Пищевая добавка с хмелем

Пивовары в последнее время отказываются от добавления хмеля в ходе варки с целью получения хмелевого вкуса и аромата. О том, почему такие добавки неэффективны, рассказывает Брэд Смит.

За 30 лет в домашнем пивоварении я повидал множество трендов в охмелении — добавки во время варки, для вкуса, для аромата, в вирпул, сухое охмеление, охмеление во время брожения, непрерывное охмеление, охмеление затора, использование настоев и экстрактов и т. д. Некоторые из них быстро забыли, как охмеление затора, но добавки для вкуса и аромата во время варки продолжают делать. Я же утверждаю, что добавки в конце варки (когда хмель кипятится 30 минут и меньше) не нужны, и на самом деле такое использование хмеля неэффективно. Они не дают ни утилизации, ни ароматических масел. Добавлять хмель в вирпул и на сухое охмеление эффективнее.

Немного истории

Когда я начал варить пиво дома в 1987 году, очень мало было известно о хмеле, горечи, ароматических маслах хмеля или лучшем способе усилить хмелевой вкус. Мы знали о добавках хмеля во время варки и в конце её (это называлось добавкой для вкуса), а также о сухом охмелении, но дома даже не прикидывали количество IBU в пиве. Формулу Тинсета, которую сейчас часто используют для расчёта, опубликовали и стали широко использовать только через восемь лет!

Если пролистать книгу Чарли Папазяна The Complete Joy of Home Brewing, изданную в 1984 году, в большинстве рецептов просто указаны добавки хмеля в ходе или в конце варки, без указания времени. Хмель обычно добавлялся на всю варку, или в конце варки — за 10 минут до её окончания. Интересно также, что не делалось различия между «конечным» охмелением в конце варки и сухим охмелением. «Конечный» хмель мог добавляться как в варочный котёл, так и в бродильную ёмкость.

Значительно переработанное издание книги, вышедшее в 1991 году, вводит концепцию «домашних единиц горечи» (home bitterness units, HBU) — это было произведение числа унций хмеля на процентное содержание альфа-кислот. Этот показатель всё равно был не точным, так как мы не знали время варки, но это уже был шаг вперёд. Добавки хмеля всё равно были указывались «во время варки» или «конечные».

До начала 90-х время варки практически не указывалось, а также не было попыток оценить на домашнем уровне уровень горечи в IBU. Значительным прорывом стала книга Джона Палмера How to Brew, в которой были указаны добавки для горечи (45-90 минут), для вкуса (20-40 минут) и конечные (15 минут или менее), а также добавки на сухое охмеление.

Особенно интересным в его описании добавок для вкуса, которые делаются в середине варки, мне кажется указание на то, что это компромисс между изомеризацией альфа-кислот и испарением ароматических компонентов для достижения умеренной горечи и характерного вкуса. То есть хмель, добавленный в середине варки, должен сохранить некоторый аромат, при этом добавив горечи.

Далее Палмер указывает, что при добавлении хмеля в конце варки «испаряется меньше ароматических масел и сохраняется больше хмелевого аромата». Конечная добавка в последние 10 минут служит в основном для придания аромата, а не горечи.

Как я вскоре объясню, на самом деле добавки для вкуса и добавки в конце варки не очень хорошо сохраняют аромат хмеля, и даже в результате короткого кипячения хмеля основной объём ароматических масел улетучится.

Получение хмелевого вкуса и горечи во время варки

Хмель содержит более 500 вкусоароматических компонентов, и большинство из них всяческим образом трансформируются во время варки, брожения и созревания пива. Сравнительно немногие из этих компонентов вносят значительный вклад во вкус и аромат готового пива. Также хмель служит консервантом, делает пену более стойкой и выполняет другие важные для стабильности пива функции.

Мы только начинаем понимать свойства многих из этих компонентов и то, как они трансформируются и развиваются в пиве. Однако именно лучшее понимание придающих горечь и аромат компонентов хмеля стало одним из факторов роста популярности IPA.

Больше всего известно об альфа-кислотах хмеля, которые изучают уже много десятилетий. Альфа-кислоты содержатся в железах шишки хмеля, вырабатывающих смолистые вещества. Они служат основным источником горечи хмеля и готового пива. Среди альфа-кислот выделяются гумулон, адгумулон, когумулон, постгумулон и прегумулон.

Когда растворённые альфа-кислоты нагреваются, они подвергаются изомеризации. Изомеризованные альфа-кислоты на вкус горькие, они придают пиву характерную хмелевую горечь. Чем дольше кипятится хмель в пиве, тем сильнее изомеризация альфа-кислот, и тем больше горьких компонентов попадает в готовое пиво.

Важно отметить, что изомеризация продолжается при температуре ниже температуры кипения, хотя её скорость быстро снижается при снижении температуры. При 90 °C изомеризация будет примерно вполовину меньше, чем при кипении. При 70 °C утилизация достигнет только 10% от утилизации при варке. Так что охмеление в вирпуле действительно даёт пиву немного горечи.

Очевидно, охмеление при варке сохраняет много вкусовых компонентов, характерных для того или иного сорта хмеля. Например, я довольно чувствителен ко вкусовому профилю Northern Brewer и могу довольно легко узнать его в готовом пиве. Другие могут легко узнать Mosaic, Simcoe и другие хмели. У каждого хмеля свой собственный вкусовой профиль после варки, который можно узнать даже в пиве, в которое хмель добавлялся только в ходе кипячения.

Ароматические масла

Новейшие исследования хмеля фокусируются на изучении ароматики хмеля и потенциала её использования. Расширение знаний о летучих ароматных маслах сделало возможным развитие стиля IPA. Из хмеля уже выделили несколько десятков ароматических компонентов. Самые важные называются ароматическими, или эссенциальным маслами. Они содержатся в лупулиновых железах в основании шишки хмеля. На долю ароматических масел приходится от 0,5% до 3% от массы шишки хмеля.

По своей природе все основные ароматические масла отличаются низкой точкой кипения, что делает их летучими. То есть они быстро рассеиваются при контакте с воздухом. Аромат, который вы ощущаете, — это летучие частицы, которые выделяются из раствора в воздух. Если бы масла не были летучими, они бы не давали особого аромата. Однако летучесть означает, что они плохо переносят кипячение, и что многие из них разрушаются при контакте с кислородом.

Вот «большая четвёрка» ароматических масел:

• Мирцен — доминирующее масло в большинстве сортов хмеля. У него узнаваемый аромат «зелёного хмеля» — ощущаются ароматы свежего хмеля, смолы, сосны, бальзамические ноты. Также мирцен содержится в тимьяне и лемонграссе. Мирцен содержится в большом количестве во многих сортах, выращиваемых на северо-западе США и широко используемых в APA, IPA и других американских элях. В Cascade, главном представителе семьи американских хмелей, мирцен составляет 50-60% всех масел. Аналогично и в других сортах: Amarillo — 70%, Citra — 65%, Crystal (40-60%) и Simcoe (60-65%). Мирцен довольно летуч и плохо растворяется, а значит, он быстро «выкипает» — за 10 минут варки теряется около двух третей. Он кипит при 71 °C. Низкая точка кипения мирцена и то, что он подвержен окислению означает, что мирцен лучше сохраняется в ходе сухого охмеления, а не при добавлении во время варки или в вирпул.

• Гумулен своё название получил от латинского названия хмеля — Humulus Lupulus. Гумулен придаёт землистые, пряные, иногда древесные или травянистые нотки, знакомые пивоварам по благородным сортам хмеля. У него выраженный травянистый компонент, и он широко используется в парфюмерии. В некоторых благородных сортах хмеля гумулен может составлять до 40% масел. Хотя гумулен кипит при температуре лишь немного ниже температуры кипения воды, он всё же довольно летуч. Вплоть до половины его улетучится за 15 минут кипячения. Благодаря более высокой точке кипения он хорошо работает при добавлении в вирпул, где он пользуется преимуществом более высокой растворимости при повышенной температуре. Также его можно эффективно использовать для сухого охмеления.

• Кариофиллен — важное масло английских сортов хмеля, хотя его количество составляет менее 20% от общего объёма масел и совсем невелико в сравнении с мирценом. Кариофиллен придаёт сухие землистые, древесные и иногда пряные оттенки, характерные для таких английских сортов, как East Kent Golding и Northdown. Хотя в сортах типа UK Golding, Apollo  или Bramling Cross его доля может доходить до 20%, в Fuggle или Whitbread его всего 11-14%. Во многих благородных и американских сортах хмеля кариофиллена содержится совсем мало, 0-3%. Химически он связан с гвоздикой и черным перцем. У кариофиллена невысокая растворимость, и, как и в случае с гумуленом, за 17 минут варки выпарится более половины его. Можно получить большую растворимость при добавлении в вирпул или при более длительном контакте с пивом во время сухого охмеления.

• Фарнезен обычно составляет 1% и менее от общего объёма масел, но в некоторых сортах благородных хмелей его объём может достигать 10-20%. Его аромат древесный, травянистый, цитрусовый, с цветочным характером. Фарнезен наиболее тесно связан с благородными сортами, хотя он присутствует не во всех немецких сортах (например, нет его в Hallertauer Mittelfrüh). Он есть в Tettnanger, Saaz, Sterling и Styrian Goldings. Так как фарнезен одновременно очень летуч и гидрофобен, он не попадёт в готовое пиво, если не добавить его в ходе сухого охмеления. Добавления во время варки или вирпула он просто не переживёт. Также он сильно подвержен окислению, а значит, аэрирование перед брожением разрушит его вкусовой профиль. При добавлении на сухое охмеление он придаст приятный цветочный аромат с нотами лаванды.

Проницательный читатель в этот момент может возразить, что вся «большая четвёрка» летуча и не очень растворима в пиве, а значит, они не будут хороши в качестве добавки для «вкуса» или даже как добавки в конце варки. Фарнезен так хрупок, что он сохраняется только после сухого охмеления. Мирцен также лучше подходит для сухого охмеления из-за его низкой точки кипения и окисления, которое может случиться во время аэрации и ранней фазы брожения. Даже гумулен и кариофиллен, у которых более высокая температура кипения, за 10-15 минут варки потеряют больше половины.

Другие масла

Описанные выше четыре компонента составляют большую часть объёма хмелевых масел, но быстрый взгляд на другие вещества показывает, что и они при варке проявляют себя не лучше. Такова суть ароматических веществ. Чтобы давать аромат, компонент должен быть одновременно летучим и мало растворимым, чтобы его аромат можно было ощутить, когда он выделяется в воздух из раствора. Если бы он был сильно растворимым и не летучим, он бы оставался в растворе и почти не давал аромата. Например, ещё один компонент масла хмеля — линалоол, который по сути является третичным спиртом, образуемым из мирцена. У него приятный сладкий, цветочный, лавандовый, апельсиновый аромат, благодаря чему он широко применяется в парфюмерии. Линалоол присутствует во многих американских сортах хмеля, таких как Cascade, Centennial, Citra, Amarillo, Mt Hood, Nugget, и может довольно приятно проявлять себя в готовом пиве.

Как и у мирцена, у линалоола невысокая точка кипения, и, как спирт, при кипении он подвержен дистилляции. Из-за этого по своему профилю испарения он схож с мирценом: больше половины масел теряются за первые десять минут варки. И как мирцен, линалоол более эффективно сохраняется в ходе сухого охмеления, чем в вирпуле, так как в вирпуле температура часто выше его точки кипения.

Последнее масло, о котором я хочу сказать — гераниол, который придаёт цветочные, розовые ароматы, чем напоминает герань. Гераниол, как и линаоол, — это спирт, и это основной компонент масел розы и цитронеллы, и к тому же он эффективно отпугивает комаров! Гераниол содержится во многих сортах хмеля, в том числе Aurora, Cascade, Citra, Mosaic, Centennial, Motueka и Styrian Goldings. Гераниол немного менее летуч, чем линалоол, и половина его компонентов испаряется за 20-25 минут варки.

Если изучить другие масла хмеля, такие как цис-розеноксид, цитронеллол, лимонен, нерол, пинен, мы увидим аналогичные явления. Ароматические масла по своей природе одновременно летучи и не очень растворимы, а значит, они быстро испаряются при варке, и лучше их использовать либо в вирпуле, либо в сухом охмелении, в зависимости от точки кипения, склонности к окислению и способности переносить активное брожение. Углекислый газ, образующийся во время брожения, уносит часть ароматов с собой.

Эффективное использование

Я начал статью с рассказа о том, как домашние пивовары перешли от простого различения добавок во время варки и конечных к более сложной системе, когда есть разные добавки во время затирания, варки, для вкуса, конечные, а также добавки в вирпул и сухое охмеление. Цель всего этого — получить более выраженный хмелевой вкус. Некоторые даже используют «непрерывное» охмеление, когда хмель добавляется чуть ли не каждую минуту в ходе варки.

В процессе мы значительно продвинулись в оценке того, сколько горечи та или иная добавка даст пиву, хотя теперь мы понимаем, что основную роль играют альфа-кислоты, которые изомеризуются либо в ходе варки, либо в вирпуле.

В последние годы мы начали лучше понимать, насколько велика роль ароматических масел в пиве, особенно в IPA и других выраженно охмелённых стилях. По своей природе эти компоненты летучи и мало растворимы, поэтому если вы хотите сохранить масла, их нельзя кипятить. Лучше их использовать в вирпуле или в сухом охмелении.

Если, вооружившись этим знанием, мы рассмотрим традиционную добавку для вкуса (по Палмеру, за 20-40 минут до конца варки), мы увидим, что от 50% до 95% ароматических масел выпарится. Если это летучие компоненты, такие как мирцен, после 40 минут варки их останется меньше 4%. По сути нет особой разницы с добавкой во время варки.

Конечное охмеление — за 10 минут до конца варки — работает немного лучше. Мирцена за это время будет потеряно около двух третей. Более стойкое масло, такое как гераниол, может потерять всего треть за 10 минут кипения.

Хотя эти добавки дают немного горечи и аромата, ни для того, ни для другого они не эффективны. Если мы теряем треть гераниола или две трети мирцена за десять минут, добавление хмеля в конце варки не эффективно для сохранения ароматических масел. Для сохранения в пиве этих летучих компонентов намного более эффективны добавки в вирпул или на сухое охмеление.

Как получить максимум от хмеля

Добавки хмеля для вкуса и добавки в конце варки — это компромисс. Они не очень эффективны с точки зрения изомеризации для получения горечи (в сравнении с добавкой на всю варку), и они не очень хороши с точки зрения сохранения летучих масел. Так почему бы не отказаться от них?

Именно это и сделали в последние годы я и многие другие пивовары. Мы не добавляем хмель для вкуса в середине и конце варки, вместо этого делаем лишь одну добавку в начале варки для горечи, а затем добавляем хмель в вирпул и на сухое охмеление. Хмель, который долго кипятится, служит очень эффективным источником горечи, а значит, больше хмеля остаётся для других добавок, в ходе которых можно усилить и сохранить деликатный хмелевой вкус и аромат.

Можно отметить исследования, опубликованные American Society of Brewing Chemists (ASBCJ-2014-0116-01, Kiyoshi, Okatohme, et al.), авторы которых изучили воздействие добавок хмелевых масел во время активного брожения. Некоторые масла, которые являются спиртами (такие как линалоол и гераниол), подвергаются биотрансформации во время активного брожения (после фазы роста), что может увеличить содержание гераниола и усилить аромат готового пива — часто это даёт интересные и приятные фруктовые и цветочные ноты. Так как многие американские сорта хмеля содержат много гераниола и линалоола, некоторые крафтовые пивоварни пробовали проводить сухое охмеление в ходе активного брожения и получали хорошие результаты. Это ещё одно поле экспериментов, которое, наряду с вирпулом и сухим охмелением, поможет придать IPA выраженный хмелевой аромат.

Подводя итог, я посоветую отказаться от добавок в ходе варки для вкуса. Оставьте одну добавку для горечи, чтобы достичь целевого показателя IBU, а затем добавляйте хмель в вирпул или на сухое охмеление, в зависимости от того, характер каких масел вы хотите подчеркнуть. Также можно попробовать сухое охмеление во время активного брожения.