Свойства ксантогумола хмеля

Хмель содержит ксантогумол (0,3 до 1,1 % от массы сухого вещества). Между содержанием ксантогумола и α-горьких кислот была обнаружено положительное соотношение.

Ксантогумол относится к группе хмелевых полифенолов ряда халконов. Он занимает центральное место в группе веществ, называемых пренил-флавоноидами. Так как при биосинтезе он секретируется вместе с хмелевыми смолами и эфирными маслами в лупулиновые железы, ксантогумул - нечто переходное между хмелевыми смолами и полифенолами.

С хмелевыми смолами у этого вещества есть и другие общие свойства, например, изомеризация в процессе кипячения сусла с хмелем или экстрагирование органическими растворителями при аналитических тестах. К настоящему времени в хмеле было выделено девять пренил-флавоноидов.

Кроме ксантогумола, составляющего от 80 до 90 % пренил-флаваноидов в хмеле, к менее существенным составляющим относятся десметилксантогумол (от 2 до 3 %), дегидроциклоксантогумол (от 2 до 4 %) и дегидроциклоксантогумол-гидрат (от 3 до 6 %). Остальные пренил-флаваноиды встречаются в хмеле в незначительных количествах.

Содержание ксантогумола в разных сортах хмеля непосредственно после урожая колеблется в пределах 0,2-1,1 % от массы. В процессе старения хмеля флаваноиды утрачиваются. Хансель и Шульд констатировали 50 %-ную утрату ксантогумола в течение шести месяцев хранения, однако продукты его распада ими не изучались.

Содержание пренил-флаваноидов значительно меняется при переработке хмеля на хмелепродукты, прежде всего на хмелевой экстракт. При производстве этанольного экстракта в нем остается минимум 90 % пренил-флаваноидов хмеля. При экстракции углекислым газом он остается в отходах хмеля.

Растворимость ксантогумола в воде -1,3 мл/л при 8 °С, в 5 % этанола - 3,5 мг/л и в пиве при температуре 8 °С - 4 мг/л. При кипячении сусла он изомеризуется на изоксантогумол. Остальные пренил-флаваноиды изомеризуются на пренил-нарингенины и геранил-нарингенины. При производстве пива, однако, происходят значительные потери пренил-флаваноидов. Кроме ограниченной растворимости, существенной причиной потерь является адсорбция на грубых и мелких частицах (18-26 %) и пивоваренных дрожжах (11-32 %). Дальнейшие потери происходят при фильтрации и стабилизации пива, в результате чего общее содержание пренил-флаваноидов, согласно Фостеру, может снизиться всего до 10 %.

Пренил-флаваноиды хмеля в последнее время являются центром внимания медицинских исследований, так как у них были обнаружены значительные антиоксидантные, противовоспалительные, антивирусные и антиканцерогенные свойства. Например, ксантогумол и дегидроциклоксантогумол, как оказалось, активируют действие хинонредуктазы. Этот фермент предохраняет клетки от токсического действия ксенобиотиков тем, что изменяет хиноны на гидрохиноны, которые в организмах млекопитающих легче распадаются.

У изоксантогумола и 8-пренилнарингенина были обнаружены ингибирующие свойства на энзимы цитохрома Р450, активирующие действие разных канцерогенов. Тобе и др. установили, что костная ресорбция в значительной степени подавляется некоторыми веществами хмеля, прежде всего ксантогумолом и гумулоном. Данные соединения одновременно считаются перспективными терапевтическими средствами против остеопороза.

Антиоксидантные свойтсва пренил-флаваноидов проявляются в подавлении окисления липопротеинов «low density», в результате чего снижается риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Цитотоксическое действие ксантогумола, дегидроксантогумола и изо-ксантогумола на раковые клетки разных органов человека было отмечено для концентраций от 0,1 до 100 мкМ. Учитывая это, можно ожидать, что количество хмеля, используемого не для нужд пивоваренной промышленности, в будущем будет расти.

Ферментные препараты

При использовании большого объема несоложеного сырья (более 20 %  либо солода невысокого качества) необходимоиспользовать ферментные препараты обычно в количестве от 0,001 до 0,075 % к массе перерабатываемого сырья.

Применяют амилолитические (Амилосубтилин П10х, Амилоризин Пх и др.), протеолитические (Протосубтилин Г10х, Протосубтилин Г20х, Проторизин П25х и др.), цитолитические (Цитороземин П10х, Целлоконингин П10х, Пектофоетидин П10х, Целлолигнорин П10х и др.) ферментные препараты, а также их смеси в виде мультиэнзимных композиций.

Амилолитические препараты применяют при затирании при повышенном количестве несоложеного сырья и низком качестве исходного сусла. Они существенно повышают выход экстракта и улучшают качество сусла.

Протеолитические ферментные препараты используют при повышенных количест­вах несоложеного сырья и для улучшения качества сусла из некачественных солодов, а также для ликвидации коллоидных помутнений в пиве.

Цитолитические препараты повышают выход экстракта за счет гидролиза некрахмальных полисахаридов, в основном гемицеллюлозы. Одновременно повышаются качество сусла и стойкость пива.

Последние состоят из препаратов бактериального и грибного происхождения были созданы на основе разработок Харьковского филиала НПО напитков и минеральных вод, ВНИИбиотехники, Московского государственного университета пищевых производств Московским заводом ферментных препаратов в конце семидесятых годов прошлого века. Применение этих композициий позволило использовать при производстве пивного сусла до 50 % несоложеного сырья, что является одним из резервов интенсификации пивоваренного производства и снижения материалоемкости продукции. Активность этих препаратов превосходит активность ферментов солода по осахаривающей способности в 3-4 раза, по разжижающей - в 8-10 раз, по декстринирующей - в 10-20, по протеолитической - в 15-20 раз.

Опыт использования в пивоваренной промышленности МЭК свидетельствует о том, что создание широкого набора эффективных мультиэнзимных композиций способствует успешной переработке повышенных количеств несоложеного сырья при получении пивного сусла.

Среди наиболее известных производителей ферментных препаратов, представленных на отечественном рынке, также можно назвать компании "Novozymes" (Дания), "Quest International BV" (Голландия), "Gistbrocades" (Англия).

Лабораторная работа № 1