СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХМЕЛЕВЫХ ЭКСТРАКТОВ ДЛЯ ПИВОВАРЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК C12C3/08 

Изобретение относится к пивовареннбй прбмышленности, а именно к способу производства хмелевых экстрактов для пивоварения.

Известен способ производства хмелевых экстрактов дЛя пивоварения путем экстрагирования из хмеля всех растворимых вещестй с ПОМОШ.ЫО несмешивающегося с водой pacfBoрителя, разделения экстракта на фракцию, содержащую а-кислоты и фракцию, содержащую Р-КИСЛОТЫ и масла, получения изо-а-кислот Одним из известных способов, например растворением экстракта в несмещивающемся с водой растворителе в присутствии водной щелочи для экстрагирования а-кислот, перевода солей а-кислот из экстракционного раствора в более концентрированный щелочной раствор с последующим нагреванием последнего для изомеризации сс-кислот.

Предлагаемый способ позволяет улучшить качество экстрактов.

Для этого перед разделением на фракции из экстракта выделяют ксантогумолы.

Выделять ксантогумолы предложено путем контактирования экстракта сначала с неполярным органическим растворителем, например жидким парафиновым углеводородом, а затем полярным растворителем, несмещивающимся с первым растворителем, например

низшим спиртом, селективно экстрагирующим ксантогумолы из раствора в первом растворителе. Из водного концентрированного раствора

можно экстрагировать изо-а-кислоты полярным несмещивающимся с водой растворителем, например метилизобутилкетоном, н-бутанолом, этилацетатом, изопропилацетатом, с последующим выделением изо-а-кислот в виде солей из этого растворителя.

Пример 1. Сырой экстракт хмеля (100 фунтов), содержащий 27,8% а-кислот, полученный путем экстракции высущенного хмеля бензолом, растворяют в 50 галлонах

легкой фракции нефти (. -95°С).

Иерастворимое вещество (6 фунтов) отбрасывают.

Этот раствор тщательно перемещивают с 75%-ным (но объему) метанолом (10 галлонов) в течение 10 мин при 50°С. После отстаивания в течение 1 час нижний метанольный слой отделяют. Процесс промывания повторяют с добавочным количеством 75%-ного метанола (10 галлонов).

НИИ петролейный слой прибавляют к главному промывному петролейному раствору. Нил-сний метанольный слой подвергают перегонке для выделения метанола с целью повторного использования и получения смолистого остатка (4 фунта), богатого ксантогумолом.

Петролейный раствор смол хмеля вводят в непрерывный поток жидкости, в жидкостную экстракционную колонку при скорости потока 10 галлонов в 1 час с противотоком 2,5 вес. % на 1 объем раствора карбоната калия при скорости потока 20 галлонов в 1 час. Выходящий воднощелочной раствор (рН 9,0) непрерывно вводят в небольшую колонку с противотоком чистого петролейного эфира со скоростью потока 1,5 галлона в 1 час. Объединенные петролейные растворы, содержащие р-кислоты, мягкие смолы, фиксированные и летучие масла, подвергают перегонке для выделения растворителя, оставляя лупулоны и т. д., который может снова применяться в аналогичном процессе для дальнейшей обработки.

Водный раствор (80 галлонов), содерл ащий 3,3 вес. % на 1 объем а-кислот в виде калиевых солей, свободный от Р-КИСЛОТ и других нежелательных ингредиентов хмеля, вводят в следующий нротивоточный экстрактор с противотоком н-бутанола.

Полученный бутанольный раствор (26 галлонов) содержит 9,8 вес. % на 1 объем а-кислот. Этот раствор подвергают перегонке при уменьшенном давлении для выделения бутанола.

В процессе перегонки прибавляют воду, необходимую для замены растворителя, н поддерживают при этом- температуру ниже 60°С. Оставшийся водный раствор (12,5 галлонов), содержащий 19,0 вес. % на 1 объем а-кислот, кипятят в течение 90 мин при атмосферном давлении при поддержании рН 10,2 путем прибавления 25 вес. % на 1 объем водного раствора карбоната калия для изомеризации акислот. Полученный раствор (10,5 галлонов) содержит 21,3 вес. % на 1 объем изо-а-кислот. Этот раствор затем экстрагируют при помощи перемещивания с тремя последовательными количествами этилацетата (6 галлонов, 2и 2 галлона). Объединенные этилацетатные растворы подвергают перегонке при сравнительно небольшим уменьщенном давлении с прибавлением небольшого количества дистиллированной воды, необходимой для замены растворителя.

Остаток, состоящий из конечного изомеризованного экстракта хмеля, весит 48,5 фунтов и содержит 45,3 вес. % изо-а-кнслот.

Пример 2. Сырой экстракт хмеля (300 фунтов), содержащий 41,07о а-кислот, полученный путем экстракции сухого хмеля бензолом, растворяют в 120 галлонах легкой петролейной фракции нефти (ип. -95°С). Нерастворимый остаток (12 фунтов) отделяют.

лонну в противоток 75% метанола, проходящего со скоростью 8 галлонов в 1 час.

Вытекающий метанольный раствор пропускают непрерывно через вторую меньщую колонну, через которую он протекает навстречу потоку чистого петролейного эфира со скоростью 2 галлона в 1 час. Метанольный раствор, вытекающий из второй колонны, подвергают перегонке для выделения метанола, оставляя 320 фунтов остатка, богатого ксантогумолом. Легкую петролейную фракцию из второй колонны оставляют и применяют затем для растворения следующего количества экстракта хмеля.

Петролейный раствор из первой колонны пропускают. непрерывным потоком через третью колонну в противотоке к 2,5%-ному водному раствору карбоната калия со скоростью 20 галлонов в 1 час, но эту скорость контролируют так, чтобы выходящий водный раствор имел рН в пределах между 8,5 и 9,0. Легкий петролейный элюат из третьей колонны подвергают перегонке для выделения растворителя, оставляя остаток (101 фунт), богатый р-кислотами, эфирными маслами и фиксированными нелетучими маслами хмеля.

Водную фазу непрерывно пропускают через четвертую колонну в противотоке н чистому легкому петролейному эфиру со скоростью 2 галлона в 1 час. Легкий петролейный раствор из этой колонны оставляют для дальнейшего использования при растворении других экстрактов хмеля.

Водную фазу (265 галлонов), содержащую 4,27о а-кислот, собирают и после нагревания до 40°С обрабатывают 25%-ным водным раствором хлористого кальция (20 галлонов) до тех пор, пока не выпадут в осадок кальциевые соли а-кислот.

Осадок собирают на вакуумфильтре, и фильтрат отбрасывают. Влажную отфильтрованную массу растворяют при перемешивании в 97%-ном метаноле (200 галлонов). Затем к этой смеси прибавляют 50%-ный водный раствор карбоната калия в количестве, достаточном для повышения значения рН метанольного раствора до 12,2. Затем этот раствор пропускают через очистительный фильтр для удаления нерастворимого карбоната или бикарбоната кальция. К фильтрату прибавляют 50%-ный водный раствор лимонной кислоты, достаточный для доведения значения рН до 9,0. Раствор подвергают перегонке для выделения метанола, оставляя водный раствор (20 галлонов) калиевых солей а-кислот.

Этот раствор разбавляют дистиллированной водой до объема 60 галлонов и рН доводят до 10,2 путем прибавления 50%-ного водного раствора карбоната калия, затем кипятят при атмосферном давлении до завершения изомеризации.

кислот или 71 % а-кислот, присутствующих в исходном веществе.

Пример 3. Изомеризованный экстракт хмеля (90 фунтов), содержащий 48,4% изоа-кислот, полученный по методу, описанному в примере 2, очищают следующим образом.

Растворяют экстракт в дистиллированной воде (15 галлонов), и раствор экстрагируют метилизобутилкетоном три раза (5,2 и 2 галлона) при помощи механического перемещивания с последующим отстаиванием и отделением. Водный слой отбрасывают. Метилизобутилкетонный раствор изомеризованного экстракта хмеля подвергают перегонке иод уменьшенным давлением для выделения растворителя.

В процессе перегонки добавляют воду в количестве, достаточном для замены удаленного метилизобутилкетона. Остаток - прозрачный жидкий экстракт (101 фунт), содержащий 41,8% изо-а-кислот, затем разбавляют дистиллированной водой (4 фунта), давая стандартный экстракт (10 фунтов), содержащий 40% изо-а-кислот и 35% воды.

Содержание ксантогумола в выщеуказанных экстрактах определяют следующим методом. Точно взвешивают экстракт порядка 1 г и растворяют в дистиллированной воде (20 мм). Раствор наливают в делительную воронку, подкисляют соляной кислотой (рН 1) и экстрагируют хлороформом (3x5 мл). Комбинированные экстракты хлороформа фильтруют через небольшой фильтр, состоящий из хлопка-сырца с содержанием небольшого количества безводного сульфата натрия. Фильтрат собирают в 25-миллиметровую мерную колбу и разбавляют бензолом до необходимого объе ма. Колонну, содержащую силикагель (Мерк 0,05-0,2 мм), длиной 6 см, диаметром 6 мм, получают путем сухой насадки. 2 мл полученного раствора вводят в верхнюю часть колонны и подвергают элюированию смесью бензола с хлороформом (9: 1); элюат (порядка 40 мл) отбрасывают. Элюирование продолжают чистым метанолом, и элюат собирают в 25-миллиметровую мерную колбу. Добавляют 0,5 мл едкого натра и метанола до необходимого

объема. Оптическую плотность этого раство ра определяют метанолом при 438 И в 1 см элемента как эталон.

тлп/о . Д 25 100

Расчет 7о ксантогумола,

42 100.0W

где W - вес взятого экстракта.

(Уравнение получено на основании того, что 1 мг ксантогумола в щелочном метаноле объемом 25 мл имеет оптическую плотность 4).

Предмет изобретения

1. Способ производства хмелевых экстрактов для пивоварения путем экстрагирования из хмеля всех растворимых веществ с помощью

несмещивающегося с водой растворителя, разделения экстракта на фракцию, содержащую а-кислоты и фракцию, содержащую р-кислоты и масла, получения изо-а-кислот одним из известных способов, например растворением

экстракта в несмещивающемся с водой растворителе в присутствии водной щелочи для экстрагирования а-кислот, неревода солей акислот из экстракционного раствора в более концентрированный щелочной раствор с последующим нагреванием последнего для изомеризации а-кислот, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества экстрактов, перед разделением на фракции из экстракта выделяют ксантогумолы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделение ксантогумолов осуществляют путем контактирования экстракта сначала с пеполярным органическим растворителем, например жидким парафиновым углеводородом,

а затем полярным растворителем, несмещивающимся с первым растворителем, например низщим спиртом, селективно экстрагирующим ксантогумолы из раствора в первом растворителе.

3 Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что из водного концентрированного раствора экстрагируют изо-а-кислоты полярным несмешивающимся с водой растворителем, например метилизобутилкетоном, н-бутанолом, этилацетатом, изопропилацетатом, с последующим выделением изо-а-кислот в виде солей из этого растворителя.