Pivo je penušavo osvežavajuće piće sa karakterističnom aromom i sa prijatnim gorkim ukusom. Pivo sadrži mali sadržaj etil-alkohola i zasićeno je ugljen-dioksidom.

Pošto predstavlja dobar emulgator hrane, pivo doprinosi kod postizanja pravilnije razmene materija i povećanja iskorišćenja pojedinih sastojaka hrane u organizmu. Pored toga, ekstrakt piva organizam veoma lako i potpuno asimiluje. U pivu postoje i izvesne količine vitamina, kao na primer vitamina B₁ (tiamin), B₂ (riboflavin), H (biotin), B₆ (piridoksin), a znatno više vitamina PP (niacin). Pivo poboljšava apetit. Zbog svoje hranljive vrednosti i prijatnog karakterističnog ukusa, pivo je kao napitak veoma rasprostranjeno u svetu.

Istorijat proizvodnje piva

Na osnovu podataka pisanih klinastim pismom na kamenu i glini, arheolozi su utvrdili da su Vavilonci proizvodili pivo još 7.000 godina pre naše ere. Iz Vavlilona se proizvodnja piva iz žitarica prenela u drevni Egipat, Persiju, Grčku i druge zemlje. Egipćani su već 2.000 godine pre naše ere znali da prave pivo iz ječma. Poznate pivare su bile u Peluziji na ušću Nila.

Grci, koji su primili civilizaciju od Egipćana, naučili su od njih da proizvode opojni napitak od ječma (ječmeno vino), koje su nazivali ziton. Rimljani su takođe od davnina upotrebljavali napitak, dobijen od ječma, pšenice i drugih trava, koji su nazivali ječmeno vino. U I veku pre naše ere u Aleksandriji je dobijano ječmeno pivo sa dodatkom aromatičnih materija, tzv. citos. Pivo su ljudi pili u Iberiji (drevnoj Španiji) i Frakiji, u Iliriji i Panoniji. U I veku pre naše ere veština proizvodnje piva preneta je iz Španije u Galiju (današnju Francusku), gde je ona brzo rasprostranjena u narodu. Čim su drevni Germani počeli da obrađuju zemlju, oni su počeli da vare pivo iz pšeničnog zrna. U drevnim letopisima Gala, Bretonaca i Skandinavaca takođe ima podataka o pivu.

Proizvodnja hmeljnog napitka, preteče savremenog piva, pojavila se u Sibiru i u jugoistočnim delovima Rusije, odakle hmelj vodi poreklo. Primena hmelja predstavlja važno otkriće, pošto ona predstavlja osnovu savremene tehnologije piva.

U početku se pivo proizvodilo samo za kućnu upotrebu ali sa razvitkom trgovine pivo postaje predmet razmene. Na ovaj način počinje razvoj pivarstva kao samostalnog zanimanja. Bez obzira na to što se pivo proizvodilo u velikim količinama, uspeh proizvodnje zavisio je od slučaja ili od veštine majstora i njegovog višegodišnjeg iskustva. Uloga mikroorganizama kod transformacija organskih materija postala je poznata tek u XIX veku. U prvoj polovini XIX veka u tehnologiji pivarstva dolazi do korenitih promena.

Visok nivo savremene tehnologije piva postignut je zahvaljujući razvoju tehničke mikrobiologije i biohemije. Usavršavanje parne mašine veoma je povoljno uticao na razvoj pivarstva. Najvažniji tehnički pronalazak za pivarstvo predstavlja pronalazak mašine za hlađenje. Pronalasci u oblasti elektriciteta takođe su stvorili uslove za razvoj pivarske tehnike. Zahvaljujući najvažnijim naučnim i tehničkim dostignućima u XIX veku su stvoreni uslovi za pretvaranje usitnjenih preduzeća u velike mehanizovane fabrike.

Sirovine za proizvodnju piva

Osnovne sirovine za proizvodnju piva su pivarski slad, pivarski kvasac, hmelj i voda. Od pivarskog ječma se najpre dobija slad, od koga se pravi sladovina, koja se zatim fermentiše u pivo. Proizvodnja piva je složen i dugotrajan proces koji se deli na tehnologiju slada i tehnologiju piva.

Ječam je osnovna sirovina za dobijanje piva (slada). U pivarstvu se upotrebljavaju samo specijalne sorte ječma, tzv. pivarski ječam.

Anatomska građa zrna ječma je jedan od razloga što je ječam u pivarstvu uvek imao prednost pred ostalim zrnastim kulturama. Pošto je zrno ječma obuveno, kod filtracije komine od drobljenog ječmenog slada dobija se porozan sloj tropa, čime se olakšava odvajanje sladovine od tropa. Istina, upotrebom savremenih tehničkih sredstava lako se može prerađivati i pšenica, čije zrno nema plevice. Ipak, samo pivo od ječma predstavlja pravo pivo.

Hmelj daje pivu gorak i aromatičan ukus i bitno utiče na kvalitet i stabilizaciju piva. Specifični sastojci hmelja značajni za pivarstvo su: ukupne smole (meke i tvrde), hmeljna ulja i taninske materije (polifenoli). Prisustvo tvrdih smola je nepoželjno.

Kvasci razlažu šećere iz slada u etil-alkohol i ugljen-dioksid. Kvasci koji se upotrebljavaju u pivarstvu dele se na vrste koje se međusobno razlikuju po karakteru rasta na hranljivim podlogama (kolonijama), veličini i obliku ćelija, stepenu fermentacije šećera, itd. Pivski kvasac je kultivisani rod Saccharomices.

Kvasac koji se na kraju vrenja taloži na dno vrione posude naziva se kvasac donjeg vrenja. Kvasac koji se na kraju vrenja nalazi na površini piva je kvasac gornjeg vrenja.

Izbor vrste kvasca ima veliki značaj, pošto od osobina kvasca zavise brzina fermentacije, stepen fermentisanosti i izbistravanje piva, a takođe i ukus i aroma piva. U pivarstvu se cene oni kvasci kod kojih je fermentacija brza, a stepen fermentacije veliki, i koji obezbeđuju dobro izbistravanje, blag i čist ukus, i prijatnu aromu piva. Sve ove osobine nema, međutim, ni jedna određena vrsta tako, da se u proizvodnji primenjuju mešane vrste, ili se fermentacija vodi upotrebom raznih rasa, i zatim se vrši mešanje mladog piva u ležnim tankovima.

Voda je jedna od osnovnih sirovina za proizvodnju piva. Sastav vode koja se upotrebljava za proizvodnju sladovine utiče na kvalitet piva.

U prirodnoj vodi uvek postoji manja ili veća količina raznih rastvorenih soli. Soli iz vode predstavljaju tek neznatan deo ekstrakta piva (0,3-0,5 g/l) ali one izrazito utiču na ukus piva. Mineralne materije vode ne utiču toliko neposredno na ukus piva, koliko posredno, svojim uticajem na enzimske i koloidno-hemijske reakcije, do kojih dolazi u toku procesa proizvodnje piva. Kvalitet pivarske vode je jedan od najvažnijih faktora dobrog kvaliteta piva.

Pošto utiču na promene kiselosti komine i sladovine, soli vode utiču na enzimsku hidrolizu skroba, fermentaciju i druge biohemiske transformacije kod proizvodnje piva, i samim tim, i na prinos i kvalitet gotovog piva.

Proizvodnja slada

Pivarski slad se dobija klijanjem pivarskog ječma. Pivarski slad daje pivu ekstrakt od kojeg zavisi ukus, punoća, boja i jačina piva (sadržaj etil-alkohola). Osnovu glavnih tehnoloških operacija pri proizvodnji pivarskog slada čine biohemijske promene materija u zrnu, koje nastaju za vreme njegovog klijanja kao i pri sušenju slada.

Pivarski slad je zrno ječma sa isklijalom klicom, koja se posle lučenja otkida od zrna. Tehnološki postupci za proizvodnju pivarskog slada sastoje se od ovih operacija:

• čišćenje i sortiranje zrna pivarskog ječma;
• močenje (kvašenje) ječma;
• klijanje zrna;
• sušenje pivarskog slada;
• oslobađanje suvog slada od klica.

Čišćenje i sortiranje zrna pivarskog ječma. Ječam se očisti, sortira, vaga, skladišti i transportuje u sladaru.

Močenje. Ječam se prepumpa u očišćene močionike napunjene vodom. Ječam koji je imao 15% vlage, poslje 48 h namakanja na temperaturi od 10 do 20°C povećava vlažnost do 45%.

Osnovna uloga močenja ječma je da se obezbedi dovoljna količina vode za klijanje, ukloni štetne gljivice sa površine zrna i da ječam nabubri što povećava obim zrna. Poslije završene faze močenja navlaženi ječam se prebaci na klijališta. Temperatura klijanja je 12-18°C, a dužina klijanja je 5 do 7 dana.

Početna temperatura za sušenje zelenog slada je 35°C. Temperatura sušenja zavisi od tipa slada. U toku sušenja nastaje boja koja je proizvod melanoida nastalih reakcijom šećera i aminokiselina slada. Sušenje slada po fazama traje 24-48 h što zavisi od vrste i tipa slada koji želimo proizvesti, kako bi sadržaj vlage smanjili sa 42% na 4 do 5% i obezbedili dovoljno enzima za odvijanje tehnoloških procesa u toku komljavanja sirovina.

Klijanje. Proces klijanja ječma u proizvodnji slada naziva se jednostavno klijanje. Osnovni zadatak klijanja je nakupljanje maksimalnih količina aktivnih enzima u zrnu, i to uglavnom amilolitičkih enzima. Klijanje zrna vodi se pod uslovima koji obezbeđuju maksimalno nakupljanje amilolitičkih enzima. Osim amilolitičkih enzima, u sladu se nakupljaju proteolitički i drugi enzimi. Pod dejstvom amilolitičkih enzima skrob iz biljnih sirovina prelazi hidrolizom u šećer koji može da fermentiše (maltozu). Zbog toga se za ošećerenje sirovina u kojima ima skroba upotrebljava slad koji se dobija iz semena belih žitarica.

Klijanjem se aktiviraju enzimi koji se već nalaze u zrnu i izaziva razvoj onih koji nastaju u toku klijanja. U toku klijanja u endospermu nastaju promene pod uticajem enzima, u stvari, dešavaju se dva suprotna ali i povezana procesa: hidroliza endosperma i sinteza novih materija u proklijalom zrnu, nastaje nagomilavanje rastvorljivih šećera na račun hidrolize skroba i hemiceluloze. Klijanje je najvažnija operacija pri dobijanju pivarskog slada. Intenzitet klijanja i biohemijski procesi mogu se regulisati, pa se mogu proizvoditi različiti tipovi slada (svetli, tamni i razni varijeteti).

Za klijanje u proizvodnji pivarskog slada služe dva tipa klijališta: podna i pneumatska. Proces klijanja traje normalno 8 dana.

Podna klijališta su najstariji tip. Na njima zrno klija u naslagama visokim 15-40 cm, a kontrola klijanja i prevrtanje zrna vrše se ručno. Pri stručnom vođenju procesa, tim postupkom se dobija pivarski slad najboljeg kvaliteta, pa se on još uvek primenjuje i pored svoga osnovnog nedostatka, niske proizvodnosti.

Pneumatska klijališta. Sa naglim porastom proizvodnje piva naglo raste i potreba za pivarskim sladom; ekonomska prednost pneumatskih sladara, ušteda u prostoru i u radnoj snazi, kao i mehanizovani rad, sve su to faktori koji su doveli do toga da se u proizvodnju pivarskog slada uvedu pneumatska klijališta. U pneumatskim klijalištima pivarski slad dobija se tako da se kondicionirani vazduh produvava kroz visoki sloj namočenog ječma koji klija. U praksi se primenjuje nekoliko tipova pneumatskih klijališta: sladare sa bubnjevima, sistem klijališnih ormana, sistem pokretnih gomila i dr. Slad se suši u sušnicama različite konstrukcije, strujom toplog vazduha. Slad se suši 24-48 h i za to se vreme temperatura postepeno povećava do 70°C. Svetli slad dosušuje se na 75-80°C, a tamni na 105°C. Pri 75°C i višoj temperaturi, spajanjem šećera i aminokiselina, nastaju melanoidini, nosioci boje i arome slada.

Sušenje pivarskog slada. Nakon završetka klijanja od zrna se dobija poluproizvod koji se naziva zeleni slad. Zeleni slad predstavlja sredstvo za ošećerenje kod proizvodnje alkohola. U pivarama se zeleni slad podvrgava sušenju u cilju nakupljanja aromatičnih i bojenih materija i njegovog prevođenja u proizvod koji se dugo može čuvati. Dobijeni suvi slad se oslobađa od klica i upotrebljava se kao osnovna sirovina u pivarstvu. Prema tome, pivarski slad predstavlja isklijali, a zatim osušeni i od klica oslobođeni ječam.

Oslobađanje suvog slada od klica. Slad se posle sušenja polira, očisti od sladnih klica, uskladišti i nakon 21 dan transportuje se u pivaru.

U pivarstvu slad nije samo sredstvo za ošećerenje, nego i osnovni poluproizvod za dobijanje piva. Aroma, ukus, boja, trajnost i penivost piva u znatnoj meri zavise od osobina slada koji se prerađuje. Pivo, dobijeno od ječmenog slada po ukusu je znatno bolje od napitaka, koji su dobijeni od sladova drugih zrnastih kultura. Zbog toga se za proizvodnju slada u pivarstvu upotrebljava ječam i veoma retko, pšenica, a još ređe raž, proso i kukuruz.

Proizvodnja piva

Proizvodnja piva sastoji se od dveju osnovnih faza: od pripremanja sladovine i vrenja.

Dobijanje sladovine

Ekstrakcijom vrednih sastojaka slada i hmelja dobija se sladovina. Cilj proizvodnje sladovine je da se nerastvorne materije u sladu prevedu u rastvorni oblik delovanjem enzima. Pripremanje sladovine obuhvata niz operacija: mlevenje slada; komljenje; kuvanje komine; ceđenje sladovine; ohmeljavanje sladovine; ceđenje ohmeljene sladovine; hlađenje ohmeljene sladovine; bistrenje sladovine.

Pripremanjem sladovine dobija se ekstrakt pivarskog slada, a od njegovog sastava zavisi vrsta piva. Kako pivarski slad sadrži samo 10-15% materija rastvorljivih u vodi (šećeri, deo proteina i proizvodi njihove razgradnje), to se komljenjem pivarskog slada, ako su uslovi za delovanje enzima prisutnih u sladu optimalni, menjaju nerastvorljive materije slada, uglavnom skrob. Pod dejstvom enzima amilaze slada skrob se transformiše u maltozu i dekstrine, a pod dejstvom proteolitičkih enzima razlažu se proteini. Na ovaj način se nerastvorljive materije transformišu u šećere i druge organske materije koje se rastvaraju u vodi, odnosno postiže se maksimalna ekstrakcija pivarskog slada.

Sastav sladovine zavisi od vrste slada i načina na koji se izvode pojedine faze i od uslova pod kojima se one odvijaju, a posebno od postupka ekstrakcije.

Mlevenje slada

Mlevenje slada je veoma važna operacija. Slad se mora samleti da bi se obezbedilo optimalno delovanje enzima. Pri mlevenju se mora sačuvati pljevica jer ona prestavlja prirodni filter u toku ceđenja komine. Od kvaliteta mliva, tj. od stepena usitnjavanja slada zavise brzina ošećerenja, iskorišćavanje ekstrakta, kao i brzina i efekat filtracije sladovine.

Slad se može mleti postupcima suve i vlažne meljave. Pri vlažnoj meljavi slad se ovlaži omekšanom vodom temperature 30-50°C/15-30 minuta. Vlažnom meljavom postiže se manje oštećenje pljevice. Za meljavu se koriste mlinovi sa valjcima, različitih konstrukcija (sa 2, 3, 4, 5 ili 6 valjaka, koji mogu biti ravni ili žlebljeni).

Komljenje

Komljenje je proces ekstrakcije samlevenog slada vodom. Ukupna masa pomešanog samlevenog slada i vode naziva se komina. Delovanjem enzima slada dobija se veći prinos ekstrakta. U praksi se primenjuju dva postupka za komljenje: infuzija i dekokcija.

Infuzija je vrlo jednostavan postupak pri kome se teži da se dobije što više maltoze, i služi za dobijanje sladovine za proizvodnju jakih piva. Samleveni slad meša se sa vodom zagrejanom na 40-45°C, a zatim se smeša postepeno zagreva do 75°C, uz kraća zadržavanja na temperaturama neophodnim za odvijanje pojedinih faza prevođenja skroba u fermentabilne šećere. Za ovaj postupak može se upotrebiti specijalan dobro razgrađeni slad. Primenom postupka infuzije dobija se pivo svetlije boje i mekše hmeljne arome.

Dekokcija je postupak kojim se dobija sladovina za proizvodnju takozvanih punijih piva, tj. sladovina treba da sadrži i ekstraktivne materije koje ne fermentišu dekstrine. U praksi se primenjuju postupci dekokcije sa jednom, dve ili tri komine, a najčešći je postupak komljenja sa dve komine.

Dekokcija sa tri komine je klasičan postupak i sprovodi se tako da se samleveni slad meša sa vodom u tzv. pretkomovnjaku (sa vodom 35°C), a zatim se u posudi za komljenje vrši stvarno komljenje, tako da se delovi komine kuvaju u posebnoj posudi gde se praktično ošećeruju. Prvo se 1/3 komine prebacuje u posudu za ošećerenje gde se lagano zagreva do 70-75°C i zadržava do završetka ošećerenja, a zatim vraća u posudu za komljenje. Pri tom mešanju komina, temperatura u sudu za komljenje podigne se na 50-55°C. Sada se druga komina (1/3 komine) prevodi u sud za ošećerenje, zagreva i ošećeri, a zatim vraća u posudu za komljenje, pri čemu se temperatura ukupne komine podiže na 60-65°C. Sa trećom kominom postupa se na isti način, s tim da se temperatura celokupne komine, po vraćanju treće komine, podigne na 72-75°C.

Dekokcija sa dve komine primenjuje se za svetlija piva. Koristi se voda zagrejana na 45-50°C. Prva komina (1/3 ukupne komine) prevodi se u posudu za ošećerenje, zagreva i ošećeri, a po povratku u posudu za komljenje temperatura celokupne komine povisi se na 62-65°C. Sa drugom kominom postupak ošećerenja je isti, a po povratku druge komine temperatura celokupne komine povisi se na 72-75°C.

Osim ovih postupaka primenjuju se i drugi koji su u stvari kombinacija navedenih. Osnovni je cilj svih postupaka da se, pri optimalnim uslovima za delovanje enzima, materije slada prevedu u rastvor i iskoriste. Budući da enzimi slada deluju pri određenim uslovima, to se proces može usmeravati, odnosno može se dobiti sladovina različitog sastava, potrebna za razne vrste piva.

Sastav vode koja se upotrebljava za ekstrakciju bitno utiče na kvalitet piva, a posebno na njegovu boju i ukus. Meka voda upotrebljava se za proizvodnju svetlih piva, a tvrda za tamna. Prema tome, za proizvodnju svetlih piva tvrda se voda mora prethodno omekšati.

Ceđenje komine

Ošećerena komina sastoji se tečne i čvrste faze. Tečna faza (sladovina) sadrži sve rastvorljive materije slada, a čvrsta faza (treber) se sastoji od čestica različite veličine, tj. od delova omotača plevice, ostataka endosperma i dr. Sladovina se odvaja od trebera ceđenjem kroz sloj istaloženog trebera uz minimalan gubitak ekstrahovanih materija. Poreg ovoga, sladovina se može cediti i u filter-presama sa posebnim tkaninama za ceđenje. Sladovina se cedi dok je zagrejana jer se ohlađena teže filtrira. Nakon ceđenja sladovine, treber se ispira vodom.

Kuvanje sladovine sa hmeljom

U toku kuvanja sladovine sa hmeljom, gorke, aromatične i taninske materije hmelja prelaze u rastvor i daju sladovini svojstven gorak ukus i traženu aromu, a istovremeno konzervišu sladovinu. Prema tome osnovni ciljevi kuvanja sladovine su ekstrakcija aromatičnih materija iz hmelja, sterilizacija sladovine i inaktivacija enzima. Kuvanjem se iz sladovine oslobađa lakoisparljivi dimetil-sulfid koji izaziva neprijatan miris i ukus piva.

Optimalna pH vrednost sladovine je između 5,1-5,2. Optimalna pH postiže se dodavanjem mlečne kiseline. Niža pH vrednost obezbeđuje plemenitu gorčinu i mikrobiološku stabilnost pivu. Iskorišćenje gorkih materija je manje pa se mora dodati više hmelja.

Potrebna količina hmelja zavisi od vrste piva i kreće se u veoma širokim granicama od 100 do 500 g po hl piva. Da bi gorčina piva stalno jednaka, normativ utroška hmelja izračunava se na osnovu sadržaja gorkih materija. Za ocenu gorčine hmelja koristi se Wöllmer-ova formula:

B=α+β/9

gdje je: α sadržaj humulona (β kiseline) u %, β sadržaj lupulona (β kiseline) i mekih smola u %.

Hmelj se najčešće dozira kao ekstrakt ili kao palete što je zgodnije od primene hmelja u šišaricama. Hmelj se u kotao dodaje u dve ili tri partije, a ponekad i odjednom kao kod Plzenskog piva.

Ceđenje i hlađenje ohmeljene sladovine

Sladovina kuvana sa hmeljom cedi se da bi se uklonili čvrsti delovi, a zatim se postupno hladi do 5-6°C za piva donjeg vrenja, odnosno do 15-16°C za piva gornjeg vrenja. Za vreme hlađenja, sladovina se može kontaminirati jer je sredina vrlo pogodna za mikroorganizme. Najopasnije su temperature od 20 do 40°C.

U praksi se koriste razni sistemi za hlađenje. Nekada se sladovina hladila do 60°C, u tzv. tavama, plitkim posudama velike površine, a za drugu fazu hlađenja, do 5-6°C, upotrebljavali su se otvoreni površinski protivstrujni hladnjaci sastavljeni od cevi kroz koje protiče hladna voda. U novije vreme sladovina se hladi u zatvorenim posudama ugrađenim sistemom cevi, ili u cevnim ili u pločastim izmenjivačima toplote. I otvoreni i zatvoreni cevni ili pločasti sistemi za hlađenje podeljeni su u dve sekcije. Jedna se sekcija hladi običnom hladnom vodom, a druga rashlađenom. U zatvorenom sistemu sladovina je zaštićena od kontaminacije.

Bistrenje sladovine

Odvajanje taloga iz hmeljne sladovine može se uraditi u uređajima sa kontinualnim sistemom rada (separatorima). U separatorima se usled dejstva centrifugalne sile odvaja nečistoća i dobija izbistrena sladovina. Sladovina se bistri topla ili ohlađena. Znatno je bolji efekat pri bistrenju ohlađene sladovine jer se pored grubih čestica izdvajaju i sitne.

Vrenje

Vrenje je najvažnija faza u proizvodnji piva. Od vrenja zavisi vrsta i kvalitet gotovog proizvoda. Proces vrenja počinje dodavanjem pivarskog kvasca u sladovinu. U glavnom vrenju veći deo šećera razlaže se do etil-alkohola i ugljen-dioksida, a u naknadnom vrenju fermentiše ostatak šećera, stvaraju se buketne materije, pivo se bistri i zasićuje ugljen-dioksidom.

U pivarstvu se uglavnom koriste kvasci donjeg vrenja, prilagođeni alkoholnom vrenju sladovine pri niskoj temperaturi sa manjim ili većim stepenom previranja.

Saccharomyces carlsbergensis je kvasac donjeg vrenja, tj. kvasac koji se pri 5-10°C relativno veoma brzo razmnožava i aktivno previre, a pokazuje fermentativne sposobnosti i na temperaturi od 1 do 2°C, što se koristi pri naknadnom vrenju, odležavanju piva. Kvasci donjeg vrenja razlikuju se od kvasaca gornjeg vrenja po tome što mogu da previru rafinozu. Kvasci gornjeg vrenja upotrebljavaju se ređe, uglavnom za proizvodnju jakih ili specijalnih piva.

Pivski kvasci donjeg vrenja imaju i tu osobinu da u toku vrenja, a naročito pri njegovom kraju, stvaraju pahuljice, slepljene ćelije kvasca. Ta pojava ima praktičan značaj u proizvodnji piva jer se taloženjem kvasca pivo bistri, a skupljeni kvasac može ponovo da se iskoristi u narednim ciklusima vrenja. Na brzinu loženja kvasca utiče temperatura vrenja i ishrana kvasca. Pivarski kvasci za vođenje vrenja dobijaju se postupnim razmnožavanjem čiste kulture određenoga pivarskog kvasca u sladovini dok se ne dobije količina kvasca potrebna za vođenje glavnoga vrenja. Primenjuje se sistem ponovnog vraćanja kvasca u postupak, tj. izdvojeni kvasac iz prethodnog vrenja služi za naredno vrenje piva. Pri ovome se pazi na to da li se on odlikuje osobinama koje treba da ima dobar pivarski kvasac, kao i na njegovo fiziološko stanje. Kvasac mora biti praktično čist, nekontaminiran nepoželjnim mikroorganizmima. Pivarski kvasac mora da obezbedi normalno odvijanje faze glavnog vrenja i intenzivno naknadno vrenje. Dobar kvasac zadržava karakteristične osobine u toku nekoliko ponovljenih vrenja. Oslabljeni i kontaminirani kvasci zamenjuju se potrebnom količinom novog kvasca.

Glavno vrenje

U toku glavnog glavnog vrenja dolazi do fermentacije šećera u alkohol i CO2, delovanjem enzima iz kvasca, uz oslobađanje toplote. Za glavno vrenje karakteristična su sledeća stanja: početno vrenje, stepen niske bele pene, stepen visoke smeđe pene, stepen loma pene i stepen zrelosti, odnosno bistrenja piva.

Početno vrenje je prvi period vrenja. U toku početnog vrenja se na površini sladovine pojavi pena, a javlja se 12-20h pošto je kvasac dodat sladovini. U tom periodu kvasac se intenzivno razmnožava.

Stepen niske bele pene je stadijum kada je celokupna površina sladovine u posudi za glavno vrenje pokrivena čvrstom penom. U tom periodu nastaje burno alkoholno vrenje, a oslobođen ugljen-dioksid ne rastvara se u pivu, već podiže penu i stvara tzv. nisku belu penu, karakterističnu za ovaj stadijum.
Stepen visoke smeđe pene je period najintenzivnijeg alkoholnog vrenja piva. U ovom koraku se stvara visoki sloj pene, koja po površini postepeno postaje talasasta. Delovi stare pene postaju smeđi, dok je nova pena bela. U periodu kad vrenje dostiže maksimalni intenzitet, visoka pena postaje talasastija i smeđija.

Stepen loma pene nastaje nakon najintenzivnijeg vrenja tada pena počinje da propada, vrenje se stišava, kvasac se taloži a površina sladovine postupno se oslobađa od pene i postaje tamna.
Stepen bistrenja piva je poslednji period glavnog vrenja. Karakteriše ga taloženje kvasca, odnosno bistrenje piva.

Za proces glavnog vrenja upotrebljavaju se otvorene ili zatvorene posude sa ugrađenim sistemima za hlađenje i održavanje optimalnih temperatura u pojedinim periodima glavnog vrenja jer je pored soja kvasca temperatura je glavni faktor koji reguliše stanje vrenja.

Na dužinu glavnog vrenja utiču temperatura, soj i količina dodatog kvasca, zatim koncentracija i sastav sladovine.

Ukoliko je temperatura viša, vrenje se odvija brže. Sa većom količinom dodatog kvasca, vrenje počinje brže, pa samo vrenje traje kraće. Veći sadržaj šećera za vrenje, aminokiselina i drugih materija u sladovini, koje služe kvascu kao hrana, omogućavaju brže razmnožavanje kvasca, a istovremeno i intenzivnije vrenje.

Glavno vrenje traje oko 4 dana na temperaturi između 5 do 8°C. Glavno vrenje se prekida kada se postigne zadata vrednost prevrelosti mladog piva što se određuje prema sadržaju diacetila. Pri kraju vrenja mlado pivo se ohladi na 3°C i prebaci u sudove za naknadno vrenje. Po otakanju mladog piva, na dnu posuda za glavno vrenje ostaje talog kvasca koji se sastoji od tri sloja. Donji, tamni sloj sačinjavaju ćelije mrtvog kvasca i čestice taloga. Srednji, svetliji sloj je skup zdravih ćelija kvasca, koje su se u toku vrenja postepeno istaložile. Kvasac toga sloja veoma je aktivan i on se ponovo vraća u proces. Gornji sloj se sastoji od nedozrelih ćelija kvasca, te je neupotrebljiv za naredno vrenje.

Naknadno vrenje

Mlado pivo koje nastaje u fazi glavnog vrenja mora sadržati dovoljnu količinu šećera koji može da fermentiše, da bi se obezbedio normalan tok naknadnog vrenja. Naknadno vrenje odvija se pri -1°C, u zatvorenim tankovima za odležavanje piva, pod pritiskom ugljen-dioksida. U naknadnom vrenju složenim hemijskim i fizičko-hemijskim procesima obavlja se završno alkoholno vrenje, stvaraju esteri, smanjuje udeo aldehida, taloži kvasac; pivo se bistri i zasićuje ugljen-dioksidom. Ovaj postupak poboljšava aromu i ukus piva. Kod odležavanja piva kontrolišu se intenzitet previranja, pritisak u posudama za naknadno vrenje, bistrenje piva, stabilnost pene, ukus piva i temperaturni režim.

Naknadno vrenje traje 12-14 dana, zavisno od vrste piva, s tim da piva koja sadrže više ekstrakta u osnovnoj sladovini odležavaju duže.

Filtracija piva

Završetkom naknadnog vrenja, odležano pivo ima karakteristične senzorne osobine. Ipak, ovo pive se ne može puniti još uvek jer nema adekvatan stepen bistrine. Zbog ovoga se pivo pre otpreme na tržište mora filtrirati kako bi se odstranile čestice koje stvaraju mutnoću. Filtracijom se iz piva odvajaju hmeljne smole, proteini, ćelije kvasca i druge suspendovane čestice koje se nalaze u odležalom pivu. Za filtraciju piva koriste se naplavni filteri uz kiselgur kao pomoćno sredstvo. Pivo je potrebno filtrirati bez prisustva kiseonika.

Stabilizacija piva

Koloidna stabilnost piva je jedna od najvažnijih karakteristika kvaliteta piva, a određuje se brojem dana u toku kojih se kvalitet piva ne menja. Nepostojanije je pivo koje je u manjem stepenu prevrelo ili ono koje sadrži manje ugljen-dioksida. Jačim hmeljenjem sladovine, većim stepenom prevrelosti ili većim udelom ugljen-dioksida, regulisanjem pH vrednosti komine, sladovine i piva može se postići i postojanije pivo. Za koloidnu stavilizaciju piva mogu se koristiti i stabilizatori kao što su silika-gel ili poli-vinil-poli-pirolidon (PVPP). Ovi stabilizatori imaju sposobnost vezivanja proteinskih materija i polifenola koji mogu izazvati mutnoću piva.

Biološka stabilnost piva postiže se i pasterizacijom. Povišene temperature uništavaju mikroorganizme, odnosno kvasce koji mogu prouzrokovati kvarenje piva. Pivo se pasterizuje u protoku u pločastim izmenjivačima toplote po režimu 68-72°C/30-50 sekundi. Pivo u limenkama se pasterizuje u tunelskim pasterizatorima po režimu 58-65°C/10-20 minuta. Pasterizacija na višim temperaturama znatno smanjuje kvalitet piva.

Punjenje piva

Pivo se puni u staklenu, limenu i PET ambalažu. Procenjuje se da se oko 70% piva puni u boce, 20% u limenke i oko 10% u burad.

Burad predstavljaju najstariju ambalažu za transport piva. Punjenje buradi danas je u najvećoj meri mehanizovano a delom i automatizovano. Drveno bure koje je korišćeno vekovima danas je praktično iščezlo. Koriste se cilindrična i trbušasta burad od aluminijuma, hrom-nikl čelika ili drugih legiranih materijala.

Danas su u primeni i tzv. keg burad za koju još ne postoje standardi. Pod pojmom „keg“ podrazumeva se metalno bure sa ugrađenom cevi za punjenje i pražnjenje i sa odgovarajućim zatvaračem. Ovaj zatvarač sprečava sušenje bureta nakon pražnjenja, tako da se olakšava njegovo pranje. Unutrašnjost bureta ostaje pod atmosferom CO2 pa se aerobni mikroorganizmi ne mogu razmnožavati.

Punjenje buradi se najčešće obavlja sa izobarometrom bez posebnog rezervoara za prihvat piva. Izraz „izobarometar“ zadržan je po tradiciji, mada nije ispravan. Današnja postrojenja za punjenje piva ne rade više pod istovetnim pritiskom, tj. u vodu kojim dovodi pivo i u rezervoaru u kome se pivo nalazi pre istakanja s jedne i buretu sa ruge strane ne vlada jednak pritisak. Mnogo se češće radi sa tzv. diferencijalnim pritiskom. U buretu koje se puni pritisak je manji nego u dovodnom vodu kako bi se povećala brzina strujanja piva i samim tim povećala i brzina punjenja. Međutim, najniži pritisak prilikom punjenja ni u kom slučaju ne sme biti manji od onoga koji odgovara pritisku zasićenja ugljendioksida.

Pivo se najviše konzumira iz staklenih boca, koje mogu biti povratne i nepovratne. Prednost staklenih boca je što se mogu jednostavno oprati, puniti i zatvarati. Staklo je otporno na uticaj organskih materija iz piva. Pivo se može pasterizovati u bocama ili samo pivo se u protoku pasterizuje. Staklena boca je otpornija na habanje i sprečava izlaz ugljendioksida iz piva, kao i ulaz kiseonika u bocu. Smeđa boja stakla boce štiti pivo od prodora UV zraka, što obezbeđuje dužu trajnost piva u boci.

Limenke za punjenje piva se izrađuju se od belog lima ili aluminijuma. Limenke od aluminijuma se najlakše, ali se one lakše i deformišu. Pivo napunjeno u limenkama je neophodno pasterizovati u tunel-pasterizatoru.

Punjenje u PET ambalaži zahteva korišćenje boca koje se proizvode sa troslojnim ili višeslojnim reaktivnim slojem koji sprečava gubljenje ugljendioksida i ulaz kiseonika. Pivo napunjeno u PET bocama podložno je većem uticaju svetlosti. Trajnost piva je smanjena u odnosu na trajnost piva u staklenim bocama ili limenkama.

Hemijski sastav i hranljiva vrednost piva

Hemijski sastav

Glavni sastojci piva su voda, alkohol, ugljendioksid i ekstrakt (nefermentisani deo ekstrakta osnovne sladovine).

Sadržaj alkohola zavisi od koncentracije osnovne sladovine i stepena fementacije. Zavisno od sorte piva, sadržaj alkohola kreće se od 2,8 do 6% vol. Pored etil-alkohola, u pivu se nalaze male količine viših alkohola i 0,2-0,3% glicerina.

U pivu normalno ima 0,35-0,45 ugljen-dioksida. Samo u prekomerno presićenom pivu ima do 0,7% CO2. U toku vrenja i naknadnog vrenja ekstrakt se troši na nastajanje alkohola i ugljendioksida, na ishranu kvasca, gubi se sa cedeljkom i talozima koji zaostaju u fermentoru, ležnom tanku i na filtru. Prema tome, ekstrakt piva je ostatak nefermentisanih materija uvećan sa količinom organskih materija, koje su prešle u pivo iz kvasca u toku glavnog i naknadnog vrenja.

Na osnovu ugljenohidratnog sastava piva može se doneti sud o ugljenohidratnom sastavu sladovine iz koje je ono dobijeno. U pivu zaostaju relativno velike količine maltoze, a od ugljenih hidrata ima još i gumastih materija, pentozana i proizvoda karamelizacije ugljenih hidrata.

Znatan deo ekstrakta (8-10%) čine azotne materije među kojima su proteini, albumoze, peptoni, amidi, aminokiseline, amonijačne soli. Količina azotnih materija u pivu se smanjuje ako se koristi slad dobijen iz ječma siromašnog azotom i kod upotrebe nesladovanog ječma ili šećera. Zbog toga je sadržaj azotnih materija u ekstraktu vrlo promenljiv. Izvesna količina azota (oko 10%) ulazi u sastav melanoidina, holina i drugih materija.

Od ostalih organskih materija ekstrakta, koje se u pivu nalaze u malim količinama, treba spomenuti gorke materije hmelja, taninske materije (hmelja i slada), obojene materije (melanoidini) i organske kiseline mlečna, ćilibarna, oksalna, jabučna. Sadržaj gorkih materija hmelja (izohumulona) kreće se od 0,03-0,09 g/l, zavisno od količine hmelja upotrebljene u vrioni.

Vredne su pažnje i mineralne materije, koje čine 3-4% ekstrakta. Količina ovih materija varira u zavisnosti od sastava sirovine i naročito od sastava vode. U sastav pepela piva ulaze KCl, NaCl, P₂O₅, SiO₂, A₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO. Pepeo piva čine soli kalijuma i natrijuma (oko 30%), soli fosforne kiseline (oko 30%, kao P2O5), silicijumove kiseline (oko 10% SiO₂) i male količine Ca, Mg, Al i Fe.

Udeo ekstrakta piva, zavisno od koncentracije osnovne sladovine i stepena fermentacije, kreće se od 3-10%. Hemijski sastav piva zavisi uglavnom od koncentracije osnovne sladovine koja je za svaku sortu piva utvrđena standardom. U tabeli je dat hemijski sastav Porter piva.

Tabela. Hemijski sastav riškog i porter piva

Komponenta	Porter pivo
Gustina (g/cm3)	1,0229
Koncentracija (mas. %)	–
Alkohol	6,72
Ekstrakt	8,68
Proteini	0,775
Ugljeni hidrati	7,31
Pepeo	0,382
Energetska vrednost kJ/100 g	335,7

Znatan deo ekstrakta piva su koloidne materije. Uporedo sa hemijskim sastavom, treba uzimeti u obzir i fizičko-hemijsko stanje pojedinih sastojaka piva, koje je presudno za pojedine osobine piva. Dekstrini, pentozani, složene azotne materije, hmeljne smole, taninske i obojene materije nalaze se u pivu u obliku koloida, koji su električno nabijeni. Ukus, punoća ukusa, penivost i stabilnost piva u velikoj meri zavise od veličine i sastava ovih micela. Mineralne materije i kiseline se u pivu nalaze najvećim delom kao joni, koji se adsorbuju na koloidima, i utiču na njihovo naelektrisanje i hidrataciju. Ovde naročito važnu ulogu imaju H-joni. Sve ove materije u pivu uzajamno su povezane i nalaze se u koloidno-hemijskoj ravnoteži.

Pojedine osobine piva, kao penivost, ukus i koloidna stabilnost, zavise od koloidne ravnoteže u pivu, koja se brzo menja. Usled braunovog kretanja micela, svaki koloidni rastvor se menja u smeru koagulacije. Koloidi piva takođe posle dužeg ili kraćeg vremena koagulišu. Pivo počinje da opalescira i na kraju u njemu se izdvaja koloidni talog. Istovremeno se menja i ukus piva. Penivost piva predstavlja karakterističan koloidni proces.

Hranljiva vrednost piva

Pivo se pre svega posmatra kao piće prijatnog ukusa koje gasi žeđ. Međutim, pivo ima i određenu hranljivu vrednost jer u njemu ima ugljenih hidrata i azotnih materija. Ekstrakt piva se skoro potpuno iskorišćava u organizmu (do 95%).

Pivo je slab rastvor alkohola u vodi. Alkohol u ljudskom organizmu sagoreva do CO₂ i H₂0 skoro bez ostatka. Pri sagorevanju 1 g alkohola oslobađa se 29,6 kJ, a sagorevanjem 1 g ekstrakta oslobađa se 15,9 kJ energije. Na osnovu ovoga, može se reći da 1 litar piva sa 35 g alkohola i 50 g ekstrakta daje 1793 kJ energije.

Energetska vrednost piva može odrediti na osnovu količina alkohola i ekstrakta, ili na osnovu količina alkohola i ugljenih hidrata zajedno sa proteinima, pošto su energetske vrednosti ugljenih hidrata i proteina jednake.

Energetska vrednost litra piva se kreće u granicama 1670-3350 kJ. Poređenja radi energetska vrednost mleka iznosi oko 2850 kJ po litri.

Tabela. Potrošnja piva po stanovniku u nekim državama 2000. godine

1.	Češka	158.9	23.	Švajcarska	58.3
2.	Irska	125.0	24.	Švedska	56.4
3.	Nemačka	123.1	25.	Japan	55.9
4.	Austrija	107.0	26.	Rumunija	55.4
5.	Danska	98.6	27.	Južna Afrika	53.8
6.	Belgija	98.3	28.	Norveška	52.0
7.	Velika Britanija	95.4	29.	Bugarska	51.0
8.	Slovenija	92.0	30.	Nigerija	5.6
9.	Australija	90.0	31.	Meksiko	48.3
10.	Slovačka	87.1	32.	Brazil	48.2
11.	Hrvatska	86.2	33.	Grčka	39.0
12.	SAD	82.4	34.	Rusija	37.9
13.	Srbija	81.3	35.	Francuska	35.9
14.	Holandija	80.5	36.	Južna Koreja	35.5
15.	Finska	80.2	37.	Argentina	32.7
16.	Novi Zeland	79.5	38.	Kolumbija	32.7
17.	Venecuela	76.0	39.	Italija	28.9
18.	Mađarska	73.0	40.	Čile	27.5
19.	Španija	72.0	41.	Peru	22.8
20.	Kanada	67.4	42.	Ukrajina	21.1
21.	Poljska	62.8	43.	Kuba	20.3
22.	Portugal	61.3	44.	Kina	17.3

Bez obzira na veliku energetsku vrednost pivo se ne smatra prehrambenim proizvodom, pošto samo jedan deo materija koje se nalaze u njemu služi za izgradnju tkiva ljudskog organizma. Oko 60% energetske vrednosti piva otpada na alkohol koji ne predstavlja hranljivu materiju, pošto ne služi za sintezu novih tkiva.

Pivo sadrži i biološki vredne materije, koje su potrebne za dobar rad organa za varenje, i sa fiziološke tačke gledišta igraju važnu ulogu. Tako ugljendioksid, koji daje pivu karakter osvežavajućeg pića, povoljno deluje na rad organa za varenje. Gorke materije hmelja pobuđuju lučenje žuči i poboljšavaju proces varenja hrane.

Pored ovoga, pivo je dobar emulgator hrane. Koloidi piva, koji u organima za varenje emulguju i dispreguju materije, povećavaju površine enzimskih akcija i dodira hrane sa crevima. Ovo utiče na pravilnije varenje i povećanje koeficijenta iskorišćenja hrane. Pored toga, materije koje se nalaze u pivu ljudski organizam lako asimiluje.

U pivu takođe ima i vitamina. Među njima u značajnijim količinama se sreću tiamin, riboflain i nikotinske koseline. Tiamina ima mnogo u sladu i sladovini, ali ga kvasac apsorbuje. U gramu ječma ima 1-2 µkg riboflavina i njegov sadržaj se povećava u toku proizvodnje slada, i on prelazi u pivo. Vitamin B₁ se sreće ređe. Najbogatiji izvor ovog vitamina je kvasac. Zbog toga je i predložen čitav niz postupaka za obogaćivanje piva vitaminom B₁, dobijenim iz kvasca.

Literatura

1. Nedžad Šakić, Tehnologija proizvodnje piva, Gospodarska komora Federacije Bosne i Hercegovine, Sarajevo, 2005.
2. Heinz Petersen, Pivara i njena oprema, Jugoslovensko udruženje pivara, Beograd, 2004.
3. Mahmud Semiz: Tehnologija piva, Poslovna zajednica industrije piva i slada Jugoslavije, Beograd, 1979
4. P. M. Malcev, Tehnologija slada i piva, Poslovno udruženje industrije piva, Beograd, 1967.