ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗАМЕНЫ ХМЕЛЯ ЛИСТЬЯМИ ХВОЙНЫХ ДЕРЕВЬЕВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВА

Махнева Екатерина Юрьевна

студентка 5 курса, кафедра МАХиПП БТИ (филиал) АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Бйиск

E-mail: nysha-00@mail.ru

Павлов Игорь Николаевич

научный руководитель, канд. тех. наук, доцент, БТИ (филиал) АлтГТУ им. И.И.

Ползунова, г. Бйиск

Одной из актуальных тем 21 века является борьба за здоровый образ жизни. Выражение «Человек-это то, что он ест» знает, наверное, каждый. Однако не каждый готов до конца осознать, что в таком случае мы, жители городов, представляем собой говорящие токсины, красители и консерванты. Ведь 80 % от общей массы вредоносных веществ мы получаем из еды, 5 % через воздух и 15 % через напитки и воду.

Третьим по популярности в мире напитком после воды и чая и самым популярным алкогольным напитком в мире является пиво.

Пиво — слабоалкогольный напиток, получаемый спиртовым брожением солодового сусла (чаще всего, на основе ячменя) с помощью пивных дрожжей, с добавлением хмеля [5]. Пиво распространено во множестве стран мира и пользуется популярностью благодаря своим вкусовым качествам и аромату. Существует около тысячи сортов пива. Вкусовые характеристики разных видов могут кардинально отличаться.

Одним из важнейших компонентов пива, оказывающим влияние на формирование специфического вкуса и запаха, является хмель.

В качестве сырья для приготовления пивного сусла хмель стал применяться не сразу. Так древние германцы для придания пиву характерного вкуса использовали дубовую кору, листья ясеня и даже бычью желчь. Для пивоварения используют женские шишки сорта хмеля обыкновенного.

Большинство историков склонны приписывать основы хмелеводства и хмеля-пивоварения славянским народам [1]. Существует мнение, что именно у славян во время великого переселения народов на территории Римской империи в IV—VII веках был принят обычай подмешивать хмель к напиткам. Известно почти доподлинно, что именно в наших землях стали впервые выращивать хмель как сельскохозяйственную культуру. Было это еще во времена Киевской Руси. Хотя исторические источники уверяют, что и в то время продолжали активно собирать дикий хмель, и доля хмеля культурного составляла не более 10—15 % от вала.

И что интересно: когда образованная Европа еще и не слышала об использовании в пивоварении хмеля, наши предки, наоборот, уже не могли представить себе этот напиток в другом приготовлении. То есть, шли в этом деле в авангарде пивной технологической мысли.

На Запад хмель, как считает большинство историков, попал именно от славян. Первыми в тех местах в пивоварении его стали применять монахи-бенедиктианци в Южной Германии. Чуть позже технологию переняли монастыри других орденов (францизсканци и августинцы), а затем он попал в светское пивоварение. Происходило это в X—XI вв. С применением хмеля пиво заметно прибавило «прочности» и перестало быть столь скоропортящимся продуктом. Уже в XIII в. стали варить пиво, способное сохраняться несколько месяцев. Назвали его «мартовским».

Хмель обыкновенный — это многолетнее двудомное растение семейства коноплёвые, с длинным, шнуровидным, ползучим корневищем. У женских растений соцветия представляют собой плотные шишки, собранные из 20—60 цветков. В нижней части шишек в клетках образуется лупулиновые железы с горькими веществами. Размножается семенами и вегетативно [8].

Хмель распространен почти во всех районах европейской части на Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, на дальнем Востоке и в Средней Азии. Растет на влажных и сырых плодородных почвах в черноольховых лесах [2].

Хмель является также лекарственным растением, идущим на приготовление препаратов с успокоительным (седативным), мочегонным и противовоспалительным действием, используется для приготовления так называемого успокоительного чая в смеси с другими растениями.

Семейство коноплевые содержат психоактивные вещества, каннабиноиды. Это химическое вещество, оказывающее дурманящее воздействие, сосредоточено главным образом в клейкой золотистой смоле, которая выделяется из цветков на женских растениях [7].

Также в шишечках хмеля содержится 8-пренилнаргенин — вещество, относящееся к классу фитоэстрагенов (фито — растение, эстроген — женский половой гормон), что придает хмелю эстрогенную активность. Содержание фитоэстрагенов в хмеле достигает значительных величин от 20 до 300 мг на 1 кг растительной массы. В самом готовом продукте-пиве их количество достигает до 36 мг/л. Этого количества достаточно для оказания отчетливого гормонального воздействия на организм человека.

Мужчина, потребляя пиво, в существенной степени замещает в собственном организме мужской гормон на женский. Раньше мужской гормон давал ему активность, волевые качества, стремление к победе, желание лидировать, а теперь мы получаем безвольное, апатичное существо промежуточного рода, способное лишь лежать на диване и тупо смотреть в телевизор. Далее могут появиться раздражительность и стервозность. Фигура такого существа тоже меняется — расширяется таз, жир откладывается по женскому типу — на бедрах. Мышцы живота слабеют, и появляется «пивной живот». По некоторым данным, в запущенных случаях из этих грудей начинает сочиться молозиво. Сердце, вынужденное каждый день перекачивать излишнее количество жидкости, поступающей с пивом, заметно увеличивается в размерах, его стенки становятся более тонкими и дряблыми, снаружи оно зарастает жиром.

Женский организм работает сложнее и изящнее мужского, в нем каждый месяц гормональный фон существенным образом меняется, и вторжение в этот тонкий механизм введением фитоэстрагенов или других гормональных препаратов грозит серьезными последствиями вплоть до бесплодия. В нормальном состоянии организм женщины сам вырабатывает столько эстрогена, сколько ей в данный момент нужно. Если женщина пьет пиво, то таким образом вводит в свой организм дополнительное количество женского гормона. Все это ставит под вопрос пригодность такой женщины для продолжения рода. Действие хмеля на женщин было давно известно. Так, их старались не использовать для сборки «шишечек» хмеля на плантациях.

В связи с этим и стоит цель изучить возможность замены хмеля подобным по его свойствам продуктом с целью предотвращения пагубного воздействия хмеля на организм.

Задачи:

1.  Изучить историю происхождения хвойного пива.

2.  Рассмотреть компонентный состав хвои сосны и ели.

3.  Произвести сравнительный анализ хвои и хмеля. Отметить полезные свойства хвои для организма человека.

4.  Выделить основные аспекты влияния различных факторов на химический состав хвои.

5.  Указать применение хвои в различных отраслях промышленности.

6.  Объектами исследования являются хвоя сосны, хвоя ели, шишки хмеля обыкновенного.

В истории пивоварения нет точной даты, с момента которой пошла традиция варить пиво из молодой хвои. Изучив историю пивоварения, выяснили, что первый рецепт хвойного пива придумали несколько веков назад жители Северной Европы. Существуют рецепты пива,  сохранившиеся с 19 века. Люди в домашних условиях готовили так называемый хвойный отвар, который они назвали пивом, но без добавления хмеля. Но европейцы о хвойном пиве к 21 веку забыли, зато у жителей Канады, США, Австралии оно пользуется весьма неплохой популярностью. Это очевидно, так как в северных широтах сосны и ели растут в изобилии, поэтому именно они впервые предложили заменить хмель хвоей сосны. Но хвойными растениями не только заменяли недостающие компоненты пива, но и не допускали отравления загрязненной водой среди воинов и моряков за счет бактерицидных свойств хвои.

В процессе работы  была рассмотрена только хвоя двух пород деревьев, это связано с тем, что, во-первых, исторически было упомянуто, что использовалась именно хвоя, во- вторых, от общей массы дерева хвоя занимает более 60 %. [9]. (Таблица 1).

Таблица 1.

Механический состав древесной зелени.

Хвойные — это крупная, древняя группа голосеменных растений. К хвойным относятся кедр, кипарис, пихта, можжевельник, лиственница, ель, сосна, секвойя, тис и каури. Но так как в истории пивоварения были упомянуты два вида хвойных — это ель и сосна, рассмотрим их в качестве замены хмеля.

Сосна — это типовой род хвойных деревьев семейства сосновые. Существует около 120 видов сосны. Сосны — вечнозеленые, богатые смолой деревья, очень крупные, реже мелкие. Побеги у сосны двух типов: длинные и укороченные. Листья на длинных  побегах игольчатые сидят пучками по 2—5 штук [6].

Этот вид сосны широко распространен в Евразии, начиная с Испании и Великобритании и далее на восток до бассейна реки Алдан и среднего течения Амура в Восточной Сибири, образует чистые насаждения и растет вместе с елью, березой, осиной. Малотребовательна к почвенно-грунтовым условиям. Отличается светолюбием, хорошо возобновляется на лесосеках и пожарищах.

Ель — род древесных растений из семейства хвойных. Около 12 видов вечнозеленых высоких деревьев с красивой пирамидальной вершиной. Листья (хвои) четырехгранные или плоские, острые. Наиболее распространена обыкновенная ель, образующая огромную площадь распространения в северной и средней Европе, Финляндии, Европейской России, затем она переходит Урал и, занимая почти всю Сибирь, распространяется до Алтая и Амура. Молодые верхушки веток собирают в мае, незрелые шишки и смолу — в июне — сентябре [4].

Химический состав ели изучен недостаточно. В хвое дерева обнаружены эфирное масло (до 0,15—0,25 %), витамин С (до 860 мг), каротин, дубильные вещества (до 10 %). В последнее время в хвое ели обыкновенной обнаружены токоферолы (витамин Е) и полипренолы – биологически активные вещества.

Лесной фонд в Алтайском крае занимает площадь 4375,1 тыс. гектаров, что составляет 26 % территории региона, в том числе, территория, покрытая лесами — 3635,6 тыс. гектаров. Запасы древесины оцениваются в 527 млн. куб. м, запас спелых и перестойных насаждений составляет 30 % покрытой лесом площади. В то же время запас спелых и перестойных насаждений хвойных пород, представляющих особенный интерес, занимает лишь 11 % лесов. Ежегодная возможность заготовки древесины составляет более 4 млн. куб. м.

Влияние различных факторов на химический состав хвои. Состав биологически активных веществ древесной зелени непостоянен и зависит от многих факторов: географических и метеорологических условий, погоды, возраста растения и массы зелени. Наибольшее количество хлорофилла наблюдается в конце лета начале осени, но в отдельные годы и в зимний период. Желтых пигментов накапливается больше всего к осеннее — зимнему периоду. Уровень аскорбиновой кислоты в зимнее время достигает 5000—6000 мг/кг, а летом снижается до 2500—3000 мг/кг сухого вещества. В хвое молодых побегов содержится 2200—2300 мг/кг. Наибольшая концентрация витамина Е в летние месяцы (178 мг/кг), зимой не более 40 мг/кг в расчете на сырую массу. в хвое 2—3 летних деревьев наибольшая концентрация витамина Е. Витамина К в хвое больше зимой.

Продолжительность хранения — важный фактор состава хвои. Концентрация витамина С на 3—4 сутки резко снижается. Хранение на морозе предотвращает разрушение витамина С. Хранение хвои под открытым небом в 3,5 зимних месяца не уменьшило содержание С (потеря 3—11 %). Благодаря большему количеству витаминов и доступности их в зимнее время, когда других зеленых кормов не имеется, хвоя может служить прекрасным средством восполнения недостатков рационов биологически активными веществами. Основной компонентный состав хвои ели, сосны и хмеля представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Основной компонентный состав хвои сосны, хвои ели и шишек хмеля.

Особое значение для производства пива имеют такие вещества, как горькие вещества, дубильные вещества, белок, хмелевое масло.

Горькие вещества (хмелевые смолы) обладают очень высокой поверхностной активностью и благодаря этому повышают стойкость пены, эти вещества тормозят развитие в пиве микроорганизмов.

В свою очередь дубильные вещества обладают несколькими важными для пивовара свойствами: способностью связываться с солями железа, образуя соединения с черноватым оттенком, способностью осаждать белковые вещества. Именно дубильные вещества влияют на образование в пиве помутнений, влияют на его вкус и цвет.

Хмелевое масло (масло эфирное) — это пахучая смесь жидких летучих веществ, выделенных из растительных материалов.

Сопоставив  состав хмеля и хвои сосны обыкновенной по основным для пивоварения компонентам, можно сделать вывод:

1.  Дубильных веществ в хвое на 1,5 % — 2 % больше, чем в хмеле.

2.  Горьких веществ в хмеле в 4 раза больше, чем в хвое.

3.  Масло эфирное — приближенно равное процентное содержание (до 1,5 %).

Анализируя процентное содержание, видим, что возможность замены хмеля хвоей сосны существует.

В целом хвоя имеет ряд преимуществ по своим лечебным свойствам. Водный настой, отвар — при профилактике и лечении гипо- и авитаминоза С, а также в виде лечебных ванн. Хлорофилловая паста (наружно) — при ожогах, ранах, некоторых кожных болезнях. В хозяйственных целях из хвои получают ароматное масло, широко используемое в парфюмерной промышленности для изготовления духов, мыла, сосновой воды. Из хвои после отгонки эфирного масла получают грубоволокнистую массу «Иглей» («Сосновая шерсть»), используемую в мебельном производстве как набивочный материал, для изготовления веревок, канатов и др.

Хвойная мука — витаминный концентрат для сельскохозяйственных животных. Настой и отвар хвои, скипидар — в ветеринарии. Хвоя обладает выраженным фитонцидным действием, поэтому в сосновых лесах строят санатории и больницы для больных туберкулезом. Из молодых побегов и шишек получают красную краску. Канифоль идет для изготовления пластырей, а также применяется в мыловаренной, бумажной и лакокрасочной промышленности. Из скипидара готовят душистые вещества (с запахом ландыша, розы, фиалки и т. д.), применяющиеся в парфюмерии. Скипидар используют в лакокрасочной промышленности как растворитель и при производстве лаков. Уголь сосны — в технике, медицине и др. Настой хвои сосны — инсектицид против яблонной плодожорки, крыжовниковой и смородиновой огневки. Янтарь из смолы сосны —- материал для изготовления ювелирных изделий. Древесина — один из основных строительных материалов. Из нее изготавливают мачты, бревна, доски, корзиночную и кровельную лучину, получают дрова, уголь, стружку, используют в жилищном и гидротехническом строительстве. В ней, в общей сложности, содержится в 6 раз больше витаминов, чем в лимонах и апельсинах.

Однако и от сосны можно ждать неприятностей. Препараты из хвои, почек, шишек сосны противопоказаны при гломерулонефрите. Хвойные препараты, принимаемые в неумеренных дозах, могут вызвать воспаление слизистой желудочно-кишечного тракта, паренхимы почек, а также головную боль, общее недомогание.

В исследуемой работе были выявлены особенности сбора и обработки хвои. Древесная зелень хвойных пород деревьев содержит от 65 % до 75 % хвои, от 15 % до 20 % коры, от 10 % до 15 % древесины.  

Заготовка хвои возможна почти во всех областях северной и средней полосы европейской части страны и Сибири. Заготовка хвойной лапки производится на срубленных деревьях в течении всего года путем обламывания побегов с хвоей [3]. Но наиболее полноценными по химическому составу являются побеги, молодой сосны или  ели собранные весной, растущие их боковых ветвей длиной от 5 до 8 см.

Выяснилось, чем тоньше побеги, тем больше доля хвои, поэтому наиболее ценными являются побеги диаметром до 0,6 см. Для переработки хвои возможно использовать измельчитель —– пневмосортировщик ИПС-1.0.

Подводя итог выше сказанному, можно сделать вывод, что в ходе данной работы были выявлены основные аспекты возможности замены хмеля листьями хвойных пород деревьев, в данном случае сосны и ели, в производстве пива.

Список литературы

1. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. М.: Пищевая промышленность, 1996. — 488 с.
2. Кунце В. Технология солода и пива. СПб.: изд. профессия, 2001. — 912 с.
3. Левин Э.Д., Репях С.М. Переработка древесной зелени. М.: Лесная промышленность, 1984. — 248 с.
4. Луганский Н.А. Лесоведение и лесоводство: термины, понятия, определения: учебное пособие / Н.А. Луганский, С.В. Залесов. — Урал. гос. Лес. техн. академия. Екатеринбург, 1997. — 101 с.
5. Мальцев П.М. Технология солода и пива. М.: Пищевая промышленность, 1964. — 857 с.
6. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. М, Наука, 1964. — 190 с.
7. Сабурова О. Пиво. Лекарство или яд. 2007. — 160 с.
8. Салатников С.С. Биология и агротехника хмеля. - М.: 1971. - 240 с.
9. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени. Изд. Ленинградского университета, Л.: 1981. — 224 с.