Главная страница Статьи о СФЭ

Статьи о СФЭ

Экстрагирование хмеля пива

ВВЕДЕНИЕ

Традиции пивоварения семь тысяч лет, она гораздо старше многих цивилизаций, не существующих ныне, знавших о ней. В то время как древние вавилоняне, римляне, ассирйцы и инки больше не вкушают нектар богов, стремление сварить лучшее пиво по сей день является приоритетной целью. Одним из методов улучшения вкуса пива является увеличение дозы хмеля. Экстрагирование хмеля сжиженным диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии - метод получения высококонцентрированной и высококачественной вытяжки хмеля(текучей и чистой).

Существуют 3 основных химических компонента хмеля:

α-кислоты, β-кислоты и летучие масла. Когда хмель добавляется в варящееся сусло, α-кислоты, такие как гумулон, термически деструктурируются в свои изомеры. Изомеризованные α-кислоты создают горький вкус пива, при этом обеспечивая легкий антибиотический эффект против грамположительных бактерий. В отличие от α-кислот, β-кислоты не изомеризуются во время процесса варки сусла. β-кислоты, такие как лупулон медленно окисляются в процессе стадий ферментации и хранения пива. Изомеризованная α-кислотная горечь выветривается во время хранения, в связи с тем, что β-кислоты возникают на более поздних стадиях процесса пивоварения; они обеспечивают более резкий горький вкус. Хмель может обладать определенными вкусовыми характеристиками (цитрусовый, Поэтому сухой хмель добавляется на конечных стадиях варки сусла или после охлаждения сусла с целью закрепления аромата пива. Для максимальной экстракции вкусовых характеристик SFT разработан метод лабораторной шкалы с использованием SFE

SFT-110 для экстракции хмелевого масла.

Двушаговое экстрагирование сжиженным диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии позволяет отделять ароматические и эфирные масла от горьких компонентов хмеля. SFT-110 производит натуральный, неизменённый масляный экстракт, усиливающий вкусовые характеристики натурального хмеля. Используя данный метод, пивовары способны достигнуть действительно улучшенного вкуса для наилучших потребительских характеристик. SFT-110 использует углекислый газ под давлением, что позволяет экстракции происходить при комнатной температуре, в результате чего генерируется наиболее чистый, наименее термически разрушенный экстракт. Углекислый газ также обладает преимуществом, поскольку он не привносит остаточных органических химикатов, что означает безопасность потребления всех экстрактов. Экстрагирование CO2 продлевает жизнь вкусу хмеля. Гранулированный хмель легко портится, а сохранность экстракта хмелевого масла может поддерживаться при определенном климате.

Оборудование
  • Лабораторные весы
  • Устройство SFT-110 SFE
  • Пробоотборник SFT 100 cc
  • Пробоотборный мешок SFT 100 cc
Материалы
  • Хмель гранулированный
  • Сосуд для сбора 2 SFT
  • Вытяжная труба 1 SFT


Рисунок 1. Устройство SFT-110 SFE
Метод простого двушагового экстрагирования SFE с использованием SFT-110 был применен для отделения ароматических компонентов хмеля от горьких. Четыре образца: гранулированный хмель Sorachi Ace, Summit, U.S. Brewer’s Gold, и U.S. Northern Brewer использовались для данного эксперимента. Все образцы были собраны в 2011 году и приобретены в Лэйбл Пилерс Инк. Взвесьте 20 грамм гранулированного хмеля на лабораторных весах. Измельчите гранулы до размера 1x1мм и поместите в пробоотборный мешок SFT 100 cc. Поместите пробоотборный мешок SFT 100 cc в пробоотборник SFT 100 cc (10 кфунт/дюйм, режим 200°C). Герметично закройте сосуд и установите в устройство SFT-110 SFE. Две масляные фракции будут собраны посредством многократного впитывания (10) и динамического потока. Поместите предварительно взвешенный сосуд для сбора SFT на линию стока. Приготовьте экстракт образцов согласно следующим параметрам:


Параметры экстрагирования
Две масляные фракции будут собраны посредством циклов многократного замачивания и динамического потока согласно инструкциям ниже.

Фракция 1: ЭКСТРАКТ ЭФИРНОГО МАСЛА
  • Давление: 2180 psi
  • Температура: 40°C
  • Расход CO2: 4мл/мин.
  • 10 статических и динамических шагов по 15 минут на каждый
После Фракции 1 смените сосуд для сбора и замените другим, чистым, пропитанным дёгтем сосудом для продуктов Фракции 2.

Фракция 2: ГОРЬКИЕ КОМПОНЕНТЫ
  • Давление: 4350 psi
  • Температура: 40°C
  • Расход CO2: 4мл/мин.
  • 10 статических и динамических шагов по 15 минут на каждый
После Фракции 2 можно убрать пробоотборный мешок SFT 100 cc из сосуда SFT- 100 cc и приступить к очистке SFT-110 SFE.

Результаты

Ароматические экстракты способствуют образованию иного цвета продукта по сравнению с горьким экстрактом. Фракция 1, эфирное масло и экстрагированный ароматный хмель придают ярко-желтый цвет. Фракция 2, экстрагированный горький компонент придает темно-желтый или даже коричневатый цвет
Тип хмеля Выход @ 2180 psi (г/100 г.) Выход @ 4350 psi (г/100 г.) Итого выход
Sorachi Ace 13.65 9.79 23.44
Summit 12.94 8.31 21.25
U.S. Brewer's Gold 9.89 8.66 18.55
U.S. Northern Brewers 12.20 4.59 16.79
Таблица 1. SFE-CO2 Различие технологических выходов экстрагирования хмеля

Таблица 1 представляет результаты экстрагирования для 4 типов хмеля при 2180 и 4350 psi. Эти конкретные типы хмеля были отобраны в связи с высоким содержанием в них масел.

Как можно заметить, Sorachi Ace, широко используемый в виду его лимонной и укропной эссенций в индийском светлом пиве и эле, обладает наибольшим технологическим выходом продукта. Summit, U.S. Northern Brewer, и U.S. brewer Gold соответствуют друг другу по технологическому выходу.

Рисунок 2 представляет результаты по технологическому выходу экстрагирования для Sorachi Ace при 2180 и 4350 psi. В основном, данная таблица служит для иллюстрации технологического выхода при SFE CO2 экстрагировании хмеля в дискретные моменты времени.

Рисунок 2. SFE-CO2 Экстрагирование Sorachi Ace

Рисунок 3 - ГХ-МС хроматограф экстракта Sorachi Ace при 4350 psi. Обратите внимание на наличие лупулона и его компонентов, т.е. β-кислот.

Рисунок 3. ГХ-МС Экстракт Sorachi Ace @ 4350 psi

Выводы

Ароматические и горькие компоненты хмеля могут быть экстрагированы при использовании лабораторного устройства SFT-110 SFE. Экстрагирование сверхкритическим CO2 способствует отделению специфических компонентов с небольшой настройкой температуры или давления.

В отношении хмеля, ароматические элементы/эфирные масла экстрагируются при 2180 psi, горькие компоненты экстрагируются при 4350 psi. Sorachi Ace дает наиболее высокий технологический выход ароматных и горьких фракций. Анализ методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии фракции горького масла Sorachi Ace показал на выходе лупулон и его компоненты. Эти компоненты - единственная характерная черта горьких фракций. Характерные ароматические соединения, а именно гумулон или его изомеры представлены в анализе ГХ-МС Sorachi Ace при 2180 psi, показывая, что двухфазное экстрагирование действительно оказалось эффективным при выделении ароматических и горьких компонентов.

Ссылки

Зоран, Зекович, Пфаф-Совлянский Ивана, Гружик Олгика. "Сверхкритическая флюидная экстракция хмеля". Журнал Сербского Химического Сообщества 72.1 (2007): 81-87

Переведено специалистами ООО “Биолент”