Применение ЭХА-растворов и ферментных препаратов для экстракции хмеля

Применение ЭХА-растворов и ферментных препаратов для экстракции хмеля

С.Н. Храпенков, М.В. Гернет, Д.А. Свиридов

Московский государственный университет пищевых производств К.В. Кобелев

ГУ ВНИИ пивобезалкогольной и винодельческой промышленности (г. Москва) В.М. Бахир

ОАО «НПО Экран»

В настоящее время в связи с острой конкуренцией на пивоваренном рынке России перед многими предприятиями стоит проблема снижения себестоимости единицы продукции. Один из возможных путей решения данной проблемы — уменьшение затрат на хмель и продукты его переработки.

За горечь охмеленных продуктов отвечают а-кислоты. В хмелевых продуктах они находятся обычно в слаборастворимом состоянии. При кипячении гумулон, адгумулон, когумулон и другие а-кисло-

ты переходят в изомеризованные формы. Как известно, выход изогумулона зависит от величины рН. Более высокое значение рН всегда дает лучшую изомеризацию. Исходя из вышесказанного, было предложено получить экстракт на основе католита — продукта униполярной обработки водного раствора электрическим током, образующегося на катоде [4]. Первой целью эксперимента был подбор оптимальной температуры обработки хмеля. Известно о разрушении нестойких веществ католита при нагревании, поэтому

были предложены следующие температуры: 30, 35, 40, 42 °С [1,2]. Экстракцию проводили при следующих условиях: шишковый хмель (а = 6,3; т = 10,3 %) заливали раствором католита (рН 9-10 и ф = -700...-800) и выдерживали в течение 1 ч при заданной температуре. В данном эксперименте применяли установку для получения ЭХА-растворов (электрохимически активированных) СТЭЛ-20АК. По результатам проведенных экспериментов было проведено охмеление сусла полученными экстрактами. Результаты данного эксперимента представлены в таблице.

Как видно из таблицы внесение като-лита при температура 30...35 °С позволяет увеличить содержание изогумуло-на на 11-12 % соответственно. В связи с этим было предложено сократить норму задачи хмеля на 10 %. В качестве контрольного образца использовали экстракт хмеля на дистиллированной воде с обычной нормой задачи хмеля на 1 л сусла. Условия эксперимента были идентичны условиям предыдущего опыта. Полученный экстракт применяли для охмеления сусла с содержанием сухих веществ 12 %. Сусло подвергали кипячению в течение 1 ч. Данные представлены на рис. 1.

Как видно из рис. 1, сокращение нормы задаваемого хмеля на 10 % при обработке католитом не приводит к уменьшению содержания изогумулона в сусле по сравнению с контролем.

Другой способ увеличить выход а-кис-лоты при охмелении сусла — получение

Содержание изогумулона в экстракте хмеля, мг/л

30 °С | 35 °С | 40 °С 42 0С

Контроль 28,2 100% 29,1 100% 29,8 100% 30,6 100%

Католит 32,1 113% 30,8 106% 30,1 101% 29,7 97%

Содержание изогумулона в охмеленном сусле, мг/л

30 °С | 35 °С | 40 °С 42 0С

Контроль 20,4 100% 22,8 100% 24,9 100% 25,2 100%

Католит 22,8 112% 25,2 111% 26,7 108% 24,8 98%

30 -I

Способ охмеления

Хмелевой экстракт на католите

Хмелевой экстракт на католите с уменьшенной на 10 % нормой задач хмеля

Шишковый хмель

Рис. 1. Влияние ЭХА-обработки на выход изогумулона в сусле

Предобработка ферментными препаратами

Обработка хмеля Целлобранином ГЗх

Обработка Ксилоглюканофоетидином П10х

Обработка водой

Рис. 2. Влияние ферментных препаратов на степень извлечения а-кислот из шишкового хмеля

45 -1

й 30° 25-

и X

3 20115' &

а) з:

0

Предобработка ферментными препаратами

Обработка хмеля католитом и Целлобранином ГЗх

Обработка хмеля католитом и Ксилоглюканофоетидином П10х

Обработка хмеля католитом

Рис. 3. Влияние обработки хмеля ЭХА-водой и ферментными препаратами на выход а-кислот

40

° 35

5

140

120

80 -

60

20

Способ охмеления

I Прессованный хмель (контроль) I Хмелевой экстракт, полученный с применением католита и ферментного препарата Целлобранина ГЗх

Рис. 4. Влияние совместной обработки хмеля ЭХА-водой и Целлобранином Г3х

0

.....""".......

'2•2004

экстрактов с применением ферментных препаратов. Для этой цели были выбраны два ферментных препарата — Целлоб-ранин Г3х и Ксилоглюканофоетидин П10х. Выбор ферментных препаратов обусловлен составом клеточных стенок растительного сырья — целлюлозы, ге-мицеллюлозы и пектиновых веществ. Ферментными препаратами обрабатывали шишковый хмель при температуре 45 °С в течение 1 ч. На рис. 2 показаны результаты эксперимента. Данные представлены количеством содержания а-кислоты в шроте после действия ферментных препаратов. В качестве контроля была принята водная экстракция при тех же температуре и времени выдержки. Как видно, действие ферментного препарата Целлобранина предпочтительнее Ксилоглюканофоетидина, так как остаточное содержание а-кислоты в первом случае почти вдвое ниже по сравнению со вторым препаратом. Скорее всего, это вызвано тем, что комплекс целлюлолити-ческих ферментов, входящих в состав Целлобранина Г3х, более эффективно гидролизует некрахмальные полисахариды хмеля. Так, активность целлобиогид-ролазы и эндоглюканазы почти в 2 раза выше, чем в Ксилоглюканофоетидине П10х.

Ранее проведенными исследованиями была показана возможность активации ферментных препаратов [1,2]. Поэтому на следующем этапе исследования было предложено рассмотреть возможность совместного применения ферментных препаратов и ЭХА-растворов.

Шишковый хмель обрабатывали вначале католитом в течение 1 ч при температуре 30 °С, а затем подвергали воздействию ферментных препаратов при температуре 45 °С. В качестве контроля была выбрана экстракция католитом. Как видно из рис. 3, наибольший эффект дает воздействие Целлобранином Г3х. Остаточное содержание а-кислоты в этом случае составляет 10 % от исходного содержания, что почти в 4 раза меньше, чем при действии водных растворов. Аналогичная зависимость наблюдается и при действии Ксилоглюканфоетидина П10х.

Скорее всего, этот эффект вызван активацией ферментов ЭХА-растворами и подготовкой субстрата к ферментативному гидролизу.

Выход изогумулона — важнейший показатель при охмелении сусла. Для определения количества изогумулона проводили следующий эксперимент: в сусло после 15 мин кипячения вносили полученные экстракты, дальнейшее кипяче-

ние проводили в течение 1 ч. Результаты представлены на рис. 4.

Как видно из рис. 4, совместное применение католита и ферментного препарата Целлобранина Г3х позволяет увеличить выход изогумулона на 27 %.

Таким образом, совместное применение католита при рН 9-10 и ф = -700... -800 и ферментных препаратов Целлобранина Г3х и Ксилоглюканофоетедина П10х позволяет вдвое уменьшить потери а-кислот по сравнению с их раздельным применением и увеличить выход изогумулона на 27 %. Сокращение нормы задачи хмеля с подобранными нами опытными режимами обработки экономически целесообразно и не приводит к ухудшению качества получаемого пива.

ЛИТЕРАТУРА

1. Храпенков С.Н., Гернет М.В., Бахир В.М. Воздействие электрохимически активированных систем на ферменты солода//Пиво и напитки. 2002. № 5. С. 20-21.

2. Храпенков С.Н., Гернет М.В., Свиридов ДА, Кобелев К.В, Бахир В.М. Электрохимическая активация при получении пивного сусла// Пиво и напитки. 2003. № 4. С. 18-19.

3. КунцеВ.,Мит Г. Технология солода и пива: пер. с нем. — СПб.: Профессия, 2001.

4. «Электрохимическая активация-97». Первый Международный симпозиум «ЭХА в медицине, сельском хозяйстве, промышленности».— М., 1997. /¡¡¡^

ЙК5Я8Й&Ш

g • .

90 ЛЕТ НА МИРОВОМ РЫНКЕ

ВСЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА И НАПИТКОВ

VULCASCOT

НАДЕЖНОСТЬ, КАЧЕСТВО, СЕРВИС

✓ Фильтровальн:

✓ Фильтровальн:

✓ Кизельгур

✓ Моющие и дез

✓ Пивоваренный

✓ Клей для этик1

✓ Стабилизаторы

✓ Ферментные п

✓ Активированн

ьтрационные линии и PVPP-cтабилизации

✓ Карбонизаторы сокоплотного смешивания

Теплообменники, насосы тельные приборы, датчики ✓ Лабораторное оборудование оборудование для виноделия озлива в КЕГи, бутылки, банки ✓ Оборудование б/у

✓ Запасные части

Приглашаем посетить наш стенд № 66 в зале «А» на выставке «Пиво-2004» в Сочи

ООО «ВУЛКАСКОТ» г. Москва

Тел.: (095) 785 21 92, 242 96 86. Факс (095) 785 21 92. E-mail: vulcascot@aha.ru

SOPURA#

2•2004

ПИВО " НАПИТКИ