1.4 Кип’ятіння сусла з хмелем

image019.png

Після фільтрації відфільтроване сусло надходить у котел для варіння сусла з хмелем. Процес відбувається під тиском 0,02…0,03 МПа протягом 1,5…2 годин

image020.png

 

image021.png

Мета кип’ятіння — стерилізація сусла, стабілізація і ароматизація його складу гіркими речовинами хмелю. За цей час випаровується надлишкова кількість води, екстрагуються гіркі речовини хмелю, який додається у кипляче сусло в подрібненому вигляді або у вигляді екстракту. Кількість хмелю, що додається, залежить від сорту пива.

При кип’ятінні сусла відбувається ряд процесів:

- розчинення і перетворення компонентів хмелю;

- утворення і коагуляція білкових і дубильних речовин;

- випаровування води;

- стерилізація сусла;

- руйнування всіх ферментів;

- підвищення кольоровості сусла;

- підвищення кислотності сусла;

- утворення редукуючих речовин;

- зміна вмісту у суслі диметилсульфіду та інших летких речовин.

image022.png

При отриманні пива важливими компонентами хмелю є хмельові смоли і гіркі речовини, хмельова олія, дубильні речовини хмелю. Хмельові смоли або гіркі речовини хмелю – важливі для приготування пива хмельові компоненти, так як вони надають пиву гіркий смак, - кислоти – у холодному суслі майже не розчиняються. В киплячому суслі структура α-кислот витримує перебудову, яка називається ізомеризацією. Ізомеризовані сполуки, що виникли, мають значно більшу розчинність, ніж вихідні α-кислоти.

При кип’ятінні вихід ізогумулону, а з ним і гіркоти пива, залежить в основному від:

1) Природи ізогумулонів. Різні складові частини α-кислот мають різну ступінь ізомеризації, кращий вихід ізогумулону дає когумулон. Шляхом використання сортів хмелю з високим вмістом когумулону отримують більшу гіркоту пива.

2) Тривалості кип’ятіння. З підвищенням тривалості кип’ятіння підвищується вихід ізогумулону. Більша частина α-кислот до початку кип’ятіння ізомеризується і вихід із підвищенням тривалості кип’ятіння збільшується все повільніше. Через годину кип’ятіння більша частина гірких речовин ізомеризується.

3) Величини pH. Більша величина pH завжди дає кращу ізомеризацію, але гіркота при більш низьких значеннях pH завжди відчувається більш вирівняною і тонкою.

4) Концентрації гумулонів. З підвищенням норми внесення хмелю вихід ізогумулону зменшується, але це зменшення відбувається у вузьких межах (до10%).

5) Відділення ізогумулонів із зависів гарячого сусла. Значна частина ізогумулону адсорбується зависями.

6) Підвищення інтенсивності процесів ізомеризації. Наприклад, за допомогою використання більш високих температур кип’ятіння.

7) Ступеню подрібнення хмелю. Подрібнення підвищує швидкість екстракції і з нею – вихід гірких речовин.

При кип’ятінні сусла хмельова олія має таку властивість, як леткість, вона збільшується при тривалому кип’ятінні. Тому з метою часткового збереження у суслі кращих хмелевих олій, задають хміль з кращим ароматом за 15…20 хвилин до закінчення кип’ятіння.

Дубильні речовини хмелю розчинні у воді і відразу переходять у розчин. До цих речовин належать антоціани, таніни і катехіни. Вони беруть участь в утворенні завислих частинок гарячого сусла. При подальшому виробництві пива дубильні речовини полімеризуються все сильніше і можуть погіршувати стійкість пива. Дубильні речовини беруть участь в утворенні повноти смаку і гіркоти пива.

Дубильні речовини хмелю і солоду повність розчиняються у суслі і зв’язуються з його білками. Дубильні речовини солоду при цьому більш активні, ніж хмельові. Так як дубильні речовини знаходяться частково в окисленій формі, а білкові речовини мають різну величину молекул, утворюються різні, які відрізняються своєю поведінкою сполуки.

 

Кількість і час внесення хмелю (відео)

image023.png

 

При кип’ятінні сусла відбувається його упарювання до встановленої концентрації.

Інтенсивне кип’ятіння означає сильний рух вмісту апарату і одночасно сильне випаровування води. Тим самим кількість води, що випарувалася знаходиться в прямій залежності від бажаного ступеню відділення. Мірою інтенсивності випарювання є вся кількість води, що випарувалася під час варіння (ступінь випарювання).

Випаровування води потребує затрат енергоресурсів. Тому бажано не кип’ятити довше, ніж це необхідно; випаровувати багато води; по можливості частину використаної енергії застосовувати знову.

Оскільки випаровується тільки вода, екстрактивність сусла підвищується. Екстрактивність сусла підвищується разом з підвищенням ступеня випаровування і у гарячому охмеленому суслі вона може складати більш ніж 2% по відношенню до екстрактивності сусла при повному складі в сусловарильному апараті.

З пилом із солоду в затор потрапляє велика кількість різних мікроорганізмів, які якщо їх не знищити, можуть швидко викликати псування пива. При кип’ятінні сусла всі мікроорганізми, що містяться в суслі гинуть (стерилізація).

При кип’ятінні сусла повністю знищуються ферменти, які ще збереглися у ньому у невеликих кількостях (інактивація ферментів). В зв’язку з цим у складі сусла більш неможливі неконтрольовані зміни.

Після кип’ятіння сусло стає темнішим, так як утворюються меланоїдини і окисляються дубильні речовими, що обумовлює підвищення кольорності сусла. Гаряче охмелене сусло темніше, ніж приготовлене із нього пиво. При бродінні кольорність пива знижується знову.

image024.png

Кислотність сусла підвищується, так як при кип’ятінні утворюються меланоїдини, які дають кислу реакцію і, крім того, деяку частину кислотності вносить хміль. Багато важливих для пивоварного виробництва процесів краще і швидше протікають при пониженому значенні pH.

До таких процесів при кип’ятінні сусла відносяться:

- гарна коагуляція білково-дубильних комплексних сполук при pH 5,2;

- менше підвищення кольорності сусла при низьких значеннях pH;

- тонка і більш благородна гіркота хмелю при понижених значеннях pH;

- підвищена чутливість мікроорганізмів до більш низьких значень pH.

Недоліком при понижених значеннях pH є гірше використання гірких речовин хмелю, із-за чого його витрати мають бути більшими. Бажано перед закінченням кип’ятіння підкислити сусло до pH 5,0-5,1.

При кип’ятінні сусла утворюються сполуки, які здатні зв’язувати кисень сусла і надають відновлюючу дію. Ці речовини називаються редукуючими. До них відносяться, наприклад, меланоїдини.

image025.png

В процесі кип’ятіння метіонін перетворюється в альдегід, який потім перетворюється в диметилдисульфід (ДМС), а потім в метилмеркаптан.

Вміст ДМС в пиві залежить, головним чином, від наступних факторів:

- від сорту ячменю, місця його вирощування і року врожаю;

- від вологості ячменю при пророщуванні, тривалість пророщування, температура режимів пророщування і, особливо, режимів сушіння;

- від складу засипу (використання несолоджених матеріалів знижує вміст ДМС);

- спосіб затирання (при відварюванні частина ДМС випаровується);

- від конструктивних особливостей обладнання (в сучасних апаратах, в яких хоч і передбачається низький коефіцієнт випаровування і більш короткий процес кип’ятіння, інтенсивно протікає процес з подальшим видаленням ДМС із сусла);

- від технологічних режимів кип’ятіння сусла з хмелем (для видалення ДМС із сусла важливі інтенсивність кип’ятіння і рівномірність цієї дії на все сусло);

- від тривалості перебування сусла у гідроциклонному апараті (при тривалому перебуванні сусла в гідроциклонному апараті збільшується вміст ДМС в охмеленому суслі).