化学者の目から見たビールについて。 パート1

こんにちは、%username%。

先ほどの約束通り、出張のため少し道に迷ってしまいました。 いいえ、まだ終わっていませんが、いくつかの考えが湧き上がったので、皆さんと共有することにしました。

ビールについて話しましょう。

私は今、特定の品種に溺れて、消費した瞬間からその瞬間までの体の中のどの味と色の変化が少ないかを議論するつもりはありません...まあ、あなたは理解しています - 私が生産プロセスをどのように見ているかについて話したいだけです、化学の観点から見たビールの違いと私たちの生物への影響。

多くの人はビールは庶民の飲み物だと信じていますが、それは大きな間違いであり、多くの人はビールは有害であると信じていますが、彼らもまた、ビールは有害ではないと信じている人々と同じように誤解しています。 そしてそれを理解しましょう

また、これまでの記事とは異なり、長い記事を読むのをやめ、この話をいくつかに分割することにします。 そして、ある段階で興味がなくなったら、私は貧しい読者の脳を傷つけるのをやめるつもりです。

さあ行こう。

病歴

世界のビールの歴史は数千年にわたります。 それについての最初の言及は、新石器時代初期に遡ります。 すでに 6000 年前、人類はテクノロジーを利用してパンを香りのよい飲み物に変えていました。一般にビールは世界最古のアルコール飲料であると考えられています。

ビールの起源の歴史は私たちの時代より前に始まり、発明者の栄光はシュメール人に属します。 メソポタミアの E. フーバーによって発見された彼らの楔形文字には、この飲み物の約 15 のレシピが含まれていました。 メソポタミアの住民はスペルト小麦（スペルト小麦）を使ってビールを作りました。 大麦を粉砕し、水を注ぎ、ハーブを加えて発酵させました。 得られた麦汁をもとに飲み物が作られました。 注意してください。実際、小麦ビールは発明されましたが、ホップについてはまだ誰も何も言っていません。つまり、実際には、グルートビールやハーブビールが醸造されていました。 同時に、麦芽は発芽しなかった。

ビールの出現の歴史における次のマイルストーンはバビロニア文明でした。 この飲み物を改良する方法を考え出したのはバビロニア人でした。 彼らは穀物を発芽させ、乾燥させて麦芽を製造しました。 穀物と麦芽を使用したビールは 5000 日以内に保管されました。 飲み物をより香り高くするために、スパイス、オークの樹皮、木の葉、蜂蜜が飲み物に加えられました。もちろん、そのときでも食品添加物が発明されました。なぜなら、ラインハイツゲボット、あるいは当然のことながら、ビールの純粋さに関するドイツの法律が制定される前だったからです。まだ約XNUMX年もあったのです！

ビールは徐々に古代エジプト、ペルシャ、インド、コーカサスに広がりました。 しかし、古代ギリシャでは貧しい人の飲み物と考えられていたため、人気がありませんでした。 そのとき、これらすべての偏見が生まれました。

ビールの創造の歴史は中世の始まりとともに発展しました。 この時代はビール第二誕生の時代と呼ばれています。 それはドイツで起こったと考えられています。 ドイツ語の名前 Bier は、古ドイツ語の Peor または Bror に由来します。 同じ英語のエール (ale) ですが、語源的にはインド・ヨーロッパ原語の語源に遡り、おそらく「酩酊」を意味すると考えられています。 語根のインド・ヨーロッパ語起源は、現代のデンマーク語やノルウェー語のøl、さらにはアイスランド語のöl（古英語も属していたゲルマン語のグループ）やリトアニア語とラトビア語のalus-ビール（バルト語グループ）との比較で説得力を持って証明されています。インド・ヨーロッパ語族の)、北ロシア語の ol (酔った飲み物を意味する)、エストニア語の õlu とフィンランド語の olut。 つまり、古代バビロンで誰かが失敗したため、この言葉がどのようにして生まれたのか誰も知りません。まあ、今では誰もがビールを異なる呼び方で呼んでいます。 ただし、料理の仕方が異なります。

ホップが飲み物に加えられるようになったのは中世のことです。 この登場により、ビールの味わいが向上し、賞味期限も長くなりました。 %username%: ホップは主にビールの保存料であったことを思い出してください。 今ではその飲み物は輸送できるようになり、貿易の対象になりました。 何百ものレシピとビールの種類が登場しました。 一部の地域の科学者の中には、ルーシではすでにXNUMX世紀に醸造が普及していたため、スラブ人がホップ栽培の祖先であると信じている人もいる。

ちなみに、中世のヨーロッパでは水の代わりにライトエールが広く使われていました。 子どもたちでもビールを買う余裕はあった――そして確かに、それはビールであり、一部の人々が考えているようなクワスではなかった。 彼らが水を飲んだのは、闇の者たちが眠りたかったからではなく、その水を味わった後、既知の、そしてまだ知られていない多くの病気からやりくりするのが簡単だったからです。 オオバコと助産師レベルの医療レベルでは危険すぎた。 さらに、いわゆるテーブルビール（「スモールエール」）も栄養価が高く、アルコール度数が約1％だったので、大量に食卓に上るのに最適でした。 論理的な疑問は、「では、何がすべての感染を死滅させたのか?」ということです。 私たちも検討します。

1876 世紀は、ビールの歴史における新たな進歩によって特徴づけられました。 ルイ・パスツールは発酵と酵母細胞の関係を初めて発見しました。 彼は 5 年に研究結果を発表し、1881 年後の XNUMX 年にデンマークの科学者エミール クリスチャン ハンセンはビール酵母の純粋培養を入手し、これが工業的醸造の推進力となりました。

ノンアルコールビールの歴史について話すと、その登場のきっかけとなったのは、米国の禁酒法時代の始まりとなった1919年のヴォルステッド法であり、0,5度以上のアルコール飲料の製造、輸送、販売が禁止された。 %は実際に禁止されました。 つまり、もはや「小さなエール」ですらない。 すべての醸造会社は、麦芽をベースにしたこのような実質的にノンアルコール飲料の発売に関与していましたが、法律により、その飲み物は「シリアル飲料」と呼ばれなければならず、人々はすぐに「ラバーウーマン」を「ビールに近い」と呼びました。 実際、通常の禁止されたビールから新しい「ほぼビール」に切り替えるには、製造プロセスに 22 つの追加段階を追加するだけで十分でした（そして私たちはそれについて間違いなく覚えています）。最終製品のコストが下がり、伝統的な飲み物の生産にすぐに戻ることができました。「ビールにとって素晴らしい時期になると思います」と、1933月4日にカレン・ハリソン法に署名した米国大統領フランクリン・ルーズベルトは述べた。 7 年、アルコール度数を 6% に引き上げることが可能になりました。 この法律は 7 月 7 日に発効したため、それ以来、この日が米国の全国ビールの日となっています。 すでにXNUMX月XNUMX日にはアメリカ人がバーに列を作り、誰もが欲しがる真夜中が訪れたとき...つまり、統計によると、XNUMX月XNUMX日だけでアメリカではXNUMX万バレルのビールが飲まれたということです。 。 %username% さんは XNUMX 月 XNUMX 日にビールを一杯飲みましたか?


ちなみに、ご興味がございましたら、次のパートのいずれかで、さらに厳しい禁忌法についてお話します。これはソ連ではなく、アイスランドです。

現時点では、ビールは南極以外では醸造されていませんが、これは不正確です。 数十のカテゴリと数百のスタイルがあります - 興味があれば、それらの説明を読むことができます ここで。 ビールは思っているほど簡単ではありません。ボトル XNUMX 本の価格がワイン XNUMX ケースの価格を超えることもあります。これはシャトー ド ラ パケテのワインについて話しているわけではありません。

したがって、%username% さん、読書中にビールのボトルを開けてしまった場合は、敬意を持って読み続けてください。

材料

ビールの成分を分解する前に、この飲み物の製造技術を簡単に思い出してみましょう。

ビールは、この世界の多くのビールと同様に、不完全燃焼の産物です。 実際、発酵 - 私たちがこの喜びを味わうプロセス、そしてこれらの行を読む能力、%username% - は砂糖の不完全燃焼の産物です。ビールの場合にのみ、砂糖は体内で燃焼しません。脳に存在しますが、代謝連鎖における酵母にも存在します。
他の燃焼と同様、生成物は二酸化炭素と水ですが、「不完全」と言ったことを覚えていますか? そして実際、ビールの製造では酵母が過剰に摂取することは許されていません（これは完全に正しいわけではありませんが、全体像を理解するには良いことです）。したがって、二酸化炭素に加えてアルコールも生成されます。

食品は純粋な砂糖ではなく、さまざまな化合物の混合物であるため、製品は単なる二酸化炭素、水、アルコールではなく、大量のものであり、そのおかげでこれらの同じビールが存在します。 ここで主な材料のいくつかについて説明し、その過程でビールに関するいくつかの誤解を暴いていきます。

水。

結局のところ私は化学者であることを思い出し、退屈な化学用語に切り替えます。

ビールは、ビールの発酵中および発酵後、変化を受けていない麦芽抽出物、エチルアルコール、および酵母の二次代謝産物またはホップ由来の香料物質の水溶液です。 抽出物質の組成には、未発酵の炭水化物（α-およびβ-グルカン）、フェノール性物質（アントシアノーゲン、オリゴフェノールおよびポリフェノール）、メラノイジンおよびカラメルが含まれます。 ビール中のそれらの含有量は、最初の麦汁中の固形分の質量分率、麦汁の組成、発酵の技術的モードおよび酵母菌株の特性に応じて、ビール2,0 gあたり8,5から100 gまで変化します。 同じプロセスパラメーターがアルコールの含有量（ビール中の質量分率は 0,05 ～ 8,6% の範囲）と、香料物質（高級アルコール、エステル、アルデヒドなど）の含有量に関連付けられており、その合成は両方に依存します。麦汁の組成、特に発酵体制と酵母の性質について。 原則として、下面発酵ビールの場合、酵母の代謝による副産物の濃度は 200 mg/l を超えませんが、上面発酵ビールの場合、そのレベルは 300 mg/l を超えます。 ビール中のホップの苦味成分はさらに少なく、ビール中のホップの量は 45 mg/l を超えません。

これはすべて非常に退屈で、数値は実際には上下に異なる可能性がありますが、要点は理解できます。ビール中の水分含有量の背景には、これらすべてはほとんどありません。 %username% さん同様、ビールの約 95% は水分です。 当然のことながら、水の品質はビールに最も直接的な影響を与えます。 ちなみに、これが、同じ種類のビールでも、異なる場所の異なる工場で製造されると味が異なる理由の XNUMX つです。 具体的でおそらく最も有名な例は、かつてカルーガで醸造しようとしたピルスナー・ウルケルですが、何も生まれませんでした。 現在、このビールは特別な軟水があるため、チェコ共和国でのみ生産されています。

ビール醸造所は、使用する水を最初にテストせずにビールを醸造することはありません。水の品質は最終製品にとって非常に重要です。 この点での主な役割は、ソーダのボトルに見られるものと同じカチオンとアニオンです。レベルが「50-5000」mg / lの範囲で制御されていないだけで、はるかに正確に制御されています。

水の組成がどのような影響を与えるかを考えてみましょう。

さて、まず第一に、水はSanPiNに準拠する必要があるため、重金属やその他の有毒なものはすぐに廃棄されます。このゴミは水中にまったく存在すべきではありません。 ビールの製造（マッシング時）に直接使用される水の主な制限は、pH、硬度、カルシウムイオンとマグネシウムイオンの濃度比などの指標に関連していますが、飲料水ではまったく規制されていません。 醸造用の水には、鉄、ケイ素、銅、硝酸塩、塩化物、硫酸塩のイオンが含まれる量を大幅に減らす必要があります。 酵母にとって強力な毒素である亜硝酸塩が水中に存在することは許可されません。 水中のミネラル成分（乾燥残留物）は 2,5 倍少なくなり、COD（化学的酸素要求量 - 酸化性）は XNUMX 倍少なくなります。 醸造用水の適性を評価する際に、飲料水の基準には含まれていないアルカリ度などの指標が導入されました。

さらに、高重力醸造において固形分とアルコールの質量分率を調整するために使用される水にも追加の要件が課されます。 この水は、第一に微生物学的に純粋であり、第二に脱気されている必要があり（つまり、水溶性酸素が実質的に含まれていない）、一般に醸造に推奨されている水と比較して、カルシウムイオンと重炭酸イオンの含有量がさらに少ない必要があります。 ハイグラビティブルーイングとは何ですか?ご存知なかった方のために説明すると、高密度醸造技術とは、醸造所の生産性を高めるために、麦汁の質量分率よりも 4 ～ 6% 高い固形分の質量分率で麦汁を醸造するというものです。完成したビールの固形物。 さらに、この麦汁は、発酵前、またはすでに完成したビールのいずれかに、目的の固形分質量分率まで水で希釈されます（はい、ビールは希釈されますが、これは工場でのみ行われます。これについては後で説明します）。 同時に、古典的な技術によって得られるビールと味が変わらないビールを得るためには、最初の麦汁のエキス含有量を15％を超えて増加させることはお勧めできません。

水の正しいpHを維持することは非常に重要です。私は完成したビールの味についてはまったく話していませんが、麦汁発酵のプロセスについて話しています（ところで、発見されたように、これは単にそうではありません）味に影響を与える - それほど微妙な違いは感じられないでしょう）。 実際のところ、酵母が食べるために使用する酵素の活性はpHに依存します。 最適値は5,2～5,4ですが、苦味を強くするためにこの値を高めにシフトする場合もあります。 pH 値は酵母細胞の代謝プロセスの強度に影響し、バイオマスの増殖速度、細胞増殖速度、二次代謝産物の合成に反映されます。 したがって、酸性環境では主にエチルアルコールが生成され、アルカリ性環境ではグリセロールと酢酸の合成が促進されます。 酢酸は酵母の繁殖過程に悪影響を与えるため、発酵中にpHを調整して中和する必要があります。 「食品」が異なれば、最適な pH の値も異なる場合があります。たとえば、スクロースの代謝には 4,6 が必要で、マルトースの代謝には 4,8 が必要です。 pH は、後で説明するエステルの形成における主な要因の XNUMX つであり、ビールの非常にフルーティーな香りを生み出します。

pH 調整は常に溶液中の炭酸塩と重炭酸塩のバランスであり、この値は炭酸塩と重炭酸塩によって決まります。 しかし、ここでもすべてがそれほど単純ではありません。陰イオンに加えて陽イオンもあるためです。

醸造において、水を構成するミネラルカチオンは、化学的に活性なカチオンと化学的に不活性なカチオンに分類されます。 カルシウムとマグネシウムのすべての塩は化学的に活性な陽イオンです。たとえば、高含有量の炭酸塩を背景にカルシウムとマグネシウム（および、ちなみにナトリウムとカリウム）が存在すると pH が上昇しますが、カルシウムとマグネシウム（ナトリウムとナトリウム）は pH を上昇させます。カリウムはすでにその範囲内にあります） - しかし、一般的には硫酸塩と塩化物がpHを低下させます。 カチオンとアニオンの濃度を調整して、培地の酸性度の最適な値を達成できます。 同時に、ビール醸造者はマグネシウムよりもカルシウムを好みます。第一に、酵母の凝集などの現象はカルシウムイオンに関連しており、第二に、沸騰によって一時的な硬さが解消されると（やかんの中のようなものです）、炭酸カルシウムが沈殿して缶詰になるためです。炭酸マグネシウムはゆっくりと沈殿し、水が冷却されると部分的に再び溶解します。

しかし実際には、カルシウムとマグネシウムはまだ花です。 記事が過重にならないように、ビールの製造と品質におけるさまざまな要因に対する水中のイオン不純物の影響のいくつかを簡単にまとめます。

醸造プロセスへの影響

• カルシウムイオン - α-アミラーゼを安定化し、その活性を高め、抽出物の収量を増加させます。 これらはタンパク質分解酵素の活性を高め、これにより麦汁中の総窒素およびα-アミン窒素の含有量が増加します。
• マッシング、ホップを含む麦汁の煮沸、発酵中の麦汁のpHの低下レベルを測定します。 酵母の凝集を測定します。 最適なイオン濃度は麦汁 45 リットルあたり 55 ～ XNUMX mg です。
• マグネシウムイオン - それらは解糖酵素の一部です。 発酵と酵母の繁殖の両方に必要です。
• カリウムイオン - 酵母の繁殖を刺激し、酵素システムとリボソームの一部です。
• 鉄イオン - マッシュプロセスに悪影響を及ぼします。 0,2 mg / lを超える濃度では、酵母の変性を引き起こす可能性があります。
• マンガンイオン - 酵母酵素の補因子として含まれています。 含有量は 0,2 mg/l を超えてはなりません。
• アンモニウムイオン - 廃水中にのみ存在します。 絶対に受け入れられません。
• 銅イオン - 10 mg / lを超える濃度では、酵母に対して有毒です。 酵母に対して変異原性がある可能性があります。
• 亜鉛イオン - 0,1〜0,2 mg / lの濃度で、酵母の繁殖を刺激します。 高濃度では、α-アミラーゼ活性が阻害されます。
• 塩化物 - 酵母の凝集を減らします。 500 mg / lを超える濃度では、発酵プロセスが遅くなります。
• 重炭酸塩 - 高濃度では pH の上昇を引き起こし、その結果、デンプン分解酵素やタンパク質分解酵素の活性が低下し、抽出物の収量が減少します。 そして麦汁の色を濃くします。 濃度は 20 mg/l を超えてはなりません。
• 硝酸塩 - 10 mg/l を超える濃度では、排水中に検出されます。 腸内細菌科の細菌が存在すると、有毒な亜硝酸イオンが生成されます。
• ケイ酸塩 - 10 mg / lを超える濃度で発酵の活性を低下させます。 ケイ酸塩は主に麦芽から得られますが、場合によっては、特に春には、ビール中にケイ酸塩が増加する原因となることがあります。
• フッ化物 - 10 mg/l までは効果がありません。

ビールの味への影響

• カルシウムイオン - ビールにざらついた苦味や渋みを与えるタンニンの抽出を抑えます。 苦いホップ物質の使用を削減します。
• マグネシウムイオン - ビールに苦味を与え、濃度が15 mg / lを超えると感じられます。
• ナトリウムイオン - 150 mg / lを超える濃度では、塩味の原因となります。 75 ... 150 mg / lの濃度では、味の豊かさが減少します。
• 硫酸塩 - ビールに渋みや苦味を与え、後味の原因となります。 濃度が 400 mg/l を超えると、ビールに「ドライな味」が与えられます (こんにちは、ギネス ドラフト!)。 微生物や酵母菌の感染による生命活動に関連した硫黄の味や臭気の形成に先立って発生する場合があります。
• ケイ酸塩 - 味に間接的に影響を与えます。
• 硝酸塩 - 25 mg / lを超える濃度では発酵プロセスに悪影響を与えます。 有毒なニトロソアミンが生成する可能性。
• 塩化物 - ビールにより繊細で甘い味を与えます（はい、ただしナトリウムが存在しない場合）。 約300mg/lのイオン濃度でビールの味わいのコクが増し、メロンのような風味と香りが得られます。
• 鉄イオン - ビール中に0,5mg/l以上含まれるとビールの色が増し、茶色の泡が現れます。 それらはビールに金属的な味を与えます。
• マンガンイオン - 鉄イオンに似ていますが、より強力です。
• 銅イオン - 味の安定性に悪影響を及ぼします。 ビールの硫黄臭を和らげます。

コロイドの安定性（ヘイズ）への影響

• カルシウムイオン - シュウ酸塩を沈殿させ、ビール中のシュウ酸塩の曇りの可能性を減らします。 麦汁をホップと一緒に煮沸する際に、タンパク質の凝固を促進します。 ビールのコロイド安定性に好影響を与えるシリコンの抽出を減らします。
• ケイ酸塩 - カルシウムおよびマグネシウムイオンとの不溶性化合物の形成により、ビールのコロイド安定性が低下します。
• 鉄イオン - 酸化プロセスを加速し、コロイドの濁りを引き起こします。
• 銅イオン - ビールのコロイド安定性に悪影響を及ぼし、ポリフェノールの酸化触媒として作用します。
• 塩化物 - コロイドの安定性を向上させます。

さて、どんな感じでしょうか？ 実際、さまざまな種類の水のおかげで、世界のさまざまな地域でさまざまなスタイルのビールが形成されました。 ある地域の醸造家は、際立ったモルトの風味と香りを備えた成功したビールを生産しましたが、別の地域の醸造家は、顕著なホップのプロファイルを備えた素晴らしい飲み物を生み出しました。すべて、異なる地域には異なる水があり、それに基づいて XNUMX つのビールが出来上がったからです。他のものよりも優れています。 たとえば、ビールの水の組成は次の形で最適であると考えられます。

しかし、常に逸脱が存在することは明らかであり、これらの逸脱はしばしばサンクトペテルブルクのバルティカ 3 がザポリージャのバルティカ 3 ではないという事実につながります。

ビールの製造に使用される水は、分析、濾過、必要に応じて組成調整など、いくつかの準備段階を経るのは非常に論理的です。 多くの場合、醸造所では水処理のプロセスが行われます。何らかの方法で得られた水は、塩素の除去、鉱物組成の変更、硬度とアルカリ度の調整を受けます。 これらすべてを気にする必要はありませんが、その場合でも、水の公称組成に幸運があれば、醸造所は数種類しか醸造できなくなります。 そのため、水の管理と準備は常に行われます。

十分な資金があれば、現代の技術により、ほぼあらゆる望ましい特性を備えた水を入手することが可能になります。 同時に、都市の水道水でさえ、自噴源から直接抽出されたものであっても、ベースとして機能することができます。 また、珍しいケースもあります。たとえば、スウェーデンのビール醸造所では、処理された廃水からビールを醸造したり、チリの職人が砂漠の霧から集めた水を使ってビールを造ったりしています。 しかし、大量生産においては、高価な水処理プロセスが最終コストに影響を与えることは明らかです。おそらくそれが、すでに言及したピルスナー・ウルケルが本国チェコ共和国以外の場所で生産されていない理由なのかもしれません。

最初の部分についてはこれで十分だと思います。 私の話が面白かったら、次のパートでは、ビールのさらに XNUMX つの必須成分と、おそらくオプションの XNUMX つについて、なぜビールの匂いが違うのか、「明るい」と「暗い」があるのか​​、そして奇妙なことについても触れます。文字 OG、FG、IBU、ABV、EBC。 もしかしたら他に何かあるかもしれないし、何も起こらないかもしれないが、その第三部に登場するだろう。その中で私はその技術について簡単に説明し、それからビールについての通説や誤解について扱う予定である。 」「強化」については、賞味期限切れのビールは飲めるのかについてもお話していきます。

あるいは、もしかしたら第 XNUMX 部があるかもしれません...選択はあなた次第です、%username%!

出典: www.habr.com