Способ приготовления пива с добавлением в сусло гумулатов щелочных металлов и лупулатов щелочных металлов - RU2718575C2

Описание

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%.

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 H₂SO₄ 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.

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 CO₂. 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.

15 г КНСО₃, 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.

Реферат

Изобретение относится к пивоваренной промышленности. Способ получения пива включает добавление в определенных количествах солей щелочных металлов и альфа-кислот и бета-кислот в сусло до или во время варки сусла, а после варки сусла стадию брожения сусла. При этом процесс изомеризации горьких кислот происходит в сусле. Также описано применение композиции, содержащей соли щелочных металлов и альфа-кислот и бета-кислот хмеля в процессе варки пива. Изобретение позволяет получить более высокую долю растворенных кислот в сусле по сравнению с обычной долей, а также повышенную эффективность экстракции. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 пр.

Формула