Неспецифические хмелевые вещества

Азотистые вещества. В хмелевых шишках содержится 2-4% азотистых веществ (на сухое вещество), что соответствует 12-25% белка. Примерно одна треть этих веществ растворима в горячей воде и находится в форме протеоз, пептонов, полипептидов и аминокислот. Среди азотистых веществ в хмеле установлено содержание аспарагина, гистидина, аргинина, бетаина, аденина и гипоксантина. Аспарагин, содержащийся в количестве 30% общего количества белковых веществ, является источником питания дрожжей. Из аминов в хмеле найдены холин и в старом хмеле - триметиламин, который придает ему неприятный запах.

Большинство низкомолекулярных азотистых веществ являются хорошо ассимилируемыми веществами.

Важно отметить, что азотистые вещества хмеля, перешедшие в сусло после кипячения с хмелем, дубильными веществами не осаждаются.

Углеводы. Из сахаров в хмеле найдены глюкоза (1,55%) и фруктоза (2,10%)- Имеются пентозаны, гемицеллюлозы и целлюлоза.

В свежем хмеле содержатся пектины в количестве 12-14%.

Воск. Поверхность листьев, стеблей, стволов и плодов любых растений покрыта тонким налетом воска, который предохраняет их от смачивания водой, высыхания и поражения микроорганизмами. Хмелевой воск называется мирицином; он легко растворяется в этиловом эфире, но не растворяется в воде и гексане и очень трудно - в холодном этиловом спирте. Кроме того, в хмеле обнаружены высокомолекулярные углеводороды типа парафина.

Алкалоиды. В хмеле в 1885 г. в незначительном количестве был обнаружен летучий алкалоид - хопеин, легкорастворимый в воде и спирте, которому приписывали наркотическое действие при большом употреблении последнего и дезинфицирующее влияние на пиво. Наличие его связывали с семянностью хмеля. Однако последующие многочисленные исследования, проведенные в этом направлении, не могли установить наличия каких-либо алкалоидов ни в самом хмеле, ни в семенах.

Органические кислоты. В хмеле найдены кислоты: яблочная, лимонная, янтарная и щавелевая, которые обусловливают кислый характер водных вытяжек из хмеля (pH 4,7-5,0).

В хмеле обнаружена в очень небольшом количестве борная кислота, которая, как известно, играет в растениях значительную физиологическую роль, и в частности в хмеле противодействует последствиям засухи.

Минеральные вещества. Содержание золы в хмелевых шишках колеблется так же, как и в других растениях (6-9%), и не превышает 10%- Из отдельных элементов в наибольшем количестве содержится калий, достаточно высокое содержание в золе кальция, фосфорной и кремневой кислот.

Количественный анализ золы хмеля следующий (в %):

Кроме того, в хмелевых шишках, как и в других растениях, в чрезвычайно небольших количествах находятся микроэлементы, в частности медь и мышьяк. Избыточные количества этих элементов обусловлены применением для опрыскивания хмеля при борьбе с вредителями ядохимикатов, главной составной частью которых являются медные соли, или применением для окуривания серы, содержащей мышьяк.

Красящие вещества. Зеленый цвет хмелевых шишек зависит не только от наличия хлорофилла. Кроме хлорофилла в хмеле имеются желтые, а в старом хмеле и красно-коричневые красящие вещества.

Изучение химической природы хлорофилла началось с работ Берцелиуса, но решающую роль в этом вопросе сыграли работы К. А. Тимирязева, который много своих работ посвятил изучению свойств хлорофилла и участию его в процессах ассимиляции.

Хлорофилл, как известно, играет большую роль в фотосинтезе в природе; восстановленная форма его имеет слабо-желтую окраску, окисленная - ярко-зеленую. Хлорофилл в настоящее время подробно изучен. В этом отношении большую помощь оказал метод хроматографического адсорбционного анализа, разработанный впервые русским ученым М. С. Цветом еще в 1908 г. Он получил чистый раствор хлорофилла и установил в нем наличие двух компонентов - хлорофилла а и хлорофилла б. Формула первого C₅₅H₇₂O₅N₄Mg, а второго C₅₅H₇₀O₅N₄Mg:

Хлорофилл является сложным эфиром двухосновной кислоты и двух спиртов: метанола (CH₃OH) и фитола (C₂₀H₃₉OH). В хлорофилле содержится фитола 32,66%. Фитол является производным изопрена. Он осуществляет связь хлорофилла с рядом важных веществ растительного происхождения, в том числе с терпенами хмеля.

Следует отметить, что хлорофилл по своему строению близок к красящему веществу крови - гему, а также к ряду дыхательных ферментов (пероксидазе, каталазе и цитохромоксидазе).

Структурная формула хлорофилла а имеет следующий вид:

В центре формулы лежит ядро порфина, которое образует четыре остатка пиррола, связанные одно с другим и с атомом магния двумя основными и двумя дополнительными валентностями.

Как указывалось выше, в хмеле находятся антоцианы и антоцианидины, которые окрашиваются в разные цвета. Процессы окисления и восстановления, а также изменение кислотности среды, несомненно, имеют большое отношение как к самой окраске, так и к степени ее интенсивности.

Превращение дубильных веществ хмеля, и в частности образование флобафенов, также небезразлично для окраски хмеля. Недаром флобафены называют красными дубильными веществами.

Защитными веществами в отношении зеленого цвета хмелевых шишек являются органические кислоты, поэтому при отмирании растительных клеток, когда щелочность тканей повышается, происходит покраснение хмеля.