Як звичайний ячмінь перетворюється на пиво? 🍺 Простежимо весь шлях — від зерна й солоду до сусла, хмелю, пивних дріжджів, бродіння та готового напою. Розберемося, навіщо зерно пророщують, звідки береться цукор і як дріжджі утворюють етанол та CO₂.
Ми вже розповідали про Нільса Бора, компанію Carlsberg і знаменитий «пивний кран» у резиденції вченого. А тепер настав час розібратися із самим пивом. Як звичайне зерно взагалі перетворюється на пінний напій із алкоголем і вуглекислим газом? І чому для цього найчастіше використовують саме ячмінь? Пиво можна робити не лише з ячменю. Існує пшеничне й житнє пиво, а під час виробництва деяких сортів використовують також кукурудзу, рис та інші зернові. Але саме ячмінний солод залишається основою величезної кількості сортів пива, і для цього ячмінь має дуже вдале поєднання властивостей.
У зерні ячменю багато крохмалю — запасу енергії, який зрештою стане джерелом цукрів для дріжджів. Під час проростання в зерні активуються й утворюються ферменти, які допоможуть зробити запаси крохмалю доступними для подальшого розщеплення. Крім того, ячмінне зерно має оболонку, яка зберігається після солодження і пізніше допомагає сформувати природний фільтрувальний шар під час відокремлення сусла від твердих частинок. Тобто ячмінь дуже вдало підходить для всієї технології пивоваріння.
А тепер простежимо весь шлях від ячмінного зерна до готового пива.
Крок перший — робимо солод
Звичайний ячмінь одразу варити не починають. Спочатку зерно замочують у воді й створюють умови, за яких воно починає проростати.
Навіщо? Для зернини проростання означає, що настав час використовувати запаси поживних речовин для розвитку майбутньої рослини. Усередині зерна активується ціла система ферментів, а утворення деяких із них посилюється. Серед найважливіших для майбутнього пивоваріння — амілази, які згодом допоможуть розщеплювати крохмаль.
Але вирощувати нову рослину пивоварові не потрібно. Тому в потрібний момент проростання зупиняють сушінням. Так пророщене й висушене зерно перетворюється на солод.
Крок другий — дістаємо із солоду цукри
Солод подрібнюють і змішують із водою. Цей процес називається затиранням, а суміш подрібненого солоду з водою — затором.
За певних температур ферменти солоду активно працюють і розщеплюють великі молекули крохмалю на значно менші молекули вуглеводів. Утворюються, зокрема, мальтоза, мальтотріоза, глюкоза, а також декстрини. Частину цих речовин дріжджі згодом зможуть використати під час бродіння, тоді як частина залишиться в готовому пиві.
І це принципово важливо. Пивні дріжджі не можуть просто взяти крохмаль із ячмінного зерна й безпосередньо перетворити його на спирт. Спочатку великі молекули крохмалю потрібно розщепити до значно менших вуглеводів, серед яких є доступні для дріжджів цукри.
Після затирання рідку частину затору відокремлюють від твердих залишків зерна — дробини. Саме ця солодка рідина називається суслом. І тепер вона переходить до наступного етапу.
Крок третій — кип’ятимо сусло і додаємо хміль
Сусло кип’ятять, і саме на цьому етапі зазвичай додають хміль. Часто можна почути, що пиво «роблять із хмелю», але насправді хміль не є джерелом алкоголю. Цукри, з яких дріжджі утворять етанол, ми отримали переважно завдяки солоду.
Хміль виконує зовсім інші функції. Його речовини надають пиву характерної гіркоти й аромату. Деякі сполуки хмелю також мають антимікробні властивості й можуть сприяти стійкості напою. Саме поєднання солодової основи, хмелю, дріжджів і технології значною мірою формує характер конкретного пива.
Після кип’ятіння сусло потрібно охолодити до температури, придатної для роботи дріжджів. І лише тоді настає момент, коли до роботи беруться живі організми.
Крок четвертий — додаємо пивні дріжджі
В охолоджене сусло вносять пивні дріжджі. Але чому вони називаються пивними? Невже це зовсім інші дріжджі, ніж ті, які ми використовуємо для випікання хліба?
І так, і ні. Багато пивних дріжджів верхового бродіння та звичайні хлібопекарські дріжджі належать до одного виду — Saccharomyces cerevisiae. Але це різні штами, які відбирали за різними властивостями.
У хлібопеченні особливо важливо, щоб дріжджі швидко утворювали вуглекислий газ — CO₂. Його бульбашки затримуються в тісті й допомагають йому підніматися. При цьому під час бродіння утворюється й етанол, але для пекаря головний технологічний результат роботи дріжджів — саме утворення газу й розпушення тіста.
Від пивних дріжджів потрібен дещо інший набір властивостей: ефективно зброджувати цукри сусла, працювати за потрібної температури, витримувати певну концентрацію алкоголю та створювати бажаний смак і аромат напою.
Причому навіть пивні дріжджі бувають різними. Для елів переважно використовують штами Saccharomyces cerevisiae, а для лагерів — дріжджі Saccharomyces pastorianus, які добре працюють за нижчих температур. Саме тому вибір дріжджів суттєво впливає на те, яким зрештою буде пиво.
Коли дріжджі потрапляють у сусло, вони починають використовувати доступні їм цукри. Відбувається алкогольне бродіння, серед головних кінцевих продуктів якого — етанол і вуглекислий газ.
У спрощеному вигляді для глюкози загальну схему можна записати так:
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂
Саме на цьому етапі в майбутньому пиві з’являється алкоголь. Але дріжджі утворюють не лише етанол і CO₂. Під час їхньої життєдіяльності виникає цілий набір інших речовин, які також впливають на смак і аромат напою.
І найцікавіше: дріжджі утворюють етанол зовсім не для того, щоб люди отримали пиво. Алкогольне бродіння є частиною їхнього метаболізму: воно дозволяє підтримувати процес отримання енергії з цукрів за умов, коли клітини переходять до бродіння. Як саме це працює і навіщо під час цього процесу утворюється спирт, ми окремо розберемо в одному з наступних відео.
Крок п’ятий — даємо пиву дозріти
Коли основне бродіння завершується, пиво ще не обов’язково готове до розливу. Йому дають певний час на дозрівання.
У цей період продовжують відбуватися зміни в складі напою. Частина дріжджів та інших завислих частинок осідає, змінюються концентрації деяких речовин, а смак і аромат поступово стабілізуються. Умови й тривалість дозрівання можуть дуже відрізнятися залежно від типу пива та технології конкретного виробника.
Крок шостий — готуємо пиво до розливу
Далі шляхи різних сортів пива можуть розходитися. Одне пиво фільтрують, інше залишають нефільтрованим. Частину продукції пастеризують, а для іншої використовують інші способи забезпечення стабільності та потрібного строку зберігання.
Контролюють і кількість розчиненого вуглекислого газу. Залежно від технології він може походити із самого бродіння, утворюватися під час вторинного бродіння або його вміст додатково регулюють перед розливом. Після цього готове пиво потрапляє у пляшки, банки або кеги.
Отже, весь шлях можна показати однією послідовністю:
ЯЧМІНЬ → СОЛОД → ПОДРІБНЕННЯ → ЗАТИРАННЯ → СУСЛО → КИП’ЯТІННЯ З ХМЕЛЕМ → ОХОЛОДЖЕННЯ → ДРІЖДЖІ → БРОДІННЯ → ДОЗРІВАННЯ → РОЗЛИВ
А якщо подивитися на пивоваріння очима хіміка й відкинути більшість технологічних подробиць, основну ідею можна скоротити ще сильніше:
КРОХМАЛЬ → ЦУКРИ → ЕТАНОЛ + CO₂
Але повернімося до самого початку нашої технологічної схеми. Там ми зробили досить дивну річ: взяли ячмінне зерно, спеціально змусили його проростати, а потім зупинили проростання сушінням.
І ось тут виникає цікаве питання. У звичайному ячмінному зерні вже є величезний запас енергії — крохмаль. Чому ж не можна просто подрібнити зерно, залити його водою, додати дріжджі й отримати пиво?
Проблема в тому, що для пивних дріжджів цей величезний запас крохмалю практично недоступний напряму. Перш ніж дріжджі зможуть ним скористатися, хтось має перетворити крохмаль на значно менші молекули.
І саме тут починається справжня хімія солоду.
Навіщо пивовару солод, що відбувається всередині зернини під час проростання і чому без амілаз шлях від крохмалю до пива не працює?
Більше інформації на сторінці “Харчова хімія” (Хімія алкогольних напоїв)