Om öl genom en kemists ögon. Del 1

Hej %användarnamn%.

Som jag lovat tidigare så var jag lite frånvarande på grund av min affärsresa. Nej, det är inte färdigt än, men det väckte några tankar som jag bestämde mig för att dela med mig av.

Vi ska prata om öl.

Nu ska jag inte argumentera för vissa sorter, argumentera vilken smak och färg i kroppen som förändras mindre från konsumtionsögonblicket till ögonblicket... ja, ni förstår - jag vill bara prata om hur jag ser på produktionsprocessen, skillnader och inflytande av öl på vår organism ur en kemisk synvinkel.

Många tror att öl är allmogens dryck - och de har väldigt fel, många tror att öl är skadligt - och de har också fel, precis som de som tror att öl inte är skadligt. Och vi kommer att reda ut det här också

Och till skillnad från tidigare artiklar ska jag försöka bli av med longreads, utan hellre dela upp den här historien i flera. Och om det vid något skede inte finns något intresse, då kommer jag helt enkelt att sluta traumatisera den stackars läsarens hjärna.

Nu går vi.

sjukdomshistoria

Ölets historia i världen går flera tusen år tillbaka i tiden. De första omnämnandena av det går tillbaka till den tidiga neolitiska eran. Redan för 6000 XNUMX år sedan använde man sig av teknik som gjorde det möjligt att förvandla bröd till en smakrik dryck – och i allmänhet tror man att öl är den äldsta alkoholhaltiga drycken i världen.

Historien om ölets ursprung började före vår tideräkning, och uppfinnarnas lagrar tillhör sumererna. Deras kilskrift, upptäckt av E. Huber i Mesopotamien, innehöll cirka 15 recept på denna dryck. Invånare i Mesopotamien använde dinkel (spelt) för att göra öl. Den maldes med korn, fylldes med vatten, örter tillsattes och fick jäsa. En drink gjordes av den resulterande vörten. Observera: veteöl var i huvudsak uppfunnet, men ingen hade ännu sagt något om humle, det vill säga att det i huvudsak bryggdes gruit eller örtöl. Dessutom grodde inte malten.

Nästa milstolpe i ölets historia var den babyloniska civilisationen. Det var babylonierna som kom på hur man skulle förbättra drycken. De grodde säden och torkade den för att producera malt. Öl gjord på spannmål och malt lagrades inte mer än ett dygn. För att göra drycken mer aromatisk tillsattes kryddor, ekbark, trädblad, honung - livsmedelstillsatser uppfanns redan då, naturligtvis, före Reinheitsgebot eller, som det är förståeligt, den tyska lagen om öls renhet var fortfarande cirka 5000 år gammal!

Gradvis spreds öl till det antika Egypten, Persien, Indien och Kaukasus. Men i antikens Grekland var det inte populärt, eftersom det ansågs vara en drink för de fattiga. Det var då alla dessa fördomar uppstod.

Historien om ölskapande utvecklades med början av medeltiden. Denna period kallas perioden för ölets andra födelse. Man tror att det hände i Tyskland. Det tyska namnet Bier kommer från det forngermanska Peor eller Bror. Även om samma engelska Ale (ale) påstås etymologiskt går tillbaka till den proto-indoeuropeiska roten, förmodligen med betydelsen av "rus". Rotens indoeuropeiska ursprung är övertygande bevisat i jämförelse med modern dansk och norsk øl, liksom isländsk öl (germansk språkgrupp, som fornengelska tillhörde) och litauisk och lettisk alus - öl (baltisk grupp av indo). -Europeisk familj), nordryska ol (betyder berusande dryck ), samt estnisk õlu och finsk olut. Kort sagt, ingen vet hur orden kom till, för någon skruvade ihop sig i det antika Babylon – ja, alla kallar nu öl olika. Men de tillagar det annorlunda.

Det var på medeltiden som humle började tillsättas drycken. Med dess tillkomst förbättrades smaken av öl och dess hållbarhet blev längre. Kom ihåg, %username%: humle var främst ett konserveringsmedel för öl. Nu kunde drycken transporteras, och den blev en handelsvara. Hundratals recept och varianter av öl dök upp. Vissa forskare från vissa regioner tror att slaverna var grundarna av humleodlingen, eftersom bryggning var utbredd i Ryssland redan på XNUMX-talet.

Förresten, på medeltiden konsumerades lätta ale i stor utsträckning i Europa istället för vatten. Även barn hade råd med öl – och ja, det var specifikt öl, och inte kvass, som vissa tror. De drack inte för att de mörka ville dricka ihjäl sig, utan för att de genom att smaka på vattnet lätt kunde bota en hel massa kända och ändå okända sjukdomar. Med medicinnivån i nivå med groblad och barnmorskan var det för farligt. Dessutom var det så kallade bordsölet (”small ale”) också näringsrikt och passade bra vid middagsbordet i kolossala mängder, eftersom det innehöll cirka 1 % alkohol. Den logiska frågan är "vad dödade då all infektion?" Vi kommer definitivt att överväga det också.

1876-talet präglades av ytterligare ett genombrott i ölets historia. Louis Pasteur upptäckte först förhållandet mellan jäsning och jästceller. Han publicerade resultaten av studien 5, och 1881 år senare, XNUMX, fick den danske vetenskapsmannen Emil Christian Hansen en ren kultur av öljäst, vilket blev drivkraften för industriell bryggning.

Om vi ​​pratar om historien om alkoholfritt öl, var drivkraften för dess utseende Volstead Act från 1919, som markerade början av förbudstiden i USA: produktion, transport och försäljning av alkoholhaltiga drycker starkare än 0,5% var faktiskt förbjudet. Så det är inte ens "small ale" längre. Alla bryggeriföretag var inblandade i tillverkningen av sådana praktiskt taget alkoholfria drycker baserade på malt, men enligt lagen måste drycken kallas en "spannmålsdryck", som folk omedelbart gav smeknamnet "gummikvinnan" och "nära" öl". Faktum är att för att byta från den vanliga, förbjudna, till den nya "nästan-öl", räckte det med att lägga till bara ett ytterligare steg i produktionsprocessen (och vi kommer definitivt att komma ihåg det), som inte ökade särskilt mycket kostnaden för slutprodukten och möjliggjorde snabbast möjliga återgång till produktionen av den traditionella drycken: "Jag tror att det här kommer att bli en härlig tid för öl", sade USA:s president Franklin Roosevelt, som undertecknade Cullen-Harrison Act den 22 mars, 1933, vilket gjorde att alkoholen i drycker kunde höjas till 4 %. Lagen trädde i kraft den 7 april och därför har detta datum sedan dess varit National Beer Day i USA! De säger att redan den 6 april stod amerikaner på rad i barer, och när den omhuldade midnatt slog till, då... Kortfattat säger statistiken att bara den 7 april drack en och en halv miljon fat öl i USA Stater. Tog du ett glas öl den 7 april, %username%?


Förresten, om du är intresserad, i en av följande delar kommer jag att berätta om en ännu strängare förbudslag - och det här är inte ens Sovjetunionen, utan Island.

För närvarande bryggs inte öl förutom i Antarktis – även om det inte är säkert. Det finns dussintals kategorier och hundratals stilar – och om du är intresserad kan du läsa deras beskrivningar här. Öl är långt ifrån så enkelt som man tror; kostnaden för en flaska kan ibland överstiga kostnaden för en låda vin - och jag pratar inte om Chateau de la Paquette-vinet.

Därför, %username%, om du nu har öppnat en flaska öl medan du läser, fyll med respekt och fortsätt läsa.

ingredienser

Innan vi tittar på vad öl består av, låt oss kort komma ihåg tekniken för att producera denna dryck.

Öl - som så många saker i den här världen - är en produkt av ofullständig förbränning. Faktum är att jäsning - processen genom vilken vi smakar på detta nöje, såväl som din, %användarnamn%, förmåga att läsa dessa rader - är en produkt av ofullständig förbränning av sockerarter, bara när det gäller öl, förbränns socker inte i din hjärna, men i jästens metaboliska kedja.
Som med all förbränning är produkterna koldioxid och vatten - men minns jag att jag sa "ofullständig"? Och faktiskt: vid tillverkning av öl får jäst inte äta för mycket (även om det inte är helt korrekt, men det är bra för en allmän förståelse av bilden) – och därför bildas det förutom koldioxid även alkohol.

Eftersom maten inte är rent socker, utan en blandning av olika föreningar, är produkten inte bara koldioxid, vatten och alkohol – utan en hel bukett, varför just dessa öl finns. Nu ska jag prata om några av huvudingredienserna, och även avliva några myter om öl på vägen.

Vatten.

När jag kommer ihåg att jag trots allt är kemist kommer jag att byta till ett tråkigt kemiskt språk.

Öl är en vattenlösning av maltextrakt som inte har genomgått förändringar under jäsning och efterjäsning av öl, etylalkohol och aromämnen, som antingen är sekundära metaboliter av jäst eller som kommer från humle. Sammansättningen av extraktiva ämnen inkluderar ojästa kolhydrater (α- och β-glukaner), fenoliska ämnen (antocyanogener, oligo- och polyfenoler), melanoidiner och karameller. Deras innehåll i öl varierar från 2,0 till 8,5 g/100 g öl, beroende på mängden torrsubstans i den ursprungliga vörten, vörtsammansättning, tekniska jäsningssätt och jäststamegenskaper. Samma processindikatorer är förknippade med innehållet av alkohol, vars massandel i öl kan variera från 0,05 till 8,6%, och smakämnen (högre alkoholer, etrar, aldehyder, etc.), vars syntes beror på sammansättningen av vörten och särskilt om jäsningssätt och jästens natur. För öl jäst med underjäst överstiger koncentrationen av sekundära produkter från jästmetabolism som regel inte 200 mg/l, medan deras nivå för överjäst öl överstiger 300 mg/l. En ännu mindre andel i öl utgörs av bitterämnen från humle, vars mängd i öl inte överstiger 45 mg/l.

Allt detta är väldigt tråkigt, siffrorna kan faktiskt skilja sig mer eller mindre, men du förstår: allt detta är väldigt lite jämfört med vattenhalten i öl. Ungefär som du, %username%, är öl cirka 95 % vatten. Det är ingen överraskning att vattenkvaliteten har en direkt inverkan på öl. Och det är förresten en av anledningarna till att samma typ av öl, producerad av olika fabriker på olika platser, kan smaka olika. Ett specifikt och förmodligen det mest kända exemplet är Pilsner Urquell, som de en gång försökte brygga i Kaluga, men det gick inte. Nu produceras denna öl endast i Tjeckien på grund av dess speciella mjuka vatten.

Inget bryggeri kommer att brygga öl utan att först testa vattnet det kommer att arbeta med - vattnets kvalitet är för viktig för slutprodukten. Huvudaktörerna i detta avseende är samma katjoner och anjoner som du ser på en flaska med vilken läsk som helst - bara nivåerna kontrolleras inte i intervallet "50-5000" mg/l, utan mycket mer exakt.

Låt oss ta reda på vad vattnets sammansättning påverkar?

Jo, först och främst måste vattnet följa sanitära föreskrifter och föreskrifter, och därför kasserar vi omedelbart tungmetaller och andra giftiga saker - den här skiten ska inte vara i vattnet alls. De huvudsakliga restriktionerna för vatten som används direkt i ölproduktion (vid mäskningen) gäller sådana indikatorer som pH-värde, hårdhet, förhållandet mellan koncentrationerna av kalcium- och magnesiumjoner, vilket inte alls regleras i dricksvattnet. Vatten för bryggning bör innehålla betydligt mindre joner av järn, kisel, koppar, nitrater, klorider och sulfater. Nitriter, som är starka gifter för jäst, är inte tillåtna i vattnet. Vattnet bör innehålla två gånger mindre mineralkomponenter (torr rester) och 2,5 gånger mindre COD (kemisk syreförbrukning - oxiderbarhet). Vid bedömning av vattens lämplighet för bryggning infördes en indikator som alkalinitet, som inte ingår i normerna för dricksvatten.

Dessutom gäller ytterligare krav på vattnet som används för att justera massandelen av fasta ämnen och alkohol vid höggravitationsbryggning. Detta vatten måste för det första vara mikrobiologiskt rent, och för det andra avluftat (d.v.s. praktiskt taget inte innehålla vattenlösligt syre) och innehålla ännu färre kalciumjoner och bikarbonater jämfört med vatten som rekommenderas för bryggning i allmänhet. Vad är high gravity brewing?Om du inte visste så är tekniken för högdensitetsbryggning att, för att öka produktiviteten i brygghuset, bryggs vört med en massfraktion av torra ämnen som är 4...6% högre än massfraktionen av torra ämnen i det färdiga ölet. Därefter späds denna vört med vatten till önskad massfraktion av torra ämnen, antingen före jäsning eller det färdiga ölet (ja, öl späds ut - men detta är bara på fabriken, och jag kommer också att prata om detta senare). Samtidigt, för att få öl som inte skiljer sig i smak från öl som erhållits med klassisk teknik, rekommenderas det inte att öka extraktet av den ursprungliga vörten med mer än 15%.

Det är extremt viktigt att bibehålla rätt pH i vattnet - jag pratar inte nu om smaken av det färdiga ölet, utan om processen för jäsning av vörten (förresten, som det konstaterades, påverkar detta inte smaken - du kommer bara inte att känna en sådan subtil skillnad). Faktum är att aktiviteten hos enzymer som jäst använder för att äta beror på pH. Det optimala värdet är 5,2..5,4, men ibland flyttas detta värde högre för att öka bitterheten. pH-värdet påverkar intensiteten av metaboliska processer i jästceller, vilket återspeglas i koefficienten för biomassatillväxt, celltillväxthastighet och syntesen av sekundära metaboliter. I en sur miljö bildas alltså huvudsakligen etylalkohol, medan i en alkalisk miljö intensifieras syntesen av glycerol och ättiksyra. Ättiksyra påverkar jästreproduktionsprocessen negativt och måste därför neutraliseras genom att justera pH under jäsningsprocessen. För olika "livsmedel" kan det finnas olika optimala pH-värden: till exempel behövs 4,6 för metabolismen av sackaros och 4,8 för maltos. pH är en av huvudfaktorerna i bildandet av estrar, som vi kommer att prata om senare och som skapar de fruktiga aromerna i öl.

Att justera pH är alltid en balans mellan karbonater och bikarbonater i lösningen; det är de som bestämmer detta värde. Men även här är inte allt så enkelt, för förutom anjoner finns det också katjoner.

Vid bryggning delas mineralkatjoner som utgör vatten in i kemiskt aktiva och kemiskt inaktiva. Alla salter av kalcium och magnesium är kemiskt aktiva katjoner: alltså, närvaron av kalcium och magnesium (och förresten natrium och kalium) mot bakgrund av ett högt innehåll av karbonater ökar pH, medan kalcium och magnesium (här finns det redan natrium och kalium i luften) - men i samarbete med sulfater och klorider sänker de pH. Genom att leka med koncentrationerna av katjoner och anjoner kan du uppnå den optimala surheten i mediet. Samtidigt älskar bryggare kalcium mer än magnesium: för det första är fenomenet med jästflockning förknippat med kalciumjonen, och för det andra, när den tillfälliga hårdheten avlägsnas genom kokning (det är som i en vattenkokare), fälls kalciumkarbonat ut och kan avlägsnas, medan magnesiumkarbonat fälls ut långsamt och, när vattnet svalnar, löses delvis upp igen.

Men i själva verket är kalcium och magnesium bara småsaker. För att inte överbelasta artikeln kommer jag helt enkelt att sammanföra några av effekterna av jonföroreningar i vatten på olika faktorer för ölproduktion och kvalitet.

Effekt på bryggprocessen

• Kalciumjoner - Stabilisera alfa-amylas och öka dess aktivitet, vilket resulterar i ökat extraktutbyte. De ökar aktiviteten hos proteolytiska enzymer, på grund av detta ökar innehållet av totalt och a-aminkväve i vörten.
• Nivån för minskning av vört-pH under mäskningen, kokande vört med humle och jäsning bestäms. Jästflockning bestäms. Den optimala jonkoncentrationen är 45-55 mg/l vört.
• Magnesiumjoner - En del av glykolysens enzymer, d.v.s. nödvändig för både jäsning och jästförökning.
• Kaliumjoner – Stimulerar reproduktionen av jäst, ingår i enzymsystem och ribosomer.
• Järnjoner - Negativ effekt på mäskningsprocesser. Koncentrationer över 0,2 mg/l kan orsaka jästdegenerering.
• Manganjoner - Ingår som en kofaktor i jästenzymer. Innehållet bör inte överstiga 0,2 mg/l.
• Ammoniumjoner - Får endast förekomma i avloppsvatten. Helt oacceptabelt.
• Kopparjoner - Vid koncentrationer över 10 mg/l - giftigt för jäst. Kan vara en mutagen faktor för jäst.
• Zinkjoner - Vid en koncentration av 0,1 - 0,2 mg/l, stimulera spridningen av jäst. Vid höga koncentrationer hämmar de α-amylasaktivitet.
• Klorider - Minskar jästflockning. Vid en koncentration över 500 mg/l bromsas jäsningsprocessen.
• Hydrokarbonater - Vid höga koncentrationer leder de till en ökning av pH, och följaktligen till en minskning av aktiviteten hos amylolytiska och proteolytiska enzymer, vilket minskar utbytet av extraktet. och bidra till att öka färgen på vörten. Koncentrationen bör inte överstiga 20 mg/l.
• Nitrater - Finns i avloppsvatten i koncentrationer över 10 mg/l. I närvaro av bakterier från Enterbacteriaceae-familjen bildas giftig nitritjon.
• Silikater - Minska fermenteringsaktiviteten vid koncentrationer över 10 mg/l. Silikater kommer mestadels från malt, men ibland, särskilt på våren, kan vatten vara orsaken till deras ökning av öl.
• Fluorer - Upp till 10 mg/l har ingen effekt.

Inflytande på smaken av öl

• Kalciumjoner - Minskar extraktionen av tanniner, som ger öl en hård beska och sammandragande smak. Minskar utnyttjandet av bitterämnen från humle.
• Magnesiumjoner - Ger en bitter smak till öl, som känns vid en koncentration på mer än 15 mg/l.
• Natriumjoner - Vid koncentrationer över 150 mg/l, orsaka en salt smak. Vid koncentrationer på 75...150 mg/l - de minskar smakfullheten.
• Sulfater - Ger ölet stramhet och bitterhet, vilket ger en eftersmak. Vid en koncentration på mer än 400 mg/l ger de ölet en "torr smak" (hej, Guiness Draft!). Kan föregå bildandet av svavelhaltiga smaker och lukter förknippade med aktiviteten av att infektera mikroorganismer och jästsvampar.
• Silikater - Påverkar smaken indirekt.
• Nitrater - Påverkar jäsningsprocessen negativt vid en koncentration på mer än 25 mg/l. Möjlighet att bilda giftiga nitrosaminer.
• Klorider - Ge öl en mer subtil och söt smak (ja, ja, men om det inte finns något natrium). Med en jonkoncentration på cirka 300 mg/l ökar de fylligheten i ölsmaken och ger den melonsmak och arom.
• Järnjoner - När halten i öl är mer än 0,5 mg/l ökar de färgen på ölet och brunt skum uppstår. Ger öl en metallisk smak.
• Manganjoner - Liknar effekten av järnjoner, men mycket starkare.
• Kopparjoner - Påverkar smakstabiliteten negativt. Mjukar upp den svavelhaltiga smaken av öl.

Effekt på kolloidal stabilitet (turbiditet)

• Kalciumjoner - Fäll ut oxalater och minskar därigenom möjligheten att oxalat grumlas i öl. De ökar proteinkoaguleringen när man kokar vört med humle. De minskar kiselextraktionen, vilket har en gynnsam effekt på ölets kolloidala stabilitet.
• Silikater - Minskar den kolloidala stabiliteten hos öl på grund av bildandet av olösliga föreningar med kalcium- och magnesiumjoner.
• Järnjoner - Accelerera oxidativa processer och orsaka kolloidal grumlighet.
• Kopparjoner - Påverkar negativt den kolloidala stabiliteten hos öl och fungerar som en katalysator för oxidation av polyfenoler.
• Klorider - Förbättra kolloidal stabilitet.

Tja, hur är det? Faktum är att olika ölstilar bildades i olika delar av världen tack vare bland annat olika vatten. Bryggare i ett område producerade framgångsrika öl med stark maltsmak och arom, medan bryggare i ett annat producerade fantastiska brygger med en märkbar humleprofil - allt för att olika regioner hade olika vatten som gjorde en öl bättre än en annan. Nu, till exempel, anses sammansättningen av vatten för öl vara optimal i denna form:

Det är dock tydligt att det alltid finns avvikelser - och dessa avvikelser bestämmer ofta att "Baltika 3" från St. Petersburg inte alls är "Baltika 3" från Zaporozhye.

Det är logiskt att allt vatten som används för ölproduktion går igenom flera steg av beredning, inklusive analys, filtrering och, om nödvändigt, justering av sammansättningen. Mycket ofta utför ett bryggeri en vattenberedningsprocess: vattnet som erhålls på ett eller annat sätt genomgår avlägsnande av klor, förändringar i mineralsammansättningen och justering av hårdhet och alkalinitet. Du behöver inte bry dig om allt detta, men då - och bara om du har tur med vattnets nominella sammansättning - kommer bryggeriet bara att kunna brygga ett par sorter. Därför utförs ALLTID vattenövervakning och beredning.

Modern teknik, med tillräckliga medel, gör det möjligt att få vatten med nästan alla önskade egenskaper. Basen kan vara antingen kranvatten från staden eller vatten som utvinns direkt från en artesisk källa. Det finns också exotiska fall: ett svenskt bryggeri bryggde till exempel öl från renat avloppsvatten, och chilenska hantverkare gör öl med vatten som samlats upp från dimma i öknen. Men det är klart att vid massproduktion påverkar den dyra vattenreningsprocessen slutkostnaden – och kanske är det därför som den redan nämnda Pilsner Urquell inte tillverkas någon annanstans förutom hemma i Tjeckien.

Jag tror att det räcker för första delen. Om min historia visar sig vara intressant kommer vi i nästa del att prata om ytterligare två obligatoriska ingredienser i öl, och kanske en valfri, vi kommer att diskutera varför öl luktar olika, om det finns "ljus" och "mörkt", och berör också konstiga bokstäver OG, FG, IBU, ABV, EBC. Kanske kommer det att bli något annat, eller kanske något inte kommer att hända, men kommer att dyka upp i den tredje delen, där jag planerar att kort gå igenom tekniken, och sedan ta itu med myterna och missuppfattningarna om öl, inklusive att det är ” utspädd" och "berikad", kommer vi också att prata om huruvida du kan dricka utgången öl.

Eller så kanske det blir en fjärde del... Valet är ditt, %username%!

Källa: www.habr.com