БІОТЕХНОЛОГІЯ ПИВОВАРІННЯ

Пиво – це слабоалкогольний пінний напій, одержаний спиртовим зброджуванням охмеленого сусла пивними дріжджами. Пиво не тільки вгамовує спрагу, а й підвищує тонус організму, поліпшує обмін речовин та засвоюваність їжі. Маючи певну харчову цінність, пиво слід розглядати як невід'ємну добавку до харчування.

Пиво являє собою досить складну систему органічних і неорганічних кристалоїдів і колоїдів у слабкому водноспиртовому розчині. До його складу входять більш ніж 400 сполук, що визначають високу якість цього продукту.

Насамперед якість пива повинна задовольняти вимогам та смаку споживача. Це аромат і смак пива, хмелева приємна гіркота, колір, прозорість, пінистість, стійкість піни і напою при зберіганні. Найбільш цінними у пиві є гіркі речовини хмелю, які надають йому своєрідної приємної гіркоти, сприяють піноутворенню та біологічній стійкості. Особливу роль в освітленні сусла при формуванні повноцінного неповторного смаку пива відіграють поліфеноли хмелю (впливають на повноту та чистоту смаку напою, його стабільність і колір). Специфічний приємний хмелевий аромат і смак пива створює ефірна олія хмелю. Маючи антибіотичні властивості щодо бактерій, гіркі речовини не діють негативно на пивні дріжджі, які необхідні для здійснення процесу бродіння.

Пиво — добрий емульгатор їжі. Його колоїди, діючи емульгуючим і диспергуючим чином у травному каналі, збільшують поверхню ферментативних процесів та контакт їжі із стінками кишечника. Це сприяє поліпшенню обміну речовин і підвищенню коефіцієнта засвоювання їжі. Встановлено, що при споживанні пива вивільняється гастрин і виділяється соляна кислота шлункового соку, які поліпшують травлення та апетит і проявляють сечогінну дію.

Німецькі вчені-медики після проведених клінічних досліджень встановили, що горілка та інші міцні напої не тільки не стимулюють перетравлювання їжі, а й гальмують діяльність шлунка. Крім того, у 40 % випадків алкогольні напої викликають стійкі патологічні зміни в слизовій оболонці шлунка. На виділення шлункового соку позитивно впливають тільки ті речовини, які утворилися в результаті спиртового бродіння і містяться в напоях слабкої міцності типу пива та сухого вина. У процесі перегонки і ректифікації збродженого сусла всі корисні речовини повністю втрачаються.

Японські дослідники дійшли висновку, що пиво послаблює дію на людський організм канцерогенних речовин, які містяться у підгорілих м'ясних і рибних стравах. Фенольні субстанції пива (80 %) вловлюють в організмі вільні радикали, що можуть призвести до розвитку онкологічних захворювань.

Важливими інгредієнтами пива є амінокислоти і речовини, що містять нікотинаміди. Вони запобігають виникненню авітамінозу та синдрому пелагри.

Пиво також цінний напій для здорових людей літнього віку: фізіологічно — діє заспокійливо, судинорозширювально, сечогінно та снодійно; психологічно – поліпшує душевний стан.

Щоб зберегти корисні властивості, пиво не слід змішувати з іншими напоями, змішувати його сорти, розбавляти спиртними напоями, оскільки порушуються врівноваженість смакових компонентів, типовість його властивостей, смак та аромат. Оптимальна температура пива, що подається, повинна бути 6-8 °С. При нижчій температурі ароматичні й смакові якості його погіршуються, а при вищій (понад 10 °С) воно швидко осаджується, випаровуються його ароматичні й смакові компоненти.

Пиво містить понад 30 мінеральних речовин і мікроелементів, в основному солодового походження. 1 л пива замінює майже половину добової потреби дорослої людини в магнії, 40 % необхідного фосфору і 20 % калію. З іншого боку, в цьому напої дуже мало натрію та кальцію.

Пиво багате на вітаміни. 1 л напою містить 210 мг вітамінів і вітамінних сполук, передусім солодового походження. Так, в 1 л з 10 %-ного сусла виявлено тіаміну до 50 мкг, рибофлавіну — до 560, нікотинової кислоти — до 900 мкг. У пивних дріжджах в значній кількості міститься вітамін В₁. При споживанні 1 л пива покривається 35 % добової потреби людини у вітаміні В₆, 20% — у вітаміні В₂ і 65 % — у необхідному ніацині.

Вміст поліфенолів у пиві відносно високий — 153 мг на 1 л. Поліфеноли мають профілактичне значення в лікуванні серцевих захворювань та розвитку ракових клітин. Поліфеноли приблизно в однаковому співвідношенні є в каві, чаї, червоному вині. Нефільтровані сорти пива завдяки підвищеному вмісту поліфенолів і антоціаногенів корисніші, ніж червоне вино. Медичні обстеження та опитування показують, що споживачі пива мають більш оптимістичний настрій і менше складностей у житті, у них менший ризик захворювань серцево-судинної системи.

До основних органолептичних показників пива відносять смак, аромат, колір, прозорість, піноутворюваність і стійкість. При доброджуванні напою досягають взаєморівноваги системи колоїдів, органічних і неорганічних речовин, розчинених у водно-спиртовій суміші. Чистота й неповторність смаку та аромату пива зумовлені солодом і хмелем. За смаком типові сорти пива дуже різняться між собою. У світлих сортах переважає тонка хмелева гіркота, яка поєднується з майже невловимим ароматом солодового екстракту. Темним сортам характерні чітко виражені солодовий аромат і солодкуватий смак.

На повноту смаку поряд із декстринами й меланоїдинами впливають азотисті речовини із середньою величиною молекул, а також пентозани, алкоголь, вищі спирти, ефіри, глутамінова та інші амінокислоти. У темному пиві повноту смаку великою мірою визначають наявні в ньому меланоїдини. Приємного смаку пиву надають високий вміст у ньому тонкодиспергованого розчиненого діоксиду вуглецю (0,45 %) і помірна температура (10 °С).

Газохроматографією й спектроскопією встановлено, що із солодом у пиво вносяться ароматичні сполуки, переважно карбонільні, які переходять у сусло, а при бродінні піддаються біохімічним перетворенням і переходять у готове пиво. З хмелем вносяться вуглеводи, складні ефіри, кетони, альдегіди, спирти та органічні сірчанокислі сполуки. Останні змінюються при кип'ятінні й бродінні. Досить суттєвим є утворення ароматичних речовин при бродінні сусла і доброджуванні пива.

У готовому пиві виявлено 136 ароматичних сполук, у тому числі 6 вуглеводнів, 16 спиртів, 17 карбонільних сполук, 29 кислот, 15 органічних основ, 33 складних ефірів, 11 інших сполук. Таким чином, аромат пива являє собою складну композицію ароматичних сполук вихідної сировини, побічних продуктів спиртового бродіння.

Значна кількість екстрактивних речовин (8-10 %) представлена білковими сполуками і продуктами їхнього гідролізу: альбумозами, пептидами, амідами, амінокислотами. В досить невеликих кількостях у пиві присутні гіркі, дубильні та барвні речовини, а також органічні кислоти — молочна, бурштинова, щавлева, яблучна. Вміст гірких речовин хмелю у пиві коливається від 30 до 90 мл, органічних кислот значно менше.

Пиво містить біологічно активні речовини, у тому числі вітаміни (тіамін, рибофлавін, нікотинова кислота), а також мінеральні речовини і мікроелементи.

Орієнтовний склад пива такий: залишковий екстракт — 3-10 %, у тому числі декстрини — 1,15 г/100 см³, мальтоза — 0,9-1,0 г/100 см³, пентозани — сліди; азотисті речовини екстракту (%) — білки 25, альбумози та пептони – 45, поліпептиди й амінокислоти – 25, меланоїдини, холін та ін. – 5; інші речовини екстракту — гіркі речовини хмелю — незначні кількості, ізогумулон — 0,03-0,09 г/дм³, мінеральні речовини екстракту — 3,5 %; алкоголь — 1,8-7,0 %; вищі спирти — 0,2 %; гліцерин — 0,3 %; СО₂ — 0,3-0,6 % мас.

Значна частина екстрактивних речовин пива представлена колоїдами. Хмелеві смоли, дубильні та барвні речовини, знаходячись у колоїдному стані, мають електричний заряд. Смак, пінистість і стійкість пива залежать від величини та складу цих колоїдів. Іони кислот та мінеральних речовин адсорбуються на вказаних колоїдах і впливають на їхній електричний заряд та гідратацію. Екстракт пива засвоюється організмом людини на 95 %.

Одним із важливих компонентів пива є хміль, який надає напою не тільки гіркуватого приємного смаку та особливого аромату, а й використовується як джерело антибіотичних сполук, що гальмують небажане для пива молочнокисле бродіння. Гіркота та антисептичні властивості хмелю зумовлені хмелевими кислотами, які на повітрі окиснюються у смоли. Гіркі речовини хмелю сприяють виділенню жовчі й поліпшують процес травлення.

Пиво регулюють згідно ДСТУ 3888 за такими показниками:

- мікробіологічні показники для світлого пива: БГКП не допускаються в 3 см³, МАФАМ не більше ніж 5х10² КУО/см³, патогенні мікроорганізми, бактерії роду Сальмонела не допускаються в 25 см³;

- органолептичні – зовнішній вигляд прозора піниста рідина, без осаду та сторонніх включень, смак – солодовий та хмелевий з приємною гіркотою, характерною для світлого пива, аромат – чистий, приємний, хмелевий без сторонніх запахів та присмаку, піноутворення – висота піни не менше 20 мм у пиві з масовою часткою сухих речовин у початковому суслі 11%, піностійкість не менше 2 хв;

- фізико-хімічні – масова частка сухих речовин у початковому суслі 11%, масова частка спирту не менше 2,8 %, кислотність – 1,3-2,8 см³ 1 моль/дм³ розчину гідроксиду натрію на 100 см³ пива, колір – 0,4-1,8 см³ 0,1 моль/дм³ розчину йоду на 100 см³ розчину йоду на 100 см³ води, масова частка діоксиду вуглецю, не менше 0,3%, стійкість 30 діб.