spfpХранение и переработка сельхозсырьяStorage and Processing of Farm Products2072-96692658-767XРОСБИОТЕХ10.36107/spfp.2021.234spfp-234Research ArticleТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕTECHNOLOGICAL PROCESSES, MACHINES AND EQUIPMENTОптимизация технологических параметров процесса сухого охмеления с разработкой методики интегральной оценки качества пиваOptimization of Technological Parameters of the Dry Hopping Process With the Development of a Methodology for the Integral Assessment of the Quality of BeerНовиковаИнна ВладимировнаNovikovaInna V.noviv@list.ruРукавицынПавел ВладимировичRukavitsynPavel V.noviv@list.ruМуравьевАлександр СергеевичMuravevAleksandr S.hntrun@mail.ruФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»РоссияVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian Federation20211808202103163175Copyright © Новикова И.В., Рукавицын П.В., Муравьев А.С., 20222022Новикова И.В., Рукавицын П.В., Муравьев А.С.Novikova I.V., Rukavitsyn P.V., Muravev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.spfp-mgupp.ru/jour/article/view/234

Развитие крафтовых сортов пива со сложными фруктовыми, цветочными и цитрусовыми тонами, поиск оригинального вкуса и возрождение старинных рецептур служат предпосылками для применения сухого охмеления предприятиями пивоваренной промышленности. Процесс сухого охмеления проводили динамическим способом на экспериментальной установке, включающей аппарат для охмеления, сетчатый фильтр, емкость брожения, насос. Использовали хмели Saphir и Chinook. Исследование включало определение физико-химических показатели пива: концентрация гумулинонов, изо-α-кислот и α-кислот; общее содержание полифенолов; pH; объемная плотность напитка. Показатели сенсорной оценки включали: интенсивность и качество аромата хмеля; полнота вкуса; качество горечи; общее предпочтение. Для аппроксимации результатов исследования использовали радиальные нейронные сети. Определены оптимальные технологические параметры процесса: хмель Saphire, длительность процесса 12 ч, температура 3,0 °C. При сухом охмелении хмелем Chinook оптимальная длительность процесса составляет 10,5 ч, оптимальная температура составляет 3,0 °C. При температурах процесса сухого охмеления ниже 3,0 °C критерий оптимизации получается незначительно ниже, чем для 3,0 °C. При температурах 1,5 и 2,0 °C оптимальная длительность процесса составляет 8,15 и 11,25 суток соответственно. Использование комбинации хмелей Saphire + Chinook не дает улучшение общего критерия оптимальности по сравнению с использованием только хмеля Saphire. При длительности процесса 4 ч удается достигнуть значений критерия оптимизации более 0,60, однако только при длительности порядка 12 ч удается достигнуть критерия оптимизации более 0,65.

The development of craft beers with complex fruit, floral and citrus tones, the search for an original taste and the revival of old recipes are the prerequisites for the use of dry-hoping in the brewing industry. The dry-hopping process was carried out dynamically in an experimental setup with a hop apparatus, screen filter, fermentation tank and pump. Saphir and Chinook hops were used. The study included determination of physical and chemical parameters of beer: concentration of humulinones, iso-α-acids and α-acids; total content of polyphenols; pH; volume density. Sensory evaluation indicators included: hop aroma intensity and quality; flavor fullness; bitterness quality; and overall preference. Radial neural networks were used to approximate the results of the study. Optimal process parameters were determined: Saphir hops, process duration 12 hours, temperature 3,0 °C. The optimum process duration is 10,5 h and the optimum temperature is 3,0 °C. Processing temperatures below 3.0 °C result in a slightly lower optimization criterion than the 3.0 °C processing temperature. At temperatures of 1.5 and 2.0 °C the optimum process duration is 8.15 and 11.25 days respectively. The use of the combination of Saphir & Chinook hops offers no improvement in the overall optimality criterion compared with the use of Saphir alone. The process duration of 4 hours achieves an optimization criterion of more than 0.60, but only with durations of around 12 hours does an optimization criterion of more than 0.65 become attainable.

хмельнейронные сетиSaphireChinookкритерий оптимизациисухое охмелениеhopsneural networksSaphireChinookoptimization criteriondry hopsReferencesBamforth, C. W. (2012). Sensory Descriptive Analysis and Free-Choice Profiling of Thirteen Hop Varieties as Whole Cones and After Dry Hopping of Beer. Journal of the American Society of Brewing Chemists. Advance online publication. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2012-0710-01Bamforth, C. W. (2012). Sensory Descriptive Analysis and Free-Choice Profiling of Thirteen Hop Varieties as Whole Cones and After Dry Hopping of Beer. Journal of the American Society of Brewing Chemists. Advance online publication. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2012-0710-01Barry, S., Muggah, E. M., McSweeney, M. B., & Walker, S. (2018). A preliminary investigation into differences in hops’ aroma attributes. International Journal of Food Science & Technology, 53(3), 804–811. https://doi.org/10.1111/ijfs.13656Barry, S., Muggah, E. M., McSweeney, M. B., & Walker, S. (2018). A preliminary investigation into differences in hops’ aroma attributes. International Journal of Food Science & Technology, 53(3), 804–811. https://doi.org/10.1111/ijfs.13656Bishop, C. M. (1995). Neural networks for pattern recognition. Clarendon Press.Bishop, C. M. (1995). Neural networks for pattern recognition. Clarendon Press.Cibaka, M.-L. K., Ferreira, C. S., Decourrière, L., Lorenzo-Alonso, C.-J., Bodart, E., & Collin, S. (2018). Dry Hopping with the Dual-Purpose Varieties Amarillo, Citra, Hallertau Blanc, Mosaic, and Sorachi Ace: Minor Contribution of Hop Terpenol Glucosides to Beer Flavors. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 75(2), 122–129. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2017-2257-01Cibaka, M.-L. K., Ferreira, C. S., Decourrière, L., Lorenzo-Alonso, C.-J., Bodart, E., & Collin, S. (2018). Dry Hopping with the Dual-Purpose Varieties Amarillo, Citra, Hallertau Blanc, Mosaic, and Sorachi Ace: Minor Contribution of Hop Terpenol Glucosides to Beer Flavors. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 75(2), 122–129. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2017-2257-01Гернет, М. В. (2017). Перспективы расширения ассортимента напитков брожения для пивоваренных заводов малой мощности. Пиво и напитки, 14–17.Гернет, М. В. (2017). Перспективы расширения ассортимента напитков брожения для пивоваренных заводов малой мощности. Пиво и напитки, 14–17.Грачев, Ю. П., & Плаксин, Ю. М. (2005). Математические методы планирования экспериментов. ДеЛи принт М.Грачев, Ю. П., & Плаксин, Ю. М. (2005). Математические методы планирования экспериментов. ДеЛи принт М.Dresel, M., Praet, T., van Opstaele, F., van Holle, A., Naudts, D., Keukeleire, D. de, Cooman, L. de, & Aerts, G. (2015). Comparison of the analytical profiles of volatiles in single-hopped worts and beers as a function of the hop variety. BrewingScience, 68, 8–28.Dresel, M., Praet, T., van Opstaele, F., van Holle, A., Naudts, D., Keukeleire, D. de, Cooman, L. de, & Aerts, G. (2015). Comparison of the analytical profiles of volatiles in single-hopped worts and beers as a function of the hop variety. BrewingScience, 68, 8–28.Hao, J., Dong, J., Yin, H., Yan, P., Ting, P. L., Li, Q., Tao, X., Yu, J., Chen, H., & Li, M. (2018). Optimum Method of Analyzing Hop Derived Aroma Compounds in Beer by Headspace Solid-Phase Microextraction (SPME) with GC/MS and Their Evolutions during Chinese Lager Brewing Process. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 72(4), 261–270. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2014-1021-01Hao, J., Dong, J., Yin, H., Yan, P., Ting, P. L., Li, Q., Tao, X., Yu, J., Chen, H., & Li, M. (2018). Optimum Method of Analyzing Hop Derived Aroma Compounds in Beer by Headspace Solid-Phase Microextraction (SPME) with GC/MS and Their Evolutions during Chinese Lager Brewing Process. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 72(4), 261–270. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2014-1021-01Haseleu, G., Intelmann, D., & Hofmann, T. (2009). Identification and RP-HPLC-ESI-MS/MS quantitation of bitter-tasting beta-acid transformation products in beer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(16), 7480–7489. https://doi.org/10.1021/jf901759yHaseleu, G., Intelmann, D., & Hofmann, T. (2009). Identification and RP-HPLC-ESI-MS/MS quantitation of bitter-tasting beta-acid transformation products in beer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(16), 7480–7489. https://doi.org/10.1021/jf901759yKippensberger, M., Hanke, S., Biendl, M., Stettner, G., & Lagemann, A. (2014). Transfer of Nitrate and various Pesticides into Beer during Dry Hopping. BrewingScience, 97, 1–9.Kippensberger, M., Hanke, S., Biendl, M., Stettner, G., & Lagemann, A. (2014). Transfer of Nitrate and various Pesticides into Beer during Dry Hopping. BrewingScience, 97, 1–9.Коростелев, А. В., Рукавицын, П. В., Новикова, И. В., Кучменко, Т. А., Умарханов, Р. У., & Муравьев, А. С. (2020). Исследование ароматобразующих компонентов хмеля с применением химических сенсоров. Известия Вузов. Прикладная Химия И Биотехнология, 10(3), 479–486. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-3-479-486Коростелев, А. В., Рукавицын, П. В., Новикова, И. В., Кучменко, Т. А., Умарханов, Р. У., & Муравьев, А. С. (2020). Исследование ароматобразующих компонентов хмеля с применением химических сенсоров. Известия Вузов. Прикладная Химия И Биотехнология, 10(3), 479–486. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-3-479-486Leitao, C., Marchioni, E., Bergaentzlé, M., Zhao, M., Didierjean, L., Taidi, B., & Ennahar, S. (2011). Effects of processing steps on the phenolic content and antioxidant activity of beer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(4), 1249–1255. https://doi.org/10.1021/jf104094cLeitao, C., Marchioni, E., Bergaentzlé, M., Zhao, M., Didierjean, L., Taidi, B., & Ennahar, S. (2011). Effects of processing steps on the phenolic content and antioxidant activity of beer. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59(4), 1249–1255. https://doi.org/10.1021/jf104094cMaye, J. P., Smith, R., & Leker, J. (2016). Humulinone Formation in Hops and Hop Pellets and Its Implications for Dry Hopped Beers. Technical Quarterly, 53(1), 23–27. https://doi.org/10.1094/TQ-53-1-0227-01Maye, J. P., Smith, R., & Leker, J. (2016). Humulinone Formation in Hops and Hop Pellets and Its Implications for Dry Hopped Beers. Technical Quarterly, 53(1), 23–27. https://doi.org/10.1094/TQ-53-1-0227-01Матвеева, Н. А., & Титов, А. А. (2014). Выбор сорта хмеля для технологии сухого охмеления. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»(4), 120–125.Матвеева, Н. А., & Титов, А. А. (2014). Выбор сорта хмеля для технологии сухого охмеления. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»(4), 120–125.Матвеева, Н. А., & Титов, А. А. (2015). Применение технологии сухого охмеления в пивоварении. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»(1), 111–118.Матвеева, Н. А., & Титов, А. А. (2015). Применение технологии сухого охмеления в пивоварении. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств»(1), 111–118.Меледина, Т. В. (2003). Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. Изд-во Профессия.Меледина, Т. В. (2003). Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. Изд-во Профессия.Новикова, И. В., Агафонов, Г. В., Коротких, Е. А., Коростелев, А. В., Рукавицын, П. В., & Новиков, С. В. (2018). Разработка методики проектирования безалкогольных напитков с учетом сбалансированности состава. Пиво И Напитки(2), 26–30.Новикова, И. В., Агафонов, Г. В., Коротких, Е. А., Коростелев, А. В., Рукавицын, П. В., & Новиков, С. В. (2018). Разработка методики проектирования безалкогольных напитков с учетом сбалансированности состава. Пиво И Напитки(2), 26–30.Новикова, И. В., Рукавицын, П. В., & Муравьев, А. С. (2018). Влияние основных параметров процесса сухого охмеления на физико-химические показатели пива. Технология И Товароведение Инновационных Пищевых Продуктов(6 (53)), 9–17.Новикова, И. В., Рукавицын, П. В., & Муравьев, А. С. (2018). Влияние основных параметров процесса сухого охмеления на физико-химические показатели пива. Технология И Товароведение Инновационных Пищевых Продуктов(6 (53)), 9–17.Новикова, И. В., Рукавицын, П. В., & Муравьев, А. С. (2019). К вопросу перехода ароматических соединений хмеля в пиво при реализации сухого охмеления. Пищевая Промышленость(1), 69–73.Новикова, И. В., Рукавицын, П. В., & Муравьев, А. С. (2019). К вопросу перехода ароматических соединений хмеля в пиво при реализации сухого охмеления. Пищевая Промышленость(1), 69–73.Федоренко, Б. Н., & Трэнкл, Ф. (2017). Инновационное технологическое оборудование для крафтового пивоварения. Пиво и напитки (1), 22–24.Федоренко, Б. Н., & Трэнкл, Ф. (2017). Инновационное технологическое оборудование для крафтового пивоварения. Пиво и напитки (1), 22–24.Чеснокова, А. Н. (2011). Фенольные соединения хмеля обыкновенного (Humulus Lupulus L.) и хмелепродуктов / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, Иркутск.Чеснокова, А. Н. (2011). Фенольные соединения хмеля обыкновенного (Humulus Lupulus L.) и хмелепродуктов / автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, Иркутск.Schönberger, C., & Kostelecky, T. (2011). 125th Anniversary review. The role of hops in brewing. Journal of the Institute of Brewing, 117(3), 259–267.Schönberger, C., & Kostelecky, T. (2011). 125th Anniversary review. The role of hops in brewing. Journal of the Institute of Brewing, 117(3), 259–267.Takoi, K., Tokita, K., Sanekata, A., Usami, Y., Itoga, Y., Koie, K., Matsumoto, I., & Nakayama, Y. (2016). Varietal difference of hop-derived flavour compounds in late-hopped/dry-hopped beers. BrewingScience, 69, 1–7.Takoi, K., Tokita, K., Sanekata, A., Usami, Y., Itoga, Y., Koie, K., Matsumoto, I., & Nakayama, Y. (2016). Varietal difference of hop-derived flavour compounds in late-hopped/dry-hopped beers. BrewingScience, 69, 1–7.Walsh, D. B., O’Neal, S. D., George, A. E., Groenendale, D. P., Henderson, R. E., Groenendale, G. M., & Hengel, M. J. (2018). Evaluation of Pesticide Residues from Conventional, Organic, and Nontreated Hops on Conventionally Hopped, Late-Hopped, and Wet-Hopped Beers. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 74(1), 53–56. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2016-1115-02Walsh, D. B., O’Neal, S. D., George, A. E., Groenendale, D. P., Henderson, R. E., Groenendale, G. M., & Hengel, M. J. (2018). Evaluation of Pesticide Residues from Conventional, Organic, and Nontreated Hops on Conventionally Hopped, Late-Hopped, and Wet-Hopped Beers. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 74(1), 53–56. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2016-1115-02Zanoli, P., & Zavatti, M. (2008). Pharmacognostic and pharmacological profile of Humulus lupulus L. Journal of Ethnopharmacology, 116(3), 383–396. https://doi.org/10.1016/j.jep.2008.01.011Zanoli, P., & Zavatti, M. (2008). Pharmacognostic and pharmacological profile of Humulus lupulus L. Journal of Ethnopharmacology, 116(3), 383–396. https://doi.org/10.1016/j.jep.2008.01.011

The authors declare that there are no conflicts of interest present.