СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИВА С ДОБАВЛЕНИЕМ В СУСЛО ГУМУЛАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЛУПУЛАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
METHOD FOR PREPARATION OF BEER WITH ADDITION OF ALKALI METALS HUMULATES AND ALKALI METALS LUPULATES TO WORT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу приготовления сваренного напитка, в частности, к варке пива.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Хмель добавляют в процессе варки, как правило, в сусловарочный котел с (кипящим) суслом в различных целях. Альфа-кислоты (основные аналоги: гумулон, когумулон и адгумулон; общее название гумулоны) придают пиву горький вкус, в то время как бета-кислоты (или лупулоны, основные аналоги: лупулон, колупулон и адлупулон) имеют важное значение в качестве бактериостатических агентов (в частности, для защиты от неблагоприятного бактериального заражения на стадии варки сусла и стадии брожения). При необходимости хмелевые масла могут дополнительно придавать хмелевый аромат, а полифенолы хмеля способны защитить от окислительного разложения.
В традиционном процессе пивоварения на стадии варки сусла в сусловарочном котле происходит частичная экстракция из хмеля (например, гранулированного хмеля или экстрактов хмеля) и растворение в кипящем сусле альфа-кислот и бета-кислот, которые являются важнейшими добавляемыми в сусло компонентами хмеля, при этом происходит изомеризация значительной части растворенных альфа-кислот в горькие изо-альфа-кислоты (преимущественно цис- и транс-изомеры изогумулон, изокогумулон и изоадгумулон; общее название изогумулоны).
В результате величина рКа альфа-кислот составляет примерно 5, а величина рН кипящего сусла составляет примерно 5 в конце стадии варки сусла, однако значительная часть добавленных альфа-кислот остается в форме свободной кислоты (примерно 50%) и с трудом растворяется в сусле, в то время как только растворенная фракция альфа-кислоты легко изомеризуется в горькие изо-альфа-кислоты, или изогумулоны (Briggs et al., Brewing Science and Application (2004) 287, Woodhead Publishing Limited, Cambridge England).
Как правило, коэффициенты утилизации альфа-кислот (процентное содержание горьких изо-альфа-кислот в готовом пиве по сравнению с количеством альфа-кислот, добавленных в (кипящее) сусло) в обычном процессе пивоварения составляют примерно 30%. В холодном сусле (после стадии варки сусла) коэффициенты утилизации альфа-кислот (и, таким образом, выход изо-альфа-кислот в результате изомеризации альфа-кислот во время варки сусла) составляют примерно 45%, при этом потери изо-альфа-кислот на дальнейших стадиях процесса составляют примерно 35% (от изо-альфа-кислот, полученных в конце стадии варки сусла) в результате осаждения, вызванного более низкой растворимостью изо-альфа-кислот в пиве (рН <4,5), абсорбции отстоем, соединения с дрожжами и адсорбции на фильтрующем материале, что приводит к типичному коэффициенту утилизации горьких веществ альфа-кислот в готовом пиве 30%.
Так как величины рКа бета-кислот составляют примерно 6, а величина рН имеет более низкое значение в конце стадии варки сусла (примерно 5), значительная часть (до 95% и более) добавленных бета-кислот, как правило, выпадает в осадок, что также частично вызвано понижением температуры сусла после стадии варки сусла перед стадией брожения, в то время как только растворенная фракция бета-кислот в прокипяченном или охлажденном сусле способна обеспечить достаточную защиту от бактериального заражения в период между стадией варки сусла и стадией брожения.
Один из подходов к повышению коэффициента утилизации альфа-кислот в пивоварении основан на раздельной переработке альфа-кислот и варки сусла на пивоваренном производстве.
В документе ЕР-А 2227535 предложена параллельная переработка альфа-кислот в ёмкости для изомеризации отдельно от варки сусла (в сусловарочном котле) при температуре 120°С и выше с целью увеличения растворения альфа-кислот и термической изомеризации альфа-кислот. В документе ЕР-А 2699336 описано получение водных эмульсий альфа-кислот в аппаратуре высокого давления (более 100 бар) для увеличения растворения альфа-кислот, содержащихся в экстракте хмеля, также отдельно от варки сусла, в сочетании с изомеризацией альфа-кислоты при высокой температуре (более 120°С). В документе ЕР-А 2215207 предложена переработка в воде гранулированного хмеля с применением MgO для предварительной изомеризации альфа-кислот в отдельном резервуаре перед добавлением в сусло. Применение таких способов обработки альфа-кислоты параллельно, но отдельно от варки сусла (в сусловарочном котле) позволяет повысить коэффициент утилизации альфа-кислот до 40%.
2
4
Другой подход, обеспечивающий более высокие коэффициенты утилизации горьких веществ альфа-кислот, заключается в предварительной изомеризации альфа-кислот, присутствующих в гранулированном хмеле (ЕР 0311330) или экстрактах хмеля (EP 0672107), в изогумулаты щелочноземельных металлов или изо-альфа-кислоты, которую осуществляют за пределами пивоваренного производства перед добавлением в сусло. С помощью, например, изомеризованных (котловых) экстрактов (содержащих изо-альфа-кислоты в форме свободной кислоты), добавленных в сусло (в сусловарочный котел), обеспечивают коэффициенты утилизации изо-альфа-кислот (процентное содержание изо-альфа-кислот в готовом пиве относительно изо-альфа-кислот, добавленных в сусло) до 45%. Однако во время получения указанных изомеризованных экстрактов (которое включает, например, процесс изомеризации в водном растворе с применением MgSO4 и КОН, при этом длительность переработки составляет несколько часов при температуре более 90°С, а затем процесс разделения с подкислением с помощью HSO после охлаждения до температуры ниже 60°С) происходит потеря примерно 10-15% полученных изо-альфа-кислот результате образования побочных продуктов (вследствие гидролиза продукта) и неполного восстановления на стадии подкисления (с целью удаления соединений щелочноземельных металлов, а также получения изо-альфа-кислот в форме свободной кислоты). Таким образом, действительный итоговый коэффициент утилизации альфа-кислоты при применении таких предварительно изомеризованных хмелепродуктов составляет примерно 40%.
В известном уровне техники преимущественно внимание уделено повышению коэффициента утилизации горьких веществ альфа-кислот, и только в незначительном количестве документов отмечена низкая эффективность добавления бета-кислот или низкий коэффициент утилизации бета-кислоты (процентное содержание бета-кислот в охлажденном (сваренном) сусле относительно количества бета-кислот, добавленных в (кипящее) сусло) в процессе варки. В документе GB 1058975 описано получение очищенных препаратов бета-кислоты с применением органических растворителей и, таким образом, получение бета-кислот в форме свободной кислоты для добавления в процессе приготовления пива с целью замедления бактериального разложения. В документе описано разделение хмеля на отдельные препараты, соответственно очищенные композиции на основе альфа-кислот (которые будут подвергнуты превращению в изо-альфа-кислоты), бета-кислот или масел.
Задачей настоящего изобретения является решение проблемы неоптимального применения альфа-кислот и бета-кислот в процессе приготовления пива, как описано выше, более конкретно, низкого коэффициента утилизации альфа-кислот и бета-кислот в процессе приготовления пива в результате простого, но эффективного решения для совместного повышения коэффициентов утилизации как альфа-кислот, так и бета-кислот.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что коэффициенты утилизации альфа-кислот и бета-кислот, добавленных соответственно для придания горечи и бактериостатической защиты, в процессе пивоварения повышаются в результате добавления определенных солей альфа-кислот и бета-кислот, как правило, в составе композиции хмелевой кислоты, содержащей также составляющие хмеля (например, хмелевые кислоты и хмелевые масла), которые присутствуют, например, в обычном экстракте хмеля, в (кипящее) сусло вместо обычного добавления альфа-кислот и бета-кислот в форме свободной кислоты (как в случае добавления обычного гранулированного хмеля и экстрактов хмеля).
Соответственно, настоящее изобретение относится к способу получения сваренного напитка, в частности, к варке пива, который включает добавление солей щелочных металлов и альфа-кислот (также известных как соли щелочных металлов и гумулонов, или гумулаты щелочных металлов) и солей щелочных металлов и бета-кислот (также известных как соли щелочных металлов и лупулонов, или лупулаты щелочных металлов), как правило, в виде хмелевой кислоты, в состав которой входят композиции, содержащие гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов, в сусло до или во время кипения сусла, а также, после варки сусла, осуществление стадии брожения сусла, в результате чего получают сваренный напиток (или пиво). Гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов, как правило, добавляют в составе композиции, содержащей хмелевую кислоту, которая, возможно, содержит также альфа-кислоты и бета-кислоты в форме свободной кислоты.
Способ включает приведение в контакт (смешивание или перемешивание) вещества, содержащего хмелевую кислоту (содержащего альфа-кислоты и бета-кислоты), например, обычный экстракт хмеля, с одним или несколькими соединениями щелочных металлов, например, в виде водного раствора, с получением таким образом солей щелочных металлов и альфа-кислот (или гумулатов щелочных металлов) и солей щелочных металлов и бета-кислот (или лупулатов щелочных металлов) перед добавлением в (кипящее) сусло. Кроме указанной выше простой операции получения соли дальнейшие или дополнительные стадии переработки не являются необходимыми. Соответственно, не требуются фракционирование отдельных соединений хмеля (например, альфа-кислот или бета-кислот), а также очистка с помощью органических растворителей.
Мы обнаружили, что при добавлении альфа-кислот в виде солей щелочных металлов в (кипящее) сусло (в варочный котел, в котором кипятят сусло) получают значительно более высокую долю растворенных альфа-кислот в кипящем сусле вскоре после добавления в сусло по сравнению с обычной долей растворенных альфа-кислот 50% в случае добавления альфа-кислот в форме свободной кислоты (обычный гранулированный хмель или экстракты хмеля) в сусло. Мы обнаружили, что действительная эффективность растворения для добавленных гумулатов щелочных металлов, например, гумулатов калия, может составлять 70% и выше при добавлении обычного количества альфа-кислот в (кипящее) сусло.
Мы также обнаружили, что при добавлении бета-кислот в виде солей щелочных металлов в (кипящее) сусло получают значительно более высокую долю растворенных бета-кислот в охлажденном сусле ((прокипяченное) сусло охлаждают перед стадией брожения) по сравнению с низкой долей растворенных бета-кислот в случае добавления бета-кислот в форме свободной кислоты (обычный гранулированный хмель или экстракты хмеля). Мы обнаружили, что действительную эффективность растворения бета-кислот можно увеличить в 2 раза и более при введении обычного количества бета-кислоты в (кипящее) сусло путем добавления лупулатов щелочных металлов, таких как лупулаты калия.
Мы впервые наблюдали повышенную эффективность экстракции и растворения гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов путем определения концентрации растворенных альфа-кислот и бета-кислот через 5 минут и 10 минут после добавления в кипящее сусло в варочном котле во время пробной варки пива лагер, сравнивая добавление экстрактов хмеля, в которых альфа-кислоты и бета-кислоты были по меньшей мере частично превращены в соответствующие соли калия перед добавлением в сусло, с добавлением исходного экстракта хмеля (содержащего альфа-кислоты и бета-кислоты только в форме свободной кислоты).
В частности, мы обнаружили, что при добавлении гумулатов щелочных металлов в сусло (в начале варки сусла) выход изо-альфа-кислот в конце варки сусла (как правило, время варки сусла составляет примерно 60 минут) заметно выше, чем выход изо-альфа-кислот при обычной варке пива с альфа-кислотами в форме свободной кислоты, который составляет 45%. По нашим наблюдениям, выход изо-альфа-кислот в конце стадии варки сусла составлял 60% и выше.
Мы также выявили более низкие потери изо-альфа-кислот на следующих стадиях процесса путем анализа концентраций изо-альфа-кислот в охлажденном сусле и в готовом пиве по сравнению с обычными потерями изо-альфа-кислот на следующих стадиях процесса, которые в традиционном процессе пивоварения составляют, как правило, 35%. Потери изо-альфа-кислот на следующих стадиях процесса составляли менее или примерно 30%. Таким образом, мы обнаружили, что добавление гумулатов щелочного металла в сусловарочный котел с (кипящим) суслом может обеспечить коэффициенты утилизации альфа-кислот, измеренные в готовом пиве, от 40 до 45%, что представляет собой значительное улучшение по сравнению с обычным коэффициентом утилизации альфа-кислот 30% в традиционном процессе при добавлении в варочный котел с (кипящим) суслом альфа-кислот в форме свободной кислоты.
Примерами соединений щелочных металлов являются соединения калия и натрия. В частности, можно применять гидроксид, неорганическую соль или органическую соль калия или натрия. Предпочтительными соединениями калия являются гидроксид калия, карбонат калия и бикарбонат калия. Понятно, что этот перечень не является ограничительным, и в соответствии с настоящим изобретением можно применять также другие соединения щелочных металлов.
2
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что содержащую хмелевую кислоту композицию, включающую гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов, можно получить непосредственно из обычных и широко применяемых веществ, содержащих хмелевую кислоту и включающих альфа-кислоты и бета-кислоты, без необходимости предварительного отделения альфа-кислот от бета-кислот и хмелевых масел, а затем отделения хмелевых масел от бета-кислот. Исходное вещество, содержащее хмелевую кислоту, как правило, представляет собой растительный материал хмеля, который может быть переработан, или экстракт хмеля, который, как правило, получают экстракцией CO. Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что гумулаты и лупулаты щелочных металлов в составе композиции, содержащей хмелевую кислоту, можно добавлять непосредственно в сусло без предварительного отделения по отдельности или в сочетании гумулатов щелочных металлов и/или лупулатов щелочных металлов от остального вещества,
содержащего (переработанную) хмелевую кислоту.
Вещество, содержащее хмелевую кислоту, включающее альфа-кислоты и бета-кислоты, или вещество, содержащее альфа-кислоты и бета-кислоты, как правило, выбирают из группы, состоящей из шишкового хмеля, сырого хмеля, сушеного хмеля, прессованного хмеля, молотого хмеля, порошкообразного хмеля, гранулированного хмеля, экстрактов хмеля, содержащих альфа-кислоты и бета-кислоты, экстрактов хмеля, обогащенных альфа-кислотами и бета-кислотами, и концентратов альфа-кислот и бета-кислот. Вещество, содержащее хмелевую кислоту, в дополнение к альфа-кислотам и бета-кислотам может содержать также хмелевые масла и/или другие соединения хмеля.
Гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов можно получить в отсутствие растворителей, например, путем смешивания соединений щелочных металлов (или их смесей) с измельченным или порошкообразных хмелем, содержащим альфа-кислоты и бета-кислоты, или путем смешивания соединений щелочных металлов (или их смесей) с экстрактами хмеля, содержащими альфа-кислоты и бета-кислоты. Гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов также можно получить в присутствии одного или нескольких растворителей. Растворители могут быть выбраны из органических растворителей, неорганических растворителей и смесей растворителей. Добавление воды может быть целесообразным, например, для предварительного растворения соединений щелочных металлов в водной технологической среде перед добавлением вещества, содержащего хмелевую кислоту, или для получения гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов из гранулированного хмеля. В варианте осуществления, в котором гумулаты и лупулаты щелочных металлов образуются в растворителе, вода предпочтительно является единственным растворителем или основным растворителем, в частности, составляет 60–100% об. от общего объема растворителя, более предпочтительно 80 - 100% об. от общего объема растворителя, наиболее предпочтительно 90 - 100% об. от общего объема растворителя. Особенно хорошие результаты достигнуты при применении способа по изобретению с получением гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов без органических растворителей.
В процессе получения гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов может быть целесообразным применение более высоких температур переработки, так как это позволяет улучшить кинетику образования соли и, в случае применения экстрактов хмеля, понизить вязкость, чтобы способствовать смешиванию с экстрактом хмеля. Предпочтительно температура во время указанного процесса составляет по меньшей мере 5°С, более предпочтительно по меньшей мере 40°С. Вовремя указанного процесса предпочтительными являются температуры переработки ниже 110°C для того, чтобы избежать разложения термически нестабильных веществ, содержащихся в хмеле, таких как хмелевые масла, присутствующие в веществе, содержащем хмелевую кислоту, более предпочтительными являются температуры ниже 95°С и наиболее предпочтительными ниже 80°C.
Предпочтительно образование гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов происходит в условиях отсутствия или низкого содержания кислорода, при применении таких газов, как азот или инертные газы для того, чтобы избежать окислительного разложения альфа-кислот или бета-кислот и возможно присутствующих хмелевых масел в веществе, содержащем альфа-кислоты и бета-кислоты.
На образование гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов оказывает влияние молярное соотношение (соединения) щелочного металла суммарного содержания альфа-кислоты и бета-кислоты. Молярное соотношение (соединения) щелочного металла и суммарного содержания альфа-кислоты и бета-кислоты, как правило, составляет по меньшей мере 1 : 20, в частности, по меньшей мере 1 : 10, по меньшей мере 1 : 5, предпочтительно по меньшей мере 1 : 2, более предпочтительно по меньшей мере 1 : 1. Как правило, указанное молярное соотношение составляет 20 : 1 или менее, в частности, 10 : 1 или менее, более предпочтительно 5 : 1 или менее, предпочтительно 2 : 1 или менее. Для превращения большой доли альфа-кислот и бета-кислот соответственно в гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов предпочтительным является по меньшей мере такое же молярное соотношение (соединения) щелочного металла, как молярное соотношение альфа-кислот и бета-кислот. Избыток соединений щелочных металлов по сравнению с альфа- кислотами и бета-кислотами является целесообразным для превращения большой доли альфа-кислот и бета-кислот в гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов.
Предпочтительно получение гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов путем контакта вещества, содержащего альфа-кислоту и бета-кислоту, с соединениями щелочных металлов осуществляют в условиях, подходящих для получения высокой доли альфа-кислот и бета-кислот, превращенных в гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов. Обычно указанный контакт осуществляют в течение 1 минуты или более, предпочтительно в течение 5 - 480 минут, более предпочтительно в течение 10 - 120 минут, в частности, в течение 15 - 45 минут.
При соответствующих условиях переработки во время получения гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов в течение времени переработки от 10 до 120 минут по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения возможно обеспечить долю гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов в расчете на общее количество гумулонов и гумулатов и общее количество лупулонов и лупулатов более 40%, более 60%, более 80% или даже более 95%.
Обычно после добавления гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов сусло кипятят в течение по меньшей мере 10 минут, в частности, в течение по меньшей мере 20 минут, предпочтительно в течение по меньшей мере 30 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере 40 минут, наиболее предпочтительно в течение по меньшей мере 50 минут. Обычно сусло кипятят в течение 150 минут или менее, в частности, в течение 90 минут или менее.
Как правило, на 1 литр сусла добавляют от 5 до 1000 мг альфа-кислот и от 2 до 500 мг бета-кислот в виде соответственно гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов, в частности, от 10 до 200 мг альфа-кислот и от 5 до 100 мг бета-кислот, предпочтительно от 10 до 150 мг альфа-кислот и от 5 до 75 мг бета-кислот, более предпочтительно от 15 до 120 мг альфа-кислот и от 5 до 60 мг бета-кислот, наиболее предпочтительно от 20 до 100 мг альфа-кислот и от 10 до 50 мг бета-кислот.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения вещество, содержащее альфа-кислоты и бета-кислоты, представляет собой экстракт хмеля, содержащий альфа-кислоты и бета-кислоты, экстракт хмеля, содержащий помимо альфа-кислот и бета-кислот также хмелевые масла и/или другие хмелевые смолы. Альфа-кислоты и бета-кислоты (частично) превращаются, в присутствии или отсутствии воды, в соответствующие соли щелочных металлов (гумулаты щелочных металлов и лупулаты щелочных металлов) при контакте с соединениями щелочных металлов (или смесями соединений) до их добавления в (кипящее) сусло (в сусловарочном котле). Необязательно, добавлению гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов в сусловарочный котел или в (кипящее) сусло может предшествовать добавление в другую (менее кислую) водную среду или разбавление в ней.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения веществом, содержащим альфа-кислоты и бета-кислоты, является шишковой хмель, сырой хмель, сушеный хмель, прессованный хмель, измельченный хмель, порошкообразный хмель или гранулированный хмель. Альфа-кислоты и бета-кислоты (частично) превращают, в отсутствие или присутствии воды, в соответствующие соли щелочных металлов путем контакта с соединениями щелочных металлов (или смесями соединений) перед их добавлением в сусло. Необязательно, добавлению гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов в сусловарочный котел или в (кипящее) сусло может предшествовать добавление в другую водную среду или разбавление в ней.
Следующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение.
Пример 1
Эксперименты по переработке и варке пива в этом Примере были выполнены дважды. Содержание альфа-кислот и бета-кислот в веществе, содержащем хмелевую кислоту (в данном Примере - обычный экстракт хмеля) составило соответственно 52 и 18% масс.
3
15 г КНСО, растворенного в 20 мл воды при 60°С, добавили к 67 г экстракта хмеля (содержащего 35 г альфа-кислот и 12 г бета-кислот) при 45°С в сосуде (что соответствует молярному соотношению (соединения) калия и суммарного количества альфа-кислоты и бета-кислоты примерно 1,2). После этого сосуд закрыли, продули газообразным азотом, повысили давление с помощью 0,2 МПа газообразного азота.
Затем реакционную смесь перемешали и выдержали при 45°С в течение 30 минут. Получили переработанный экстракт хмеля, содержащий гумулаты и лупулаты калия, с содержанием альфа-кислот примерно 37% масс. и содержанием бета-кислот примерно 13% масс., что определено с помощью ВЭЖХ (с УФ-обнаружением альфа-кислот и бета-кислот при 330 нм).
Затем 5,4 г указанного обработанного экстракта хмеля (содержащего 2 г альфа-кислот и 0,7 г бета-кислот) добавили в 50 л кипящего лагерного сусла (начальный рН 5,4), приготовленного из лагерного солода, что соответствует добавлению альфа-кислоты 40 мг/л и добавлению бета-кислоты 14 мг/л. Сусло кипятили в течение 60 минут после добавления гумулатов и лупулатов калия.
После варки сусло охладили до 12°С, отобрали 100 мл и выдержали в закрытой бутылке из коричневого стекла при 10°С в течение 3 часов, после гомогенизации образца выполнили анализ охлажденного образца сусла методом ВЭЖХ (с УФ-обнаружением изо-альфа-кислот при 256 нм и бета-кислот при 330 нм). Затем в охлажденный объем сусла ввели лагерные дрожжи, подвергли брожению при 12°С, после чего охладили до температуры 0°С, центрифугировали и хранили при температуре 10°С. После центрифугирования отобрали 100 мл и выдержали в закрытой бутылке из коричневого стекла при 10°С в течение 3 часов перед проведением анализа образца холодного пива методом ВЭЖХ.
В качестве контрольного эксперимента для оценки результата добавления альфа-кислот и бета-кислот в форме свободной кислоты, как в обычном экстракте хмеля, также добавили 3,8 г обычного экстракта хмеля в 50 л кипящего лагерного сусла (начальный рН 5,4 ), что также соответствует добавлению 40 мг/л альфа-кислот и добавлению 14 мг/л бета-кислот. Далее варку и анализ проводили так же, как в случае переработанного экстракта хмеля.
В качестве контрольного опыта для оценки результата добавления изо-альфа-кислот в форме свободной кислоты как в изомеризованном экстракте (например, изомеризованный котловый экстракт), 3,6 г изомеризованного экстракта (56% масс. изо-альфа-кислот), или 2 г изо-альфа-кислот, добавили в 50 л кипящего лагерного сусла (начальный рН 5,4), что соответствует добавлению 40 мг/л изо-альфа-кислот. Далее варку и анализ проводили так же, как для переработанного и обычного экстракта хмеля.
В результате добавления 40 мг/л альфа-кислот с применениемпереработанного экстракта хмеля (содержащего гумулаты калия) концентрация изо-альфа-кислоты составила 24,8 мг/л в охлажденном сусле и 17,4 мг/л в холодном пиве. Для переработанного экстракта хмеля эти показатели соответствуют коэффициенту утилизации альфа-кислот 62% на стадии охлажденного сусла и 44% в готовом пиве.
При добавлении 40 мг/л альфа-кислоты с обычным экстрактом хмеля (содержащим альфа-кислоты в форме свободной кислоты) концентрация изо-альфа-кислоты составила 17,7 мг/л в охлажденном сусле и 12,2 мг/л в холодном пиве. Таким образом, при применении обычного экстракта хмеля утилизация альфа-кислоты составила 44% на стадии охлажденного сусла и 31% в холодном пиве.
Что касается коэффициента утилизации альфа-кислоты, наблюдалось увеличение на 40% на стадии охлажденного сусла и увеличение на 43% в готовом пиве при применении переработанного экстракта хмеля, содержащего гумулаты калия, по сравнению с исходным обычным экстрактом хмеля.
При добавлении 40 мг/л изо-альфа-кислоты с изомеризованным экстрактом (содержащим изо-альфа-кислоты в форме свободной кислоты) в холодном пиве концентрация изо-альфа-кислоты составила 18,9 мг/л, что соответствует коэффициенту утилизации изо-альфа-кислоты 47% в готовом пиве.
При добавлении 14 мг/л бета-кислоты с применением переработанного экстракта хмеля (содержащего лупулаты калия) концентрация бета-кислоты в охлажденном сусле составила 1,1 мг/л. Это соответствует для переработанного экстракта хмеля коэффициенту утилизации бета-кислоты 8% на стадии охлажденного сусла.
При добавлении 14 мг/л бета-кислоты с обычным экстрактом хмеля (содержащим бета-кислоты в форме свободной кислоты) концентрация бета-кислоты в охлажденном сусле составила 0,5 мг/л. Таким образом, при применении обычного экстракта хмеля коэффициент утилизации бета-кислоты на стадии охлажденного сусла составил 4%.
Что касается коэффициента утилизации бета-кислоты, то наблюдалось увеличение на 124% на стадии охлажденного сусла при применении переработанного экстракта хмеля, содержащего лупулаты калия, по сравнению с исходным обычным экстрактом хмеля.
Пример 2
Эксперименты по переработке и варке пива в этом Примере были выполнены дважды. Содержание альфа-кислоты и бета-кислоты в веществе, содержащем альфа-кислоту и бета-кислоту (в данном Примере - концентрат хмелевой кислоты), составило соответственно 65% масс. и 25% масс.
8,4 г KOH, растворенного в 20 мл воды при 45°С, добавили к 52 г концентрата хмелевой кислоты (содержащей 34 г альфа-кислот и 13 г бета-кислоты) при 45°С в сосуде (что соответствует молярному соотношению (соединения) калия и суммарного количества альфа-кислоты и бета-кислоты примерно 1,2). После этого сосуд закрыли, продули газообразным азотом, повысили давление с помощью 0,2 МПа газообразного азота. Затем реакционную смесь перемешали и выдержали при 45°С в течение 30 минут. Получили водную дисперсию, содержащую гумулаты и лупулаты калия, с содержанием альфа-кислот примерно 43% масс. и содержанием бета-кислот примерно 16% масс.
Затем 4,7 г указанной водной дисперсии (содержащей 2 г альфа-кислот и 0,8 г бета-кислот в форме солей калия) добавили в 50 л кипящего лагерного сусла (начальный рН 5,4), приготовленного из лагерного солода, что соответствует добавлению альфа-кислоты 40 мг/л и добавлению бета-кислоты 16 мг/л. Сусло кипятили в течение 60 минут после добавления гумулатов и лупулатов калия.
Отбор проб охлажденного сусла и холодного пива, а также определение концентрации изо-альфа-кислот и бета-кислот методом анализа ВЭЖХ выполнили как в Примере 1.
При добавлении 40 мг/л альфа-кислоты с применением водной дисперсии (содержащей гумулаты калия) концентрация изо-альфа-кислоты составила в охлажденном сусле 25,6 мг/л, в холодном пиве 18,1 мг/л. Для водной дисперсии, содержащей гумулаты калия, эти показатели соответствуют коэффициентам утилизации альфа-кислоты 64% на стадии охлажденного сусла и 45% в готовом пиве.
При добавлении 16 мг/л бета-кислоты с применением водной дисперсии (содержащей лупулаты калия) концентрация бета-кислоты в охлажденном сусле составила примерно 1,2 мг/л. Для водной дисперсии, содержащей лупулаты калия, это соответствует коэффициенту утилизации бета-кислоты 8% на стадии охлажденного сусла.
Пример 3
Эксперименты по переработке и варке пива в этом Примере были выполнены дважды. Содержание альфа-кислоты и бета-кислоты в веществе, содержащем альфа-кислоту и бета-кислоту (в данном Примере - обычный гранулированный хмель), составило соответственно 13% масс. и 4,5% масс.
0,6 г KOH, растворенного в 20 мл воды при 45°С, добавили к 15,4 г обычного гранулированного хмеля (содержащего 2 г альфа-кислот и 0,7 г бета-кислот) при 45°С в сосуде (что соответствует молярному соотношение (соединения) калия и альфа-кислоты примерно 1,5). После этого сосуд закрыли, продули газообразным азотом, повысили давление с помощью 0,2 МПа газообразного азота. Затем реакционную смесь перемешали и выдержали при 45°С в течение 30 минут.
Далее полученную суспензионную смесь (содержащую 2 г альфа-кислот и 0,7 г бета-кислот) добавили в 50 л кипящего лагерного сусла (начальный рН 5,4), приготовленного из лагерного солода, что соответствует добавлению альфа-кислоты 40 мг/л и добавлению бета-кислоты 14 мг/л, после чего кипятили в течение 60 минут.
Отбор проб охлажденного сусла и холодного пива, а также определение концентрации изо-альфа-кислоты и бета-кислоты методом анализа ВЭЖХ выполнили как в Примере 1.
В качестве контрольного эксперимента для оценки результата добавления альфа-кислот и бета-кислот в форме свободной кислоты, как в обычном гранулированном хмеле, добавили 15,4 г гранулированного хмеля (содержащего 2 г альфа-кислот и 0,7 г бета-кислот) в 50 л кипящего лагерного сусла (начальный рН 5,4), что также соответствует добавлению 40 мг/л альфа-кислот и 14 мг/л бета-кислот. Далее варку и анализ проводили так же, как для переработанного гранулированного хмеля.
При добавлении 40 мг/л альфа-кислот с переработанным гранулированным хмелем концентрация изо-альфа-кислот составила 25,2 мг/л в охлажденном сусле и 17,8 мг/л в холодном пиве. Это соответствует коэффициентам утилизации альфа-кислот 63% на стадии охлажденного сусла и 45% в готовом пиве.
При добавлении 40 мг/л альфа-кислоты с исходным гранулированным хмелем (содержащим альфа-кислоты в форме свободной кислоты) концентрация изо-альфа-кислот составила 18,7 мг/л в охлажденном сусле и 12,3 мг/л в холодном пиве, что соответствует коэффициентам утилизации альфа-кислот 47% на стадии охлажденного сусла и 31% в холодном пиве.
Что касается коэффициента утилизации альфа-кислот, то наблюдалось увеличение на 35% на стадии охлажденного сусла и увеличение на 45% в готовом пиве по сравнению с исходным гранулированным хмелем в результате переработки в водном растворе гранулированного хмеля с получением гумулатов калия перед добавлением в сусло в сусловарочном котле.
При добавлении 14 мг/л бета-кислот с применением переработанного гранулированного хмеля (содержащего лупулаты калия) концентрация бета-кислот в охлажденном сусле составила 1,0 мг/л. Для переработанного гранулированного хмеля это соответствует коэффициенту утилизации бета-кислоты 7% на стадии охлажденного сусла.
При добавлении 14 мг/л бета-кислот с обычным гранулированным хмелем (содержащим бета-кислоты в форме свободной кислоты) концентрация бета-кислот в охлажденном сусле составила 0,6 мг/л. Таким образом, при применении обычного гранулированного хмеля коэффициент утилизации бета-кислот на стадии охлажденного сусла составил 4%.
Что касается коэффициента утилизации бета-кислоты, то наблюдалось увеличение на 67% на стадии охлажденного сусла при применении переработанного гранулированного хмеля, содержащего лупулаты калия, по сравнению с исходным обычным гранулированным хмелем.