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)

B.M. Бахир

ОАО “НПО Экран” (г. Москва)

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 _x005F_x005F ±-кислоты 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; да = 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 католита при температура 30…35
°С позволяет увеличить содержание изогумулона 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-кислоты при охмелении сусла
— получение экстрактов с применением ферментных препаратов. Для этой цели были
выбраны два ферментных препарата — Целлобранин Г3х и Ксилоглюканофоетидин П10х.
Выбор ферментных препаратов обусловлен составом клеточных стенок растительного
сырья — целлюлозы, гемицеллюлозы 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 ос-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 _x005F_x005F ±-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 ос-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 кипячение 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
j = -700… -800 и ферментных препаратов Целлобранина ГЗх и Ксилоглюканофоетедина
П1 Ох позволяет вдвое уменьшить потери _x005F_x005F ±-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. Купце В., Мит Г. Технология солода и пива: пер. с нем. — СПб.: Профессия,
   2001.
4. “Электрохимическая активация-9”.ПервыйМеждународный симпозиум “ЭХА
   в медицине, сельском хозяйстве, промышленности”.— М., 1997.

Опубликовано в журнале “Пиво и напитки”, №2, 2004.

• К списку статей