醸造
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16世紀の醸造所

醸造とは、でんぷん質（一般的には穀物、最も一般的なものは大麦）[ 1 ]を水に浸し、得られた甘い液体を酵母で発酵させることによってビールを製造することである。醸造は、商業的な醸造家によって醸造所で行われることもあれば、自家醸造家によって家庭で行われることもあり、また共同で行うこともある。[ 2 ]醸造は紀元前6千年紀頃から行われており、考古学的証拠から、古代エジプト[ 3 ]、中国[ 4 ]、メソポタミアなどの新興文明がビールを醸造していたことが示唆されている。[ 5 ] 19世紀以降、醸造産業はほとんどの西洋経済の一部となっている。

ビールの基本原料は水と、大麦麦芽などの発酵性デンプン源です。ほとんどのビールはビール酵母で発酵され、ホップで風味付けされます。[ 6 ]あまり広く使用されていないデンプン源としては、キビ、モロコシ、キャッサバなどがあります。[ 7 ]トウモロコシ、米、砂糖などの副原料（添加物）も、コスト削減や、ビールの泡立ちを保つために小麦を加えるなど、特徴づけのために使用されることがあります。[ 8 ]最も一般的なデンプン源は、挽いた穀物、または「グリスト」です。ビールのレシピにおけるデンプンまたは穀物原料の割合は、グリスト、グレインビル、または単にマッシュ原料と呼ばれることがあります。[ 9 ]

醸造工程には、麦芽製造、製粉、マッシング、ろ過、煮沸、発酵、コンディショニング、濾過、包装といった工程が含まれます。発酵には主に温発酵、冷発酵、自然発酵の3つの方法があります。発酵は開放式または密閉式の発酵容器で行われ、二次発酵は樽や瓶内で行われることもあります。その他にも、バートン発酵、ダブルドロッピング、ヨークシャースクエアといった醸造方法があり、さらに濾過や樽熟成といった発酵後の処理も行われます。

歴史

アルルビールの領収書には、紀元前2050年頃、メソポタミア（古代イラク）のシュメール都市ウンマの醸造家から「最高級」のビールを購入した ことが記録されている。[ 10 ]

ビール醸造は紀元前6千年紀頃から行われており、考古学的証拠は中国、[ 4 ]古代エジプト、メソポタミアなどの新興文明でビールが醸造されていたことを示唆しています。古代メソポタミアの楔形文字（現在知られている最古の文字）には、様々なビールのレシピの記述が見られます。[ 3 ] [ 11 ] [ 12 ]メソポタミアでは、醸造職人は社会的認可と女性の神々/女神からの神聖な加護を得られる唯一の職業であり、具体的には、ビール製造を担当するニンカシ、ビールを指す換喩的に使用されたシリス、ビールの楽しみを担当するシドゥリです。 [ 5 ]産業革命以前の時代や発展途上国では、女性が主な醸造者であることが多かったです。[ 13 ] [ 14 ]

特定の糖を含む穀物のほとんどは、空気中の野生酵母の影響で自然発酵するため、ある部族や文化が穀物を栽培化した直後に、世界中でビールに似た飲み物が独自に開発された可能性があります。古代の陶器の壺の化学検査から、現在のイランで約7,000年前にはすでにビールが製造されていたことが明らかになっています。この発見は、発酵の最も古い使用法の一つを明らかにするものであり、現在までで最も古い醸造の証拠です。メソポタミアでは、ビールの最古の証拠は、人々が葦のストローで共用のボウルから飲み物を飲んでいる様子を描いた6,000年前のシュメールの粘土板であると考えられています。醸造の守護女神ニンカシを称える3,900年前のシュメールの詩には、パンを使って大麦からビールを製造する方法を説明した、現存する最古のビールのレシピが含まれています。パンとビールの発明は、人類の技術開発と文明建設の能力を支えたと主張されてきました。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]現在までに化学的に確認された最も古い大麦ビールは、イランの中央ザグロス山脈のゴディン・テペで発見されました。そこでは、少なくとも5000年前の水差しの破片が、醸造プロセスの副産物であるビール石で覆われているのが見つかりました。 [ 18 ]ビールは、 5000年前の新石器時代のヨーロッパではすでに知られていた可能性があり、 [ 19 ]主に家庭規模で醸造されていました。[ 20 ]

産業革命以前に生産されたエールは、引き続き国内で製造・販売されていたが、7世紀までにはヨーロッパの修道院でもビールが生産・販売されていた。産業革命の間、ビールの生産は職人による製造から工業的な製造へと移行し、19世紀末までに国内製造は大きなものとなりなくなった。[ 21 ]比重計と温度計の発達により、醸造者はプロセスをより細かく制御できるようになり、結果についてより深い知識を得ることができるようになったため、醸造は変化した。今日、醸造業界は世界的なビジネスであり、いくつかの有力な多国籍企業と、ブルーパブから地域の醸造所に至るまで数千もの小規模生産者から構成されている。[ 22 ]年間1330億リットル（350億ガロン）以上が販売され、2006年の世界全体の売上高は2945億ドル（1477億ポンド）に達した。[ 23 ]

材料

焼成または焙煎前の麦芽大麦

ビールの基本原料は、水、発酵（アルコールへの変換）可能な大麦麦芽などのデンプン源、発酵を促すビール酵母、そしてホップなどの香料[ 6 ]です。 [24] トウモロコシ、米、砂糖などの副糖類とデンプン源を混ぜて使用することもあります。これらは、特に大麦麦芽の低コストな代替品として使用される場合は、しばしば「副原料」と呼ばれます。[ 8 ]あまり広く使用されていないデンプン源としては、アフリカのキビ、モロコシ、キャッサバの根、ブラジルのジャガイモ、メキシコのアガベなどがあります。[ 7 ]最も一般的なデンプン源は、挽いた穀物、または「グリスト」です。ビールのレシピにおけるデンプンまたは穀物成分の割合は、グリスト、グレインビル、または単にマッシュ原料と呼ばれることがあります。[ 9 ]

水

ビールの原料は主に水です。地域によって水のミネラル成分が異なり、その結果、もともと特定の種類のビールを作るのに適した地域があり、それがビールに地域的な特徴を与えています。[ 25 ] [ 26 ]例えば、ダブリンはギネスのようなスタウトを作るのに適した硬水を持っています。一方、ピルゼンはピルスナーウルケルのようなペールラガーを作るのに適した軟水を持っています。[ 25 ]イギリスのバートンの水には石膏が含まれており、ペールエールを作るのに非常に効果的です。そのため、ペールエールの醸造者はバートン化と呼ばれる方法で地元の水に石膏を加えます。[ 27 ]

デンプン源

ビールに含まれるデンプン源は発酵物質であり、ビールの強さと風味を決定づける重要な要素です。ビールに最も一般的に使用されるデンプン源は麦芽です。穀物は水に浸して発芽させ、発芽が始まった穀物を窯で乾燥させることで麦芽化されます。穀物を麦芽化することで酵素が生成され、マッシュ工程で穀物中のデンプンが発酵可能な糖に変換されます。[ 28 ]同じ穀物から異なる色の麦芽を作るには、焙煎時間と温度が異なります。より濃い色の麦芽から、より濃い色のビールが生まれます。[ 29 ]

ほぼすべてのビールには、デンプン質の大部分として大麦麦芽が含まれています。これは、大麦麦芽の繊維質な殻が、醸造のスパージング段階（麦汁を作るためにマッシュした大麦粒に水をかけて洗浄する段階）で重要であるだけでなく、デンプンを糖に変換する消化酵素であるアミラーゼの豊富な供給源でもあるためです。その他の麦芽化穀物や非麦芽穀物（小麦、米、オート麦、ライ麦、そして頻度は低いもののトウモロコシやモロコシなど）が使用されることもあります。近年、小麦、大麦、ライ麦などのグルテンを含む穀物を消化できない人のために、いくつかの醸造所が大麦麦芽を使用せずモロコシで作ったグルテンフリーのビールを製造しています。[ 30 ]

ホップ
ドイツのハラータウにあるホップ畑で栽培されたホップの球果

ホップはホップ科の植物Humulus lupulusの雌花房または種子球果であり、[ 31 ]現在作られるほぼすべてのビールの香料および保存料として使用されています。[ 32 ]ホップはローマ時代から医薬品および食品の香料として使用されてきました。7世紀には現在のドイツにあったカロリング朝の修道院でホップを使ったビールが作られていましたが、[ 33 ]ビールに使用するためのホップの広範な栽培が記録されるのは13世紀になってからです。[ 34 ] 13世紀より前は、ビールはノコギリソウ、ワイルドローズマリー、ボグマートルなどの植物や、ジュニパーベリー、アニス、ショウガなどの他の材料で風味付けされていました。これらはグルートと呼ばれる混合物に混ぜられ、現在のホップのように使用されます。 13世紀から16世紀にかけてホップが主な香料として使われるようになり、グリュットで風味付けしたビールはエール、ホップで風味付けしたビールはビールと呼ばれていました。[ 35 ] [ 36 ]スコットランドのヘザーエールズ社のフラオックやフランスのブラッスリーランスロット社のセルヴォワーズランスロットなど、今日のビールの中にはホップ以外の植物を香料として使用しているものもあります。[ 37 ] [ 38 ]

ホップには、醸造家がビールに求める特性がいくつか備わっている。麦芽の甘さとバランスをとる苦味、花、柑橘、ハーブの香りと風味、望ましくない微生物よりもビール酵母の活性を高める抗生物質効果、そしてビールの泡（ビールヘッド）の持続時間（ヘッドリテンション）などである。 [ 39 ]ホップの防腐剤は、アルファ酸とベータ酸を含む軟質樹脂を含むルプリン腺から得られる。[ 40 ] [ 41 ]多くの研究が行われているものの、軟質樹脂の防腐作用はまだ完全には解明されていない。ただし、冷暗所で保管しないと防腐作用が低下することが観察されている。[ 42 ] [ 43 ]ホップの商業的用途としては、醸造が唯一主要である。[ 44 ]

酵母

酵母はビールの発酵を司る微生物である。酵母は穀物から抽出した糖を代謝してアルコールと二酸化炭素を生成し、麦汁をビールに変えていく。ビールの発酵に加え、酵母はビールの特徴や風味にも影響を与える。[ 45 ] ビール造りに使われる主な酵母の種類は、エール酵母として知られるサッカロミセス・セレビシエとラガー酵母として知られる サッカロミセス・パストリアヌスである。ブレタノマイセスはランビックを発酵させ、[ 46 ]トルラスポラ・デルブリュッキはバイエルン・ヴァイスビアを発酵させる。[ 47 ]発酵における酵母の役割が理解される前は、発酵には野生酵母や空気中の酵母が関わっており、ランビックなどいくつかの種類のビールでは現在でもこの方法が使われている。カールスバーグ研究所に勤務していたデンマークの生化学者エミール・クリスチャン・ハンセンは、純粋な酵母培養物を開発し、1883年にカールスバーグ醸造所に導入しました。[ 48 ]そして現在、純粋な酵母株は世界中で使用されている主な発酵源となっています。[ 49 ]

清澄剤

一部の醸造所では、ビールに1種類以上の清澄剤を添加することがあります。これらの清澄剤は、通常、タンパク質固形物とともにビールから沈殿（固形物として集積）し、最終製品には微量しか含まれません。この工程により、エスニックビールや小麦ビールなどの古いスタイルのビールに見られる濁った外観とは異なり、ビールは明るくクリーンな外観になります。[ 50 ]

清澄剤の例としては、魚の浮袋から得られるアイシングラス、海藻のアイリッシュモス、海藻カッパフィカスから得られるカッパカラギーナン、ポリクラ（市販の清澄剤）、ゼラチンなどが挙げられる。[ 51 ]ビールに「ビーガン向け」と表示されている場合は、通常、海藻または人工の物質で清澄化されているが、[ 52 ]マーストンズが2009年に発明した「ファストカスク」法は別の方法である可能性がある。[ 53 ]

醸造工程

醸造工程には、麦芽化、マッシング、ろ過、煮沸、発酵、調整、濾過、包装など、いくつかのステップがあります。[ 54 ]ビールの製造に必要な醸造設備は、時間の経過とともにより洗練され、現在では醸造工程のほとんどの側面をカバーしています。[ 55 ] [ 56 ]

麦芽化は、大麦を醸造用に準備する工程です。[ 57 ]麦芽化は、大麦のでんぷん質を溶出させるために3つの段階に分けられます。[ 58 ]まず、浸漬工程では、大麦を水を入れた桶に入れ、約40時間浸漬させます。[ 59 ]発芽工程では、大麦を発芽室の床に約5日間広げます。[ 59 ]麦芽化の最終段階は乾燥工程で、麦芽は窯で非常に高温で乾燥されます。このとき、数時間かけて徐々に温度を上げていきます。[ 60 ]乾燥が完了すると、大麦は麦芽と呼ばれ、穀粒を砕いて子葉を露出させるために製粉または粉砕されます。子葉には炭水化物と糖分の大部分が含まれています。これにより、マッシング中に糖分を抽出しやすくなります。[ 61 ]

マッシングは、麦芽化の段階で放出されたデンプンを発酵可能な糖に変換する工程です。粉砕された穀物は、マッシュタンと呼ばれる大きな容器で熱湯と混合されます。この容器で穀物と水が混合され、穀物マッシュ（穀物麦芽）が作られます。マッシングの過程で、麦芽に含まれる天然酵素が穀物中のデンプン（長鎖炭水化物）をより小さな分子、つまり単糖（単糖類、二糖類、三糖類）に変換します。この「変換」は糖化と呼ばれ、60～70℃（140～158°F）の温度で起こります。[ 62 ]マッシング工程の結果、糖分を多く含んだ液体、つまり「麦汁」が生成されます。これはその後、ろ過と呼ばれる工程でマッシュタンの底から濾過されます。ろ過処理の前に、マッシュの温度を約75～78℃（167～172℉）まで上げることがあります（マッシュアウトと呼ばれる）。これにより、より多くのデンプンが遊離し、マッシュの粘度が低下します。また、追加の糖分を抽出するために、穀物に水を散布することもあります（スパージと呼ばれる工程）。[ 63 ]

麦汁は「コッパー」またはケトルと呼ばれる大きなタンクに移され、ホップ、そして時にはハーブや糖類などの他の原料と共に煮沸されます。この段階で多くの化学反応が起こり、ビールの風味、色、香りに関する重要な決定が下されます。[ 64 ]煮沸工程は、酵素反応の停止、タンパク質の沈殿、ホップ樹脂の異性化、そして麦汁の濃縮と殺菌を目的としています。ホップはビールに風味、香り、苦味を与えます。煮沸の最後に、ホップ入り麦汁は「ワールプール」と呼ばれる容器で沈殿し、澄明化されます。ここで麦汁中のより固形の粒子が分離されます。[ 65 ]

渦流後、麦汁は圧縮されたホップ塊から引き出され、熱交換器によって酵母を添加できる温度まで急速に冷却されます。醸造所では様々な熱交換器が使用されていますが、最も一般的なのはプレート式です。水またはグリコールが麦汁と反対方向に流路を流れ、温度が急速に下がります。酵母は高温では増殖できず、60℃（140°F）を超えると死滅し始めるため、麦汁を酵母を安全に加えられる温度まで急速に冷却することが非常に重要です。[ 61 ] [ 66 ]麦汁が熱交換器を通過した後、冷却された麦汁は発酵タンクに送られます。そこで、特定の種類の酵母が選別され、発酵タンクに投入（「ピッチング」）されます。[ 64 ]麦汁に酵母が加えられると、発酵プロセスが始まり、糖がアルコール、二酸化炭素、その他の成分に変換されます。発酵が完了すると、醸造者はビールをコンディショニングタンクと呼ばれる新しいタンクに移すことがあります。[ 63 ]ビールのコンディショニングとは、ビールを熟成させ、風味を滑らかにし、不要な風味を消散させるプロセスです。[ 65 ] 1週間から数ヶ月間のコンディショニングの後、ビールは濾過され、瓶詰めのために強制炭酸化されるか、[ 67 ]樽内で清澄されます。[ 68 ]

マッシュ

バートン・アポン・トレントのバス博物館にあるマッシュタン

マッシングとは、「グリスト」または「グレインビル」と呼ばれる粉砕穀物（通常は麦芽大麦とトウモロコシ、モロコシ、ライ麦、小麦などの補助穀物）と「リカー」と呼ばれる水を混ぜ合わせ、「マッシュタン」と呼ばれる容器で加熱する工程です。マッシングは浸漬法の一種であり、[ 69 ] お茶、日本酒、醤油などの醸造行為と定義されます。[70]技術的には、ワイン、サイダー、ミードは、固形物を含む浸漬工程がないため、醸造ではなく醸造と呼ばれます。[71] マッシングにより、麦芽中の酵素が穀物のデンプンを糖（通常は麦芽糖）に分解し、麦汁と呼ばれる麦芽液を生成します。[ 72 ]主な方法は2つあります。1つは穀物を1つの容器で加熱するインフュージョンマッシング、もう1つは穀物を1つの容器で加熱するインフュージョンマッシングです。デコクションマッシングでは、穀物の一部を沸騰させてからマッシュに戻して温度を上げます。[ 73 ]マッシングでは、特定の温度（特に45–62–73°Cまたは113–144–163°F）で一時停止し、「マッシュタン」と呼ばれる、断熱された醸造容器で行われます。[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]マッシングの最終製品は「マッシュ」と呼ばれます。

マッシングには通常1～2時間かかり、この間、様々な温度で休ませることで、使用する麦芽の種類、改質レベル、醸造者の意図に応じて、異なる酵素が活性化されます。これらの酵素の働きにより、穀物のデンプンはデキストリンに、次に麦芽糖などの発酵可能な糖に変換されます。49～55℃（120～131°F）のマッシング休ませにより、さまざまなプロテアーゼが活性化され、ビールの濁りの原因となるタンパク質が分解されます。この休ませは、一般的に、ドイツやチェコ共和国で人気が低下している改質不足（つまり、麦芽化不足）麦芽、または北米のビールで広く使用されているトウモロコシや米などの麦芽化されていない穀物にのみ使用されます。 60 °C (140 °F) でマッシュを休ませると、β-グルカナーゼが活性化され、マッシュ内の粘着性のある β-グルカンが分解され、工程の後半で糖がより自由に流れ出ます。現代のマッシュ工程では、市販の菌ベースの β-グルカナーゼが補助的に追加される場合があります。最後に、65～71 °C (149～160 °F) のマッシュ休ませ温度を使用して、麦芽のデンプンを糖に変換します。この糖は、醸造工程の後半で酵母が使用できるようになります。後者の休ませ温度の下限で行うことにより、 β-アミラーゼ酵素が働きやすくなり、酵母による発酵しやすいマルトトリオース、マルトース、グルコースなどの低次の糖が多く生成されます。その結果、ボディが低くアルコール度数の高いビールができます。高温域に近いほどα-アミラーゼ酵素の活性が高まり、酵母による発酵性が低い高次糖とデキストリンが生成されるため、アルコール度数が低く、よりコクのあるビールが出来上がります。熟成期間とpHの変化も、得られる麦汁の糖組成に影響を与えます。[ 77 ]

ろ過

ラウタータン

ろ過とは麦汁（マッシング中に抽出された糖分を含む液体）を穀物から分離することです。 [ 78 ]これは、偽底を備えたマッシングタン、ラウタータン、またはマッシュフィルターで行われます。ほとんどの分離プロセスは2段階です。最初の段階は麦汁の流出で、抽出物が希釈されていない状態で使用済み穀物から分離されます。そして、穀物と一緒に残っている抽出物が熱湯で洗い流されるスパージングです。ラウタータンは、グリストとハル（挽いたまたは製粉された穀物）の大きな破片をはめ込むのに十分な小さな穴が底に開いたタンクです。[ 79 ]その上に沈殿するグリストベッドが実際のフィルターです。一部のラウタータンには、良好な流れを維持するためにグリストベッドに切り込む回転レーキまたはナイフのための設備があります。ナイフは穀物を押し出すように回転することができ、使用済み穀物を容器から追い出すために使用されます。[ 80 ]マッシュフィルターはプレートフレーム式フィルターです。空のフレームには、使用済みの穀物を含むマッシュが収容され、容量は約1ヘクトリットルです。プレートには、ろ布を支える構造があります。プレート、フレーム、ろ布は、キャリアフレーム内にフレーム、ろ布、プレート、ろ布の順に配置され、構造の両端にプレートが配置されています。最新のマッシュフィルターには、スパージの間に穀物から液体を圧出できるブラダーが備わっています。穀物はマッシュフィルター内でろ過媒体として機能しません。[ 81 ]

沸騰

マッシング後、ビール麦汁は「銅製」または醸造釜と呼ばれる大きなタンクでホップ（および使用する場合他の香料）とともに煮沸される。歴史的にはマッシュ容器が使用されており、現在でも一部の小規模醸造所で使用されている。 [ 82 ]煮沸工程では化学反応が起こる。[ 64 ]これには、麦汁の殺菌による不要なバクテリアの除去、異性化によるホップの風味、苦味、芳香化合物の放出、酵素プロセスの停止、タンパク質の沈殿、麦汁の濃縮などが含まれる。 [ 83 ] [ 84 ]最後に、煮沸中に発生した蒸気によってジメチルスルフィドの前駆物質などの異臭が揮発する。[ 84 ]煮沸は均一かつ強烈になるように、つまり連続的な「ローリングボイル」で行われる。[ 84 ]煮沸時間は平均45分から90分で、煮沸の強さ、ホップの投入スケジュール、醸造者が蒸発させると予想される水の量によって異なります。[ 85 ]煮沸の最後に、ホップ入り麦汁中の固形粒子は通常「ワールプール」と呼ばれる容器で分離されます。[ 65 ]

醸造ケトルまたは銅

フランスのブラッスリー・ラ・シュレットの醸造釜

銅は、主に2つの理由から、煮沸容器の伝統的な素材として用いられてきました。第一に、銅は熱を素早く均一に伝導するためです。第二に、沸騰中に発生する泡は熱を遮断する役割を担いますが、銅の表面に付着しないため、麦汁が均一に加熱されるからです。[ 86 ]最もシンプルな煮沸釜は直火式で、下部にバーナーが付いています。この釜は勢いよく好ましい沸騰を起こせますが、炎が釜に触れた部分の麦汁が焦げやすく、カラメル化を引き起こして後片付けが困難になります。ほとんどの醸造所は蒸気釜を使用しており、これは釜内の蒸気ジャケットを用いて麦汁を煮沸します。[ 84 ]醸造所では通常、釜の内側または外側に煮沸ユニットが設置されています。これは通常、カランドリアと呼ばれる垂直の管が備わった細長い円筒形で、麦汁がポンプで送られます。[ 87 ]

ワールプール

煮沸の最後に、ホップ入り麦汁中の固形粒子は通常「ワールプール」または「沈殿槽」と呼ばれる容器で分離されます。[ 65 ] [ 88 ]ワールプールは、 1960年にモルソン醸造所で働いていたヘンリー・ラヌルフ・ハドストンによって考案されました。彼はいわゆる「茶葉のパラドックス」を利用して、「トラブ」（ホップの植物性タンパク質の凝固物）と呼ばれる密度の高い固形物をワールプールタンクの中央の円錐形に押し込みます。[ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]ワールプールシステムは様々です。小規模な醸造所では醸造釜を使用する傾向があり、大規模な醸造所では別のタンクを使用します。[ 88 ]また、設計も異なり、タンクの底は平ら、傾斜、円錐形、中央にカップがあるなどです。[ 92 ]原理としては、麦汁をかき混ぜることで、遠心力によってトラブがタンクの底の中央の円錐形に押し出され、簡単に取り除くことができるというものです。[ 88 ]

ホップバック

ホップバックは、伝統的な追加チャンバーで、ホールホップを使用してふるいまたはフィルターとして機能し、未発酵（または「グリーン」）麦汁から残留物（または「トラブ」）を取り除きます。[ 93 ]ワールプールと同様に、完成したビールのホップアロマを高める効果もあります。[ 94 ] [ 95 ]これは、醸造釜と麦汁冷却器の間にあるチャンバーです。ホップをチャンバーに加え、醸造釜から出た熱い麦汁をこのチャンバーに通した後、発酵室に入る前に麦汁冷却器で直ちに冷却します。密閉されたチャンバーを使用するホップバックは、ホップが熱い麦汁に接触すると通常は蒸発してしまう揮発性のホップアロマ化合物を最大限に保持するのに役立ちます。[ 96 ]ホップバックはワールプールと同様の濾過効果を持つが、その仕組みは異なる。ワールプールは遠心力を利用するのに対し、ホップバックはホールホップの層を濾過床として利用する。さらに、ワールプールはペレット状のホップの除去にのみ有効である（花は容易に分離しないため）のに対し、ホップバックは一般的にホールフラワーホップの除去にのみ使用される（ペレット状のホップ粒子はホップバックを通過する傾向があるため）。[ 97 ]現代の醸造所では、ホップバックは主にワールプールに置き換えられている。[ 98 ]

麦汁冷却

ワールプールの後、麦汁は酵母を加える前に発酵温度の20～26 °C (68～79 °F) [ 74 ]まで下げなければならない。現代の醸造所では、これはプレート式熱交換器によって実現されている。[ 99 ]プレート式熱交換器には、2つの別々の経路を形成する、多数の隆起したプレートがある。麦汁は熱交換器にポンプで送り込まれ、プレート間の隙間を1つおきに通過する。[ 99 ]冷却媒体（通常は冷液タンクからの水）は、他の隙間を通過する。プレートの隆起により乱流が確実に生じる。[ 100 ] 優れた熱交換器は、95 °C (203 °F) の麦汁を20 °C (68 °F) まで下げると同時に、冷却媒体を約10 °C (50 °F) から 80 °C (176 °F) まで温めることができる。最後の数枚のプレートでは、氷点下まで冷却できる冷却媒体が使用されることが多く、これにより麦汁温度をより細かく制御できるだけでなく、約10℃（50°F）まで冷却することも可能になります。冷却後、麦汁に酸素を溶解させることで酵母を活性化させ、増殖を促進することがよくあります。[ 101 ]

煮沸中に、麦汁の煮沸に使用されたエネルギーの一部を回収することは有用である。煮沸中に発生した蒸気は、醸造所から排出される際に、加熱されていない水が流れるコイルを通過する。流量を調整することで、排出される水の温度を制御できる。これは、プレート式熱交換器を用いて行われることが多い。その後、水は貯蔵され、次のマッシング、機器の洗浄、あるいは必要に応じて使用される。[ 102 ]もう一つの一般的なエネルギー回収方法は、麦汁の冷却中に行われる。熱交換器で冷水を用いて麦汁を冷却すると、水は大幅に温まる。効率的な醸造所では、冷水は熱交換器を通過する際に、排出時の水温が最大になるように設定された速度で通過する。こうして温まった水は、温水タンクに貯蔵される。[ 102 ]

発酵

現代の密閉式発酵容器

発酵は、巨大な円筒円錐形の容器から開放型の石器、木製の大桶まで、様々な形状の発酵容器で行われます。[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]麦汁を冷却し、通常は滅菌空気で通気させた後、酵母を加え、発酵を開始します。この段階で、麦芽から得られた糖分がアルコールと二酸化炭素に変換され、初めてビールと呼ばれるようになります。

今日、ほとんどの醸造所は、円錐形の底と円筒形の頂部を持つ円筒円錐容器（CCV）を使用しています。円錐の角度は通常約60°で、酵母が円錐の頂点に向かって流れやすい角度ですが、垂直方向のスペースを過度に占有するほど急ではありません。CCVは、発酵とコンディショニングの両方を同じタンクで行うことができます。発酵終了時には、円錐の頂点に落ちた酵母やその他の固形物は、頂点のポートから簡単に洗い流すことができます。開放型の発酵容器も使用され、ブルーパブではショーケースとして、ヨーロッパでは小麦ビールの発酵によく使用されます。これらの容器には蓋がないため、上面発酵酵母の採取が非常に容易です。容器の蓋が開いているため、感染のリスクは高くなりますが、適切な清掃手順と発酵室への入室に関する慎重な手順を踏めば、リスクを十分に管理できます。発酵タンクは通常、ステンレス鋼で作られています。単純な円筒形で両端が斜めにカットされたタンクは、通常水平に配置されるコンディショニングタンクとは対照的に、垂直に配置されます。木製のタンクは清潔に保ち、感染を防ぐのが難しく、ほぼ毎年交換する必要があるため、発酵に木製のタンクを使用している醸造所はごくわずかです。[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]

発酵方法

発酵が行われていることを示す開いた容器

発酵には主に温発酵、冷発酵、そして自然発酵の3つの方法があります。発酵は開放型または密閉型の容器で行われます。また、醸造所内、樽内、瓶内で二次発酵が行われることもあります。[ 106 ]

醸造酵母は伝統的に「上面発酵」（または「上面発酵」）と「下面発酵」（または「下面発酵」）に分類されます。上面発酵に分類される酵母は一般に発酵が速い高温発酵に使用され、下面発酵に分類される酵母は発酵が遅い低温発酵に使用されます。[ 107 ]酵母は発酵中の麦汁の上部または下部から採取され、次の醸造に再利用されたため、上面発酵または下面発酵と呼ばれていました。[ 108 ]この用語は現代ではやや不適切です。醸造菌学が広く応用されるようになってから、2つの異なる採取方法には、それぞれ異なる温度条件を好む2種類の酵母、すなわち、温暖な温度で表面採取するサッカロミセス・セレビシエと、寒冷な温度で底面採取するサッカロミセス・パストリアヌスが関係していることが判明した。 [ 109 ] 20世紀に醸造方法が変化すると、円筒円錐形の発酵容器が標準となり、サッカロミセス属2種の酵母の採取は発酵槽の底から行われるようになった。したがって、採取方法はもはや種の関連性を意味しない。ヨークシャーのサミュエル・スミス醸造所、スタッフォードシャーのマーストンズ、ドイツのヘーフェヴァイツェン製造業者数社など、表面採取法で酵母を採取する醸造所は現在も数社残っている。[ 108 ]

どちらのタイプも、発酵中は酵母がビール全体に行き渡っており、発酵が終了するとどちらも同様に凝集（塊になって容器の底に沈殿）する。すべての表面発酵酵母がこの挙動を示すわけではないが、多くの英国産酵母に強く見られ、連鎖形成（出芽細胞が母細胞から離れられないこと）も示すことがあり、技術的な意味では真の凝集とは異なる。最も一般的な表面発酵ビール酵母であるサッカロミセス・セレビシエは、一般的なパン酵母と同じ種である。しかし、パン酵母と醸造酵母は通常、異なる株に属し、異なる特性を持つように培養される。パン酵母株はより攻撃的で、最短時間で生地を炭酸化させる。醸造酵母株は作用が遅いが、より高いアルコール濃度に耐える傾向がある（通常、最大アルコール濃度は12～15%であるが、特別な処理を施すと、エタノール耐性株の一部を約20%まで高めることができる）。[ 110 ]現代の定量的ゲノミクスにより、サッカロミセス属の種の複雑さが明らかになり、ビールやワインの製造に関与する酵母には、いわゆる純粋種の交雑種が含まれることが一般的になっている。そのため、典型的にはトップクロッピングエールやトップ発酵エールと呼ばれるものに関与する酵母は、サッカロミセス・セレビシエと、サッカロミセス・セレビシエとサッカロミセス・クドリャフゼヴィの複合交雑種の両方である可能性がある。シメイ、オルヴァル、ウェストマールの3つの有名なエールは、スイスのワイン酵母と同一のこれらの交雑種株で発酵されている。[ 111 ]

温発酵

一般的に、サッカロミセス・セレビシエなどの酵母は15～20℃（59～68℉）、時には24℃（75℉）の高温で発酵するが、[ 112 ]ブラッスリー・デュポンがセゾンに使用する酵母は、さらに高温の29～35℃（84～95℉）で発酵する。[ 113 ]これらの酵母は通常、発酵中のビールの表面に泡を形成し、これをバームと呼ぶ。発酵過程において、酵母の疎水性表面によってフロックがCO2に付着し、上昇するからである。このため、これらの酵母はしばしば「トップクロッピング」または「トップファーメンティング」と呼ばれる[ 114 ]が、円筒円錐形のタンクを使用する現代の醸造では、この区別はそれほど明確ではない。[ 115 ]一般的に、温発酵ビール（エールと呼ばれることが多い）は発酵開始後3週間以内に飲むことができますが、醸造者によっては数ヶ月かけて熟成させることもあります。[ 116 ]

低温発酵

ビールが、通常の温暖発酵温度である18℃（64℉）ではなく、約10℃（50℉）の低温発酵で醸造され、[ 117 ] [ 118 ]その後、通常数週間（または数ヶ月）氷点近くの温度で貯蔵（ラガーリング）された後、「ラガー」と呼ばれます。[ 119 ]ラガーリングまたは貯蔵段階で、発酵中に生成されたいくつかの風味成分が消散し、「よりクリーンな」風味になります。[ 120 ] [ 121 ]ラガーの特徴を定義付けるのは、ゆっくりとした低温発酵と低温調節（ラガーリング）ですが、[ 122 ]主な技術的な違いは、一般的に使用される酵母、サッカロミセス・パストリアヌスにあります。[ 123 ]技術的な違いとしては、ラガー酵母のメリビオース代謝能力、[ 124 ]と発酵槽の底に沈殿する傾向（エール酵母も淘汰によって底に沈殿するようになる）が挙げられる。[ 124 ]これらの技術的な違いは科学者には完成したビールの特徴や風味に影響を与えるとは考えられていないが、醸造家はそうではないと考えており、時には醸造設備に合う、あるいは高アルコール度のビールを醸造するなどの特定の目的のために独自の酵母株を培養することもある。[ 125 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]

ベルギーのティメルマンスにおける自然発酵

バイエルンの醸造家たちは、何世紀にもわたって、アルプスの冷たい洞窟にビールを貯蔵（「ラーゲルン」）することで、低温発酵酵母を選抜してきました。自然淘汰の過程において、最も耐寒性の高い野生酵母が、洞窟に貯蔵されたビールの中で活発に発酵を続けることになります。1845年、これらのバイエルン酵母のサンプルがミュンヘンのシュパーテン醸造所からコペンハーゲンのカールスバーグ醸造所に送られ、そこで醸造が始まりました。1883年、エミール・ハンセンは純粋酵母培養の分離に関する研究を完了し、シュパーテン醸造所から得られた純粋株は1884年にカールスバーグ酵母No.1として工業生産されました。翌年、ロッテルダムのハイネケン醸造所にも専用の純粋酵母生産工場が設置され、両社はヨーロッパ中の醸造家へ純粋培養酵母の供給を開始しました。[ 129 ] [ 130 ]この酵母株はもともとサッカロミセス・カールスベルゲンシスとして分類されていたが、これは現在では使われていない種名であり、現在認められている分類学上の分類であるサッカロミセス・パストリアヌスに取って代わられた。[ 131 ]

自然発酵

ランビックビールは、歴史的にはブリュッセルとベルギーの近郊のパヨッテンランド地方で酵母を一切使用せずに醸造されてきた。[ 132 ] [ 133 ]麦汁は開放型のタンク（「クールシップ」と呼ばれる）で冷却され、そこで醸造所内に存在する酵母や微生物（ブレタノマイセスなど）[ 134 ]が沈殿して自然発酵が起こり、[ 135 ]オーク樽で通常1年から3年間熟成される。[ 136 ]

コンディショニング

アンカー・ブリューイング・カンパニーのコンディショニングタンク

一次発酵（一次発酵）の後、ビールはコンディショニング（熟成）または熟成（エイジング）されます。 [ 137 ]にはいくつかの方法があり、[ 138 ]醸造者のビールに対する意図に応じて、2～4週間、数ヶ月、あるいは数年かかる場合があります。ビールは通常、二次容器に移し替えられます。これは、一次発酵槽の底に沈殿した死んだ酵母やその他の残渣（「トラブ」とも呼ばれる）にさらされないようにするためです。これにより、不要な風味やアセトアルデヒドなどの有害化合物の生成が防止されます。[ 139 ]

クラウゼニング

クラウゼニング（発音：クロイゼンイング[ 140 ] ）は、発酵中の麦汁を完成したビールに加えるコンディショニング法である。 [ 141 ]活性酵母は完成したビールの発酵を再開させ、新鮮な二酸化炭素を導入する。その後、コンディショニングタンクを密閉することで二酸化炭素がビールに溶解し、活発な「コンディション」または炭酸化レベルを生み出す。[ 141 ]クラウゼニング法は、瓶詰めビールのコンディショニングにも使用される。[ 141 ]

ラガーリング

ラガーは酵母に付着したまま、地下室の温度以下で1～6ヶ月間貯蔵されます。[ 142 ]ビールを低温で長期間貯蔵、調整、熟成させるプロセスは「ラガーリング」と呼ばれ、ラガーと関連付けられていますが、エールでも同様の結果が得られます。つまり、様々な化学物質、酸、化合物を除去することができるのです。[ 143 ]

二次発酵

二次発酵の過程で、残った酵母のほとんどは第二発酵槽の底に沈殿し、濁りの少ない製品が出来上がります。[ 144 ]

瓶内発酵

ビールの中には、瓶内で追加の発酵を経て自然な炭酸ガスを発生させるものもあります。[ 145 ]これは二次発酵、あるいは三次発酵の場合があります。これらのビールは、生酵母を懸濁させた状態で瓶詰めされます。発酵可能な糖分が残っていない場合は、プライミングと呼ばれる工程で砂糖または麦汁、あるいはその両方が加えられます。その結果生じる発酵によって二酸化炭素が発生し、それが瓶内に閉じ込められて溶液中に留まり、自然な炭酸ガスを発生させます。瓶内調整ビールは、発酵タンクまたは調整タンクから濾過せずにそのまま充填するか、濾過後に酵母を再添加します。[ 146 ]

樽熟成
ビールフェスティバルで重力注出の樽詰めエール

カスクエール（またはカスク・コンディショニング・ビール）は、金属、プラスチック、または木製の樽で二次発酵させた無濾過・無殺菌のビールです。樽からの供給は、重力で蛇口から注がれるか、ビールエンジン（手動ポンプ）でセラーから汲み上げられます。[ 147 ]ビールを樽から引き出す際に酸素を二酸化炭素に置換することで、ビールの鮮度を保つためにカスク・ブリーザーが使用されることもあります。[ 148 ] 2018年まで、Campaign for Real Ale （CAMRA）はリアルエールを「余分な二酸化炭素を使用せずに提供されるビール」と定義しており、カスク・ブリーザーの使用は認められていませんでした。[ 149 ]この方針は2018年4月に撤回され、カスク・ブリーザーを使用したビールもリアルエールの定義を満たすようになりました。[ 150 ]

樽熟成

樽熟成（米：バレルエイジング）とは、ビールを木樽で熟成させることで、最終製品に様々な効果をもたらすプロセスです。ランビックなどのサワービールは木樽で完全に発酵させ、他のビールはワインやスピリッツの熟成に使用された樽で熟成させます。2016年に「Craft Beer and Brewing」誌は次のように評しています。「樽熟成ビールは非常に流行しており、ほぼすべてのタップハウスやビールショップに樽熟成ビールのコーナーがあるほどだ。」[ 151 ]

フィルタリング

濾過床を作るために使用される珪藻土

濾過はビールの風味を安定させ、醸造者が許容できるレベルに保ち、劣悪な条件下では有害な成分や風味を放出する可能性のある酵母のさらなる成長を防ぎます。[ 152 ]濾過はまた、濁りを取り除き、ビールを透明にすることで「磨かれたような輝きと光沢」を与えます。[ 153 ]透明な外観のビールは、ビールの貯蔵と飲用にガラス容器が開発されて以来、醸造者にとって商業的に望ましいものとなっています。また、濁りや粒子がタンクの底に沈殿し、ビールが「明るくなる」（透明になる）ラガーの商業的成功も、透明な外観のビールを醸造者に求めてきました。[ 154 ]

フィルターにはいくつかの形状があり、シート状や「キャンドル」状のもの、あるいは珪藻土（キーゼルグールとも呼ばれる）のような細かい粉末状のものなどがあります。 [ 155 ]ビールに添加することで濾過層を形成し、液体は通過させますが、酵母などの浮遊粒子は保持されます。[ 156 ]フィルターには、ビールに残っている酵母や固形物（ホップ、穀物粒子など）の大部分を除去する粗いフィルターから、[ 157 ]ビールの色とコクを濾過できるほど密なフィルターまで、様々な種類があります。濾過の等級は、粗い濾過、細かい濾過、滅菌濾過に分けられます。粗い濾過ではビールに多少の濁りが残りますが、濾過していないビールよりも明らかに透明です。細かい濾過では濁りがほぼ完全に除去されます。滅菌濾過ではほぼすべての微生物が除去されます。多糖類、タンパク質、酵母、細菌、そして醸造プロセスが濾過に影響を与える可能性があります。[ 158 ]。

シート（パッド）フィルター

これらのフィルターは、一定の大きさ以下の粒子のみを通過させるシートを使用しています。シートは濾過フレームにセットされ、消毒（例えば熱湯）された後、ビールの濾過に使用されます。フィルターが詰まった場合は、シートを洗い流すことができます。シートは通常使い捨てで、濾過の合間に交換します。シートには、濾過を促進するために粉末状の濾過材が含まれていることがよくあります。

既製のフィルターには2つの面があります。片面は緩い穴、もう片面はきつい穴です。流れは緩い穴のある面からきつい穴のある面へと流れ、大きな粒子は大きな穴に詰まり、粒子とフィルター材の周囲には十分なスペースが確保されるため、小さな粒子は通過してきつい穴に詰まります。

シートは公称定格で販売されており、通常、公称定格より大きい粒子の 90% がシートによって捕捉されます。

珪藻土フィルター

粉末媒体を使用するフィルターは操作がかなり複雑ですが、再生前により多くのビールを濾過できます。一般的な媒体には、珪藻土やパーライトなどがあります。

副産物

醸造副産物である使用済み穀物

醸造副産物には「使用済み穀物」と濾過工程で生じる沈殿物（または「かす」）があり、これらは乾燥させて「醸造乾燥酵母」として家禽飼料として再販売されるか[ 159 ]、または酵母エキスに加工されてベジマイトやマーマイトなどのブランドに使用される。[ 160 ]酵母沈殿物を食用酵母エキスに変えるプロセスは、ドイツの科学者ユストゥス・フォン・リービッヒによって発見された。[ 161 ]

ビール粕（ビール粕、醸造粕、ドラフトとも呼ばれる）は、醸造工程の主な副産物である。[ 162 ]ろ過工程後にろ過槽に残る麦芽と穀物の残留物からなる。[ 163 ]主に穀物の殻、果皮、胚乳の断片からなる。[ 164] 主に炭水化物とタンパク質で構成され、[ 164 ]動物に容易に消費されるため、[ 165 ]使用済み穀物は動物の飼料として使用される。[ 165 ]使用済み穀物は、肥料、パンの全粒穀物、[ 166 ]小麦粉とバイオガスの生産にも使用できる。[ 167 ] [ 168 ]使用済み穀物はシイタケなどのキノコの栽培にも理想的な培地であり、いくつかの醸造所では既に自社でキノコを栽培したり、キノコ農家に使用済み穀物を供給したりしている。[ 169 ]使用済み穀物は赤レンガの製造に使用でき、セラミック塊の開放気孔率を改善し、熱伝導率を低下させる。[ 170 ]

醸造業界

ビール醸造業界は世界的なビジネスであり、いくつかの有力な多国籍企業と、規模、地域、マーケティングの好みに応じて地ビール醸造所、地域ビール醸造所、クラフトビール醸造所として知られる何千もの他の生産者で構成されています。 [ 22 ] [ 171 ]年間1330億リットル（3.5 × 10 10米ガロン、2.9 × 10 10英ガロン）以上が販売され、2006年時点での世界全体の収益は2945億ドル（1477億ポンド）に達しています。[ 172 ] SABミラーは、オランダのプレミアムビールブランドGrolschの醸造業者であるRoyal Grolschを買収して、世界最大のビール醸造会社になりました。[ 173 ]インベブは世界第2位のビール生産会社であり、アンハイザー・ブッシュは第3位であったが、インベブによるアンハイザー・ブッシュの買収後、新しいアンハイザー・ブッシュ・インベブ社が現在世界最大のビール醸造会社となっている。[ 174 ]

多くの国では、家庭での醸造は規制や禁止の対象となっています。英国では1963年に自家醸造の規制が解除され、[ 175 ] 、オーストラリアでは1972年に、[ 176 ]、米国では1978年に解除されましたが、各州は独自の法律を制定して生産を制限することができました。[ 177 ]

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出典
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