O pivu skozi oči kemika. 1. del

Pozdravljeni %username%.

Kot sem že obljubil sem bil malo odsoten zaradi službene poti. Ne, ni še končano, je pa spodbudilo nekaj misli, ki sem se jih odločila deliti z vami.

Pogovarjali se bomo o pivu.

Zdaj pa ne bom razpravljal o določenih sortah, razpravljal o tem, kateri okus in barva v telesu se manj spreminjata od trenutka zaužitja do trenutka ... no, saj razumete - želim samo govoriti o tem, kako jaz vidim proces proizvodnje, razlike in vpliv piva na naš organizem s kemijskega vidika.

Mnogi verjamejo, da je pivo navadna pijača - in se zelo motijo; mnogi verjamejo, da je pivo škodljivo - in tudi motijo ​​se, tako kot tisti, ki menijo, da pivo ni škodljivo. In tudi to bomo ugotovili

In za razliko od prejšnjih člankov se bom poskušal znebiti longreadov, ampak to zgodbo raje razdelim na več. In če na neki stopnji ne bo zanimanja, bom preprosto nehal travmatizirati možgane ubogega bralca.

Pojdimo.

zgodovina primer

Zgodovina piva v svetu sega več tisoč let nazaj. Prve omembe segajo v zgodnjo neolitsko dobo. Že pred 6000 leti so ljudje uporabljali tehnologije, ki so omogočile, da so kruh spremenili v okusno pijačo – in na splošno velja, da je pivo najstarejša alkoholna pijača na svetu.

Zgodovina izvora piva se je začela pred našim štetjem, lovorike izumiteljev pa pripadajo Sumercem. Njihova klinopisna pisava, ki jo je odkril E. Huber v Mezopotamiji, je vsebovala približno 15 receptov za to pijačo. Prebivalci Mezopotamije so piro (pirino) uporabljali za izdelavo piva. Zmleli so ga z ječmenom, zalili z vodo, dodali zelišča in pustili fermentirati. Iz nastale pivine je bila pripravljena pijača. Opomba: pšenično pivo je bilo v bistvu izumljeno, o hmelju pa še nihče ni povedal ničesar, se pravi, v bistvu se je varilo gruit ali zeliščno pivo. Poleg tega slad ni bil kaljen.

Naslednji mejnik v zgodovini piva je bila babilonska civilizacija. Babilonci so ugotovili, kako izboljšati pijačo. Zrnje so kalili in nato posušili, da so proizvedli slad. Pivo iz žita in slada je bilo shranjeno največ en dan. Da bi bila pijača bolj aromatična, so ji dodali začimbe, hrastovo lubje, drevesne liste, med - aditive za živila so izumili že takrat, seveda pred Reinheitsgebotom ali, kot je razumljivo, nemškim zakonom o čistosti piva. je bil star še približno 5000 let!

Postopoma se je pivo razširilo v stari Egipt, Perzijo, Indijo in na Kavkaz. Toda v stari Grčiji ni bil priljubljen, saj je veljal za pijačo revnih. Takrat so nastali vsi ti predsodki.

Zgodovina ustvarjanja piva se je razvila z začetkom srednjega veka. To obdobje imenujemo obdobje drugega rojstva piva. Menijo, da se je to zgodilo v Nemčiji. Nemško ime Bier izhaja iz starogermanskega Peor ali Bror. Čeprav se isti angleški Ale (ale) domnevno etimološko vrača k protoindoevropskemu korenu, verjetno s pomenom "opijanje". Indoevropski izvor korena je prepričljivo dokazan v primerjavi s sodobnim danskim in norveškim øl, pa tudi z islandskim öl (germanska skupina jezikov, ki ji je pripadala stara angleščina) ter litovskim in latvijskim alus - pivo (baltska skupina indo -evropska družina), severnorusko ol (kar pomeni opojna pijača), pa tudi estonsko õlu in finsko olut. Skratka, nihče ne ve, kako so besede nastale, saj je v starem Babilonu nekdo zajebal - no, zdaj vsak imenuje pivo drugače. Vendar ga kuhajo drugače.

V srednjem veku so pijači začeli dodajati hmelj. Z njegovim prihodom se je okus piva izboljšal, rok trajanja pa se je podaljšal. Ne pozabite, %username%: hmelj je bil predvsem konzervans za pivo. Zdaj je bilo pijačo mogoče prevažati in postala je predmet trgovine. Pojavilo se je na stotine receptov in vrst piva. Nekateri znanstveniki iz nekaterih regij menijo, da so bili Slovani začetniki hmeljarstva, saj je bilo pivovarstvo v Rusiji razširjeno že v XNUMX. stoletju.

Mimogrede, v srednjem veku so v Evropi namesto vode pogosto uživali svetlo pivo. Tudi otroci so si lahko privoščili pivo - in ja, bilo je prav pivo in ne kvas, kot nekateri verjamejo. Pili niso zato, ker bi se temni hoteli napiti do smrti, ampak zato, ker bi z okušanjem vode zlahka pozdravili cel kup znanih in še neznanih bolezni. Ob stopnji medicine na ravni trpotca in babice je bilo prenevarno. Poleg tega je bilo tako imenovano namizno pivo (»small ale«) tudi hranljivo in se je dobro podalo k mizi v ogromnih količinah, saj je vsebovalo približno 1% alkohola. Logično vprašanje je "kaj je potem uničilo vso okužbo?" Vsekakor bomo razmislili tudi o tem.

1876. stoletje je zaznamoval nov preboj v zgodovini piva. Louis Pasteur je prvi odkril povezavo med fermentacijo in celicami kvasovk. Rezultate študije je objavil leta 5, 1881 let kasneje, leta XNUMX, pa je danski znanstvenik Emil Christian Hansen dobil čisto kulturo pivskega kvasa, kar je postalo spodbuda za industrijsko pivovarstvo.

Če govorimo o zgodovini brezalkoholnega piva, je bil spodbuda za njegov pojav Volsteadov zakon iz leta 1919, ki je zaznamoval začetek obdobja prepovedi v ZDA: proizvodnja, prevoz in prodaja alkoholnih pijač, močnejših od 0,5% je bilo pravzaprav prepovedano. Torej niti ni več "malo pivo". Vsa pivovarska podjetja so se ukvarjala s proizvodnjo takšnih praktično brezalkoholnih pijač na osnovi slada, vendar se je po zakonu morala pijača imenovati "žitna pijača", ki so jo ljudje takoj poimenovali "gumijasta ženska" in "blizu". pivo". Pravzaprav je bilo za prehod z običajnega, prepovedanega na novo "skoraj pivo" dovolj, da smo proizvodnemu procesu dodali samo eno dodatno fazo (in zagotovo si jo bomo zapomnili), ki se ni močno povečala. strošek končnega izdelka in omogočil najhitrejšo vrnitev k proizvodnji tradicionalne pijače: "Mislim, da bo to veličasten čas za pivo," je dejal ameriški predsednik Franklin Roosevelt, ki je 22. marca podpisal zakon Cullen-Harrison, 1933, ki je dovoljeval dvig alkohola v pijačah na 4 %. Zakon je začel veljati 7. aprila in zato je od takrat ta datum v ZDA nacionalni dan piva! Pravijo, da so se Američani že 6. aprila vrstili v barih, in ko je odbila cenjena polnoč, potem ... Skratka, statistika pravi, da je bilo samo 7. aprila v ZDA popitih milijon in pol sodov piva. države. Ste 7. aprila spili kozarec piva, %uporabniško ime%?


Mimogrede, če vas zanima, vam bom v enem od naslednjih delov povedal o še strožjem zakonu o prepovedi - in to niti ni ZSSR, ampak Islandija.

Trenutno se pivo ne vari razen na Antarktiki - čeprav to ni gotovo. Obstaja na desetine kategorij in na stotine stilov - in če vas zanima, lahko preberete njihove opise tukaj. Pivo še zdaleč ni tako preprosto, kot se verjame; cena steklenice lahko včasih preseže ceno zaboja vina - in ne govorim o vinu Chateau de la Paquette.

Zato, %uporabniško ime%, če ste zdaj med branjem odprli steklenico piva, se napolnite s spoštovanjem in nadaljujte z branjem.

sestavine

Preden pogledamo, iz česa je pivo, se na kratko spomnimo tehnologije za proizvodnjo te pijače.

Pivo je – kot toliko stvari na tem svetu – produkt nepopolnega zgorevanja. Pravzaprav je fermentacija – proces, skozi katerega okusimo ta užitek, pa tudi vaša, %uporabniško ime%, sposobnost branja teh vrstic – produkt nepopolnega zgorevanja sladkorjev, le da pri pivu sladkorji zgorijo ne v možganih, ampak v presnovni verigi kvasovk.
Kot pri vsakem zgorevanju sta produkta ogljikov dioksid in voda – a se spomnite, da sem rekel »nepopolno«? In res: pri proizvodnji piva se kvasovke ne smejo prenajedati (čeprav to ni povsem pravilno, je pa dobro za splošno razumevanje slike) – zato poleg ogljikovega dioksida nastaja tudi alkohol.

Ker hrana ni čisti sladkor, temveč mešanica različnih spojin, produkt ni le ogljikov dioksid, voda in alkohol – ampak cel šopek, zaradi katerega obstajajo prav ta piva. Zdaj bom govoril o nekaterih glavnih sestavinah in obenem razkril nekaj mitov o pivu.

Voda.

Ob upoštevanju, da sem vendarle kemik, bom prešel na dolgočasen kemijski jezik.

Pivo je vodna raztopina sladnih ekstraktov, ki niso bili spremenjeni med fermentacijo in postfermentacijo piva, etilnega alkohola in aromatičnih snovi, ki so bodisi sekundarni presnovki kvasovk bodisi izvirajo iz hmelja. Sestava ekstraktivnih snovi vključuje nefermentirane ogljikove hidrate (α- in β-glukane), fenolne snovi (antocianogene, oligo- in polifenole), melanoidine in karamele. Njihova vsebnost v pivu, odvisno od masnega deleža suhih snovi v začetni pivini, sestave pivine, tehnoloških načinov fermentacije in značilnosti seva kvasovk, se giblje od 2,0 do 8,5 g / 100 g piva. Isti procesni kazalniki so povezani z vsebnostjo alkohola, katerega masni delež v pivu je lahko od 0,05 do 8,6%, in aromatičnih snovi (višji alkoholi, etri, aldehidi itd.), Njihova sinteza je odvisna od sestave pivine in zlasti o načinih fermentacije in naravi kvasa. Pri pivu, fermentiranem s spodnjim kvasom, koncentracija sekundarnih produktov metabolizma kvasovk praviloma ne presega 200 mg/l, pri pivu zgornjega vrenja pa njihova raven presega 300 mg/l. Še manjši delež v pivu predstavljajo grenčine iz hmelja, katerih količina v pivu ne presega 45 mg/l.

Vse to je zelo dolgočasno, številke se morda bolj ali manj razlikujejo, a razumete: vse to je zelo malo v primerjavi z vsebnostjo vode v pivu. Podobno kot ti, %uporabniško ime%, je pivo približno 95 % sestavljeno iz vode. Ni presenetljivo, da kakovost vode neposredno vpliva na pivo. In mimogrede, to je eden od razlogov, zakaj ima ista vrsta piva, ki ga proizvajajo različne tovarne na različnih mestih, lahko drugačen okus. Poseben in verjetno najbolj znan primer je Pilsner Urquell, ki so ga nekoč poskušali zvariti v Kalugi, a ni šlo. Zdaj se to pivo proizvaja samo na Češkem zaradi posebne mehke vode.

Nobena pivovarna ne bo varila piva, ne da bi prej preizkusila vodo, s katero bo delala – kakovost vode je preveč pomembna za končni izdelek. Glavni akterji v zvezi s tem so isti kationi in anioni, kot jih vidite na steklenici katere koli gazirane pijače - samo ravni niso nadzorovane v območju "50-5000" mg/l, ampak veliko bolj natančno.

Ugotovimo, na kaj vpliva sestava vode?

No, najprej mora biti voda v skladu s sanitarnimi predpisi in predpisi, zato takoj zavržemo težke kovine in druge strupene stvari - tega sranja sploh ne bi smelo biti v vodi. Glavne omejitve za vodo, ki se uporablja neposredno v proizvodnji piva (med drozganjem), se nanašajo na kazalnike, kot so pH vrednost, trdota, razmerje med koncentracijami kalcijevih in magnezijevih ionov, ki v pitni vodi sploh ni regulirano. Voda za varjenje mora vsebovati bistveno manj ionov železa, silicija, bakra, nitratov, kloridov in sulfatov. Nitriti, ki so močni toksini za kvasovke, niso dovoljeni v vodi. Voda naj vsebuje dvakrat manj mineralnih sestavin (suhi ostanek) in 2,5-krat manj KPK (kemijska potreba po kisiku - oksidabilnost). Pri ocenjevanju primernosti vode za pivovarstvo je bil uveden indikator, kot je alkalnost, ki ni vključen v standarde za pitno vodo.

Poleg tega veljajo dodatne zahteve za vodo, ki se uporablja za prilagoditev masnega deleža trdnih snovi in ​​alkohola pri varjenju piva z visoko gravitacijo. Ta voda mora biti, prvič, mikrobiološko čista, in drugič, odzračena (tj. praktično ne vsebuje v vodi topnega kisika) in mora vsebovati še manj kalcijevih ionov in bikarbonatov v primerjavi z vodo, ki je na splošno priporočljiva za pivovarstvo. Kaj je varjenje piva z visoko gravitacijo?Če niste vedeli, je tehnologija varjenja z visoko gostoto, da se za povečanje produktivnosti pivovarne pivina vari z masnim deležem suhih snovi, ki je za 4...6 % višji od masnega deleža suhih snovi v končnem pivu. Nato se ta pivina razredči z vodo do želenega masnega deleža suhih snovi, bodisi pred fermentacijo, bodisi končno pivo (da, pivo je razredčeno - vendar je to samo v tovarni in o tem bom govoril tudi kasneje). Hkrati, da bi dobili pivo, ki se po okusu ne razlikuje od piva, pridobljenega s klasično tehnologijo, ni priporočljivo povečati ekstrakta začetne pivine za več kot 15%.

Izjemno pomembno je vzdrževati pravilen pH v vodi - zdaj ne govorim o okusu končnega piva, ampak o procesu fermentacije pivine (mimogrede, kot je bilo ugotovljeno, to ne vpliva na okus – preprosto ne boste občutili tako subtilne razlike). Dejstvo je, da je aktivnost encimov, ki jih kvasovke uporabljajo za prehrano, odvisna od pH. Optimalna vrednost je 5,2 do 5,4, včasih pa se ta vrednost premakne višje, da se poveča grenkoba. Vrednost pH vpliva na intenzivnost presnovnih procesov v celicah kvasovk, kar se odraža v koeficientu rasti biomase, hitrosti rasti celic in sintezi sekundarnih metabolitov. Tako v kislem okolju nastaja predvsem etilni alkohol, v alkalnem okolju pa se intenzivira sinteza glicerola in ocetne kisline. Ocetna kislina negativno vpliva na proces razmnoževanja kvasovk, zato jo je treba med fermentacijo nevtralizirati z uravnavanjem pH. Za različna »živila« so lahko različne optimalne vrednosti pH: na primer, za presnovo saharoze je potreben 4,6, za maltozo pa 4,8. pH je eden glavnih dejavnikov pri nastajanju estrov, o katerih bomo govorili kasneje in ki ustvarjajo tiste sadne arome v pivu.

Uravnavanje pH je vedno ravnovesje karbonatov in bikarbonatov v raztopini, oni so tisti, ki določajo to vrednost. A tudi tu ni vse tako preprosto, saj poleg anionov obstajajo tudi kationi.

V pivovarstvu se mineralni kationi, ki sestavljajo vodo, delijo na kemično aktivne in kemično neaktivne. Vse soli kalcija in magnezija so kemično aktivni kationi: tako prisotnost kalcija in magnezija (in mimogrede natrija in kalija) v ozadju visoke vsebnosti karbonatov poveča pH, medtem ko kalcij in magnezij (tukaj je že natrija in kalija v zraku) – vendar v sodelovanju s sulfati in kloridi znižujejo pH. Z igranjem s koncentracijami kationov in anionov lahko dosežete optimalno kislost medija. Hkrati imajo pivovarji radi kalcij bolj kot magnezij: prvič, pojav flokulacije kvasovk je povezan s kalcijevim ionom, in drugič, ko se začasna trdota odstrani z vrenjem (to je kot v kotlu), se kalcijev karbonat obori in se lahko odstranimo, medtem ko se magnezijev karbonat počasi obori in se, ko se voda ohladi, ponovno delno raztopi.

A v resnici sta kalcij in magnezij le malenkosti. Da ne bom preobremenil članka, bom preprosto združil nekaj učinkov ionskih nečistoč v vodi na različne dejavnike proizvodnje in kakovosti piva.

Vpliv na postopek varjenja

• Kalcijevi ioni - Stabilizirajo alfa-amilazo in povečajo njeno aktivnost, kar ima za posledico povečan izkoristek ekstrakta. Povečajo aktivnost proteolitičnih encimov, zaradi česar se poveča vsebnost celotnega in α-aminskega dušika v pivini.
• Določi se stopnja zmanjšanja pH pivine med drozganjem, vretjem pivine s hmeljem in fermentacijo. Določi se flokulacija kvasovk. Optimalna koncentracija ionov je 45-55 mg/l pivine.
• Magnezijevi ioni - Del encimov glikolize, tj. potrebna tako za fermentacijo kot za razmnoževanje kvasovk.
• Kalijevi ioni - Spodbujajo razmnoževanje kvasovk, so del encimskih sistemov in ribosomov.
• Železovi ioni - Negativni učinek na procese drozganja. Koncentracije, večje od 0,2 mg/l, lahko povzročijo degeneracijo kvasovk.
• Manganovi ioni – vključeni kot kofaktor v encime kvasovk. Vsebnost ne sme presegati 0,2 mg/l.
• Amonijevi ioni - Lahko so prisotni samo v odpadni vodi. Absolutno nesprejemljivo.
• Bakrovi ioni - Pri koncentracijah večjih od 10 mg/l - strupeno za kvasovke. Lahko je mutagen dejavnik za kvas.
• Cinkovi ioni - V koncentraciji 0,1 - 0,2 mg/l spodbujajo razmnoževanje kvasovk. V visokih koncentracijah zavirajo aktivnost α-amilaze.
• Kloridi - Zmanjšajo flokulacijo kvasovk. Pri koncentraciji nad 500 mg/l se proces fermentacije upočasni.
• Hidrokarbonati - V visokih koncentracijah vodijo do povečanja pH in posledično do zmanjšanja aktivnosti amilolitičnih in proteolitičnih encimov, kar zmanjša izkoristek ekstrakta. in prispevajo k povečanju barve pivine. Koncentracija ne sme preseči 20 mg/l.
• Nitrati – najdemo jih v odpadnih vodah v koncentracijah, večjih od 10 mg/l. V prisotnosti bakterij iz družine Enterbacteriaceae se tvori toksični nitritni ion.
• Silikati - Zmanjšajo aktivnost fermentacije pri koncentracijah večjih od 10 mg/l. Silikati večinoma izvirajo iz slada, včasih pa je lahko, zlasti spomladi, voda razlog za njihov porast v pivu.
• Fluoridi - Do 10 mg/l nima učinka.

Vpliv na okus piva

• Kalcijevi ioni - Zmanjšajo ekstrakcijo taninov, ki dajejo pivu ostro grenkobo in trpek okus. Zmanjša izrabo grenčin iz hmelja.
• Magnezijevi ioni - Pivu dajejo grenak okus, ki se čuti pri koncentraciji nad 15 mg/l.
• Natrijevi ioni – Pri koncentracijah večjih od 150 mg/l povzročajo slan okus. Pri koncentracijah 75...150 mg/l - zmanjšajo polnost okusa.
• Sulfati - dajejo pivu trpkost in grenkobo, kar povzroča pookus. Pri koncentraciji nad 400 mg/l dajejo pivu “suh okus” (pozdravljen, Guiness Draft!). Lahko se pojavi pred nastankom žveplastega okusa in vonja, povezanega z aktivnostjo okužbe mikroorganizmov in kvasovk.
• Silikati - posredno vplivajo na okus.
• Nitrati - Negativno vplivajo na proces fermentacije pri koncentraciji nad 25 mg/l. Možnost tvorbe strupenih nitrozaminov.
• Kloridi - Dajo pivu bolj subtilen in sladek okus (ja, ja, ampak če ni natrija). S koncentracijo ionov okoli 300 mg/l povečujejo polnost okusa piva ter mu dajejo okus in aromo po meloni.
• Ioni železa - Ko je vsebnost v pivu večja od 0,5 mg/l, povečajo barvo piva in pojavi se rjava pena. Pivu daje kovinski okus.
• Manganovi ioni - Podoben učinek železovih ionov, vendar veliko močnejši.
• Bakrovi ioni - Negativno vplivajo na stabilnost okusa. Zmehča žveplen okus piva.

Vpliv na koloidno stabilnost (motnost)

• Kalcijevi ioni – Oborijo oksalate in s tem zmanjšajo možnost motnosti oksalata v pivu. Povečajo koagulacijo beljakovin pri vrenju pivine s hmeljem. Zmanjšajo ekstrakcijo silicija, kar ugodno vpliva na koloidno stabilnost piva.
• Silikati - Zmanjšajo koloidno stabilnost piva zaradi tvorbe netopnih spojin s kalcijevimi in magnezijevimi ioni.
• Ioni železa - Pospešujejo oksidativne procese in povzročajo koloidno motnost.
• Bakrovi ioni - Negativno vplivajo na koloidno stabilnost piva, delujejo kot katalizator za oksidacijo polifenolov.
• Kloridi - izboljšajo koloidno stabilnost.

No, kako je? Pravzaprav so se na različnih koncih sveta oblikovali različni stili piva, med drugim tudi zaradi različnih voda. Pivovarji na enem območju so proizvajali uspešna piva z močnim okusom in aromo po sladu, medtem ko so pivovarji na drugem proizvajali odlične zvarke z opaznim profilom hmelja – vse zato, ker so imele različne regije različne vode, zaradi katerih je bilo eno pivo boljše od drugega. Zdaj se na primer sestava vode za pivo šteje za optimalno v tej obliki:

Vendar je jasno, da vedno obstajajo odstopanja - in ta odstopanja pogosto določajo, da "Baltika 3" iz Sankt Peterburga sploh ni "Baltika 3" iz Zaporožja.

Logično je, da vsaka voda, ki se uporablja za proizvodnjo piva, gre skozi več stopenj priprave, vključno z analizo, filtracijo in po potrebi prilagoditvijo sestave. Pivovarna zelo pogosto izvaja postopek priprave vode: iz tako ali drugače pridobljene vode odstranimo klor, spremenimo mineralno sestavo ter prilagodimo trdoto in bazičnost. Z vsem tem se vam ni treba obremenjevati, potem pa - in le če imate srečo z nominalno sestavo vode - bo pivovarna lahko zvarila le nekaj sort. Zato se VEDNO izvaja monitoring in priprava vode.

Sodobne tehnologije, z zadostnimi sredstvi, omogočajo pridobivanje vode skoraj vseh želenih lastnosti. Osnova je lahko bodisi mestna voda iz pipe ali voda, pridobljena neposredno iz arteškega vira. Obstajajo tudi eksotični primeri: neka švedska pivovarna je na primer zvarila pivo iz prečiščene odpadne vode, čilski obrtniki pa pivo izdelujejo iz vode, nabrane iz megle v puščavi. Jasno pa je, da pri množični proizvodnji drag postopek čiščenja vode vpliva na končno ceno – in morda zato že omenjeni Pilsner Urquell ne proizvajajo nikjer drugje, razen doma na Češkem.

Mislim, da je za prvi del dovolj. Če se bo moja zgodba izkazala za zanimivo, bomo v naslednjem delu govorili še o dveh obveznih sestavinah piva in morda eni neobvezni, razpravljali o tem, zakaj pivo diši drugače, ali obstaja »svetlo« in »temno« in dotaknite se tudi čudnih črk OG, FG, IBU, ABV, EBC. Mogoče bo še kaj, ali pa se kaj ne bo zgodilo, ampak se bo pojavilo v tretjem delu, v katerem nameravam na kratko preleteti tehnologijo, nato pa se ukvarjati z miti in napačnimi predstavami o pivu, tudi o tem, da je “ razredčeno« in »okrepljeno«, govorili bomo tudi o tem, ali lahko pijete pivo s potečenim rokom trajanja.

Morda pa bo še četrti del... Izbira je vaša, %uporabniško ime%!

Vir: www.habr.com