Pravilnik o pivu to piće definira kao „proizvod dobiven alkoholnim vrenjem pivske sladovine upotrebom čistih kultura pivskih kvasaca Saccharomyces cerevisiae, a iznimno spontanim vrenjem ili uporabom mješovitih mikrobnih kultura.“ Ono spada u alkoholna pića s manjom koncentracijom alkohola – od 3 do 13 %.

Osnovne sirovine za izradu piva su voda, pivarski slad, hmelj i kvasac. Jedno je od najpopularnijih pića na svijetu, pa tako i u Hrvatskoj, čemu svjedoči godišnji prosjek od 82 litre popijenog piva po stanovniku.

Osnovni pojmovi u pivarstvu

PIVO – pjenušavo osvježavajuće piće s malim udjelom alkohola i karakterističnom aromom po hmelju, dobiveno alkoholnim vrenjem pivske sladovine pomoću pivskog kvasca.

PIVARSKI JEČAM- pljevičasti dvoredni ječam vrste Hordeum sativum

JEČMENI SLAD – proklijalo i osušeno zrno pivarskog ječma

HMELJ – biljka čije se šišarice koriste za postizanje karakteristične gorčine i arome piva

PIVSKI KVASAC- jednostanični mikroorganizam koji fermentacijom šećere pretvara u ugljični-dioksid i etanol

PIVSKA SLADOVINA- vodeni ekstrakt pivskog slada, neslađenih sirovina i hmelja

EKSTRAKT – svi otopljeni sastojci u sladovini

NESLAĐENE SIROVINE- su sve neisklijale žitarice, poput ječma, pšenice, kukuruza, riže, njihova brašna ili škroba

SLADNA PREKRUPA – samljeveni slad ili druga neslađena sirovina

KOMINA – mješavina sladne prekrupe i tople vode

UKOMLJAVANJE – proizvodnja pivske sladovine, miješanjem i zagrijavanjem komine

TROP – netopljivi dio komine koji se prvenstveno sastoji od celuloze, proteina i sirovih vlakana

FERMENTACIJA – anaerobni biokemijski proces (bez prisutnosti kisika) tijekom kojeg se glukoza uz pomoć kvasca i njegovih enzima razlaže do ugljičnog dioksida i alkohola (etanola)

ODLEŽAVANJE/DOZRIJEVANJE – držanje mladog piva na niskoj temperaturi do trenutka otakanja u ambalažu

Kuhanje sladovine (izvor pivarium.com)

Vrste ili stilovi piva se mogu podijeliti u nekoliko glavnih kategorija prema određenim parametrima:

1. Vrsti kvasca za vrenje sladovine

a) Lager – pivo donjeg vrenja

Koriste se kvasci roda Saccharomyces pastorianus (S. carlsbergensis) ili kvasci donjeg vrenja koji na kraju fermentacije potonu na dno fermentora

b) Ale kvasciroda Saccharomyces cerevisiae ili kvasci gornjeg vrenja – na kraju fermentacije ostaju suspendirani u mladom pivu (iako s vremenom također potonu na dno)

c) Tzv. «divlji kvasci» (npr. Brettanomyces) – za proizvodnju spontano prevrelih piva (npr. Lambic, Gueuze i dr.)

d) Afričko pivo koje se proizvodi od prosenog slada uz pomoć posebne vrste kvasca (Schizosaccharomyces pombe)

2. Masenom udjelu ekstrakta (suhe tvari) u sladovini

a) Slaba / laka (6 – 9 %) – malen udjel alkohola i neprevrelog ekstrakta

b) Standardna (10 – 12 %) – najčešće primjenjivana koncentracija ekstrakta u pivarstvu

c) Specijalna (12,5 – 14 %) – sadrže puno neprevrelog ekstrakta

d) Dvostruko sladna (18 – 22 %) – „jaka” piva (povećani udjel neprevrelog ekstrakta i alkohola)

e) Ječmena vina (16 – 26 %) – volumni udjel alkohola kao u vinu (više od 8 %)

3. Glavnoj sirovini za proizvodnju sladovine

a) Ječmeni slad – velika većina svih lager i ale piva se proizvodi od ječmenog slada

b) Pšenični slad – zamjenom najmanje 50 % ječmenog sa pšeničnim sladom dobiva se pšenično pivo

c) proseni slad – tradicionalno afričko pivo

d) Raženi slad – ne koristi se često, ali zbog svojih svojstava (voćni , gorki, pikantni okus) se koristi za proizvodnju posebnih vrsta piva

4. Boji – ovisno o vrsti korištenog slada se dobivaju piva različite boje (svijetla, crvena, tamna, crna)

5. Udjelu (najčešće volumnom) alkohola u pivu

a) Bezalkoholna piva – mogu sadržavati do 0,5 vol. % alkohola, a iznimka su islamske zemlje, gdje bezalkoholno pivo ne smije sadržavati nimalo alkohola

b) Piva s malim udjelom alkohola – lagana piva, (ispod 3,5 vol. % alkohola)

c) Standardna ili jednostavna piva, standardna lager i ale piva (više od 3,5 vol. % alkohola)

d) Jaka piva – proizvode se iz sladovine s više od 12,5 % ekstrakta i sadrže više od 5 vol. % alkohola

d) Ječmena vina imaju udjel alkohola sličan kao u vinu (više od 10 vol %).               

Sirovine za proizvodnju piva

Glavni sastojci piva

            Ječam

Ječam (lat . Hordeum vulgare) je jednogodišnja biljka iz porodice trava (lat. Poaceae). Prema proizvedenoj količini ječam je četvrta žitarica u svijetu, iza pšenice, riže i kukuruza. Zbog boljeg prinosa i kvalitete zrna, za proizvodnju pivarskog slada se najčešće koriste ozime i ozimo-jare sorte dvorednog ječma (lat. Hordeum distichum L.). Dvoredni ječam ima veće i deblje zrno, najčešće s tanjom, manje naboranom pljevicom pa zbog toga ima i veći udio škroba, a manje polifenola i gorkih sastojaka.

Razlog zašto se za proizvodnju piva uglavnom koristi ječam, a ne neka druga žitarica je prvenstveno njegov visok udio amilolitičkih enzima (𝛼-amilaza i β-amilaza) koji tijekom ukomljavanja u pivovari razlažu škrob na glukozu i maltozu. To su jednostavni šećeri koji kasnije, tijekom fermentacije, služe kvascima kao primarni izvor energije.

Da bi se od ječma moglo proizvesti pivo, potrebno je provesti slađenje tijekom kojeg se u zrnu događa niz nužnih biokemijskih promjena. Najvažnije su oslobađanje, sinteza i aktivacija enzima te citoliza – razgradnja staničnih stijenki škrobnih stanica u endospermu zrna uz pomoć enzima proteinaza i β-glukanaza. Iako se vrlo rijetko provodi u pivovari, slađenje se može smatrati prvim korakom u proizvodnji piva. Proces počinje močenjem tijekom kojeg zrno upija vodu, bubri i naposljetku poveća volumen za jednu trećinu. Enzimi važni za proces slađenja imaju jako smanjenu aktivnost ili su potpuno neaktivni u uskladištenom ječmu te se s povećanjem udjela vode u zrnu aktiviraju i počinje proces klijanja. S povećanjem udjela vode u zrnu, pojačava se unutarstanično disanje, najprije sporo, a zatim brzo. Posljedica je nakupljanje ugljičnog dioksida (CO2) i zagrijavanje zrna zbog oslobođene topline, zbog čega je tijekom močenja nužno provjetravanje. Stupanj močenja (udio vode namočenog ječma koji se izražava u postocima) je različit ovisno o vrsti slada koja se proizvodi (npr. za proizvodnju svijetlog ili Pilsner slada udio vode nakon močenja mora biti 42-44 %, a za tamni slad 44-47 %). Klijanje zrna počinje kad se udio vode u njemu poveća iznad 30 % pa stoga taj proces zapravo počinje već tijekom močenja. Tijekom klijanja rastu lisna klica i korjenčići, stvaraju se enzimi i događaju se različite metaboličke promjene. Na kraju procesa korjenčići bi trebali biti oko 1,5 puta duži od dužine zrna za Pilsnerski slad, a dva puta duži od zrna za tamni slad. Proces klijanja se prekida sušenjem slada u svrhu sprječavanja daljnje modifikacije i njome izazvanih gubitaka. Tijekom sušenja se udio vode smanjuje s više od 40 % na manje od 5 % da bi se slad mogao skladištiti. Sa smanjenjem udjela vode, svi životni procesi u sladu (npr. klijanje, modifikacija i enzimska aktivnost) se zaustavljaju. S druge strane, enzimski potencijal treba biti u potpunosti zadržan. Velika se pažnja posvećuje stvaranju ili izbjegavanju stvaranja obojenih spojeva i onih koju pivu daju okus, ovisno o tome kakav slad se proizvodi (svijetli, tamni i sl.). Danas na tržištu postoji puno različitih vrsta sladova koji se prvenstveno razlikuju po sirovini od koje se dobivaju (ječmeni, pšenični, raženi, proseni) i po boji (od svijetlih, preko karamelnih do tamnih, prženih sladova). Prilikom razvoja recepture za neko novo pivo, majstor pivar odlučuje koje sladove će koristiti i u kojim omjerima.

            Hmelj

Suvremeni hmelj je dobiven iz divlje biljke za koju se vjeruje da potječe iz Mongolije gdje se razvila prije najmanje 6 milijuna godina – u Egipatskim spisima iz 1. st. n. e. je opisana kao salatna biljka. Prije nego se hmelj počeo upotrebljavati u pivarstvu, kao začin su se koristile razne biljke (npr. mirta, stolisnik, bršljan, ružmarin, kadulja i sl.), a takve mješavine su se nazivale «grut». Prema botaničkoj podjeli, hmelj spada u obitelj Cannabinaceae, rod Humulus, vrsta Lupulus L. Iako je srodnik kanabisa, hmelj ne sadrži spojeve koji daju opojna svojstva marihuani. To je dvospolna (postoje muške i ženske biljke), višegodišnja biljka (trajnica) puzavica podrijetlom iz Azije, Sjeverne Amerike i Europe, ali se također uspješno uzgaja i u Australiji. Šišarka hmelja koja se koristi u pivarstvu je zapravo produktivni ženski cvijet.

Hmelj ima određena antimikrobna svojstva pa u pivu služi i kao svojevrsni konzervans. Upravo to njegovo svojstvo je glavni razlog zašto se tako dugo zadržao kao jedini začin koji se koristi u pivarstvu. Kako je nastao stil piva Indian Pale Ale (IPA)? Kad su u prošlosti Englezi brodovima transportirali pivo u svoju koloniju Indiju, a da se ono ne bi pokvarilo na takvom višemjesečnom putovanju, morali su u njega dodati veliku količinu hmelja koji je služio kao konzervans. Zato je danas taj stil piva poznat kao izrazito zahmeljen, gorak i aromatičan.

Danas, kad se rok za konzumaciju piva produljuje na druge načine (npr. pasterizacijom) to svojstvo hmelja više nije toliko važno pa se primarno koristi za postizanje gorčine i davanje pivu određene, karakteristične arome (npr. voćna, cvjetna i sl.). Prema tome, glavna podjela hmelja je na dvije grupe sorti – gorke i aromatične sorte. Gorke sorte pivu prvenstveno daju gorčinu, iako imaju i određenu aromu (imaju viši udjel gorkih 𝛼-kiselina, a niži udjel eteričnih/aromatičnih ulja), dok su aromatične sorte primarno zadužene za osiguravanje specifične hmeljne arome, iako imaju i određenu gorčinu (niži udjel 𝛼-kiselina i veći udjel eteričnih ulja). Gorke sorte hmelja se zato u sladovinu dodaju na početku kuhanja, a aromatične na kraju da se spriječi isparavanje lako hlapivih eteričnih ulja. Drugi način na koji pivari zadržavaju aromu hmelja u pivu je tzv. suho hmeljenje – peleti aromatične sorte hmelja se stavljaju u već gotovo pivo i tamo se maceriraju određeno vrijeme. Taj postupak je moguć samo u malim, zanatskim («craft») pivovarama ili na kućnim («homebrew») sustavima, dok se u industrijskim postrojenjima generalno ne primjenjuje. Danas se u modernoj pivarskoj praksi više gotovo pa uopće ne koriste neprerađene šišarice, već se zbog više razloga koriste različiti proizvodi od hmelja (hmeljni peleti i ekstrakti hmelja).

Zmajska pivovara je prva craft pivovara u RH

            Kvasac

Stanice kvasca su ovalnog do okruglog oblika, dužine 8-10 µm i širine 5-7 µm (za usporedbu, stanice kuglastih bakterija imaju promjer od 1 µm). Osnovni tip stanice je blastospora koja se razmnožava nespolnim načinom – pupanjem tijekom čega roditeljska stanica stvara pup na svojoj vanjskoj površini. To su mikroorganizmi koji energiju mogu dobivati na dva načina:

1. staničnim disanjem, uz kisik(aerobno) tijekom čega se proizvodi velika količina energije, a koju kvasci koriste za rast i razmnožavanje – krajnji produkti su voda i ugljični dioksid.

2. fermentacijom, bez kisika (anaerobno) gdje nastaje puno manje energije, a krajnji produkti su etanol i ugljični dioksid.

Za proizvodnju piva se koriste prije spomenuti, odabrani sojevi pivskog kvascasposobni da tijekom vrenja i doviranja: brzo i visoko previru aeriranu sladovinu do etanola i poželjne koncentracije nusproizvoda vrenja (kiseline, viši alkoholi, aldehidi, ketoni); uspješno reduciraju diacetil; dobro flokuliraju i talože se te ostaju stabilni tijekom višekratne upotrebe, pa pivu uvijek daju isti okus i miris.

            Voda

Voda je volumno najzastupljenija sirovina u pivu te može bitno utjecati na njegovu kvalitetu. Da bi se proizvelo pivo određenog stila, potrebno je prilagoditi ionski sastav vode (količina i vrsta otopljenih soli u vodi) te iz nje izdvojiti sve ono što bi moglo nepovoljno utjecati na njegovu kvalitetu. Ako se za proizvodnju piva koristi voda iz rijeke, jezera, bunara, podzemnog izvora i sl., poželjno je takvu vodu mikrobiološki testirati i po potrebi tretirati nekom od dostupnih tehnika (klorom, klor-dioksidom, ozonom, UV zrakama, sterilnom filtracijom).

U najvećem broju pivovara se za proizvodnju piva ipak koristi vodovodna voda koja je mikrobiološki čista. Stoga takve pivovare jedino moraju prilagoditi ionski sastav svoje vode, tj. u najvećem broju slučajeva, omekšati ju. Za to se mogu koristiti različite tehnike: upotreba gašenog vapna (Ca(OH)2); dodavanje kiselina u malim količinama (sumporna, klorovodična i fosforna); ionska izmjena; demineralizacija i reverzna osmoza. Da bi se iz vodovodne vode uklonio klor (koji može prouzrokovati nepoželjan okus i miris piva), koristi se filtracija preko aktivnog ugljena.

Mnoge industrijske pivovare prakticiraju tzv. “high gravity” postupak proizvodnje kojim se proizvodi pivo s udjelom alkohola višim od onog koji bi trebao biti u gotovom proizvodu spremnom za prodaju. Takvo pivo se razrjeđuje do određenog udjela alkohola, najčešće tijekom procesa filtracije. Voda za razrjeđivanje bi osim mikrobiološke čistoće morala imati vrlo nizak udio otopljenog kisika što se postiže grijanjem, injektiranjem inertnog plina (kao npr. CO2 ili N2) ili kombinacijom ta dva postupka.

Dodaci u proizvodnji piva

Enzimski potencijal slada je dovoljan da metabolizira dodatni škrob – zbog toga se, iz ekonomskih razloga, dio slada (obično 15 – 20 %) zamjenjuje s neslađenim žitaricama. U tu svrhu se najčešće koriste proizvodi od kukuruza (krupica, pahuljice, rafinirana krupica, kukuruzni sirup), riže (krupica i pahuljice), neslađeni ječam, šećer, glukozni sirup i šećer za bojanje (E150). U Hrvatskim industrijskim pivovarama se kao neslađena žitarica primarno koristi kukuruz (kukuruzna krupica ili pahuljice), prvenstveno zbog svoje niske cijene i lake dobavljivosti. Makar, da bi poboljšale kvalitetu svojih proizvoda, u zadnje vrijeme i velike pivovare polako odustaju od korištenja dodataka i kao isključivu sirovinu za dobivanje sladovine koriste ječmeni (ili pšenični) slad.

Zanatske («craft») pivovare u pravilu ne koriste dodatke u svojoj proizvodnji iz dva važna razloga. Prvi je tehnološke prirode, tj. da bi mogli proizvesti sladovinu s neslađenim žitaricama, potrebno je u sklopu varionice imati dva kotla (komovnjak i kotao komine). Zbog visoke cijene takve opreme koju si najčešće teško mogu priuštiti, male pivovare u pravilu imaju samo jedan kotao, tj. komovnjak. Drugi razlog je «filozofija» koja prati zanatske pivovare, a koja nalaže takvim pivarima da koriste samo najbolje sastojke od kojih će moći proizvesti samo najbolje pivo. S obzirom da neslađene žitarice i drugi dodaci ne doprinose dobrom okusu piva, oni se stoga jako rijetko koriste. Naravno, to nije isključivo tako i sigurno ima izuzetaka.

Bavarskim zakonom o čistoći piva (Reinheitsgebot ) donesenim 23. travnja 1516. godine, a koji je u Njemačkoj još uvijek na snazi, zabranjuje se svaka upotreba dodataka. On između ostalog kaže da se za proizvodnju piva smiju koristiti samo ječmeni slad, hmelj i voda (tada kvasci još nisu bili otkriveni). Navedeni zakon je imao tri glavna cilja – da zaštiti konzumente od previsokih cijena piva; da zabrani korištenje pšenice za proizvodnju piva kako bi se moglo proizvesti više kruha te da spriječi nesavjesne pivare da kao konzervanse ili začine u pivu koriste otrovne i/ili halucinogene sastojke.

I Hrvati imaju veliku kulturu ispijanja piva

Tehnološki proces proizvodnje sladovine i piva

Slad se prije ukomljavanja mora usitniti da bi enzimi (npr. 𝛼- i β-amilaza) lakše došli do svog supstrata (npr. škroba) i razgradili ga do jednostavnijih molekula (npr. maltoze, glukoze). Cilj je da se endosperm što bolje usitni, a pljevica sladnog zrna sačuva, poglavito ako se za odvajanje sladovine od tropa koristi kada za cijeđenje. Izbor mlina i načina usitnjavanja ovisi o tehnološkom postupku cijeđenja/filtracije ošećerene komine, tj. vrsti uređaja za odvajanje sladovine od tropa (kad za cijeđenje ili kominski filtar).

Fermentacijski spremnik

U praksi se razlikuje nekoliko različitih postupaka usitnjavanja: suho drobljenje (najjednostavniji način usitnjavanja slada i najčešće se primjenjuje u mikro i malim, zanatskim («craft» pivovarama), mokro drobljenje, suho usitnjavanje u mlinu čekičaru i disperzijsko mljevenje (zadnja dva postupka se koriste kad se za odvajanje sladovine od tropa koristi kominski filtar).

Nakon što je slad (i eventualno neslađene sirovine) usitnjen i voda pripremljena (npr. omekšana i zagrijana) slijedi proces ukomljavanja koji se odvija u komovnjaku i/ili kotlu za kominu. To je tehnološki postupak prevođenja netopljivih (npr. škrob, celuloza, proteini velike molekulske mase i dr.) ili djelomično topljivih sastojaka slada u topljive koji jedino tako mogu prijeći u pivo. S mikrobiološkog aspekta, to je proizvodnja hranjive podloge u kojoj će kvasci rasti i razmnožavati se te na kraju, fermentacijom proizvesti pivo. Većina promjena koje se događaju tijekom ukomljavanja je katalizirano enzimima iz slada. Svaki enzim ima svoju optimalnu temperaturu i pH-vrijednost pri kojoj je njegova aktivnost najveća. Može se reći da je hidroliza škroba najvažnija promjena do koje dolazi tijekom ukomljavanja. Ona se odvija u tri faze koje se međusobno preklapaju:

1. KLAJSTERIZACIJA – prevođenje škroba u škrobni ljepak (to nije enzimatski proces)

2. LIKVEFAKCIJA – otapanje škrobnog ljepka u vodi – razgradnja škroba na dekstrine (događa

     se djelovanjem 𝛼-amilaze)

3. ŠEĆERENJE – razgradnja otopljenog ljepka do gradbenih šećernih jedinica – najviše

maltoze, a malo glukoze, maltotrioze (događa se djelovanjem β-amilaze)

Ukomljavanje se provodi do tzv. “jod normalne boje”, tj. do trenutka kad se sav škrob otopio (škrob s jodom daje plavo obojenje, makromolekulski dekstrini ljubičasto, a niskomolekulski crveno; glukoza, maltoza i maltotrioza ne daju nikakvo obojenje, tj. boja otopine joda ostaje nepromijenjena). Tijekom ukomljavanja još dolazi do razgradnje proteina (uz pomoć različitih enzima peptidaza), β-glukana (za što su odgovorne različite β-glukanaze), masnih kiselina te fosfata. Također dolazi i do oslobađanja polifenola iz pljevice. Ukomljavanje se može provoditi u komovnjaku i/ili kotlu za kominu. To su toplinski izolirane posude sa mogućnošću zagrijavanja, koje na dnu imaju ugrađenu miješalicu.

Zbog optimalnog iskorištenja aktivnosti raspoloživih enzima, sladna se komina neko vrijeme zadržava na optimalnim temperaturama za njihovo djelovanje:

  • 45 do 55 °C; tzv. stanka za razgradnju proteina: 40 do 60 min. (proteoliza)
  • 62 do 65 °C; tzv. stanka za nastajanje maltoze: 30 do 45 min. (β-amilaza)
  • 70 do 75 °C; tzv. stanka za potpuno šećerenje: 30 do 45 min. (α-amilaza)
  • 78 °C; završetak ukomljavanja

Tri su osnovna postupka ukomljavanja:

1. Infuzijski – najjednostavniji, temperatura komine se postupno povećava, uz stanke, do završetka pri temperaturi od 78°C – gotovo pa isključivo se koristi u malim, zanatskim pivovarama

2. Dvojno ukomljavanje ili postupak s dvije komine – upotrebljava se kad se u proizvodnji piva koriste i neslađene žitarice (npr. kukuruzna krupica)

3. Dekokcijski (odvarni) postupak – iz komovnjaka se uzima jedan dio komine, kuha u kotlu komine i zatim vraća natrag u komovnjak (često se koristi za ukomljavanje slabije razgrađenog slada)

Proces nastanka piva

Samo sladovina se koristi za proizvodnju piva pa se zato mora što je više moguće odvojiti od tropa – tijekom cijeđenja je potrebno dobiti što više ekstrakta.

Za odvajanje sladovine od tropa koriste se, ovisno o opremi varionice, dva postupka:

1. cijeđenje sladovine kroz sloj tropa istaloženog na perforiranom dnu cijednjaka (kade

 za cijeđenje) – najčešće upotrebljavani način u zanatskim pivovarama

2. filtracija sladovine kroz filtarsko platno obješeno preko filtarske ploče u tzv. kominskom

filtru – zbog brzine i efikasnosti se često upotrebljava u velikim, industrijskim pivovarama.

Zbog visoke cijene takve opreme, vrlo se rijetko može vidjeti u zanatskim pivovarama.

Dobivena sladovina (prvijenac + naknadni naljevi) se uz dodatak hmelja kuha 50 – 60 min. tijekom čega gorki i aromatični hmeljni sastojci prelaze u sladovinu uz istovremeno taloženje proteina. Kuhanje sladovine se provodi u kotlu za kuhanje sladovine tijekom čega se događaju brojni važni procesi:

1. otapanje i izomerizacija hmeljnih sastojaka – kako su prirodne α-kiseline iz hmelja (humulon) netopljive u hladnoj sladovini, moraju se kuhanjem prevesti u oblik topljiv u vodi – izohumulon

2. nastajanje i taloženje proteinsko-taninskih spojeva – zbog veličine svojih molekula, visokomolekularni proteini, ako su topivi u vodi, koaguliraju tijekom kuhanja. Prilikom toga, oni se vežu s polifenolima (taninima) iz hmelja i slada, što dodatno ubrzava  koagulaciju

3. isparavanje vode – kuhanjem se razrijeđena sladovina koncentrira na zadanu koncentraciju ekstrakta

4. sterilizacija sladovine – svi mikroorganizmi u sladovini uništavaju se te se ona sterilizira

5. uništavanje svih enzima – važno zbog toga jer kasnije ne može doći do nekontrolirane promjene sastava sladovine

6. termičko izlaganje sladovine – dolazi do stvaranja obojenih produkata (melanoidina, Strecker-ovih aldehida i dr.) pa zbog toga sladovina postaje tamnija

7. povećanje kiselosti sladovine

8. nastajanje reducirajućih spojeva

9. isparavanje nepoželjnih spojeva arome

Proteinske pahulje („lom”), koje su nastale denaturacijom proteina imaju promjer čestica od 30 – 80 μm i nazivaju se toplim ili grubim talogom. Lako se izdvajaju iz ohmeljene sladovine taloženjem, jer im je specifična masa veća od specifične mase sladovine. Njihovo taloženje je obvezno, jer kad bi ostale u sladovini, one bi ometale potpuno bistrenje sladovine, lijepile se za stanice kvasca tijekom fermentacije; povećavale udjel taloga u pivu i otežavale filtraciju piva. U suvremenoj pivarskoj praksi se za odvajanje toplog taloga iz sladovine koriste tzv. whirlpool ili taložnjak te različiti centrifugalni separatori. Nakon odvajanja toplog taloga se sladovina mora ohladiti na temperaturu od 6 do 8 °C za što se koristi pločasti izmjenjivač topline. Primarni razlog hlađenja je dovođenje sladovine na temperaturu optimalnu za nacjepljivanje kvasca, a da se spriječi toplinski šok. Ono je također vrlo važno jer duge stanke na srednjim temperaturama povećavaju rizik od rasta nepoželjnih mikroorganizama koji mogu pokvariti pivo. Kvascima je za rast i razvoj potreban kisik, prvenstveno za sintezu sterola i masnih kiselina, a koji su glavne komponente stanične membrane (fosfolipidi) i bez kojih ona ne može biti stvorena. Zbog toga je nakon hlađenja potrebno sladovinu aerirati, tj. u njoj otopiti dovoljnu količinu kisika. To je jedini dio u procesu proizvodnje piva gdje se namjerno dodaje kisik koji je inače «glavni neprijatelj» piva. Za nacjepljivanje sladovine se koristi čista kultura kvasca koja se počinje umnožavati u laboratoriju od jedne stanice, a nastavlja u pogonu (u pogonu za propagaciju kvasca te u tankovima / fermentorima za glavno vrenje) da bi se dobio potreban broj, odnosno potrebna masa stanica: 15 – 18 x 106 anaerobno umnoženih stanica/ml, tj. 6 – 10 x 106 aerobno umnoženih stanica/ml.

S obzirom da zanatske pivovare u pravilu nemaju mikrobiološki laboratorij ni posebni pogon za propagaciju kvasca, oni najčešće koriste kvasce u praškastom obliku koji se prije inokulacije u sladovinu moraju rehidrirati, tj. reaktivirati. Bez obzira na tehnologiju pripreme kvasca, on u trenutku nacjepljivanja u sladovinu mora biti visoko aktivan, s malim brojem mrtvih stanica, a što onda omogućava normalnu fermentaciju i dobru kvalitetu gotovog piva.

Fermentacija i odležavanje se mogu provoditi na klasični i suvremeni način. Klasični postupak započinje kao glavno vrenje u jednom tanku smještenom u posebnom odjeljenju pivovare (tzv. vrioni podrum), a nastavlja se kao naknadno vrenje, dozrijevanje ili odležavanje mladog piva u drugom tanku koji se nalazi u ležnom podrumu. U tom postupku je, stoga, potrebno imati najmanje dva spremnika za jednu šaržu jer se pivo na kraju primarne fermentacije (kad se kvasac istaloži na dno) uklanja s kvasca i prebacuje na odležavanje u drugi spremnik. Suprotno tome, cijeli postupak fermentacije i odležavanja se u suvremenom načinu odvija u jednoj posudi, tzv. cilindrično-konusnom fermentoru (CKF). U tom se postupku kvasac na kraju primarne fermentacije istaloži u konusno dno fermentora, odakle se ispušta, dok pivo ostaje u njemu, gdje se hladi i ohlađeno odležava određeno vrijeme ovisno o stilu koji se proizvodi. Prednosti suvremenog postupka u odnosu na klasični su: manji troškovi pranja; manji gubici CO2; manji gubici piva (kvašenje); ušteda vremena i energije (nema prepumpavanja u drugi spremnik); nema opasnosti od otapanja kisika u pivu. Sve suvremene pivovare (i industrijske i zanatske) danas koriste suvremeni postupak, makar ima i onih koje svoje pivo još uvijek proizvode na klasičan način.

Punjenje se najčešće vrši u tamne i staklene boce (punionica)

Mlado pivo nakon primarne fermentacije nije spremno za konzumaciju te mora određeno vrijeme odležati na niskoj temperaturi, a što za cilj ima:

1. zasititi pivo sa CO2, pa se proces vodi pod povišenim tlakom pri niskoj temperaturi (+1 do -1°C), što pogoduje otapanju ugljičnog dioksida

2. „isprati” hlapive sastojke (npr. sumporne spojeve) s CO2, koji nastaje tijekom doviranja, a na svojem putu kroz mlado pivo do izlaznog ventila na vrhu tanka odnosi nepoželjne hlapive sastojke

3. izdvojiti sve suspendirane sastojke koji se mogu istaložiti, radi prirodnog bistrenja piva

4. smanjiti udjel nepoželjnih spojeva – diacetila (na manje od 0,1 mg/L) i acetaldehida (na manje od 8mg/L)

Glavne faze tijekom fermentacije (pri proizvodnji lager piva):

1. nacjepljivanje kvasca na 6-7°C

2. maksimalna temp. glavnog vrenja na kojoj se mlado pivo zadržava oko 2 dana je 8-9°C

3. započinje hlađenje mladog piva na 3-4°C radi taloženja kvasca – kad se postigne ta temperatura kvasac se izdvaja iz piva – udjel fermentabilnog ekstrakta je u tom trenutku 0,8-1,0 %

4. slijedi daljnje lagano hlađenje na -1°C, tijekom kojeg preostale stanice kvasca previru ostatak fermentabilnog ekstrakta i reduciraju diacetil

5. odležavanje se nastavlja na -1°C tjedan do dva, ali ne duže od 5 tjedana, jer s produženjem odležavanja pivo poprima nepoželjan okus po kvascu (autoliza), a smanjuje mu se i pjenivost i stabilnost pjene

Nakon što je odležalo i ima poželjne senzorne karakteristike, pivo se filtrira da bi se uklonili spojevi koji kasnije, tijekom čuvanja i skladištenja u ambalaži, mogu uzrokovati nepoželjno zamućenje. Industrijske pivovare za filtraciju najčešće koriste naplavne filtre koji se mogu kombinirati sa slojnim filtrima ili centrifugalnim separatorima, dok se u manjim zanatskim pivovarama najčešće koriste pločasti filtri s različitim tipovima filtarskih uložaka (mogu biti načinjeni od celuloze, pamučne vate, dijatomejske zemlje, staklene vune).

Da se spriječi nastajanje «uskog grla» i zastoja u proizvodnji, pivo se nakon filtracije prebacuje u tank bistrog piva (eng. bright beer tank – BBT) odakle se dozira na punjač. Najčešće upotrebljavana ambalaža za pivo je staklena boca, ali su svoju široku primjenu našle i limenke te plastične boce. Da bi se spriječio nepoželjan utjecaj UV svjetlosti na spojeve iz hmelja u pivu i posljedičan razvoj tzv. arome po tvoru, staklene boce moraju biti zelene ili smeđe boje (smeđe bolje štite pivo od zelenih).

Ako se pivo ipak želi pakirati u bezbojne staklene boce, moraju se upotrebljavati posebni proizvodi od hmelja. Osim nabrojane ambalaže, pivovare svoje pivo pune i u bačve (tzv. kegove) koje su posebno popularne kod zanatskih pivovara. Zbog vrlo visoke cijene punilica, mnoge male pivovare svoje pivo pune isključivo u bačve. Prednost takvog pristupa je manje inicijalno ulaganje u opremu, a budući da pivo u bačvi ne može dugo stajati, uvijek se pije svježe (makar tu postoji potencijalna opasnost od nepravilnog rukovanja od strane konobara koji moraju održavati točionike čistima i pivo posluživati svježe, po principu «first in – first out»).

Male pivovare često svoje pivo pune u bačve

Nedostaci su ti što su distribucija i prodajni lanac ograničeni samo na ugostiteljske objekte te postoji prije spomenuta opasnost od kvarenja u slučaju nepravilnog rukovanja i/ili predugog stajanja na mjestu prodaje (pogotovo u slučaju kad se pivo prodaje u tzv. pivnicama u kojima konzumenti na raspolaganju imaju vrlo veliki broj različitih piva). Prije ili nakon punjenja u ambalažu, pivo je moguće i biološki stabilizirati, tj. iz njega ukloniti sve nepoželjne mikroorganizme s ciljem produženja njegovog roka trajanja. To se može napraviti membranskom filtracijom ili pasterizacijom. Potonji način se najviše upotrebljava, a može se provesti prije punjenja u ambalažu uz pomoć pločastog izmjenjivača topline ili nakon punjenja uz pomoć tunelskog pasterizatora. S obzirom da visoka temperatura može nepoželjno djelovati na senzorska svojstva piva i jer su uređaji za biološku stabilizaciju najčešće vrlo skupi, takvi postupci se prvenstveno primjenjuju u velikim, industrijskim pivovarama, dok zanatske pivovare vrlo rijetko pasteriziraju svoje pivo. Prema tome, rok upotrebe piva proizvedenog u industrijskoj pivovari je najčešće najmanje godinu dana, dok je taj rok za neko «craft» pivo od 3 do 6 mjeseci.

Nusproizvodi u proizvodnji piva

Ovisno o veličini pivovare, tj. njezinom proizvodnom kapacitetu, procjenjuje se da je prosječna potrošnja vode između 5 i 8 l/l gotovog piva napunjenog u ambalažu. Potrošnja vode po litri gotovog proizvoda je manja što je pivovara veća, dok u nekim slučajevima potrošnja ide čak i ispod 3,5 hl/hl prodajnog piva. Imajući to u vidu, s oko 6 hl vode iskorištene po 1 hl proizvedenog piva, po hl piva se proizvede 3 do 4 hl otpadne vode, a uz korištenje najbolje dostupne tehnologije nastaje 2,2 do 3,3 hl otpadnih voda za svaki hl piva.

Industrijske pivovare svoju otpadnu vodu prije ispuštanja u kanalizaciju najčešće obrađuju u biorekatorima, kombinacijom aerobnog i anaerobnog procesa prilikom čega nastaje bioplin (metan) kojeg onda koriste kao energent za zagrijavanje vode, dobivanje vodene pare i sl. Zbog puno manjeg kapaciteta proizvodnje i posljedično, vrlo male iskoristivosti otpadne vode te vrlo visoke cijene biorekatora, zanatske pivovare takve uređaje nemaju i svoju otpadnu vodu ispuštaju izravno u kanalizaciju. S obzirom na sve strože zahtjeve i povećanu brigu o okolišu, pitanje je trenutka kad će i takve pivovare morati svoju otpadnu vodu na neki način obrađivati.

Pivski trop je možda i najvrjedniji nusprodukt koji nastaje u pivovari, a prvenstveno zbog svojeg kemijskog sastava i vrlo različitih potencijalnih načine njegove ponovne upotrebe. Iz 1 tone komine se dobije 110 do 130 kg vlažnog pivskog tropa s udjelom vode od 70 do 80 % ili oko 16-19 kg/hl prodajnog piva. On se danas najviše upotrebljava kao stočna hrana, iako se puno radi na nalaženju drugih načina njegovog iskorištavanja, kao npr. za dobivanje energije, kao adsorbensa, pomoćnog sredstva u proizvodnji građevinskih materijala, u proizvodnji papira, za kultivaciju mikroorganizama i kao funkcionalan dodatak ljudskoj prehrani (zbog visokog udjela sirovih vlakana  (npr. arabinoklsilana i ß-glukana). Višak kvasca je nusprodukt proizvodnje piva koji također zaslužuje pažnju, prvenstveno zbog velike dobivene količine (drugi po količini nusprodukt u pivovari) i bogatog kemijskog sastava. Ona je također vrlo zanimljiv kao funkcionalni dodatak u ljudskoj prehrani (pogotovo vegetarijanskoj i veganskoj) jer je dobar izvor mikro-elemenata (selena, mangana, kroma, nikla i litija) i vitamina B-kompleksa. Visok udjel nukleinske kiseline (RNA) limitira njegov dnevni unos na najviše 20-30 g suhog kvasca na dan (kod ljudi, RNK se metabolizira u mokraćnu kiselinu, koja može uzrokovati giht). Posebno tijekom primarne fermentacije, a kao produkt metabolizma kvasca, nastaje velika količina ugljičnog dioksida. S obzirom da je volumen fermentora ograničen i da je to stanični otrov za kvasce te respiratorni otrov za ljude, suvišni CO2 se na kontrolirani i siguran način mora ispuštati  i sakupljati.  U tom procesu ima određenih gubitaka, ali se može pretpostaviti da se u praksi može prikupiti oko 2,0 kg CO2 po hl piva što približno odgovara potrebama pivovare (npr. za protutlak u tanku za odležavanje i u procesima punjenja u ambalažu, za podešavanje karbonizacije piva i sl.). Zanatske pivovare zbog vrlo malog kapaciteta proizvodnje u pravilu ne sakupljaju i obrađuju taj plin, dok industrijske pivovare najčešće taj postupak provode. Čistoća tako dobivenog CO2 bi trebala biti 99,998 % što garantira znatno manju količinu uvedenog kisika i nekih nepoželjnih komponenti arome čime se osigurava bolja kvaliteta dobivenog piva.

Pretplatnici na sadržaj Gospodarskog lista ostvaruju pravo na besplatne savjete. Ako ste pretplatnik postavite pitanje klikom ovdje
Ako se želite pretplatiti to možete učiniti ovdje