Om øl gjennom øynene til en kjemiker. Del 1

Hei %brukernavn%.

Som jeg lovet tidligere, var jeg litt fraværende på grunn av jobbreisen. Nei, den er ikke ferdig ennå, men den inspirerte noen tanker som jeg bestemte meg for å dele med dere.

Vi snakker om øl.

Nå vil jeg ikke argumentere for visse varianter, argumentere for hvilken smak og farge i kroppen som endrer seg mindre fra forbruksøyeblikket til øyeblikket... vel, du forstår - jeg vil bare snakke om hvordan jeg ser på produksjonsprosessen, forskjeller og påvirkning av øl på organismen vår fra et kjemisk synspunkt.

Mange tror at øl er vanlige folks drikke - og de tar veldig feil, mange tror at øl er skadelig - og de tar imidlertid også feil, akkurat som de som tror at øl ikke er skadelig. Og vi finner ut av dette også

Og i motsetning til tidligere artikler vil jeg prøve å bli kvitt longreads, men heller dele denne historien i flere. Og hvis det på et tidspunkt ikke er noen interesse, vil jeg rett og slett slutte å traumatisere den stakkars leserens hjerne.

La oss gå.

case historie

Historien om øl i verden går flere tusen år tilbake. De første omtalene av det dateres tilbake til den tidlige neolitiske epoken. Allerede for 6000 år siden brukte folk teknologier som gjorde det mulig å gjøre brød til en smaksrik drikk – og generelt antas det at øl er den eldste alkoholholdige drikken i verden.

Historien om opprinnelsen til øl begynte før vår tidsregning, og laurbærene til oppfinnerne tilhører sumererne. Deres kileskrift, oppdaget av E. Huber i Mesopotamia, inneholdt omtrent 15 oppskrifter for denne drinken. Innbyggere i Mesopotamia brukte spelt (spelt) for å lage øl. Den ble malt med bygg, fylt med vann, urter ble tilsatt og satt til fermentering. En drink ble laget av den resulterende vørteren. Vennligst merk: hveteøl ble i hovedsak oppfunnet, men ingen hadde ennå sagt noe om humle, det vil si at det i hovedsak ble brygget gruit eller urteøl. Dessuten ble malten ikke spiret.

Den neste milepælen i ølets historie var den babylonske sivilisasjonen. Det var babylonerne som fant ut hvordan de kunne forbedre drikken. De spiret kornet og tørket det for å produsere malt. Øl laget med korn og malt ble lagret i ikke mer enn en dag. For å gjøre drikken mer aromatisk ble det tilsatt krydder, eikebark, blader, honning - mattilsetningsstoffer ble oppfunnet allerede da, selvfølgelig, før Reinheitsgebot eller, som det er forståelig, den tyske loven om renhet av øl var fortsatt rundt 5000 år gammel!

Gradvis spredte øl seg til det gamle Egypt, Persia, India og Kaukasus. Men i antikkens Hellas var det ikke populært, fordi det ble ansett som en drink av de fattige. Det var da alle disse fordommene oppsto.

Historien om ølskaping utviklet seg med begynnelsen av middelalderen. Denne perioden kalles perioden for ølets andre fødsel. Det antas at det skjedde i Tyskland. Det tyske navnet Bier kommer fra det gammelgermanske Peor eller Bror. Selv om den samme engelske Ale (ale) angivelig etymologisk går tilbake til den proto-indoeuropeiske roten, antagelig med betydningen "rus". Den indoeuropeiske opprinnelsen til roten er overbevisende bevist sammenlignet med moderne dansk og norsk øl, så vel som islandsk öl (germansk gruppe av språk, som gammelengelsk tilhørte) og litauisk og latvisk alus - øl (baltisk gruppe av indo). -Europeisk familie), nordrussisk ol (som betyr rusdrikk ), samt estisk õlu og finsk olut. Kort sagt, ingen vet hvordan ordene ble til, for noen har skrudd til i det gamle Babylon – vel, alle kaller nå øl annerledes. Imidlertid koker de det annerledes.

Det var i middelalderen at humle begynte å bli tilsatt drikken. Med ankomsten ble smaken av øl bedre, og holdbarheten ble lengre. Husk, %username%: humle var først og fremst et konserveringsmiddel for øl. Nå kunne drikken fraktes, og den ble en handelsvare. Hundrevis av oppskrifter og varianter av øl dukket opp. Noen forskere fra visse regioner mener at slaverne var grunnleggerne av humledyrking, fordi brygging var utbredt i Russland allerede på XNUMX-tallet.

Forresten, i middelalderen ble lett øl mye konsumert i Europa i stedet for vann. Til og med barn hadde råd til øl – og ja, det var spesifikt øl, og ikke kvass, som noen tror. De drakk ikke fordi de mørke ville drikke seg i hjel, men fordi de ved å smake på vannet lett kunne kurere en hel haug med kjente og ennå ukjente sykdommer. Med nivået av medisin på nivå med plantain og jordmor, var det for farlig. I tillegg var det såkalte bordølet («small ale») også næringsrikt og passet godt ved middagsbordet i kolossale mengder, siden det inneholdt ca. 1 % alkohol. Det logiske spørsmålet er "hva da drepte all infeksjonen?" Vi vil definitivt vurdere det også.

1876-tallet ble preget av nok et gjennombrudd i ølets historie. Louis Pasteur oppdaget først forholdet mellom gjæring og gjærceller. Han publiserte resultatene av studien i 5, og 1881 år senere, i XNUMX, oppnådde den danske vitenskapsmannen Emil Christian Hansen en ren kultur av ølgjær, som ble drivkraften for industriell brygging.

Hvis vi snakker om historien til alkoholfritt øl, var drivkraften for dets utseende Volstead Act fra 1919, som markerte begynnelsen på forbudstiden i USA: produksjon, transport og salg av alkoholholdige drikkevarer sterkere enn 0,5 % var faktisk forbudt. Så det er ikke engang «small ale» lenger. Alle bryggeriselskaper var engasjert i produksjon av slike praktisk talt alkoholfrie drikker basert på malt, men i henhold til loven måtte drikken kalles en "korndrikk", som folk umiddelbart ga tilnavnet "gummikvinnen" og "nær" øl". Faktisk, for å bytte fra den vanlige, forbudte, til den nye "nesten-øl", var det nok å legge til bare ett ekstra trinn i produksjonsprosessen (og vi vil definitivt huske det), som ikke økte mye. kostnadene for sluttproduktet og muliggjorde raskest mulig retur til produksjonen av den tradisjonelle drikken: "Jeg tror dette vil være en strålende tid for øl," sa USAs president Franklin Roosevelt, som signerte Cullen-Harrison Act 22. mars, 1933, noe som tillot alkoholen i drikkevarer å økes til 4%. Loven trådte i kraft 7. april, og derfor har denne datoen siden vært National Beer Day i USA! De sier at allerede 6. april sto amerikanerne i kø i barer, og da den kjære midnatten slo inn, da... Kort fortalt sier statistikken at det bare den 7. april ble drukket halvannen million fat øl i USA stater. Tok du et glass øl 7. april, %username%?


Forresten, hvis du er interessert, vil jeg i en av de følgende delene fortelle deg om en enda strengere forbudslov - og dette er ikke engang USSR, men Island.

Foreløpig brygges ikke øl bortsett fra i Antarktis – selv om dette ikke er sikkert. Det finnes dusinvis av kategorier og hundrevis av stiler – og hvis du er interessert kan du lese beskrivelsene deres her. Øl er langt fra så enkelt som det er antatt; prisen på en flaske kan noen ganger overstige prisen på en kasse vin - og jeg snakker ikke om Chateau de la Paquette-vin.

Derfor, %username%, hvis du nå har åpnet en flaske øl mens du leser, fyll med respekt og fortsett å lese.

ingredienser

Før vi ser på hva øl består av, la oss kort huske teknologien for å produsere denne drinken.

Øl - som så mange ting i denne verden - er et produkt av ufullstendig forbrenning. Faktisk er fermentering - prosessen som vi smaker på denne nytelsen, så vel som din, %brukernavn%, evne til å lese disse linjene - et produkt av ufullstendig forbrenning av sukker, bare når det gjelder øl, blir sukker ikke brent i hjernen din, men i gjærens metabolske kjede.
Som med all forbrenning er produktene karbondioksid og vann - men husker du at jeg sa "ufullstendig"? Og sannelig: ved produksjon av øl får ikke gjær overspise (selv om dette ikke er helt riktig, men det er bra for en generell forståelse av bildet) – og derfor dannes det i tillegg til karbondioksid også alkohol.

Siden maten ikke er rent sukker, men en blanding av ulike forbindelser, er produktet ikke bare karbondioksid, vann og alkohol – men en hel bukett, og det er derfor nettopp disse ølene finnes. Nå skal jeg snakke om noen av hovedingrediensene, og også avlive noen myter om øl underveis.

Vann.

Når jeg husker at jeg tross alt er kjemiker, vil jeg bytte til kjedelig kjemisk språk.

Øl er en vandig løsning av maltekstrakter som ikke har gjennomgått endringer under gjæring og ettergjæring av øl, etylalkohol og smaksstoffer, som enten er sekundære metabolitter av gjær eller som stammer fra humle. Sammensetningen av ekstraktive stoffer inkluderer ufermenterte karbohydrater (α- og β-glukaner), fenoliske stoffer (antocyanogener, oligo- og polyfenoler), melanoidiner og karameller. Deres innhold i øl, avhengig av massefraksjonen av tørre stoffer i den opprinnelige vørteren, vørtersammensetning, teknologiske gjæringsmåter og gjærstammeegenskaper, varierer fra 2,0 til 8,5 g/100 g øl. De samme prosessindikatorene er assosiert med innholdet av alkohol, hvis massefraksjon i øl kan variere fra 0,05 til 8,6%, og smaksstoffer (høyere alkoholer, etere, aldehyder, etc.), hvis syntese avhenger av sammensetningen av vørteren og spesielt på gjæringsmåter og gjærens natur. Som regel, for øl gjæret med undergjær, overstiger ikke konsentrasjonen av sekundære produkter av gjærmetabolisme 200 mg/l, mens nivået for toppgjæret øl overstiger 300 mg/l. En enda mindre andel i øl består av bitterstoffer fra humle, hvorav mengden i øl ikke overstiger 45 mg/l.

Alt dette er veldig kjedelig, tallene kan faktisk variere mer eller mindre, men du skjønner: alt dette er veldig lite sammenlignet med vanninnholdet i øl. På samme måte som deg, %username%, er øl omtrent 95 % vann. Det er ingen overraskelse at vannkvaliteten har en direkte innvirkning på øl. Og dette er forresten en av grunnene til at samme type øl, produsert av forskjellige fabrikker på forskjellige steder, kan smake forskjellig. Et spesifikt og sannsynligvis mest kjent eksempel er Pilsner Urquell, som de en gang prøvde å brygge i Kaluga, men det gikk ikke. Nå produseres dette ølet kun i Tsjekkia på grunn av det spesielle myke vannet.

Ingen bryggerier vil brygge øl uten først å teste vannet det skal jobbe med - kvaliteten på vannet er for viktig for sluttproduktet. Hovedaktørene i denne forbindelse er de samme kationene og anionene som du ser på en flaske med brus - bare nivåene kontrolleres ikke i området "50-5000" mg/l, men mye mer presist.

La oss finne ut hva sammensetningen av vann påvirker?

Vel, først og fremst må vannet overholde sanitærforskrifter og forskrifter, og derfor kaster vi umiddelbart tungmetaller og andre giftige ting - denne dritten skal ikke være i vannet i det hele tatt. Hovedrestriksjonene for vann som brukes direkte i ølproduksjon (under mesking) gjelder indikatorer som pH-verdi, hardhet, forholdet mellom konsentrasjonene av kalsium- og magnesiumioner, som ikke er regulert i det hele tatt i drikkevann. Vann til brygging bør inneholde betydelig færre ioner av jern, silisium, kobber, nitrater, klorider og sulfater. Nitritt, som er sterke giftstoffer for gjær, er ikke tillatt i vannet. Vannet bør inneholde to ganger mindre mineralkomponenter (tørre rester) og 2,5 ganger mindre COD (kjemisk oksygenbehov - oksiderbarhet). Ved vurdering av vannets egnethet til brygging ble det innført en indikator som alkalitet, som ikke er inkludert i standardene for drikkevann.

I tillegg gjelder tilleggskrav til vannet som brukes for å justere massefraksjonen av faste stoffer og alkohol i brygging med høy tyngdekraft. Dette vannet må for det første være mikrobiologisk rent, og for det andre avluftet (dvs. praktisk talt ikke inneholde vannløselig oksygen) og inneholde enda færre kalsiumioner og bikarbonater sammenlignet med vann som anbefales for brygging generelt. Hva er brygging med høy tyngdekraft?Hvis du ikke visste det, er teknologien for brygging med høy tetthet at, for å øke produktiviteten til bryggehuset, brygges vørter med en massefraksjon av tørre stoffer som er 4...6 % høyere enn massefraksjonen av tørre stoffer i det ferdige ølet. Deretter fortynnes denne vørteren med vann til ønsket massefraksjon av tørre stoffer, enten før gjæring, eller det ferdige ølet (ja, øl er fortynnet - men dette er kun på fabrikken, og jeg vil også snakke om dette senere). Samtidig, for å oppnå øl som ikke avviker i smak fra øl oppnådd ved bruk av klassisk teknologi, anbefales det ikke å øke ekstraktet av den opprinnelige vørteren med mer enn 15%.

Det er ekstremt viktig å opprettholde riktig pH i vannet - jeg snakker ikke nå om smaken av det ferdige ølet, men om prosessen med gjæring av vørteren (forresten, som det ble funnet, påvirker dette ikke smaken - du vil bare ikke føle en så subtil forskjell). Faktum er at aktiviteten til enzymer som gjær bruker til å spise avhenger av pH. Den optimale verdien er 5,2..5,4, men noen ganger flyttes denne verdien høyere for å øke bitterheten. pH-verdien påvirker intensiteten av metabolske prosesser i gjærceller, noe som gjenspeiles i koeffisienten for biomassevekst, celleveksthastighet og syntesen av sekundære metabolitter. Således, i et surt miljø, dannes hovedsakelig etylalkohol, mens i et alkalisk miljø intensiveres syntesen av glyserol og eddiksyre. Eddiksyre påvirker prosessen med reproduksjon av gjær negativt, og må derfor nøytraliseres ved å justere pH under gjæringsprosessen. For forskjellige "matvarer" kan det være forskjellige optimale pH-verdier: for eksempel er 4,6 nødvendig for metabolismen av sukrose, og 4,8 for maltose. pH er en av hovedfaktorene i dannelsen av estere, som vi vil snakke om senere og som skaper de fruktige aromaene i øl.

Justering av pH er alltid en balanse mellom karbonater og bikarbonater i løsningen; det er de som bestemmer denne verdien. Men selv her er ikke alt så enkelt, for i tillegg til anioner er det også kationer.

Ved brygging deles mineralkationer som utgjør vann inn i kjemisk aktive og kjemisk inaktive. Alle salter av kalsium og magnesium er kjemisk aktive kationer: dermed øker tilstedeværelsen av kalsium og magnesium (og forresten natrium og kalium) på bakgrunn av et høyt innhold av karbonater pH, mens kalsium og magnesium (her er det allerede natrium og kalium i luften) - men i samarbeid med sulfater og klorider senker de pH. Ved å leke med konsentrasjonene av kationer og anioner kan du oppnå optimal surhet i mediet. Samtidig elsker bryggere kalsium mer enn magnesium: for det første er fenomenet gjærflokkulering assosiert med kalsiumionet, og for det andre, når midlertidig hardhet fjernes ved koking (det er som i en vannkoker), utfelles kalsiumkarbonat og kan fjernet, mens magnesiumkarbonat utfelles sakte og, når vannet avkjøles, oppløses delvis igjen.

Men faktisk er kalsium og magnesium bare småting. For ikke å overbelaste artikkelen vil jeg ganske enkelt samle noen av effektene av ionurenheter i vann på ulike faktorer for ølproduksjon og kvalitet.

Effekt på bryggeprosessen

• Kalsiumioner - Stabiliserer alfa-amylase og øker aktiviteten, noe som resulterer i økt ekstraktutbytte. De øker aktiviteten til proteolytiske enzymer, på grunn av dette øker innholdet av total- og α-aminnitrogen i vørteren.
• Nivået av reduksjon i vørter-pH under mesking, kokende vørter med humle og gjæring bestemmes. Gjærflokkulering bestemmes. Den optimale ionekonsentrasjonen er 45-55 mg/l vørter.
• Magnesiumioner - En del av enzymene til glykolysen, dvs. nødvendig for både gjæring og gjærformering.
• Kaliumioner - Stimulerer reproduksjonen av gjær, er en del av enzymsystemer og ribosomer.
• Jernioner - Negativ effekt på meskeprosesser. Konsentrasjoner større enn 0,2 mg/l kan forårsake gjærdegenerasjon.
• Manganioner - Inkludert som en kofaktor i gjærenzymer. Innholdet bør ikke overstige 0,2 mg/l.
• Ammoniumioner - Kan kun finnes i avløpsvann. Helt uakseptabelt.
• Kobberioner - Ved konsentrasjoner større enn 10 mg/l - giftig for gjær. Kan være en mutagen faktor for gjær.
• Sinkioner - Ved en konsentrasjon på 0,1 - 0,2 mg/l, stimulerer spredningen av gjær. Ved høye konsentrasjoner hemmer de α-amylaseaktivitet.
• Klorider - Reduserer gjærflokkulering. Ved en konsentrasjon på mer enn 500 mg/l bremses gjæringsprosessen.
• Hydrokarbonater - Ved høye konsentrasjoner fører de til en økning i pH, og følgelig til en reduksjon i aktiviteten til amylolytiske og proteolytiske enzymer, noe som reduserer utbyttet av ekstraktet. og bidra til å øke fargen på vørteren. Konsentrasjonen bør ikke overstige 20 mg/l.
• Nitrater - Finnes i avløp i konsentrasjoner over 10 mg/l. I nærvær av bakterier fra Enterbacteriaceae-familien dannes giftige nitrittioner.
• Silikater - Reduser fermenteringsaktivitet ved konsentrasjoner større enn 10 mg/l. Silikater kommer for det meste fra malt, men noen ganger, spesielt om våren, kan vann være årsaken til økningen i øl.
• Fluorer - Opptil 10 mg/l har ingen effekt.

Påvirkning på smaken av øl

• Kalsiumioner - Reduserer utvinningen av tanniner, som gir øl en hard bitterhet og snerpende smak. Reduserer utnyttelsen av bitterstoffer fra humle.
• Magnesiumioner - Gir en bitter smak til øl, som kjennes ved en konsentrasjon på mer enn 15 mg/l.
• Natriumioner - Ved konsentrasjoner større enn 150 mg/l, forårsaker en salt smak. Ved konsentrasjoner på 75...150 mg/l - reduserer de smaksfylden.
• Sulfater - Gir øl snerphet og bitterhet, og forårsaker en ettersmak. Ved en konsentrasjon på mer enn 400 mg/l gir de ølet en "tørr smak" (hei, Guiness Draft!). Kan gå foran dannelsen av svovelholdige smaker og lukter assosiert med aktiviteten til å infisere mikroorganismer og gjær.
• Silikater - Påvirker smaken indirekte.
• Nitrater - Påvirker gjæringsprosessen negativt ved en konsentrasjon på mer enn 25 mg/l. Mulighet for dannelse av giftige nitrosaminer.
• Klorider - Gi øl en mer subtil og søtlig smak (ja, ja, men hvis det ikke er natrium). Med en ionekonsentrasjon på ca. 300 mg/l øker de fylden i smaken av øl og gir den melonsmak og aroma.
• Jernioner - Når innholdet i øl er over 0,5 mg/l øker de fargen på ølet og brunt skum vises. Gir øl en metallisk smak.
• Manganioner - Ligner på effekten av jernioner, men mye sterkere.
• Kobberioner - påvirker smaksstabiliteten negativt. Demper den svovelholdige smaken av øl.

Effekt på kolloidal stabilitet (turbiditet)

• Kalsiumioner - Utfeller oksalater, og reduserer dermed muligheten for oksalat uklarhet i øl. De øker proteinkoagulasjonen når du koker vørter med humle. De reduserer silisiumekstraksjonen, som har en gunstig effekt på den kolloidale stabiliteten til øl.
• Silikater - Reduserer den kolloidale stabiliteten til øl på grunn av dannelsen av uløselige forbindelser med kalsium- og magnesiumioner.
• Jernioner - Akselerer oksidative prosesser og forårsaker kolloidal turbiditet.
• Kobberioner - Påvirker negativt den kolloidale stabiliteten til øl, og fungerer som en katalysator for oksidasjon av polyfenoler.
• Klorider - Forbedre kolloidal stabilitet.

Vel, hvordan er det? Faktisk ble det dannet forskjellige ølstiler i forskjellige deler av verden, blant annet takket være forskjellige vann. Bryggere i ett område produserte vellykkede øl med sterk maltsmak og aroma, mens bryggere i et annet produserte gode brygger med en merkbar humleprofil – alt fordi forskjellige regioner hadde forskjellig vann som gjorde ett øl bedre enn et annet. Nå anses for eksempel sammensetningen av vann for øl som optimal i denne formen:

Det er imidlertid klart at det alltid er avvik - og disse avvikene bestemmer ofte at "Baltika 3" fra St. Petersburg ikke er "Baltika 3" fra Zaporozhye i det hele tatt.

Det er logisk at alt vann som brukes til ølproduksjon går gjennom flere stadier av forberedelse, inkludert analyse, filtrering og om nødvendig justering av sammensetningen. Svært ofte utfører et bryggeri en vannbehandlingsprosess: vannet oppnådd på en eller annen måte gjennomgår fjerning av klor, endringer i mineralsammensetningen og justering av hardhet og alkalitet. Du trenger ikke å bry deg med alt dette, men da - og bare hvis du er heldig med den nominelle sammensetningen av vannet - vil bryggeriet bare kunne brygge et par varianter. Vannovervåking og klargjøring utføres derfor ALLTID.

Moderne teknologier, med tilstrekkelige midler, gjør det mulig å få vann med nesten alle ønskede egenskaper. Basen kan være enten byvann fra springen eller vann utvunnet direkte fra en artesisk kilde. Det er også eksotiske tilfeller: et svensk bryggeri brygger for eksempel øl fra renset avløpsvann, og chilenske håndverkere lager øl ved å bruke vann samlet fra tåke i ørkenen. Men det er klart at i masseproduksjon påvirker den dyre vannbehandlingsprosessen den endelige kostnaden – og kanskje er det derfor den allerede nevnte Pilsner Urquell ikke produseres andre steder enn hjemme i Tsjekkia.

Jeg tror det er nok for første del. Hvis historien min viser seg å være interessant, vil vi i neste del snakke om ytterligere to obligatoriske ingredienser av øl, og kanskje en valgfri, vil vi diskutere hvorfor øl lukter annerledes, om det er "lys" og "mørkt", og berører også merkelige bokstaver OG, FG, IBU, ABV, EBC. Kanskje det vil være noe annet, eller kanskje noe ikke vil skje, men vil dukke opp i den tredje delen, der jeg har tenkt å kort gå gjennom teknologien, og deretter ta for meg mytene og misoppfatningene om øl, inkludert at det er " fortynnet" og "fortified", vil vi også snakke om hvorvidt du kan drikke utgått øl.

Eller kanskje det blir en fjerde del... Valget er ditt, %username%!

Kilde: www.habr.com