Пиво и напитки

Хмель для пивоварения

Хмель — второе после солода основное пивоваренное сырье. С точки зрения технологии важнейшей частью хмеля являются: горькие вещества, сосредоточенные преимущественно в лупулине (хмелевой муке), придающие пиву характерный горький вкус и обладающие антисептическими свойствами; хмелевые дубильные вещества, которые при кипячении сусла с хмелем осаждают бел­ки, и тем самым способствуют образованию бруха; хмелевое эфирное масло, являющееся главным компонентом аромата хме­ля, который характерен для отдельных видов хмеля и для разных областей его выращивания.

Ботаника и морфология хмеля

Хмель — это высушенные хмелевые шишки, представляющие собой разросшиеся женские соцветия европейского хмеля (Нumulus iupulus L.) из семейства коноплевых (Саnnаbасеае).

Хмель двудомное многолетнее растение. Для пивоварения вы­ращиваются только женские растения, соцветия которых долж­ны оставаться неоплодотворенными. Хмелевое растение можетнасчитывать несколько десятков лет, однако спустя 20—30 лет его продуктивность снижается.

Основной подземной частью растения является деревянистая бабка или хмелевая матка, которая вырастает из черенка и об­разует могучую и богато разветвленную корневую систему.Из бабки в свою очередь вырастают горизонтальные или наклонные корневища и вертикальные побеги. Подземные части этих побегов, так называемое молодое дерево, образуют собственную лет­нюю корневую систему. Молодое дерево используют в виде че­ренков для вегетативного размножения хмеля.

Вертикальных побегов бывает большое количество, однако обычно заводят только два. Надземная часть хмелевого растения стебель или лоза имеет в сечении шестигранную форму, стебель полый, вьющийся, правого вращения, покрытый волосками. На каждом колене стебля вырастает по два встречных листа, трех- и пятипальчатых. В пазухах листьев вырастают боковые веточки, которые в верхней части образуют соцветия.

Окраска хмелевого стебля считается характерным признаком и может быть зеленой и красной, почти фиолетовой. В практике хмель делят по окраске на зеленый и красный; переходным ти­пом являются полукрасные. Почти все культурные сорта хмеля относятся к группе красных.

Соцветия женских растений вначале образуют околоцветники или розетки и вырастают в шишечки длиной от 3 до 5 см. Ши­шечки имеют зеленый или слегка красный цвет и содержат осно­ву будущих прилистников и кроющих листков, из пазух которых торчат пестики, похожие на короткие, тонкие нити. При созрева­нии из соцветий образуются шишки. Основой хмелевой шишки является короткий покрытый волосками, характерно изогнутый стерженек. На каждом колене стерженька вырастают два при­листника, сильно заостренные на концах, под ними четыре за­кругленные на концах кроющие листка, а из их пазух торчат че­тыре пестика.

Равномерное построение шишки типично для здоровых и куль­турных видов хмеля. Форма шишки колеблется от шарообразной до удлиненно-цилиндрической; культурные сорта хмеля чаще всего имеют шишки яйцевидной формы, на конце закрытые. Рав­номерный изгиб стерженька и расположение на нем прилистни­ков и кроющих листков типично для отдельных сортов. Чехосло­вацкие сорта хмеля имеют шишки длиной от 1 до 5 см, после вы­сушивания — от 0,5 до 3 см. Цвет шишек зрелого хмеля зеленый, а оттенки от желто-зеленого до золотисто-зеленого. Хмель с такими оттенками предпочтительнее чисто зеленого, ко­торый может оказаться незрелым.

Стерженек, кроющие листки и в меньшей степени и прилист­ники у основания покрыты лимонно-желтыми или золотисто-жел­тыми железками, которые при созревании образуют зернышки лупулина (хмелевая мука) диаметром от 0,15 до 0,25 мм; лупу­лин является наиболее ценной частью хмеля.

Железки состоят из полигональных клеток, образующих пу­зырьки, которые наполнены желтым секретом, содержащим горь­кие вещества и эфирное масло. Небольшая доля этих веществ имеется также в кроющих листках и прилистниках шишки. Цвет лупулина является внешним признаком качества, а его количест­во — признаком продуктивности хмеля. Лупулин темнеет при сушке хмеля при температуре выше 45°С, а также от поражения милдью и от старения при хранении. Старый хмель имеет лупулин красно-коричневого цвета, без блеска. Светло-лимонный цвет лупулина иногда бывает признаком незрелости шишек. Количе­ство и цвет лупулина можно определить путем продольного раз­рыва шишки. Более бедным лупулином бывает опыленный хмель. Такой хмель содержит круглые и трехгранные семена диаметром
2 мм, твердые красно-коричневой и фиолетовой окраски. У неопыленных, однако, хорошо ухоженных сортов хмеля, встречаются разросшиеся семенники, мягкие и не имеющие зародыша.

С точки зрения культивации хмель является очень трудоемкой культурой. Для него требуется высоко урожайная богатая каль­цием земля с растворимым подпочвенным горизонтом. Особенно подходят земли с высоким содержанием железа, как, например, жатецкие красные земли пермского происхождения. В чехосло­вацких хмелеводческих областях земли глинисто-песчаные и тя­желые, почти илистые.

Сорта хмеля

Среди сортов хмеля различаются районные и селекционные сорта. Районные сорта возникли из местных сортов путем много­летнего отбора в определенной области выращивания. Селекци­онные сорта получены путем селекции или скрещивания. У сор­тов, выведенных селекцией и вегетативным размножением, раз­личаются популяции и клоны. Путем скрещивания или скрещи­вания и вегетативного размножения получают гибриды, которые являются облагороженными сортами. У культурного хмеля на­считывается около 100 сортов.

В практике возделывания, как уже было сказано, хмель разде­ляется по цвету лозы на красные и зеленые сорта; переходным типом являются полукрасные.

Красные сорта имеют лозу, окрашенную антоциановым кра­сителем, от красного до красно-фиолетового цвета. Они растут довольно быстро и поэтому бывают ранние и полуранние. У крас­ных сортов хмеля шишки светло-зеленого цвета, яйцевидной формы и хорошо закрытые. Они богаты лупулином, имеющим хороший хмелевой аромат. С агротехнической точки зрения крас­ные сорта хмеля имеют недостаток, заключающийся в том, что шишки их быстро перезревают и открываются, в результате чего при несвоевременной уборке происходят потери лупулина.

Зеленые сорта имеют зеленую лозу. Эти сорта растут медлен­нее и поэтому позднее созревают. Шишки у них тоже светло-зе­леные, но более крупные. Лупулин образует более крупные зер­нышки, имеет красноватый цвет и запах его острее. Поскольку качество такого хмеля хуже по сравнению с красными сортами и не уравновешивается некоторыми его агротехническими преиму­ществами, то зеленые сорта, как правило, отбраковываются.

Полукрасные сорта имеют лозу почти зеленого цвета с крас­ными черенками листьев. Их значение вспомогательное.

За небольшим исключением возделывается только один сорт полураннего красного хмеля. Он выведен из Земшова хмеля, который в свою очередь был получен из Староуштецкого хмеля, происходящего вероятнее всего из Старожатецкого. Учи­тывая существенное влияние среды, Освальд считает районные сорта хмеля только местной модификацией. В связи с этим различаются следующие сорта: полуранний красный Жатецкий, Роудницкий, Уштецкий, Дубский и Тршицкий. Зеленые сорта, ранее культивируемые в большом количестве в Дубской области, скоро совсем исчезнут.

При оценке различают хмель тонкий или селекционный, а так­ же средний и грубый. Большая часть хмеля чехословацкого про­исхождения относится к тонким хмелям. Хмель из Жатецка счи­тается лучшим в мире.

У чехословацкого хмеля под влиянием среды в отдельных про­изводственных районах имеются определенные различия, а имен­но в построении шишек, запахе и урожайности. С этих точек зрения Жатецкий хмель имеет шишки средней величины, яйце­видной формы и правильного строения. У него ярко выраженный хмелевой запах. Роудницкий хмель по сравнению с Жатецким имеет шишки большего размера, однако правильность их строе­ния и ярко выраженный хмелевой запах сохраняются. Средняя урожайность этого хмеля несколько больше. Уштецкий хмель имеет шишки обычно несколько большего размера, их строение менее правильно и форма менее совершенна, однако запах хоро­ший, тонкий. Неправильное строение шишек и несколько менее тонкий запах характеризуют Тршицкий хмель, хотя и он явля­ется хорошим хмелем для пивоварения.

В социалистических странах выращивают несколько сортов хмеля чешского происхождения, к ним относятся Волынский хмель.

В Польше также преобладает хмель чешского происхождения. Хмель, культивируемый в Венг­рии,  и Болгарии, относится к среднеевропейскому происхож­дению.

Точно так же, за границей преобладают сортахмеля, относящиеся к красным.

Из немецких сортов первое место сохраняется за полуранним красным Галлертаусским (Hallertau) с шишками яйцевидной формы, с высоким содержанием лупулина, очень хорошим хме­левым запахом, культивируемым в Баварии. Кроме него там возделывается полуранний красный Шпальтский (Spalt), даю­щий хмель очень хорошего качества. Это сорт, происходящий от чешского Земшова хмеля, однако он несколько урожайнее. Да­лее ранний Тетнангский (Tettnang) красный, также очень хоро­шего качества. К более грубым немецким зеленым сортам при­надлежат поздние зеленые сорта Вюртенбергский (Würtenberg) и Герсбруцкий (Hersbruck).

К очень хорошим сортам относятся Штырский красный, про­исходящий из жатецких и шпальских питомников. Он культиви­руется главным образом в Югославии, где быстрее созревает.

Среди английских красных сортов следует назвать Golding с полосатыми шишками средней величины и далее Tolhurst, Colegate и др. Из зеленых сортов наиболее распространены сорта Fuggles и Cluster. Новыми английскими гибридными сортами являются Brewers Gold и Bulliohop.

Исконные бельгийские зеленые сорта Buvrinnes и Groene — Bel исчезли. Вместо них вводятся красные немецкие сорта Тетнангский и Галлертаусский и зеленый английский Fuggles.

Во Франции во Фландрской области сохранился зеленый сорт Buvrinnes, который урожаен, однако грубый и с нехарактерным запахом. В Бургундской области преобладает сорт поздний зе­леный. А эльзасский хмель — это поздний красный.

В США наряду с исконными сортами, называемыми по райо­нам возделывания, например Oregon, Yakima, Sacramento и т. д. выращиваются европейские зеленые сорта Fuggles и Cluster. Все они отличаются высокой урожайностью, однако имеют специфи­ческий запах.

В последние годы хмель начинают возделывать и в Словакии, в Борзанах и Тополганах, но пока как внеобластной.

Хмель чехословацкого происхождения маркированный соглас­но специальным требованиям для поставки на экспорт, относит­ся к шести товарным сортам. Он оценивается по признакам, при­веденным в ЧСГ1 462510 — «Хмель», в котором точно установлена требуемая степень каждого качественного признака. Хмель пер­вых трех товарных сортов должен быть хорошо вычесан (без листьев и стеблей). К соответствующему товарному сорту хмель относится после сравнения пробы из вышеуказанной партии с типовым образцом.

Признаки, повышающие качество хмеля, — это отличное вы­зревание, хорошие однородные шишки, тонкое строение шишки и стерженька, высокое содержание лупулина, особенно хорошая сушка (с учетом цвета лупулина), ярко выраженный тонкий аро­мат, хорошее вычесывание и цвет лучше, чем у соответствующего типового образца.

Признаки, снижающие качество хмеля, — это недостаточное вызревание или перезревание, неполноценное и неравномерное щишкообразование, грубое строение шишки и стерженька, семянность, небольшое содержание лупулина, плохой лупулин и мато­вая окраска в результате неправильной сушки или плохой агро­техники, худший запах, плохое вычесывание, неудовлетворитель­ный цвет и наличие большего количества следов от вредителей по сравнению с соответствующим типовым образцом (большая пятнистость), раскрытые шишки, загрязнение и влажность выше 13%.

Хмель поставляют:

  • натуральный, т. е. не окуренный серой, без обработки и в первоначальной упаковке;
  • обработанный, т. е. окуренный серой и прессованный, иногда отсортированный, вычесанный и высушенный.

Для поставки потребителям для непосредственного примене­ния хмель упаковывают в тюки (70—80 кг), для непродолжи­тельного хранения (до будущего урожая) в балоты (130—150 кг), иногда в мешки из джутовой ткани; для экспортных поста­вок в отдельных случаях хмель упаковывают в бочки и жестя­ные коробки. Упаковки должны быть маркированы согласно за­кону об обязательной маркировке хмеля (№ 84/34 Sb) и ЧСН 462510. Кроме того, на упаковках могут быть указаны дополни­тельные данные по желанию потребителя. Отдельные упаковки должны иметь сопроводительный лист.

Химический состав хмеля

Важнейшей составной частью хмеля является группа веществ, к которым относятся хмелевые смолы, дубильные вещества и эфирное масло, участвующие в технологическом процессе при производстве пива.  Кроме них хмель содержит вещества второс­тепенного значения, которые участвуют в процессе в незна­чительной мере или вообще не участвуют. Как натуральный про­дукт хмель всегда содержит воду.

Вода

Свежесобранный хмель содержит большое количество воды (около 75%) и поэтому не может храниться в первоначальном виде. После искусственной сушки при низких температурах до 45—50°С хмель обычно содержит 10—14% воды. ЧСН 462510 допускает при приемке содержание воды не более 16% с соот­ветствующей скидкой на массу поставляемого хмеля.

При содержании воды ниже 10% хмелевые шишки легко рас­крываются и в результате этого происходят потери лупулина вследствие выпадения его. Хмель с содержанием воды выше 15% не пригоден для хранения, он легко подопревает и плесневеет.

Хмелевые смолы

Хмелевые смолы являются основной и с технологической точ­ки зрения наиболее важной составной частью хмеля. Они раство­ряются в этиловом эфире, которым выделяются при конвенцион­ном анализе хмеля. После выпаривания эфира из остатков при растворении в метаноле получается фракция, содержащая все хмелевые смолы. Они в свою очередь делятся на мягкие смолы, растворимые в н-гексане, и твердые смолы, нерастворимые в н-гексане.

Горькие вещества, присутствующие в пиве, получаются из исходных хмелевых смол. Частично они образуются в результа­те прямого окисления хмелевых смол в конечной фазе вегетаци­онного периода и, главным образом, при сушке и хранении хме­ля; незначительные доли их проходят через весь пивоваренный процесс без изменений и оказываются в готовом пиве. Основные фракции горьких веществ образуются косвенным путем при об­работке хмеля в процессе пивоварения, преимущественно прикипячении его; некоторые из образуемых фракций тождественны продуктам прямого окисления.

Обзор имеющихся сведений о хмелевых смолах и их измене­ниях, а также горьких веществах пива составили  Дир  и Моштек.

Возможно, что уже и раньше знали о количестве веществ, об­разующих группу хмелевых смол, однако до 1950 г. наверняка бы­ли известны только две составляющие, первоначально считавшие­ся химическими индивидуумами, а именно α-горькая кислота, или гумулон, и β-горькая кислота или лупулон. Позже Виндиш  доказал, что а-горькая кислота, при кипячении хмеля изменя­ется сначала в смолу А, которую Верцель (1965) назвал изогумулон, далее в смолу В и, наконец, в гумулиновую кислоту.

Одним из новых открытий было открытие Регби и Бетунеа , что а-горькая кислота не является химическим индивидуумом, а содержит две другие структурно аналогичные вещества когумулон и адгумулон. Тачел  обнаружил также аналоги β-горькой кислоты и назвал их колупулон и адлупулон. Позже Говард идентифицировал преаналоги и постаналоги обеих горьких кислот (прегумулон, постгумулон и прелупулон и постлупулон) и два другие аналога, пока не имеющие названия.

Химизмом неспецифических мягких смол в последнее время занимался Микшиш с целью создания системы классифика­ции этой многочисленной группы веществ. Он обнаружил, что все вещества этого типа, содержащие циклопентантрионовое ядро, по-разному замещаются в положении 4 и 5, и поэтому обозна­чил их общим групповым названием — резупоны.

Хмель для пивоварения

Отправной точкой для классификации хмелевых смол явля­ются в настоящее время схемы, которые обеспечивают основную ориентацию в многочисленной и постоянно пополняющейся группе органолеп­тически горьких и негорьких составных частей хмеля.

Хмелевые смолы (экстрагируемые из хмеля этиловым эфи­ром, растворимые без нагрева в метаноле) классифицируются следующим образом:

Хмелевые смолы классифицируются следующим образом

Мягкие смолы

а-Горькие кислоты (гумулоны)

Основной составной частью α-горьких кислот является гумулон. Его формула и формула ос­тальных известных аналогов выводится из общей формулы α-горькнх кислот замещением R (радикала) в положении С2 бен­зольного ядра. Отдельные аналоги отличаются один от другого структурой, а именно боковой ациловой цепью при том атоме уг­лерода, который у гумулона — изовалериановый, у когумулона —изобутириловый и у адгумулона — а-метилмасляный и т. д.

а-горькие кислоты

β-Горькие кислоты (лупулоны)

В ряду β-горьких кислот у большинства сортов хмеля главной составной частью является лупулон. Аналоги выводятся из общей формулы β-горьких кис­лот точно так же, как аналоги гумулона, и имеют такие же бо­ковые цепи.

β-Горькие кислоты

Пропорциональное замещение аналогов в хмелевых смолах обусловлено генетически. Ванчура приводит как характер­ное для чешского хмеля соотношение гумулон: когумулон: адгумулон-80:10:10 и соотношение лупулон: колупулон: адлупулон 60:20:20, в то время как у заграничных сортов хмеля, главным образом у американских, преобладают когумулон и колупулон.

Хотя гомологи имеют специфические свойства основных чле­нов ряда, тем не менее некоторые отклонения в их химическом составе и зависящие от них отклонения величины поляризации и других физических константах считаются причиной расхождения данных в публиковавшихся ранее открытиях. По Микшику  ве­роятнее всего, что когумулон с точки зрения пивоварения несколь­ко более эффективен, чем остальные аналоги. Однако были вы­сказаны и противоположные точки зрения.

Как химические индивидуумы а- и р-горькие кислоты хорошо изучены, хотя сначала основное внимание было направлено пре­имущественно на « кислоты, р-кислоты считались не заслужива­ющими внимания. В технологическом процессе хмелевые смолы участвуют не прямо, а как предшественники других образуемых в процессе пивоварения веществ, которые формируют горький вкус пива. По сути дела, речь идет о продуктах окисления и раз­ложения исходных горьких кислот, которые до сих пор являют­ся предметом внимательного изучения.

Неспецифические мягкие смолы (резупоны)

Микшик раз­личает α- и β-резупоны в зависимости от того, являются они про­изводными α- или β-горьких кислот. По Микшику, теоретически можно вывести не менее восьми разных групп разных α-резупонов и четыре группы р-резупонов, которые отличаются функци­ональными группами на основном циклопентантрионовом ядре, как это видно из таблицы 1. В свежем хмеле обычно преобладают  α-резупоны. Старый хмель и хмелевые экстракты могут содер­жать большую долю β-резупонов.

Таблица 1 - Основные типы резупонов
Таблица 1 — Основные типы резупонов

α-Резупоны. Изогумулоны образуются при кипячении хме­ля в результате изомеризации гумулонов, которые потом перехо­дят в сусло и пиво. Изогумулоны являются производными с ин­тенсивной горечью и создают горький вкус пива, поэтому они очень важны с технологической точки зрения. Несмотря на то что основная часть изогумулонов образуется при кипячении хмеля, их удалось обнаружить в уже хранящемся хмеле.

Верзель и сотрудники  установили, что изогумулоны всегда встречаются в виде смеси трех и более аналогов. Кроме того, имеются смеси четырех подобных веществ, а именно: изогумулона А, изогумулона В, аллоизогумулона А и аллоизогумулона В. При обычном процессе кипячения сусла с хмелем образуется около 60% изогумулона В на общее количество изогумулонов. Эта реакция до сих пор технически не управляема.

С технологической точки зрения важно, что горький вкус имеют только продукты окисления или разложения, в ко­торых сохранилось пятиуглеродное кольцо и боковой ацил при атоме С2. Другим условием горечи является размещение двой­ной связи в боковой изогексениловой цепи; горький вкус имеют только изогумулоны с двойной связью в положении β- или γ-, например, аллоизогумулонов А и В.

Технологический интерес представляет группа аллоизогумулонов А и В отдельных рядов апо-, спиро- и нор-изогумулонов, которые по Верзелю образуются при кипячении хмеля, а также при преизомеризации хмелевых смол щелочами, ультразвуком и т. д.

Наконец в хмеле и пиве была обнаружена группа абсоизогумулонов, обозначенных I, II, III. Они образуются при окис­лении α-горькой кислоты, изогумулонов и гумулинонов. Эти ве­щества не имеют горького вкуса, однако они хорошо раствори­мы в воде и обладают пенообразовательной способностью.

Смолами В считаются продукты разложения гумулонов, иногда изогумулонов, которые возникают в результате отщепле­ния изобутилальдегида.

Гумулиновые кислоты считаются обычно конечными продук­тами разложения гумулонов в результате изомеризации, пред­полагается, что они образуются также из смолы В. Вкус имеют терпко-горький.

Гумулиноны выделили из хмеля Коок и Гаррис, синтети­ческим способом их получили Говард и Слатер. Хмель содер­жит около 2% гумулинонов. Они образуются точно так же, как изогумулоны: путем изомеризации а-горькон кислоты при одно­временном слабом окислении. По сравнению с изогумулонами они менее горьки, однако их горечь более приятная.

Гумулинон — это среднесильная кислота с величиной рК 2,8, довольно горькая. Точка кипячения равна 72°С. Когумулинон имеет точку кипения 1110С, адгумулинон 119°С. Прегумулинон и постгумулинон не характеризуются даже точкой плавления.

Изогумулиноны образуются при окислении гумулонов наряду с гумулинонами. У изогумулинонов предполагается наличие то­го же ряда аналогов как у α-горьких кислот.

Оксигумулиновые кислоты отличаются от кислот тем, что в структурной формуле имеют при С5 вместо — II группу —ОН.

β-Резупоны. Лупутрионы обнаружили японские исследо­ватели Куроива и Хасимито  в сусле и пиве как следующий продукт разложения р-горькой кислоты. По структуре и свойст­вам они очень похожи на гулупоны, с которыми находятся в пиве в определенном окислительно-восстановительном равновесии.

Одним из продуктов окисления лупутрионов является гулупиновая кислота.

Гулупоны это продукты разложения р-горькой кислоты, обла­дающие характерной и приятной горечью. Они были обнаружены шведским ученым Спетсигом и его сотрудниками  как в хмеле, так и в пивном сусле и готовом пиве.

Хмель содержит обычно от 0,1 до 0,2%, самое большее — 0,5% гулупонов. По сравнению с изогумулонами их горечь нахо­дится в пределах от 1/3 до 1/2.

Гулупон — это среднесильная одноосновная кислота без кар­боксильной группы с величиной рК+2,7, плохо растворимая вводе (30 мг/л), хорошо растворимая в органических растворите­лях. Аналоги не были выделены.

С технологической точки зрения важнейшим свойством хме­левых смол является их горечь. Горькие вещества в пиве прямо или косвенно получаются из первоначальных хмелевых смол.

Продукты окисления хмелевых смол появляются уже при созре­вании хмеля и в небольшом количестве образуются при сушке и хранении его. Количественно наибольшим изменениям подвер­гаются хмелевые смолы при кипячении хмеля; часть образующих­ся веществ тождественна продуктам окисления, уже содержа­щимся в хмеле, однако основная часть их образуется заново. Из­менения горьких кислот при кипячении сусла с хмелем очень сложны и их взаимосвязь до сих пор подробно не изучена. По сравнению с а-горькой кислотой 0-горькая кислота в сусле плохо растворима и трансформируется в ограниченной степени.

Доказано, что а-горькие кислоты при кипячении хмеля сначала изомеризуются и переходят в раствор в виде соответст­вующих изосоединений. Из гумулона образуется хорошо рас­творимый изогумулон, который частично изменяется в смолу В и далее в гумулиновую кислоту, которая не имеет горького вку­са. Для полного регулирования процесса изомеризации одного только изменения продолжительности кипячения хмеля недоста­точно, так как на степень изомеризации оказывают влияние мно­гие другие факторы.

Потери а-горькой кислоты возникают прежде всего из-за того, что трансформация ее не останавливается на образовании горь­ких на вкус составных частей, а идет дальше, вплоть до образо­вания негорьких соединений. Наибольшие потери, причина кото­рых до сих пор не выяснена, имеются в начале кипячения хмеля кроме того 8—10% адсорбируются в хмелевой дробине и в осад­ках. Из основной части а-кислот, оставшихся в сусле, по данным некоторых исследователей, 60% присутствует в виде изосоеди­нений, а по данным других авторов, только 40—50%. Поскольку при брожении и других процессах возникают новые потери, окончательное использование а-горькой кислоты в пиве сводится к 30%, а иногда и меньше.

Разложение β-горькой кислоты идет через гулупоны, потом через лупутрионы к гулупиновой кислоте. Использование 0-горь­ кой кислоты для придания горечи пиву незначительно из-за ее пло­хой растворимости. Потери при кипячении хмеля составляют около 20%. В сусле было обнаружено 18%  β-кислот, из них око­ло 1/3 превратились в горькие вещества, а 2/3 неиспользованных β-кислот адсорбировались в хмелевой дробине и горьких осадках.

Незначительная часть их, оставшаяся в сусле, осаждается при главном брожении.

Результаты чехословацких и других исследователей подтвердили, что и β-горькая кислота при кипячении изменяется в растворимую форму. Опытное кипячение с чистой β-кислотой, проведенное на полузаводской установке в Праге — Бранике, по­казало, что горечь 0-кислоты равна 1/3 горечи α-кислоты.

Обзор имеющихся сведении об изменениях, происходящих в хмелевых смолах и горьких веществах пива во время технологи­ческого процесса, отражен в схеме Дира и Чепички

сведении об изменениях, происходящих в хмелевых смолах и горьких веществах пива во время технологи­ ческого процесса,

Из сказанного выше, вытекает, что обычный пивоваренный технологический процесс, с точки зрения использования горьких кислот, очень неэкономичен. На практике использование хмеле­вых смол можно повысить главным образом за счет переработки предварительно подготовленного хмеля или применения хмеле­вых концентратов, а также ультразвука при кипячении хмеля, а иногда путем возврата или экстракцией хмелевой дробины; наи­более эффективной является замена хмеля хмелевым экстрактом.

Горькие хмелевые вещества (все смолы), определенные как фракция, растворимая в этиловом эфире, при конвенционном ана­лизе хмеля по Вельмеру делятся на три фракции:

  • α-фракция, т. е. α-горькие кислоты (гумулон + гомологи), которая определяется путем осаждения ацетатом свинца в метаноловом растворе;
  • β-фракция, т. е. β-горькие кислоты вместе с мягкими смо­лами, которая определяется как фракция, растворимая в гекса­не, уменьшенная на α-фракцию;
  • γ-смолы, т. е. твердые смолы, содержание которых опреде­ляется по всем смолам (фракция, растворимая в этиловом эфи­ре) за вычетом фракции, растворимой в гексане.

Салач приводит следующие величины:

  • хорошо сохраненный хмель содержит от 2 до 9% а-горьких кислот, от 6 до 8% 0-фракции и от 1 до 2% твердых смол (так называемые γ-смолы);
  • все смолы обычного свежесобранного хмеля содержат не ме­нее 35% а-кислот, от 46 до 48% 0-фракции и около 12% твер­дых смол. Если хмель содержит больше 15% твердых смол (от общего количества), значит он несвежий или был испорчен во время сушки, при содержании свыше 20% твердых смол — хмель старый или плохо сохраненный.

Содержание мягких смол колеблется у чехословацкого хмеля обычно между 12 и 14%, у зарубежного до 18%. При старении хмеля содержание мягких смол снижается от 8 до 10% и одно­временно фракция твердых смол возрастает до 9%.

Полифенольные (дубильные) вещества

Хмелевые дубильные вещества образуют по сравнению с со­лодовыми дубильными веществами более многочисленную груп­пу. Они лучше растворяются в воде, более реакционноспособны и, следовательно, менее стабильны. Вкусовые различия вытекают из разной степени дисперсности. Хмелевые дубильные вещества благодаря более легкой окисляемости и большей восстановитель­ной способности, а также большей активности в осаждении бел­ков предохраняют хмелевые смолы, главным образом α-горькие кислоты, от окисления и образования комплексов. Своим дегидратационным воздействием они способствуют осаждению в других случаях неосаждаемых белков. В связи с этим они действуют как стабилизирующий реагент. Значительная часть хмелевых дубильных веществ относится к группе флавоноидов. В хмеле, как правило, присутствуют гликозиды.

Классификацией и химизмом хмелевых веществ полифенольного типа в последнее время подробно занимался Моштек, из работ которого и приводятся данные. Он исходит из схемы Гарриса  о делении хмелевых дубильных веществ на пять групп, включающих флавоноловые гликозиды, вещества типа хлорогеновой кислоты, антоцианогены, вещества типа кумаринов и свободные кислые фенолы.

Флавоноловые гликозиды

Типичным представителем этой группы является кверцитрин, т. е. рамнозил кверцетина. Далее сюда относятся кемпферитрин, мирицитрин и другие тригликозиды и полигликозиды.

Хмель для пивоварения

Флавонол (квецертин) — это 3-гидроксифлавон. В качестве сахарного компонента он содержит рамнозил кверцитрина, изокверцитрин глюкозил и рутин β-L-рамнозидо-6-гликозил. Кемферол — это пентагидроксипроизводное. у которого заместителем в положении 3′ является = Н. Кемпферитрин содержит в качестве сахарного компонента рамнозидорамнозил; мирицитрин — эта гексагидроксипроизводное, у которого заместителем в положении 5′ является = ОН и в качестве сахарного компонента он содержит рамнозил. Изокверцитрип и рутин были обнаружены также в японском хмеле.

Губачек и Тройна  в последние годы много сделали в об­ласти химиотаксономии хмеля, главным образом Жатецкого, в частности определения содержания флавоноловых гликозидов и свободных флавонолов. Кроме флавоноловых гликозидов, кото­рые определил Гаррис, они нашли в чешском клоне еще кемферол-3-рамно-диглюкозид, кверцеткн-3-рамно-диглюкозид, кемферол-3-рамно-глюкозид и кемферол-3-глюкозид (астрагалин).

Общее содержание флавонолов, выраженных как рутин, колеблется в хмеле разного происхождения в пределах от 0,14 до 0,85% в пересчете на сухое вещество.

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.

Хмель для пивоварения

К этой группе из производных n-гидроксибензойной кислоты относятся кислоты иротокатеховая, 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-хиноиы, 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 лобурения сусла и пива. Эти реакции ингибируют серные соединения хмеля (окуривание хмеля серой), а в пиве — цис­теин.

Антоцианогены

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

Хмель для пивоварения

В радикалах от R1 до R5 — это главным образом = Н, =ОН, изредка =ОСНз

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

Хмель для пивоварения

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

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

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.

Вероятная структура актициагена (лейкоантоциама)

Значение символов:
Х= — Н или сахарный компонент;

К = — Н или гидроксифлавонол (у бифлавоноидного антоцианогена);

R1 и R2 = —Н1—О Н — ОСН3 (например, у цианидина и делфииидина).

У большего числа сортов хмеля цианидины, или цианигеныво много раз преобладают над делфинидином или делфинигеном. Бэт-Смит и Лернер определили биогенетическую связь меж­ду антоцианогенами и лигнинами . У дикорастущего хмеля от­носительное замещение лейкодианидина 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.

D (+)-катехин

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 Сз (3′) галловой кислотой образуется соответственно 3-галлоилкатехин и 3-галлоилгаллокатехии.

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

Кумарины

Кумарины в хмеле встречаются в виде агликонов. Известные тликозиды с кумариповым 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 β-D-глюкозидах.

Хмель для пивоварения

Кислые фенолы

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

Хмелевое эфирное масло

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. Классификацией ком­понентов хмелевого эфирного масла занимались Моштек и Чепичка, они разработали ее на основе новейших данных, получен­ных Говардом, Баттери и Лангом.

Углеводородная (терпеновая) фракция составляет от 40 до 80% хмелевого эфирного масла. Как правило, половина этой фракции — монотерпены (С10), остаток — это главным образом сесквитерпены (С15) наряду с небольшим количеством веществ с С30. Основной монотерпен — это мирцен, основные сесквитер­пены — это кариофиллены, гумулен и фарнезен.

Хмель для пивоварения

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. Кадииепы 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 мирцепа; из опубликованных данных видно, что объем мирцепа 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 мирцепа и высокой долей сесквитерпенов гумулена, лостгумулена 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 и 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, лнналоол,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  обнаружил также среди карбонильных соединении 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-гелтанал, 2-октанал, нонанал, 2-нонанал, деканал, ундеканал, додеканал, тетрадсканал 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 Робертс. 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%.

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.

Второстепенные вещества

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, цетил алкоголь, 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 [39] обнаружил эстрогенный гормон (от 2 до 30 мг на 100 г хмеля) и некоторые витамины, а имен­но тиамин, никотиновую кислоту, пантотеновую кислоту, биотип 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%.

Оценка качества хмеля

Несмотря на то что хмель является самым дорогим в пивова­рении сырьем, оценка его до недавних пор проводилась толька 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 ббльшая 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, по­ этому 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 р-фракцни 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 (β-фракция), а твердые смолы не оказывают влияния на горечь пива. Вельмер вывел для расчета горечи следующую формулу: α +  β/9.

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

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

Несмотря на то что некоторые авторы считают расчет горечи хмеля по формуле Вельмера ошибочным, главным образом потому, что β-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 (β-фракция). Анти­септическая сила хмеля была выражена формулой: α +  β/9

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 β-кислота как антисептик гораздо эффективнее а-кислоты, одна­ко ее эффективность быстро падает. Действие а-кислоты намного слабее, но стабильнее.

Хранение хмеля

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 на­ ледь на трубках холодильной системы.

При косвенном охлаждении воздух охлаждается холодиль­ной системой, размещенной вне хмелехранилшца; 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 по 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.

Порошкообразный хмель

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:

  1. хмелевой порошок с содержанием а-горькой кислоты до 15% (например, Норstabil, Fаvоtit);
  2. обогащенный хмелевой порошок, содержащий α-горькой кислоты свыше 15% (например, Норfix, Норагоm).

При производстве Норstabilа 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. Fаvоtit — 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 Fаvоtit — 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 Норstabila. 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 при­ листники. Измельчение в тонкий порошок при производстве Норfixа 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 так­ же уменьшение объема обогащенных хмелевых порошков на 1/з 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.

Хмелевые экстракты

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 нзомеризованы в изогумулоны, β-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  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 антоиианогенов и повышается количество холодного (тонкого) осадка в сусле. При использовании хмелевого экстракта, содер­жащего 1/з количества дубильных веществ по сравнению со стан­дартным экстрактом, увеличение антоиианогенов 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.