Расчет поверхности теплопередачи сусловарочного аппарата, для варки сусла с хмелем

    1.8 Антоцианогены 

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

    

 
 
 

    В радикалах от R₁ до R₅ – это главным образом = Н, = ОН, изредка = ОСН₃.

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

                                                                        С Г

    

 

    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, не объяснена подробно. Кармино-коричневоокрашенные вещества, образующиеся при нагреве с минеральными кислотами, носят общее название антоцианогены, или проантоцианидины.

    В химии пивоварения вещества, дающие антоцианогены, — цианидин и делфинидин иногда называют цианиген и делфиниген. Растворимые антоцианогены представляют, фракцию, которая остается в растворе после осаждения 20%- ным сульфатом аммония. 

    

 

    вероятная структура антоцианогена (лейкоантоциана)

    Значение  символов:

    Х= — Н или сахарный компонент;

    К= —Нилигидроксифлавонол (у бифлавоноидногоантоцианогена) ;

    R и R₂= - Hi —ОН, —ОСНз (например, у цианидина и делфинидина).

    У большего числа сортов хмеля цианидины, или цианигеньь во много раз преобладают над делфинидином или делфинигеном. У дикорастущего хмеля относительное замещение лейкоцианидиналейкоделфинидином 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 бифлавоноидногоантоцианогена хмеля.

    

 
 

    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 С₃(3') галловой кислотой образуется соответственно 3-галлоилкатехин и 3-галлоилгаллокатехин.

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

    1.9 Кумарины 

    Кумарины  в хмеле встречаются в виде агликонов. Известные гликозиды с кумариновым 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 

    

кумарин 

    1.10 Кислые фенолы 

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

    1.11 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.

    Углеводородная (терпеновая) фракция составляет от 40 до 80% хмелевого эфирного масла. Как  правило, половина этой фракции —  монотерпены (С₁₀), остаток — это главным образом сесквитерпены (C₁₅) наряду с небольшим количеством веществ с С₃₀. Основной монотерпен — это мирцен, основные сесквитерпены — это кариофиллены, гумулен и фарнезен.

    

 

    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. Кадинены 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. Из общего количества хмелевого эфирного масла, равного 0,5—2,0%, в готовое пиво переходит ¹/₄ его и влияет на органолептические свойства пива. 

    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 мирцена и высокой долей сесквитерпенов гумулена, постгумулена и кариофилленов. 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, линалоол, 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 соединений 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-гептанал, 2-октанал, нонанал, 2-нонанал, деканал, ундеканал, додеканал, тетрадека-нал 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 Роберте. 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.

    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. 

    1.12 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 хроматографическим путем были обнаружены 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, цетилалкоголь, 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 был обнаружен  эстрогенный гормон (от 2 до 30 мг на 100 г хмеля) и некоторые витамины, а именно тиамин, никотиновую кислоту, пантотеновую кислоту, биотин и пиридоксин.

    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%. 
 
 
 

    1.13 Оценка качества хмеля 

    Несмотря  на то что хмель является самым дорогим в пивоварении сырьем, оценка его до недавних пор проводилась только 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. 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 большая часть чехословацких сортов хмеля.