3.2. Біотехнологія пивоваріння

Пиво – це слабоалкогольний пінистий 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 як 400 сполук, що визначають високу якість і необхідність для людини цього продукту.

Насамперед якість пива повинна задовольняти вимоги та смак 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. Вони 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.

Протягом останніх сторіч пиво ніколи не було причиною ожиріння чи алко­голізму. Воно, як і вино, вживане у помірній кількості, є навіть засобом боротьби з ал­коголізмом та ожирінням. Характеризуючись високою насиченістю діоксидом вугле­цю (СО₂), цей напій не тільки вгамовує спрагу, а й підвищує загальний тонус ор­ганізму людини, тобто має профілактичне значення.

Пиво також посилює апетит. Енергетичність (калорійність) 1 л його досить висока – 1676 - 3352 кДж (400-800 ккал), а потреба дорослої людини в енергії становить 10 475 - 12 570 кДж (2500-3000 ккал). Майже половина цієї енерге-тичності припадає на вуглеводи та білки, а половина — на спирт. Однак, незва­жаючи на високу енергетичність, пиво не вважають продуктом харчування, оскільки лише частина речовин, що містяться у ньому, бере участь у побудові тканин організму людини. Спирт не є живильним середовищем, бо не може бра­ти участі в побудові нових тканин. Крім того, 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.

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 чудодійні речовини повністю втрача­ються.

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

Встановлено, що при споживанні пива вивільняється гастрин і виділяється со­ляна кислота шлункового соку, які поліпшують травлення та апетит і проявляють сечогінну дію.

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

Пиво використовують і як косметичний засіб (для вмивання, укладання волосся, запобігання появі висипів на шкірі). Пивом лікують зубний біль, вживають його при розладі травлення, хворобах нирок і сечового міхура, подагрі й різних урологічних захворюваннях.

Останнє повідомлення про корисність пива одержано від японських дослідників з університету префектури Окаяма, які дійшли висновку, що цей напій послаблює дію на людський організм канцерогенних речовин, які містяться у підгорілих м'ясних і рибних стравах. Отже, пиво при помірному його вживанні, про що наголошується у повідомленні, запобігає раковим захворюванням.

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. З пивом, як і вином, потрібно поводитися як із живими організмами, тобто не можна швидко охолоджувати або нагрівати, перемішувати, збовтувати у посудині, переливати з однієї посудини в іншу, стукати по ній (кисень повітря швидко оксидує пиво і воно мутніє, "засинає", як риба без води). Пиво наливають із пляшки або іншої посудини в центр келиха з висоти 2—3 см над його краєм. Якість напою визначається не тільки смаком, ароматом, насиченістю СО₂, а й його піною.[4]

80 % фенольних субстанцій у пиві солодового походження. Вони вловлюють у тілі людини вільні радикали, що можуть призвести до розвитку ракових клітин з цього погляду пиво також позитивно впливає на організм, як і червоне вино.

Пиво містить понад 30 мінеральних речовин і мікроелементів, які 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. При споживанні 1 л пива покривається 35 % добо­вої потреби людини у вітаміні В₆, 20% — у вітаміні В₂ і 65 % у необхідному ніацині.

1 л напою містить 210 мг вітамінів і вітамінних сполук, передусім солодового походження.

Вміст поліфенолів у пиві відносно високий — 153 мг на 1 л. Вони 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, піностійкість 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 меланоїдів. 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 вуглеводні, складні ефіри, кетони, альдегіди, спирти та органічні сірчано­кислі сполуки. Останні змінюються при кип'ятінні й бродінні. Дуже суттєвим є утво­рення ароматичних речовин при бродінні сусла і доброджуванні пива. Дослідник Веурман виявив у готовому пиві 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 синтезу спиртового бродіння, тобто обміну речовин дріжджів.

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, янтарна, щавлева, яблучна. Вміст гірких речовин хмелю у пиві коливається від 30 до 90 мл, органічних кислот знач­но менше.

Дуже важливо, що 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 тощо 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 %; 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 %.

Пиво багате на вітаміни. 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.

Одним із важливих компонентів пива є хміль. Він не тільки надає напою гіркува­того приємного смаку й особливого аромату, а й використовується як антибіотик, що гальмує шкідливе для пива молочнокисле бродіння. Гіркота та антисептичні власти­вості хмелю зумовлені хмелевими кислотами, які на повітрі окислюються 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 – аромат чистий, приємний, хмелевий без сторонніх запахів та присмаку, піноутворення – у пиві з масовою часткою сухих речовин у початковому суслі 11% висота піни не менше 20 мм, 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.