Войти
Взвешивание хмеля химические соединения в пиве дают это отличительный вкус, запах и внешний вид. Большинство соединений в пиве происходит в результате метаболической активности растений и дрожжей, поэтому они рассматриваются в областях биохимии и органической химии. Основным исключением является то, что пиво содержит более 90% воды, а минеральные ионы в воде (жесткость) могут оказывать значительное влияние на вкус.
Четыре основных ингредиента используются для изготовления пива в процессе пивоварения.
Источник углеводов является неотъемлемой частью пива потому что одноклеточные дрожжевые организмы превращают углеводы в энергию для жизни. Дрожжи метаболизируют источник углеводов с образованием ряда соединений, включая этанол. Процесс пивоварения начинается с соложения и затирания, при котором длинные углеводы в зерне ячменя расщепляются на более простые сахара. Это важно, потому что дрожжи могут метаболизировать только очень короткие цепи сахаров. Длинные углеводы - это полимеры, большие разветвленные связи одной и той же молекулы снова и снова. В случае ячменя мы в основном видим полимеры под названием амилопектин и амилозу, которые состоят из повторяющихся связей глюкозы. В очень больших временных масштабах (термодинамически) эти полимеры разрушались бы сами по себе, и не было бы необходимости в процессе соложения. Обычно процесс ускоряется за счет нагрева зерна ячменя. Этот процесс нагревания активирует ферменты, называемые амилазами. Форма этих ферментов, их активный центр, придает им уникальную и мощную способность ускорять эти реакции разложения более чем в 100 000 раз. Реакция, происходящая в активном центре, называется реакцией гидролиза, которая представляет собой расщепление связей между сахарами. Повторный гидролиз расщепляет длинные полимеры амилопектина на более простые сахара, которые могут перевариваться дрожжами.
Амилопектин состоит из множества молекул глюкозы, связанных между собой 1,6- или 1,4-связями. Хмель - это цветы хмеля Humulus lupulus. Эти цветы содержат более 440 эфирных масел, которые придают пиву аромат и негорький вкус. Однако отчетливая горечь, особенно характерная для светлых элей, происходит от семейства соединений, называемых альфа-кислотами (также называемыми гумулонами ) и бета-кислотами (также называемыми лупулонами). Как правило, пивовары считают, что α-кислоты придают пиву приятную горечь, тогда как β-кислоты считаются менее приятными. α-кислоты изомеризуются в процессе кипения в изображенной реакции. Шестичленное кольцо в гумулоне изомеризуется в пятичленное кольцо, но обычно не обсуждается, как это влияет на воспринимаемую горечь.
Гумулон - это альфа-кислота и один из основных вкусовых компонентов хмеля. Химия пива часто касается реакций таких молекул и того, как лучше контролировать их для достижения наилучшего вкуса. 
Химические структуры, демонстрирующие ферментацию этанола В пиве метаболические отходы дрожжей являются важным фактором. В аэробных условиях дрожжи будут использовать простые сахара из процесса соложения в гликолизе и отправлять основной органический продукт гликолиза (пируват) в углекислый газ и воду посредством клеточного дыхания, многие домашние пивовары используют этот аспект метаболизм дрожжей для карбонизации пива. Однако в анаэробных условиях дрожжи не могут использовать конечные продукты гликолиза для выработки энергии клеточного дыхания. Вместо этого они полагаются на процесс, называемый ферментацией. Ферментация превращает пируват в этанол через промежуточное соединение ацетальдегид.
Вода часто может играть очень важную роль в вкусе пива, поскольку она является основным ингредиентом. Разновидности ионов, присутствующие в воде, могут влиять на метаболические пути дрожжей и, таким образом, на метаболиты, которые можно почувствовать на вкус. Например, кальций и железо необходимы в небольших количествах для выживания дрожжей, потому что эти металлы обычно являются кофакторами для дрожжевых ферментов.
В аэробных условиях дрожжи превращают сахар в пируват, а затем превращает пируват в воду и двуокись углерода. Этот процесс может привести к карбонизации пива. При коммерческом производстве дрожжи работают в анаэробных условиях, превращая пируват в этанол, и не карбонизируют пиво. Пиво газируется сжатым CO2. При разливе пива углекислый газ, растворенный в пиве, образует пузырьки. Эти пузырьки растут и ускоряются по мере подъема, питаясь близлежащими более мелкими пузырьками, явление, известное как созревание Оствальда. Эти более крупные пузыри приводят к образованию «более крупной» пены на поверхности разлитого пива.
Пиво может быть газировано CO 2 или другими газами, такими как азот. Эти газы не так растворимы в воде, как углекислый газ, поэтому они образуют пузырьки, которые не растут в процессе созревания Оствальда. Это означает, что у пива более мелкие пузырьки и более сливочная и стабильная пена. Этот менее растворимый газ придает пиву более гладкую текстуру. С точки зрения пива, ощущение во рту гладкое, а не пузырьковое, как у пива с нормальной карбонизацией. Нитро пиво может иметь менее кислый вкус, чем обычное пиво.
Особая проблема с пивом заключается в том, что, в отличие от вина, его качество ухудшается с возрастом. Запах кошачьей мочи и аромат, называемый рибами, названный в честь рода черной смородины, имеет тенденцию развиваться и достигать максимума. При этом преобладает запах картона, связанный с выделением 2-Ноненал. В целом химики считают, что "неприятный привкус" старого пива вызван реактивными формами кислорода. Они могут иметь форму, например, свободных от кислорода радикалов, которые могут изменять химические структуры соединений в пиве, которые придают им его вкус. Кислородные радикалы могут вызывать повышение концентрации альдегидов в результате реакций разложения по Штрекеру аминокислот в пиве.
Пиво уникально по сравнению с другими алкогольные напитки, потому что в окончательной упаковке он нестабилен. Существует множество переменных и химических соединений, которые влияют на вкус пива на этапах производства, а также во время хранения пива. Пиво будет приобретать неприятный привкус во время хранения из-за многих факторов, включая солнечный свет и количество кислорода в свободном пространстве бутылки. Помимо изменения вкуса, пиво также может вызывать визуальные изменения. При хранении пиво может стать мутным. Это называется коллоидной стабильностью (образование помутнения) и обычно вызвано сырьем, используемым в процессе пивоварения. Первичная реакция, вызывающая помутнение пива, - это полимеризация полифенолов и связывание со специфическими белками. Этот тип помутнения можно увидеть, когда пиво охлаждается ниже 0 градусов по Цельсию. Когда пиво нагревается до комнатной температуры, дымка растворяется. Но если пиво хранится при комнатной температуре слишком долго (около 6 месяцев), образуется постоянная дымка. Исследование, проведенное Heuberger et al. делает вывод, что температура хранения пива влияет на стабильность вкуса. Они обнаружили, что профиль метаболитов пива при комнатной температуре и при хранении при низких температурах значительно отличается от свежего пива. У них также есть доказательства, подтверждающие значительное окисление пива после нескольких недель хранения, которое также влияет на вкус пива.
привкус в пиве, такой как вкус картона или зеленого яблока, часто ассоциируется с появлением черствых альдегидов. Альдегиды Стрекера, отвечающие за изменение вкуса, образуются во время хранения пива. Филип Уитсток и др. провели эксперименты, чтобы проверить, что вызывает образование альдегидов Штрекера во время хранения. Они обнаружили, что только концентрация аминокислот (Leu, Ile и Phe, в частности) и концентрация кислорода вызывают образование альдегида Стрекера. Они также проверили добавки углеводов и Fe2 +. Была обнаружена линейная зависимость между образующимися альдегидами Стрекера и общим упакованным кислородом.1 Это важно для пивоваров, чтобы они могли контролировать вкус своего пива. Wietstock заключает, что укупорка пива коронными пробками с кислородным барьером уменьшит образование альдегида Стрекера.
В другом исследовании, проведенном Vanderhaegen et al., Различные условия выдержки были проверены на бутылочном пиве через 6 месяцев. Они обнаружили, что уменьшение содержания летучих сложных эфиров отвечает за ослабление фруктового вкуса. Они также обнаружили увеличение количества многих других соединений, включая карбонильные соединения, этиловые эфиры, соединения Майяра, диоксоланы и фурановые эфиры. Карбонильные соединения, как было заявлено ранее в экспериментах Wietstock, будут создавать альдегиды Стрекера, которые имеют тенденцию вызывать аромат зеленого яблока. Известно, что сложные эфиры вызывают фруктовые ароматы, такие как груша, розы и бананы. Компаунды Майяра придадут тостовый солодовый вкус.
Исследование, проведенное Чарльзом Бамфортом и Роем Парсонсом, также подтверждает, что привкус черствого пива вызван различными карбонильными соединениями. Они использовали тиобарбитуровую кислоту (TBA) для оценки веществ, вызывающих старение, после использования метода ускоренного старения. Они обнаружили, что черствость пива снижается за счет поглотителей гидроксильных радикалов, таких как маннит и аскорбиновая кислота. Они также проверили гипотезу о том, что экстракты соевых бобов, включенные в ферментирующее сусло, увеличивают срок хранения пивного вкуса.
Портал пива 
Портал химии 