Вредители зерна и борьба сними

Основными вредителями зерна являются: грызуны (мыши, крысы), клещи, долгоносики, зерновая моль.

Клещи самые распространенные вредители размером не более 1мм. Они любят тепло и влагу. Температура размножения – 18–30ºС. При влажности ниже 12 % деятельность клещей прекращается, а при минусовой температуре клещи погибают. Клещи поражают зародыш.

Различают три степени зараженности: 1 – в 1кг зерна насчитывают от 1 до 20 особей, 2 – в 1кг более 20 клещей, 3 – в зерне образуется сплошная войлочная масса. Допускается переработка на солод ячмень с первой степенью зараженности.

Амбарный долгоносик – наиболее опасный вредитель. Он и его личинки выедают внутренность зерна. Размер без хоботка – 2,2–4,1мм, длина хоботка равна 1/4 длины тела. Оптимальная температура размножения 22–25ºС. Бороться с долгоносиком трудно, поэтому ячмень любой степени зараженности долгоносиком непригоден для пивоварения.

Зерновая моль – бабочка длиной от 4 до 6мм с серебристыми, блестящими крыльями с темно-коричневыми пятнами.

Бабочка откладывает яйца на поверхности зерна. Вылупившиеся из яиц гусеницы выедают мучнистую часть зерна. В результате снижается масса и качество зерна, увеличиваются потери.

Долгоносик, зерновая моль, клещи вредны не только тем, что они поедают зерно, но также и тем, что откладываемые ими экскременты служат очагом для развития микроорганизмов и самосогревания зерна.

Мышевидные грызуны (крысы, мыши) способны уничтожить большое количество зерна. Опасной является крыса, которая съедает в год до 25кг зерна и к тому же быстро размножается. Крысы способны повреждать постройки.

Меры борьбы:

-перед приемкой ячменя нового урожая склады очищают, ремонтируют, дезинфицируют, проводят газовую дезинсекцию фумигантами или опрыскивают водным раствором ядохимикатов;

-ячмень с влажностью более 15,5%,зараженный вредителями не принимается;

-не допускать повышения температуры и влажности зерна;

-при обнаружении вредителей зерно необходимо проветрить и очистить на зерноочистительных машинах;

-партии зерна, зараженные клещом, складируют в отдельном помещении и перерабатывают в первую очередь;

-для уничтожения грызунов применяют газовую обработку и приманки с ядом.

 

1. Ботаническая характеристика хмеля

2. Химический состав хмеля

3. Послеуборочная обработка и хранение хмеля

4. Качественная оценка хмеля

 

1. Ботаническая характеристика хмеля

Хмель - второе после ячменя основное и незаменимое сырье пивоварен­ного производства. Он содержит специфические вещества, которые придают пиву характерный горький вкус и своеобразный аромат. Сосредоточены эти вещества, в основном, в зернах лупулина.

В настоящее время в пивоварении используется более 100 сортов отече­ственного и зарубежного хмеля. В России основными районами возделывания хмеля являются Татария и Чувашия. Крупнейшие зарубежные производители хмеля: Германия, США, Китай, Чехия, Англия, Бельгия. Наиболее распространенные отечественные сорта: Клон 18, Житомирский 5, Житомирский 8, Полесский, Сильный, Серебрянка, Урожайный и др. Из зарубежных сортов в отечест­венном пивоварении применяются: Халлертауер «Бреверс Гольд», Халлертауер «Норсерн Бревер», Халлертауер «Магнум» (Германия), Кластер (США), Таргет (Бельгия), Жатецкий (Чехия) и др.

По использованию в пивоварении все сорта можно разделить на 2 груп­пы: тонкие и грубые. Тонкие сорта содержат горьких веществ около 15 %, в том числе а-кислот от 3 до 5 %. Они используются для охмеления сусла. Это Клон 18, Житомирский 8. Грубые сорта содержат горьких веществ более 20 % и а-кислот от 8 до 16 %. Используются для получения хмелевых препаратов. Это такие сорта, как Сильный, Урожайный.

В зарубежной практике пивоварения все сорта хмеля делят на 3 группы: ароматические, горько-ароматические, горькие. Ароматические сорта отли­чаются приятным хмелевым ароматом, который обусловлен высоким содержа­нием ароматических составляющих (кариофиллен). Содержание а-кислоты в таких сортах 2,5-5,0 %, содержание когумулона менее 20 %. Это сорта Халлер­тауер «Шпальтер Селект», Перле (Германия). Горько-ароматические сорта содержат а-кислот 6-7 %, имеют повышенную горечь по сравнению с аромати­ческими сортами. Это сорта Халлертауер «Традицион», Халертауер «Бреверс Гольд (Германия). Первые две группы сортов используются для охмеления сус­ла. Горькие сорта - сорта с очень высоким содержанием а-кислоты (от 10 до 18 %). От хорошего горького сорта требуется также, чтобы содержание когумуло­на было не более 25 %. Этому отвечают немецкие сорта Халлертауер «Магнум», Халлертауер «Наггет». Как правило, горькие сорта используются для по­лучения хмелевых экстрактов.

2. Химический состав хмеля

Химический состав хмеля зависит от сорта, способа культивирования, почвенно-климатических условий выращивания и послеуборочной обработки. В среднем химический состав следующий, %: влажность 10-14; горькие веще­ства 10-22; эфирные масла 0,2-1,7; полифенольные вещества 2-5; клетчатка 10- 16; азотистые вещества 15-24; безазотистые экстрактивные вещества 25-30; ми­неральные вещества 7-10; сахара 2-4.

Для пивоварения наибольшее значение имеют горькие, полифенольные вещества и эфирные масла. Они придают пиву горьковатый вкус, специфиче­ский аромат и способствуют повышению пеностойкости.

Горькие вещества (называемые смолами) - основная и наиболее важная с технологической точки зрения составная часть хмеля. Хмелевые смолы класси­фицируются следующим образом (рис. 8).

Рис. 8. Классификация горьких веществ хмеля

 

а-горькая кислота - гумулон, представленный гомологами: адгумулоном, когумулоном, прегумулоном и постгумулоном- важнейший компонент, который определяет товарную ценность хмеля. Это слабая одноосновная кислота. Рас­творяется в кипящей воде, при этом образуется коллоидный раствор. С увели­чением pH растворимость увеличивается. Является хорошим пенообразовате­лем и обладает сильным антисептическим действием. Когумулон превращается в изомер легче других компонентов а-кислоты, поэтому сорта хмеля с большим содержанием когумулона имеют и большую горечь. Но этой фракции приписы­вают негативную роль в формировании горечи пива, поэтому считается, что оп­тимальное содержание когумулона должно быть менее 20-25 % от содержания а-кислот. При кипячении сусла с хмелем a-горькие кислоты изомеризуются, переходят в пиво и формируют его горечь.

В-горъкая кислота - лупулон,представленный гомологами: адлупулоном, колупулоном, прелупулоном и постлупулоном. Растворимость лупулона мень­ше, горечь и пенообразующая способность ниже, чем гумулонов. Антисептиче­ские свойства намного выше. При созревании хмеля часть этих кислот превра­щается в более мягкие а-кислоты. При кипячении сусла с хмелем лупулоны практически не преобразуются и полностью остаются в дробине.

а- и ft-мягкие смолыобразуются на первой стадии окисления горьких ки­слот. Обладают большей растворимостью в сусле и пиве, чем соответствующие кислоты. Представляют собой вязкую массу красно-коричневого цвета с силь­ным горьким вкусом.

Неспецифические мягкие смолы (резупоны)- это продукты разложения а- и (3-горькой кислот.

Твердые смолы- продукты окисления мягких смол, у-смолагоречью не обладает, S-смолаимеет грубую горечь (в 8 раз меньше, чем а-кислоты), хоро­шо растворима в сусле и пиве. Ценности для пивоварения они не имеют.

Полифенольные вещества представлены танинами, флавонолгликози- дами, катехинами и антоцианогенами(составляют около 80 % полифенолов хмеля). Обладают вяжущим вкусом, являются антиоксидантами, т.к., окисляясь, предохраняют от окисления горькие вещества хмеля. При кипячении осаждают белки сусла и способствуют его осветлению. Участвуют в формировании вкуса пива. Но при высоком содержании появляется грубый вкус. Могут связываться с солями железа, при этом пена приобретает коричневый оттенок. При хране­нии окисляются и превращаются в красно-коричневые соединения с неприят­ной горечью - флобафены.Поэтому при использовании старого хмеля у пива появляется посторонняя неприятная горечь.

Хмелевое масло относится к типу эфирных масел, придает хмелю харак­терный аромат. Это прозрачная жидкость светло-желтого цвета с сильным аро­матом, масло растворимо в эфире, спирте, в воде - очень плохо. Клейкость све­жего хмеля обусловлена выделением хмелевого масла. Хмелевое масло задер­живает окисление горьких и полифенольных веществ хмеля. При хранении по- лимеризуется, осмоляется или расщепляется с образованием кислот, и хмель теряет аромат и клейкость.

По химическому составу хмелевое масло - смесь углеводородной (40-80 %) и кислородсодержащей (60-20 %) фракций.

Основную часть углеводородной фракции (60-80 %) составляют: мирцен, кариофиллен, гумулен и фарнезен. Мирценпридает хмелю свойственный аро­мат, а пиву жесткий вкус и резкий запах, легко окисляется и превращается в со­единение с неприятным запахом старого хмеля. Гумулен, кариофиллен и фарне­зенспособствуют получению пива с тонким ароматом, поэтому в хмелевом масле должно быть меньше мирцена и больше гумулена, кариофиллена и фар- незена. Соотношение гумулена и кариофиллена должно быть не менее 3.

Кислородсодержащая фракция представлена спиртами (бутанол, изобута­нол, гексанол и др.), сложными эфирами, альдегидами.

Азотистые вещества на 50 % представлены растворимой фракцией (альбумозы, пептоны, полипептиды, аминокислоты). Эти соединения ассими­лируются дрожжами.

Пектиновые вещества участвуют в создании полноты вкуса, пенообра- зовании и пеностойкости.

Сахара: по 0,5 % содержится фруктозы, сахарозы и глюкозы, а также не­много раффинозы.

Липиды - воск мирицин(до 1,5 %). Покрывает шишки, придает им блеск, предохраняет от увлажнения, высыхания и поражения микроорганизмами. В небольших количествах содержатся жирные кислоты: олеиновая, линолевая, стеариновая и пальмитиновая.

Кислоты: органические - яблочная, лимонная, щавелевая; неорганиче­ские - серная, фосфорная, кремневая. Они обусловливают кислый характер и буферность вытяжек из хмеля.

Из витаминов в хмеле содержатся: тиамин, пиридоксин, никотиновая кислота, биотин, рутин, пантотеновая кислота.

Из минеральных веществ содержатся: фосфор, калий, магний, кальций, железо, натрий, кремний, сера.

Цвет шишек обусловлен наличием красящих веществ: хлорофилла, ан- тоцианов и танинов.Эти соединения окрашивают лепестки в разные цвета.

3. Послеуборочная обработка и хранение хмеля

Хмель собирают в период технической зрелости. В этот период шишки плотно закрыты, и зерна лупулина имеют светло-желтый цвет. При наступле­нии физиологической стадии зрелости шишки раскрываются, и зерна лупулина высыпаются. Это приводит к снижению технологических свойств хмеля.

Свежеубранный хмель имеет влажность 77-82 %, поэтому уже через 3-6 час хранения резко снижается его качество. Для снижения влажности и увеличе­ния продолжительности хранения хмель сушат. Для этой цели используют одно-, трех- и пятиярусные сушилки полунепрерывного действия. Начальная темпера­тура сушки 20-30 °С, конечная - 65-70 °С. Сушку проводят осторожно, т.к. при сушке теряется до 25 % а-кислот, происходит изменение полифенольных ве­ществ, эфирных масел, технологические свойства хмеля ухудшаются.

После сушки влажность в хмелевой шишке распределена неравномерно. При средней влажности 8-9 %, влажность лепестков составляет 5-6 %, а стер­женьков - 12-18 %. Лепестки неплотно прилегают друг к другу, шишки раскры­ваются, это приводит к потере лупулиновых зерен. Поэтому для повышения прочности шишек и перераспределения влаги через слой свежевысушенного хмеля высотой 10-15 см пропускают кондиционированный воздух влажностью 64-68 % до достижения влажности хмеля 12-13 %.

Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов, сохранения цвета и горьких веществ проводят сульфитацию. Для этого хмель окуривают серой или обрабатывают диоксидом серы.

Для уменьшения объема хмель прессуют. При этом удаляется большая часть воздуха, и снижаются окислительные процессы. Для предохранения прес­сованного хмеля от действия света и влаги хмель упаковывают в мешки джуто­вой ткани или полиэтиленовой пленки или баллоты. Баллоты имеют форму ци­линдра, обшиты джутовой тканью, диаметр составляет 60-70 см, высота 120-130 см, масса до 170 кг. На каждый вид упаковки наносят маркировку, в которой указывают: наименование продукции, предприятия-изготовителя, номер партии, год урожая, массу брутто и нетто, способ уборки (машинный или ручной).

Хранят хмель в хмелехранилищах при относительной влажности воздуха 55-70 % и температуре 0,5-2,0 °С на деревянных решетчатых стеллажах, кото­рые располагают на высоте 20 см от уровня пола. Хранение на цементном полу запрещено, так как возможно отпотевание. Мешки и баллоты устанавливают вертикально, неплотно друг к другу. Они не должны соприкасаться со стенами хранилищ, проходы между рядами оставляют не менее 0,5 м.

При хранении хмеля под действием кислорода, ферментов происходят окислительные и биохимические процессы. Уменьшается количество а-кислот, мягких смол, накапливаются твердые смолы. Окисляются полифенолы, эфир­ное масло, и теряется аромат хмеля.

Продолжительность хранения хмеля составляет: в мешках - до 1-го года, в баллотах - до двух лет.

4. Качественная оценка хмеля

Оценку качества хмеля проводят по органолептическим и физико­химическим показателям.

По внешнему виду шишки хмеля должны быть целыми, закрытыми, не поврежденными.

Аромат хмеля должен быть чистый, специфический, очень тонкий, но не острый, без постороннего запаха, например, запаха серы.

Хмель хорошего качества почти не содержит семян и имеет высокое со­держание лупулина. Хмель среднего качества имеет большое содержание семян и острый хмелевой аромат, иногда с посторонним запахом (например, фрукто­вым). Более грубый хмель - оплодотворенный, семенной. Аромат у него резкий, часто не хмелевой, с чесночным или другим посторонним запахом.

Посторонними запахами для хмеля являются: дымный, горелый, луковый, чесночный, соломенный, травяной, серный.

Травяной запах свидетельствует о том, что хмель убран в незрелом со­стоянии. Сырный, затхлый запахи являются признаком нежелательных химиче­ских и биохимических процессов.

Качество хмеля-сырца регламентируется ГОСТ 21946 (хмель-сырец в ви­де шишек, высушенных и прошедших отлежку), прессованного хмеля - ГОСТ 21947 (хмель прессованный, сульфитированный).

Цвет шишек должен быть от светло-желто-зеленого до золотисто-зеленого. Недозрелый хмель имеет зеленый и серо-зеленый цвет, перезрелый - коричневый и красный. Коричневые и красноватые пятна указывают на поражение болезнями или вредителями, белый налет - на поражение мучнистой росой, черный налет - плесени. Плохо хранившийся хмель имеет матовую окраску и темно-коричневый цвет (это указывает на самосогревание). Цвет зерен лупулина должен быть от ли­монно-желтого до золотисто-желтого, с блеском, поверхность зерен - клейкая. Красно-желтая, красно-коричневая окраска зерен, сухость свидетельствуют о сушке хмеля при высокой температуре или о старости хмеля.

Физико-химические показатели качества хмеля приведены в таблице 4.

Не допускается использовать в пивоварении хмель с прелым, затхлым, сырным, дымным запахом, пораженный плесенью, болезнями, вредителями, с содержанием посторонних (не хмелевых) примесей.

Таблица 4

Физико-химические показатели качества хмеля в соответствии с требованиями ГОСТ 21946 и 21947

 

5. Препараты на основе хмеля

Хмель является очень дорогим сырьем. Перевозить прессованный хмель неэффективно из-за больших объемов. В мировой практике используется толь­ко до 20 % шишкового хмеля, а доля хмелевых препаратов составляет 80 % (50 % гранулированный хмель и 30 % хмелевые экстракты).

Препараты на основе хмеля можно подразделить на 2 группы: хмелевые препараты (порошкообразный, гранулированный хмель) и хмелевые экстракты (неизомеризованные, изомеризованные, одностадийного и двухстадийного спо­собов получения).

Отечественной промышленностью разработана и внедрена технология получения порошкообразного, гранулированного хмеля и экстрактов.

Порошкообразный хмель. Прессованный хмель из баллота расщепляют и сушат при температуре 45-50 °С до влажности 5-6 %. Затем измельчают на мо­лотковой дробилке, прессуют в брикеты массой 280-300 г при давлении 70-80 МПа и упаковывают под вакуумом в пакеты из полимерной пленки. Влажность готового продукта составляет 6-7 %.

Гранулированный хмель. Высушенный и измельченный хмель до разме­ра частиц 0,5 мм пропускают через матрицу гранулятора при давлении 10 МПа. Температура в процессе гранулирования повышается до 65 °С, поэтому грану­лы быстро охлаждают до 18-20 °С в отсутствии кислорода, чтобы не происхо­дило окисления горьких веществ, и упаковывают под вакуумом в пакеты из полимерной пленки или фольги в атмосфере инертного газа. Гранулы зеленого цвета, влажность не более 13 %, содержание а-кислот не менее 2,5 %, имеют размеры: диаметр 10 мм, длину 15 мм.

Гранулы-концентрат(выпускают за рубежом) - гранулы, обогащенные лупулином. Высушенный до влажности 5 % хмель измельчают при температуре минус 30 - минус 35 °С, при этой же температуре отделяют зерна лупулина, чтобы не было окисления горьких веществ, удаляют лепестки, стерженьки. За­тем дозируют зерна до содержания а-кислоты до 15 % и гранулируют обычным способом.

Изомеризованный гранулированный хмель(выпускают за рубежом) про­изводят аналогично гранулам-концентрату, но перед гранулированием добавля­ется окись магния, которая является катализатором и способствует реакции изомеризации а-кислот. Для лучшей изомеризации упаковки выдерживают в термокамере при температуре 50 °С. Использование изомеризованного грану­лированного хмеля имеет ряд преимуществ: увеличивается выход изо-а-кислот; сокращается продолжительность кипячения; можно хранить такой хмель при комнатной температуре; образуется меньше взвесей при кипячении.

Применение гранулированного хмеля по сравнению с Шишковым увели­чивает выход горьких веществ примерно на 10 %.

Хмелевые экстракты - хмелепродукты, полученные при обработке ши­шек различными растворителями. Отечественная промышленность получает экстракты с использованием нетоксичных растворителей (в основном, этиловый спирт и жидкий СО2). Получают экстракты в 1-й или 2-й стадии. При односта­дийном способе извлекаются только горькие и ароматические вещества при по­мощи растворителей. При двухстадийном способе: на первой стадии извлекают­ся горькие и ароматические вещества, на второй - горячей водой полифенолы.

СО 2-экстракт.Измельченный хмель обрабатывают жидким диоксидом углерода в течение 50-80 мин при температуре 20-25 °С, давлении 4,5-5,5 МПа, при соотношении «растворитель - хмель» 8:1. Экстракт концентрируют путем удаления СО2 при температуре 30-35 °С. Полученный экстракт - вязкая масса желтого или светло-коричневого цвета, с хмелевым запахом, содержанием су­хих веществ не менее 80 %. Массовая доля а-кислот - не менее 28 %.

Преимущества способа: жидкий СО2 нетоксичен, дешев, инертен, имеет высокую избирательную способность к извлечению горьких и аромати­ческих веществ. Недостаток: экстракт содержит только горькие и ароматиче­ские вещества, полифенолы не экстрагируются, поэтому полностью заменять хмель таким экстрактом нельзя, возможная замена - до 50 %.

Спиртовой экстракт.Экстракцию измельченного хмеля проводят рек­тификованным 90 %-м этиловым спиртом. Этиловый спирт отделяют под ва­куумом. Спиртом полностью извлекаются горькие и ароматические вещества, полифенолы - незначительно. Поэтому для извлечения полифенолов проводят экстракцию горячей водой. Готовый экстракт - вязкая жидкость темно-зеленого цвета или с коричневым оттенком, хмелевым запахом с присутствием запаха этилового спирта. Содержание сухих веществ - не менее 60 %; а-кислот - не менее 9-12 %.

Изомеризованный экстракт. Изомеризацию а-кислот проводят после экс­тракции хмеля в щелочной среде (pH 7,0-9,5) при кипячении, в результате чего пиво приобретает слегка мыльный привкус. Это основной недостаток изомери- зованных экстрактов. Для ускорения процесса выделения горьких кислот и их изомеризации добавляют в качестве катализатора реакции соли магния.

В зависимости от содержания органических веществ изомеризованные экстракты условно подразделяют на 2 типа: очищенные и неочищенные.

Неочищенные изомеризованные экстракты - смесь изо-а-кислот, (3- кислот, мягких и твердых смол, других соединений.

Очищенные изомеризованные экстракты содержат смесь изо-а-кислот или их солей и веществ, обладающих свойствами изо-а-кислот. Такие экстрак­ты можно использовать на любой технологической стадии (даже добавлять в готовое пиво для окончательного формирования вкуса).

Преимущества использования хмелевых экстрактов: стойки при хранении; масса их в 2 раза, а объем в 25 раз меньше хмеля; выход горьких ки­слот составляет до 95 %.

Хранят хмелепродукты на складах аналогично прессованному хмелю, экстракты можно хранить в неохлаждаемом помещении.