, представляют незначительную долю (около 5%) в комплексе в-мягких смол.

Несмотря на то, что некоторые авторы считают расчет горечи хмеля по формуле Вельмера ошибочным, главным образом потому, что в-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 (а-фракция) в 3 раза больше обладает антисептическим свойством, чем лупулон (в -фракция).

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

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

5 ПРОИЗВОДСТВО ПИВА. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПИВНОГО СУСЛА

Кипячение сусла с хмелем. Цель кипячения сусла с хмелем. Отфильтрованное сусло и промывную воду из фильтрационного аппарата направляют в сусловарочный котел для кипячения с хмелем. При этом происходит экстрагирование и превращение горьких и ароматических веществ хмеля (охмеление сусла), осаждение (коагуляция) высокомолекулярных белков, инактивация ферментов, стерилизация сусла, образование редуцирующих веществ, испарение части воды.

хмель шишковый пиво сусло

Сусловарочный котел конструктивно мало отличается от заторного котла. Однако в сусловарочном котле приходится выпаривать значительное количество воды (8-12% от количества сусла, находящегося в котле) поэтому поверхность теплопередачи в нем более развита. Конструкция сусловарочного котла обеспечивает интенсивную циркуляцию кипящего сусла и малые теплопотери.

Сусловарочный котел представляет собой стальной цилиндрический сосуд, с паровой рубашкой, крышкой и вытяжной трубой. На крышке и вытяжной трубе имеются раздвижные дверцы, кольцевая труба 2 для ополаскивания водой, кольцевые желоба 5, 3 и труба 4 для сбора и отвода стекающего конденсата, дроссельный клапан 6. в нижней части установлена лопастная мешалка 12, приводимая в движение от электродвигателя 9 через червячный редуктор 10, а также, вентиль 8 для спуска сусла из котла, и кольцевая труба 11 для отвода конденсата из паровой рубашки. Пар в паровую рубашку подается через кольцевой паропровод 1 с четырьмя вводами. Снаружи котел закрыт теплоизоляционным слоем 13.

Интенсивная циркуляция сусла обеспечивается работой мешалки и неравномерностью нагрева у стенок и в середине котла. Так как сусло возле стенок нагревается сильнее за счет большей поверхности теплопередачи, чем в середине, то возле стенок образуются пузырьки пара, вытесняемые более плотной и холодной жидкостью из середины котла. Таким образом обеспечивается непрерывное перемешивание сусла.

В сусловарочном котле вторичный пар не используется и отводится через вытяжную трубу. Для использования тепла вторичного пара на некоторых заводах устанавливают в вытяжную трубу конденсатор смешения. Подающаяся холодная вода распыляется форсункой в потоке вторичного пара, нагревается и оседает в кольцевом сборнике. Подогретую воду используют для технологических нужд.

Процессы, происходящие при кипячении сусла с хмелем. Экстрагирование и превращение горьких веществ хмеля. В создании горького вкуса пива участвуют горькие и ароматические вещества хмеля, полифенольные вещества солода, несоложеных материалов, некоторые аминокислоты, пептиды экстрагируемые при затирании и кипячении сусла с хмелем. До 95% общей горечи сусла образуется б-кислотами хмеля, которые при кипячении превращаются в изо - б-кислоты (изомеризуются, т.е. превращаются в изомеры б-кислоты), обладающие большей растворимостью, чем б-кислоты. Наряду с этим часть б-кислот окисляется. Слишком длительное кипячение сусла с хмелем приводит к разложению б-кислот и появлению веществ, портящих вкус пива.

в- кислоты хмеля имеют меньшую растворимость в воде по сравнению с б-кислотами. В процессе кипячения сусла они не изомеризуются, а лишь частично окисляются, образуя продукты окисления, обладающие значительной растворимостью и резкой, но приятной горечью.

Экстрагируемые полифенольные вещества хмеля влияют на вкус и качество пива не самостоятельно, а в комплексе с горькими веществами хмеля, белками и аминокислотами.

На степень экстрагирования и изомеризации б-кислот хмеля влияют различные факторы: рН среды, продолжительность кипячения, состав б-кислот, количество вносимого в сусло хмеля, плотность сусла. Например, растворимость и изомеризация б-кислот увеличивается при повышении рН сусла, достигая максимума при рН 8,0 . Максимальное количество изо- б-кислот в сусле образуется через 90 мин от начала кипячения, поэтому при двух часовом режиме кипячения хмель в сусло вносят через 30 мин от начала кипячения. Изомеризация гумулона хмеля и его гомологов протекает с различным выходом изосоединений, который зависит от состава б-кислот. поскольку растворимость горьких веществ ограничена, то их содержание в сусле и пиве непропорционально массе добавляемого хмеля.. Значительная часть горьких веществ хмеля не попадает в пиво, а теряется с отходами производства. Только 20-25% горьких веществ хмеля остается в пиве и влияет на его вкус и аромат.

При кипячении сусла с хмелем происходит частичный переход мягких смол в твердые смолы.

Эфирные хмелевые масла, в значительной степени определяющие вкус и аромат пива, представляют собой смесь из более 200 компонентов с разной температурой кипения. При кипячении сусла с хмелем значительная часть их испаряется, при этом в большей степени удаляются низкокипящие соединения, которые ухудшают аромат пива.

В вытяжной трубе сусловарочного котла часть испаряющихся с водой эфирных масел конденсируется и окисляется. Если они вместе с конденсатом стекают в сусло, то вкус пива ухудшается, поэтому улавливаемый в вытяжной трубе конденсат выводят из сусловарочного котла.

Старый или плохо хранившийся хмель содержит продукты окисления эфирных масел, поэтому его кипятят дольше для более полного удаления легкокипящих фракций.

Коагуляция белков. При кипячении сусла происходит тепловая коагуляция белков, которая протекает в две стадии. В первой стадии происходит частичная дегидратация (потеря связанной воды) молекул белка, называемая денатурацией. Затем наступает вторая стадия процесса - собственно коагуляция, когда дегидратированные молекулы соединяются между собой и образуют хлопья. На коагуляцию белков влияют рН и концентрация сусла, интенсивность и продолжительность кипячения, присутствие полифенольных веществ и электролитов. денатурация белков протекает при любом значении рН, а коагуляция более полно - в изоэлектрическом состоянии (когда заряд молекул нейтральный). Разные фракции белков сусла имеют свою изоэлектрическую точку в широком диапозоне рН. На практике максимальная коагуляция белков происходит при рН 5,2. В присутствии полифенольных веществ, некоторых электролитов и при интенсивном кипячении, а также при снижении концентрации экстракта в сусле скорость коагуляции белков увеличивается.

Недостаточная коагуляция белков часто приводит к образованию в сусле холодной мути, которая замедляет процесс брожения из-за адсорбции взвешенных частиц на дрожжах. Присутствие частиц холодной мути приводит к плохому осветлению пива при дображивании, затрудняет фильтрацию готового пива, при хранении в пиве образуется коллоидное помутнение.

Стерилизация сусла и другие процессы. При кипячении сусла все его ферменты инактивируются и погибают микроорганизмы, т.е. происходит стерилизация сусла. Кроме тог увеличивается восстановительная способность сусла за счет образования редуцирующих веществ и внесения их с хмелем. Снижается вязкость сусла и вследствие реакций меланоидинообразования, карамелизации сахаров, окисления полифенольных веществ и растворения красящих веществ хмеля повышается их цветность. Карамелизация и охмеление сусла. Количество и способы внесения хмеля в сусло. Дозировку шишкового хмеля в сусле определяют по единым нормам, приведенным в таблице. В зимний период норма расхода хмеля может быть уменьшена на 10%, а в летний - увеличена на 10% для получения более стойкого пива.

При приготовлении сусла на воде с высоким содержанием карбонатов горечь пива будет выше. В этом случае, чтобы не получить пиво с резкой горечью, снижают количество вносимого хмеля и сокращают продолжительность кипячения сусла.

Таблица 1 - Нормы ввода хмеля в сусло

Для приготовления пива стабильного качества разработаны нормы расхода хмеля с учетом содержания в нем горечи, характеризуемой наличием б-кислот и в-фракций и выражаемой в граммах на 1г сухих веществ хмеля.

Содержание горечи в хмеле (Гх) определяют по формуле: Гх=(б +1)/100., где(б +1)- содержание горечи в хмеле,% к массе сухих веществ, (б - содежание б-кислот, 1- содержание горечи в-фракций).

Нормы величины горечи хмеля вводимого в сусло для получения охмеления, следующие.

Таблица 2 - Норма величины горечи хмеля

Расход хмеля на 1 дал пива (Нх.п., г сухих веществ) с учетом содержания в нем горечи вычисляют по формуле:

Нх.п. = Гс (100 = П) / 100Гх.,

где Гс - норма потери горечи хмеля, вводимого в сусло для данного сорта пива, г сух в-в на 1 дал пива;

П - общие нормируемые потери жидкой фазы для данного сорта пива, % об;

Гх - содержание горечи в 1 г сухих веществ хмеля, г.

В зависимости от сорта пива, качество хмеля и перерабатываемого солода хмель вносят в сусло в несколько приемов. При внесении хмеля в два приема 50% его добавляют после набора в сусловарочный котел первого сусла и 50% - за полчаса до конца кипячения сусла.

При внесении хмеля в три приема 50% его вносят после набора первого сусла, 30% - за 1 час и 20% за 20мин до конца кипячения сусла. Для некоторых сортов пива применяют четырехразовое введение хмеля. В сусло пива Жигулевского хмель добавляют обычно в два приема.

Для повышения эффективности использования горьких веществ и экономии хмеля кроме сухого шишкового хмеля применяют шишковый хмель мокрого помола, молотый брикетированный хмель, водно-изомеризованный экстракт из молотого хмеля и хмелевые экстракты.

Кипячение сусла с шишковым хмелем. От начала поступления первого сусла и почти до окончания подачи промывной воды (второе сусло) температуру общего сусла поддерживают не ниже 63С (во избежание инфекции) и не выше 75С (для сохранения части б- амилазы в активном состоянии, необходимой для осахаривания остатков крахмала дробины). Затем проверяют полноту осахаривания сусла по йодной пробе. При неполном осахаривании добавляют вытяжку от следующего затора, сусло выдерживают некоторое время и еще раз проверяют полноту осахаривания.

Сусло начинают кипятить, как только закончится поступление промывной воды из фильтрационного чана (второе сусло). Продолжительность кипячения составляет 1,5-2,5 часа. При кратковременном кипячении сусла происходит снижение полноты осахаривания хмеля и уменьшение стойкости пива к холодному помутнению, а при более длительном кипячении скоагулированные белки могут частично разрушаться и переходить в раствор.

Интенсивность кипячения сусла определяют по количеству испарившейся воды в течении 1 ч, которое должно соответствовать 5-6% в час к массе сусла. Сусло кипятят менее интенсивно в начале варки, чтобы не вызвать сильного вспенивания, и в конце варки - для хорошего хлопьеобразования. При наличии герметично закрытых сусловарочных котлов кипячение сусла можно проводить при повышенном давлении и температуре 105С, что способствует улучшению коагуляции белков, повышению экстракции горьких веществ из хмеля и дает возможность использовать вторичный пар для других технологических нужд.

Конец кипячения сусла определяют по содержанию в нем сухих веществ, наличию крупных хлопьев скоагулированных белков и по прозрачности сусла. При определении конечного содержания сухих веществ учитывают последующее повышение их концентрации при охлаждении сусла.

Охмеление сусла предварительно увлажненным и измельченным шишковым хмелем. Измельчение шишкового хмеля производят в специальной дробилке непосредственно перед его использованием. Для этого в приемный бункер дробилки загружают хмель, добавляют водопроводную или промывную воду и замачивают 5 мин. при температуре 50-60С. Затем хмель размалывают и подают одним приемом в сусловарочный котел за 1 ч до конца кипячения. При этом рН сусла не должен быть ниже 5,3. За счет лучшего выщелачивания горьких веществ хмеля экономия при таком использовании составляет 15%.

Охмеление сусла молотым брикетированным хмелем. При наличии гидроциклонных аппаратов для отделения хмелевой дробины шишковый хмель можно полностью заменить молотым хмелем, в других случаях - до 30%. Молотый хмель вносят в сусло с рН не менее 5,2 в два приема: 80% через 1 ч после начала кипячения и 20% за 30мин до окончания кипячения. При таком способе расход хмеля сокращается на 20% (в пересчете на шишковый хмель).

Охмеление сусла водно-изомеризованными экстрактами из молотого хмеля. Водно-изомеризованные экстракты готовят непосредственно перед использованием. Для их получения в сосуд с паровой рубашкой и мешалкой набирают промывную воду из фильтрационного чана, содержащую 3-6% сухих веществ. Промывную воду берут из расчета 100л на 2,5 кг хмеля. Воду нагревают до кипячения, добавляют на каждые 100л 60-80г Na2CO3 до рН 6,9-7,3 и кипятят 10 мин. В кипящий раствор при перемешивании вносят хмелевые брикеты или предварительно увлажненный и измельченный хмель, смесь кипятят 30 мин. Повышение щелочности среды способствует растворению и изомеризации горьких веществ хмеля.

Отстоявшийся экстракт хмеля подают в сусловарочный котел за 30 мин до конца кипячения сусла, оставшуюся в экстракторе хмелевую дробину промывают кипящей водой, которую затем используют в фильтрационном чане для промывания пивной дробины. В результате более полного экстрагирования и изомеризации горьких кислот расход хмеля снижается на 25-30%.

Охмеление сусла хмелевым экстрактом. На отечественных пивоваренных заводах хмелевым экстрактом 1, 2 сорта или экстрактом- купажом заменяют до 50% шишкового хмеля. Экстракт хмеля вводят медленно в кипящее сусло при работающей мешалке за 60 мин, а шишковый хмель - за 30 мин до конца кипячения сусла. Применение экстрактов за счет более полного извлечения горьких веществ органическими растворителями позволяет сэкономить до 20% хмеля.

Отделение сусла от хмелевой дробины. Сразу после кипячения сусло отделяют от хмеля в хмелеотборном чане, который устанавливают под сусло варочным котлом.

Хмелеотборный чан представляет собой цилинрический сосуд с коническим дном и крышкой. Хмелеотбоный чан имеет ситчатое дно, мешалку, оросительную систему и органы управления и контроля. Разделение смеси происходит следующим образом. Сусло с хмелем поступает из сусловарочного аппарата в хмелеотборный чан при работающей мешалке. Хмелевая дробина остается на сите, а сусло проходит сквозь сито и перекачивается на охлаждение.

В хмелевой дробине остается 6-7 л сусла на 1 кг хмеля, поэтому её промывают горячей водой, а промывную воду присоединяют к суслу. Затем аппарат заполняют водой, смешивают с хмелевой дробиной и смесь удаляется в отходы. В хмелеотборном чане вместе с хмелевой дробиной задерживается значительная часть скоагулированных белков.

Контроль варки хмеля и результатов варки. При варке хмеля контролируется:

- соблюдение времени варки;

- временной график закладки хмеля;

- визуальный контроль интенсивности варки, а также по количеству воды, испарившейся из емкости за 1 час.

После окончания варки в младине контролируется лом, цвет, запах и степень разложения крахмала на сахара. В каждой варке определяется объем и экстрактивность (сахаризация) для расчета варочного выхода. Варочный выход Rv определяется по формуле:

Rv = V * E * 0,96 * p / S,

где V - объем горькой младины, определенной мерным шестом, л;

E - экстракт младины, определенный сахарометром,% ;

p - удельная величина младины (определяется из табли).

0,96 - коррекция на объемную контракцию между температурой 1000С, при которой определяется объем младины и температурой 200С, при которой определяется сахарометрически экстракт солода либо, при использовании суррогатов, их пересчет на так называемый стандартный солод (солод с экстрактивностью 75% в первоначальной массе).

Варочный выход может быть только на 1% ниже лабораторного. При повторяющихся неблагоприятных результатах необходимо, прежде всего, проанализировать млато (пивная дробина) Повышение объема экстракта в пивной дробине свидетельствует о дефектах при фильтровании, повышенная доля экстракта из неразложившегося крахмала в млате свидетельствует о низком качестве солода либо о недостаточном осаждении.

Через определенные промежутки времени организуется контрольная варка. Она основывается на последовательном техническом контроле над полным процессом варки от выборки образцов сырья перед взвешиванием и дроблением до измерения объема и экстрактивности охлажденной младины, поступившей в бродильню. В ходе варки контролируется и записывается время, температура, объемы, идут наблюдения за процессом варки и отбираются образцы для лабораторного анализа, измеряется объем младины и патоки, взвешиваются осадки. После определения экстракта в загружаемой массе, полученной младине, патоках, солодовом и хмелевом млате, подсчитывается полный баланс варки. Подробный анализ сырья, промежуточных продуктов, конечного продукта представляет полную информацию о варке и ее результатах. Выводы контрольной варки являются основанием для оценки работы варны и в последующие периоды.

Коагуляция белков и образование лома. Относится, наряду с выделением (выщелачиванием) горьких веществ из хмеля, к наиважнейшим действиям при варке хмеля. Макромолекулы белков с молекулярной массой до 120000 имеют в младине характерное расположение, для них важна, например и биологическая активность ферментов. При кипячении, во-первых, утрачивается пространственная структура и белки денатурализуются, оставаясь еще растворенными. Приближенные к изоэлектрическому пределу они теряют положительный электрический заряд, в результате чего наступает коагуляция (свертывание) с образованием видимых комков. Отрицательно заряженные дубильные вещества поддерживают этот процесс. Объем коагулированного азота снижается при варке хмеля с 5-12 мг в 100 мл 12% младине до 1,5-2,0 мг. На образование лома оказывают воздействие такие факторы: