При употреблении пива необходимо учитывать множество факторов. Главными из них являются горечь, разнообразие вкусов, присутствующих в напитке, и их интенсивность, содержание алкоголя и цвет. Стандарты для этих характеристик позволяют более объективно и единообразно определить общие качества любого пива.
«Шкала градусов Ловибонда» или «°L» — это мера цвета вещества, обычно пива, виски или растворов сахара . Определение градусов Ловибонда происходит путем сравнения цвета вещества с серией янтарных или коричневых стеклянных слайдов, обычно с помощью колориметра . Шкала была разработана Джозефом Уильямсом Ловибондом . [1] Методы стандартного эталонного метода (SRM) и Европейской пивоваренной конвенции (EBC) в значительной степени заменили ее, причем SRM дает результаты, приблизительно равные °L.
Стандартный референтный метод или SRM [2] — это система, которую современные пивовары используют для измерения интенсивности цвета, грубо говоря, темноты пива или сусла . Метод включает использование спектрофотометра или фотометра для измерения затухания света определенной длины волны, 430 нанометров (синий), при прохождении через образец, содержащийся в кювете стандартизированных размеров, расположенной на пути света прибора.
EBC также измеряет цвет пива и сусла, а также количественно определяет мутность (также известную как помутнение) пива.
Крепость пива измеряется объёмным содержанием алкоголя, выраженным в процентах, то есть количеством миллилитров абсолютного спирта (этанола) в 100 мл пива.
Самый точный метод определения крепости пива — взять некоторое количество пива и отогнать спирт, содержащий весь алкоголь, который был в пиве. Содержание алкоголя в спирте затем можно измерить с помощью ареометра и таблиц плотности смесей спирта и воды. [3] Вторым точным методом является метод эбуллиометра , который использует разницу между температурой кипения чистой воды и температурой кипения тестируемого пива.
На практике наиболее распространенным методом оценки крепости пива является измерение количества сахаров или «экстракта» в сусле до брожения, а затем повторное измерение после завершения брожения, а затем использование этих двух точек данных в эмпирической формуле, которая оценивает содержание алкоголя или крепость пива.
Наиболее распространенным методом (косвенного) измерения количества экстракта в сусле или пиве является измерение плотности жидкости, часто выполняемое с помощью ареометра , и преобразование измерения плотности в экстракт, массовую долю сахаров в сусле или пиве. Ареометры могут быть откалиброваны с помощью ряда шкал. Распространенной шкалой является шкала удельного веса (УВ), то есть плотность жидкости относительно плотности чистой воды (при стандартной температуре). Удельный вес также можно измерить с помощью пикнометра или электронного счетчика с осциллирующей U-образной трубкой . Вода имеет УВ 1,000, абсолютный спирт имеет УВ 0,789. Другие шкалы плотности обсуждаются ниже.
Плотность сусла зависит от содержания сахара в сусле: чем больше сахара, тем выше плотность. В ферментированном пиве будет некоторое количество остаточного сахара, что повысит SG, содержание алкоголя понизит SG. Разница между SG сусла до брожения и SG пива после брожения дает представление о том, сколько сахара было преобразовано дрожжами в спирт и CO2. Основная формула [ 4] для расчета крепости пива на основе разницы между исходной и конечной SG выглядит следующим образом:
Приведенная ниже формула [5] представляет собой альтернативное уравнение, которое обеспечивает более точные оценки при более высоком содержании алкоголя (обычно оно используется для пива крепостью выше 6 или 7%).
где OG — начальная плотность или удельный вес до ферментации, а FG — конечная плотность или SG после ферментации.
«Original Extract» (OE) — синоним изначальной плотности. OE часто называют «размером» пива, и в Германии его часто печатают на этикетке как Stammwürze или иногда просто в процентах. В Чешской Республике, например, говорят о «пиве 10 градусов», «пиве 12 градусов» и т. д.
Измерения плотности используются для определения размера пива, его крепости и того, сколько имеющегося сахара дрожжи смогли усвоить (можно ожидать, что данный штамм при соответствующих условиях сброжит сусло определенного состава в пределах диапазона сбраживания; то есть он должен быть способен усвоить известный процент экстракта).
Исторически плотность измерялась и записывалась в фунтах пивовара (также известных как просто «фунты»). Если говорили, что сусло имеет «плотность 26 фунтов на баррель» [6], это означало, что стандартная бочка в 36 имперских галлонов сусла весила на 26 фунтов больше, чем баррель чистой воды. [6] Фактическое измерение производилось сахарометром (т. е. ареометром) с поправкой на температуру по калибровочной шкале или же по специальной логарифмической линейке пивовара . [7] Средняя крепость первого выпуска 1864 года составляла 30 фунтов или 1,083 OG. [a] [8]
Для измерения количества сахара в сусле и пивном сусле используются две распространённые шкалы:
Самая старая шкала, Баллинга (°Balling), была разработана в 1843 году чешским ученым Карлом Йозефом Наполеоном Баллингом (1805-1868) и Саймоном Аком. В 1850-х годах немецкий инженер-математик Адольф Фердинанд Венцеслав Брикс (1798-1870) исправил некоторые ошибки расчетов в шкале Баллинга и ввел шкалу Брикса . В начале 1900-х годов немецкий химик Фриц Плато (1858-1938) и его коллеги внесли дальнейшие усовершенствования, введя шкалу Платона. По сути, шкалы Баллинга, Брикса и Платона — это одна и та же шкала, с улучшениями в точности и надежности в новых версиях, поскольку все они основаны на массовой доле сахарозы ; таблицы для трех шкал различаются в основном своей точностью и температурой, при которой должны проводиться измерения .
Грубое преобразование между удельным весом, SG и градусами Брикса, Платона или Баллинга можно сделать, разделив тысячные доли SG выше 1 (которые часто называют точками гравитации) на 4. Таким образом, удельный вес 1,048 имеет 48 точек гравитации, а 48, деленные на 4, будут приблизительно 12 градусов Платона, Баллинга или Брикса. Это преобразование является приближением соотношения между удельным весом и массовой долей в °P с помощью линейного уравнения: [9]
Однако, приведенное выше приближение дает все большую ошибку для возрастающих значений удельного веса, отклоняясь, например, на 0,67°P при SG = 1,080. Гораздо более точное преобразование (со средней ошибкой менее 0,02°P) можно сделать, используя следующую формулу: [9]
где удельный вес должен быть измерен при температуре T = 20 °C. Эквивалентное соотношение, дающее SG при 20 °C для заданного °P, имеет вид:
Виноделы, а также производители сахара и соков, как правило, используют градусы Брикса. Британские и континентальные европейские пивовары обычно используют градусы Плато. Американские пивовары используют смесь градусов Баллинга, градусов Плато и удельного веса. Производители домашнего вина, медовухи, сидра и пива обычно используют удельный вес.
В некоторых странах алкоголь по объему называют градусами Гей-Люссака (в честь французского химика Жозефа Луи Гей-Люссака ). Франция, Испания и Великобритания используют эту систему для определения содержания алкоголя. Бельгия, Норвегия и Швеция используют модифицированную таблицу для расчета налогов на алкогольные напитки.
Крест Святого Андрея используется на некоторых сортах пива и традиционно является знаком крепости пива, причем большее количество ex указывает на более высокое содержание алкоголя. Некоторые источники предполагают, что происхождение знака было в пивоварнях средневековых монастырей , где крест служил гарантией качества для пива с возрастающей крепостью. [10 ]
Другое объяснение знаков сальтира может быть связано с налогами на алкогольные напитки, введенными в Англии в 1643 году. Знак на бочке пива изначально использовался для обозначения того, что содержимое было крепче, чем установленные законом лимиты для мелкого пива , и облагалось налогом в размере десяти ( римская цифра X) шиллингов за баррель. Позже пивовары добавили дополнительные (лишние) знаки X для обозначения все более крепкого пива: «нынешние шарлатанские обозначения XX [двадцать, но часто произносимые как «двойная (буква) X»] и XXX [тридцать, часто произносимые как «тройная (буква) X»], которые появляются, без необходимости, на бочках и в отчетах пивоваров крепкого эля». [11]
В середине XIX века в Англии использование буквы «X» и других превратилось в стандартизированную систему оценки крепости пива. [12] Сегодня она используется в качестве торговой марки рядом пивоваров в Соединенном Королевстве, Содружестве и Соединенных Штатах.
Шкалы горечи пытаются оценить относительную горечь пива. Горечь пива обеспечивается такими соединениями, как гумулоны , или альфа-кислоты из хмеля, используемого во время пивоварения. В процессе пивоварения гумулон подвергается изомеризации с образованием как цис- , так и транс - изогумулона , которые отвечают за горький вкус пива. [13] Хмель также содержит лупулоны , или бета-кислоты; [13] эти бета-кислоты не учитываются при первоначальной горечи сусла в такой степени, как их аналоги альфа-кислоты, поскольку они не изомеризуются при кипячении и, следовательно, не растворяются в сусле. [14] Однако бета-кислоты могут подвергаться окислению и медленно способствовать горечи пива. Эта горечь более резкая, чем горечь альфа-кислот, и может быть нежелательной. Окисление происходит с течением времени в процессе брожения, хранения и выдержки. В то же время изомеризованные альфа-кислоты подвергаются деградации, что снижает горечь. [15]
Поскольку количество альфа- и бета-кислот варьируется в зависимости от хмеля, следует учитывать сорт хмеля при определении определенного количества горечи в пиве. Чтобы максимизировать горечь, следует использовать хмель с большой концентрацией альфа-кислот. [13] К таким сортам относятся хмель Chinook, Galena, Horizon, Tomahawk и Warrior, и они содержат концентрацию альфа-кислот до 16% по массе. Поскольку на горечь не влияют бета-кислоты, бета-кислоты не учитываются при выборе сорта хмеля. Кроме того, на горечь пива влияет время кипячения хмеля. Поскольку для изомеризации альфа-кислот необходимо тепло, применение тепла в течение более длительного времени увеличивает преобразование в изомеризованную форму.
Международная шкала единиц горечи, или IBU, используется для приблизительной количественной оценки горечи пива. Эта шкала измеряется не по воспринимаемой горечи пива, а по количеству изо-альфа-кислот. [17] Существует несколько методов измерения IBU. Наиболее распространенный и широко используемый способ — спектрофотометрия . [18] В этом процессе хмель кипятят в сусле, чтобы способствовать изомеризации. Поскольку изо-альфа-кислоты слегка гидрофобны , снижение pH путем добавления кислоты увеличивает гидрофобность изо-альфа-кислот. В этот момент добавляется органический раствор, и изо-альфа-кислоты перемещаются в органический слой из водного сусла. Затем этот новый раствор помещается в спектрофотометр, и поглощение считывается при 275 нм. На этой длине волны изо-альфа-кислоты имеют самое высокое поглощение, что позволяет рассчитать концентрацию этих горьких молекул. Этот метод был принят в то же время, что и другой метод, основанный на измерении концентрации (в миллиграммах на литр; частей на миллион массы/объема ) изомеризованных α-кислот (IAA) в пиве, что вызвало некоторую путаницу среди мелких пивоваров. [19] Американское общество химиков-пивоваров во введении к своим методам измерения горечи указывает на некоторые различия между результатами двух методов:
В то время как результаты методов IAA практически идентичны результатам, полученным методом [I]BU для пива, сваренного со свежим хмелем, IAA пива, сваренного со старым или плохо хранившимся хмелем, а также с некоторыми специальными экстрактами хмеля, могут быть значительно ниже показателя [I]BU. [20]
Кроме того, для измерения количества изо-альфа-кислот в пиве можно использовать ВЭЖХ , масс-спектрометрию и флуоресцентную спектроскопию . [21] [22] [23]
Европейская шкала единиц горечи, часто сокращенно EBU, представляет собой шкалу горечи [24] , в которой более низкие значения, как правило, «менее горькие», а более высокие значения — «более горькие». Шкала и метод определены Европейской конвенцией пивоваренной промышленности , а численное значение должно быть таким же, как и в Международной шкале единиц горечи (IBU), определенной совместно с Американским обществом химиков-пивоваров . [25] Однако точный процесс определения значений EBU и IBU немного отличается, что в теории может привести к немного меньшим значениям для EBU, чем для IBU. [26]
IBU не определяется воспринимаемой горечью вкуса пива. Например, горький эффект хмеля менее заметен в пиве с жареным солодом или сильными вкусами, поэтому в пиве с сильным вкусом потребуется большая доля хмеля, чтобы достичь той же воспринимаемой горечи, что и в пиве с умеренным вкусом. Например, имперский стаут может иметь IBU 50, но будет на вкус менее горьким, чем светлый лагер с IBU 30, потому что светлый лагер имеет более низкую интенсивность вкуса. Примерно после 100 IBU использование хмеля настолько плохое, что число перестает иметь значение в отношении вкуса, хотя постоянное добавление хмеля увеличит горечь. Светлые лагеры без особой горечи обычно будут иметь 8–20 IBU, в то время как индийский светлый эль может иметь 60–100 IBU или больше. [27]
Для приложений с высокой производительностью (например, в лабораториях контроля качества крупных пивоваренных заводов) доступны автоматизированные системы.
Простые системы работают с блоками данных настройки для каждого сорта пива, в то время как высокопроизводительные системы не зависят от матрицы и выдают точные результаты по крепости алкоголя, содержанию экстракта, pH, цвету, мутности, CO2 и O2 без какой-либо калибровки под конкретный продукт.
Последними инновациями являются анализаторы упакованных напитков, которые измеряют непосредственно из упаковки (стеклянная бутылка, ПЭТ-бутылка или банка) и выдают несколько параметров за один цикл измерения без какой-либо подготовки образца (без дегазации, без фильтрации, без температурного кондиционирования). [28]
Окислительное ухудшение качества пива можно измерить с помощью хемилюминесценции [29] или электронного спинового резонанса . [30] Существуют автоматизированные системы для определения времени задержки пива, связанного со способностью антиоксидантов противостоять окислительной порче вкусов. [31]
Пивоварам доступны программные инструменты для разработки и адаптации рецептов с целью точного измерения различных значений в пивоварении. Данные могут обмениваться в таких форматах, как BeerXML, что позволяет точно воспроизводить рецепты на удаленных объектах или адаптировать рецепты для учета изменений в локально доступной воде, ингредиентах для затора, хмеле и т. д.
IBU (международные единицы горечи) — общепринятый мировой стандарт измерения горечи пива, также известный как EBU, основанный на расчетном процентном содержании альфа-кислот в используемом хмеле и продолжительности его кипячения.
Комитет по анализу EBC также тесно сотрудничает с 'Американским обществом химиков-пивоваров' (ASBC) для установления так называемых 'Международных методов' с всемирно признанной применимостью. Была подписана декларация о партнерстве между EBC и ASBC. Интеграция методов анализа IOB и методов EBC близится к завершению.
Поскольку абсорбция довольно быстро уменьшается со временем по завершении экстракции, сообщаемое значение EBC будет, в общем, немного меньше сообщаемого значения ASBC, если только пиво не требует центрифугирования. По всем практическим соображениям обе системы должны давать одинаковые результаты.
