автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Технологии ферментированного изомеризованного хмелевого экстракта из традиционного хмеля и хмеля, выращенного в Эфиопии, и охмеления пивного сусла

ГОСУДАРСТВЕННА КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ

ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЛИЦЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи

АЛЕМАЙЕХУ ДЕМИССИЕ ТЕССЕМА

УДК: 663.423 (043.3)

ТЕХНОЛОГИИ 4 ЕВЕ ¡ТИРОВАННОГО ИЗОМЕРИЗОВАШОГО ХМЕЛЕВОГО ЭКСТРАКТА ИЗ ТРАДИЦИОННОГО ХЫЕЛЯ И ХМЕЛЯ, ВЫРАЩЕННОГО В ЭФИОПИИ^ ССШЕЛЕШШ ПИВНОГО СУСЛА

Специальность 05.18.07 - Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных напитков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1994

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КШИГЕТ РОССИГ.СКОП ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСЕЕМУ

ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи

АЛЗШи!ЕХУ ДЕ2.П1ССИЕ ТЕССЕМА

УДК: 663.423 (043.3)

ТЕХНОЛОГИИ С'ЕШБШ'ИРОВАШЮГО ИЗШЕРИЗША ИНОГО »¿ЕЛЕВОГО ЭКСТРАКТА ИЗ ТРШЩМСШОГО ХМЕЛЯ И ХМЕЛЯ, ВЫРАШННОГО В ЭФИОПИИ И ОХМЕЛЕНИЯ ПИВНОГО СУСЛА.

Специальность 05.18.07 - Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных напитков

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

к'осква 09А

Работа выполнена на кафедре "Процессы ферментации и промышленного биокатализа" Московской государственной академии пищевых производств.

Научные руководители

Лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор [К.А.Калунянц)

Кандидат технических наук, доцент Р.А.Колчева

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Б.А.Устинников

Кандидат технических наук А.В.Сухоруков

Ведущая организация:

Трехгорный пивоваренный завод

Защита диссертации состоится " \ Ч " феврадя 1994 г. в ^ час- на заседании Специализированного Совета К.063.51.04 при Московской государственной академии пищзвых производств по адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамское шоссе, II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГА1Ш Автореферат разослан П_ЦП января 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета к.т.н., доцент

0.И.Тихомирова

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из основных задач производства пива как в Российской Федерации, тик и в Эфиопии является увеличение объема выпуска с одновременным повышением качества продукции на основе использования достижений науки и техники, внедрения в производство передовых технологических процессов. Для успешного выполнения задачи резервом увеличения производства пива является внедрение ресурсосберегающих технологий.

Хмель - это наиболее дорогостоящее сырье при производство пива, придает пиву специфические вкус и аромат. В Эфиопии аспользузн- переработанный хнзль (гранулированный и экстракты), поставляемые по импорту.

Хмель содержит компоненты первостепенного значения: горькие и полифенояыша вещества, эфирное масло. Основной и с технологической точки зрения наиболее ценной составной частью хмеля язлявтся горькие вещества. При кипячении сусла с хнелеи а не последующих стадиях процесса потери горьких веществ составляют 75-80?.

Применение продуктов переработки хкаля позволяет повысите стопонь использования горьких веществ, особенно эффективно производство изомеризованнах хмелевых эхстрактов и ах использование на различных стадиях технологического процесса.

Перспективным направлением в аизоварешш является замена части хмеля на традиционно не используемые виды сырья.

Пель и задачи исследования. Основной цельв дессертпции являемся частичная замена тргдациошго применяемого хмзля Нип;и!аь 1,ири1иь на хнэл& ¿кйгг.пиь Рс'шО'.Лес, > БЫршцел-

ный в Эфиопии; разработка эффективного способа производства изомеризованныг экстрактов из применяемых видов хмеля и технологии охмеления пивного сусла.

Работа предусматривала решение следующих задач:

- изучить химический состав сырья; определить в хмеле ЦЬшпиь РпПО^еь содержание наиболее ценных для пивоварения горьких и полифенольных веществ, эфирного масла, и на основании данных дать заключение о возможности его использования;

- исследовать влияние различных факторов на процесс экстракции и изомеризации горьких веществ хмеля и подобрать оптимальные условия приготовления изомеризованных экстрактов;

- определить соотношение хмеля Ииши1из ¿ири1и& и хмеля Шштгш$ Ргтас/еь для производства пива;

- разработать способ охмеления пивного сусла с использованием изомеризованного экстракта и хмеля,подученного после отделения экстракта;

- изучить физико-химические показатели охмеленного сусла и пива, полученные по разработанной технологии и контрольных образцов;

- провести полулролзводственные испытания способа получения изомеризованного экстракта и охмеления пивного сусла с оценкой качества готового пива.

Научная новизна. В результате проведенных исследований определена возможность использования ксилоглюканофоетидшш ШСх при получении изомеризовашшх хмелевых экстрактов из традиционного применяемого хмеля и впервые используемого в практике пивоварения хмеля Р^Ьапшт, Рг'т01с1е $ , выращенного в Зфпопки.

Определены оптимальные условия процесса при получении изомеризованных экстрактов.

Проведены кинетические исследования изомеризации о( -кислот при приготовлении ферментированных хмелевых экстрактов.

Разработан способ охмеления пивного сусла, позволяющий повысить степень использования горьких веществ хмеля.

практическая ценность работы. Впервые рекомендован для охмеления пивного сусла хмель Я/щ/пгшь Рг1ПОи1&$ , произрастающий в Эфиопии.

Разработан эффективный способ получения изомеризованного экстракта из двух видов хмеля с применением Ксилоглвканофое-тидина П10х и охмеление им пивного сусла.

Разработанная технология позволяет зменить до 20? традиционного хмеля хмелем из Эфиопии в сократить общий расход хмеля на 30$.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной технологии составляет 9193 тыс. руб. на I млн. дал пива.

Дпробаыия работу. Основные результаты работы были доложены на УШ конференции молодых ученых, посвященной 60-летию МТ13Ш, в 1991 г. (г.Москва), по теме "Получение изомеризованного экстракта хмеля" и на конференциях преподавательского состава МГАПП в 1991-1993 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 2 статьи и тезисы конференции.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной часта, выводов, списка использозанной литературы, якяючажего 170 названий, приложений. Работа изложена на страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков и 10 таблиц, приложения к

диссертации на 20 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, цель и задачи исследования, дана краткая характеристика работы, показана новизна и практическая ценность диссертации.

I. Обзор литературы

Изложена характеристика и технологическая оценка наиболее ценных компонентов хмеля, их превращение в процессе пивоварения. Рассмотрены пути и способы повышения степени использования горьких веществ при охмелении сусла различными хмелепро-дуктами.

2. Экспериментальная часть

\

2.1. Материалы и методы исследования

Объектами исследований явились хмель, ферментный препарат Ксилоглюканофоетидин П10х, ферментированные хмелевые экстракты, охмеленное сусло и готовое пиво типа Жигулевское.

В работе использовали хмель Uumulus Lupulub двух партий с массовой долей е>С -кислот 2,53 и 3,4? к массе сухого вещества. Впервые проанализированный нами хмель ft ham ли s frinoidts. в своем составе к массе сухого вещества ai -кислот - 2,1?, полифенолов - 4,7555, эфирных масел - 0,14$, т.е. все наиболее центе и необходимые компоненты для пивоварения.

Анализ хмеля, ферментных препаратов, охмеленного сусла в пива проводила по общепринятым методикам. Сырьем для приготовления охмеленного пивного сусла оголялись традиционный хмель и ■хмель, выращенный в Эфиопии.

Содержание горьких веществ хмеля определяли но 1ЪСТ

¿1948-76. Разделение горьких веществ производали экстрагированием хмеля различными растворителями. Отдельные горькие вещества определяли тонкослойной хроматографией. Для определения обе»го количества горьких веществ хмеля пользовались ГОСТ 21948-76.

Для определения содержания -кислот пользовались кондук-тометрнческям методом. Количество эфирного масла определяли по Гинзбург/.

Содержание изогумулона определяли спектрофотометрическим методой Клоштера в модификации Баула (Мальцев, 1976).

Содержание массовой доли спирта и действительного экстракта - методом дистилляции, активную кислотность - с помощью рН - иетра, титруемую кислотность - методом выноса капель при титровании гидроксида натрия, относительную вязкость - с помощью вискозиметра Оствальда (Мальцев, 1976$ Колчева, 1988).

Содержание общего количества полифэнолов, аптоцианогенов определяли по методикам Европейской пивоваренной конвенции (ЕВС), растворимых белковых веществ - методом-Лоурн (Мальцев, 1976), таниновый показатель - методом ВНИШШ (Колчева, 1988), редуцирующие вещества находили методом ПЬиодьи-Нельсона (Рух-лядева, 1981).

Микробиологический контроль дрогшей проводили по обдрпрЕ-нятнм методика» (Слюсарешсо, 1984).

2.2. Получение ферме:ггнровшшо.го изоглеркзованного хмелевого экстракта из \аеяя Hu.vduUs Lupuil*5 и хмеля Rhftwn<AS TVimoides

ЦелявголптЕческне фериенш с успехоа применят; в самых различных отраслях, з том числе при производстве пива, где сырьем являются растительна® материалы.

Ферментный препарат ксилоглюканофоетидин ШОх содержит активные ферменты, гвдродизующие некрахмальные полисахариды. Это высокоочищенный ферментный препарат содержит широкий спектр активностей, вызывающих расщепление растительной клетки. Эффективность этого процесса объясняется высокой активностью / -глюканаз, гемицеллюлазы и других ферментов. Как известно, 12-14$ сухих веществ хмеля приходится на пектиновые вещества. Очень важен тот факт, что препарат имеет ферменты, разрушающие пектиновые вещества, что также способствует выщелачиванию горьких веществ. Препарат рекомендуется применять в пивоварении дл* эффективного гидролиза некрахмальных полисахаридов в целях интенсификации технологии пивного сусла.

Если в процессе приготовления экстракта добавить целдюло-литический ферментный препарат ксилоглщанофоетидин ЩОх, то в результате гидролиза некрахмальных полисахаридов разрушаются клеточные стенки и совмещаются процессы экстракции и изомеризации оС -кислот в массе хмеля.

2.2.1. Исследование влияния различных факторов на процесс экстракции и изомеризации ^(-кислот

Как следует из обзора литературы при охмелении пивного сусла обычным хмелем в стандартных условиях не проходит полной экстракции -.кислот и их изомеризации, что вызывает большие потери горьких веществ.

Известно, что образование изо- оС -кислот ускоряется с повышением температуры и щелочности среды, а ферментативные процессы имеют вдую закономерность.

В дальнейшем при выборе оптимальных условий мы проводили работу с традиционным прессованным хмелем (содержание -горь кой кислоты 2,53$ к массе СВ хмеля) и хмелем Мситтиь РппО! ■

, полученным из Эфиопии.

В целях определения эффективности ферментативной обработ-ш хмеля был проведен опыт получения экстракта из традиционного хмеля при следующих условиях: рН 5,0, гидромодуль I ; 50, температура 45°С, дозировка ксилоглгаканофоетидика 0,5% к массе шеля. Параллельно в тех же условиях, но без добавления ферментного препарата, получали экстракт, который служил контро-нем. За время обработки в течение I часа количество изогуиуло-1а в опытном образце по сравнению с контролем было выше на 56%, но дает основание сделать вывод об интенсификации процессов растворения и изомеризации и -кислот.

После отделения экстракта в оставшемся хмеле определено ;одержание -кислоты, которое составляло 1,1% к массе сухих зеществ.

Учитывая неполное растворение аС -кислот в дальнейшем 1лаыируется двустадийная обработка хмеля: при получении экстракта с максимальным выходом изогуиулона и использование оставпе-?о хмеля при кипячении сусла.

Степень использования горьких веществ при получении экс-рракта может быть увеличена изменением условий процесса.

Изучение влияния различных факторов на выход изогумулона «обходимо для создания оптимальных значений рН среда, тейперо-гуры, гидромодуля, дозировки ферментного препарата, определетя эффективной продолжительности ферментативной обработки.

Для определения оптимального значения рН среда на содержите горьких веществ в экстрактах проводила серию опытов с раз-шчными рН: от 3 до 8 с интервалом I, благодаря использования даратно-фосфатных буферных растворов.

В дальнейшей рабств мл увеличили гидромодуль до I : 100

и дозировку препарата до к массе теля, а продолжительность обработки составляла I час.

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что о повышением рН до 7 количество изогумулона увеличивается, что связано не только с гидролизом хмеля, но и лучшей изомеризацией -кислот с повышением концентрации гидроксильных ионов.-Результаты исследований представлены на рис.1.

Бри смешивании хмеля с водой рН суспензии равен примерно б, а повышение рН до 7 потребует добавления гидроксидов или со лей, что ухудшает вкус пива. Учитывая, что количества изогумулона при рН 6 и 7 отличаются незначительно, в дальнейшем пронято в качестве экстрагента использовать воду.

По-видимому, основным условием, способствующим высокому содержанию изогуыулонов и стабильному качеству изомеризованнвз экстрактов» является оптимальный рН среды, близкий к 6,0.

ООН

\ !

01 I

4а

%

-

\ «

з,о 4,о 5.а в,о г,а 8,о рН Рис.1. Влияние рН среды на содержание изогумулона в экстрактах

А - хмель НС Б - хмель АР

Для исследования влияния температурного фактора проводили получение экстракта о ксилоглюканофоетвдшюм ЩОх на воде рН 6,0, а соотноиение жаль: вода равном I : 100, при температуре от 30 до 80°С с интервалом Ю°С и выдерживали в тзчениэ 30 и 60 мил. Полученные данные для двух сортов хмеля приведены на рис.2. Характер изменения накопления изогумулона в экстрактах, полученных в течение 30 мин. (кривые I) и 60 мин. (кривые 2), аналогично. Из рисунка видно, что при увеличении температуры на Ю°С в интервале от 30° до 60°С прирост изогумулона в среднем составил примерно 2,0% для обоих сортов хмеля. А увеличение температуры процесса до 70° и вниз приводит к снижении накопления горьких веществ в экстракте, что, по-видимому связано с инактивацией ферментов.

Таким образом, что оптимальная температура лежит в диапазоне от 50° до 70°С. Однако, с повышением температуры будут более интенсивно улетучиваться эфирные масла, поэтому для обработки обоих сортов хмеля целесообразно поддерживать температуру не внше 60°С.

Для определения оптимальной дозировки ксилоглюканофоетиди-на ЩОх обработку хмеля проводили при 6С°С в течение I ч., соотноиение хмель: вода I : ICO. Ферментный предарат в разных опнтах добавляли в количестве 0,25, 0,5; 1,0; 1,5; 2,(Л к Macice хмеля. Параллельно в тех -те уславши земель с4рпоъ.\мшя <ки добавления ферментного препарата (к:нтроль).

3 экстрактах определяли содержание изогумулона, редушфую-В8х веществ, общих П'.лц^енолов, ¿«-¿дучыкше дгшшч: предетавдеян в табл.1.

•Анализ экстрактов на иаг.лкление в нем ;:st>~ с/, -*исгот тч~ qt другув зависимость. Дра ¿. ¡Сивдбииа Q,t,% ^«..¡.гея-лссго п^-ла-

Рис.2. Влияние температуры на содержание изогуыулои в экстрактах

А - хмель Б - хмель НР

Время, мин.: 1.30 2.60

Таблща l

Зависимость содержания изогумулона, редуцирующих веществ и общих полифенолов в экстрактах от дозировки {ссилоглаканофое-тидина ШОх

Показатели Сорт Без Количество фП, % к массе хмеля

хмеля фи 0,25 0,5 1.0 1.5 2,0

Изогуыулон, мг/даа HL 85 118 133 141,5 134 136

НР 74 106 125 132 128 126

Редуцирующие _ вещества, г/дм3 HL 0,1 1,4 1.7 2,1 2,3 2,4

ВР 0,2 1.2 1.4 1.8 2,0 2,2

Общие полифенолы. мг/100 см3 HL 13,5 15,0 16,1 16,5 16,8 17,0

ВР 20,3 25,8 28,9 30,6 31,2 32,3

рата х массе хмеля, что составляет 120 единиц по эпдо-уЗ -глэ-канаэв па 100 г хмеля, количество изогумулона в экстракте из хиэля HL равно 133 мг/л, или в 1,5 раза выше, чем в контроле, т.е. без добавления ферментного препарата. Цри дозировке 1% содержание изогумулона в экстракте возрастает на 8,5 мг/л, т.е. прирост составляет б,4£ по сравненшсэс предыдущим опитом.

Для хмеля ВР также наиболее эффективна доза препарата 0,Ь% к массе хмеля. Увеличение дозировки до 2,С# но приводит к дальнейшему увеличении количества изогумулона в двух видах хмеля, практически не меняется.

Наибольшая степень извлечения и изомеризации <¡L -кислот достигается при дозировке Ксплогдсканофоетидина П10х от 0,Ь до 1,0%. Учитывая значительную стоимость ибт^игього препарата и возможность использования хч'.'»i после первой стадии обрабоша (получении экстракта) целее;«'образно оптимальную дезу (¿ермоштни-.

го препарата принять равной 0,5% к массе хмеля, что составляет 120 ед. эндоглюканазы на 100 г хмеля.

Из табл.1 следует, что ксшгоглюканофоетидин катализирует гидролиз некрахмальных полисахаридов, следствием чего является накопление редуцирующих веществ в экстрактах из традиционного прессованного хмеля и хмеля ВР полученных при ферментативной обработке. Количество редуцирующих веществ в контрольных образцах меньше, чем в опытных образцах, причем наблвдается примерно прямая зависимость мевду концентрацией ферментов и редуцирующими веществами.

Определение в экстрактах количеств полифенольных веществ позволяет сделать вывод, что добавление ферментного препарата наиболее эффективно при их невысоких концентрациях. Оптимальная |озировка равной 0,5$ к массе хмеля.

Математическая зависимость количеств изогумулона в экстракте (У, ыг/дм3) от дозировки ферментного препарата (х, % к массе хмеля) имеет следующий вид:

7 ° 0,006345.x + 0,0005865 При получении ферментированного нзомеризованного экстракта на скорость ферментативных процессов, экстракции и изомеризации горьких веществ большое влияние оказывает гидромодуль.Б*-ли приготовлены гвдролизаты с соотношением хмель:вода, как 1:25; 1:50} 1:75} I.-ICC; 1:150 и 1:200.

Анализ полученных экстрактов при различных гидромодулях в мг/дм3 изогу?4улона предсгавлекы в табл. 2. Для удобства сравнения мы рассчитали количества изогумулона в экстрактах, приготовленных из I г используемого хмеля (рле .3).

lipa- использовании обоих сортов хмеля при гидромодулях от 1:75 до 1:100 полупили максимальный выход изогумулона. дальне!!-

Таблица 2

Влияние соотношения хмель:вода на экстракцию изогумулона

Продолжите ль-

Количество изогумулона в экстрактах (мг/дм3) при

ность обработки, мин. I : 25 I : 50 I : 75 I : 100 I : 150 I : 200

Хмель HL

30 288 174 156,9 125 77,5 54,0

60 324 196 173,0 136 85,6 60,2

Хмель RP

30 279 160 129 115 75,3 51,2

60 296 178 139,4 127 78,5 56,5

шее разведение не дает существенного эффекта, а при соотношениях I : 150 и I : 200 количество изогумулона снижается, по-видимому, из-за низкой концентрации ферментов.

Таким образом, при получении изомеризованного экстракта для обоих сортов хмеля при использовании ферментного препарата Ксилоглюканофоетидин ЩОх 0,555 к массе хмеля оптимальными являются соотношения от I : 75 до I : 100.

С целью выявления влияния продолжительности ферментативной обработки на выход изогумулона изучена динамика его образования.

Условия эксперимента выбраны как и в предыдущих опытах, а соотношение хнель : вода равным I : 100. Продолжительность обработки опыта изменяли от 2G до 120 мин. с интервалом 2U мин.

В экстрактах, полученных при различной продолжительности обработки, степень использования об -кислот существенно отличается, о чем свидетельствует динамика накопления изогумулона

I *

* Но

1що !

* АО

ЬО

I

(£5 /.-Л7 У.'«" /.-Л»

Ссютнс лмие омелы £ода

/:2ао

Рис.3. Количество иалумулона иг/г хмедя в зависимости от соотношения мель : вода • .

хмель НР

хмель НЬ

(рис.4).

Как следует из экспериментальных данных, максимальное количество изогуыудона в экстрактах из хмеля IIЬ и хмеля ЕР получено 140 и 131,5 мг/да3 соответственно за 60 мин. Дальнейшее увеличение обработки хмеля практически не оказывает влияния на накопление изогуыудона.

Таким образом, при получении изоиеризованного экстракта хмеля с использованием ферментного препарата оптимальных параметров явдяьтся рН среды, близкий к 5,0, температуру не выше 6й°с, дозировка препарата равной 0,5% к кассе хмеля., гадромо-

8о

^ £0

\ /

Чл

Рис.4. Влияние продолжительности ферментативной обработки на количество нзогунулона

I. Хмель Щ. } 2. Ыель ЕР

«г

дуля являются соотношения от I : 75 до I : 100 и продолжительности ферментативной обработки составляет 60 мин.

Учитывая большой объем экстрактов щш ах приготовлении целесообразно использовать не водопроводную воду, а последние промывные вода.

2.3. Исследование кинетики изомеризации еС -кислот при получении ферментированного хмелевого экстракта

Воспользовавшись данными по изучению динамики накопления изогуыулона при приготовлении ферментированного хмелевого экстракта определена кинетическая зависимость процесса превращения -кислот.

Известно, что в реакции первого порядка независимо от исходной концентрации вещества за единицу времени превращению подвергается одна и та же его часть.

Для 'подтверждения возможности применения данной заксиомер-

- 18 -

ности может быть использован графический метод.

На рис.5 представлено изменение количества оС -горькой кислоты (б) во времена для хмеля НЬ и хмеля ВР. В полулогарифмической системе координат прямолинейная зависимость сохраняется в течение 60 мин. процесса.

Константу скорости изомеризации можно определить по уравнению:

к» а-803 1а а

Г ^ а-х где: а - количество <<■ -кислот, % к массе СВ хмеля} х - количество изоыеризованных «¿-кислот} а-х - количество неизомеризованных «¿-кислот, % к массе СВ хыеля.

Используя экспериментальные данные, определены средние значения констант скорости для хмеля НЬ КСр = 0,0153 мин."*, для хмеля ВР К = 0,0131 чет."*1.

Зная ^р, количество *зомеризованных -кислот х можно определить за любой промежуток времени (до I часа) по формуле: для хмеля НЬ х » а(1 - е-°»0153^ ), для хмеля КР х а(Х ),

где: е - основанье натурального логарифма;

Г - продолжительность реакции, мин.

2.4. Определения соотношения хмеля Н1> и хмеля И? в экстракте

Применения кестного хмеля, произрастающие в Эфиопии, позволит уменьшить расход импортного традиционного хмеля.

Процент замены традиционного хмеля не должен быть высоким, т.к. хмель й? содержит меньше эфирного масла, в то время как количество полифенолс^ довольно высокое. Была приготовлены

Рис.5. Изменение количества <*-горькой кислоты в процессе изомеризации

I. Хмель Н1- • 2. Хмель ВР

_ 2.303 о а _т

К ГГ 1%- , К, ыин.-1

у » а-х

Кср ■ Кт » 0,0153 мин.-1

х - а (I - е~кг ) \ = 0,0131 млн.*"1

экстракты, в которых доля хмеля ЕР составляет 10, 20, 30, 40^ (расчет по -кислоте, что обеспечивает одинаковое количество вносимой <А -кислоты во всех опытах).

Подюмодуль в 4-м опыте был равен I : 100 и для удобства сравнения в других опытах добавлено такое же количество воды. Результаты анализа экстрактов представлены в табл.3. Замена хмеля практически не оказала влияние на содержанке кзогумуло-на во всех образцах, что определяется, по-видимому, внесением одинаковых количеств <<-кислот.

Таблица 3

Влияние соотношения хмеля НЬ и хмель ЕР на содержание изогуыулона, полифенолов и антоцианогснов в экстрактах.

л> Соотношение хмеля, % Показатели в экстракте

п/п хмель НЬ хмель ЕР изогуму-лоны, • мг/дм полифенолы. мг/100 см3 антоциано-мг/%0 см3

I. 60 40 137,5 36,8 11,0

2. 70 30 138,3 33,0 8,9

3. 80 20 139,2 27,8 8,3

4. 90 10 138,7 23,5 7,2

С повышением доли хмеля ЕР количество полифенолов и антоцианогенов увеличивается. Хмель Щ. имел невысокое содержание полифенолов, а при высоком их содержании процент хмеля ВР должен быть уменьшен.

Учитывая количество 'млифенолов оптимальный состав определен в третьем варианте, т.е. при замене 20{6 хмеля НЬ . Практические рекомендации могут быть уточнены при изучении состава, в первую очередь полифеволов, различных партий хмеля ВР.

2.5. Разработка режима охмеления пивного сусла с использованием экстракта и хмеля после ферментативной обработки

Для выбора режима охмеления сусла сначала приготовили хмелевой экстракт и отделили хмель после первой стадии обработки (получения экстракта). Хмель после ферментативной обработки, подученный во всех случаях,вносили через 15 мин. от начала кипячения, а экстракт в разных опытах за 60, 30, 20 и 10 мин. до конца кипячения сусла. Определяли содержание изохтмулона, пол!^-фенолов и аитоциаяогенов. Содержание мзогуыудсша оказалось пк-

соким при добавлении экстракта за 10 и 20 мин. до конца кипячения (табл.4).

Известно, что при кипячении сусла потери горьких веществ значительны в основном из-за их адсорбции на белково-полифе-(юльных комплексах.

Изомеризованные хмелевые экстракты можно добавить в сусло, молодое и готовое пиво. Однако из-за значительного содержания полифенольных веществ в экстрактах и их высокой реакционной способности взаимодействия с белковыми веществами сусла на последних стадиях технологического процесса использовать нецелесообразно, из-за опасности образования мутеобразующих веществ. Поэтому изомеризованные экстракты задавали в кипящее сусло.

Таблица 4.

Выбор режима охмеления сусла с экстрактом

Время внесения экстракта Показатели

до конца кипячения, мин. изогумудон, мг/дм полифенолы, мг/100см антоционогены, мг/ЮО см3

Без экстракта 25,3 23,7 6,73

За бо 30 10 30,1 32,0 24,0 24,5 6,85 7,20

36,3 36,5 24,8 25,7 7,06 7,34

2.6. Получение пива из сусла, охмеленного ферментированным экстрактом хмеля

Неохлеленное пивное сусло типа "Жигулевское" и промывные поды получены с (Московского пивоваренного завода им.Бадаева. Охмеление сусла осуществляем по трем вариантам, в которых кон-

троль приготовили только с использованием хмеля НЬ , а в опытных образцах I в П использовали хмель НЬ и хмель ЕР , взятые в соотношении 4 : I (по массе «С-кислоты), прячем в опыте П расход хмеля бил снижен на 305?.

Охмеление контрольного образца в в опыте I проводили общепринятым способом, а в опыте К хмель после ферментативной обработки вносила через 15 мин. от начала кипячения, а экстракт за 15 мил. до конца кипячения.

Сусло охлаждали, сбраживали по классической технологии, анализ готового пива представлен в табл.5.

Проведенные исследования показали, что разработанная технология получения пива с приятной хмелевой горечью и чистым хмелевым ароматом. Все три образца имеют хорошее качество, прозрачность в цветность обоих опытных образцов была одинакова.

Таблица 5

Физико-химические по; «агели пива

» п/п Показатели Контроль Опыт-1 Оыыг-П

Г 2 3 -4 5

I Массовая доля сухих веществ сусла, % 11,0 11,0 11,0

г Действительный экстракт, %. 5,43 5,37

3 Содержание спирта, % масс. 2,80 2,85> 2,93

4 Содержание СС^, % 0,32 0,36 0,41

5 Ред^цирудцие вещества, 0,78 0,69 0,54

6 Белок по Лоури, г/ЮО см3 0,3? 0,84 0,29

7 Таниновый показатель, ед.опт.плот. 0,87 0,31 0,25

8 ск -^минный азо., иг/100 см3 Н,7 10,8 11,2

I 2 3 4 5

9 Вязкость, мПа.с 1,30 1,24 1,16

.0 Цветность, мл 0,1 и 72/100 мл вода 1,05 0,98 0,91

1 Титруемая кислотность, мл 1н лаОТуЮО см пива 2,14 1,92 1,86

2 рН 4,53 4,15 4,18

:з Изогуыулоны, иг/дм3 19,8 18,7 20,1

:4 Полифенолы, мг/Ю0 см3 16,7 21,3 15,8

:5 Антоцианогены, мг/100 см3 5,38 7,6 5,09

.6 Индекс полимеризации (Ш) 3,2 3,4 3,1

ВЫВОДЫ

1. Разработана технология охмеления пивного сусла ферыен-•ированнши изомеризованныы экстрактами из двух видов хмеля, шращиваемых в России и Эфиопии, позволяющая повысить степень юпользования горьких веществ.

2. Проведены исследования качества хмеля, выращенного в Эфиопии, показана возможность его использования де*охмеления :усла.

3. С целью увеличения степени экстракции горьких веществ фи получении ферментированного хмелевого экстракта выбран фер-мзнтннй препарат ксилоглюканофеотвдин П10х.

4. Исследовано влияние различных факторов на процесс экстракции и изомеризации d. -кислот, определены оптимальные ус ломя приготовления изсмеризованных экстрактов: рН среды 6,0, температура 6С°С, дозировка ферментного препарата 0,5^ к массе июля, гидромодуль от I : 75 до I : ICO, продолжительность )брабиткп 60 м.ш.

5. Изучена кинетическая зависимость изомеризации Ы- -кислот в условиях получения хмелевого экстракта, позволяющая определять количество изомеризованшх U -кислот при разной продолжительности процесса.

6. Изучена возможность замены части традиционного хмеля на новый вид сырья - хмель из Эфиопии, при этом использование до 20% хмеля RP не изменяет качество готового пива.

7. Разработан способ охмеления пивного сусла с использова нием хмеля после первой стадии обработки (получении экстракта) и ферментированным изомеризованным хмелевым экстрактом, позволяющий сократить общий расход хмеля на 30%.

8. Изучены физико-хишческие показатели охмеленного сусла и пива, с заменой части хмеля на традиционно не используемый хмель из Эфиопии.

9. В полупроизводственных условиях по разработанной технологии получено пиво ш • г хорошего качества с приятной хмелевой горечью и чистым х,•елевым ароматом.

10. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной технологии составляет 9193 тыс.руб. на I млн. дал пива.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работех:

1. Алемайеху ¿рмиссие Тессема, Колчева P.A. Получение изомери-зованного экстракта хмеля. Тезисы докладов научной конференции молодых ученых и специалистов МТИЛП. - М.: 1991. - С.55

2. Алемайеху Дрмиссие Тесс&ма,Гкалунянц K.A.I, Колчева P.A. Вл» яние количества экстрагента и продолжительности обработки хмеля на накопление изогумулона в хмелевом экстракте. -АгроНИИТЭЖШ, пшцевая промышленность. - Информационный

сборник, вып.З. - М.: 1992. - С.23-25. 3. Алемайеху Демиссие Тессеыа,|Калунянц К.А.1, Колчова P.A. Использование в пивоварении хмеля, выращенного в Эфиопии.-АгроНИИТЭШП, пищевая промышленность. - Информационный сборник, вып.1. - М.: 1993. - С.16-18.