Ячмень в пивоварении

В ячмене (Hordeum vulgare) содержится необходимый для приготовления пива крахмал, который позднее, в варочном цехе, превращается в сбраживаемый экстракт. Путем правильного возделывания необходимо получать соответствующие сорта ячменя, дающие солода, богатые экстрактом.

Группы и сорта ячменя
Ячмень является зерновой культурой, колос которого отличается особо длинной остью. Различают несколько групп ячменя и большое количество его сортов, которые поразному влияют на приготовление солода и пива.

Группы ячменя
Ячмени бывают озимые, высеваемые обычно в середине сентября, и яровые, высеваемые в марте-апреле. Все пивоваренные ячмени подразделяются на две группы. В каждой группе имеются свои сорта, которые можно разделить по расположению зерен на оси колоса в два или несколько рядов. У многорядного ячменя на каждой ступеньке оси находятся по три цветка, которые после оплодотворения образуют по одному зерну. При взгляде на колос сверху можно заметить по три зерна справа и слева (шестирядный ячмень).

Если членики колосового стержня сравнительно длинные, то зачастую видны только четыре ряда, так как два других ряда, лежащих на них, закрыты, хотя и имеются в действительности (так называемые четырехрядные ячмени). У двухрядного ячменя на каждой ступеньке оси образуется только одно зерно, так как имеется только один плодотворный цветок. При виде сверху можно справа и слева заметить по одному зерну (двухрядный ячмень).

Группы ячменя (яровой, озимый, двухрядный, многорядный) отличаются друг от друга многими показателями, представляющими для нас особый интерес, а именно:
- У двухрядного ячменя крупные полные зерна с обычно тонкой волнистой оболочкой. Поэтому в таком ячмене содержится сравнительно много ценных экстрактивных веществ и мало пленок, а следовательно, меньше дубильных и горьких веществ. Все зерна одинаковые, содержание экстракта сравнительно высокое. Двухрядный ячмень, как правило, яровой и объединяет в себе все преимущества, важные для приготовления солода и пива.
- У шестирядного ячменя зерна разной величины, и так как им не хватает места для роста, то зерна боковых рядов — более узкие, а их кончики изогнуты ("кривонос"), что служит отличительным признаком шестирядных ячменей.

Урожайность у озимого ячменя составляет в среднем 60 ц с гектара, и таким образом она существенно выше, чем у ярового (в среднем 40 ц с гектара), что связано с более коротким вегетативным периодом ярового ячменя. По этой причине во многих странах возделывают больше озимого ячменя, чем ярового.

Таким образом, используются следующие группы пивоваренного ячменя:
- двухрядные яровые;
- двухрядные озимые;
- шестирядные озимые;
- шестирядные яровые.

Сорта ячменя
Вышеуказанные группы разделяют на большое количество сортов, четко различаемые по ряду свойств. В странах, подписавших Европейскую пивоваренную конвенцию, допускается использование около 300 яровых, 100 — двухрядных и 100 — шестирядных озимых сортов. Одно это свидетельствует об огромном разнообразии ячменя.

Для приготовления солода и пива подходят преимущественно двухрядные сорта ярового ячменя, так как систематическая работа по улучшению их пивоваренных качеств велась в течение более ста лет. Большое число этих сортов обладает прекрасными технологическими свойствами. Однако и среди озимого ячменя в настоящее время появляется все больше двухрядных сортов, которые по своему качеству приближаются к двухрядным яровым. Выведение озимого ячменя с высокими пивоваренными свойствами многообещающе, так как сочетание высокой урожайности и хорошего качества ведет к повышению экономической эффективности производства солода.

Чтобы получить хороший однородный солод, необходимо наличие односортности всех зерен в данной партии. Это требует чистосортного возделывания ячменя на возможно больших площадях. Только так можно полностью использовать преимущества возделывания чистых сортов.

Возделывание ячменя
Наиболее развитой областью возделывания пивоваренных сортов ячменя является Центральная Европа, где их систематически возделывают около 150 лет. Большое экономическое значение приобрели прежде всего двухрядные яровые ячмени как наиболее высококачественные. Среди них — немецкий ALEXIS, возделываемый почти во всех центральноевропейских странах. К другим успешно применяемым сортам относятся BLENHEIM (Великобритания), BARONES-SE (Германия), PRISMA (Нидерланды), VOLGA (Франция), KRONA, MARESI, MARINA (все — Германия), а также чешские сорта RUBIN, ORBIT, KRYSTAL и многие другие. Вместе с тем были улучшена: и многорядные озимые сорта ячменя: так, шестирядный PLAISANT (Франция) по сортности зерна превосходит средние по качеству двухрядные яровые сорта.

Поскольку пивоваренные ячмени возделываются в большинстве европейских стран, они в основном удовлетворяют потребности их пивоваренной промышленности. Однако вследствие существенных климатических различий возделывание нивоваренных сортов ячменя следует рассматривать весьма дифференцированно.

В Северной Америке нивоваренные сорта ячменя возделываются с ориентацией на экспорт, особенно в Канаде. В связи с особенностями географического положения и коротким вегетативным периодом в провинциях Альберта (53%), Саскачеван (35%) и Манитоба (12%) пивоваренные ячмени возделывают как яровые. Канада продает ежегодно около 1 млн т двухрядного и 0,4 млн т шестирядного пивоваренного ячменя. В США соотношение между получением пивоваренных ячменей и потребностью в солоде примерно такое же. Из 10 млн т около 35% возделывается на Среднем Западе, в штатах Миннесота, Северная и Южная Дакота; из них приблизительно 80% — пивоваренные сорта ROBUST (58%), EXCEL, MOREX, AZURA. На западе США (штаты Монтана, Айдахо, Вайоминг, Колорадо) на пивоваренный ячмень приходится около 30%; здесь возделывают преимущественно двухрядные сорта. В США доминируют шестирядные яровые сорта ячменя, в селекции которых были достигнуты существенные успехи (по сравнению с двухрядными).

В южном полушарии важнейшей территорией возделывания ячменя является Австралия, которая при производстве около 4,8 млн т является крупным экспортером. Районы возделывания ячменя находятся в основном в областях Западной и Южной Австралии, прилегающих к пустыням, а также за горными цепями субтропических зон.

Строение ячменного зерна
По строению ячменного зерна можно делать выводы о его ценности и о путях его переработки. При этом следует различать наружное и внутреннее строение. По морщинистости спинной мякинной оболочки определяется ее тонкопленочность, которая, в свою очередь, позволяет оценивать ячмень по крахмалистости. На брюшной стороне находится брюшная или передняя мякинная оболочка. В брющной бороздке зерна находится базальная щетинка, остаток неоплодотворенного цветка, которая позволяет судить о сорте ячменя.

Применяемые в пивоваренной промышленности сорта ячменя всегда являются пленчатыми, то есть у них брюшная и спинная оболочки настолько плотно срослись с семенной и плодовой оболочками зерна, что остаются на зерне и при обмолоте. В противоположность этому, при обмолоте пщеницы обе оболочки отделяются, так что остается оголенное зерно. Однако существуют и такие сорта ячменя, где оболочки отделяются (так называемые голозерные ячмени), но в пивоваренном производстве Германии они не находят применения.

Основание зерна заостренно сильнее, чем кончик, так как при обмолоте ость отбивается. Если остеотбойник настроен слишком тонко, то это может привести к повреждению зерен. Поверхность отделения зерна от стержня колоса всегда гладкая; форма поверхности отделения (прямая или косая) позволяет селекционеру судить о сорте ячменя.

Внутреннее строение
Ячменное зерно делится на три основные части: зародышевую, мучнистое тело и оболочки. Зародышевая часть состоит из эмбрио с вегетационными почками для зародыша листа и зародыша корня. От эндосперма зародыш отделен тонким слоем ткани — щитком и слоем эпителия, то есть слоем клеток вертикальной формы с очень тонкими стенками. Эндосперм (мучнистое тело) состоит из стабильных клеток, в которых находятся зерна крахмала. Стенки клеток представляют собой густое переплетение целлюлозы и высокомолекулярных белков, которые соединены цепочками глюкана. В клетках находятся большие и малые зерна крахмала; зерна крахмала средней величины в клетках ячменного зерна отсутствуют. Большие крахмальные клетки (тип А) имеют диаметр 20-30 мкм. Малые клетки (тип Б) диаметром 3-5 мкм составляют 70-95% от общего числа крахмальных клеток в эндосперме, но их масса — всего лишь 3-10% от общей массы крахмала. Число малых зерен крахмала может изменяться в широких пределах и зависит от генетических характеристик данного сорта ячменя и условий окружающей среды во время развития зерна. Малые зерна крахмала влияют на солодовые свойства ячменя и качество получаемого солода.

Промежуточное пространство между отдельными зернами крахмала занолнено содержащей белки матрицей эндосперма, которая может быть очень плотной, а может и совсем отсутствовать. Однако по плотности матрица: нельзя судить о солодовых свойствах ячменя. Все стенки, окружающие крахмальные клетки, очень стабильны. Их толшдна является признаком, сильно зависящим от сорта ячменя и условий его произрастания. У пивоваренных сортов ячменя стенки клеток обычно тоньше, чем у кормовых сортов. Толщина стенок клеток — важный фактор для солодоращения, так как толстые стенки дольше противостоят растворению. Они препятствуют обмену веществ и защищают содержимое клеток — при необходимости даже более ста лет! Стабильность этих клеток придает ячменному зерну жесткость, которую при необходимости можно преодолеть только значительным механическим воздействием.

Мучнистое тело окружено слоем богатых белком клеток — алейроновым слоем. При солодоращении он является важнейшим «исходным пунктом» ферментообразования. В стабильном белке этого слоя присутствуют и другие вещества — жиры, дубильные и красящие вещества. Оболочки зерна состоят из семи различных слоев, которые принято объединять в три основных. Внутренняя оболочка снаружи алейронового слоя называется семенной оболочкой или «тестой». Она окружает все зерно и пропускает только чистую воду, задерживая pacтворение в ней соли, что обусловливается ее полунепроницаемостью. Следующая за ней снаружи плодовая оболочка или «перикарп» плотно срослась с семенной оболочкой. Она охватывает тесту, а та, в свою очередь, охватывается эпидермисом, который защищен снаружи мякинной оболочкой зерна.

Оболочки состоят в основном из целлюлозы и гемицеллюлоз; в них содержится небольшое количество веществ, которые могут неблагоприятно влиять на качество пива — это прежде всего дубильные, горькие вещества и кремниевая кислота.