Расчет поверхности теплопередачи сусловарочного аппарата, для варки сусла с хмелем (стр. 4 из 8)
Обзор имеющихся сведений об изменениях, происходящих в хмелевых смолах и горьких веществах пива во время технологического процесса, отражен в схеме 1:
Схема 1
* реакции окисления и разложения при кипячении хмеля;
реакции окисления и разложения при созревании и хранении хмеля.
предполагаемые реакции окисления и разложения, до сих пор неподтвержденные.
Из сказанного выше, вытекает, что обычный пивоваренный технологический процесс, с точки зрения использования горьких кислот, очень неэкономичен. На практике использование хмелевых смол можно повысить главным образом за счет переработки предварительно подготовленного хмеля или применения хмелевых концентратов, а также ультразвука при кипячении хмеля, а иногда путем возврата или экстракцией хмелевой дробины; наиболее эффективной является замена хмеля хмелевым экстрактом.
Горькие хмелевые вещества (все смолы), определенные как фракция, растворимая в этиловом эфире, при конвенционном анализе хмеля по Вельмеру делятся на три фракции:
1) α-фракция, т. е. а-горькие кислоты (гумулон + гомологи), которая определяется путем осаждения ацетатом свинца в метаноловом растворе;
2) β-фракция, т. е. р-горькие кислоты вместе с мягкими смолами, которая определяется как фракция, растворимая в гексане, уменьшенная на α -фракцию;
3) γ-смолы, т. е. твердые смолы, содержание которых определяется по всем смолам (фракция, растворимая в этиловом эфире) за вычетом фракции, растворимой в гексане.
1.5 Полифенольные (дубильные) вещества
Хмелевые дубильные вещества образуют по сравнению с солодовыми дубильными веществами более многочисленную группу. Они лучше растворяются в воде, более реакционноспособны и, следовательно, менее стабильны. Вкусовые различия вытекают из разной степени дисперсности. Хмелевые дубильные вещества благодаря более легкой окисляемости и большей восстановительной способности, а также большей активности в осаждении белков предохраняют хмелевые смолы, главным образом α-горькие. кислоты, от окисления и образования комплексов. Своим дегидратационным воздействием они способствуют осаждению в других случаях неосаждаемых белков. В связи с этим они действуют как стабилизирующий реагент. Значительная часть хмелевых дубильных веществ относится к группе флавоноидов. В хмеле, как правило, присутствуют гликозиды.
1.6 Флавоноловые гликозиды
Типичным представителем этой группы является кверцитрин, т. е. рамнозилкверцетина. Далее сюда относятся кемпферитрин, мирицитрин и другие тригликозиды и полигликозиды.
О
Флавон (2 – фенил – γ – бензипирон), основнойкаркас фливоповых производных
Флавонол (квецертин) — это 3-гидроксифлавон. В качестве сахарного компонента он содержит рамнозилкверцитрина, изокверцитринглюкозил и рутин β-рамнозидо-6-гликозил. Кемферол — это пентагидроксипроизводное, у которого заместителем в положении 3 является = Н. Кемпферитрин содержит в качестве сахарного компонента рамнозидорамнозил; мирицитрин — это гексагидроксипроизводное, у которого заместителем в положении 5 является = ОН и в качестве сахарного компонента он содержит рамнозил. Изокверцитрин и рутин были обнаружены также в японском хмеле.
Общее содержание флавонолов, выраженных как рутин, колеблется в хмеле разного происхождения в пределах от 0,14 до 0,85% в пересчете на сухое вещество.
1.7 Вещества типа хлорогеновой кислоты
Хлорогеновая кислота и ее производные являются переходными веществами сапонина. Из общего содержания дубильных веществ на хлорогеновую кислоту в хмеле приходится значительная.
Хлорогеновая кислота (дипептид кофейной и хинной кислоты)
К этой группе из производных n-гидроксибензойной кислоты- относятся кислоты протокатеховая, галловая, ванилиновая и сиринговая, из производных кофейной кислоты — кислоты кумаровая и феруловая. Некоторые из них в небольшом количестве содержатся в хмеле в мономерной форме, другие — образуются в результате кислого, щелочного или ферментативного гидролиза полимерных дубильных веществ.
При окислении сначала образуются о-хиноны, далее олигомеры и полимеры.
Фермент тиросиназа( о-дифенол : О2 оксидоредуктаза ) катализирует образование о-хинонов из хлорогеновой и кофейной кислот, которые могут деаминировать аминокислоты при отщеплении аммиака. Ферментативные реакции этого типа могут быть причиной известных в практике пивоварения случаев лобурения сусла и пива. Эти реакции ингибируют серные соединения хмеля (окуривание хмеля серой), а в пиве — цистеин.
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.