Пивоварения является производство пива путем замачивания на крахмальной источник (обычно злаковых зерен, наиболее популярным из которых является ячмень ) [1] в воде , и ферментацию полученного сладкую жидкость с дрожжами . Это может быть сделано на пивоварне коммерческим пивоваром, дома домашним пивоваром или коллективно . [2] Пивоварение началось примерно с 6-го тысячелетия до нашей эры, и археологические данные свидетельствуют о том, что пиво варили развивающиеся цивилизации, включая Древний Египет [3] и Месопотамию .[4] С девятнадцатого века пивоваренная промышленность была частью экономики большинства западных стран.
Основными ингредиентами пива являются вода и источник сбраживаемого крахмала, например, солодовый ячмень . Большинство пива сбраживают пивными дрожжами и приправляют хмелем . [5] Менее широко используемые источники крахмала включают просо , сорго и маниоку . [6] Вторичные источники ( добавки ), такие как кукуруза (кукуруза), рис или сахар, также могут использоваться, иногда для снижения затрат или для добавления функции, такой как добавление пшеницы, чтобы помочь сохранить пенистую головку пиво. [7]Наиболее распространенный источник крахмала - это измельченные злаки или «засыпка» - пропорция крахмала или зерновых ингредиентов в рецепте пива может называться засыпкой, зерновой засыпкой или просто ингредиентами затора . [8]
Этапы процесса пивоварения включают соложение , помол , затирание , фильтрование , кипячение , ферментацию , кондиционирование , фильтрацию и упаковку . Существует три основных метода брожения: теплый , холодный и самопроизвольный . Брожение может происходить в открытом или закрытом бродильном сосуде; вторичная ферментация также может происходить в бочке или бутылке . Есть несколько дополнительных методов пивоварения, таких как бертонизация , выдержка в бочках ,двойное падение и Йоркшир-сквер .
Пивоварение началось примерно с 6-го тысячелетия до нашей эры, и археологические данные свидетельствуют о появлении новых цивилизаций, в том числе в Древнем Египте и Месопотамии, которые варили пиво. Описания различных рецептов пива можно найти в клинописи (самой древней из известных письмен) древней Месопотамии . [3] [10] [11] В Месопотамии ремесло пивовара было единственной профессией, которая получала социальную санкцию и божественную защиту от женских божеств / богинь, в частности: Нинкаси , которая покрывала производство пива, Сирис , которая использовалась в метонимии Кстати, к пиву относятся и Сидури , охватившие наслаждение пивом.[4] В доиндустриальные времена и в развивающихся странах женщины часто были основными пивоварами. [12] [13]
Поскольку почти любой злак, содержащий определенные сахара, может подвергаться самопроизвольной ферментации из-за присутствующих в воздухе диких дрожжей, вполне возможно, что пивные напитки были независимо разработаны во всем мире вскоре после того, как какое-либо племя или культура одомашнили злаки. Химические испытания древних керамических сосудов показывают, что пиво производилось еще около 7000 лет назад на территории современного Ирана. Это открытие раскрывает одно из самых ранних известных применений ферментации и является самым ранним свидетельством пивоварения на сегодняшний день. Считается, что в Месопотамии самым старым свидетельством наличия пива является шумерская табличка возрастом 6000 лет, на которой изображены люди, пьющие напиток через тростниковую соломинку из общей миски . Шумерское стихотворение в честь Нинкаси, которому 3900 лет., богиня-покровительница пивоварения, содержит самый старый из сохранившихся рецептов пива, описывающий производство пива из ячменя с помощью хлеба. Утверждалось, что изобретение хлеба и пива ответственно за способность человечества развивать технологии и строить цивилизацию. [14] [15] [16] Самое раннее химически подтвержденное ячменное пиво на сегодняшний день было обнаружено в Годин Тепе в центральных горах Загрос в Иране, где было обнаружено , что фрагменты кувшина возрастом не менее 5000 лет были покрыты пивным камнем , побочный продукт процесса пивоварения. [17] Пиво могло быть известно в Европе в эпоху неолита еще 5000 лет назад, [18]и в основном варился в домашних условиях. [19]
Эль, произведенный до промышленной революции, продолжал производиться и продаваться в домашних условиях, хотя к 7 веку нашей эры пиво также производилось и продавалось европейскими монастырями . Во время промышленной революции производство пива перешло от кустарного к промышленному , а к концу XIX века домашнее производство перестало иметь большое значение. [20] Развитие ареометров и термометров изменило пивоварение, позволив пивоварам лучше контролировать процесс и лучше знать результаты. Сегодня пивоваренная промышленность - это глобальный бизнес, состоящий из нескольких доминирующих транснациональных компаний.и многие тысячи мелких производителей, от пивоварен до региональных пивоварен . [21] Ежегодно продается более 133 миллиардов литров (35 миллиардов галлонов), в результате чего в 2006 году общий мировой доход составил 294,5 миллиарда долларов (147,7 миллиарда фунтов стерлингов). [22]
Основные ингредиенты пива - вода; источник крахмала, такой как солодовый ячмень , способный к ферментации (превращению в спирт); пивные дрожжи для производства ферментации; и ароматизатор, например, хмель , [5] , чтобы компенсировать сладость солода. [23] Можно использовать смесь источников крахмала с вторичным сахаридом, таким как кукуруза (кукуруза), рис или сахар, которые часто называют добавками , особенно когда они используются в качестве более дешевой замены солодового ячменя. [7] Менее широко используемые источники крахмала включают просо , сорго и корень маниоки в Африке, картофель в Бразилии иагава в Мексике, среди других. [6] Наиболее распространенным источником крахмала является молотый злак или «засыпка» - пропорция крахмала или зерновых ингредиентов в рецепте пива может называться засыпкой, зерновой засыпкой или просто ингредиентами затора . [8]
Пиво состоит в основном из воды. В регионах есть вода с разными минеральными компонентами; в результате разные регионы изначально лучше подходили для производства определенных сортов пива, что придавало им региональный характер. [24] [25] Например, Дублин имеет жесткую воду хорошо подходит для изготовления стаут , таких как Guinness ; в то время как в Пльзене есть мягкая вода, подходящая для приготовления светлого лагера , например, Pilsner Urquell . [24] Воды Бертона в Англии содержат гипс , из которого делают светлый эль.до такой степени, что производители светлых элей будут добавлять гипс в местную воду в процессе, известном как бертонизация . [26]
Источник крахмала в пиве обеспечивает ферментируемый материал и является ключевым фактором, определяющим крепость и вкус пива. Самый распространенный источник крахмала, используемый в пиве, - это солодовое зерно. Зерно солодируют, замачивая его в воде, давая ему начать прорастание , а затем сушат частично проросшее зерно в печи. Зерно для соложения производит ферменты, которые позволяют превращать крахмалы в зерне в сбраживаемые сахара в процессе затирания. [27] Для получения солода разного цвета из одного и того же зерна используются разное время и температура обжарки. Из более темного солода получается более темное пиво. [28]
Почти все пиво содержит ячменный солод как большую часть крахмала. Это связано с его волокнистой шелухой, которая важна не только на стадии барботажа пивоварения (на которой вода промывается через протертые зерна ячменя для образования сусла ), но и как богатый источник амилазы , пищеварительного фермента, который способствует преобразованию крахмала в сахара. Могут использоваться и другие солодовые и несоложеные зерна (включая пшеницу, рис, овес и рожь , реже кукурузу (кукурузу) и сорго). В последние годы несколько пивоваров выпустили безглютеновое пиво из сорго без ячменного солода для людей, которые не могут переваривать глютен.-содержащие зерна, такие как пшеница, ячмень и рожь. [29]
Хмель женские соцветий или семенные шишки хмеля лозы Хмель обыкновенный , [30] , которые используются в качестве ароматизатора и консерванта почти все пиво сделано сегодня. [31] Хмель использовался в лечебных целях и для придания пищевого вкуса еще со времен Римской империи; к 7 веку в монастырях Каролингов на территории современной Германии пиво варили с хмелем [32], хотя широко распространенное выращивание хмеля для использования в пиве зарегистрировано только в тринадцатом веке. [33] До XIII века пиво ароматизировали такими растениями, как тысячелистник , розмарин и болотный мирт.и другие ингредиенты, такие как ягоды можжевельника , анис и имбирь , которые можно было бы объединить в смесь, известную как грют, и использовать в качестве хмеля; Между тринадцатым и шестнадцатым веками, когда хмель стал доминирующим ароматизатором, пиво с добавлением грюта называлось элем, а пиво с хмелем - пивом. [34] [35] В некоторых сортах современного пива, например Fraoch от шотландской компании Heather Ales и Cervoise Lancelot от французской компании Brasserie-Lancelot, для ароматизации используются другие растения, а не хмель. [36] [37]
Хмель обладает несколькими характеристиками, которые пивовары хотят от пива: он привносит горечь, уравновешивающую сладость солода; они обеспечивают цветочные, цитрусовые и травяные ароматы и вкусы; они обладают антибиотическим действием, которое способствует активности пивных дрожжей перед менее желательными микроорганизмами; и они помогают «удерживать голову», то есть на какое время прослужит пена на поверхности пива ( пивная головка ). [38] Консервант хмеля поступает из лупулиновых желез, которые содержат мягкие смолы с альфа- и бета-кислотами. [39] [40]Несмотря на многочисленные исследования, консервативная природа мягких смол еще не полностью изучена, хотя было замечено, что, если не хранить при низкой температуре, консервантная природа будет уменьшаться. [41] [42] Пивоварение - единственное крупное коммерческое использование хмеля. [43]
Дрожжи - это микроорганизмы , отвечающие за брожение пива. Дрожжи метаболизируют сахар, извлеченный из зерен, в результате чего образуется алкоголь и углекислый газ , благодаря чему сусло превращается в пиво. Помимо ферментации пива, дрожжи влияют на характер и вкус пива. [44] Преобладающими типами дрожжей, используемых для приготовления пива, являются Saccharomyces cerevisiae , известные как дрожжи для пива, и Saccharomyces pastorianus , известные как дрожжи для лагера; Brettanomyces заквасок Ламбиков , [45] и Torulaspora DELBRUECKII закваски БаварскиеWeissbier . [46] До того, как была выяснена роль дрожжей в брожении, в брожении участвовали дикие или переносимые воздухом дрожжи, и в некоторых стилях, таких как ламбики, этот метод до сих пор используется. Эмиль Кристиан Хансен , датский биохимик, работающий в лаборатории Carlsberg , разработал чистые дрожжевые культуры, которые были введены в пивоварню Carlsberg в 1883 году [47], и теперь чистые штаммы дрожжей являются основным источником ферментации, используемым во всем мире. [48]
Некоторые пивовары добавляют в пиво один или несколько осветлителей , которые обычно осаждаются (собираются в виде твердого вещества) из пива вместе с твердыми белками и обнаруживаются только в следовых количествах в готовом продукте. Этот процесс делает пиво ярким и чистым, а не мутным, как у этнических и старых сортов пива, таких как пшеничное пиво . [49]
Примеры осветляющих агентов включают изинглас , полученный из плавательных пузырей рыб; Ирландский мох , водоросли; каппа каррагинан , из водорослей kappaphycus ; поликлар (торговая марка осветлителя); и желатин . [50] Если пиво помечено как «подходящее для веганов», оно обычно осветлялось либо водорослями, либо искусственными веществами, [51] хотя метод «Fast Cask», изобретенный Марстоном в 2009 году, может предоставить другой метод. [52]
Процесс пивоварения состоит из нескольких этапов, которые могут включать соложение, затирание, фильтрование, кипячение , ферментацию , кондиционирование , фильтрацию и упаковку . [53] пивоваренное оборудование , необходимое для приготовления пива стало более сложным с течением времени, и в настоящее время охватывает большинство аспектов процесса пивоварения. [54] [55]
Соложение - это процесс подготовки зерна ячменя к пивоварению. [56] Процесс соложения разбивается на три этапа, чтобы помочь высвободить крахмал из ячменя. [57] Сначала во время замачивания зерно добавляют в чан с водой и дают ему пропитаться примерно 40 часов. [58] Во время прорастания зерно раскладывают на полу проращивающего помещения примерно на 5 дней. [58] Заключительная часть соложения - обжиг в печи, когда солод проходит сушку при очень высокой температуре в печи; с постепенным повышением температуры в течение нескольких часов. [59] Когда обжиг завершен, зерна теперь называются солодом., и они будут измельчены или раздавлены, чтобы разделить ядра и обнажить семядоли , которые содержат большинство углеводов и сахаров; это облегчает извлечение сахаров во время затирания. [60]
Затирание превращает крахмалы, высвобождаемые на стадии соложения, в сахара, которые можно сбраживать. Измельченное зерно смешивают с горячей водой в большом сосуде, известном как заторный чан . В этом сосуде зерно и вода смешиваются вместе, чтобы получилось зерновое пюре. Во время затирания природные ферменты, присутствующие в солоде, превращают крахмалы (длинноцепочечные углеводы) в зерне в более мелкие молекулы или простые сахара (моно-, ди- и трисахариды). Это «преобразование» называется осахариванием, которое происходит между температурами 60–70 ° C (140–158 ° F). [61] Результатом процесса затирания является богатая сахаром жидкость или «сусло» , которое затем фильтруется через дно заторного чана в процессе, известном какфильтрование . Перед фильтрованием температуру затора можно повысить примерно до 75–78 ° C (167–172 ° F) (известное как затор), чтобы высвободить больше крахмала и снизить вязкость затора. Зерна можно полить водой, чтобы извлечь дополнительный сахар (процесс, известный как барботирование ). [62]
Сусло перемещается в большой резервуар, известный как «медь» или чайник, где его варят с хмелем, а иногда и с другими ингредиентами, такими как травы или сахар. На этом этапе происходят многие химические реакции и принимаются важные решения о вкусе, цвете и аромате пива. [63] Процесс кипячения служит для прекращения ферментативных процессов, осаждения белков, изомеризации смол хмеля , а также концентрирования и стерилизации сусла. Хмель придает вкус, аромат и горечьк пиву. В конце варки охмеленное сусло оседает для осветления в сосуде, называемом «водоворот», где отделяются более твердые частицы в сусле. [64]
После гидромассажной ванны сусло отводится от уплотненного осадка хмеля и быстро охлаждается через теплообменник до температуры, при которой могут быть добавлены дрожжи. На пивоваренных заводах используются теплообменники различных конструкций, наиболее распространенными являются пластинчатые. Вода или гликоль текут по каналам в направлении, противоположном направлению сусла, вызывая быстрое падение температуры. Очень важно быстро охладить сусло до уровня, при котором можно безопасно добавлять дрожжи, поскольку дрожжи не могут расти при очень высоких температурах и начнут умирать при температурах выше 60 ° C (140 ° F). [60] [65] После того, как сусло проходит через теплообменник, охлажденное сусло попадает в резервуар для брожения. Выбирается тип дрожжей, которые добавляются в бродильный чан. [63]Когда дрожжи добавляются в сусло, начинается процесс брожения, в котором сахара превращаются в спирт, диоксид углерода и другие компоненты. Когда брожение завершится, пивовар может перелить пиво в новый резервуар, называемый резервуаром для кондиционирования. [62] Кондиционирование пива - это процесс, при котором пиво выдерживается, вкус становится более гладким, а нежелательные ароматы исчезают. [64] После кондиционирования в течение недели или нескольких месяцев пиво можно фильтровать и принудительно газировать для розлива в бутылки [66] или очищать в бочках . [67]
Затирание - это процесс объединения смеси размолотого зерна (обычно солодового ячменя с дополнительными зернами, такими как кукуруза , сорго , рожь или пшеница), известной как «засыпка» или «зерновая засыпка», и воды, известной как «ликер», и нагревание этой смеси в сосуде, называемом «заторный чан». Затирание - это форма замачивания [68], которая определяет процесс заваривания, например, при приготовлении чая, саке и соевого соуса . [69] Технически вино, сидр и медовуха не варят, а винифицируют , так как нет процесса замачивания с использованием твердых веществ.[70] Затирание позволяет ферментам солода расщеплять крахмал в зерне на сахара, обычно мальтозу, с образованием солодовой жидкости, называемой суслом . [71] Существует два основных метода: настойка , при которой зерна нагреваются в одном сосуде; и отварное затирание, при котором часть зерен варят, а затем возвращают в затор, повышая температуру. [72] Затирание включает паузы при определенных температурах (в частности, 45–62–73 ° C или 113–144–163 ° F) и происходит в «заторном чане» - изолированном пивоваренном сосуде с ложным дном . [73] [74] [75] Конечный продукт затирания называется «затор».
Затирание обычно занимает от 1 до 2 часов, и в течение этого времени различные температурные режимы активируют различные ферменты в зависимости от типа используемого солода, уровня его модификации и намерений пивовара. Активность этих ферментов превращает крахмалы зерен в декстрины, а затем в ферментируемые сахара, такие как мальтоза . Температура затора при температуре 49–55 ° C (120–131 ° F) активирует различные протеазы , расщепляющие белки, которые в противном случае могли бы сделать пиво мутным. Этот остаток обычно используется только с недостаточно модифицированным (т. Е. Несоложеным) солодом, который становится все менее популярным в Германии и Чешской Республике, или с несоложенными зернами, такими как кукуруза.и рис, которые широко используются в североамериканском пиве. Подставка для затора при 60 ° C (140 ° F) активирует β- глюканазу , которая расщепляет липкие β-глюканы в заторе, заставляя сахара более свободно вытекать позже в процессе. В современный процесс затирания в качестве добавки может быть добавлена коммерческая грибковая β-глюканаза. Наконец, температура перерыва в заторе 65–71 ° C (149–160 ° F) используется для преобразования крахмалов в солоде в сахар, который затем используется дрожжами в процессе пивоварения. Выполнение последнего из нижнего предела диапазона благоприятствует ферментам β-амилазы , производящим больше сахаров низкого порядка, таких как мальтотриоза , мальтоза и глюкоза, которые лучше ферментируются дрожжами.. Это, в свою очередь, делает пиво менее насыщенным и более алкогольным. Остаток, близкий к верхнему пределу диапазона, способствует ферментам α-амилазы , создавая больше сахаров высшего порядка и декстринов, которые менее ферментируются дрожжами, поэтому в результате получается пиво с более полным телом и меньшим содержанием алкоголя. Продолжительность и вариации pH также влияют на сахарный состав получаемого сусла. [76]
Фильтрование - это отделение сусла (жидкости, содержащей сахар, извлеченный во время затирания) от зерен. [77] Это делается либо в заторном чане с ложным дном, либо в фильтровальном чане, либо в заторном фильтре. Большинство процессов разделения состоит из двух стадий: стекание первого сусла, во время которого экстракт отделяется в неразбавленном состоянии от отработанных зерен, и барботирование , при котором экстракт, оставшийся вместе с зернами, смывается горячей водой. Фильтровальный чан представляет собой резервуар с отверстиями в дне, достаточно маленькими, чтобы удерживать крупные частицы засыпки и шелухи (молотого или измельченного зерна). [78] Слой засыпки, которая оседает на нем, и есть настоящий фильтр. В некоторых фильтровальных чанах предусмотрены вращающиеся грабли.или ножи, чтобы разрезать слой засыпки для поддержания хорошей текучести. Ножи можно поворачивать так, чтобы они выталкивали зерно, что позволяет вытеснять отработанное зерно из емкости. [79] Заторный фильтр представляет собой пластинчатый фильтр. Пустые рамы содержат затор, включая отработанное зерно, и имеют емкость около одного гектолитра. Пластины содержат опорную конструкцию для фильтровальной ткани. Пластины, рамы и фильтровальные ткани расположены в несущей раме следующим образом: рама, ткань, пластина, ткань, с пластинами на каждом конце конструкции. Более новые фильтры для затора имеют баллоны, которые могут выдавливать жидкость из зерен между барботажами. Зерно не действует как фильтрующая среда в заторном фильтре. [80]
После затирания пивное сусло кипятят с хмелем (и другими ароматизаторами, если они используются) в большом резервуаре, известном как «медный» или пивоваренный котел, хотя исторически сосуд для затирания использовался и до сих пор находится на некоторых небольших пивоварнях. [81] В процессе кипячения происходят химические реакции, [63] включая стерилизацию сусла для удаления нежелательных бактерий, выделение хмелевого вкуса, горечи и ароматических соединений посредством изомеризации , остановку ферментативных процессов, осаждение белков и концентрацию сусло. [82] [83] Наконец, пары, образующиеся во время кипячения, испаряют неприятный запах., включая предшественники диметилсульфида . [83] Кипение проводится так, чтобы оно было равномерным и интенсивным - непрерывное «непрерывное кипение». [83] Кипячение в среднем длится от 45 до 90 минут, в зависимости от его интенсивности, графика добавления хмеля и объема воды, который пивовар ожидает испариться. [84] В конце варки твердые частицы охмеленного сусла отделяются, обычно в сосуде, называемом «водоворот». [64]
Медь является традиционным материалом для варочного сосуда, потому что медь передает тепло быстро и равномерно, и потому что пузырьки, образующиеся во время кипячения и действующие как изолятор от тепла, не прилипают к поверхности меди, поэтому сусло не прилипает к поверхности. нагревается последовательно. [85] Простейшие котлы для варки имеют прямой огонь с горелкой под ними. Они могут вызвать интенсивное и благоприятное кипение, но также могут опалить сусло там, где пламя касается котла, вызывая карамелизацию и затрудняя очистку. Большинство пивоварен используют паровые котлы, в которых для кипячения сусла используются паровые рубашки. [83]Пивоварни обычно имеют варочный агрегат внутри или снаружи котла, обычно это высокий тонкий цилиндр с вертикальными трубками, называемыми каландриями, через которые перекачивается сусло. [86]
В конце варки твердые частицы охмеленного сусла отделяются, обычно в емкости, называемой «водоворот» или «отстойник». [64] [87] Гидромассажная ванна была изобретена Генри Ранульфом Хадстоном, когда он работал на пивоварне Molson в 1960 году, чтобы использовать так называемый парадокс чайного листа, чтобы заставить более плотные твердые вещества, известные как «осадок» (коагулированные белки, растительные вещества из хмеля) в конус в центре гидромассажной ванны. [88] [89] [90] Системы гидромассажа различаются: меньшие пивоварни, как правило, используют варочные котлы, более крупные пивоварни используют отдельный резервуар, [87] и дизайн будет отличаться: днища резервуаров могут быть плоскими, наклонными, коническими или с чашкой. в центре. [91]В целом принцип заключается в том, что при вращении сусла центростремительная сила толкает сусло в конус в центре дна резервуара, откуда его можно легко удалить. [87]
Hopback является традиционной дополнительной камерой , которая действует как сито или фильтр, используя целые хмель , чтобы очистить мусор (или « Trub ») из неферментированных (или „зеленый“) сусло , [92] , как водоворот делает, а также увеличение хмелевой аромат в готовом пиве. [93] [94] Это камера между варочным котлом и охладителем сусла. Хмель добавляется в камеру, горячее сусло из котла пропускается через него, а затем сразу же охлаждается в охладителе сусла перед поступлением в камеру брожения. Хопбэки, в которых используется герметичная камера, способствуют максимальному удержанию летучих соединений аромата хмеля, которые обычно удаляются при контакте хмеля с горячим суслом. [95]Хотя водоворот имеет такой же фильтрующий эффект, как и водоворот, он действует по-другому: водоворот использует центробежные силы, водоворот использует слой цельного хмеля в качестве фильтрующего слоя. Кроме того, в то время как водоворот полезен только для удаления гранулированного хмеля (поскольку цветы не так легко отделяются), в целом хмель используется только для удаления целого цветочного хмеля (поскольку частицы, оставленные гранулами, имеют тенденцию делать это через хопбэк). [96] На современных пивоварнях хмель в основном заменяется водоворотом. [97]
Этот раздел требует дополнительных ссылок для проверки . ( август 2019 г. ) |
После гидромассажной ванны сусло необходимо довести до температуры брожения 20–26 ° C (68–79 ° F) [73] перед добавлением дрожжей. На современных пивоварнях это достигается с помощью пластинчатого теплообменника . Пластинчатый теплообменник состоит из множества ребристых пластин, образующих два отдельных пути. Сусло перекачивается в теплообменник и проходит через все промежутки между пластинами. Охлаждающая среда, обычно вода, проходит через другие зазоры. Гребни в пластинах обеспечивают турбулентный поток. В хорошем теплообменнике температура сусла с 95 ° C (203 ° F) может упасть до 20 ° C (68 ° F), при этом охлаждающая среда нагревается примерно с 10 ° C (50 ° F) до 80 ° C (176 ° F). Последние несколько пластин часто используют охлаждающую среду, которую можно охладить до температуры ниже точки замерзания., что позволяет более точно контролировать температуру сусла, а также обеспечивает охлаждение примерно до 10 ° C (50 ° F). После охлаждения кислород часто растворяется в сусле, чтобы оживить дрожжи и способствовать их размножению. Некоторые крафтовые пивоварни, особенно те, кто хочет создавать паровое пиво , вместо этого используют охлаждение .
Во время кипячения полезно восстановить часть энергии, использованной для кипячения сусла. На выходе из пивоварни пар, образовавшийся во время кипячения, проходит через змеевик, через который течет ненагретая вода. Регулируя скорость потока, можно контролировать температуру воды на выходе. Это также часто делается с помощью пластинчатого теплообменника. Затем вода хранится для дальнейшего использования в следующем заторе, при очистке оборудования или при необходимости. [98] Другой распространенный метод рекуперации энергии имеет место во время охлаждения сусла. Когда холодная вода используется для охлаждения сусла в теплообменнике, вода значительно нагревается. В эффективной пивоварне холодная вода проходит через теплообменник со скоростью, установленной так, чтобы температура воды на выходе была максимальной. Затем эта горячая вода хранится в резервуаре для горячей воды.[98]
Ферментация происходит в ферментационных сосудах, которые бывают разных форм: от огромных цилиндроконических сосудов, открытых каменных сосудов до деревянных чанов. [99] [100] [101] После охлаждения и аэрации сусла - обычно стерильным воздухом - в него добавляются дрожжи, и оно начинает брожение. Именно на этом этапе сахара, полученные из солода , превращаются в алкоголь и углекислый газ , и продукт впервые можно назвать пивом.
Сегодня большинство пивоварен используют цилиндроконические сосуды, или CCV, которые имеют коническое дно и цилиндрическую верхнюю часть. Угол конуса обычно составляет около 60 °, угол, который позволяет дрожжам течь к вершине конуса, но не настолько крутой, чтобы занимать слишком много вертикального пространства. CCV могут обрабатывать как ферментацию, так и кондиционирование в одном резервуаре. В конце брожения дрожжи и другие твердые вещества, упавшие на вершину конуса, можно просто вымыть из отверстия на вершине. Открытые сосуды для брожения также используются, часто для демонстрации в пивоварнях, а в Европе при брожении пшеничного пива. У этих сосудов нет крышек, что упрощает сбор дрожжей верхового брожения. Открытые верхние части сосудов увеличивают риск заражения, но при соблюдении надлежащих процедур очистки и тщательного протокола о том, кто входит в камеры ферментации,риск можно хорошо контролировать. Бродильные чаны обычно изготавливаются из нержавеющей стали. Если это простые цилиндрические резервуары со скошенными краями, они располагаются вертикально, в отличие от резервуаров для кондиционирования, которые обычно располагаются горизонтально. Лишь очень немногие пивоварни до сих пор используют деревянные чаны для брожения, так как древесину трудно содержать в чистоте и не содержать инфекций, и ее необходимо заменять более или менее ежегодно.[99] [100] [101]
Существуют три основных способа брожения, тепло , прохладно и дикой природе или спонтанным . Брожение может происходить в открытых или закрытых сосудах. Может происходить вторичное брожение, которое может происходить на пивоваренном заводе, в бочке или в бутылке . [102]
Пивные дрожжи традиционно классифицируются как «верхнее брожение» (или «верховое брожение») и «нижнее брожение» (или «низовое брожение»); дрожжи верхового брожения обычно используются при теплых ферментациях, где они бродят быстро, а дрожжи, классифицируемые как нижнего брожения, используются в более холодных брожениях, где они бродят медленнее. [103] Дрожжи назывались «верхним или нижним урожаем», потому что дрожжи собирались сверху или снизу сбраживаемого сусла для повторного использования для следующего пивоварения. [104] Эта терминология несколько неуместна в современную эпоху; после широкого применения пивоваренной микологии было обнаружено, что два разных метода сбора включают два разных вида дрожжей, которые поддерживают разные температурные режимы,а именноSaccharomyces cerevisiae при выращивании верхних культур при более высоких температурах и Saccharomyces pastorianus при выращивании нижних культур при более низких температурах. [105] В связи с изменением методов пивоварения в 20-м веке, цилиндроконические сосуды для брожения стали нормой, и сбор дрожжей для обоих видов Saccharomyces производится со дна ферментера. Таким образом, метод сбора больше не подразумевает ассоциации видов. Есть несколько оставшихся пивоварен, которые собирают дрожжи методом верхнего урожая, например пивоварня Samuel Smiths в Йоркшире, Marstons в Стаффордшире и несколько немецких производителей хефевайцена. [104]
Для обоих типов дрожжи полностью распределяются по пиву во время брожения, и оба одинаково флокулируют (слипаются и осаждаются на дно емкости) по окончании брожения. Ни в коем случае не все дрожжи высшего урожая демонстрируют это поведение, но оно сильно характерно для многих английских дрожжей, которые также могут демонстрировать формирование цепочек (неспособность почкующихся клеток оторваться от материнской клетки), что в техническом смысле отличается от истинного флокуляция. Saccharomyces cerevisiae - это наиболее распространенные пивные дрожжи для высоких урожаев , принадлежащие к тому же виду, что и обычные пекарские дрожжи. Однако пекарские и пивные дрожжи обычно принадлежат к разным штаммам, которые культивируются для достижения разных характеристик: штаммы пекарских дрожжей более агрессивны, чтобы карбонизироватьтесто в кратчайшие сроки; штаммы Пивные дрожжи действуют медленнее, но , как правило, переносят более высокие концентрации спирта (обычно 12-15% ABV является максимальным, хотя при специальной обработке некоторых штаммов этанол-толерантные может быть уговорен до около 20%). [106] Современная количественная геномика выявила сложность видов Saccharomyces до такой степени, что дрожжи, участвующие в производстве пива и вина, обычно включают гибриды так называемых чистых видов. Таким образом, дрожжи, участвующие в производстве эля верхового брожения или верхового брожения, могут быть как Saccharomyces cerevisiae, так и сложными гибридами Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces kudriavzevii.. Три известных эля, Chimay , Orval и Westmalle , ферментируются этими гибридными штаммами, которые идентичны винным дрожжам из Швейцарии. [107]
Обычно дрожжи, такие как Saccharomyces cerevisiae , ферментируются при высоких температурах от 15 до 20 ° C (59 и 68 ° F), иногда до 24 ° C (75 ° F) [108], в то время как дрожжи, используемые Brasserie Dupont для закваски сэзона даже выше при температуре от 29 до 35 ° C (от 84 до 95 ° F). [109] Как правило, они образуют пену на поверхности ферментирующего пива, которая называется закваской , так как во время процесса ферментации его гидрофобная поверхность заставляет хлопья прилипать к CO 2 и подниматься; из-за этого их часто называют «верхним брожением» или «верхним брожением» [110]- хотя это различие менее очевидно в современном пивоварении с использованием цилиндро-конических резервуаров. [111] Обычно пиво теплого брожения, которое обычно называют элем , готово к употреблению в течение трех недель после начала брожения, хотя некоторые пивовары кондиционируют или выдерживают его в течение нескольких месяцев. [112]
Когда пиво было сварено с использованием холодного брожения около 10 ° C (50 ° F), по сравнению с типичными температурами теплого брожения 18 ° C (64 ° F), [113] [114] затем хранилось (или выдерживалось) в течение обычно несколько недель (или месяцев) при температуре, близкой к точке замерзания , его называют лагером . [115] Во время фазы выдержки или хранения несколько ароматических компонентов, выработанных во время ферментации, рассеиваются, что приводит к «более чистому» аромату. [116] [117] Хотя характер лагера определяют медленное, холодное брожение и холодное кондиционирование (или выдержка), [118] основное техническое отличие заключается в обычно используемых дрожжах, а именно:Saccharomyces pastorianus . [119] Технические различия включаютсебя способность лагерных дрожжей метаболизировать мелибиозы , [120] и тенденцию к оседаете в нижней части ферментера (хотя Ales дрожжи могут также стать снизу оседанием отбора); [120] хотя ученые не считают, что эти технические различия влияют на характер или вкус готового пива, пивовары думают иначе - иногда выращивая собственные штаммы дрожжей, которые могут подходить их пивоваренному оборудованию или для определенной цели, например, для пивоварения. пиво с высокой крепостью. [121] [122] [123] [124]
Пивовары в Бавариивеками отбирали дрожжи для холодного брожения, храня («лагерн») свое пиво в холодных альпийских пещерах. Процесс естественного отбора означал, что дикие дрожжи, которые были наиболее устойчивы к холоду, будут продолжать активно бродить в пиве, которое хранилось в пещерах. Образец этих баварских дрожжей был отправлен с пивоварни Spaten в Мюнхене на пивоварню Carlsberg в Копенгагене в 1845 году, которая начала с их помощью варить пиво. В 1883 году Эмиль Хансен завершил исследование по выделению чистой культуры дрожжей, и чистый штамм, полученный из Spaten, был запущен в промышленное производство в 1884 году как дрожжи Carlsberg № 1. Еще один специализированный завод по производству чистых дрожжей был установлен на пивоварне Heineken в Роттердаме в следующем году и вместе с ним. они начали поставлять чистые культивированные дрожжи пивоварам по всей Европе.[125] [126] Этот штамм дрожжей первоначально был классифицирован как Saccharomyces carlsbergensis , ныне несуществующее название вида, которое было заменено принятой в настоящее время таксономической классификацией Saccharomyces pastorianus . [127]
Ламбик исторически варили в Брюсселе и близлежащем регионе Бельгии Пайоттенланд без какой-либо прививки дрожжей. [128] [129] Сусло охлаждается в открытых чанах (так называемых « кулшипов »), где дрожжи и микробиота, присутствующие в пивоварне (например, Brettanomyces ) [130] , оседают, вызывая спонтанное брожение, [131] и затем выдерживаются или выдерживаются в дубовых бочках, как правило, от одного до трех лет. [132]
После начальной или первичной ферментации пиво кондиционируется , созревает или выдерживается [133] одним из нескольких способов, [134] что может занять от 2 до 4 недель, нескольких месяцев или нескольких лет, в зависимости от намерений пивовара относительно пиво. Пиво обычно переливают во второй контейнер, чтобы оно больше не подвергалось воздействию мертвых дрожжей и другого мусора (также известного как «осадок»), осевшего на дне первичного ферментера. Это предотвращает образование нежелательных запахов и вредных соединений, таких как ацетальдегид . [135]
Kräusening - это метод кондиционирования, при котором в готовое пиво добавляют ферментированное сусло . [136] Активные дрожжи возобновят брожение в готовом пиве и, таким образом, введут свежий углекислый газ; резервуар для кондиционирования затем герметизируется, чтобы диоксид углерода растворялся в пиве, создавая живое «состояние» или уровень карбонизации. [136] Метод kräusening может также использоваться для кондиционирования пива в бутылках. [136]
Лагеры хранятся на дрожжах при температуре погреба или ниже в течение 1–6 месяцев. [137] Процесс хранения, кондиционирования, созревания или выдержки пива при низкой температуре в течение длительного периода называется «выдержкой», и хотя он связан с лагерами, этот процесс также может выполняться с элями, с тот же результат - очистка от различных химикатов, кислот и соединений. [138]
Во время вторичного брожения большая часть оставшихся дрожжей оседает на дно второго ферментера, давая менее мутный продукт. [139]
Некоторые сорта пива подвергаются дополнительной ферментации в бутылке, в результате чего происходит естественная карбонизация. [140] Это может быть второе и / или третье брожение. Их разливают в бутылки с жизнеспособной дрожжевой популяцией в виде суспензии. Если не осталось остаточного сбраживаемого сахара, можно добавить сахар или сусло или и то, и другое в процессе, известном как грунтовка. В результате ферментации образуется CO 2, который задерживается в бутылке, остается в растворе и обеспечивает естественную карбонизацию. Пиво, кондиционированное в бутылках, можно разливать нефильтрованным прямо из резервуара для брожения или кондиционирования, либо профильтровать и затем снова засеять дрожжами. [141]
Бочковой эль (или пиво в бочках) - это нефильтрованное непастеризованное пиво , прошедшее вторичную ферментацию в металлической, пластиковой или деревянной бочке. Его разливают из бочки, либо выливая из крана под действием силы тяжести, либо перекачивая из погреба с помощью пивного двигателя (ручной насос). [142] Иногда для сохранения свежести пива используется фильтр из бочки , позволяющий углекислому газу заменять кислород, когда пиво выходит из бочки. [143] До 2018 года Кампания за настоящий эль (CAMRA) определяла настоящий эль как пиво, «подаваемое без использования постороннего углекислого газа », что запрещало использование бочковой вентиляции.[144] политика, которая была отменена в апреле 2018 года, чтобы пиво, подаваемое с использованием бочковых сапунов, соответствовало определению настоящего эля. [145]
Выдержка в бочках ( США: выдержка в бочках ) - это процесс выдержки пива в деревянных бочках для достижения различных эффектов в конечном продукте. Кислые сорта пива, такие как ламбики , полностью ферментируются в древесине, в то время как другие сорта пива выдерживаются в бочках, которые ранее использовались для выдержки вин или спиртных напитков . В 2016 году издание Craft Beer and Brewing писало: «Пиво бочковой выдержки настолько модно, что почти в каждом пивном магазине и пивном магазине есть его отдел. [146]
В этом разделе не цитируются какие-либо источники . ( Апрель 2012 г. ) |
Фильтрация стабилизирует вкус пива, удерживая его в точке, приемлемой для пивовара, и предотвращая дальнейшее развитие дрожжей, которые в плохих условиях могут выделять отрицательные компоненты и ароматизаторы. [147] Фильтрация также удаляет дымку, очищая пиво и, таким образом, придавая ему «полированный блеск и сияние». [148] Пиво с прозрачным внешним видом было коммерчески желательным для пивоваров с момента разработки стеклянных сосудов для хранения и питья пива, наряду с коммерческим успехом светлого лагера , который - из-за процесса выдерживания, при котором мутность и частицы оседают на дно емкости, поэтому пиво « ярко капает » (прозрачно) - имеет естественный яркий вид и сияние. [149]
Есть несколько форм фильтров, они могут быть в форме листов или «свечей», или они могут быть мелким порошком, таким как диатомовая земля , также называемая кизельгуром. Порошок добавляют к пиву и рециркулируют через сита, образуя фильтрующий слой.
Фильтры варьируются от фильтров грубой очистки, которые удаляют большую часть дрожжей и любых твердых частиц (например, хмеля, частиц зерна), оставшихся в пиве, до достаточно плотных фильтров, чтобы изменить цвет и консистенцию пива. Рейтинги фильтрации делятся на грубую, тонкую и стерильную. Грубая фильтрация оставляет пиву некоторую мутность, но оно заметно светлее, чем нефильтрованное пиво. Тонкая фильтрация удаляет почти всю помутнение. Стерильная фильтрация удаляет практически все микроорганизмы.
В этих фильтрах используются листы, которые пропускают только частицы меньшего размера, чем заданный. Листы помещаются в фильтровальную раму, дезинфицируются (например, кипятком) и затем используются для фильтрации пива. Листы можно промыть, если фильтр засорится. Листы обычно одноразовые и меняются между сеансами фильтрации. Часто листы содержат порошкообразный фильтрующий материал для облегчения фильтрации.
Готовые фильтры имеют две стороны. Один с незакрепленными отверстиями, а другой - с узкими. Поток идет сбоку с незакрепленными отверстиями в сторону с узкими отверстиями с целью, чтобы крупные частицы застревали в больших отверстиях, оставляя достаточно места вокруг частиц и фильтрующей среды, чтобы более мелкие частицы могли пройти и застрять в более узких отверстиях. .
Листы продаются с номинальными показателями, и обычно 90% частиц крупнее номинальных улавливаются листом.
Фильтры, в которых используется порошковая среда, значительно сложнее в эксплуатации, но они могут отфильтровать гораздо больше пива перед регенерацией. Обычные среды включают диатомит и перлит .
Brewing побочных продукты «дробина» и осадок (или « отбросы ») из процесса фильтрации , который может быть высушен и проданным как „пивовары сушеных дрожжей“ для корма домашней птицы, [150] или в виде экстракт дрожжей , который используется в такие бренды, как Vegemite и Marmite . [151] Процесс превращения дрожжевого осадка в съедобный дрожжевой экстракт был открыт немецким ученым Юстусом фон Либихом . [152]
Отработанное пивоваренное зерно (также называемое отработанным зерном, пивным зерном или осадком) является основным побочным продуктом процесса пивоварения; [153] он состоит из остатков солода и зерна, которые остаются в фильтровальном чане после процесса фильтрации. [154] Он состоит в основном из шелухи зерна, околоплодника и фрагментов эндосперма . [155] Так как оно в основном состоит из углеводов и белков , [155] и легко потребляется животными [156], отработанное зерно используется в кормах для животных . [156] Отработанное зерно также можно использовать в качестве удобрения.цельнозерновые в хлебе [157], а также при производстве муки и биогаза . [158] [159] Отработанное зерно также является идеальной средой для выращивания грибов , таких как шиитаке , и уже некоторые пивоварни либо выращивают свои собственные грибы, либо поставляют отработанное зерно на грибные фермы. [160] Отработанное зерно можно использовать при производстве красного кирпича для улучшения открытой пористости и снижения теплопроводности керамической массы. [161]
Пивоваренная промышленность - это глобальный бизнес, состоящий из нескольких доминирующих транснациональных компаний и многих тысяч более мелких производителей, известных как микропивоварни или региональные пивоварни, в зависимости от размера и региона. [21] [162] Ежегодно продается более 133 миллиардов литров (3,5 × 10 10 галлонов США; 2,9 × 10 10 британских галлонов), что дает общий мировой доход в размере 294,5 млрд долларов (147,7 млрд фунтов стерлингов) по состоянию на 2006 год. [163] SABMiller стала крупнейшей пивоваренной компанией в мире, когда она приобрела Royal Grolsch, производителя голландского пива премиум-класса Grolsch . [164] ИнБевбыла второй по величине компанией по производству пива в мире, а Anheuser-Busch заняла третье место, но после приобретения Anheuser-Busch компанией InBev новая компания Anheuser-Busch InBev в настоящее время является крупнейшей пивоваренной компанией в мире. [165]
Пивоварение в домашних условиях регулируется и запрещается во многих странах. Ограничения на домашнее пивоварение были сняты в Великобритании в 1963 г. [166], Австралия последовала их примеру в 1972 г. [167] и США в 1978 г., хотя отдельным штатам было разрешено принимать собственные законы, ограничивающие производство. [168]
Когда люди древнего мира поняли, что они могут делать хлеб и пиво из зерна, они перестали скитаться и поселились выращивать зерновые в известных общинах.
Викискладе есть медиафайлы по теме пивоварения . |