Chmiel stosuje się do produkcji piwa w celu nadania mu przyjemnej i szlachetnej goryczy oraz specyficznego aromatu. α- kwasy chmielowe zawarte w chmielu, należące do związków goryczkowych wykazują właściwości antyseptyczne i z tego względu pomagają w utrzymaniu czystości mikrobiologicznej procesu technologicznego.

Chmiel (Humulus lupulus) jest rośliną wijącą, wieloletnią, wyrastającą z tzw. karpy. Należy do rodziny konopiowatych. Potrafi w jednym miejscu rosnąć przez ponad 20 lat.

Szyszki chmielowe stanowią tzw, kwiatostany roślin żeńskich. Powinny one mieć zieloną barwę, być zwarte i wypełnione drobnymi gruczołami o barwie zółtej, zwanymi  lupuliną. Chmiel po zapłodnieniu jest znacznie uboższy w związki goryczkowe.

W budowie szyszki chmielowej wyróżnia się:

- wrzeciono w postaci kolankowo wygiętej osi

- przylistki i listki, których liczba wynosi od 40 do 100

Dojrzała szyszka chmielowa zawiera ziarna lupuliny na wewnętrznej stronie przylistków i listków okrywających. Ziarna lupuliny są wydzieliną gruczołową i stanowią główne źródło substancji goryczkowych oraz aromatycznych.

Tabela 1. Skład chemiczny chmielu wg W. Dylkowskiego

Tabela 2. Skład chemiczny chmielu wg. Pazera i in. za Esslingerem.

W skład żywiec chmielowych wchodzą żywice miękkie, żywice twarde oraz rezupony należące do żywiec miękkich. Związki te ulegają krystalizacji i posiadają odczyn kwasny.

Żywice miękkie składają się z α- kwasów,  β- kwasów oraz γ- kwasów goryczkowych.

Na α- składają:

• humulon
• kohumulon
• adhumulon
• prehumulon
• posthumulon

W skład β- kwasów goryczkowych wchodzą:

• kolupulon
• adlululon
• prelupulon
• postlupulon

Jak podaje Pazera i in, ważnym składnikiem chmielu są polifenole, zwane także garbnikami, łatwo rozpuszczającymi się w wodzie. Wykazują one własciwosci redukujące oraz zdolność wytrącania białek. Są substancjami koloidalnymi. Cząsteczki prostych polifenoli nie wykazują zdolnosci garbnikowej i nie wpływają na trwałość. Dopiero większe cząsteczki powstałe w wyniku polimeryzacji i utleniania, składające się z katechin i antocyjanogenów (7-9 cząsteczek), wskazują zdolność do łączenia się z białkami i wytrącania powstających kompleksów.

Olejek chmielowy stanowi również ważny składnik chmielu. Jest to mieszanina olejków eterycznych, które ulatniają się prawie całkowicie podczas gotowania brzeczki z chmielem. Najwięcej występuje w olejku humulenu i mycyrenu. Myrcen ma niekorzystny wpływ na smak oraz zapach piwa i łatwo ulega utlenieniu. Utleniona  postać myrcenu, obecna w starym chmielu, szczególnie niekorzystnie wpływa na smak piwa. Stosunek humulenu do myrcenu  powienien być większy od jedności (Pazera i in).

Zbioru chmielu dokonuje się pomiędzy 10 sierpnia a 10 września. Na jakość chmielu i na jego wartość goryczkową duży wpływ ma terminowość zbioru. Szyszki chmielowe zbiera się w stadium dojrzałości fizjologicznej, kiedy listki szyszek są zwarte i szczelnie zamknięte. W okresie dojrzałości fizjologicznej szyszki są otwarte w wyniku czego lupulina ulega wysypaniu a chmiel traci na wartości.

Suszenie

Po zerwaniu szyszki chmielowe zawierają 75-80% wody i muszą zostać poddane natychmiastowemu procesowi suszenia, które najczęściej odbywa się w suszarni,. Suszenie chmielu jest prowadzone w temperaturze powietrza 50-60°C w czasie 5-6 godzin

Po wysuszeniu chmielu do zawartości 8-9 % wody, chmiel przechodzi przez proces tzw. przepocenia w celu wyrównania wilgotności w całej masie. Proces przepacania trwa około 14 dni. Podczas magazynowania chmiel, co kilka dni podlega procesowi mieszania. Bezpośrednio po przepoceniu dobrze jest zastosować prasowanie do worków.

Surowy chmiel poddawany jest procesowi siarkowania, a w przypadku podwyższonej wilgotności – suszeniu i siarkowaniu. Następnie następuje proces pakowania sprasowanego chmielu do worków jutowych.

Czynniki fizyczne tj. światło, ciepło, podwyższona wilgotność powietrza katalizują proces utleniania cennych kwasów goryczkowych, rozwoju drobnoustrojów a także procesów enzymatycznych przyspieszających starzenie się chmielu.

Zastosowanie siarkowania w pewnym stopniu ogranicza te niekorzystne przemiany, ale całkowicie ich nie wyklucza. Dlatego też ważnym jest, aby chmiel był przechowywany w odpowiednich warunkach bez dostępu światła, niskiej temperatury i obniżonej wilgotności powietrza.

Wymagania dla chmielu

Przy ocenie chmielu surowego podczas skupu brane się pod uwagę następujące cechy:

• wygląd zewnętrzny
• barwa
• połysk
• zapach
• wielkość szyszek
• długość ogonka
• barwa lupuliny
• liczba szyszek z plamkami
• stopień zaziarnienia
• zanieczyszczenia pochodzenia roślinnego

W przypadku chmielu siarkowanego pod uwagę bierze się następujące cechy:

• wygląd zewnętrzny szyszek
• barwę
• zapach
• zaziarnianie
• zanieczyszczenie pochodzenia roślinnego
• wilgotność
• zawartość SO₂

Znaczenie poszczególnych składników chmielu

Najważniejsze znacznie dla piwa ma zawartość α- kwasów a w szczególności humulonu. Kwasy te bardzo dobrze rozpuszczają się w brzeczce oraz łatwo ulegają przekształceniu do formy zizomeryzowanej. W świeżym chmielu α- kwasy dają 2/3 siły goryczy w piwie natomiast β- kwasy tylko 1/3. Szlachetność goryczy kształtowana jest przez β-kwasy goryczkowe. Są one trudno rozpuszczalne w brzeczce a z powodu niskiego wykorzystania – mają niewielkie znacznie w technologii piwa

γ-kwasy podobnie jak β- kwasy charakteryzują się niską rozpuszczalnością w brzeczce. Powstają w wyniku utleniania α i β- kwasów goryczkowych. Wzrost ich zawartości może świadczyć o starości chmielu oraz o nie właściwych warunkach przechowywania.

Garbniki. Zawartość garbników w chmielu sięga 3-5%. Łatwiej utleniają się niż garbniki pochodzące z jęczmienia i łatwiej reagują z białkami podczas gotowani brzeczki. Wysoko cząsteczkowe białka nie ulegają reakcji z garbnikami. Garbniki mają pozytywne znacznie dla technologii i jakości piwa. Biorą udział w wytworzeniu piany oraz kształtowania cech smakowych. W przeciwieństwie do substancji goryczkowych nie działają antyseptycznie Kompleksy białkowo-garbnikowe, które powstają w piwie wykazują działanie stabilizujące

Olejek chmielowy. Jest mieszaniną olejków eterycznych, które w większości utleniają się podczas procesu gotowania brzeczki z chmielem

Spośród wieli składników olejków eterycznych wyróżnić można:

• terpen
• kumulen
• myrcen

Myrcen jest związkiem o dużej podatności na procesy utleniani. Odpowiada za ostry sam piwa. Z tego względu w celu nadania odpowiedniego aromatu chmielowego piwu, stosuje się chmiel o obniżonej zawartości myrcenu

Ważną rolę w produkcji piwa pełnią zawarte w chmielu pektyny, których tylko niewielka ilość przechodzi do piwa i pełni w nim rolę koloidu ochronnego.

Substancje azotowe. Składają się z białek, polipeptydów oraz aminokwasów i ich amidów. Duża część z nich a zwłaszcza, asparagina stanowi pożywkę azotową dla drożdży. Związki azotowe chmielu rekompensują straty białek brzeczki, które powstały w wyniku wtrącania pod wpływem garbników

Ekstrakty i koncentraty

Ekstraktami chmielowymi nazywamy produkty powstałe w procesie przetwarzania chmielu przy zastosowaniu rozpuszczalników organicznych. Po wyekstrahowaniu chmielu następuje jego oddzielenie w próżni w temperaturze nie przekraczającej 40°C. Niska temperatura zapobiega niekorzystnym zmianom chemicznym substancji goryczkowych

Koncentraty chmielowe produkuje się z wykorzystaniem metody „na sucho”. Sproszkowany chmiel zawiera niewielką ilość garbników, ponieważ podczas jego produkcji oddziela się listki i ciężkie cząstki szyszki chmielowej, które są zasobne w garbniki

Produkcja koncentratów chmielowych polega na rozdrobnieniu szyszek chmielowych oraz oddzieleniu składników cięższych, które nie zawierają lupuliny. Oddzielnie składników odbywa się w przepływie gazu obojętnego np.: dwutlenku węgla lub azotu

Rozdrabnianie chmielu, zagęszczenie wartościowych składników oraz pakowania odbywa się w temperaturze około 15°C. Temperatura poniżej 0°C ogranicza w znacznym stopniu utlenianie składników chmielu i pozbawia lepkości lupuliny co znacznie ułatwia jej oddzielanie.

Przechowywanie produktów chmielowych

Produkty chmielowe powinny być przechowywane w ciemnych i suchych pomieszczeniach wolnych od obcych zapachów, w temperaturze bliskiej 0ºC. Jedynie ekstrakty zizomeryzowane mogą być przechowywane w temperaturze pokojowej. Na skutek długotrwałego przechowywania nawet we właściwych warunkach zachodzą w chmielu, jak i w jego preparatach, zmiany oksydacyjne substancji goryczkowych, olejków chmielowych oraz polifenoli. Chmiel długo przechowywany nabiera nieprzyjemnego zapachu. Szczególnie szybko zachodzą niekorzystne zmiany w produktach chmielowych przechowywanych w temperaturze powyżej 5ºC i przy dostępie tlenu (Pazera, Rzemieniuk WSiP).

Źródło: Władysław Dylkowski- Browarnictwo WSiP. Warszawa. Aleksander Lempka (red.)- Towaroznawstwo produktów spożywczych. PWE. Warszawa; Tadeusz Pazera, Tadeusz Rzemieniuk. Browarnictwo. WSiP. Warszawa 1998