Prema starim iskopinama i zapisima arheolozi su utvrdili da su stari Vavilonci prozivodili pivo u domacinstvu jos 7000 godina pKr. Imali su 16 sorti piva a za varenje su koristili jecmeni secer i psenicu. Odavde se prenijela proizvodnja piva u stari Egipat, Persiju, Grcku i dr. zemlje. Egipcani su znali da prave pivo vec 2000 godina pr.Kr.., a Grci su, primajuci civilizaciju od njih, naucili i vjestinu proizvodnje piva, za njima Rimljani, pa stari Germani i onda ostale europske zemlje. U tim vremenima pivo je pravljeno iz secera, ali bez hmelja, tako da je dobijen proizvod bio vrlo kisel. Tada su u pivo dodavali razlicite trave - pelin, lupin glog, safran i dr. Primjena hmelja predstavlja vazno otkrice i cini osnovu suvremene tehnologije piva. Hmelj se prvi put poceo koristiti u Novogorodskoj Rusiji. Usavrsavanje parnog stroja vrlo se povoljno odrazilo na razvitak pivarstva. Najvazniji tehnicki pronalazak predstavlja pronalazak stroja za hladjenje. Zahvaljujuci najvaznijim naucno-tehnickim dostignucima u 19. stoljecu stvoreni su osnove za pretvaranje usitnjenih poduzeca u velike tvornice piva.

Pod pivom se podrazumijeva slabo alkoholno pice, koje se proizvodi u procesu alkoholnog vrenja iz slad, hmelja, vode i pivskog kvasca. Voda je glavni dio svih napitaka. Ona sluzi kao rastvarac. Slad daje pivu sastojke ekstrata od kojeg zavisi punoca okusa i koncentracija osnovnog ekstrata piva. Hmelj konzervira pivo i daje mu ugodan miris i gorak ukus, dok pivski kvasac izaziva alkoholno vrenje u kome secer prelazi u alkohol i ugljen dioksid. Proizvodnja piva se dijeli na tehnologiju slada i tehnologiju piva. Tehnologiju slada obuhvaca: ciscenje i sortiranje jecma, mocenje jecma, klijanje jecma, susenje zelenog slada, oslobadjanje slada od klice i poliranje. Tehnologija piva obuhvaca:

Proizvodnja sladovine

Glavno i naknadno vrenje

Bistrenje i punjenje piva

Proizvodnja sladovine prikazuje proces proizvodnje sladovine u klasicnoj pivovari koji se moze podijeliti na slijedece faze:

Drobljenje slada

Ukomljavanje ili ekstrakcija slada

Filtracija sladovine

Varenje i hmeljenje sladovine

Bistrenje i hladjenje sladovine

Drobljenje slada predstavlja mehanicku pripremu slada za ekstrakciju. Glavni zadatak drobljenja slada je olaksavanje i ubrzavanje fizickih i biokemijskih procesa rastvaranja sadrzaja zrna u toku ukomljavanja radi maksimalno moguceg prevodjenja eksraktivnih materija u vodeni rastvor, tj. sladovine. Slad mora biti cist, sortiran i sa jednolicnom velicinom zrna, sto je sve od posebnog znacaja za postizanje dobrog sastava prekrupe. Na prinos ekstrakta utjece i stupanj usitnjavanja slada. Kod drobljenja slada i boljeg usitnjavanja endosperma postavlja se zadatak da se pljevice ne ostete mnogo. Pri normalno prekrupljenom sladu, odnosi pojedinih sastojaka izrazeni u postotcima trebaju biti slijedeci:

• pljevica 15-18%

• grubi gris 18-22%

• fini gris 30-35%

• brasno 25-35%

Bit procesa ukomljavanja lezi u prevodjenju nerastvorenih materija slada i nesladovane zitarice u rastvoreni oblik putem enzimske hidrolize. U sladu ima malo sastojaka koji se rastvaraju u vodi (10-15%) od ukupne tezine suhe materije. Sastojci slada rastopljivi u vodi su: seceri, dio bjelancevina i proizvoda njihove razgradnje, te male kolicine pentozana, pentoza, heksozana i heksoza, pektina, taninskih i gorkih kiselina. Sve ove supstance brzo prelaze u rastvor, a najznacajniji dio zrna slada, koga cini skrob, nije rastopljiv. Pored skroba ima jos jedan dio bjelancevina u sladu koji je u nerastvorljivom obliku. Da bi mogli preci u rastvor, glavni sastojci zrna: skrob i bjelancevine moraju se dalje razgraditi putem enzimske hidrolize. Ova enzimska razgradnja odvija se pod utjecajem amilolitickih i proteolitickih enzima. Amilaza cijepa skrob na maltozu, glukozu, maltotriozu i vise dekstreine. Proteaza prevodi slozene bjelancevinske supstance do aminokiselina. Fitaza razgradjuje fitin na inozit i fosfate, a lipaza razgradjuje masti.

Do enzimske hidrolize skroba dolazi uslijed djelovanja aminolitickih enzima. Skrob se sastoji od amiloze i amilopektina. U pocetku ukomljavanja molekuli skroba se brzo razgradjuju uz hidrolizu, sto karakterizira promjenu jodne reakcije. Jedna od najkarakteristicnijih reakcija skroba je intenzivno modra boja sa jodom. Ona ukazuje na prisustvo skroba. Utjecajem alfa i beta amilaze u prisustvu vode skrob se rastvara na maltozu i dekstrin. Kod tog raspadanja skroba nastaje obicno 80% maltoze i 20% dekstrina. Postotak nije stalan vec se mijenja pod utjecajem temperature. Sve u svemu djelovanje enzima traje dok se izmedju dekstrina i maltoze ne postigne odredjena ravnoteza. Enzimska hidroliza skroba odigrava se istovremeno alfa i beta amilaze. Postepenim odcepljivanjem molekula maltoze od molekula skroba nastaje amilodekstrin, koji sa rastvorom joda daje ljubicastu boju. U daljoj fazi razgradnje enzima iz amilodekstrina odcjepljivanjem maltoze nastaje eritrodekstrin, koji sa jodom daje crvenu boju. Daljim djelovanjem iz eritrodekstrina se odcjepljuje maltoza pa nastaje ahrodekstrin, koji sa jodom ne izaziva promjenu boje. Konacno nastaje maltoza i maltodekstrin koji sa jodom ne reagira, pa ne dolazi do promjene boje. Posto ovakva razgradnja skroba dovodi do secera, proces se zove osecerenje.

U toku procesa ukomljavanja slozenie molekule bjelancevina se pod utjecajem enzima proteaza raspadaju.

Proizvodi razgradnje bjelancevina (polipeptidi i aminokiseline) neophodni za ishranu kvasca. Sa druge strane, srednje-molekularne bjelancevine (peptoni i djelomicno polipeptidi) uslovljavaju punocu ukusa i stabilnost pjene piva. Bjelancevine velikih molekula su cesto uzrok pojave zamucenja, zbog cega se tezi njihovoj razgradnji.

Posto su u toku procesa ukomljavanja i kuhanja sve rastvorene materije presle u sladovinu, nuzno je da se ona odvoji od nerastvorenih dijelova trebera. Postupak filtracije se vrsi u dvije faze: prva faza je nabubrenje prve sladovine, koja ima vecu koncentraciju osnovnog ekstrakta, i druga faza - ispiranje ekstrakta iz trebera koja se vrsi putem ekstrakcije sa toplom vodom.

Sve one materije, koje prilikom ukomljavanja slada i kuhanja ne prelaze u rastvor, cine nerastvorni dio koji se izdvaja u pivski treber. U njemu se u prvom redu nalaze pljevice zrna, nerastvorenih bjelancevina aleuronskog sloja zrna, nesto zaostalog skroba sto se nije razgradio u toku kuhanja, i mala kolicina nerastvornog ekstrakta koji pri ispiranju nije presao u sladovinu.

Kod kuhanja sladovine sa hmeljom prelaze gorke i aromatske materije u sladovinu, a bjelancevine se izdvajaju u krupne pahuljice koje se postepeno taloze i sladovina bistri. U toku procesa kuhanja dogadjaju se slijedece fiziolosko-kemijske promjene:

• razgradnja i rastvaranje hmelja i njegovih preradjevina, ekstrakta u jednostavnije spojeve

• koagulacija bjelancevina i izdvajanje bjelancevina u vidu pahuljica

• isparavanje vode u cilju postizanja standardne koncentracije osnovnog ekstrakta

• sterilizacija sladovine

• inaktivacija enzima

• bojenje sladovine

• oksidacija sladovine

• obrazovanje reducirajucih materija

Zadatak kuhanja je stabilizacija sastava sladovine uz gore navedene fiziolosko-kemijske promjene. Sa dodatkom hmelja postize se njegova ekstrakcija koja utjece na kvalitet piva (okus, biolosku stabilnost, pjenu). Kuhanje sladovine traje obicno 1,5-2h. Predugo kuhanje vodi do pojacanja boje sladovine, a prekratko djeluje nepovoljno jer ne moze dovesti do izdvajanja visokomolekularnih bjelancevina koje izazivaju slabo bistrenje sladovine i zamucenje piva. Kraj kuhanja se prakticno odredjuje prema koncentraciji ekstrakta u sladovini, prema izdvajanju bjelancevina u vidu pahuljica i prozirnosti vruce sladovine. Kuhanjem se takodjer unistavaju i svi enzimi u sladovini cime se osigurava stabilnost kemijskog sastava sladovine prije vrenja. U sladovini i u pivu nalaze se materije koje se vezu sa kisikom i stvaraju nerastvorni oblik taninsko-bjelancevinskih kompleksa koji su uzrocnici zamucenja piva uslljed dugog stajanja, zbog toga je vazno da u sladovini postoje supstance koje mogu suzbiti oksidaciju koja nastaje aeracijom. Ove supstance su tzv. reduktoni, dolaze sa sirovinama u sladovinu, i stvaraju se u procesu kuhanja.

Kolicina hmelja koja se dodaje u sladovinu varira od 200-500g po hektolitru piva. To zavisi od vise faktora:

• zahtjevima i ukusu potrosaca

• kvaliteti hmelja

• tipu i vrsti piva

• sastavu vode

• kvalitetu slada

Npr. svjetla piva u odnosu na tamna zahtjevaju 20-30% vise hmelja po hektolitru piva. Razlog je da svjetla piva trebaju imati hmeljnu gorcinu, dok su tamna piva slabo aromaticnog ukusa.

Nakon zavrsenog kuhanja hmeljne sladovine ona se prepumpava preko cjedila za hmelj u taloznjak. Na dnu hmeljnog cjedila nalaze se sita gdje ostaje hmeljni trop i deo kojagulisnih bjelancevina, a bistra sladovina izlazi kroz sita i odlazi do taloznjaka. Hmeljni trop koji ostaje u cjedilu sadrzi dosta upijene sladovine koja se ispira sa toplom vodom, pa se na 1kg dodatog hmelja nalazi 6-7 litara sladovine.

Zadatak procesa hladjenja je snizavanje temperature koja odgovara potrebama pocetnog stadijuma vrenja i zasicivanje kisikom iz zraka u cilju postizanja vrenja. Osim toga treba se izdvojiti talog kako bi se dobila bistra sladovina kao jedna od osnovnih predpostavki za pivo visoke kvalitete. U sladovini koja dolazi na hladjenje nalaze se bjelancevine koje cine fini talog. Snizenjem temperature one se taloze kao i druge materije. Za vrijeme hladjenja sladovina se mora zasititi kisikom iz zraka i osloboditi grubog taloga. U vezi ovog zahtjeva sladovina se hladi u dvije faze, pa dobijamo dvije vrste taloga - vruci i hladni talog.

Vruci talog koagulira u vidu krupnih pahuljica prilikom talozenja sladovine. Sastav vruceg taloga je slijedeci:

• 50-60% bjelancevina

• 15-20% smole od hmelja

• 20-30% drugih organskih materija

• 3-20% pepela

Sladovina pod pritiskom pumpe ulazi u taloznjak i tom prilikom dolazi do njenog kruznog kretanja. Usljed toga formira se talog u centru posude u obliku kupe koja ostaje na dnu nakon ispustanja sladovine.

Ovaj talog pocinje se izdvajati na temperaturi ispod 60° C. Hladni talog cini:

• 60-70% bjelancevina

• ostatak su taninske materije

Za otklanjanje hladnog taloga koristi se Venturijeva cijev, tj. proces koji se zove flotacija. Sustina flotacije je u tome, sto se u rashladjenu sladovinu, iz koju je izdvojen grubi talog pomocu Venturijeve cijevi ubrizgavan zrak. U tanku se zbog toga stvara pjena koja se penje prema gornjim slojevima i povrsini, noseci za sobom hladni talog. Sa zrakom se kroz cijev istovremeno dodaje i kvasac pa se na taj nacin vrsi aeracija i istovremeno dodavanje kvasca, pa se poslije toga sladovina pumpa na vrenje.

U toku procesa bistrenja sladovina veziva kisik fizicki i kemijski, sto djeluje na povecanje boje. Kod visih temperatura dolazi do kemijskog vezivanja kisika, a kod nizih kisik se rastvara sve dok rastvor ne postane zasicen. Secera u sladovini ima daleko vise nego drugih ekstraktivnih materija, zbog cega se u toku hladjenja kisik uglavnom se veze sa secerom.

Osnovu tehnologije dobijanja piva sacinjava alkoholno vrenje. Proces vrenja je zivotna pojava disanja kvasca, kada dolazi do razgradnje secera u alkohol i ugljenu kiselinu (Pasterova vitalna teorija vrenja).

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2

Poslije Pastera pojavila se i nova teorija prema kojoj treba alkoholno vrenje promatrati posljedicom djelovanja enzima, a kvasac je neophodan kao nosilac enzima vrenja. Enzim koji se nalazi u kvascu dobio je ime cimaza.

Uzrocnici svih vrsta vrenja su mikroorganizmi koji proizvode enzime kao specificne izazivace kemijskih promjena. Sve te mikroorganizme mozemo podijeliti u tri glavne grupe, i to:

kvasci

bakterije

plijesni

Za proizvodnju piva sluze pivski kvasci. Kvasci su jednocelijski organizmi elipsoidnog, uglastog, ovalnog, ili duguljastog oblika, koji se redovno razmnozavaju pumpanjem. U nepovoljnim prilikama, kada kvasci ne raspolazu sa dovoljno hranjivih materija razmnozavaju se sporama koje nastaju unutar celija. U pivarstvu kvasci se dijele na pahuljaste i praskaste. Pahuljasti kvasci imaju nizi stupanj vrenja sladovine jer se zgrusavaju u pahuljice i imaju manju kontaktnu povrsinu sa sladovinom. Praskasti kvasci imaju visi stupanj vrenja sladovine, jer je veca povrsina njihovih celija u kontaktu sa sladovinom. Ovi kvasci imaju odredjene osobine znacajne za tijek alkoholnog vrenja. One se ogledaju u slijedecem:

brzini razmnozavanja

brzini i trajanju vrenja

bistrenja piva

brzini talozenja kvasca

sposobnosti za prevrenje piva

okusu piva

Brzina razmnozavanja ocjenjuje se prema kolicini kvasca koji se talozi na dnu posude u vrenju poslije 36-48 sati.

Brzina i trajanje vrenja se vidi po manifestacijama sladovine tijekom vrenja, tj. kada nestane pjena sa povrsine posude, a to je dokaz da je glavno vrenje zavrseno.

Bistrenje piva je u dobroj mjeri zavisno od fizioloskih osobina kvasca. Dok se u jednim posudama vidi brzo bistrenje i lijepi sjaj piva, u drugim posudama i posle duzeg vremena pivo je opalescentno.

Brzina talozenja kvasca je vazan faktor pri izboru kvasca. Boja taloga je cesto u ovisnosti od sladovine, jer, ako ova ima bjelancevine koje koaguliraju, stvara se kasasta masa prljavo-sivog taloga.

Sposobnost za prevrenje piva izrazena je stupnjem prevrenja secera u sladovini. Razlicite sorte kvasca u istoj sladovini daju razlicit stupanj prevrenja.

Okus piva je u izvjesnoj mjeri ovisan i o sorti kvasca, pa je potrebno probom piva utvrditi eventualne razlike.

Na sladovini prilikom vrenja dolazi do vidnih promjena. Te promjene se mogu podijeliti na slijedece faze:

niska bijela pjena

srednja pjena

visoka pjena

opadanje pjene

hladjenje i talozenje

Prvi znaci vrenja se pokazuju stvaranjem bijelog pokrivaca od pjene koju stvara ugljik-dioksid, a koji se oslobadja prilikom vrenja i prelazi u atmosferu. Pri kraju ove faze vrenja pocinju se nakupljati male kolicine hmeljnih smola i bjelancevinskih materija, sto se naziva faza niske bijele pjene.

U ovom stadijumu mjehurici ugljik-dioksida razvijaju se intenzivnije i nastaje gusca kompaktna pjena, koja se pocinje podizati. Uslijed pojacanog izdvajanja hmeljnih smola, pjena dobija zuckasto-smedju boju. Boja zavisi od kemijskog sastava i koncentracije sladovine i sorte kvasca i kolicine hmelja.

Treca faza predstavlja fazu najintenzivnijeg zrenja. U ovoj fazi temperatura dostize maksimum, a nastajanje pjene je najintenzivnije.

Cetvrta faza je karakteristicna po tome sto se u njoj pored smenjivanja pjene i njenog postepenog propadanja dolazi do flokulacije pjene i bistrenja piva. Pjena se postepeno gubi i na kraju povrsina piva ostaje pokrivena tankim slojem pjene. Proizvod dobijen na kraju ove faze naziva se "mlado pivo".

U ovoj fazi se pivo hladi kako bi se ubrzalo talozenje kvasca i postigla temperatura 4-5° C. Za odredjivanje zavrsetka glavnog zrenja sluzi stupanj prevrelosti i spoljni znaci na povrsini sladovine, odnosno "mladog piva". Pivo se uzima u casu od 50ml i kada se dobro prosvetli treba da pokazuje suspendirane cestice na dnu i to bi bio znak da se dobro izbistrilo i da je proces glavnog vrenja zavrsen.

Za naknadno vrenje karakteristicna je lagana fermentacija secera, pri kojoj se odigravaju isti procesi kao kod glavnog vrenja, ali oni teku sporije. Brzina biokemijskih reakcija procesa se smanjuje uslijed nizih temperatura i manjeg broja celija kvasca po jedinici zapremina piva, jer se glavni dio kvasca uklanja po zavrsetku glavnog vrenja. U toku naknadnog vrenja oksido-redukcioni potencijal piva opada, tom prilikom dolazi do oksidacije nestabilnih materija, uslijed cega se pojavljuje fino oksidaciono zamucenje, koje se samo djelimicno odstranjuje filtracijom, a ostatak se otklanja prirodnim talozenjem. Ovo bistrenje piva predstavlja drugu fazu vrenja i sastoji se u tome sto celije kvasca apsorbiraju bjelancevine zamucenja i druge suspendirane materije koje padaju na dno. U toku naknadnog vrenja kojaguliraju se bjelancevine, taninske materije i hmeljne smole. U toku zrenja mijenja se okus mladog piva, dolazi do smanjenja gorcine sto se objasnjava procesom koagulacije i razgradnje hmeljnih smola.

Poznato je da tijekom procesa glavnog vrenja i zrenja dolazi do odredjenih fizicko-kemijskih i organo-leptickih promjena u sastavu i osobinama piva. Pivo se bistri, celije kvasca i druge suspendirane materije belancevinsko-taninskog kompleksa se taloze, a oslobodjeni ugljik-dioksid se veze za pivo, tako da poprima svoj konacan sastav, okus i druge osobine. Filtrirano pivo treba biti kristalno bistro, sa potrebnom trajnosti, okusom i ostalim karakteristikama. Radi toga, filtracija ima veliki znacaj kao posljednja faza proizvodnog procesa, jer tek filtrirano pivo ima sve one karakteristike koje traze potrosaci. Danas se u svijetu u cilju postizanja bistrenja piva primjenjuju dva osnovna postupka, i to:

separacija piva

filtracija piva

Bistrenje piva na separatoru odvija se na bazi centrifugalne sile. Poznato je da sladovina i pivo sadrze izvjesne cestice razlicite specificne tezine koje se taloze uslijed gravitacione sile. Pivo dolazi pod pritiskom u bubanj u kojem su smjesteni rotirajuci tanjuri. Tanjuri su smjesteni na suplje vreteno koje sluzi za ulaz piva. Po bubnju pivo prolazi izmedju tanjura i osnovice bubnja u prostor za talozenje. Krupne cestice se izdvajaju usljed centrifugalne sile ka periferiji, pa se na taj nacin vrsi stvaranje taloga. Ovaj talog se u odredjenim vremenskim intervalima izbacuje. Posto su separatori hermeticki zatvoreni odrzava se konstantan pritisak i ne dolazi do gubitka piva i smanjenja koncentracije ugljen-dioksida.

Osnovna prednost filtracije piva je mogucnost ostrije filtracije i postizanje vece bistrine. Kvalitet filtracije gotovog piva zavisi od pravilnog izbora i doziranja kisel-gura koji odgovara zahtjevima za postizanje odredjenog stupnja bistrine piva. U vecini slucajeva cestice zamucenja koje treba odstraniti iz piva su male pa je potrebno stvoriti odgovarajuci porozni sloj koji ce ove cestice zadrzati prilikom filtracije. Na taj nacin se iz tekuce faze izdvajaju cestice tako da se dobija bistra tekucina. Za filtriranje se obicno koriste filtracioni ulosci koji su izradjeni u vidu ploca iz kombinacije celuloze i pamuka. Na filtracionim uloscima se formira prvo jedan naplavni sloj grubog kisel-gura, a zatim se nanosi kisel-gur finije granulacije koji formira filterski sloj koji zadrzava cestice i na taj nacin omogucava da kroz filtracijske slojeve prolazi potpuno cist filtrat, oslobodjen svih taloznih materija i celija kvasca.

Kisel-gur kao sredstvo za filtriranje, proizvodi se od slojeva diatomeja (alge kremenjasice). Kad je pravilno pripremljen najbolje odgovara zahtjevima koji se postavljaju idealnom sredstvu za filtriranje: svojim oblikovanim cesticama stvara vrlo prepustljivu filter-pogacu koja omogucava najbolje filtraciono djelovanje. U kemijskom sastavu kisel-gur je najvecim dijelom sastavljen od silicijskih dioksida i aluminijskih oksida.

Filtracija je posljednja faza u proizvodnom procesu, koji predhodi punjenju piva u bacve, boce i limenke pa je nuzno da joj se posveti posebna paznja. Kako sa stanovnista bistrine i drugih tehnoloskih zahtjeva za kvalitetno pivo, tako i sa stanovnistva ekonomicnosti izvodjenja ove tehnoloske operacije.

Filtrirano pivo dolazi u tankove pod pritiskom u kojima se treba zadrzati 8-12h prije punjenja. Zadrzavanje piva u tankovima ima svrhu da se pivo ohladi na temperaturi 1-2° kako bi se sprecilo penusanje u procesu otakanja piva. Pivo se puni pod izobarometarskim pritiskom. Pod ovim pojmom se podrazumijeva konstanti protu-pritisak ugljik-dioksida kojim se omogucuje normalno punjenje piva i koji sprijecava gubitak ugljik-dioksida i oksidacija piva.

Glavni sastojci gotovih piva su voda, alkohol, ugljen-dioksid i ekstrakt (neprevreli dio ekstrakta). Ovisno od sorte piva sadrzaj alkohola se krece od 2-6%. Pored etil alkohola u pivu se nalaze male kolicine visih alkohola. U pivu normalno ima 0,30-0,40% ugljik-dioksida. Prisustvo ugljik-dioksida djeluje povoljno na okus, daje svjezinu, a predstavlja i vaznu komponentu za pjenusavost piva. Sposobnost drzanja pjene zavisi o kolicini i kemijskom sastavu ekstrakta. Od piva se trazi da pri punjenju u casu pjeni tako da se ova gusta i cvrsta pena zadrzi na povrsini najmanje 3 minute. Mjehurici ugljik-dioksida koji se dizu od dna ka povrsini pomazu odrzavanju pjene. Ekstrakt piva pretezno cine ugljik hidrati i manja kolicina proteina, aminokiselina, glicerina i sastavnih dijelova hmelja. Od sastava ekstrakta zavisi punoca okusa piva. Hemijski sastav ekstrakta ne zavisi samo od vrste slada, nego i nacinu proizvodnje sladovine i vodjenju fermentacije, odnosno stupnju konacnog prevrenja na kraju fermentacije.

Nazad