автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ОХМЕЛЕНИЯ ПИВНОГО СУСЛА

ШШСТЕРСТБО ВУСНЕГО И СРВДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЙ

РСФСР

Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт гшдевой промышленности

На правах рукописи Для служебного пользования »_8$.

НАСШОВ Валерий Львович

УЖ 663.444.Э

РАЗРАБОТКА РАВДОНАЛКШХ СПОСОБОВ ОХМЕШШ ПИВНОГО СУСЛА

Специальность 05.18.07

Технология продуктов брожения к безалкогольных напитков

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ке^-

Москва - 1982 г.

Работа выполнена на кафедре "Технология бродильных производств" Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности.

НАУЧНЫЕ ЕУКОВОДЙТЕДИ:

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ;

ВЗфТЦЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ:

доктор технических наук, профессор И.А. П0ЕАД11Ч

кандидат технических наук, доцент P.A. КОЛЧЕВА

доктор технических наук, профессор Б.А. СШЕНОВ

кандидат биологических наук О.В. КИСЛЯКОВА

Останкинский пивоваренный завод

Защита диссертации состоится " /6 " г,

в ¿О ч на заседании Специализированного Совета К.063.51.04 псковского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Г.1ТШП.

Автореферат разослан " " 1983 г.

Просим прислать Баш отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью, по адресу: 125060 Москва, Волоколамское шоссе, II.

Ученый секретарь Специализированного Совета, кандидат технических наук

Е.В. Агапова

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 гг. в пиво-безалкогольной отрасли предусматривается значительное увеличение выпуска продукции по сравнению с 1980 годом.

Большое значение при разработке перспективных планов для пивоваренной отрасли уделяется вопросам внедрения достижений науки и техники в производство. В Продовольственной программе, принятой майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, уделено особое внимание рацио нальному использованию сырья и топливно-энергетических ресурсов.

Одной из важнейших стадий технологического процесса производства пива является приготовление охмеленного пивного сусла. Охмеление сусла осуществляется при кипячении его с хмелем - наиболее дорогостоящим и незаменимым сырьем в производстве пива.

При применении шишкового хмеля степень использования пенных компонентов хмеля для пивоварения очень низка. Основным направлением в решении проблемы эффективного использования хмеля является применение в пивоварении продуктов его переработки! молотого брикетированного и гранулированного хмеля, неизомеризованных и изоме-ризованных хмелевых экстрактов, комбинированных препаратов.

Весьма перспективно в этом плане производство изомеризован-ных экстрактов хмеля и охмеление ими пивного сусла на стадиях бро кения и дображивания. Большинство известных способов получения изомеризованных экстрактов основано на извлечении горьких веществ из шишек хмеля органическими или неорганическими растворителями, многие из которых токсичны и остаточное содержание их в готовом продукте трудно исключить. Кроме того, технология таких экстрактов сложна а требует специального дорогостоящего оборудования! диффузоров, испарителей, выпарных,-вакуумных-и-др.-аппаратов. Совершенствование в упрощение технологачесц&хРпрй1&'Ъсов получения

фонд научной литературы

„о

изомеризованных экстрактов хмеля; оОеспечиваюадах высокую степень использования горьких веществ и хоропее качество охмеленного пава, является в настоящее время весьма актуальной задачей.

При традиционном способе охмеления пивного сусла кипячение осуществляется с помощью парового нагрева и связано с необходимостью налгчпл сложных производственных паровых коммуникаций а дополнительного теплотехнического оборудования» а также потерь тепла при транспортировке технологического пара. С целью экономии эиергоресурсов, сокращения капитальных затрат на оборудование и обслуживание сложного теплового хозяйства актуальным является также изыскание более рациональных способов теплозоП обработки сусла.

Цель к загачи исследования. Цель» исследований било научное обоснование и разработка рациональных способов производства иэо-керизозапнвх экстрактов с высокой степенью использования основных кошонентов хмеля я совершенствование тепловой обработки сусла при его охмелении.

3 задачу настоящих исследований входило;

- изучение возможности использования целлюлолитических ферментных препаратов для гидролитического расщепления веществ клеточных стенок хмелевод икщки с цель» более полной экстракции внутриклеточных веществ! горьких, полифенольных и ароматических;

- выбор иел,тЕлолитичес::ого промысленного ферментного препарата, наиболее элективного, для экстракции горьких веществ хмеля;

- подбор оптимальных условий действия целлояолитического ферментного препарата на клеточные стенки хмелевой сядка и приготовлен:-^ нэомерпзованного экстракта;

- разработка способов охмеления пивного сусла ферментированным изсмерпзованным хмелевым экстрактом п изучение физико-химиче-с:;пх показателей охмеленного сусла и готового пива;

- проведение производственных испытаний способа получети ферментированного изеиеризованного экстракта ы охмеления им пивно-

го сусла с оценкой качества готового шша)

- исследование возможности применения электроконтактного метода нагрева пивного сусла в процессе его охмеления.

Научная новизна;

- на основании проведенных исследований показана возможность применения целлюлолпткческих ферментных препаратов целлояонингин ШОХ» целловирпдин ГЭХ а цедяокандин ГЗХ для гидролитического расцепления клеточных стенок хмелевой шишки с целью увеличения степени экстракции горышх веществ;

- установлено, что целловирпдин ГЗХ является наиболее тпвнкм из исследуемых препаратов}

- определены оптимальные условия гидролитического действия препарата целловиридкк ГЗХ на клеточные стенки хмелевой шишки для получения кзо:лериаова иного экстракта хкеля(

- впервые разработан способ тепловоз обработки пивного сусла с применением электроконтактного метода, поэвояяодий повысить коэффициент полезного действия нагрева и снизить содержание токсичных металлов в сусле.

Практическая значимость работц. Разработан способ получения ферментированного иэсиерпзованного хмелевого экстракта с применением прошлаяенного ферцентного препарата целловиридан ГРХ, возводящая при схиеления пивного сусла сократить расход хмеля» при Еолноа замене экстрактов - на 40£} при замене хмеля экстрактом - на 3015. Экономически" эффект от внедрения разработанного способа составит соответственно 53»4 тно. рублей в 38,3 тыс. рублей на I кян. дал пива.

Применение электроконтактного нагрева для охмеления пивного сусла позволит повысить качество готового пива за счет снижения содержания токсичных металлов.

Апробапкя шботы и публикации. Основные положения работы доложена на конференпиЕх молодых ученых ШИШ в 1980-1982 гг. По

теме 'диссертации опубликована I статья и выдано 2 положительных ре~енпя БНЗЗПЛЭ на авторские заявки.

Стдтстгтл л- сбъем r-аботи. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литература, эксяерпментальноЯ часта, выводов, списка литературы и приложения. Работа излокена на 173 страницах шглноппсного текста, содержи? 28 таблиц и 19 рисунков. Список литературы включает 193 источника отечественных и зарубежных авторов. .

3KCIEFI МЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

I. Ь'атсрг-длн п методы исследования

Объектами гхследсгани-Ч шились партия отечественного стихового хыелл, полученные из хнеля изоыеризованнне экстракты, хмелевая дрожала, сусло а пиво, охмеленные хмелем и хмелевыми экстрактами. В работе использовали праппшенные целлЕДолитические ферментные препараты целлс:сонингпн ПЮХ, целлезирндпн ГЭХ л целлокандин ГЗХ.

3 желе п хмелевой дробине определяла; otí^ee содерзанае по-ла^енэлсв - методом Де Клерзса, эфирные масла - по Гинзбергу» оL-кисдотц - истодом кондуктсмстраческого титрования, об^ее содерга-ние смол - по Услкеру а Харстлнгсу.

В экстрактах» сусле и пиве определяли: содерглнпе изогуауло-па - по Пглдту, эфирные касла - по Ликенсу и Нпкерсону, об^ее количество поли^енолов - методом Еруианиса, антошаногены - методом CpaiiKeH-ilEaKca * Качественное разделение горьких веществ проводили методом тонкослойноЯ хроматографии на пластинках "Сплуфол**. Содержанке высоксмодекуляр1шх белков (A-Фракция Дундпна) в сусле в пиве определяла по методу Покровской и методике Калагашсовой.

Обцее содержание электроактивных веществ в пивном сусле определяла методсу зольт-амдерометрии, содержание токсичных металЛ

лев - методом переменнотоксвой полярографии.

Определение других физико-химических показателей хмеля, хма-

левого экстракта, сусла и пива проводила согласно "¡Инструкции по техно-хкьаческсму контроле пивоваренного производства" (1975)*

Активность ферментных препаратов определяли: общи целлюлаз-нуи - методой 1Ландельс-Вебера, эпдо-р -глюканазную - вискозиыет-рически, экзо-р -глгхозидазнув - по образованию глюкозы при гидролизе карбохеиметилцелл&лозы, целлобказную - по образованию гль-козы при гидролизе селлоблозы.

Экспериментально полученные результаты обрабатывалась методом математической статистики с применением критерия Стьвдента. Оаибка опытов не превышала 42.

2* Применение целухлолатических ферментных препаратов для обработки хмеля с целью увеличения экстракции основных его компонентов

2.1. Выбор ферментного препарата

Необходимые для пивоварения компоненты хмеля« в особенности горькие вещества, а также полп^еиольные и ароматические, содержат ся в клетках хмелевой Лучзей экстракции этих веществ из

внутриклеточных пространств будет способствовать разрушение клеточных стенок, которые главным образом состоят аз некрахмальных полисахаридов. Поэтому нами была исследована возможность применения це ллилолитпческах ферментных препаратов для гидролитического расцепления клеточных стенок хмелевой пшии с целью экстракции внутриклеточных веществ.

Б работе было использовано несколько целяюяолатических ферментных препаратов различного происхождения» целлоконпнгин П10Х, целйовирадин ГЭХ, целлокандин ГЭХ.

Хмелевке шелка обрабатывали различными целлюлолитичесними ферментными препаратами в отдельности в воде, рН которой доводили до 4,6-4,7. Соотношение хмеля и воды предварительно была взято как 1:100. К полученной смеси добавляла ферментные препараты в та ком количестве, чтобы общая цеддюлазная активность их на единицу

шссц хмеля оила одинаковой. Сериентативнуи обработку хмеля проводила при оптимальной температуре для действия целлклолнткческах Зерыентнкх препаратов - 45-50°С и при постоянном перемешивания.

О степени г::дролиза клеточных степок гл'.ггка хмеля судили по нзкспленпю в гпдрэлизатах редунавуякдх сахароз к сухих ведеств. Кс следования показали, что напбольсее количество редуцирующих веществ содержатся в гядролизатах зизек хкедя, обработанных целлови-ридинсм ГЗХ. Очевидно, качеств ешгкй и количественный состав от- • делынх компонентов ферментативного ксмилекса целлсвиридаи ГЗХ наиболее оптимальней из исследуемю: нами целлшолнт ач с срок комплексов для гидролиза некрахкальпкх полисахаридов хмеля.

Для ис следовал'/л влияния ферментативного гидролиза клеточных станок х.\;еля на в уход горьких веществ обработанные ¡зизки хмеля высоте с их п:дррлпзатамп, а такке сигки хмеля, паста:шанке которых проз од пли без ферментного. препарата, подвергали кипячению для более полной экстракции «¿-кислот к их изомеризации, Кзо-«^-кислотн (изогуиулоны) сосдакгг в пиве основную горечь.

В экстрактах, получению: после касячения ц отделения от хмелевой дребшш, определяли содержанке азогуцулонов. Результаты исследования приведенц па рис. I.

Полученные данные полазнвакт, что в экстрактах хмеля, при наста икании которых добавляли ферментные препарата, содергание изо-гумулона виде, чей в контрольном экстракте. Обращает на себя внимание то, что в экстрактах из хмеля, обработанного целлеэпрадлном

л

ГЗХ, содержание кзогумулепа на .20,1 выпе, чем в контрольном экстракте, и примерно на 15% зыза, чем в экстрактах из ви^ек хмеля, сбработашнле целлокснангинсм ШШ и целлокандкнем ГЗХ. По-видимому, под действием ферментного препарата целловар;даш ГЗХ в большей степени происходит гидролиз клетошшх стенок сишка хмеля и узелачепие ех проницаемости. В процессе кипячения такой хмелевой сихка полнев происходит экстракция «¿-кислот, что приводит к

§ <90-

Р

о о

в и

сТёПО

| «С 5 150

Рис. I. Содержание изогумулона в экстрактах хмелевых шакек, обработанных цглшлсюитическими ферментной препаратами* I - целлоконинганом 1110X1 2 - целловириди-нсм ГЗХ| 3 - цеддокандином ГЗХ| 4 - контроль

большему содержания продуктов их изомеризации в экстрактах.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено» что наиболее эффективным из исследуемых нами целлюлолитиче-сках ферментных препаратов для обработки хмеля с целью увеличения степени извлечения горьких веществ является целловирвдин ПЗХ.

Ферментный препарат целловирпдин ГЗХ выпускается Приволжским биохимическим заводом. Применение целлоаиридина ГЗХ в пивоваренной промцаленноста разрешено Министерством здравоохранения СССР» что обуславливает возможность его использования и для приготовления экстракта хмеля.

2.2. Получение изомерпзовакного экстракта хмеля с применением препарата целловиридии ГЗХ

Основная часть .¿-кислот, которая составляет 60% от всей их массы в хмелевой шишке» содержится в лупулинових зернах. Остальные 2055 распределены в лепестках» стерженьках и цветоножках. Поэтому предварительно была исследована степень воздействия ферментативной обработки на отдельные часта хмеля. Результаты этих исследований □оказала» что с целью увеличения экстракции и изомеризации горышх

веществ целесообразно подвергать ферментативной обработке как лу-пулановые зерна, так в остальные часта хмелевой шахки.

2.2.1. Исследование влияния различных факторов на степень экстракции изсуеризации «¿-кислот

Известно, что для препарата целловиридян ГЭХ оптимальная зона рН при гкдролитическсм расцеплении некрахмальных полисахаридов ле-кат в пределах 4,5-5,0, а сятаизльная теьяература - в пределах 45-50°С. Однако в реальных условиях при обработке тиха хмеля целло- • виридиасу ГЗХ для достижения более полной экстракции и изомеризации горьких вецесто несбходнью бкло прозеста ссследования по изучение влияния на эти процессу различных фа:стороз.

При асследовашшх особое внимание уделяли выбору оптимальной

среди для действия препарата целловиркдин ГЗХ при обработке пяггки

!

хмеля, опттлальной теызературы, дозировки препарата, соотношения и:еля и воды, продолжительности обработки препаратом хмеля а продолжительности кидячепвя обработанного хиеля.

Зависимость степени извлечения горьких веществ хмеля от рН среды показана в табл. X.

Таблица I

Начальный!Экстракты после обработка !Экстракты после кипячения об-рН ! хмеля I работанного хмеля среды I-1-

' пН (Содержание изо- I пН (Содержание вэо-1 ^ Iгуцулов. ух/л I__Тгущ'лона, мг/л

3,2 3,2 • 75,9 3,2 165,0

4,4 4,4 65,8 4,2 180,8

5,5 5,5 108,4 5,3 198,1

6,2 6,1 126,7 . 6,0 205,7

7,0 150,0 6,8 222,0

7,9 7,8 70,1 7,8 180,5

9,2 • 9,1 40,0 9,0 205,0

Полученные данные показьзают, что в гидролизатах хиеля ухе после обработка препаратом содержатся значительная часть изо-кнслот (от 75,9 до 150,0 их/л). Известно, что в основной процесс

изомеризации о( -ксслот происходит при высоких температурах, например, при кипячении сусла с хмелем. Однако не исключено, что частичный переход «¿-кислот в изофорш может протекать а при 45-50°С. Очевидно, в гядролизатах хкеля, содержащих «¿-кислоты, в результате «ферментативного гидролиза клеточных стенок происходит изомеризация -кислот* Кроме того, возможно и то, что препарат целловкридан ГЗХ, имеющий низкую степень очистки, содерзжт в своем ксггплексе и ферменты, которые способствуют процессу изомеризации «¿-кислот при обработке хмеля.

Напболюее количество пзогумулона содержится в гидролизатах хмеля, обработанных при рН 7,0. В этих условиях, по-вшдаюау, увеличивается проницаемость клеточных стенок хмелевой шгдга под действием препарата, а также и изомеризация выделенных в экстракт (¿-кислот. Результаты исследования содержания горьких вецеств в экстрактах после кипячения также показали, что наибольшее количество изогуыулона (222,0 кг/л) содержится в экстракте из хмеля, обработанного при рН 7,0. Таким образом, установлено, что при обработке хмеля препаратом целловаридин ГЗХ наиболее оптимальный является рН среды, равный 7,0.

Исследования влияния температуры среды на степень извлечения горьких векеста хмеля показали, что оптимальной температурой для обработка хмелевой сигки препаратом цедлсшпридпя 13Х является 45-50°С.

Влияние дозировки ферментного препарата и продолжительности обработки на степень извлечения горьких веществ хмеля показано на рис. 2. Содержанке изогумулона в экстрактах, полученных из обработанных ферментный препаратом яиевк хмеля, выражено в % к содержан ли азогумулона в контрольных экстрактах из необработанного хмеля,Содержание изогумулона в контрольных экстрактах пркнято за 100?.

Данные показывает, что о увеличением количества ферментного препарата делловиршш ГЗХ до 1,0% к массе хмеля а продолжатель-

/

а)

Дозировка ферментного препарата, л

о ло бо $о ш /$о

Продолжительность обработки, мин

после обработки; 6) - готовые экстракты ности обработки до 1,5-Й,0 ч увеличивается содержание изогуцулона в готовых экстрактах в среднем на ЗОЙ по сравнению с контролем. Дальнейшее увеличение дозировки препарата и продолжительности обработки не приводит к заветному увеличению степени экстракции горьких веществ.

При определении оптимального количества воды для смешивания с хмелем при производстве иэомериэованного экстракта было установлено, что изменение соотношения хкель:вода от 1:25 до 1:75 (по массе) способствует увеличению содержания изогумулона в готовом экстракте в среднем на ЮА При'дальнейшем увеличении количества води содержание горьких веществ в экстрактах остаётся примерно на одном уровне.

Особый интерес представляет определение оптимальной продолжительности кипячения экстракта после ферментатпв но Я обработки хмеля. Исследования показали, что максимальное количество изогуму-

лова в экстракте содержится уже после шн кипячения.

Таким образом, на основании лабораторных исследований бши выявлены оптимальные условия получения изоыеризоваиного экстракта из икзксвого теля при применении ферментного препарата целловири-дин ГЗХ. Этими условиями являются: рН среды для ферментативной обработки хмеля - 7,О; температура - 45-50°С| количество ферментного препарата - I,Oü к пассе хмеляj соотношение хмеля к воды - 1:75} продолжительность обработки - 1,5-2,0 ч| продолжительность кипяченая - 15 мин.

Концентрирование полученного экстракта нами не предполагалось. Серментирсванные иэсцеризованные экстракты целесообразно производить непосредственно в варочном цеху пивоваренного завода. Ото позволит исключить затраты на концентрирование экстрактов и ах транспортировку.

Для эффективного использования экстрактивных веществ солода экстракты лучзе готовить не на обычной воде, а на промывной воде, полученной в конце фильтрования затора в содержащей некоторое количество сухих веществ.

В хмелевой кишке, кроме горьких веществ, содержатся и другие ценные для пивоварения компоненты; полафенольные вещества ц эфирные млела. При обработке гащки хмеля ферментным препаратом наряду с горькими веществами доданы извлекаться полифенолыше вещества в эфирные масла. В готовых экстрактах было исследовано содержание этих веществ.

Основные показатели ферментированного иэоыеризов а иного экстракта хмеля и оставшейся хмелевой дробины приведены в табл. 2.

Исследования показали, что в экстракте содержится в средней 262,0 мг/л полэфенольных веществ, что составляет 75% всех ползфе-нольных веществ хмеля. Хмелевые полифенолъные вещества положительно влаяот на вкус а качество пива. Она обладай? восстановительны-

Таблица 2

Показатели ! Значения

Экстракт (на промывной воде с массовой долей сухих веществ

рН

массовая доля сухих веществ, %

нзогуыулон, кг/л сб:цае полпфеколы, мг/л эфирные масла, мг/л

Хмелевая дробина}

ой^ие горькие вещества, % сухого вещества (¿-кислота, % сухого всщзстаа об^ие полифенолы, % сухого вещества

Степень извлечения' »С -кислоты, %

ми свойствами и способны связызать кислород, что способствует за-медленпа процессов окисления в пкзе, а следовательно, и сшгаешш его качества»

Содержание эфзряых масел в экстракте составляет 6,3 мг/л -ото около 50% эфирных масел, содергл1анхся в хмеле. Она являются одними г.э основных кемленектоэ, придаодих пиву характерный аромат. Сопоставление хремзтогрзмм эфирных масел полученного экстракта д хмеля, выполненных методом газо-задкостной хроматографии Срнс. 3), показывает идентичность химического состава арсмагообразувднх веществ.

Полученный взомеризованный экстракт хмеля обладает горьким вкусом и сильным хмелевым ароматом.

2.3. Разработка способов охмеления пивного сусла ферментированным азомерпзованным экстрактом хмеля

Ферментированным изомеризешанным экстрактом хмеля целесообразно охмелять сусло после его кипячения в тем самым избежать по-

6,8

5,0

299,7 262,0 6,3

3,2 0,6 0,4

34,6

М 3

55 50 Ц5 40 35 Время удерживания, мин Рис.3. Хроматограмшг ароматических веществ: а) ~ ферментированный из онариз о ванный экстракт хмеля; ,6) - шиш* ковый хмель; I - селинен; 2 - еС-лкнен; 3 -^-пинен; 4 - мирцен; 5 - линалоол; в - кариофилен; 7 - гуцуле».

сера горьких вешеств, происходящие при кипячении.

Прэзедешшс предварительно исследования по охмеленпл сусла ферментнроза!шым изомеркзованньгл экстрактом показали, что сыеяа-ванпе экстракта необходимо проводить с охлзшдешшм суслоы. Часть изогуиулоновцх веществ хмеля, внесенная в горячее сусло, свяэша-ется с белково-поли^енолышм ксстлекссм, образовавшееся в сусле в процессе кипячения, и осаждается вместе с ним пра охлаждении.

Охмеление сусла проводила с полной а частичной заменой экстрактом глюкоз ого хмеля. А танзе, учатцзач ценность хмелевых веществ, оставшихся в дробине после приготовления экстракта, бил прозеден вариант охмеленая сусла экстрактен с использованием хмелевой дробины при кипячениа. Опыты проводили с суслсм для пива "Е^гулелсг.о-". Б качестве контроля готевклп образец сусла, охмеленного только сашковкм хмелем, результата исследований приведены в табл. 3. Из табл. 3 видно, что наибольшее количество изогумуло-на (43,3 ыгЛи содертатся в сусле, при охмелении которого весь хмель бил заменен экстрактом а использовалась оставшаяся от праго-тозлення экстракта хмелевая дробит. 3 сусле, охмелением по третьему варианту (755 экстракта + 25,» шлакового хмеля) содержание изо-гумулоиа на 31% выше, чем в контрольном, а в сусле, охмеленном по второму варианту (1С0л экстракта без хмелевой дробины), - на АО,9% больше, чем в контрольном.

Анализ содержания высокомолекулярных белков в сусле показал, что процесс осацдсния их пра кипячении сусла во всех вариантах прешел практически одинаково. Недостаточное содержание полкфеноль-нцх веществ хмеля в сусле во время кшячения не отразилось на степени коагуляции белковые вецеств. В сусле в достаточной количестве содержатся полг^енольнке вецества солода и не соложеных материалов, которые обеспечивают полноту осаздения белков.

Такдм образом, проведенные исследования показала, что проаз-

Таблица 3

Физико-хишческие показатели сусла для пива "Еигулевское", охмеленного ферглектированнщ

изомерпзоваыным экстрактом хмеля

Сусло

расход I 2кстоакт хыеля1^ч"ли ду хмеля, г| ^^Р3^ шеля!ния с экстрактом

!Сусло до смевлша-1

I

О)

ПН

О м

н

ИЯ [к

Чи

I

<4

»1 I

3«

П "Г! I

л аз

аз ее

%

§

(О ■о о

88

Йо

РЧ

я

о у

О 3

о Я « Й О

Р)

Охмеленное сусло

г

V

о о

о с

5)

яь*

1

оч

пч Я

, г

а) Я

8а

*

Ю I

о о

X О) <и

ч) « «Хд о «о о егч

(Увеличение т—;—(пэогу-5-5 |"У2она»

чэй ь К

ш 3 контро-**>

К8

и

Охмеленное 10да экстракта (без хмелевой дробины)

2,0 - 6,80 150 296,3 5,30 650 12,15 5,60 1000 11,0 42,7 222,0 22,6 40,9

Охмеленное

1001 экстракта (с хмелевой

дробиной) 2,0 - 6,81 150 296,1 5,30 850 12,15 5,60 1000 11,0 43,3 225,0

Охмеленное 72? экстракта

И 252 шел* 1,5 0,5 6,81 ИЗ 296,2 5,30 807 11,83 5,55 1000 11,0 39,7 220,0 >

Охмеленное

1002 шшкового

22,1 42,9 21,5 31,0

Йеля

онтроль)

- 2,0 -

5,30 1000 11,0 30,3 205,0 21,5

водстео из легкового хмеля ферментированного изомеркзованного экстракта а охмеление им пивного сусла позволит значительно увеличить степень использования горьких ведеств хмеле, не ухудшая при ■этом качества сусла. При охмелении пивного сусла ферментированным пастеризованным экстрактом можно заменять как все количество хмеля, так и его чйсгь.

Для обеспечения оптимального количества пзогумулона в пивном сусле необходимо бцло уменьшать расход хмеля на приготовление экстракта. Результата исследований по производству ферментированного пземеризованнэго экстракта с учетом сокращения расхода хмеля и охмелении им пивного сусла (табл. 4) показали, что при замене экс-традтсм всего силкового хмеля экономия хмеля составляет 40%* а при.замзне 72-5 хмеля - .

2.4, Получение пива из сусла, охмеленнего £ ориентированным иземеризованным экстрактом хмеля

В лабораторных условиях било проведено сбраживание и дображи-ваиие образцез сусла, охмелсиних ферментированным иземеризованныа эцетрактем с полной а частичной заменой хмеля, а сусла, охмеленного хмелем, Сбракивание и дсбраживание опигных и контрольного образцов сусла проводила в одинаковых условиях по классической технологии. Как видно из табл. 5, физико-химические показатели пиза, охмеленного ферментированным аземерпзезшшым экстрактом, соответствуют нормам, установленном ГОСТ 3473-78 для пива "Еигу-

лсеск05".

Опытные к контрольные образцы пива подвергались дегустационной оценке* Опытные образцы имели более лолнув и приятную хмелевую горечь и чистый хмелевой аромат, чем контрольные образцы.

Производственная проверка приготовления ферментированного взо-меризсэшшого экстракта хмеля и его применения для охмеления пивного сусла, проведенная на московском аксдсриментальном пивоваренном ■ заводе, полностью подтвердила'результаты лабораторных исследований.

Таблица 4

Фвзвко-хвшмеские показатели сусла, охмеленного ферментированными изоыериэованнши экстрактами хмеля, полученными с учетом экономии хмеля

И 1 (Расход(й:оно-Г Охмеленное сусло

ва-1 (хмеля,1мия I

ра-1 Сусло I г !хмеля, I (Массовая! (Содержание(Содержание об-(Таниновый пока-ан-1 ( ( % I Объем,(доля су-! рН 1иэогумуло-1|дих прлнтено- (эатель, ед. опта I 1 I I л 1хих ве- 1 !на, иг/л (лов, мг/л 1тической плотно-I II! (ществ, £11! 1 сти

I Охмеленное 100£ экстракта без хмелевой

дробины 1,2 40,0 1,0 11,1 5,45 30,9 210,0 0,580

П Охмеленное 1Ш экстракта с хмелевой

дробиной 1,2 40,0 1,0 11,0 5,45 31,2 215,0 . 0,5б5

Ш Охмеленное ?5й экстракта + 25% щипкового хмеля 1,4 . 30,0 1,0 11,0 5,40 30,5 205,0 0,565

Охмеленное 1001 опакового хыЬи (контроль)

2,0 - 1,0 10,9 5,30 30,2 205,0 0,570

Таблица 5

Сиздко-хииические поглзатела пива "Еигулевское", охмеленного ферментированным пзомеризованным экстрактом

хмеля

(Единица ' Еарганты охмеления

показатели г измерения ! 1 I I 2 1 3 (Контроль

Содергание кзогукулона мг/л 19,2 19,5 19,1 19,0

Содержание полп^снолов ыг/л 119,0 118,2 118,0 117,4

Содержание антецизногенов мг/л 82,1 64,5 87,0 85,1

Содержание спирта % вес*. 2,8 2,8 2,8 2,8

рН - 4,41 4,42 4,41 4,38

Действительный экстракт %■ 5,59 5,53 5^54 5,54

Титруемая кислотность мл 1н р-ра Л'аОН на ЮОьк пиза 1,90 - 1,94 1,95 1,93

Цветность 0,1н р-р йода па 100 мл пива а 1,0 1,2 1.1 1,1

Таниновый показатель ед.оптич. плотности 0,430 0,425 0,420 0,420

Еелок (фракция А) иг/100 мл сусла 17,21 17,02 16,88 16,83

Содержание диацетпла мг/л 0,50 0,49 0,52 0,51

Емкость кПа.с 1,40 1,37 1,33 1,35

Пепостойкость Х121С 4,0 4,0 4,0 4,0

Стойкость сут 7,0 7,0 7,0 7,0

3. Применение элсктроконтактного нагрева в процессе схь:елекия пивного сусла

Пивное сусло относится к подудисперссидам, обладатели ионной прсводимостьв, что определяет возможность применения для его прогрева электрспснтаэтного метода. При электрококтактнем нагреве КПД В1ГП8, чем при традиционном паровом нагреве. Креме того, преимущество злектроконтактного нагрева по сравнению с радиащонно-конвек-тианым методом заключается в следующем: обеспечивается равномерный прогрев продукта в кассе и тем самцм исключается местный перегрев, что позволяет ускорить процесс нагрева! сокращаются плоцади, занятые вспомогательные: тсслозьи хозяйством{ отсутствуют потери в ли-

нии подвода тепла; упрощается коммуникация энергетических сетей ' и т.д. Использование электроконтактного нагрева для кипячения сусла с хмелей особенно ваяно в тех районах, где трудно с топливоснабжением, а электроэнергия имеется в достаточном количестве.

Нами в лабораторных условиях била проверена возможность использования электроконтактного нагрева для кипяченая сусла с хмелем на специально сконструированной экспериментальной установке (рис. 4). В качестве источника энергии при этом использовали промышленный переменный ток. Одним из электродов слукила сама емкость, другим - меаалка, изготовленная из того же материала, что и емкость.

_ 2

—

V

* 11__■_!

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема экспериментальной установки для электроконгактиого нагре-

Показатели охмеленного сусла, приготовленного с применением электроконтактного метода нагрева, приведены в табл. 6. Для контроля сусло кипятили с хмелем, используя конвективный метод нагрева. Результаты исследований, приведенные в табл. 6, свидетельствуют о том, что электроконтактнш методом нагрева с успехом можно заменить радиационно-конвективный нагрев при кипячении сусла с хмелем.

Под действием электрического тока при электроконтактном нагреве может происходить.изменение состава электроактавных веществ сусла* На ваш взгляд, большой интерес представляет изменение содержа-

ТаСлада б

Показатели.

t Сбппзец сусла ' ОштшЛ | Контрольный

Массовая доля срсих веществ, % РН

Содержание изогуглулона, цг/л

Общие полисеноли, мг/л

Кислотность, ил Iii р-ра //аОН на 100мл сусла

Цветность, мл 0,1н р-ра йода на lOOri-i сусла

Углеводы по йихерту-алейеру, г/100 мл сусла

ЛкинныЯ азот, мг на 100 f-л сусла

Белок по Лоура, мг.на 100 ья сусла

Еелок Ираклия А по Л ундину, мг/100 мл сусла

Конечная степень сбраживания, %

II,0 11,0

5.45 5,40 28,5 28,0

207,7 205,0

1.46 1,50

I.I 1,1

8,1 8,0

30,30 30,35

600 590

20,9 20,4 77,0 77,0

ния микроэлементов, в частности тяжелых металлов. Она принимают участие в биох^гическлх окнслательно-воссташвЕтельних процессах, происходящих при килячегаш сусла с хмелем, оказывают немалое влия нке на коагуляцию оелкоз к стойкость пива. Креме того, недостаточ кое ала избыточное поступление их в организм человека вызывает на ■ рущенае его обменных процессов.

Исследования состава тяжелых металлов.в павпом сусле проводи лз методом перемешютоковой полярографии, результаты, приведенные в табл. 7, показывает, что в образцах сусла, охмеленных при элек-трокоптактнем нагреве, содержание иолов железа (5,5 и 6,4 мг/л) увеличено по сравнению с суслом, охмеление которого проводили при сбычпсм нагреве (1,4 мг/л), а резко снижено содерллние меда а, в особенности, свинца (в 10 раз). Увеличение содержания железа обусловлено процессами электрохимической коррозаа, происходящими под действием электрического; тола, - Однако его количество в опытных ^ образцах сусла не превышает предельной нормы для напитков (15,0 мг/л), утвереденной ЬЬшастерствсм здравоохранения СССР.

Цедь и, в особенности», свинец являются наиболее токсичными

Таблица 7

1 Содержание металлов, мг/л Сусло --------------- -------------

_\Си'\ РЬ'г \ 7Хг\Ы2 \ Мп'2

Охмеленное при электроконтактном

нагреве в стальной емкости 3*9 0*07 0,95 6,4 Охмеленное при электроконтактном

нагреве в титановой емкости 3,9 0,10 Х,Х8 5,5 Охмеленное при обычном нагреве

(контроль) 6,0 0,76 0,75 1,4

ив всех тяжелых металлов, содержащихся в пивном сусле. Попадание их в сырье стало не редким явлением в связи с остро стоящей проблемой загрязнения окружающей среды. По сравнению с другими металлами медь и свинец менее активны и поэтому, как видно, в процессе электроконтактного нагрева выделяются из пивного сусла.

Таким образом, электроконтактный метод нагрева с помощью переменного тока в процессе кипячения сусла с хмелем способствует уменьшению в сусле содержания ионов токсичных металлов меди я свинца при одновременной увеличении содержания ионов железа.

Выводы

1. Исследована возможность использования промыздетшх целяю-лолитических ферментных препаратов целлоконингин П10Х, целловиридии ГЭ£ и целлокандин ГЭХ для гидролитического расщегиешш клеточных стенок хмелевой шишки с целью увеличения степени экстракции горышх веществ.

2. Установлено, что целловиридин ГЭХ является наиболее эффективным из исследуемых целлюлолатических препаратов, позволяюсь увеличить степень экстракции и изомеризации «¿-кислот при ферментативной обработке хмеля. Показано, что целесообразно подвергать ферментативной обработке как лупулпновые зерна, так а остальные часта хмелевой пшена.

-243. Впервые разработан новый способ получения азомеризованно-го хмелевого экстракта на основе применения цедлклолктического фераентнсго препарата целловиридин ГЗХ.

4. Определены оптимальнее условия получения $ерментарованно-го взсмеризовашюго экстракта хмеля при обработке хмелевой сигки ферментным препаратом целловиридин ГЗХ: рН среды - окаю 7,0} температура - 45-50°С| количество ферментного препарата - 1,0* к массе хмеля* соотношение хмеля и воды - 1:751 продолжительность обработки - 1,5-2,0 ч| продолгитешюсть кипячения - 15 мин.

5* Разработан и предложен способ охмеления пивного сусла ферментированным пзсмеризсванным хмелевым экстрактом с частичкой и полной заменой хмзля, при котором полученное пиво пмеет хорсзее качество с приятной хмелевой горечью и чистым хмелевым арсматои. Способ завиден авторским свидетельством.

6. 3 результате проведенных лабораторных исследований а производств еш!ьх испытаний по приготовлении ферментированного изоме-ризсЕышого хмелевого экстракта и применения его для охмеления пивного сусла установлено, что при замене экстрактом всего силкового г-'.еля расход хмеля уменьшится на 40?, при замене 75,? - на 30^. Экономический эффект от внедрения разработанного способа составит соответственно 53,4 тыс* рублей ц 38,3 тыс, рублей на I млн, дал пива.

7. Впервые разработан способ тепловой обработка процесса охмеления пизного сусла с применением электроконтактного нагрева при использовании переменного промышленного тот, позволяющий повысить коэффициент полезного действия нагрева, снизить содержание в сусле а готовом пиве ионов токсичных металлов - меди и, в особенности, свинца и получить сусло хорошего качества. Способ еавд-г;ен авторским свидетельством.

Основные результаты диссертации опубликованы в следущих работах!

1. Насимов В,Л., Колчева P.A., Калунянц К.А., Попадкч И.А., Еэда-ков Н.В., Бравова Г.Б. Способ приготовления пивного сусла. -Положительное решение ВНИИП1Э от 11.03*82 по заявке

№ 3351099/28-13.

2. Колчева P.A., Насшов В.Л., Петров С.И., Больфензон И.З. Бори-сенко Т.Н.,' Калунянц К.А. Способ приготовления пивного суела.-Положительное решение ВШППЭ от 18.03.82 по заявке

Ä 3284578/28-13.

3. Насимов В.Л., Колчева P.A., Больфензон И.З., Борисенко Т.Н., Калунянц H.A. Применение электроконтактного нагрева для получения пивного сусла. - Ферментная и спиртовая промышленность, 1982, » б, о. 35-37.

.7/^-198^ г._ ____За к. Н?Г

Типография Госплана СССР

Тир.100