За пивото низ очите на хемичарот. Дел 1

Здраво %username%.

Како што ветив претходно, малку отсуствував поради моето службено патување. Не, сè уште не е готово, но инспирираше неколку мисли што решив да ги споделам со вас.

Ќе зборуваме за пиво.

Сега нема да се расправам за одредени сорти, спорете кој вкус и боја во телото се менува помалку од моментот на консумирање до моментот... Па, разбирате - само сакам да зборувам за тоа како го гледам процесот на производство, разликите и влијанието на пивото врз нашиот организам од хемиски аспект.

Многу луѓе веруваат дека пивото е пијалок на обичните луѓе - и тие многу грешат; многумина веруваат дека пивото е штетно - и тие исто така грешат, сепак, исто како и оние кои веруваат дека пивото не е штетно. И ние ќе го сфатиме ова

И за разлика од претходните написи, ќе се обидам да се ослободам од долготрајните работи, туку ќе ја поделам оваа приказна на неколку. И ако во некоја фаза нема интерес, тогаш едноставно ќе престанам да го трауматизирам мозокот на сиромашниот читател.

Да одиме.

Позадина

Историјата на пивото во светот датира неколку илјади години наназад. Првите споменувања за него датираат од раниот неолит. Веќе пред 6000 години, луѓето користеле технологии што овозможиле лебот да се претвори во вкусен пијалок - и воопшто се верува дека пивото е најстариот алкохолен пијалок во светот.

Историјата на потеклото на пивото започна пред нашата ера, а ловориките на пронаоѓачите им припаѓаат на Сумерите. Нивното клинесто писмо, откриено од Е. Хубер во Месопотамија, содржело околу 15 рецепти за овој пијалок. Жителите на Месопотамија користеле спел (спелт) за да направат пиво. Се мелеше со јачмен, се наполни со вода, се додаваа тревки и се оставаше да ферментира. Од добиениот кантарион беше направен пијалок. Ве молиме запомнете: пченичното пиво беше во суштина измислено, но никој сè уште не кажа ништо за хмељот, односно, во суштина се приготвуваше грут или билно пиво. Згора на тоа, сладот ​​не никнал.

Следната пресвртница во историјата на пивото беше вавилонската цивилизација. Вавилонците беа тие кои сфатија како да го подобрат пијалокот. Тие го изникнаа житото и потоа го исушија за да добијат слад. Пивото направено со жито и слад се чувало не повеќе од еден ден. Со цел пијалокот да биде поароматичен, на него беа додадени зачини, кора од даб, лисја од дрвја, мед - адитиви за храна веќе беа измислени тогаш, се разбира, пред Reinheitsgebot или, како што е разбирливо, германскиот закон за чистотата на пивото. сè уште беше стар околу 5000 години!

Постепено, пивото се проширило во Антички Египет, Персија, Индија и Кавказ. Но, во Античка Грција не беше популарно, бидејќи се сметаше за пијалок на сиромашните. Тогаш се појавија сите овие предрасуди.

Историјата на создавањето пиво се разви со почетокот на средниот век. Овој период се нарекува период на второ раѓање на пиво. Се верува дека тоа се случило во Германија. Германското име Bier доаѓа од старогерманското Peor или Bror. Иако истиот англиски Ale (ale) наводно етимолошки се навраќа на прото-индо-европскиот корен, веројатно со значењето на „интоксикација“. Индоевропското потекло на коренот е убедливо докажано во споредба со современиот дански и норвешки øl, како и исландскиот ол (германска група јазици, на кои припаѓал стариот англиски) и литванскиот и латвискиот алус - пиво (балтичка група на индо -европско семејство), северноруски ол (што значи опоен пијалок ), како и естонски õlu и фински олут. Накратко, никој не знае како дошле до зборовите, затоа што некој се заебал во Антички Вавилон - па, секој сега пивото го нарекува поинаку. Сепак, тие го готват поинаку.

Во средниот век почна да се додава хмељ во пијалокот. Со неговото доаѓање, вкусот на пивото се подобри, а рокот на траење стана подолг. Запомнете, %username%: хмељот првенствено беше конзерванс за пивото. Сега пијалокот можеше да се транспортира и стана предмет на трговија. Се појавија стотици рецепти и сорти на пиво. Некои научници од одредени региони веруваат дека Словените биле основоположници на одгледувањето хмељ, бидејќи пивото било широко распространето во Русија веќе во XNUMX век.

Патем, во средниот век, во Европа наместо вода, нашироко се консумирале лесни пилиња. Дури и децата можеа да си дозволат пиво - и да, тоа беше конкретно пиво, а не квас, како што некои веруваат. Пиеле не затоа што темните сакале да се напијат до смрт, туку затоа што со вкусот на водата лесно можеле да излечат цел куп познати, а сепак непознати болести. Со нивото на медицината на ниво на хлебните и бабицата, беше премногу опасно. Покрај тоа, таканареченото трпезно пиво („мало пиво“) исто така беше хранливо и одлично одеше на трпезата во колосални количини, бидејќи содржеше околу 1% алкохол. Логичното прашање е „што тогаш ја уби целата инфекција? И ние дефинитивно ќе го разгледаме.

1876 век беше обележан со уште еден пробив во историјата на пивото. Луј Пастер прв ја откри врската помеѓу ферментацијата и клетките на квасецот. Резултатите од студијата ги објавил во 5 година, а 1881 години подоцна, во XNUMX година, данскиот научник Емил Кристијан Хансен добил чиста култура на пивски квасец, која станала поттик за индустриско пиво.

Ако зборуваме за историјата на безалкохолното пиво, поттик за неговото појавување беше Законот Volstead од 1919 година, кој го означи почетокот на ерата на забраната во Соединетите држави: производство, транспорт и продажба на алкохолни пијалоци посилни од 0,5%. всушност беше забрането. Значи, веќе не е ни „мал пијалак“. Сите компании за производство на пиво беа вклучени во производството на такви практично безалкохолни пијалоци засновани на слад, меѓутоа, според законот, пијалокот требаше да се нарече „пијалок од житарици“, кој луѓето веднаш го нарекоа „гумената жена“ и „близу пиво“. Всушност, за да се префрлиме од вообичаеното, забрането, на новото „речиси пиво“, доволно беше да се додаде само уште една дополнителна фаза на производниот процес (и дефинитивно ќе го паметиме), кој не се зголеми многу. цената на финалниот производ и овозможи најбрзо можно враќање во производството на традиционалниот пијалок: „Мислам дека ова ќе биде славно време за пиво“, рече американскиот претседател Френклин Рузвелт, потпишувајќи го Законот за Кален-Харисон на 22 март. 1933 година, што дозволи алкохолот во пијалоците да се зголеми на 4%. Актот стапи на сила на 7 април и затоа оттогаш овој датум е Национален ден на пивото во САД! Велат дека веќе на 6 април Американците се ределе во кафеани, а кога удрила негуваната полноќ, тогаш... Накратко, статистиката вели дека само на 7 април во Обединетите нации се испиле милион и пол барели пиво држави. Испивте ли чаша пиво на 7 април, %username%?


Патем, ако ве интересира, во еден од следните делови ќе ви кажам за уште построг закон за забрана - а ова не е ни СССР, туку Исланд.

Во моментов, пивото не се подготвува освен на Антарктикот - иако тоа не е сигурно. Постојат десетици категории и стотици стилови - и ако ве интересира, можете да ги прочитате нивните описи тука. Пивото не е толку едноставно како што се верува; цената на едно шише понекогаш може да ја надмине цената на една кутија вино - и не зборувам за виното Chateau de la Paquette.

Затоа, %username%, ако сега сте отвориле шише пиво додека читате, пополнете се со почит и продолжете да читате.

Состојките

Пред да погледнеме од што се состои пивото, накратко да се потсетиме на технологијата за производство на овој пијалок.

Пивото - како и многу работи на овој свет - е производ на нецелосно согорување. Всушност, ферментацијата - процесот преку кој го вкусуваме ова задоволство, како и вашето, %username%, способноста да ги читате овие редови - е производ на нецелосно согорување на шеќери, само во случај на пиво, шеќерите се согоруваат не во вашиот мозок, но во метаболичкиот синџир на квасецот.
Како и со секое согорување, производите се јаглерод диоксид и вода - но запомнете дека реков „нецелосно“? И навистина: во производството на пиво, квасецот не смее да се прејадува (иако тоа не е сосема точно, но е добро за општо разбирање на сликата) - и затоа, покрај јаглерод диоксид, се формира и алкохол.

Бидејќи храната не е чист шеќер, туку мешавина од различни соединенија, производот не е само јаглерод диоксид, вода и алкохол - туку цел букет, поради што постојат токму овие пива. Сега ќе зборувам за некои од главните состојки, а исто така ќе разоткријат некои митови за пивото на патот.

Вода.

Сеќавајќи се дека, на крајот на краиштата, сум хемичар, ќе се префрлам на здодевен хемиски јазик.

Пивото е воден раствор на екстрактиви од слад кои не претрпеле промени за време на ферментација и постферментација на пиво, етил алкохол и ароматични супстанции, кои се или секундарни метаболити на квасецот или потекнуваат од хмељ. Составот на екстрактивните материи вклучува неферментирани јаглехидрати (α- и β-глукани), фенолни супстанции (антоцијаногени, олиго- и полифеноли), меланоидини и карамели. Нивната содржина во пивото, во зависност од масениот удел на сувите материи во почетниот кантарион, составот на кантарион, технолошките начини на ферментација и карактеристиките на сојот на квасецот, се движи од 2,0 до 8,5 g/100 g пиво. Истите индикатори на процесот се поврзани со содржината на алкохол, чиј масен дел во пивото може да се движи од 0,05 до 8,6%, и ароматичните супстанции (повисоки алкохоли, етери, алдехиди итн.), чија синтеза зависи од составот на кантарион и, особено на начините на ферментација и природата на квасецот. Како по правило, за пивото ферментирано со долен квасец, концентрацијата на секундарните производи од метаболизмот на квасецот не надминува 200 mg/l, додека за пивото со врвно ферментирање нивното ниво надминува 300 mg/l. Уште помал дел во пивото е составен од горчливи материи од хмељ, чија количина во пивото не надминува 45 mg/l.

Сето ова е многу досадно, бројките всушност може да се разликуваат повеќе или помалку, но ја разбирате идејата: сето ова е многу малку во споредба со содржината на вода во пивото. Слично како вас, %username%, пивото е околу 95% вода. Не е изненадување што квалитетот на водата има директно влијание врз пивото. Патем, ова е една од причините зошто истиот тип на пиво, произведен од различни фабрики на различни места, може да има различен вкус. Специфичен и веројатно најпознат пример е Пилснер Уркел, кој некогаш се обиделе да го сварат во Калуга, но не им успеало. Сега ова пиво се произведува само во Чешка поради неговата специјална мека вода.

Ниту една пиварница нема да приготвува пиво без претходно да ја тестира водата со која ќе работи - квалитетот на водата е премногу важен за финалниот производ. Главните играчи во овој поглед се истите катјони и анјони што ги гледате на шише со која било сода - само нивоата се контролираат не во опсег од „50-5000“ mg/l, туку многу попрецизно.

Ајде да откриеме на што влијае составот на водата?

Па, пред сè, водата мора да биде во согласност со санитарните прописи и прописи, и затоа веднаш ги фрламе тешките метали и другите токсични работи - ова срање воопшто не треба да биде во водата. Главните ограничувања за водата што се користи директно во производството на пиво (за време на матењето) се однесуваат на индикатори како pH вредност, цврстина, односот помеѓу концентрациите на јоните на калциум и магнезиум, што воопшто не е регулирано во водата за пиење. Водата за подготовка треба да содржи значително помалку јони на железо, силициум, бакар, нитрати, хлориди и сулфати. Нитритите, кои се силни отрови за квасецот, не се дозволени во водата. Водата треба да содржи два пати помалку минерални компоненти (сув остаток) и 2,5 пати помалку COD (хемиска побарувачка на кислород - оксидабилност). При проценка на соодветноста на водата за подготовка, беше воведен индикатор како што е алкалноста, кој не е вклучен во стандардите за вода за пиење.

Дополнително, дополнителни барања важат за водата што се користи за прилагодување на масениот удел на цврсти материи и алкохол при подготовка на висока гравитација. Оваа вода мора, прво, да биде микробиолошки чиста, и второ, деаерирана (т.е. практично да не содржи кислород растворлив во вода) и да содржи уште помалку јони на калциум и бикарбонати во споредба со водата што се препорачува за подготовка воопшто. Што е подготовка со висока гравитација?Ако не сте знаеле, технологијата на варење со висока густина е дека, за да се зголеми продуктивноста на пиварницата, кантарионот се приготвува со масен дел од суви материи што е 4...6% поголем од масениот удел. на суви материи во готовото пиво. Следно, овој кантарион се разредува со вода до саканата масена фракција на суви материи, или пред ферментација, или готов пиво (да, пивото се разредува - но ова е само во фабриката, а јас исто така ќе зборувам за ова подоцна). Во исто време, за да се добие пиво кое не се разликува по вкус од пивото добиено со класична технологија, не се препорачува да се зголеми екстрактот од почетната кантарион за повеќе од 15%.

Исклучително е важно да се одржи точната pH вредност во водата - не зборувам сега за вкусот на готовото пиво, туку за процесот на ферментација на кантарион (патем, како што беше откриено, ова не влијае вкусот - едноставно нема да почувствувате толку суптилна разлика). Факт е дека активноста на ензимите што квасецот ги користи за јадење зависи од pH вредноста. Оптималната вредност е 5,2..5,4, но понекогаш оваа вредност се поместува повисоко за да се зголеми горчината. PH вредноста влијае на интензитетот на метаболичките процеси во клетките на квасецот, што се рефлектира во коефициентот на раст на биомасата, стапката на раст на клетките и синтезата на секундарните метаболити. Така, во кисела средина се формира главно етил алкохол, додека во алкална средина се интензивира синтезата на глицерол и оцетна киселина. Оцетната киселина негативно влијае на процесот на репродукција на квасецот и затоа мора да се неутрализира со прилагодување на pH вредноста за време на процесот на ферментација. За различни „храни“ може да има различни оптимални pH вредности: на пример, 4,6 е потребно за метаболизмот на сахарозата и 4,8 за малтоза. рН е еден од главните фактори за формирање на естри, за кои ќе зборуваме подоцна и кои ги создаваат тие овошни ароми во пивото.

Прилагодувањето на pH е секогаш рамнотежа на карбонати и бикарбонати во растворот; тие се оние кои ја одредуваат оваа вредност. Но и овде не е сè толку едноставно, бидејќи покрај анјоните има и катјони.

Во подготовката, минералните катјони кои ја сочинуваат водата се поделени на хемиски активни и хемиски неактивни. Сите соли на калциум и магнезиум се хемиски активни катјони: така, присуството на калциум и магнезиум (и патем натриум и калиум) наспроти позадината на висока содржина на карбонати ја зголемува pH вредноста, додека калциумот и магнезиумот (тука веќе има натриум и калиум во воздухот) - но во соработка со сулфати и хлориди, тие ја намалуваат pH вредноста. Со играње со концентрациите на катјони и анјони, можете да постигнете оптимална киселост на медиумот. Во исто време, пиварите го сакаат калциумот повеќе од магнезиумот: прво, феноменот на флокулација на квасецот е поврзан со јонот на калциумот, и второ, кога привремената цврстина се отстранува со вриење (тоа е како во котел), калциум карбонатот таложи и може да се отстранети, додека магнезиум карбонат бавно се таложи и, кога водата се лади, делумно повторно се раствора.

Но, всушност, калциумот и магнезиумот се само ситници. За да не ја преоптоварувам статијата, едноставно ќе соберам некои од ефектите на јонските нечистотии во водата врз различни фактори на производството и квалитетот на пивото.

Ефект на процесот на подготовка

• Калциумови јони - ја стабилизираат алфа-амилазата и ја зголемуваат нејзината активност, што резултира со зголемен принос на екстракт. Тие ја зголемуваат активноста на протеолитичките ензими, поради што се зголемува содржината на вкупниот и α-амин азот во кантарионот.
• Се одредува нивото на намалување на pH на кантарион при матење, вриење на кантарион со хмељ и ферментација. Се одредува флокулација на квасец. Оптималната концентрација на јони е 45-55 mg/l кантарион.
• Магнезиумови јони - Дел од ензимите на гликолизата, т.е. неопходни и за ферментација и за размножување на квасецот.
• Калиумови јони - ја стимулираат репродукцијата на квасецот, се дел од ензимските системи и рибозомите.
• Железни јони - Негативен ефект врз процесите на матење. Концентрациите поголеми од 0,2 mg/l може да предизвикаат дегенерација на квасецот.
• Мангански јони - вклучени како кофактор во ензимите на квасецот. Содржината не треба да надминува 0,2 mg/l.
• Амониумски јони - може да бидат присутни само во отпадните води. Апсолутно неприфатливо.
• Бакарни јони - во концентрации поголеми од 10 mg/l - токсични за квасецот. Може да биде мутаген фактор за квасецот.
• Цинк јони - При концентрација од 0,1 - 0,2 mg/l го стимулираат размножувањето на квасецот. При високи концентрации тие ја инхибираат активноста на α-амилаза.
• Хлориди - ја намалува флокулацијата на квасецот. При концентрација од повеќе од 500 mg/l, процесот на ферментација се забавува.
• Хидрокарбонати - При високи концентрации доведуваат до зголемување на рН, а со тоа и до намалување на активноста на амилолитичките и протеолитичките ензими, намалувајќи го приносот на екстрактот. и придонесуваат за зголемување на бојата на кантарионот. Концентрацијата не треба да надминува 20 mg/l.
• Нитрати - се наоѓаат во ефлуенти во концентрации поголеми од 10 mg/l. Во присуство на бактерии од семејството Enterbacteriaceae, се формира токсичен нитритен јон.
• Силикати - Намалете ја активноста на ферментација при концентрации поголеми од 10 mg/l. Силикатите најчесто доаѓаат од слад, но понекогаш, особено во пролет, водата може да биде причина за нивното зголемување на пивото.
• Флуориди - До 10 mg/l нема ефект.

Влијание врз вкусот на пивото

• Калциумови јони - го намалуваат екстракцијата на танини, кои му даваат на пивото сурова горчина и адстрингентен вкус. Ја намалува искористеноста на горчливите материи од хмељот.
• Магнезиумови јони - Дајте му горчлив вкус на пивото, кој се чувствува при концентрација поголема од 15 mg/l.
• Натриумови јони - При концентрации поголеми од 150 mg/l предизвикуваат солен вкус. При концентрации од 75...150 mg/l - ја намалуваат полнотата на вкусот.
• Сулфати - Дајте адстрингентност и горчина на пивото, предизвикувајќи послевкус. Во концентрација од повеќе од 400 mg/l, тие му даваат на пивото „сув вкус“ (здраво, Гинис Драфт!). Може да претходи на формирањето на сулфурни вкусови и мириси поврзани со активноста на инфицирање на микроорганизми и квасци.
• Силикати - индиректно влијаат на вкусот.
• Нитрати - Негативно влијаат на процесот на ферментација при концентрација од повеќе од 25 mg/l. Можност за формирање на токсични нитрозамини.
• Хлориди - Дајте му на пивото посуптилен и посладок вкус (да, да, но ако нема натриум). Со концентрација на јони од околу 300 mg/l ја зголемуваат полнотата на вкусот на пивото и му даваат вкус и арома на диња.
• Железни јони - кога содржината во пивото е повеќе од 0,5 mg/l, тие ја зголемуваат бојата на пивото и се појавува кафеава пена. На пивото му дава метален вкус.
• Јони на манган - Слично на ефектот на јоните на железо, но многу посилно.
• Бакарни јони - Негативно влијаат на стабилноста на вкусот. Го омекнува сулфурниот вкус на пивото.

Ефект на колоидна стабилност (заматеност)

• Калциумови јони - таложат оксалати, со што се намалува можноста за заматување на оксалатите во пивото. Тие ја зголемуваат коагулацијата на протеините кога се вари кантарион со хмељ. Тие ја намалуваат екстракцијата на силициум, што има корисен ефект врз колоидната стабилност на пивото.
• Силикати - ја намалуваат колоидната стабилност на пивото поради формирање на нерастворливи соединенија со јони на калциум и магнезиум.
• Железни јони - ги забрзуваат оксидативните процеси и предизвикуваат колоидна заматеност.
• Бакарни јони - Негативно влијаат на колоидната стабилност на пивото, делувајќи како катализатор за оксидација на полифенолите.
• Хлориди - ја подобруваат колоидната стабилност.

Па, како е тоа? Всушност, различни стилови на пиво биле формирани во различни делови на светот благодарение, меѓу другото, и на различните води. Пиварите во една област произведуваа успешни пива со силен вкус и арома на слад, додека пиварите во друга произведуваа одлични пиво со забележлив профил на хмељ - сето тоа затоа што различни региони имаа различни води што го прават едно пиво подобро од друго. Сега, на пример, составот на вода за пиво се смета за оптимален во оваа форма:

Сепак, јасно е дека секогаш има отстапувања - и овие отстапувања често одредуваат дека „Балтика 3“ од Санкт Петербург воопшто не е „Балтика 3“ од Запорожје.

Логично е дека секоја вода што се користи за производство на пиво поминува низ неколку фази на подготовка, вклучувајќи анализа, филтрирање и, доколку е потребно, прилагодување на составот. Многу често, пиварницата спроведува процес на подготовка на вода: водата добиена на еден или друг начин претрпува отстранување на хлор, промени во минералниот состав и прилагодување на тврдоста и алкалноста. Не треба да се мачите со сето ова, но тогаш - и само ако имате среќа со номиналниот состав на водата - пиварницата ќе може да приготвува само неколку сорти. Затоа, следењето и подготовката на водата СЕКОГАШ се врши.

Современите технологии, со доволно средства, овозможуваат да се добие вода со речиси сите посакувани карактеристики. Основата може да биде или градска вода од чешма или вода извлечена директно од артески извор. Има и егзотични случаи: една шведска пиварница, на пример, вареше пиво од пречистена отпадна вода, а чилеанските занаетчии прават пиво користејќи вода собрана од магла во пустината. Но, јасно е дека во масовното производство, скапиот процес на третман на вода влијае на крајната цена - и можеби затоа веќе споменатиот Pilsner Urquell не се произведува никаде на друго место освен дома во Чешка.

Мислам дека тоа е доволно за првиот дел. Ако мојата приказна излезе интересна, во следниот дел ќе зборуваме за уште две задолжителни состојки на пивото, а можеби и една по избор, ќе разговараме зошто пивото мириса поинаку, дали има „светло“ и „темно“ и допрете и чудни букви OG, FG, IBU, ABV, EBC. Можеби ќе има нешто друго, или можеби нешто нема да се случи, но ќе се појави во третиот дел, во кој планирам накратко да ја разгледам технологијата, а потоа да се занимавам со митовите и заблудите за пивото, вклучително и дека тоа е “ разредено“ и „зајакнато“, ќе разговараме и за тоа дали можете да пиете пиво со истечен рок.

Или можеби ќе има четврти дел... Изборот е ваш, %username%!

Извор: www.habr.com