Chmiel
Chmiel zwyczajny (Humulus Lupulus) jest rośliną wieloletnią, dwupienną (kwiaty męskie i żeńskie występują na oddzielnych roślinach). Dla celów piwowarskich uprawia się jedynie rośliny żeńskie, które wykształcają owocostany zwane szyszkami.
Skład chemiczny
Skład chemiczny chmielu w przeliczeniu na suchą masę wynosi średnio:
Substancje goryczkowe - 18,5%
Olejki chmielowe - 0,5%
Garbniki – 3,5%
Białko – 20%
Związki mineralne 8%
Skład chemiczny jest uzależniony od odmiany chmielu, warunków uprawy, sposobu dalszego przerobu i przechowywania.
Substancje goryczkowe (żywice chmielowe)
Substancje te są najbardziej cenionymi składnikami chmielu. Nadają piwu gorzki smak, poprawiają pienistość piwa, dzięki właściwościom antyseptycznym zwiększają trwałość piwa. Substancje goryczkowe dzielimy na żywice miękkie (alfa-kwasy i beta-kwasy) oraz żywice twarde (nie przedstawiające wartości technologicznej w piwowarstwie). Alfa kwasy zwane też humulonami mają największe znaczenie w nadawaniu piwu charakterystycznej goryczki. Do alfa kwasów należą następujące związki: humulon, kohumulon, adhumulon. Alfa kwasy powstają w wyniku przekształcenia beta-kwasów (lupulon, kolupulon, adlupulon) w trakcie dojrzewania rośliny. Reakcja ta jest uzależniona ściśle od warunków pogodowych. Podczas pogodnego ciepłego lata większa ilość beta-kwasów zostanie przekształcona w alfa-kwasy niż podczas lata deszczowego i zimnego. Stosunek alfa-kwasów do beta-kwasów może wynosić od 0 do około 4. Nie wszystkie związki wchodzące w skład alfa-kwasów są pożądane. Jedną z substancji która nadaje nieszlachetną goryczkę jest kohumulon. W hodowli dąży się do tego, aby kohumulon nie stanowił więcej niż 20—25% całkowitej zawartości alfa-kwasów. Nierozpuszczalne alfa –kwasy podczas gotowania przechodzą w rozpuszczalne izo-alfa-kwasy (izohumulon, izokohumulon, izoadhumulon) nadając piwu gorzki smak. Alfa-kwasy są substancjami nietrwałymi, są wrażliwe na wysoką temperaturę, wilgotność i tlen. Oszacowano, że podczas przechowywania chmielu w temp 18ºC, przez 2 miesiące 25% alfa-kwasów uległo przemianie. Produktem utleniania zarówno alfa- jak i beta- kwasów są żywice twarde, nie mające żadnej wartości technologicznej, w wyniku ich dalszych przemian może powstać kwas walerianowy nadający piwu zapach starego sera.
Olejki chmielowe
Olejki chmielowe to mieszanina różnych substancji lotnych, ich skład jest cechą odmianową poszczególnych gatunków chmielu. Jednym z najważniejszych olejków decydujących o zapachu chmielu jest myrcen. Jest to związek nadający ostry, surowy, nieszlachetny zapach. Jego duża zawartość jest więc niepożądana. Do związków o przyjemnym, szlachetnym zapachu możemy zaliczyć beta-kariofilen, beta-farnezen oraz kumuleny. Podczas gotowania brzeczki z chmielem większość olejków chmielowych ulatnia się, te które pozostają nadają piwu przyjemny chmielowy aromat.
Garbniki (polifenole)
W skład polifenoli wchodzą: taniny, flawonole, katechiny i antocyjanogeny. Polifenole cechują się ściągającym smakiem. Tworzą one z białkami kompleksy białkowo-garbnikowe, które następnie ulegają wytrąceniu.
Pozostałe składniki chmielu nie mają większego znaczenia w piwowarstwie.
Pożądany skład chemiczny chmielu aromatycznego
Jako aromatyczne chmiele pożądane są odmiany, które mają:
- niską zawartość alfa kwasów (max 5-6%)
- małą zawartość myrcenu (która ogólnie jest niższa w chmielach szlachetnych), którego nadmiar prowadzi do powstawania aromatów sosnowych i kwiatowych
- niską zawartość kohumulonu
- stosunek alfa kwasów do beta kwasów około 1
- średnią zawartość olejków aromatycznych (od 0.5 do 1.5%)
- wysoki stosunek humulenu do kariofilenu (stosunek około 3 uznawany jest za wyróżnik chmieli szlachetnych)