3 Teoretične osnove
Pivo je pijača z okusom hmelja, ki je proizvedena s fermentacijo sladkorjev iz sladu različnih žit. Za različne vrste piva se lahko uporabljajo raznovrstni okusi, kot so na primer češnje, citrusi, koriander, brin, smreka.[1]
Glavne surovine za proizvodnjo piva so voda, ječmenov slad, hmelj in kvasovke. Vse glavne biološke spremembe, do katerih prihaja med varjenjem piva, so katalizirane z naravno pridelanimi encimi iz ječmena in kvasa. Iz ječmena se proizvedejo vsi encimi, ki so potrebni za razgradnjo pivovarsko pomembnih spojin; škroba, β-glukana, pentozanov, lipidov in beljakovin.[2]
Proces varjenja piva tako vključuje ekstrakcijo in razčlenitev ogljikovih hidratov iz ječmenovega slada v sladko raztopino, ki jo imenujemo pivina. Pivina vsebuje vse potrebne hranilne snovi za rast mikroorganizmov kvasovk, ki omogočajo proces fermentacije. Med fermentacijo se porabijo preprosti sladkorji, ki dajejo energijo, proizvajajo etanol ter ostale stranske metabolične proizvode. Po fermentaciji sledijo še procesi izmenjave toplote, ločevanja in bistrenja.[2]
3.1 Surovine piva
3.1.1 Ječmen
Najpomembnejša in največkrat uporabljena vrsta žita med množico žit, ki se lahko uporabljajo za izdelavo piva, je zagotovo ječmen. Uporabljata se šestredna vrsta Hordeum vulgare in dvoredna H. distichon vrsta ječmena. Bistveni razlog za tako široko uporabo ječmena je v njegovi vsebnosti velikih količin škroba na enoto beljakovin. Poleg tega vsebuje tudi manj vlage kot ostala žita, je odpornejši na neugodne vremenske razmere in glivične okužbe, kar omogoča lažjo pridelovanje.[1]
Ječmen, ki se uporablja za varjenje piva, mora biti kvaliteten in predelan v slad tako, da ustreza predhodno predpisanim specifikacijam (Tabela 1). Zagotavljanje specifikacijskih predpisov se doseže z različnimi analizami kontrole kakovosti, ki se izvajajo na vzorcih sladu.[1]
Ena izmed prvih analiz je vizualni pregled, s katerim se ugotavlja zrelost zrn ter morebitna prisotnost bolezni in poškodb. Z infrardečo spektroskopijo se določa vsebnost beljakovin in vlage. Sledi še tetrazonijev test, s katerim se določa kaljivost zrn. Ko zrna počivajo v
Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva
4
silosih, se začnejo izvajati specifični kemijski ter fiziološki testi za ocenjevanje kalitvenih sposobnosti zrn. Posledično sledi določitev, kdaj so zrna pripravljena za pripravo sladu.
Poleg osnovnih specifikacijskih zahtev so glede na različne vrste piva določene še dodatne zahteve.[1][3]
Ko so izpolnjeni vsi specifikacijski predpisi, se najprej opravi pilotna priprava sladu (v manjšem merilu), ki se pozneje prenese na večje količine.[1][3]
Tabela 1: Prikaz tipičnih specifikacij ječmena [1]
Zmogljivost kaljenja 96% (po 72 urah)
Energija kalitve 95% (po 72 urah)
Vsebnost vode 12,0-13,0%
Vsebnost proteinov 9,0-11,5%
Vsebnost β-glukanov 4%
Čistost ječmena 99%
Pesticidi in glivični toksini Znotraj zakonskih mej
3.1.2 Voda
Voda predstavlja večinski delež piva, zato je ključnega pomena njena kemijska in biološka sestava. Vodo za proizvodnjo piva se pridobiva iz javnega omrežja, zato jo je za izpolnitev vseh tehnoloških in zakonskih zahtev potrebno še dodatno obdelati.[3]
Ioni, ki so prisotni v vodi, vplivajo na pH drozge, pivine in piva. Kalcijevi in magnezijevi ioni povečujejo kislost, saj znižujejo vrednost pH, medtem ko hidrogen karbonatni ioni pH povečujejo. Voda z večjo vrednostjo pH je odlična za proizvodnjo temnih piv.[1][3]
Razmerje med nekarbonatno trdoto in karbonatno trdoto mora biti 3:1, da se zagotovijo ustrezni pogoji, s katerimi se lahko razvijejo zadovoljive lastnosti piva. Za povečanje nekarbonatne trdote se dodaja kalcijev klorid ali kalcijev sulfat. Tako obdelana voda je pripravljena tudi za varjenje svetlih piv. Voda se lahko obdela z vrsto različnih kemijskih ali fizikalnih metod. Iz vode je največkrat potrebno odstraniti železo, mangan, nitrate, halogenirane ogljikovodike in pesticide.[3]
Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva
5
3.1.3 Hmelj
Hmelj je plezalna rastlina, ki raste v zmernem celinskem podnebju in raste po vsem svetu.
Med največje proizvajalce poleg Nemčije, Češke, ZDA in Velike Britanije spada tudi Slovenija. Obstaja veliko različnih sort, ki se delijo glede na vsebnost α-kislin v plemenite in grenke sorte hmelja. Plemenite vrste hmelja so tiste, ki imajo nizko vsebnost α-kislin (~5%). V to kategorijo spada tudi najbolj znana slovenska sorta Styrian Goldings. Vrste hmelja z večjo vsebnostjo α-kislin (8-15%) pa so znane kot grenke sorte hmelja.[1]
Hmeljni cvetovi vsebujejo velike količine smol, ki pivu dajejo grenkobo, medtem ko za aromo in okus piva poskrbijo eterična olja. Smole in olja so sestavljeni iz številnih komponent, ki spadajo med naravne terpenoide ali norizoprenoide. Fenolni norizoprenoidi, znani tudi kot α- in β-kisline so glavni vir grenkobe, medtem ko glavni vir arome predstavljajo monoterpeni in seskviterpenski ogljikovodiki ter njihovi oksidirani derivati.[1]
Po spravilu se hmelj posuši in stisne v žepke ali vrečke, uporablja pa se lahko tudi v obliki prahu in pelet. Velike pivovarne uporabljajo samo storžke hmelja, v manjših oziroma v domačih pivovarnah pa se uporabljajo manjše, vakuumsko zapakirane vrečke hmelja z daljšim rokom trajanja. Hmeljni cvetovi s časom izgubijo svež, zelen značaj in postanejo rumenkaste ali celo oranžno-rjave barve, kar posledično vpliva na kakovost piva.[1]
3.1.4 Kvasovke
Pivovarske kvasovke se v grobem delijo na dva tipa. Za tradicionalna angleška piva (ale piva) se uporabljajo kvasovke zgornjega vrenja (Saccharomyces cerevisiae), medtem ko se kvasovke spodnjega vrenja (Saccharomyces uvarum var. carlsbergensis in Saccharomyces bayanus) uporabljajo pri fermentiranju uležanih svetlih piv spodnjega vrenja (lager oz. ležaki).
Znotraj teh dveh klasifikacij obstaja veliko različnih sevov (sort) z različnimi fiziološkimi in biokemijskimi značilnostmi. Vsaka pivovarna ima svoje kolonije, ki jih razmnožujejo in hranijo v »bankah« za kvasovke.[1][3]
Med fermentacijo se masa kvasovk podvoji ali pa celo potroji. Kvasovke za izgradnjo celičnih sten potrebujejo aminokisline. Te pridobijo iz fermentiranega substrata ali pa jih same sintetizirajo, prav tako kot si same izdelajo potrebne proteine in lipide. Lipidi so še posebej pomembni pri razmnoževanju kvasovk, saj so eden izmed glavnih sestavnih delov celične stene. Kvasovke potrebujejo še minerale, ki skrbijo za stabilizacijo encimskih sistemov.[3]
Vita Mihelič Proizvodnja piva ter določanje reoloških lastnosti in parametrov kakovosti piva
6