Sobre la cervesa a través dels ulls d'un químic. Part 1

Sobre la cervesa a través dels ulls d'un químic. Part 1

Hola %username%.

Com vaig prometre abans, vaig estar una mica absent pel meu viatge de negocis. No, encara no s'ha acabat, però em va inspirar algunes reflexions que vaig decidir compartir amb vosaltres.

Parlarem de la cervesa.

Ara no discutiré per certes varietats, discutiré quin gust i color al cos canvia menys des del moment del consum fins al moment... bé, ja ho entens, només vull parlar de com veig el procés de producció, diferències i influència de la cervesa en el nostre organisme des del punt de vista químic.

Molta gent creu que la cervesa és la beguda de la gent comuna -i s'equivoquen molt; molts creuen que la cervesa és perjudicial- i també s'equivoquen, però, igual que els que creuen que la cervesa no és perjudicial. I això també ho descobrirem

I a diferència dels articles anteriors, intentaré desfer-me de les lectures llargues, sinó que dividiré aquesta història en diverses. I si en algun moment no hi ha cap interès, simplement deixaré de traumatitzar el cervell del pobre lector.

Som-hi.

Antecedents

La història de la cervesa al món es remunta a diversos milers d'anys. Els primers esments que se'n remunten es remunten a principis del neolític. Ja fa 6000 anys, la gent utilitzava tecnologies que permetien convertir el pa en una beguda saborosa, i en general es creu que la cervesa és la beguda alcohòlica més antiga del món.

La història de l'origen de la cervesa va començar abans de la nostra era, i els llorers dels inventors pertanyen als sumeris. La seva escriptura cuneiforme, descoberta per E. Huber a Mesopotàmia, contenia unes 15 receptes d'aquesta beguda. Els residents de Mesopotàmia utilitzaven l'espelta (espelta) per fer cervesa. Es mòlta amb ordi, s'omple d'aigua, s'hi afegeixen herbes i es deixa fermentar. Es va fer una beguda amb el most resultant. Si us plau, tingueu en compte: la cervesa de blat es va inventar essencialment, però encara ningú havia dit res sobre el llúpol, és a dir, essencialment s'elaborava cervesa de gruit o d'herbes. A més, la malta no va ser germinada.

La següent fita en la història de la cervesa va ser la civilització babilònica. Van ser els babilonis els que van descobrir com millorar la beguda. Van germinar el gra i després el van assecar per produir malta. La cervesa feta amb gra i malta es va emmagatzemar no més d'un dia. Per tal de fer la beguda més aromàtica, s'hi van afegir espècies, escorça de roure, fulles d'arbre, mel; els additius alimentaris ja es van inventar aleshores, és clar, abans del Reinheitsgebot o, com és comprensible, la llei alemanya sobre la puresa de la cervesa. encara tenia uns 5000 anys!

A poc a poc, la cervesa es va estendre a l'antic Egipte, Pèrsia, l'Índia i el Caucas. Però a l'antiga Grècia no era popular, perquè es considerava una beguda dels pobres. Va ser llavors quan van sorgir tots aquests prejudicis.

La història de la creació de la cervesa es va desenvolupar amb l'inici de l'Edat Mitjana. Aquest període s'anomena període del segon naixement de la cervesa. Es creu que va passar a Alemanya. El nom alemany Bier prové del germànic antic Peor o Bror. Encara que el mateix anglès Ale (ale) suposadament etimològicament es remunta a l'arrel protoindoeuropea, presumiblement amb el significat d'"intoxicació". L'origen indoeuropeu de l'arrel està demostrat de manera convincent en comparació amb l'øl danès i noruec modern, així com amb l'öl islandès (grup de llengües germàniques, al qual pertanyia l'anglès antic) i el lituà i letó alus - cervesa (grup bàltic de l'Indo). -Família europea), ol rus del nord (que significa beguda embriagadora), així com l'estonià õlu i l'olut finlandès. En resum, ningú sap com van sorgir les paraules, perquè algú va fer una merda a l'antiga Babilònia; bé, ara tothom anomena cervesa de manera diferent. No obstant això, ho cuinen de manera diferent.

Va ser a l'edat mitjana quan es va començar a afegir llúpol a la beguda. Amb el seu arribada, el gust de la cervesa va millorar i la seva vida útil es va fer més llarga. Recordeu, %username%: el llúpol era principalment un conservant per a la cervesa. Ara la beguda es podia transportar i es va convertir en un article de comerç. Van aparèixer centenars de receptes i varietats de cervesa. Alguns científics de determinades regions creuen que els eslaus van ser els fundadors del cultiu del llúpol, perquè la cervesa estava molt estesa a Rus ja al segle IX.

Per cert, a l'Edat Mitjana, les cerveses lleugeres eren molt consumides a Europa en comptes de l'aigua. Fins i tot els nens es podien permetre la cervesa, i sí, era específicament cervesa, i no kvas, com alguns creuen. Bevien no perquè els foscos volguessin beure fins a la mort, sinó perquè provant l'aigua podien curar fàcilment tot un munt de malalties conegudes i encara desconegudes. Amb el nivell de medicina al nivell del plàtan i de la llevadora, era massa perillós. A més, l'anomenada cervesa de taula ("small ale") també era nutritiva i anava bé a la taula del sopar en quantitats colossals, ja que contenia aproximadament un 1% d'alcohol. La pregunta lògica és "què va matar tota la infecció?" Sens dubte també ho tindrem en compte.

El segle XIX va estar marcat per un altre avenç en la història de la cervesa. Louis Pasteur va descobrir per primera vegada la relació entre la fermentació i les cèl·lules de llevat. Va publicar els resultats de l'estudi el 1876, i 5 anys més tard, el 1881, el científic danès Emil Christian Hansen va obtenir un cultiu pur de llevat de cervesa, que es va convertir en l'impuls de la fabricació industrial de cervesa.

Si parlem de la història de la cervesa sense alcohol, l'impuls per a la seva aparició va ser la Volstead Act de 1919, que va marcar l'inici de l'era de la prohibició als Estats Units: la producció, transport i venda de begudes alcohòliques superiors al 0,5% en realitat estava prohibit. Així que ja no és ni "small ale". Totes les empreses cerveseres es dedicaven a la producció d'aquestes begudes pràcticament sense alcohol a base de malta, però, segons la llei, la beguda s'havia d'anomenar "beguda de cereals", que la gent immediatament va batejar com la "dona de goma" i "a prop". cervesa”. De fet, per passar de l'habitual, prohibit, a la nova "quasi-cervesa", n'hi havia prou amb afegir només una etapa addicional al procés de producció (i ho recordarem sens dubte), que no va augmentar gaire. el cost del producte final i va permetre el retorn més ràpid possible a la producció de la beguda tradicional: "Crec que serà un moment gloriós per a la cervesa", va dir el president dels Estats Units Franklin Roosevelt, signant la Llei Cullen-Harrison el 22 de març. 1933, que va permetre augmentar l'alcohol a les begudes al 4%. L'acte va entrar en vigor el 7 d'abril i, per tant, des de llavors aquesta data és el National Beer Day als EUA! Diuen que ja el 6 d'abril els nord-americans feien cua als bars, i quan va tocar la mitjanit estimada, llavors... En definitiva, les estadístiques diuen que només el 7 d'abril es va beure un milió i mig de barrils de cervesa als Estats Units. Estats. Vau prendre una copa de cervesa el 7 d'abril, %username%?
Sobre la cervesa a través dels ulls d'un químic. Part 1

Per cert, si us interessa, en una de les parts següents us parlaré d'una llei de prohibició encara més severa, i ni tan sols és l'URSS, sinó Islàndia.

Actualment, la cervesa no s'elabora excepte a l'Antàrtida, encara que això no és segur. Hi ha desenes de categories i centenars d'estils, i si esteu interessats, podeu llegir les seves descripcions. aquí. La cervesa està lluny de ser tan simple com es creu; el cost d'una ampolla de vegades pot superar el cost d'una caixa de vi, i no parlo del vi Chateau de la Paquette.

Per tant, %username%, si ara heu obert una ampolla de cervesa mentre llegiu, ompliu-vos de respecte i continueu llegint.

ingredients

Abans de veure en què consisteix la cervesa, recordem breument la tecnologia per produir aquesta beguda.

La cervesa -com tantes coses en aquest món- és producte d'una combustió incompleta. De fet, la fermentació -el procés a través del qual tastem aquest plaer, així com la teva, %username%, capacitat de llegir aquestes línies- és un producte de la combustió incompleta de sucres, només en el cas de la cervesa, els sucres es cremen no en el teu cervell, però a la cadena metabòlica del llevat.
Com amb qualsevol combustió, els productes són diòxid de carboni i aigua, però recordeu que vaig dir "incomplet"? I de fet: en la producció de cervesa, el llevat no es pot menjar en excés (tot i que això no és del tot correcte, però és bo per a una comprensió general de la imatge) i, per tant, a més del diòxid de carboni, també es forma alcohol.

Com que el menjar no és sucre pur, sinó una barreja de diversos compostos, el producte no és només diòxid de carboni, aigua i alcohol, sinó tot un ram, per això existeixen aquestes cerveses. Ara parlaré d'alguns dels ingredients principals, i també desmentiré alguns mites sobre la cervesa al llarg del camí.

Aigua.

Recordant que, al cap i a la fi, sóc químic, canviaré a un llenguatge químic avorrit.

La cervesa és una solució aquosa d'extractius de malta que no han patit canvis durant la fermentació i post-fermentació de la cervesa, l'alcohol etílic i les substàncies aromatitzants, que són metabòlits secundaris del llevat o bé provinents del llúpol. La composició de les substàncies extractives inclou hidrats de carboni no fermentats (α- i β-glucans), substàncies fenòliques (antocianògens, oligo- i polifenols), melanoidines i caramels. El seu contingut a la cervesa, depenent de la fracció en massa de substàncies seques en el most inicial, la composició del most, els modes de fermentació tecnològica i les característiques de la soca del llevat, oscil·la entre 2,0 i 8,5 g/100 g de cervesa. Els mateixos indicadors de procés s'associen amb el contingut d'alcohol, la fracció de massa del qual a la cervesa pot variar entre el 0,05 i el 8,6%, i les substàncies aromatitzants (alcohols superiors, èters, aldehids, etc.), la síntesi de les quals depèn de la composició. del most i, especialment, sobre els modes de fermentació i la naturalesa del llevat. Per regla general, per a la cervesa fermentada amb llevat inferior, la concentració de productes secundaris del metabolisme del llevat no supera els 200 mg/l, mentre que per a la cervesa de fermentació alta el seu nivell supera els 300 mg/l. Una proporció encara menor a la cervesa està formada per substàncies amargues del llúpol, la quantitat de les quals a la cervesa no supera els 45 mg/l.

Tot això és molt avorrit, els números en realitat poden diferir més o menys, però us enteneu la idea: tot això és molt poc comparat amb el contingut d'aigua de la cervesa. Igual que tu, %username%, la cervesa és aproximadament un 95% d'aigua. No és d'estranyar que la qualitat de l'aigua tingui un impacte directe sobre la cervesa. I per cert, aquesta és una de les raons per les quals un mateix tipus de cervesa, produïda per diferents fàbriques en diferents llocs, pot tenir un gust diferent. Un exemple concret i probablement el més famós és Pilsner Urquell, que una vegada van intentar elaborar a Kaluga, però no va funcionar. Ara aquesta cervesa només es produeix a la República Txeca a causa de la seva aigua suau especial.

Cap cerveseria elaborarà cervesa sense provar primer l'aigua amb la qual treballarà: la qualitat de l'aigua és massa important per al producte final. Els principals actors en aquest sentit són els mateixos cations i anions que es veuen en una ampolla de qualsevol refresc; només els nivells es controlen no en el rang de "50-5000" mg/l, sinó amb molta més precisió.

Anem a esbrinar què afecta la composició de l'aigua?

Bé, en primer lloc, l'aigua ha de complir la normativa i reglamentació sanitària i, per tant, descartem immediatament metalls pesants i altres coses tòxiques: aquesta merda no hauria d'estar a l'aigua. Les principals restriccions per a l'aigua utilitzada directament en la producció de cervesa (durant el puré) es refereixen a indicadors com el valor del pH, la duresa, la relació entre les concentracions d'ions de calci i magnesi, que no es regula en absolut a l'aigua potable. L'aigua per fer cervesa hauria de contenir molt menys ions de ferro, silici, coure, nitrats, clorurs i sulfats. Els nitrits, que són toxines fortes per al llevat, no es permeten a l'aigua. L'aigua ha de contenir dues vegades menys components minerals (residu sec) i 2,5 vegades menys DQO (demanda química d'oxigen - oxidabilitat). A l'hora d'avaluar la idoneïtat de l'aigua per a l'elaboració de cervesa, es va introduir un indicador com l'alcalinitat, que no s'inclou a les normes per a l'aigua potable.

A més, s'apliquen requisits addicionals a l'aigua utilitzada per ajustar la fracció massiva de sòlids i alcohol en l'elaboració de cervesa d'alta gravetat. Aquesta aigua ha de ser, en primer lloc, microbiològicament pura i, en segon lloc, desaireada (és a dir, pràcticament no contenir oxigen soluble en aigua) i contenir encara menys ions de calci i bicarbonats en comparació amb l'aigua recomanada per a la cervesa en general. Què és la cervesa d'alta gravetat?Si no ho sabíeu, la tecnologia d'elaboració de cervesa d'alta densitat és que, per tal d'augmentar la productivitat de la cerveseria, el most s'elabora amb una fracció de massa de substàncies seques que és un 4...6% superior a la fracció de massa. de substàncies seques a la cervesa acabada. A continuació, aquest most es dilueix amb aigua fins a la fracció de massa desitjada de substàncies seques, ja sigui abans de la fermentació o la cervesa acabada (sí, la cervesa es dilueix, però això només és a la fàbrica, i també en parlaré més endavant). Al mateix temps, per obtenir una cervesa que no difereix en gust de la cervesa obtinguda amb tecnologia clàssica, no es recomana augmentar l'extracte del most inicial en més d'un 15%.

És extremadament important mantenir el pH correcte a l'aigua: ara no parlo del gust de la cervesa acabada, sinó del procés de fermentació del most (per cert, com es va trobar, això no afecta el gust: no sentireu una diferència tan subtil). El fet és que l'activitat dels enzims que utilitza el llevat per menjar depèn del pH. El valor òptim és 5,2..5,4, però de vegades aquest valor es desplaça més amunt per augmentar l'amargor. El valor del pH afecta la intensitat dels processos metabòlics a les cèl·lules de llevat, que es reflecteix en el coeficient de creixement de la biomassa, la taxa de creixement cel·lular i la síntesi de metabòlits secundaris. Així, en un ambient àcid, es forma principalment alcohol etílic, mentre que en un ambient alcalí s'intensifica la síntesi de glicerol i àcid acètic. L'àcid acètic afecta negativament el procés de reproducció del llevat i, per tant, s'ha de neutralitzar ajustant el pH durant el procés de fermentació. Per a diferents "aliments" hi pot haver diferents valors òptims de pH: per exemple, es necessita 4,6 per al metabolisme de la sacarosa i 4,8 per a la maltosa. El pH és un dels principals factors en la formació dels èsters, dels quals parlarem més endavant i que creen aquells aromes afruitats a la cervesa.

Ajustar el pH és sempre un equilibri de carbonats i bicarbonats en la solució, són ells els que determinen aquest valor. Però fins i tot aquí, no tot és tan senzill, perquè a més dels anions també hi ha cations.

En l'elaboració de cervesa, els cations minerals que formen l'aigua es divideixen en químicament actius i químicament inactius. Totes les sals de calci i magnesi són cations químicament actius: així, la presència de calci i magnesi (i per cert de sodi i potassi) en un context d'un alt contingut de carbonats augmenta el pH, mentre que el calci i el magnesi (aquí ja hi ha). sodi i potassi a l'aire), però en col·laboració amb sulfats i clorurs, redueixen el pH. Jugant amb les concentracions de cations i anions, es pot aconseguir l'acidesa òptima del medi. Al mateix temps, els cervesers estimen més el calci que el magnesi: en primer lloc, el fenomen de la floculació del llevat s'associa amb l'ió calci i, en segon lloc, quan s'elimina la duresa temporal mitjançant l'ebullició (és com en una tetera), el carbonat de calci precipita i es pot s'elimina, mentre que el carbonat de magnesi precipita lentament i, quan l'aigua es refreda, es torna a dissol parcialment.

Però, de fet, el calci i el magnesi són només petites coses. Per no sobrecarregar l'article, simplement reuniré alguns dels efectes de les impureses iòniques a l'aigua sobre diversos factors de producció i qualitat de la cervesa.

Efecte en el procés d'elaboració de cervesa

  • Ions de calci - Estabilitzen l'alfa-amilasa i augmenten la seva activitat, donant lloc a un augment del rendiment d'extracte. Augmenten l'activitat dels enzims proteolítics, per això augmenta el contingut de nitrogen total i α-amina del most.
  • Es determina el nivell de reducció del pH del most durant el puré, l'ebullició del most amb llúpol i la fermentació. Es determina la floculació del llevat. La concentració òptima d'ions és de 45-55 mg/l de most.
  • Ions de magnesi - Part dels enzims de la glucòlisi, és a dir. necessaris tant per a la fermentació com per a la propagació del llevat.
  • Ions de potassi - Estimulan la reproducció del llevat, formen part dels sistemes enzimàtics i dels ribosomes.
  • Ions de ferro - Efecte negatiu en els processos de puré. Concentracions superiors a 0,2 mg/l poden provocar la degeneració del llevat.
  • Ions de manganès - Inclòs com a cofactor en enzims de llevats. El contingut no ha de superar els 0,2 mg/l.
  • Ions amoni - Només poden estar presents a les aigües residuals. Absolutament inacceptable.
  • Ions de coure - A concentracions superiors a 10 mg/l - tòxics per a llevats. Pot ser un factor mutagènic per al llevat.
  • Ions de zinc - A una concentració de 0,1 - 0,2 mg/l, estimulen la proliferació de llevats. A concentracions elevades inhibeixen l'activitat de l'α-amilasa.
  • Clorurs - Redueix la floculació del llevat. A una concentració de més de 500 mg/l, el procés de fermentació es ralenteix.
  • Hidrocarbonats - En concentracions elevades condueixen a un augment del pH, i en conseqüència a una disminució de l'activitat dels enzims amilolítics i proteolítics, reduint el rendiment de l'extracte. i contribuir a augmentar el color del most. La concentració no ha de superar els 20 mg/l.
  • Nitrats - Es troben en efluents a concentracions superiors a 10 mg/l. En presència de bacteris de la família Enterbacteriaceae, es forma un ió nitrit tòxic.
  • Silicats - Reduir l'activitat fermentativa a concentracions superiors a 10 mg/l. Els silicats provenen majoritàriament de la malta, però de vegades, sobretot a la primavera, l'aigua pot ser el motiu del seu augment de cervesa.
  • Fluorurs - Fins a 10 mg/l no té cap efecte.

Influència en el gust de la cervesa

  • Ions de calci - Redueixen l'extracció de tanins, que donen a la cervesa un amargor dur i un gust astringent. Redueix la utilització de substàncies amargues del llúpol.
  • Ions de magnesi - Donen un gust amarg a la cervesa, que se sent a una concentració superior a 15 mg/l.
  • Ions de sodi - A concentracions superiors a 150 mg/l, provoquen un gust salat. A concentracions de 75...150 mg/l, redueixen la plenitud del gust.
  • Sulfats - Donar a la cervesa astringència i amargor, provocant un regust. A una concentració de més de 400 mg/l, donen a la cervesa un “gust sec” (hola, Guiness Draft!). Pot precedir la formació de sabors i olors sulfurosos associats a l'activitat d'infectar microorganismes i llevats.
  • Silicats - Afecten indirectament el gust.
  • Nitrats - Afecten negativament el procés de fermentació a una concentració superior a 25 mg/l. Possibilitat de formació de nitrosamines tòxiques.
  • Clorurs - Donar a la cervesa un gust més subtil i dolç (sí, sí, però si no hi ha sodi). Amb una concentració d'ions d'uns 300 mg/l, augmenten la plenitud del gust de la cervesa i li donen un gust i aroma de meló.
  • Ions de ferro - Quan el contingut de la cervesa és superior a 0,5 mg/l, augmenten el color de la cervesa i apareix una escuma marró. Dóna a la cervesa un gust metàl·lic.
  • Ions de manganès - Similar a l'efecte dels ions de ferro, però molt més fort.
  • Ions de coure - Afecten negativament l'estabilitat del gust. Suavitza el gust sulfurós de la cervesa.

Efecte sobre l'estabilitat col·loïdal (terbolesa)

  • Ions de calci - Precipiten oxalats, reduint així la possibilitat d'ennuvolament d'oxalat a la cervesa. Augmenten la coagulació de proteïnes en bullir el most amb llúpol. Redueixen l'extracció de silici, que té un efecte beneficiós sobre l'estabilitat col·loïdal de la cervesa.
  • Silicats - Redueix l'estabilitat col·loïdal de la cervesa a causa de la formació de compostos insolubles amb ions de calci i magnesi.
  • Ions de ferro - Acceleren els processos oxidatius i provoquen terbolesa col·loïdal.
  • Ions de coure - Afecten negativament l'estabilitat col·loïdal de la cervesa, actuant com a catalitzador per a l'oxidació dels polifenols.
  • Clorurs - Millorar l'estabilitat col·loïdal.

Bé, com és? De fet, a diferents parts del món es van formar diferents estils de cervesa gràcies, entre altres coses, a diferents aigües. Els cervesers d'una zona produïen cerveses reeixides amb un fort sabor i aroma de malta, mentre que els cervesers d'una altra estaven produint grans cerveses amb un perfil de llúpol notable, tot perquè les diferents regions tenien aigües diferents que feien una cervesa millor que una altra. Ara, per exemple, la composició de l'aigua per a la cervesa es considera òptima d'aquesta forma:
Sobre la cervesa a través dels ulls d'un químic. Part 1
Tanmateix, està clar que sempre hi ha desviacions, i aquestes desviacions sovint determinen que "Baltika 3" de Sant Petersburg no és en absolut "Baltika 3" de Zaporozhye.

És lògic que qualsevol aigua utilitzada per a la producció de cervesa passi per diverses etapes de preparació, incloent anàlisi, filtració i, si cal, ajust de la composició. Molt sovint, una cerveseria porta a terme un procés de preparació de l'aigua: l'aigua obtinguda d'una manera o una altra pateix l'eliminació del clor, canvis en la composició mineral i ajust de la duresa i l'alcalinitat. No us heu de preocupar de tot això, però aleshores, i només si teniu sort amb la composició nominal de l'aigua, la cerveseria només podrà elaborar un parell de varietats. Per tant, SEMPRE es fa el seguiment i la preparació de l'aigua.

Les tecnologies modernes, amb fons suficients, permeten obtenir aigua amb gairebé totes les característiques desitjades. La base pot ser aigua de l'aixeta de la ciutat o aigua extreta directament d'una font artesiana. També hi ha casos exòtics: una cerveseria sueca, per exemple, elabora cervesa amb aigües residuals tractades, i artesans xilens elaboren cervesa amb l'aigua recollida de la boira del desert. Però és evident que en la producció en sèrie, el costós procés de tractament de l'aigua afecta el cost final, i potser per això la ja esmentada Pilsner Urquell no es produeix en cap altre lloc excepte a casa seva a la República Txeca.

Crec que n'hi ha prou per a la primera part. Si la meva història resulta interessant, a la següent part parlarem de dos ingredients més obligatoris de la cervesa, i potser un d'opcional, parlarem de per què la cervesa fa una olor diferent, si hi ha "clar" i "fosc", i també toqueu lletres estranyes OG, FG, IBU, ABV, EBC. Potser hi haurà alguna cosa més, o potser alguna cosa no passarà, però apareixerà a la tercera part, en la qual penso passar breument per la tecnologia, i després tractar els mites i les idees errònies sobre la cervesa, inclòs que és " diluït” i “enriquit”, també parlarem de si es pot beure cervesa caducada.

O potser hi haurà una quarta part... L'elecció és teva, %username%!

Font: www.habr.com

Afegeix comentari