Хмель. Ботаническая характеристика хмеля. Химический состав хмеля. Горькие вещества.

Хмель – лиана, вьющееся растение, выращивают женские растения. Растения образуют хмелевую шишку, которая состоит из центрального стежня и кроющих лепестков. Под этими лепестками находятся лупулиновые зерна, в них находитсяся вещество лупулин, а в нем – смолистые горькие в-ва хмеля, эфирные масла. В стержнях и кроющих лепестках содержатся фенольные соединения хмеля, которые также используются для осветления сусла и в качестве антиоксидантов.

В пивоварении исп-т 3 компонента хмеля:

1) горькие в-ва 2) полифенолы 3) хмелевое масло

Твердые смолы – это продукты окисления мягких смол. Обнаружено 3 вида: лямбда 1, лямбда 2, и дельта смола. Только дельта смола обладает слабой горечью (12% от горечи а-кислоты).

Мягкие смолы – это желтое смолистое в-во. Из мягких смол выделили кристаллическое в-во, очень горькое, желтого цвета – это а-кислота. Температура плавления кристаллов 65⁰С, горечь а-кислоты принимают за 100%. Она является антисептиком, подавляет рост мицелиальных грибов и б-ий и не действует на дрожжи. Поэтому для наблюдений используют неохмелённое сусло. Явл-ся ПАВ, принимает участие в пенообразовании. А-кислота не явл-ся однородным в-ом, а состоит из 6 компонентов, которые явл-ся смесью гомологов и изомеров: гумулон, когумулон, адгумулон, прегумулон, постгумулон, 4-дезоксигумулон. Выделяют когумулон, он придаёт пиву резкую горечь. Его много в старых сортах хмеля, их исп-т для приготовления спец-х сортов пива. Стараются чтобы было < =20%

Обладают низкой растворимостью в воде 420 мг/дм³, в сусле 65 мг/дм³. Растворимость а-кислот зависит от ph, лучше в нейтр-ой и щелочной. При ph< 5 они нерастворимы вообще, поэтому в пиве, где ph< 5 а-кислоты не содержатся. А-кислоты способны изомеризоваться. При этом 6-ти членный цикл превращается в 5. При изомерии образуются изогумулоны, которые обладают рас-ю на порядок выше и нерастворимы только при ph< 2.Поэтому изогумулоны в пиве растворяются и именно они формируют горечь. Процесс изомеризации происходит при кипячении сусла с хмелем и изер-ся не более 1/3 а-кислоты. Ещё 1/3 а-кислот при кипячении окисляется, образуя мягкие смолы, имеют растворимость в 10 раз выше, чем а-кислота, их горечь 28%. Ещё 1/3 при кипячении распадается с образованием карбонильных соединений, обр-ся гумулиновая кислота, а при длительном кипячении – изовалериановая и масляная, кот-е придают сырный запах, сарый хмель обладает ароматом сыра.

Гумулон: пр-ты распада- изогумулон- мягкие смолы

После выделения а-кислот осталась в-фракция. Из неё выделили кристаллическое в-во в-кислота или лупулон. Кристаллы- желтые, т плавления 91⁰С., растворимость в 10 раз меньше кристаллов а-кислоты. Так же является смесью гомологов и изомеров. Горечь лупулона зависит от ph. Он проявляет горечь в нейтральной и щелочной среде. При ph сусла и пива он не горький вооще. Явл-ся более сильным антисептиком, ПАВом, участвует в пенообразовании. При окислении образует мягкую в-смолу., которая имеет горечь 32% и растворим как а-смола.

Районы хмелеводства и сорта хмеля в России.

В РФ товарное производство хмеля сосредоточено в 11 районах. Общая площадь хмельников составляет 4, 8 тыс. га, в том числе плодоносящих – 3, 9 тыс. га. Заложены также хмельники в Башкирии, Нижегородской, Ульяновской, Омской областях и Хабаровском крае. Около 80% хмеля, производимого в России, выращивает Республика Чувашия, которая занимает восьмое место в мире (среди 53 стран-производителей по V производства. В Чувашии районировано 6 сортов ароматического и средесмолистого хмеля. Урожайность хмеля 600-2000 кг с га. Почти все культурные сорта относятся к группе красных. Хмель красных сортов быстрее растет и раньше созревает. Его шишки хорошо закрыты, у него более крупные зерна лупулина красноватого цвета (полукрасные возделываются в незначительном количестве). Наиболее распространен сорт Клон 18 (горькие вещества около 15%, α -кислоты 1, 4-4, 9%, эфирные масла 0, 3-0, 9%, полифенольные в-ва-2, 9-4, 1%), меньше распространены сорта Житомирский 5, Житомерский 8, перспективными являются сорт Полеский и два сорта Сильный и Урожайный, относящиеся к типу зеленостебельного хмеля.

Хмелевое масло.

Относится к гр. Эфирных масел. Желтая маслянистая жид-ть, негорькая, легколетучая, испаряется при комнатной т, обладает приятным ароматом, плотность 0, 88 г/см³. Плохо раст-ся в воде, 1/2000 часть рас-ся в воде. Имеет сложный компонентный состав, более 300 компонентов. Компоненты в основном явл-ся терпенами, которые отн-ся к неомыляемым липидам, явл-ся производными изопрена. Терпены легко окисл-ся превращаясь в спирты, альдегиды, кетоны, кислоты. Свежеубранный хмель содержит 3 основных компонента хм. масла: мирцен, а-гумулон, в-кариофилен.По мере хранения хмеля они окисляются и появ-ся кислородосодержащая фракция. Обычно в хмеле её сод-ся 40-60%. В сусле раств-ся только окисленные компоненты (спирты, альдегиды, кислоты).

Мирцен придаёт неприятный аромат, поэтому в спец-х ароматных сортах хмеля, где доля хмелевого масла высока, сод-ие мирцена д. б. < =20%. Ароматный хмель обычно исп-ся для ароматизации, поэтому его добавляют в конце кипячения.

Дубильные вещества хмеля.

Хмель содержит фенольные кислоты и полифенолы, обладающие высокой антиосидантной активностью. В больших кол-ах прис-т катехины и лейкоантоцианидины, а также флавонгликозиды ( флавонолы в соединении с сахаром)

Основные флавонолы хмеля- квецеты и кемпферолл. Это агликоны.

Флавонгликозиды при окислении образуют хиноны.При этом они связывают кислород и защищают таким образом горькие в-ва и компоненты хмелевого масла от окисления. Поэтому при кипячении все фенолы хмеля окисл-ся и выводятся из сусла.

 

Другие вещества хмеля.

К ним можно отнести азотистые вещества, углеводы, липиды, кислоты, витамины, фитогармоны, минеральные и красящие вещества.

К азотистым веществам хмеля относятся низкомолекулярные белковые фракции: альбумозы, пептоны, полипептиды и аминокислоты. Найденный в хмеле амид аспаргиновой кислоты (аспаргин) является одним из источников питания пивных дрожжей. В сухом веществе хмеля содержится 15-24% белковых веществ, от трети до половины их количества переходят в пиво. Кроме того, в сухом хмеле более 40% углеводов: целлюлоза, гемицеллюлоза, пентозаны, пектиновые вещества и сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза, раффиноза, стахиоза). На качество пива положительно влияют пектиновые вещества (12-14%), улучшающие пенообразование и пеностойкость, создающие полноту вкуса. Основным липидом (жиром) хмеля является воск мирицин (до 1, 5%), придающий блеск хмелевым шишкам и предохраняющий их от смачивания водой, высыхания и действия микроорганизмов. Жира много в семенах (до 30-32% к массе сухих веществ). В хмеле содержатся щавелевая, яблочная, янтарная, лимонная, кремниевая, серная, фосфорная и борная кислоты. Из витаминов обнаружены тиамин, пиридоксин, биотин, никотиновая кислота, токоферолы; из минеральных веществ – калий, кальций, фосфор, кремний и др. Красящие вещества: хлорофилл, ксентофилл, антоциаонгены. При окислении танинов образуются окрашенные флобафены, придающие красно-коричневый цвет.

 

Приемка и хранение хмеля. Технологическая оценка хмеля.

Хмель собирают в период технической спелости, когда шишки закрыты и лупулин имеет светло-желтый цвет. При полной спелости шишки раскрываются и лупулин может высыпаться, что изменяет состав горьких веществ и приводит к снижению технологических качеств хмеля. Свежеубранный хмель содержит 75-80% влаги, поэтому перед хранением его сушат до влажности 11-12%. Температура при сушке в сушилках непрерывного действия повышается от 25-30 до 65-70С, а в одноярусных сушилках периодического действия – до 55-65С. После сушки хмель подвергают кондиционированию для повышения влажности до 12-13% для равномерного распределения влаги в хмеле и повышения прочности шишек. Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и лучшей сохранности α -кислот, мягких смол, цветности одновременно с сушкой хмель окуривают серой. Высушенный хмель плотно прессуют и упаковывают в тканевые мешки диаметром 60-70 см, высотой 120-130 см, массой не более 170 кг. Такие упаковки называют балотами. На каждый мешок черной не пахнущей краской наносят маркировку: наименование продукции и предприятия-изготовителя, номер партии и упаковки, год урожая, массу брутто и нетто и массу при влажности 13%.

В соответствии с требованиями действующего ГОСТа 21947 к прессованному сульфитированному хмелю, предназначенному для использования в пищевой промышленности, предъявляются следующие требования: шишки должны быть одинаковые по размеру, закрытые; цвет – от светло-желто-зеленого до золотисто-зеленого, шишки могут быть с покрасневшими кончиками лепестков; содержание α -кислоты в пересчете на абсолютно сухое вещество – 3, 5%; влажность до 13%. Ограничительные нормы хмеля следующие: цвет зеленый, желтовато-зеленый, зеленовато-желтый, желтый с коричневыми пятнами, бурый; содержание α -кислоты в пересчете на абсолютно сухое вещество – не менее 2, 5%; содержание хмелевых примесей для хмеля машинного сбора – не более 10%, для хмеля ручного сбора – не более 5%; содержание золы в пересчете на абсолютно сухое вещество- не более 14%; влажность – не выше 13% и не ниже 11%; содержание семян – не более 4%; содержание сернистого ангидрида на абсолютно сухое вещество – не более 0, 5%.

При хранении под влиянием кислорода воздуха, а также в результате активности ферментов и жизнедеятельности микроорганизмов происходят окислительные и биохимические процессы. При этом уменьшается содержание α -кислот, мягких смол и накапливаются твердые смолы, полифенольные вещества исчезают, вследствии превращения части эфирного масла в валериановую кислоту ослабевают и меняется аромат. Длительное хранение при неблагоприятных условиях вызывает изменение внешнего вида: листочки становятся бурыми, покрываются пятнами, лупулин – оранжевым или красно-бурым. Неблагоприятными факторами при харнении являются высокая температура, влажность, доступ воздуха к хмелю и свет.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: