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 этих характеристик позволяют более объективно и единообразно определить общие качества любого пива.
Шкала «Градусы Ловибонда» или «°L» является мерой цвета вещества, обычно пива, виски или растворов сахара . Определение степени Ловибонда происходит путем сравнения цвета вещества с серией предметных стекол от янтарного до коричневого, обычно с помощью колориметра . Шкала была разработана Джозефом Уильямсом Ловибондом . [1] Стандартный эталонный метод (SRM) и методы Европейской пивоваренной конвенции (EBC) в значительной степени заменили его, при этом SRM дает результаты, примерно равные °L.
Стандартный эталонный метод или SRM [2] — это система, которую современные пивовары используют для измерения интенсивности цвета (грубо говоря, темноты) пива или сусла . Этот метод предполагает использование спектрофотометра или фотометра для измерения затухания света определенной длины волны, 430 нанометров (синий), при его 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 мутность) пива.
Крепость пива измеряется объемным 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 спирта в спирте затем можно измерить с помощью ареометра и таблиц плотности смесей спирта и воды. [3] Второй точный метод — это 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 сахара или «экстракта» в сусле перед брожением, а затем снова после завершения ферментации и использование этих двух точек данных в эмпирической формуле. который оценивает содержание алкоголя или крепость пива.
Наиболее распространенный метод (косвенного) измерения количества экстракта в сусле или пиве — это измерение плотности жидкости , часто выполняемое с помощью ареометра , и преобразование измеренной плотности в экстракт, массовую долю сахаров в сусле или пиво. Ареометры можно калибровать по нескольким шкалам. Обычной шкалой является удельный вес (SG), то есть плотность жидкости по отношению к плотности чистой воды (при стандартной температуре). Удельный вес также можно измерить с помощью пикнометра или электронного счетчика с осциллирующей U-образной трубкой . Вода имеет плотность 1,000, абсолютный спирт имеет плотность 0,789. Другие шкалы плотности обсуждаются ниже.
Плотность сусла зависит от содержания в нем сахара: чем больше сахара, тем выше плотность. В сброженном пиве будет некоторое количество остаточного сахара, который повысит удельную плотность, а содержание алкоголя снизит удельную плотность. Разница между удельной плотностью сусла до брожения и удельной плотностью пива после брожения показывает, сколько сахара было преобразовано дрожжами в спирт и CO 2 . Основная формула [4] для расчета крепости пива на основе разницы между исходной и конечной плотностью:
Формула ниже [5] представляет собой альтернативное уравнение, которое дает более точные оценки при более высоком содержании алкоголя (обычно используется для пива с содержанием алкоголя выше 6 или 7%).
где OG — первоначальная плотность или удельный вес до ферментации, а FG — конечная плотность или SG после ферментации.
«Оригинальный экстракт» (OE) является синонимом первоначальной плотности. ОЕ часто называют «размером» пива, и в Германии он часто указывается на этикетке как Stammwürze или иногда просто в процентах. В Чехии, например, говорят о «пиве 10 градусов», «пиве 12 градусов» и так далее.
Измерения силы тяжести используются для определения размера пива, его крепости алкоголя и того, сколько доступного сахара смогли потребить дрожжи (можно ожидать, что данный штамм при соответствующих условиях сбраживает сусло определенного состава до в пределах диапазона ослабления; то есть они должны быть в состоянии потреблять известный процент экстракта).
Исторически гравитация измерялась и записывалась в пивных фунтах (также известных как просто «фунты»). Если говорилось, что сусло имеет плотность «26 фунтов на баррель» [6], это означало, что стандартная бочка в 36 британских галлонов сусла весила на 26 фунтов больше, чем баррель чистой воды. [6] Фактические измерения проводились сахарометром (т.е. ареометром) с поправкой на температуру по калибровочной шкале или специальной пивной логарифмической линейке . [7] Средний вес первого забега 1864 года составил 30 фунтов или 1,083 ОГ. [а] [8]
Для измерения количества сахара в сусле используются две распространенные шкалы:
Самая старая шкала Баллинга (°Баллинг) была разработана в 1843 году чешским ученым Карлом Джозефом Наполеоном Баллингом (1805-1868) и Саймоном Акком. 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 Платон (1858-1938) и его сотрудники внесли дальнейшие усовершенствования, введя шкалу Платона. По сути они одинаковы (все основаны на массовой доле сахарозы ) . Таблицы различаются главным образом точностью и температурой, при которой необходимо проводить измерения.
Грубое преобразование между удельным весом, SG и градусами Брикса, Платона или Баллинга можно сделать, разделив тысячные доли SG выше 1 (которые часто называют гравитационными точками) на 4. Таким образом, удельный вес 1,048 имеет 48 единиц гравитации. точек, а 48, разделенное на 4, составит примерно 12 градусов Платона, Баллинга или Брикса. Это эквивалентно аппроксимации связи между удельным весом и массовой долей в °P линейным уравнением: [9]
Однако приведенное выше приближение имеет все большую ошибку при увеличении значений удельного веса и отклоняется, например, на 0,67°P, когда SG = 1,080. Гораздо более точное (средняя средняя ошибка менее 0,02°P) преобразование можно выполнить по следующей формуле: [9]
где удельный вес следует измерять при температуре Т = 20 °С. Эквивалентное соотношение, дающее удельную плотность при 20 °C для данного °P:
Виноделы, а также производители сахара и соков обычно используют градусы Брикса. Пивовары Великобритании и континентальной Европы обычно используют степени Платона. Американские пивовары используют смесь градусов Баллинга, градусов Платона и удельного веса. Производители домашнего вина, медовухи, сидра и пива обычно используют удельный вес.
В некоторых странах объем спирта обозначается как градус 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 в некоторых сортах пива и традиционно является знаком крепости пива, причем большее количество знаков указывает на более высокое содержание алкоголя. Некоторые источники предполагают , что знак зародился на пивоварнях средневековых монастырей , где крест служил гарантией качества пива возрастающей крепости. [10]
Другое объяснение соляных знаков может быть связано с налогами на алкогольные напитки, введенными в Англии в 1643 году. Знак на бочонке пива первоначально использовался для обозначения того, что содержимое было крепче, чем установленные законом ограничения на мелкое пиво , и на него распространялись пошлины. налог в размере десяти ( римская цифра X) шиллингов за баррель. Позже пивовары добавили дополнительные (лишние цифры) знаки X, чтобы обозначить все более крепкие сорта пива: «нынешние шарлатанские обозначения XX [двадцать, но часто произносятся как «двойные (буквы) X»] и XXX [тридцать, часто произносятся как «тройные» ( буква) Х"], которые без надобности фигурируют на бочках и в отчетах производителей крепкого эля". [11]
В Англии середины XIX века использование буквы «X» и других букв превратилось в стандартизированную систему оценки крепости пива. [12] Сегодня он используется в качестве товарного знака рядом пивоваров в Великобритании, Содружестве и США.
Шкалы горечи пытаются оценить относительную горечь пива. Горечь пиву придают такие соединения, как гумулоны или альфа-кислоты хмеля , используемые при пивоварении. В процессе пивоварения гумулон подвергается изомеризации с образованием цис- и транс - изогумулона , которые отвечают за горький вкус пива. [13] Аналогичным образом, хмель содержит лупулоны или бета-кислоты. [13] Эти бета-кислоты не учитываются при первоначальной горечи сусла в такой же степени, как их аналоги альфа-кислот, поскольку они не изомеризуются при кипячении и, следовательно, не растворяются в сусле. [14] Однако бета-кислоты могут подвергаться окислению и постепенно усиливать горечь пива. Эта горечь более резкая, чем горечь альфа-кислот, и этот привкус может быть нежелательным. Окисление происходит с течением времени посредством ферментации, хранения и старения. В то же время изомеризованные альфа-кислоты подвергаются деградации и уменьшают горечь пива. [15]
Поскольку количество альфа- и бета-кислот варьируется в зависимости от хмеля, при достижении определенного количества горечи в пиве следует учитывать сорт хмеля . Чтобы максимизировать горечь, следует использовать хмель с большим содержанием альфа-кислот. [13] К таким сортам относятся хмели Chinook, Galena, Horizon, Tomahawk и Warrior, которые содержат концентрацию альфа-кислот до 16% по массе. Поскольку бета-кислоты не влияют на горечь, бета-кислоты не учитываются при выборе сорта хмеля. Кроме того, время варки хмеля влияет на горечь пива. Поскольку для изомеризации альфа-кислот необходимо тепло, применение тепла в течение более длительного времени увеличивает переход 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. Самый распространенный и широко используемый способ — спектрофотометрия . [18] В этом процессе хмель варят в сусле, чтобы способствовать изомеризации. Поскольку изо-альфа-кислоты слегка гидрофобны , снижение pH за счет добавления кислоты увеличивает гидрофобность изо-альфа-кислот. В этот момент добавляется органический раствор, и изо-альфа-кислоты переходят в органический слой водного сусла. Затем этот новый раствор помещают в спектрофотометр и измеряют поглощение 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 одновременно с другим методом, основанным на измерении концентрации (в миллиграммах на литр; частей на миллион мас./об. ) 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:
Хотя 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. чем цифра [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 называемая EBU, представляет собой шкалу горечи [24] , в которой более низкие значения обычно являются «менее горькими», а более высокие значения — «более горькими». Масштаб и метод определены Европейской конвенцией пивоварения , а числовое значение должно быть таким же, как в Международной шкале единиц горечи (IBU), определенной в сотрудничестве с Американским обществом химиков-пивоваров . [25] Однако точный процесс определения значений EBU и IBU немного отличается, что теоретически может привести к несколько меньшим значениям EBU, чем IBU. [26]
IBU не определяется воспринимаемой горечью вкуса пива. Например, горький эффект хмеля менее заметен в пиве с жареным солодом или сильным вкусом, поэтому в пиве с сильным вкусом потребуется более высокая доля хмеля, чтобы добиться такой же воспринимаемой горечи в пиве с умеренным вкусом. Например, имперский стаут может иметь IBU 50, но на вкус он будет менее горьким, чем светлый лагер с IBU 30, поскольку светлый лагер имеет более низкую интенсивность вкуса. Примерно после 100 IBU использование хмеля становится настолько плохим, что это число перестает иметь значение для вкуса, хотя дальнейшее добавление хмеля приведет к увеличению горечи. Светлые лагеры без особой горечи обычно содержат 8–20 IBU, тогда как индийский пэйл-эль может иметь 60–100 IBU или больше. [27]
Для задач с высокой производительностью (например, в лабораториях контроля качества на крупных пивоваренных заводах) доступны автоматизированные системы.
Простые системы работают с блоками данных настройки для каждого сорта пива, в то время как системы высокого класса не зависят от матрицы и дают точные результаты по крепости спирта, содержанию экстрактов, pH, цвету, мутности, CO 2 и O 2 без какой-либо калибровки для конкретного продукта. .
Последними инновациями являются упакованные анализаторы напитков, которые проводят измерения непосредственно из упаковки (стеклянная бутылка, ПЭТ-бутылка или банка) и определяют несколько параметров за один измерительный цикл без какой-либо подготовки проб (без дегазации, без фильтрации, без температурной обработки). [28]
Окислительную порчу пива можно измерить методом хемилюминесценции [29] или методом электронного спинового резонанса . [30] Существуют автоматизированные системы для определения времени задержки пива, связанного с антиоксидантной способностью противостоять окислительной порче вкуса. [31]
Пивоварам доступны программные инструменты для разработки и адаптации рецептов с целью точного измерения различных показателей пивоварения. Обмен данными может осуществляться в таких форматах, как BeerXML, что позволяет точно воспроизводить рецепты на удаленных объектах или адаптировать рецепты с учетом изменений в доступной на месте воде, ингредиентах затора, хмеле и т. д.
IBU (международные единицы горечи) — принятый во всем мире стандарт измерения горечи пива, также известный как EBU, основанный на расчетном процентном содержании альфа-кислоты в используемом хмеле и продолжительности времени его варки.
Аналитический комитет EBC также тесно сотрудничает с «Американским обществом химиков-пивоваров» (ASBC) над созданием так называемых «международных методов», применимость которых признана во всем мире. Подписано соглашение о партнерстве между EBC и ASBC. Интеграция методов анализа IOB и методов EBC близится к завершению.
Поскольку абсорбция довольно быстро снижается со временем после завершения экстракции, значение, сообщаемое EBC, в целом будет немного меньше значения, сообщаемого ASBC, если только пиво не требует центрифугирования. По всем практическим соображениям обе системы должны давать одинаковые результаты.
