Food Science and Technology

ISSN-print: 2073-8684
ISSN-online: 2409-7004
ISO: 26324:2012
Архiви

ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ЯКОСТІ ГРАНУЛ ХМЕЛЮ УКРАЇНСЬКОГО ТА ЄВРОПЕЙСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

L. Protsenko
https://orcid.org/0000-0002-7746-0270
S. Ryzhuk
https://orcid.org/0000-0002-2931-5458
N. Koshitska
https://orcid.org/0000-0002-5432-1630
M. Lyashenko
https://orcid.org/0000-0003-0294-6484
А. Bober
https://orcid.org/0000-0003-1660-1743
S. Gunko
https://orcid.org/0000-0001-8264-5176
V. Kazmirchuk
https://orcid.org/0000-0002-6014-6728

Анотація

В Україні хміль, в основному, переробляють у гранули тип 90, які практично не відрізняються за біохімічними показниками від шишкового хмелю. Для України гранули хмелю – це єдиний вітчизняний ресурс хмелепродукції, який може стати альтернативою імпортованим гранулам та екстрактам, що використовуються у пивоварінні. Проведені комплексні дослідження оцінки гранул хмелю тип 90 ароматичних та гірких сортів, вироблених в Україні  та країнах Європи, дали можливість встановити, що вони мають різний біохімічний склад, а звідси і різну пивоварну цінність. Встановлено відмінності за абсолютним значенням таких показників, як масова частка альфа-кислот, бета-кислот та їх склад, ксантогумолу, ефірної олії, співвідношенням у них цінних сполук хмелю: b-кислот до a-кислот, а також компонентів ефірної олії. Визначено, що в гранулах хмелю ароматичних сортів уміст альфа-кислот коливається від 3,3% у сорті Клон 18 до 5,9% в гранулах сорту Hallertauer Tradition. Уміст бета-кислот в досліджуваних гранулах становить від 3,6% (Клон 18) до 6,7% у гранулах сорту Слов’янка. Необхідно відмітити, що гранули хмелю, виготовлені з сортів української селекції Заграва та Слов’янка мають значно вищі, порівняно з гранулами закордонних сортів, показники вмісту бета-кислот – 6,3 та 6,7% відповідно. У гранулах сортів  Слов'янка, Клон 18, Жатецький та Заграва є значна перевага в смолах частки бета-кислот над часткою альфа-кислот, тобто, у них зберігається позитивний коефіцієнт ароматичності між умістом бета-кислот та альфа-кислот, що складає 1,18–1,37. У гранулах хмелю гірких сортів уміст альфа-кислот коливається від 8,7% у сорті Поліський  до 14,1 % гранулах сорту Магнум. Уміст бета-кислот в цих же гранулах становить від 4,2% до 5,9%. Встановлено, що склад альфа-кислот та бета-кислот у досліджуваних гранулах змінюється залежно від сорту. Доведено, що гранули хмелю українського виробництва за своїми характеристиками відповідають світовим аналогам, а саме: гранули хмелю сортів Клон 18 за біохімічними та технологічними показниками відповідають характеристиці гранул чеського сорту Жатецький, гранули, виготовлені, з гіркого сорту Альта за біохімічними показниками відповідають гранулам німецького сорту Магнум, а гранули таких сортів, як Слов’янка та Заграва за складом та якістю гірких речовин та  ефірної олії значно перевищують світові аналоги. На основі порівняльної біохімічної характеристики гранул хмелю тип 90 українського та європейського виробництва, встановлено відповідність якості українських хмелепродуктів світовому рівню. Сертифікована вітчизняна хмелепродукція, а саме гранули тип 90, може бути використана не лише пивоварними підприємствами України для виготовлення пива, а також іншими виробниками для створення нової інноваційної конкурентоспроможної продукції різного функціонального призначення.

Ключові слова:
гранули хмелю тип 90, якість, біохімічна оцінка, гіркі речовини, ефірна олія хмелю, сорти хмелю

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Protsenko, L., Ryzhuk, S., Koshitska, N., Lyashenko, M., BoberА., Gunko, S., & Kazmirchuk, V. (2023). ПОРІВНЯЛЬНА ОЦІНКА ЯКОСТІ ГРАНУЛ ХМЕЛЮ УКРАЇНСЬКОГО ТА ЄВРОПЕЙСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА. Food Science and Technology, 17(2). https://doi.org/10.15673/fst.v17i2.2604
Розділ
Хімія харчових продуктів і матеріалів. Нові види сировини

Посилання

10. Júlio C, Machado, Miguel A, Faria, Isabel M,P,L,V,O. Ferreira. Hops: New Perspectives for an Old Beer Ingredient. Natural Beverages. 2019; (13): The Science of Beverages: 267-301. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816689-5.00010-9
11. Salanță LC, Coldea TE, Ignat MV, Pop CR, Tofană M, Mudura E, Borșa A, Pasqualone A, Anjos O, Zhao H. Functionality of Special Beer Processes and Potential Health Benefits. Processes. 2020; 8 (12):1613. https://doi.org/10.3390/pr8121613
12. Humia BV, Santos KS, Barbosa AM, Sawata M, Mendonça MdC, Padilha FF. Beer Molecules and Its Sensory and Biological Properties: A Review. Molecules. 2019; 24(8): 1568. https://doi.org/10.3390/molecules24081568
13. Hryb II. Formuvannia ta yakist shyshok khmeliu zalezhno vid meteorolohichnykh umov, sadyvnoho materialu ta udobrennia. Naukovyi visnyk NUBiP Ukrainy. Seriia: Ahronomiia. 2013; 183(2):118-122. Rezhym dostupu: https://agriculturalscience.com.ua/uk/journals/183-ch-2-2013
14. Kovalev VB, Kozlik TI, Protsenko LV, Bober AV, Kormiltsev BF. Extending and maintaining the in vitro collection of (inter)national hop varieties in Ukraine. Agricultural Science and Practice. 2020;7(3):61-71. https://doi.org/10.15407/agrisp7.03.061
15. Ryzhuk SM, Sukhoraba VP, Nadtochii PP, Protsenko LV, Tsybulskyi VO, Ratoshniuk TM. Stan haluzi khmeliarstva v Ukraini ta mozhlyvosti pidvyshchennia yii efektyvnosti u suchasnykh umovakh. Naukovi horyzonty. 2019;7(80):29-40. https://doi.org/10.33249/2663-2144-2019-80-7-29-40
16. Bober A, Liashenko M, Protsenko L, Slobodyanyuk N, Matseiko L, Yashchuk N, Gunko S, Mushtruk M. Biochemical composition of the hops and quality of the finished beer. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences. 2020;(14):307-317. https://doi.org/10.5219/1311
17. Sharp DC, Qian Y, Clawson J, Shellhammer TH. Comparison of the Contributions of Hop Pellets, Supercritical Fluid Hop Extracts, and Extracted Hop Material to the Hop Aroma and Terpenoid Content of Kettle-Hopped Lager Beers.Tech. Q. Master Brew. Assoc. 2017;(54):2-10. https://doi.org/10.1094/TQ-54-1-0105-01
18. Bober AV, Mylymukha BV, Chykhman OV. Doslidzhennia yakosti khmeliu i khmeleproduktiv, shcho vykorystovuiutsia u py-vovarinni. Naukovyi visnyk NUBiP Ukrainy. Seriia: Ahronomiia. 2015; 210(1):221-226.
19. Bober AV. Porivnialna otsinka pyvovarnykh yakostei shyshok ta hranul khmeliu typ 90 aromatychnykh i hirkykh sortiv za vmistom hirkykh rechovyn. Naukovi dopovidi NUBiP Ukrainy. 2011;4(26).
20. Lidia Protsenko, Serhii Ryzhuk, Mykola Liashenko, Oleksandr Shevchenko, Svitlana Litvynchuk, Liliia Yanse, Henrikh Milosta. Influence of alpha acids hop homologues of bitter and aromatic varieties on beer quality. Ukrainian food journal. 2020;9(2):425-436. https://doi.org/10.24263/2304-974X-2020-9-2-13
21. Srečec S, Rezić T, Šantek B, Marić V. Hop Pellets Type 90: Influence of Manufacture and Storage on Losses of α-Acids. Acta Aliment. 2009;(38):141-147. https://doi.org/10.1556/AAlim.2008.0014
22. American Society of Brewing Chemists. (2008) Hops-12: Hop Storage Index (HSI). In ASBC Methods of Analysis. American Society of Brewing Chemists: St Paul, MN, USA, 2008. Available from: https://www.asbcnet.org/Methods/HopsMethods/pages/default.aspx
23. Rutnik Ksenija, Košir Iztok Jože, Ocvirk Miha. Vpliv Staranja na Kemijsko Sestavo Hmelja; Inštitut za Hmeljarstvo in Pivovarstvo: Žalec, Slovenia. 2019; (26): 91-98. Available from: http://www.dlib.si/details/URN:NBN:SI:DOC-JDPXW76Y
24. Ting Patrick, Ryder David. The Bitter, Twisted Truth of the Hop: 50 Years of Hop Chemistry, Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2017;75(3):161-180. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2017-3638-01
25. Algazzali V, Shellhammer T, Bitterness Intensity of Oxidized Hop Acids: Humulinones and Hulupones. J. Am. Soc. Brew. Chem. 2016;(74):36-43. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-2016-1130-01
26. Volfhant Kuntse. Tekhnolohyia soloda y pyva. Sankt-Peterburh: Professyia. 2001; 911.
27. Forster A, Biendl M, Schönberger C, Engelhard B, Gahr A, Lutz A, Mitter W, Schmidt R. Hops: Their Cultivation, Composition and Usage, Fachverlag Hans Car., 2014. Available from: https://content.e-bookshelf.de/media/reading/L-3624608-79908f89d5.pdf
28. Podeszwa Tomasz, Harasym Joanna. New methods of hopping (dryhopping) and their impact on sensory properties of beer, Acta Innovations. 2016;21:79-86.
29. Rettberg N, Biendl M, Garbe L-A. Hop Aroma and Hoppy Beer Flavor: Chemical Backgrounds and Analytical Tools - A Review. Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2018;76(1):1-20. https://doi.org/10.1080/03610470.2017.1402574
30. De Keukeleire Denis. Fundamentals of beer and hop chemistry. Química Nova. 2000;23(1):108-112. https://doi.org/10.1590/S0100-40422000000100019
31. Protsenko LV, Liashenko MI, Vlasenko AS, Hryniuk TP, Dobrovolny OO. Investigation of properties of biologically active substances and their content in cones of ukrainian hop varieties. Agricultural Science and Practice. 2018;5(2):52-63. https://doi.org/10.15407/agrisp5.02.052
32. Nesvadba V, Olšovská J, Straková L, Charvátová J, Trnková S. Essential oils in Czech hop varieties. KVASNY PRUMYSL. 2021;67(3):447-454. https://doi.org/10.18832/kp2021.67.447
33. Liashenko MI, Protsenko LV, Rudyk RI, Bober AV, Hryniuk TP, Vlasenko AS. Doslidzhennia hirkykh rechovyn lupuli-nu riznykh sortiv khmeliu. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrayiny. Seriia: Ahronomiia. 2017;(269):224-233. Available from: https://agriculturalscience.com.ua/uk/journals/269-2017
34. Brendel S, Hofmann T, Granvogl M. Characterization of key aromacompounds in pellets of different hop varieties (Humulus Lupulus L.) by means of the Sensomics approach. J Agric Food Chem. 2019;(67):12044-12053. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b05174
35. Ksenija Rutnik, Maša Knez Hrnčič & Iztok Jože Košir. Hop Essential Oil: Chemical Composition, Extraction, Analysis, and Applications, Food Reviews International. 2022;(38)1:529-551. https://doi.org/10.1080/87559129.2021.1874413
36. Dean G, Hauser, Scott R, Lafontaine & Thomas H, Shellhammer. Extraction Efficiency of Dry-Hopping, Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2019;77(3):188-198. https://doi.org/10.1080/03610470.2019.1617622
37. Protsenko Lidia, Rudyk Ruslan, Hryniuk Tetiana, Vlasenko Aliona, Protsenko Alona, Litvynchuk Svіtlana, Ovadenko Olena. Beer enrichment with biologically active hop compounds, Ukrainian food journal. 2018;7(1):65-78. https://doi.org/10.24263/2304-974X-2018-7-1-7
38. Nesvadba V, Charvátová J, Trnková S. Breeding of flavour hops in the Czech Republic. Kvasny prumysl. 2020; 66(6):366-371. https://doi.org/10.18832/kp2019.66.366
39. Bocquet L, Sahpaz S, Hilbert JL, Rambaud C, Rivière C. Humulus lupulus L., a very popular beer ingredient and medicinal plant: Overview of its phytochemistry, its bioactivity, and its biotechnology. Phytochem. Rev. 2018; (17): 1047-1090.https://doi.org/10.1007/s11101-018-9584-y
40. Hieronymus S. For the Love of Hops: The Practical Guide to Aroma, Bitterness and the Culture of Hops, Boulder, Brewers Publications, a division of the Brewers Association, Colorado, 2012.
41. Lamberti L, Grillo G, Gallina L, Carnaroglio D, Chemat F, Cravotto G. Microwave-Assisted Hydrodistillation of Hop (Humulus lupulus L.) Terpenes: A Pilot-Scale Study. Foods. 2021;(10).2726. https://doi.org/10.3390/foods10112726
42. Baranowski K. Chmielowe akcenty smakowo-zapachowe w piwie? No problem, ale Przemysł Fermentacyjny i Owocowo - Warzywny. 2016;(11):10.
43. Afonso S, Arrobas M, & Rodrigues M, Ângelo. Agronomic and chemical evaluation of hop cultivars grown under Mediterranean conditions. Spanish Journal of Agricultural Research. 2021; 19(3): e0904. https://doi.org/10.5424/sjar/2021193-17528
44. Carbone K, Bianchi G, Petrozziello M, Bonello F, Macchioni V, Parisse B, De Natale F, Alilla R, Cravero M,C. Tasting the Italian Terroir through Craft Beer: Quality and Sensory Assessment of Cascade Hops Grown in Central Italy and Derived Monovarietal Beers. Foods. 2021(10):2085. https://doi.org/10.3390/foods10092085
45. Nance RM, Setzer WN, Volatile components of aroma hops (Humulus lupulus L.) commonly used in beer brewing. J. Brew. Distilling. 2011;(2):16-22. https://doi.org/10.5897/JBD.9000010.
46. Rutnik Ksenija, Miha Ocvirk, and Iztok Jože Košir. "Changes in Hop (Humulus lupulus L.) Oil Content and Composition during Long-Term Storage under Different Conditions" Foods. 2022;(11)19:3089 https://doi.org/10.3390/foods11193089
47. Donadini G, Porretta S. Uncovering patterns of consumers' interest for beer: A case study with craft beers // Food Research International. 2017;(91):183-198. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.11.043
48. Nesvadba V, Charvátová J, Henychová A, Patzak J. Evaluation of original historical clones of hops (Humulus lupulus L.). Kvasny prumysl. 2020; 66(6):382-391. https://doi.org/10.18832/kp2019.66.382
49. Salanţă LC., Tofană M, Socaci S, Mudura E, Fărcaş A, Pop C, Pop A, Odagiu A. Characterisation of hop varieties grown in Romania based on their contents of bitter acids by HPLC in combination with chemometrics approach. Czech J. Food Sci. 2015;33(2):148-155. https://doi.org/10.17221/365/2014-CJFS
50. Bober AV, Protsenko LV. Tekhnolohichna otsinka pyvovarnykh yakostei aromatychnykh i hirkykh sortiv khmeliu ta produktiv yoho pererobky. Naukovyi zhurnal «Roslynnytstvo ta gruntoznavstvo». 2016;(235):241-248. Available from: https://agriculturalscience.com.ua/uk/journals/235-2016.
51. Zugravu C,-A, Bohiltea R,-E, Salmen T, Pogurschi E, Otelea MR. Antioxidants in Hops:Bioavailability, Health Effects and Perspectives for New Products. Antioxidants. 2022;(11):241. https://doi.org/10.3390/antiox11020241
52. Paventi Gianluca, Laura de Acutis, Antonio De Cristofaro, Marco Pistillo, Giacinto S, Germinara, and Giuseppe Rotundo. "Biological Activity of Humulus lupulus (L.) Essential Oil and Its Main Components against Sitophilus granarius (L.)" Biomolecules. 2020;(10)8:1108. https://doi.org/10.3390/biom10081108
53. Karabín M, Hudcová T, Jelínek L, Dostálek P. Biologically Active Compounds from Hops and Prospects for Their Use. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2016;(15):1-26. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12201
54. Hrnčič M,K, Španinger E, Košir I,J, Knez Ž, Bren U. Hop Compounds: Extraction Techniques, Chemical Analyses, Antioxidative, Antimicrobial, and Anticarcinogenic Effects. Nutrients. 2019;(11):257. https://doi.org/10.3390/nu11020257
55. Rudyk RI. Ekstrahuvannia ksantohumolu ta hirkykh rechovyn z khmeliu. Naukovi dopovidi NUBiP Ukrainy. 2014; (4)46.
56. Skomra U. Chmiel zwyczajny (Humulus lupulus L.) Gatunek o szerokim spektrum aktywności biologicznej, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG), 2016. Available from: http://pw.ihar.edu.pl/assets/Uploads/1.2-Koryciny-Skomra-kolekcja-chmielu-referat.pdf (dostęp 18.12.2016).
57. Jirovetz L, Bail S, Buchbauer G, Denkova Z, Slavchev A, Stoyanova A, Schmidt E, Geissler M. Antimicrobial testings, gas chromatographic analysis and olfactory evaluation of an essential oil of hop cones (Humulus lupulus L.) from Bavaria and some of its main compounds. Sci. Pharm. 2006;(74):189-201. https://doi.org/10.3797/scipharm.2006.74.189
58. Kazmirchuk VV, Korovaeva IV, Gushilik BI, Dolgaya IN, Ivannik VYu. Otkrytie Helicobacter pylori - revolyucionnyj etap razvitiya gastroentorologii, Eksperimentalna i klinichna medicina. 2016;(1)70:26-32.
59. Luana Nionelli, Erica Pontonio, Marco Gobbetti, Carlo Giuseppe Rizzello. Use of hop extract as antifungal ingredient for bread making and selection of autochthonous resistant starters for sourdough fermentation. International Journal of Food Microbiology. 2018;(266)2:173-182. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2017.12.002
60. Protsenko LV, Ryzhuk SM, Liashenko MI, Koshytska NA, Kazmirchuk VV. Likuvalni vlastyvosti khmeliu (humulus lupulus), Materialy V Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii «MODERN DIRECTIONS OF SCIENTIFIC RESEARCH DEVELOPMENT» SShA, Chikaho, USA, 28-30 zhovtnia 2021;209-216. Available from: https://sci-conf.com.ua/v-mezhdunarodnaya-nauchno-prakticheskaya-konferentsiya-modern-directions-of-scientific-research-development-28-30-oktyabrya-2021-goda-chikago-ssha-arhiv/.
61. Protymikrobnyi zasib dlia likuvannia acne vulgaris. pat. 143589 Ukraina. MPK A61K 31/045. № u 2019 11879; zaiavl. 13.12.2019; opubl. 10.08.2020, Biul. № 15. 3 s.
62. Protymikrobnyi kombinovanyi zasib dlia likuvannia ranovoi infektsii. pat. 143934 Ukraina. MPK A61K 3/52 (2006.01). № u 2019 11912; zaiavl. 16.12.2019; opubl. 25.08.2020, Biul. № 16. 3 s.
63. Metodolohiia otsiniuvannia khmeliu i khmeleproduktiv / L,V, Protsenko ta in. Zhytomyr: «Ruta». 2020. Available from: https://isgpnaan.org/vidavnicha-diyalnist/226.html.
64. Analytica EBC (Analityca European Brewery Convention). Methods 7.2, 7.4, 7.5, 7.7. 6th Ed. Nürnberg, Verlag Hans Carl Getränke-Fachverlag, 2006.
65. Analytica-EBC(European Brewery Convention). Section 7 Hops, Method 7.10-Hop Oil Content of Hops and Hop Products,; European Brewery Convention; The Brewers of Europe, 2007.
66. Analytica-EBC/European Brewery Convention. Section 7 Hops, Method 7.12 - Hop Essential Oils by Capillary Gas Chromatography Flame Ionization Detection; European Brewery Convention; The Brewers of Europe, 2007.
67. Nele Bastgen, Tobias Becher, Stephan Drusch, Jean Titze. Usability and Technological Opportunities for a Higher Isomerization Rate of α-Acids: A Review. Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2021;(79)1:17-25. https://doi.org/10.1080/03610470.2020.1840893
68. Junguang Hao R,A, Speers, Heliang Fan, Yang Deng, Ziru Dai. A review of cyclic and oxidative ditter derivatives of alpha, iso-alpha and beta-hop acids, . Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2020;(78)2:89-102. https://doi.org/10.1080/03610470.2020.1712641
69. Lucas Mattos Duarte, Rafaella Silva Aredes, Tatiane Lima Amorim, Flávia Ferreira de Carvalho Marques, Marcone Augusto Leal de Oliveira. Determination of α- and β-acids in hops by liquid chromatography or electromigration techniques: A critical review. Food Chemistry. 2022; (397):133671. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133671
70. DeGrandi-Hoffman G, Ahumada F, Probasco G, Schantz L. The effects of beta acids from hops (Humulus lupulus) on mortality of Varroa destructor (Acari: Varroidae). Exp. Appl. Acarol. 2012;(58):407-421 https://doi.org/10.1007/s10493-012-9593-2
71. Jessika De Clippeleer, Guido Aerts. Beer's bitter compounds - A detailed review on iso-a-acids: Current knowledge of the mechanisms for their formation and degradation, Brewing Science. 2014;(67)11:167-182.
72. Protsenko LV, Rudyk RI, Liashenko MI, Shtanko IP, Tsybulskyi VO, Chernenko OV, Hryniuk TP, Vlasenko AS. Atlas ukrainskykh sortiv khmeliu. 2017; 74. Available from: https://isgpnaan.org/vidavnicha-diyalnist/231.html.
73. Nesvadba V, Polončíková Z, Henychová A, Krofta K, Patzak J. Atlas of Czech hop varieties. Chmelařský institut s.r.o., Žatec. 2012. Available from: http://invenio.nusl.cz/record/161364/files/nusl-161364_1.pdf.