Transcriber's Note This title has several large tables that may not always display well. For reference purposes, there are links to cleaned up scans for these tables.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА США
БЮЛЛЕТЕНЬ № 493
Contribution from the Bureau of Chemistry
CARL L. ALSBERG, Chief
Washington, D. C. PROFESSIONAL PAPER March 21, 1917
ИССЛЕДОВАНИЕ АМЕРИКАНСКИХ ПИВ И ЭЛЕЙ.
Составители: Л. М. Толман , начальник Центрального инспекционного округа, и Дж. Гарфилд Райли , помощник химика Лаборатории инспекции пищевых продуктов и лекарственных средств, Нью-Йорк, шт. Нью-Йорк.
СОДЕРЖАНИЕ.
Page.
Introduction
1
Method of undertaking the investigation
2
Methods of analysis
3
Results of analysis
3
Effect of raw materials used upon composition of the finished brew
11
Conclusions
23
ВВЕДЕНИЕ.
Настоящее исследование, результаты которого приводятся в данном бюллетене, было предпринято с целью получения информации о составе пивоваренной продукции, производимой в этой стране. Главной задачей исследования было найти, если возможно, способ отличать пиво и эль, сваренные исключительно из солода, от продукции, изготовленной из солода в сочетании с другими зерновыми продуктами, такими как рис, кукуруза и церелин.
Изучив литературу, пришли к выводу, что для решения этой задачи потребуется собрать серию образцов, изготовленных из различных обычно используемых видов сырья, и изучить влияние этого сырья на состав готового продукта.
Необходимость данного исследования обусловливалась тем, что практически все существующие данные относились к зарубежному пиву, при приготовлении которого использовался совершенно иной тип солода, чем тот, что обычно применяется в производстве американского пива. Кроме того, лишь очень немногие из имеющихся данных как по зарубежному, так и по отечественному пиву основывались на образцах, в отношении которых имелась точная информация об использованном в сусле сырье.
МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Считалось, что проведение данного исследования посредством мелкомасштабного лабораторного пивоварения будет совершенно неудовлетворительным, поскольку полученные таким образом результаты не будут отражать истинных условий: в лаборатории невозможно точно воспроизвести процессы затирания или ферментации, фактически применяемые в промышленном масштабе. Поэтому было решено попытаться при содействии нескольких пивоваренных заводов провести данное исследование в точных условиях коммерческих предприятий. Был получен доступ к нескольким пивоваренным заводам, производящим различные типы продукции из различных видов сырья, в таких условиях, которые позволяли проследить всю историю пива на различных этапах вплоть до готового продукта. Один из авторов (Райли) наблюдал за методом производства на протяжении всего процесса и получал образцы продукции на различных стадиях производства. Таким образом, можно было получить готовые образцы с практически такой же степенью достоверности относительно знаний о составе и истории, как если бы они были приготовлены в лаборатории.
На трех различных пивоваренных заводах, выпускающих широкий ассортимент продукции, образцы сусла и пива были получены описанным способом, причем весь производственный процесс изучался детально. Для образцов, собранных на этих трех пивоваренных заводах, составлялась запись с указанием вида и количества сырья, загруженного в заторный чан и в аппарат для обработки несоложеного сырья. Также велся учет времени и температуры каждой операции до тех пор, пока затор не был готов к спуску в варочный котел. Отмечались фильтрование и промывание дробины [1] затора, продолжительность кипячения в котле, количество добавленного хмеля и момент его внесения, а также коагуляция сусла [2] . После того как сусло откачивали из варочного котла, прослеживался его путь через хмелеотделитель [3] по охлаждающим устройствам в отстойный чан. Отмечались также удельный вес или содержание сухих веществ по Баллингу [4] исходного сусла, температура заквашивания дрожжами [5] продукта, аэрация сусла, вид и количество добавленных дрожжей, а также время и максимальная температура первичной ферментации. Прослеживалось движение пива через лагерные танки, бочки для дозревания и фильтры до разливочных машин, а также отбирались и исследовались образцы сусла и пива на различных этапах его производства.
[1] Промывание дробины горячей водой для максимально полного извлечения экстракта или ценных компонентов.
[2] Осаждение и объединение в виде хлопьев коагулируемых альбуминоидов, в результате чего жидкость становится прозрачной.
[3] Фильтрационный чан.
[4] Процентное содержание сухих веществ в жидкости по ареометру Баллинга.
[5] Заквашивание дрожжами — это операция добавления дрожжей в сусло.
МЕТОДЫ АНАЛИЗА.
Использованные методы анализа соответствовали приведенным в Бюллетене № 107 (пересмотренном) (Министерство сельского хозяйства США, Бюро химии), страницы 90–94, за тем исключением, что определение фосфорной кислоты проводилось методом, применяемым при анализе удобрений (там же, стр. 2–5): органическое вещество в пиве разрушалось путем кипячения с концентрированной серной и азотной кислотами, а фосфорная кислота определялась в конечном итоге факультативным объемным методом (там же, стр. 4). Применявшийся для пива уранилацетатный метод не использовался, поскольку было установлено, что получение точных результатов для темных сортов пива этим методом чрезвычайно затруднительно [1] .
[1] Райли в своем отчете Ассоциации официальных сельскохозяйственных химиков за 1913 год указал, что метод, дающий наиболее стабильные результаты, заключается в озолении пива с избытком стандартного ацетата кальция, и что хотя метод мокрого сжигания в руках лиц, знакомых с ним, дает удовлетворительные результаты, различные исследователи, работавшие с этим методом, получали менее стабильные результаты, чем при методе озоления с ацетатом кальция. Журнал Ассоциации официальных сельскохозяйственных химиков (J. Assoc. Off. Agr. Chemists), 1 (1915), 138–143.
При оценке содержания декстрина методом Закссе — Алллина (там же, стр. 91) было обнаружено наличие ошибки в методе расчета количества декстрозы, образующейся из количества мальтозы в исходном пиве. Вместо умножения количества мальтозы в исходном пиве на коэффициент 0,9 его следует умножать на коэффициент 1,053, поскольку 1 грамм безводной мальтозы при гидролизе дает 1,053 грамма декстрозы. Полученный продукт представляет собой величину, которую следует вычесть из общего количества декстрозы, обнаруженного после гидролиза. Экстракт в пиве определялся с использованием таблиц Шульца и Остерманна (там же, стр. 209–213). При анализе сусла использовались те же методы, что и при исследовании пива.
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА.
Таблицы с I по IV содержат результаты анализов сусла и готовой ферментированной продукции, полученных на различных пивоваренных заводах, где проводилось данное исследование; они организованы так, чтобы наглядно показать изменения, происходившие во время ферментации, а в некоторых случаях — и изменения, происходившие при хранении. Все результаты приведены в граммах на 100 куб. см, что позволяет непосредственно сопоставлять количества любого конкретного компонента в определенном объеме материала. Сравнение граммов на 100 куб. см компонента в сусле с граммами на 100 куб. см в готовом ферментированном продукте основано на допущении, что в ходе ферментации не происходит заметного изменения объема сусла.
В таблице I приведены результаты анализов 7 солодовых сусел и произведенного из них пива. Таблица II содержит результаты анализов 2 сусел из солода и риса и 2 сусел из солода и кукурузы, а также произведенного из них пива. В таблице III приведены результаты анализов 4 портерных сусел и готовых портеров, произведенных из них. Результаты анализов 9 элевых сусел и готового эля представлены в таблице IV. В этих четырех таблицах экстракт в исходном сусле рассчитывался путем умножения алкоголя (выраженного в граммах на 100 куб. см) на 2 и добавления к полученному произведению экстракта пива, портера или эля (выраженного в граммах на 100 куб. см). В сусло для портера и эля добавлялся определенный процент декстрозы в качестве пивоваренного сахара. Поскольку декстроза восстанавливает больше меди, чем мальтоза при определении сахаров, для получения истинного процента общих сахаров было необходимо рассчитать количество меди, восстановленной присутствующим известным количеством декстрозы, а затем рассчитать количество мальтозы. Полученные таким образом результаты приведены в таблицах III и IV под заголовком «Редуцирующие сахара в пересчете на безводную мальтозу».
Таблица I. — Анализы сусла исключительно из солода и пива, сваренного из него.
Sample No. Product. Date of Taking Sample. Specific Gravity at 15.6°C./
15.6°C. Alcohol. Extract. Extract in original wort (calculated). Degree of fermentation. Total acids as lactic. Volatile acids as acetic. Reducing sugars as anhydrous maltose. Dextrin. Protein
(N × 6.25) Ash. Phosphoric acid
(as P2O5). Undetermined. Color (Lovibond) in 1/4-inch cell.
1911. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Degrees,
brewer's
scale.
22013-D Wort July 5 1.0518 ... 13.75 ... ... 0.198 0.001 9.79 ... 0.862 0.231 0.098 ... 13.0
22017-D Beer July 12 1.0125 3.85 5.16 12.86 59.88 .216 .001 1.34 2.33 .611 .209 .080 0.67 12.0
22014-D Wort July 6 1.0517 ... 13.71 ... ... .198 .001 9.79 ... .876 .228 .095 ... 13.0
22018-D Beer July 13 1.0124 3.91 5.16 12.98 60.25 .225 .002 1.36 2.06 .614 .201 .078 .93 13.0
... Wort July 7 1.0517 ... 13.71 ... ... .207 .001 10.04 ... .852 .252 .099 ... 13.0
22019-D Beer July 14 1.0135 3.83 5.44 13.10 58.47 .234 .002 1.55 ... .610 .215 .082 ... 9.0
22015-D Wort July 8 1.0517 ... 13.70 ... ... .198 .001 9.86 ... .841 .240 .097 ... 13.0
22020-D Beer July 15 1.0130 3.72 5.22 12.66 58.77 .236 .002 1.59 2.23 .639 .206 .081 .55 11.0
22016-D Wort July 10 1.0515 ... 13.68 ... ... .225 .001 9.84 ... .845 .245 .097 ... 13.0
22021-D Beer July 17 1.0147 3.66 5.66 12.98 56.39 .221 .001 1.85 2.18 .635 .208 .082 .78 10.0
1912.
16289-C Wort Feb. 29 1.0455 ... 12.05 ... ... .216 .001 7.40 ... .917 .232 .095 ... 4.0
16289-C Beer Mar. 7 1.0171 3.02 6.01 12.11 49.88 .230 .003 1.35 2.73 .757 .246 .082 .83 3.0
20714-D Do Apr. 18 1.0167 3.12 5.90 12.14 51.40 .243 .012 1.47 2.68 .732 .229 .090 .79 3.0
16299-C Wort Mar. 1 1.0454 ... 12.02 ... ... .180 .001 7.41 ... .874 .238 .101 ... 2.0
16299-C Beer Mar. 18 1.0180 2.87 6.16 11.94 48.07 .234 .012 1.40 2.82 .737 .240 .090 .96 2.0
Таблица II. — Анализы сусла из солода с рисом и из солода с кукурузой и пива, сваренного из них.
Sample No. Raw Materials. Product. Date of Taking Sample. Specific Gravity at 15.6°C./
15.6°C. Alcohol. Extract. Extract in original wort (calculated). Degree of fermentation. Total acids as lactic. Volatile acids as acetic. Reducing sugars as anhydrous maltose. Dextrin. Protein
(N × 6.25) Ash. Phosphoric acid
(as P2O5). Undetermined. Color (Lovibond) in 1/4-inch cell.
Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Degrees,
brewer's
scale.
22026-D 80 per cent malt and
20 per cent rice. Wort July 24 1911 1.0459 ... 12.15 ... ... 0.124 0.001 8.64 ... .714 0.193 0.069 ... 2.0
22032-D Do Beer July 31 1911 1.0121 3.31 4.80 11.42 57.97 .275 .003 1.18 2.47 .519 .150 .055 0.48 2.0
22036-D Do Wort Aug. 9 1911 1.0464 ... 12.30 ... ... .126 .001 8.70 ... .624 .204 .072 ... 2.0
22042-D Do Beer Aug. 16 1911 1.0139 3.18 5.23 11.59 54.87 .243 .003 1.57 2.41 .400 .156 .057 .69 2.0
16269-C 60 per cent malt and
40 per cent corn. Wort Dec. 5 1911 1.0489 ... 12.95 ... ... .144 .003 9.05 ... .461 .229 .066 ... ...
16271-C Do Beer Dec. 12 1911 1.0149 3.45 5.68 12.58 54.85 .171 .013 1.63 2.49 .308 .213 .056 1.04 ...
16287-C Do do Mar. 12 1912 1.0159 3.33 5.76 12.42 53.62 .180 .014 1.87 2.36 .327 .208 .056 .99 ...
16270-C Do Wort Dec. 6 1911 1.0496 ... 13.14 ... ... .144 .003 9.32 ... .498 .216 .067 ... ...
16272-C Do Beer Dec. 13 1912 1.0152 3.41 5.61 12.43 54.87 .171 .013 1.59 2.58 .314 .203 .050 .93 ...
16286-C Do do Mar. 12 1912 1.0157 3.29 5.68 12.26 53.67 .175 .014 1.88 2.58 .314 .222 .058 .69 ...
Таблица III. — Анализы портерного сусла, приготовленного из солода, церелина и пивоваренного сахара, и портеров, сваренных из этого сусла.
Sample No. Product. Date of Taking Sample. Specific Gravity at 15.6°C./
15.6°C. Alcohol. Extract. Extract in original wort (calculated). Degree of fermentation. Total acids as lactic. Volatile acids as acetic. Reducing sugars as anhydrous maltose. Dextrin. Protein
(N × 6.25) Ash. Phosphoric acid
(as P2O5). Undetermined. Color (Lovibond) in 1/4-inch cell.
1911. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Degrees,
brewer's
scale.
22023-D Wort July 20 1.0572 ... 15.25 ... ... 0.270 0.002 8.67 ... 0.696 0.227 0.069 ... 58.0
22028-D Porter July 26 1.0151 4.30 6.02 14.62 58.82 .324 .003 1.07 3.34 .482 .208 .052 0.92 59.0
22046-D do Aug. 21 1.0135 4.48 5.70 14.66 61.12 .380 .002 1.07 3.19 .482 .182 .051 .78 60.0
22038-D Wort Aug. 11 1.0625 ... 16.66 ... ... .234 .002 9.74 ... .685 .232 .072 ... 65.0
22044-D Porter Aug. 18 1.0165 4.75 6.60 16.10 59.01 .342 .002 1.42 3.48 .477 .196 .053 1.02 60.0
22045-D Wort Aug. 18 1.0623 ... 16.62 ... ... .234 .002 9.68 ... .667 .224 .069 ... 55.0
29501-B Porter Aug. 25 1.0170 4.72 6.72 16.16 58.42 .288 .002 1.41 3.62 .482 .201 .058 1.01 55.0
22025-D Wort July 21 1.0633 ... 16.87 ... ... .234 .004 10.25 ... .721 .214 .073 ... 70.0
22031-D Porter July 28 1.0178 4.70 6.96 16.36 57.46 .378 .002 1.40 3.68 .476 .194 .055 1.21 60.0
22049-D do Aug. 24 1.0162 4.82 6.54 16.18 59.58 .306 .003 1.44 3.44 .479 .189 .053 .99 60.0
Таблица IV. — Анализы элевого сусла и элей, сваренных из него.
Sample No. Product. Raw Materials. Date of Taking Sample. Specific Gravity at 15.6°C./
15.6°C. Alcohol. Extract. Extract in original wort (calculated). Degree of fermentation. Total acids as lactic. Volatile acids as acetic. Reducing sugars as anhydrous maltose. Dextrin. Protein
(N × 6.25) Ash. Phosphoric acid
(as P2O5). Undetermined. Color (Lovibond) in 1/4-inch cell.
1911. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Grams
per
100 cc. Degrees,
brewer's
scale.
22024-D Malt, cerealin, and
brewer's sugar Wort July 21 1.0608 ... 16.24 ... ... 0.153 0.001 10.00 ... 0.788 0.230 0.059 ... 4.0
22030-D do Ale July 27 1.0139 4.82 5.93 15.57 61.91 .225 .003 1.16 3.23 .425 .194 .039 0.92 5.0
22047-D do Ale after storage. Aug. 22 1.0124 4.97 5.62 15.56 63.88 .270 .003 1.43 2.69 .441 .180 .038 .88 5.0
22034-D do Wort Aug. 7 1.0610 ... 16.30 ... ... .153 .003 10.24 ... .771 .214 .060 ... 5.0
22039-D do Ale Aug. 14 1.0123 5.11 5.67 15.89 64.32 .225 .003 1.26 2.85 .471 .186 .043 .90 5.0
29504-B do Ale after storage Oct. 6 1.0106 5.26 5.28 15.80 66.58 .225 .003 1.10 2.60 .462 .189 .041 .93 5.0
22037-D do Wort Aug. 10 1.0611 ... 16.32 ... ... .149 .002 10.60 ... .763 .209 .057 ... 4.0
22043-D do Ale Aug. 17 1.0124 4.93 5.62 15.48 63.69 .216 .003 1.40 2.82 .441 .172 .043 .79 4.0
22022-D Malt and cerealin Wort July 19 1.0642 ... 17.10 ... ... .180 .002 10.19 ... .776 .212 .072 ... 3.0
22027-D do Ale July 26 1.0133 5.17 5.95 16.29 63.47 .207 .004 1.25 3.28 .500 .192 .055 .73 3.0
22035-D do Wort Aug. 8 1.0668 ... 17.80 ... ... .189 .002 10.99 ... .776 .212 .072 ... 3.0
22040-D do Ale Aug. 15 1.0145 5.34 6.30 16.98 62.90 .293 .004 1.42 3.31 .541 .192 .051 .84 4.0
16267-C do Ale after storage Nov. 15 1.0134 5.52 6.11 17.15 64.37 .234 .004 1.65 2.76 .506 .213 .053 .98 3.0
29506-B do Wort Oct. 10 1.0760 ... 20.23 ... ... .198 .001 11.19 6.81 .959 .294 .077 .98 3.0
29512-B do Ale Oct. 17 1.0253 5.43 9.19 20.05 54.16 .369 .008 2.69 4.39 .671 .273 .058 1.17 3.0
1912.
13922-D do Ale after storage Jan. 3 1.0208 5.80 8.18 19.78 58.64 .360 .008 2.54 3.42 .622 .275 .057 1.32 4.0
1911.
29507-B do Wort Oct. 11 1.0767 ... 20.40 ... ... .198 .001 12.14 5.59 .965 .282 .078 1.42 3.0
29514-B do Ale Oct. 18 1.0228 5.67 8.52 19.86 57.10 .360 .005 2.51 4.08 .664 .256 .057 1.01 2.0
29513-B do Wort Oct. 18 1.0781 ... 20.75 ... ... .198 .002 11.73 5.95 .936 .300 .075 1.83 2.0
29519-B do Ale Oct. 24 1.0244 5.53 9.00 20.06 55.13 .281 .006 2.62 4.31 .671 .255 .057 1.14 2.0
1912.
13923-D do Ale after storage Jan. 2 1.0210 5.67 8.18 19.52 58.09 .360 .013 2.54 3.61 .603 .282 .064 1.15 4.0
1911.
22050-D do Wort Aug. 23 1.0793 ... 21.05 ... ... .270 .003 11.41 6.34 .864 .326 .091 2.11 75.0
29503-B do Stout Aug. 30 1.0242 5.69 9.02 20.40 55.78 .558 .003 2.03 4.54 .735 .286 .071 1.42 69.0
Изучение этих таблиц очень четко показывает, что во время ферментации происходят заметные изменения, выходящие за рамки простого превращения сахара в спирт. Хотя общеизвестно, что эти изменения происходят, представляется целесообразным рассмотреть их здесь, поскольку подобные исследования, касающиеся американской пивоваренной продукции, не публиковались. Кроме того, располагая точным анализом сусла и сваренного из него пива, мы получаем уникальную возможность количественно изучить некоторые из этих изменений, такие как образование спирта, ферментация декстрина, накопление кислот, а также потери протеина, золы и фосфорной кислоты в процессе ферментации.
В целях изучения вопроса выхода спирта, проверки применяемого в настоящее время коэффициента для расчета сухих веществ в исходном сусле и определения приблизительного количества декстрина были выполнены расчеты, результаты которых представлены в таблице V.
Таблица V. — Изменения, происходящие при превращении сусла в пиво и эль.
Product. Loss in solids. Loss in sugar. Alcohol. Loss in solids divided by alcohol. Difference between loss in solids and loss in sugar.
Grams
per 100 cc. Grams
per 100 cc. Grams
per 100 cc. Grams
per 100 cc.
Beer (all-malt) 8.59 8.45 3.85 2.23 0.14
Do 8.55 8.43 3.91 2.18 .12
Do 8.27 8.49 3.83 2.13 .22