- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Привет, %username%.
Если у тебя прямо сейчас возник вопрос: «Эй, что значит часть 2 — а где первая?!» — срочно идти сюда [1].
Ну а для тех, кто уже знаком с первой частью — переходим непосредственно к делу.
Да, и я знаю, что для многих пятница только началась — ну вот и повод подготовиться к вечеру.
Поехали.
В самом начале я расскажу всё-таки про трудный путь пива в Исландии.
Сухой закон в Исландии наступил даже раньше, чем в США — в 1915 году. Однако ситуация долго не продержалась, поскольку в ответ пошли жёсткие, как сейчас говорят, контрсанкции: Испания потеряв исландский рынок сбыта вина, перестала в ответ покупать у Исландии рыбу. Терпеть это удалось всего шесть лет, и с 1921 года из списка запрещённых продуктов в Исландии вино исключили. Пиво, впрочем, нет.
Еще 14 лет у стойких исландцев ушло на то, чтобы вернуть себе право пить крепкие спиртные напитки: в 1935 году можно было пить вино, ром, виски и все прочее, но вот пиво можно было пить не крепче 2,25%. В руководстве страны тогда считали, что нормальное пиво способствует процветанию разврата, потому что оно доступнее крепкого алкоголя (ну да, конечно).
Решение исландцы нашли совершенно простое и очевидное, чем даже стали мне ещё более симпатичны, чем после Чемпионата Европы 2016 года: люди просто разбавляли разрешенное пиво разрешенным же крепким спиртным. Конечно, правительство всегда идёт навстречу своим гражданам, и именно потому в 1985 году убеждённый трезвенник и язвенник министр по правам человека (какова ирония!) добился запрета и этого нехитрого способа.
Окончательно употребление пива в Исландии было разрешено лишь 1 марта 1989 года, спустя 74 года после запрета. И понятно, что с тех самых пор 1 марта в Исландии — День пива: кабаки работают до самого утра, а местные вспоминают, как три четверти века ждали возвращения своего любимого напитка. Можешь, кстати, тоже добавить эту дату в свой календарь, когда вполне обоснованно стоит пропустить кружечку пенного.
В следующей части в качестве интересной истории думаю, что напишу что-нибудь про Гиннесс…
Но вернёмся к тому, на чём остановились, а именно — на ингредиентах пива.
Солод — второй после воды основной компонент пива. И не только пива — солод служит основой для производства многих ферментированных напитков — в том числе кваса, кулаги, махсымы, а также виски. Именно солод представляет собой пищу для дрожжей, а потому определяет и крепость, и некоторые вкусовые качества. Медовый, зернистый, бисквитный, ореховый, шоколадный, кофейный, карамельный, хлебный — все эти вкусы появляются не благодаря химии (к счастью или несчастью) — а благодаря солоду. Более того: ни один вменяемый пивовар не будет добавлять что-то лишнее, что можно получить и так. Позже ты увидишь, что речь не только о вкусах, которые можно получить от солода.
Солод — это чуть пророщенный злак: ячмень, рожь, пшеница или овес. Ячменный солод используется всегда, если ты пьёшь пшеничное пиво, то знай: пшеничный солод в нём — лишь примесь к ячменному. Точно так же овсяный солод — примесь к ячменному, он используется реже пшеничного, но применяется при производстве некоторых стаутов.
Солод бывает двух типов: базовый — дает суслу много сахара для дальнейшего сбраживания, но не слишком сильно влияет на вкус, и специальный — на сбраживаемый сахар беден, зато отдает пиву выраженный вкус. Значительная часть массовых сортов пива производится с применением нескольких базовых солодов.
Предназначенное для пивоварения зерновое сырьё требует предварительной обработки, которая заключается в превращении его в пивоваренный солод. Процесс включает в себя проращивание зёрен злаков, сушку и очистку от ростков. Подработка солода может производиться как на пивоваренном заводе, так и на отдельном предприятии (солодовенном заводе).
Процесс получения солода делится на намачивание и проращивание семян. При проращивании идут химические изменения, образуются новые химические вещества. И главную роль в этом играют различные ферменты, которых в прорастающем солоде — множество. Некоторые мы сейчас разберём. Приготовься, %username%, сейчас будет удар по
Итак, у нас есть готовый пророщенный солод. Приступаем к затиранию — это приготовление сусла из солода. Солод дробится, смешивается с горячей водой, затор (смесь дроблёных зернопродуктов ) постепенно нагревается. Постепенное повышение температуры необходимо, потому что при разной температуре по-разному действуют ферменты солода. Температурные паузы влияют на то, какие вкус, крепость, пенистость и плотность в результате будут у пива. И при разных стадиях включаются различные ферменты.
Гидролитическое расщепление крахмала (амилолиз) при затирании катализируют амилозы солода. Кроме них солод содержит несколько ферментов из групп амилоглюкозидаз и трансфераз, которые атакуют некоторые продукты расщепления крахмала, однако по количественному соотношению они имеют при затирании только второстепенное значение.
При затирании природным субстратом является крахмал, содержащийся в солоде. Так же как любой природный крахмал, он не является единым химическим веществом, а смесью, содержащей в зависимости от происхождения от 20 до 25% амилозы и 75-80% амилопектина.
Молекула амилозы образует длинные, неразветвленные, спиральносвернутые цепочки, состоящие из молекул α-глюкозы, взаимно связанных глюкозидными связями в положении α-1,4. Количество глюкозных молекул различно и колеблется от 60 до 600. Амилоза растворима в воде и под действием β-амилазы солода полностью гидролизуется до мальтозы.
Молекула амилопектина состоит из коротких разветвленных цепочек. Наряду со связями в положении α-1,4, в разветвленных местах встречаются также связи α-1,6. Глюкозных единиц в молекуле насчитывается около 3000 — амилопектин значительно крупнее амилозы. Амилопектин без нагрева нерастворим в воде, при нагреве образует клейстер.
Солод содержит две амилазы. Одна из них катализирует реакцию, при которой быстро расщепляется крахмал до декстринов, однако мальтозы образуется относительно мало — эта амилаза называется декстринирующей или α-амилазой (α-1,4-глюкан-4-глюканогидролаза). Под действием второй амилазы образуется большое количество мальтозы — это амилаза осахаривающая или β-амилаза (β-1,4-глюканмальтогидролаза).
Декстринирующая α-амилаза является типичным компонентом солода. α-Амилаза активизируется при солодоращении. Она катализирует расщепление α-1,4 глюкозидных связей молекул обоих компонентов крахмала, т. е. амилозы и амилопектина, при этом неравномерно разрываются внутри только конечные связи. Происходит разжижение и декстринизация, проявляющиеся в быстром снижении вязкости раствора (разжижение затора). В естественных средах, т. е. в солодовых экстрактах и заторах, α-амилаза имеет температурный оптимум 70°С и инактивируется при 80°С. Оптимальная зона pH равна от 5 до 6 с четким максимумом на рН-кривой. α-Амилаза очень чувствительна к повышенной кислотности (является кислотонеустойчивой): инактивируется окислением при pH 3 при 0°С или при pH 4,2-4,3 при 20°С.
Осахаривающая β-амилаза содержится в ячмене и её объем при соложении (проращивании) сильно возрастает. β-Амилаза обладает высокой способностью катализировать расщепление крахмала до мальтозы. Она не разжижает нерастворимый нативный крахмал и даже крахмальный клейстер. Из неразветвленных цепочек амилазы β-амилаза отщепляет вторичные α-1,4 глюкозидные связи, а именно от невосстанавливающихся (неальдегидных) концов цепей. Мальтоза постепенно отщепляет от отдельных цепочек по одной молекуле. Расщепление амилопектина происходит также, однако фермент атакует разветвленную молекулу амилопектина одновременно в нескольких пространственных цепочках, а именно в местах разветвления, где находятся связи α-1,6, перед которыми расщепление прекращается. Температурный оптимум β-амилазы в солодовых экстрактах и заторах находится при 60-65°С; она инактивируется при 75°С. Оптимальная зона pH равна 4,5-5, по другим данным — 4,65 при 40-50°С с нерезким максимумом на рН-кривой.
Суммарно амилазы называют часто диастазой, эти ферменты содержатся в солоде обычных типов и в специальном диастатическом солоде, является природной смесью α- и β-амилазы, в которой β-амилаза количественно преобладает над α-амилазой. При одновременном действии обеих амилаз гидролиз крахмала намного глубже, чем при самостоятельном действии каждого поодиночке, и мальтозы при этом получается 75-80%.
Разницу температурного оптимума α- и β-амилазы на практике используют для регулировки взаимодействия обоих ферментов тем, что подбором правильной температуры поддерживают деятельность одного фермента в ущерб другому.
Кроме расщепления крахмала также крайне важно расщепление белков. Этот процесс — протеолиз — катализируют при затирании ферменты из группы пептидаз или протеаз (пептид гидролаз), гидролизующие пептидные связи -СО-NH-. Они делятся на эндопептидазы, или протеиназы (пептид пептидогидролазы) и экзопептидазы или пептидазы (дипептид гидролазы). В заторах субстратами являются остатки белкового вещества ячменя, т. е. лейкозина, эдестина, гордеина и глютелина, частично измененного при соложении (например, коагулированного при сушке) и продукты их расщепления, т. е. альбумозы, пептоны и полипептиды.
Ячмень и солод содержат один фермент из группы эндопептидаз (протеиназ) и не менее двух экзопептидаз (пептидаз). Их гидролизующее действие взаимно дополняется. По своим свойствам ячменная и солодовая протеиназы относятся к ферментам типа папаина, очень распространенным в растениях. Их оптимальная температура находится между 50-60°С, оптимум pH колеблется от 4,6 до 4,9 в зависимости от субстрата. Протеиназа относительно стабильна при высоких температурах и тем самым отличается от пептидаз. Наиболее стабильна она в изоэлектрической области, т. е. при pH от 4,4 до 4,6. Активность фермента в водной среде снижается уже спустя 1 ч при 30°С; при 70°С через 1 ч он полностью разрушается.
Гидролиз, катализированный солодовой протеиназой, протекает постепенно. Между белками и полипептидами было выделено несколько промежуточных продуктов, из которых важнейшими являются осколки пептидов — пептоны, называемые также протеозы, альбумозы и т. д. Это высшие продукты расщепления коллоидного характера, которые имеют типичные свойства белков. При кипячении пептоны не коагулируют. Растворы имеют активную поверхность, они вязки и при встряхивании легко образуют пену — это крайне важно в пивоварении!
Последнюю степень расщепления белков, катализированных солодовой протеиназой, представляют полипептиды. Они только отчасти являются высокомолекулярными веществами с коллоидными свойствами. Нормально полипептиды образуют молекулярные растворы, легко диффундирующие. Как правило, они не реагируют как белки и не осаждаются танином. Полипептиды являются субстратом пептидаз, которые дополняют действие протеиназы.
Комплекс пептидаз представлен в солоде двумя ферментами, однако допускается наличие и других. Пептидазы катализируют отщепление терминальных остатков аминокислот от пептидов, причем сначала образуются дипептиды и, наконец, аминокислоты. Пептидазы характеризуются субстратной специфичностью. Среди них имеются и дипептидазы, гидролизующие только дипептиды, и полипептидазы, гидролизующие высшие пептиды, содержащие в молекуле не менее трех аминокислот. В группе пептидаз различаются аминополипептидазы, активность которых обусловливает присутствие свободной аминогруппы, и карбоксипептидазы, требующие присутствия свободной карбоксильной группы. Все солодовые пептидазы имеют оптимальный pH в слабощелочной области между pH 7 и 8 и оптимальную температуру около 40°С. При pH 6, при котором протекает протеолиз в прорастающем ячмене, активность пептидаз ярко выражена, в то время как при pH 4,5-5,0 (оптимум протеиназ) пептидазы инактивируются. В водных растворах активность пептидаз снижается уже при 50°С, при 60°С пептидазы быстро инактивируются.
При затирании большое значение придается ферментам катализирующим гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты, а также фосфолипидов клеточных мембран. Отщепление фосфорной кислоты технически очень важно из-за ее непосредственного влияния на кислотность и буферную систему пивоваренных полупродуктов и пива, а жирные кислоты, образующиеся из фосфолипидов, образуют сложные эфиры при брожении, обуславливая различные ароматы. Природным субстратом солодовых фосфоэстераз являются сложные эфиры фосфорной кислоты, из которых в солоде преобладает фитин. Это смесь кальциевых и магниевых солей фитиновой кислоты, которая является гексафосфорным сложным эфиром инозита. В фосфатидах фосфор связан как сложный эфир с глицерином, в то время как нуклеотиды содержат фосфорный эфир рибозы, связанный с пиримидиновым или пуриновым основанием.
Важнейшей солодовой фосфоэстеразой является фитаза (мезоинозитгексафосфатфосфогидролаза). Она очень активна. От фитина фитаза постепенно отщепляет фосфорную кислоту. При этом образуются различные фосфорные сложные эфиры инозита, которые в конце концов дают инозит и неорганический фосфат. Наряду с фитазой были описаны также сахарофосфорилаза, нуклеотидпирофосфатаза, глицерофосфатаза и пирофосфатаза. Оптимальный pH солодовых фосфатаз находится в относительно узком диапазоне — от 5 до 5,5. К высоким температурам они чувствительны по-разному. Оптимальный температурный интервал 40-50°С очень близок к температурному интервалу пептидаз (протеаз).
На процесс образования ферментов сильно влияет кислород — при его недостатке зерно попросту не прорастает, и свет — он разрушает некоторые ферменты, в частности — диастазу, а потому помещения для соложения — солодовни — устраиваются с малым доступом света.
До XIX века полагали, что пригоден только такой солод, прорастание которого не шло до появления листочка. В XIX веке было доказано, что солод, в котором листочек достиг сравнительно большой величины (длинный солод, нем. Langmalz), содержит значительно большие количества диастаз, если только соложение велось при возможно невысокой температуре.
Кроме всего прочего, солод находит себе применение и для приготовления так называемого солодового экстракта. Солодовый экстракт — это сгущённое или обезвоженное выпариванием сусло, сваренное из раздробленных зёрен ячменя, ржи, кукурузы, пшеницы, других злаковых культур. Сусло выпаривают щадящим способом в вакууме при температуре от 45 до 60°С до консистенции сиропа, осветляют, освобождают от вяжущих соединений методом сепарирования и центрифугирования. В производстве пива солодовый экстракт используется достаточно редко, поскольку не позволяет экспериментировать с разнообразием вкуса и цвета.
А разнообразие получают очень просто. В зависимости от степени сушки можно получить солод разных типов — светлый, тёмный, чёрный. Для получения тёмных и особенно карамельных сортов солод поджаривают. Чем сильнее жарят солод, тем больше сахаров карамелизуются в нём. Карамельный привкус пиву дает солод с фактически самой настоящей карамелью внутри: после обработки паром и сушки содержащийся в солоде крахмал превращается в карамелизованную твердую массу. Именно она внесет в пиво характерные нотки — и точно так же можно добавить «жжёный вкус» с помощью фактически подгоревшего жжёного солода. А у немцев существует также и «дымное пиво» — раухбир, при приготовлении которого используется копченый на огне зеленый солод: жар и дым от горящего топлива сушат и одновременно коптят пророщенное зерно. Причем вкус и аромат будущего пива напрямую зависят от того, какое топливо используется для копчения солода. В пивоварне «Шленкерла» (которой, кстати, уже больше 600 лет) для этих целей используют выдержанную буковую древесину, благодаря которой данный сорт и приобретает специфический копченый профиль — ну потуги этих баварских пивоваров понятны: необходимо искать какие-то оригинальные враианты в узких рамках немецкого закона о чистоте пива, впрочем об этих и не только этих «рамках» мы поговорим после того, как обсудим все ингредиенты пива.
Надо также сказать, что невозможно сварить пиво из только тёмных сортов: при обжаривании теряются ферменты, необходимые для осахаривания сусла. а потому любой, даже самый тёмный раухбир будет содержать и светлый солод в том числе.
Итого, при использовании различных сортов солода в пиво до процесса сбраживания уже поступает целый набор различных веществ, важнейшие из которых:
С сахарами всё понятно — это будущая пища для дрожжей, а также сладковатый вкус пива (именно его балансировали раньше травами, а позже — хмелем, добавляя горечи), всё понятно и с продуктами неполного горения — это более тёмный цвет, копчёный и карамельный вкус и запах. Про важность пептонов и пены я говорил — но не устану это повторять. К жирным кислотам мы ещё вернёмся, когда поговорим о дрожжах и появлении фруктовых ароматов.
Кстати, говоря про пептоны, белки и смерть клеток — чего-то вспомнилась одна история, которую я прочёл на одном из тематических пабликов. Она под спойлером по некоторым причинам.
На этом про солод мы закончим, упомянув только, что отечественный солод очень даже не плох — а потому активно используется наряду с импортным.
Ещё одним абсолютно необходимым компонентом пива являются собственно дрожжи. Ну а куда без них-то, верно?
Пивные дрожжи — это микроорганизмы, осуществляющие брожение. В свою очередь, брожение (англ. fermentation) — биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях, то есть без доступа кислорода. При брожении субстрат — а в нашем случае сахар — окисляется не полностью, поэтому брожение энергетически малоэффективно. При различных видах брожение сбраживание одной молекулы глюкозы даёт от 0,3 до 3,5 молекул АТФ (аденозинтрифосфата), при этом аэробное (то есть с потреблением кислорода) дыхание с полным окислением субстрата имеет выход 38 молекул АТФ. В связи с низким энергетическим выходом микроорганизмы-бродильщики вынуждены перерабатывать огромное количество субстрата. И это конечно же нам на руку!
Кроме спиртового брожения, в котором моно- и дисахариды превращаются в этанол и углекислый газ, существует ещё и молочнокислое брожение (основной итог — молочная кислота), пропионовокислое брожение (итог — молочная и уксусная кислоты), муравьинокислое брожение (муравьиная кислота с вариантами), маслянокислое брожение (масляная и уксусная кислота) и гомоацетатное брожение (только уксусная кислота). Надо сказать, что вряд ли любитель пива захочет, чтобы кроме расово верного спиртового брожения происходило что-то ещё — не думаю, что кому-то захочется пить кисляк, пахнущий прогорклым маслом или пропавшим сыром. А потому доля «постороннего брожения» всячески контролируется, в частности, чистотой дрожжей.
Производство дрожжей — огромная индустрия: над выведением штаммов пивных дрожжей с теми или иными характеристиками трудятся целые лаборатории — независимые или созданные при пивоварне. Рецептура дрожжей часто представляет собой секрет, тщательно охраняемый пивоваром. Говорят, что у народов северной Европы существовала традиция передавать из поколения в поколение специальную пивоваренную палку. Без помешивания варева этой деревяшкой пиво не получалось, так что палку считали чуть ли не волшебной и хранили ее особенно бережно. Разумеется, о дрожжах тогда не знали и истинной роли палки не понимали, но уже тогда понимали ценность этого таинства.
Но на любое правило бывают и исключения. Например:
Пивные дрожжи в процессе брожения не только кушают сахара и производят что положено, но и одновременно выполняют большое количество других химических процессов. В частности, происходят процессы этерификации — образования сложных эфиров: а что, спирт есть, жирные кислоты (помнишь про солод?) — тоже, из них можно сделать много чего интересного! Это может быть и зеленое яблоко (есть у некоторых американских лагеров), и банан (типично для немецкого пшеничного пива), и груша, и сливочное масло. Тут мне вспоминается школа и разные эфиры, которые пахли так, что ням-ням-ням. Но не все. Получится ли напиток с фруктовым ароматом или тонким ароматом смеси сивухи и растворителя — зависит от концентрации сложных эфиров, что в свою очередь — от разных факторов: температуры брожения, экстрактивности сусла, штамма дрожжей, количества попавшего в сусло кислорода. Мы поговорим об этом, когда придём к рассмотрению технологии пивоварения.
На вкус, кстати, дрожжи влияют тоже — об этом мы вспомним, когда заговорим о хмеле.
А сейчас, раз уж мы познакомились с дрожжами, можно сообщить о единственном верном способе деления пива. И нет, %username%, это не «светлое» и «тёмное», ибо ни светлого ни тёмного не существует, как не существует 100% блондинок и 100% брюнеток. Это — деление на эль и лагер.
Строго говоря, брожение в глазах пивоваров бывает двух типов: верховое (дрожжи поднимаются наверх сусла) — так получается эль, и низовое (дрожжи опускаются на дно) — так готовится лагер. Запомнить несложно:
Эль — самый древний вид пива, именно его варили самые первые пивовары сотни лет назад Сейчас для большинства элей характерны: более высокая плотность, более сложный вкус, часто фруктовый аромат и в основном более темный (по сравнению с лагерами) цвет. Важное преимущество элей — сравнительно простое и дешевое производство, не требующее дополнительного холодильного оборудования, как в случае с лагерами, а потому все крафтовые пивоварни могут предложить тот или иной эль.
Лагер же появился позже: более-менее сносно его производство начали осваивать только в XV веке, и лишь во второй половине XIX века оно стало набирать серьезные обороты. Современные лагеры отличаются более понятным и часто более хмелевым вкусом и ароматом, а также, как правило, светлым цветом (хотя, существуют и черные лагеры) и более низким значением крепости. Принципиальное отличие от элей: на последнем этапе производства лагер переливается в специальные емкости и дозревает там несколько недель или даже месяцев при близких к нулю температурах — этот процесс называется лагеризацией. Лагерные сорта хранятся дольше. Благодаря лёгкости поддержания стабильности качества и долгому сроку хранения, лагер — самый популярный в мире вид пива: практически все крупные пивоваренные заводы производят лагеры. Однако, поскольку для производства необходимо усложнение технологии (помним про лагеризацию), а также наличие специальных морозостойких дрожжей — а потому присутствие оригинальных (именно оригинальных, а не ребрендованных) лагеров в перечне предлагаемых сортов в какой-нибудь крафтовой пивоварне — признак её статуса и опытности пивоваров.
Многие (и я в том числе) считают, что эли — более «правильное» пиво по сравнению с лагерами. Эли более сложные с точки зрения ароматов и вкусов, они часто более насыщенные и более разнообразные. Зато лагеры проще для восприятия, они зачастую более освежающие и в среднем менее крепкие. Лагер отличается от эля в том числе и тем, что в нем отсутствуют явные вкус и аромат дрожжей, которые являются важными, а порой — обязательными для элей.
Ну вот и разобрались. Верно? Нет, неверно — существуют варианты, когда пиво представляет собой гибрид лагера и эля. Например, немецкие кёльши — это пиво верхового брожения (то есть эль), которое созревает при низких температурах (как лагер). В результате такой гибридной схемы производства напиток обладает характеристиками обоих видов пива: понятность, легкость и свежесть соседствуют с едва заметными фруктовыми нотками во вкусе и непродолжительной, но приятной сладостью. Ну и капелька хмеля напоследок.
А вообще, если ты, %username%, внезапно почувствовал, что стал разбираться в классификации пива, то вот тебе напоследок:
Подведём итоги про дрожжи: итого — чем дольше дрожжи трудятся, тем больше может измениться вкус и характер пива. Особенно это касается элей, в которых выше концентрация веществ, влияющих на вкус и аромат. По этой причине некоторые сорта элей подразумевают дображивание в бутылке: пиво уже разлито в стеклянную тару и стоит на полке магазина, но внутри все еще происходит процесс брожения. Купив пару бутылок такого пива и выпив их в разное время, можно почувствовать значительную разницу. Одновременно, пастеризация лишает пиво некоторых вкусовых особенностей, так как исключает присутствие в напитке живых дрожжей. Собственно, именно поэтому многими ценится нефильтрованное пиво: даже после пастеризации остатки дрожжевой культуры способны сделать напиток вкуснее. Тот осадок, что виден на дне емкости с нефильтрованным пивом — это и есть остатки дрожжей.
Но всё это будет после, а сейчас нам осталось перечислить ещё несколько необязательных компонентов пива.
Об этом — уже в следующей части.
Автор: gjf
Источник [3]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/himiya/318604
Ссылки в тексте:
[1] сюда: https://habr.com/ru/post/452930/
[2] мозгу: http://www.braintools.ru
[3] Источник: https://habr.com/ru/post/452950/?utm_campaign=452950
Нажмите здесь для печати.