13 / 70
11
1
•
2007
ПИВО
и
НАПИТКИ
ТЕХНОЛОГИЯ
Содержание горьких веществ в хмеле
зависит от сортовых особенностей и дру-
гих факторов. Пивоваренную ценность
хмеля определяют по содержанию в
нем
α
-кислот. Несмотря на все это, аро-
матные сорта, более бедные горькими
веществами, выращиваемые особенно
в Германии и Чешской Республике, за-
нимают важное место на мировом рынке.
Отличительный признак сорта — содер-
жание гумулона, когумулона и адгумуло-
на. Хмель содержит от 14 до 18,5–21%
горьких веществ, которые являются наи-
более важной и характерной составной
частью хмеля. Они придают пиву горь-
кий вкус, способствуют пеностойкости и
обладают антисептическим действием на
микроорганизмы. Международной прак-
тикой установлена следующая класси-
фикация хмелевых смол (рис. 1).
Горькие вещества не являются одно-
родным химическим соединением, а
представляют собой смесь многих кис-
лот и смол, которые преобразуются под
влиянием кислорода, тепла и влаги.
Сумма горьких веществ хмеля со-
ставляет 10–25% от общей массы и
содержится в основном в зернышках
лупулина.
α
-Кислоты (гумулоны), как и
β
-кислоты (лупулоны), состоят из пяти
гомологов. Химический состав горьких
веществ хмеля очень сложен.
Содержание горьких веществ в раз-
личных сортах хмеля (в пересчете на
сухое вещество) приведено в табл. 2.
Применение хмелевых порошков и
гранул для охмеления пива имеет ряд не-
достатков, в связи с чем многие пивова-
ры предпочитают использовать хмелевые
экстракты. Однако применение пожаро-
взрывоопасных органических растворите-
лей для извлечения ценных компонентов
из хмеля ограничивает возможности их
использования. Кроме того, при отгонке
растворителей из мисцеллы удаляются
легколетучие компоненты эфирных ма-
сел, а остаточные количества растворите-
лей в экстракте (до 2,2%) не безвредны в
физиологическом отношении.
В последние годы особую популяр-
ность получил способ извлечения горь-
ких и ароматических веществ хмеля с
помощью экологически чистого экс-
трагента — диоксида углерода в до- и
сверхкритическом состояниях [3, 5, 6].
Применение СО
2
-экстракта хмеля в
пивоварении подтвердило целесообраз-
ность развития этого направления. В
дальнейшем была проделана большая
работа по совершенствованию техники
и технологии получения и применения
СО
2
-экстрактов хмеля.
На рис. 2 приведена схема усовер-
шенствованной установки, разрабо-
танной с участием авторов, в которой
предусмотрена возможность осущест-
вления процесса совмещенной до- и
сверхкритической экстракции, точного
регулирования параметров процесса и
отбора экспресс-проб.
Предварительно измельченный и про-
лепесткованный хмель с влажностью
10–12%загружают с помощью сетчатых
кассет в экстракторы
4
, после герметиза-
ции которых из аппаратов удаляют остат-
ки воздуха с помощью вакуум-насоса
Н
2
.
Из сборника
3
, при открытых вентилях
В
6
и
В
7
в экстракторы подают жидкий
СО
2
, который пропитывает сырье. Про-
цесс проточной экстракции осуществля-
ют при открытых вентилях
В
11
и
В
12
, по-
давая мисцеллу в испаритель
8
, внутри
которого циркулирует теплая вода. Из-за
разницы температур растворитель резко
вскипает и через вентиль
В
2
направляет-
ся в конденсатор
2
, где остужается. Цикл
экстракции многократно повторяется, а
готовый экстракт сливается в сборник
7
.
На приведенной установке апробиро-
ван способ повышения эффективности
процесса извлечения ценных компонен-
тов из сухого хмеля за счет двухступен-
чатого сброса давления. Слив мисцеллы
с периодичностью 25 мин каждый позво-
ляет сократить продолжительность про-
цесса извлечения остаточных веществ
в 1,2 раза.
Конструкция такой установки суще-
ственно отличается от уже известных
резервированием и подачей сжиженно-
го диоксида углерода в систему, нали-
чием фильтров очистки растворителя и
мисцеллы, установкой ультразвуковых
устройств в двух зонах экстрактора,
пневмоплунжерного насоса с клапан-
ной системой.
Методом препаративной газовой
хроматографии определена последо-
вательность извлечения ценных ком-
Основные
компоненты
Сорта
Tettnanger Spalter Haller-
tauer
Hersbr.
sp
ä
t Record Northern
Brewer
Brewer
Gold Perle
Общие смолы,%
17,1
17,7
17,4
17,6 19,9 21,3
19,2 20,6
α
-Кислота,%
5,8
6,0
5,6
5,7 9,3
10,6
8,3 8,2
β
-Фракция,%
9,7
9,5
9,4
9,7 8,5
8,2
8,3 9,1
Твердые смолы,%
1,6
2,2
2,4
2,2 2,1
2,5
2,6 3,3
% к общим смолам:
α
-кислота
33,9
33,9
32,2
32,4 46,7 49,8 43,2 39,8
β
-фракция
56,7
53,7
54,0
55,1 42,7 38,5
43,2 44,2
твердые смолы
9,4
12,4
13,8 12,5 10,6 11,7
13,6 16,0
α
-Кислота,
β
-фракция
1: 1,66 1: 1,58 1: 1,68 1: 1,70 1: 0,91 1: 0,77 1: 1,00 1: 1,12
1
8
7
6
5
3
4
2
4
H
1
H
2
B
4
B
5
B
7
B
6
B
8
B
9
B
10
B
11
B
12
B
13
B
1
B
2
B
3
Хладагент 5...7 °С
Теплоноситель 40...50 °С
У
Рис. 2. Усовершенствованная технологическая схема установки для экстрагирования
ценных компонентов из растительного сырьяжидким диоксидом углерода:
1— газгольдер; 2—конденсатор; 3— сборник; 4— экстракторы;
5—пульсатор; 6—баллоны; 7— сборник экстракта; 8—испаритель;
В
1
–В
13
—вентили; Н
1
—насос высокого давления;
Н
2
—вакуум-насос; У—устройство для отбора экспресс-проб
Таблица 2
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека