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ビール醸造とは、デンプン源（一般的には穀物、中でも大麦が最も一般的）[ 1 ]を水に浸し、得られた甘い液体を酵母で発酵させてビールを製造することです。醸造は、商業醸造業者が醸造所で行うことも、自家醸造業者が自宅で行うことも、共同で行うこともできます。[ 2 ]ビール醸造は紀元前6千年紀頃から行われており、考古学的証拠によると、古代エジプト[ 3 ]、中国[ 4 ]、メソポタミア[ 5 ]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ます。19世紀以降、ビール醸造産業はほとんどの西欧経済の一部となっています。
ビールの基本原料は水と麦芽大麦などの発酵性デンプン源です。ほとんどのビールは醸造酵母で発酵され、ホップで風味付けされます。[ 6 ]あまり広く使われていないデンプン源には、キビ、ソルガム、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（副原料）も、コスト削減のため、またはビールの泡立ちを保つために小麦を加えるなど、特徴を加える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、つまり「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、穀物配合、または単にマッシュ原料と呼ばれることがあります。[ 9 ]
ビールの醸造工程には、麦芽製造、製粉、糖化、濾過、煮沸、発酵、熟成、濾過、包装が含まれます。発酵方法には、温発酵、冷発酵、自然発酵の3種類があります。発酵は、開放型または密閉型の発酵槽で行われる場合があり、二次発酵は樽や瓶内で行われる場合もあります。バートン化、ダブルドロップ、ヨークシャースクエアなどの追加の醸造方法や、濾過や樽熟成などの発酵後処理もいくつかあります。
ビール醸造は紀元前6千年紀頃から行われており、考古学的証拠によれば、中国[ 4 ]、古代エジプト、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ます。さまざまなビールのレシピの説明は、古代メソポタミアの楔形文字（既知の最古の文字）に見られます。[ 3 ] [ 11 ] [ 12 ]メソポタミアでは、ビール醸造の技術は、女性の神々から社会的認可と神聖な保護を受けた唯一の職業でした。具体的には、ビールの生産を司るニンカシ、ビールを指す換喩として使われたシリス、ビールを楽しむことを司るシドゥリです。 [ 5 ]産業革命以前の時代や発展途上国では、女性が主なビール醸造者であることがよくありました。[ 13 ] [ 14 ]
特定の糖分を含むほとんどすべての穀物は、空気中の野生酵母によって自然発酵を起こす可能性があるため、ある部族や文化が穀物を栽培化した後、世界中でビールのような飲み物が独自に開発された可能性がある。古代の陶器の壺の化学分析により、現在のイランで約7,000年前にビールが生産されていたことが明らかになった。この発見は、発酵の最も初期の用途の1つを明らかにし、現在までに知られている最古の醸造の証拠である。メソポタミアでは、ビールの最古の証拠は、共同のボウルから葦のストローで飲み物を飲む人々を描いた6,000年前のシュメールの粘土板であると考えられている。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、大麦からパンを介してビールを製造する方法を記述した、現存する最古のビールのレシピが含まれている。パンとビールの発明は、人類が技術を発展させ、文明を築く能力をもたらしたと主張されてきた。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]化学的に確認された最古の大麦ビールは、イラン中央部のザグロス山脈にあるゴディン・テペで発見されたもので、少なくとも5,000年前の壺の破片が、醸造過程の副産物であるビール石で覆われているのが見つかった。 [ 18 ]ビールは5,000年前の新石器時代のヨーロッパで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た。[ 20 ]
産業革命以前に生産されたエールは、引き続き家庭規模で製造・販売されていましたが、西暦7世紀にはヨーロッパの修道院でもビールが製造・販売されていました。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世紀末までに家庭での製造は重要ではなくなりました。[ 21 ]比重計と温度計の開発により、醸造家が工程をより制御できるようになり、結果をよりよく理解できるようになったことで、醸造は変化しました。今日、醸造業界は、いくつかの支配的な多国籍企業と、醸造パブから地域の醸造所まで数千もの小規模生産者からなるグローバルビジネスです。[ 22 ] 年間1330億リットル（350億ガロン）以上が販売され、2006年には全世界で2945億ドル（1477億ポンド） の収益を上げています。[ 23 ]
ビールの基本原料は、水、発酵（アルコールに変換）可能な麦芽大麦などのデンプン源、発酵を起こすための醸造酵母、麦芽の甘さを打ち消すためのホップなどの香料です。 [ 6 ] [ 24 ]デンプン源の混合物が使用される場合があり、トウモロコシ、米、砂糖などの二次糖類が加えられます。これらは、特に麦芽大麦の低コスト代替品として使用される場合に、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には、アフリカのキビ、ソルガム、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の成分の割合は、グリスト、穀物配合、または単にマッシュ成分と呼ばれることがあります。[ 9 ]
ビールは主に水で構成されています。地域によって水のミネラル成分が異なるため、もともとは地域によって特定の種類のビールを作るのに適した水質があり、それによって地域特有の特徴が生まれています。[ 25 ] [ 26 ]例えば、ダブリンの水はギネスのようなスタウトを作るのに適した硬水ですが、ピルゼンの水はピルスナー・ウルケルのようなペールラガーを作るのに適した軟水です。[ 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良い影響を与えるため、ペールエールの醸造家はバートン化と呼ばれるプロセスで地元の水に石膏を添加します。[ 27 ]
ビールのデンプン源は発酵性物質を提供し、ビールのアルコール度数と風味を決定する重要な要素です。ビールに使われる最も一般的なデンプン源は麦芽です。穀物は水に浸して発芽させ、部分的に発芽し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、糖化工程中に穀物中のデンプンを発酵性糖に変換する酵素が生成されます。[ 28 ]同じ穀物から異なる色の麦芽を作るために、焙煎時間と温度が異なります。色の濃い麦芽は色の濃いビールになります。[ 29 ]
ほぼすべてのビールには、デンプンの大部分として大麦麦芽が含まれています。これは、大麦の繊維質の外皮が、醸造のスパージング段階（マッシュした大麦粒に水をかけて麦汁を作る段階）で重要なだけでなく、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。その他の麦芽化および非麦芽化穀物（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ソルガムなど）が使用されることがあります。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、大麦麦芽を使用せずソルガムで作られたグルテンフリービールを製造している醸造所がいくつかあります。 [ 30 ]
ホップはホップのつる植物Humulus lupulusの雌花の房または種子の円錐であり、[ 31 ]今日作られているほとんどすべてのビールで風味付けと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薬用および食品の風味付けに使用されていました。7 世紀には、現在のドイツにあるカロリング朝の修道院でホップを使用して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ているのは 13 世紀になってからです。[ 34 ] 13 世紀以前は、ビールはヤロウ、野生のローズマリー、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おり、これらはグルートとして知られる混合物にまとめられ、現在ホップが使用されているのと同じように使用されていました。 13世紀から16世紀にかけて、ホップが主要な香料として使われるようになった頃、グルートで風味付けしたビールはエールと呼ばれ、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 ]現在でも、スコティッシュ・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・ランセロ社のセルヴォワーズ・ランセロなど、ホップ以外の植物を香料として使用しているビールもあります。 [ 37 ] [ 38 ]
ホップには、ビール醸造家がビールに求めるいくつかの特性があります。麦芽の甘さをバランスさせる苦味を与え、フローラル、シトラス、ハーブの香りと風味をもたらし、望ましくない微生物よりもビール酵母の活動を促進する抗菌作用があり、ビールの上の泡（ビールの泡）が持続する時間である「泡持ち」を助けます。[ 39 ]ホップの保存料は、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ます。[ 40 ] [ 41 ]軟質樹脂の保存性は研究されていますが、まだ完全には解明されていません。ただし、低温で保存しない限り、保存性が低下することが観察されています。[ 42 ] [ 43 ]醸造は、ホップの唯一の主要な商業用途です。[ 44 ]
酵母はビールの発酵を担う微生物です。酵母は穀物から抽出された糖を代謝し、アルコールと二酸化炭素を生成して麦汁をビールに変えます。酵母はビールの発酵に加えて、ビールの個性や風味にも影響を与えます。[ 45 ] ビールの製造に使われる主な酵母は、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・パストリアヌスです。ブレタノミセスはランビックを発酵させ、[ 46 ]トルラスポラ・デルブリュッキーはバイエルン・ヴァイスビアを発酵させます。[ 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使われており、ランビックなどのいくつかのスタイルでは今でもこの方法が使われています。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 ]。現在、純粋な酵母株は世界中で使用されている主要な発酵源となっています[ 49 ] 。
ビール醸造業者の中には、ビールに1種類以上の清澄剤を添加するところがあり、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。このプロセスにより、ビールは小麦ビールなどの民族ビールや古いスタイルのビールに見られるような濁った外観ではなく、明るく澄んだ外観になります。[ 50 ]
清澄剤の例としては、魚の浮き袋から得られるゼラチン、海藻の一種であるアイリッシュモス、海藻カッパフィカスから得られるカッパカラギーナン、ポリクラー（市販の清澄剤）、ゼラチンなどがある。[ 51 ]ビールに「ビーガン向け」と表示されている場合、一般的には海藻または人工清澄剤で清澄化されているが、[ 52 ] 2009年にマーストンズが考案した「ファストカスク」法が別の方法を提供する可能性がある。[ 53 ]
ビールの醸造工程には、麦芽化、糖化、ろ過、煮沸、発酵、熟成、濾過、包装など、いくつかの段階があります。[ 54 ]ビールを作るために必要な醸造設備は、時間の経過とともに高度化し、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 ]
麦芽化とは、大麦を醸造用に準備する工程です。[ 57 ]麦芽化は、大麦のデンプンを放出するために3つのステップに分けられます。[ 58 ]まず、浸漬の段階では、穀物を水を入れた槽に入れ、約40時間浸します。[ 59 ]発芽の段階では、穀物を発芽室の床に約5日間広げます。[ 59 ]麦芽化の最後のステップは乾燥で、麦芽は窯の中で非常に高温で乾燥されます。温度は数時間かけて徐々に上昇します。[ 60 ]乾燥が完了すると、穀物は麦芽と呼ばれ、粉砕または破砕して穀粒を砕き、炭水化物と糖の大部分を含む胚乳を露出させます。これにより、糖化中に糖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。この容器では、穀物と水が混合されて穀物マッシュが作られます。マッシング中、麦芽に含まれる天然の酵素が、穀物中のデンプン（長鎖炭水化物）をより小さな分子または単純糖（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、糖分が豊富な液体または「麦汁」が得られ、これはラウタリングと呼ばれる工程でマッシュタンの底から濾過されます。濾過の前に、マッシュの温度を約75～78 °C (167～172 °F)まで上げる(マッシュアウトと呼ばれる) ことで、より多くのデンプンを遊離させ、マッシュの粘度を下げることができます。さらに、穀物に水を振りかけて、さらに糖分を抽出する (スパージングと呼ばれるプロセス) こともできます。[ 63 ]
麦汁は「銅」またはケトルと呼ばれる大きなタンクに移され、ホップ、場合によってはハーブや砂糖などの他の材料とともに煮沸されます。この段階では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、酵素反応を停止させ、タンパク質を沈殿させ、ホップ樹脂を異性化させ、麦汁を濃縮および殺菌する役割を果たします。ホップはビールに風味、香り、苦味を加えます。煮沸の最後に、ホップ入りの麦汁は「ワールプール」と呼ばれる容器で沈殿して清澄化され、麦汁中の固形粒子が分離されます。[ 65 ]
渦流の後、麦汁は圧縮されたホップの沈殿物から引き離され、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。醸造所ではさまざまな熱交換器の設計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は逆方向に流れることで、温度が急速に低下します。酵母は非常に高い温度では成長できず、60 °C (140 °F)を超える温度では死滅し始めるため、麦汁を酵母を安全に添加できるレベル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槽に入ります。酵母の種類が選択され、発酵槽に添加、つまり「投入」されます。[ 64 ]酵母が麦汁に添加されると、発酵プロセスが開始され、糖がアルコール、二酸化炭素、その他の成分に変化します。発酵が完了すると、醸造者はビールを新しいタンク（コンディショニングタンクと呼ばれる）に移し替えることがあります。[ 63 ]ビールのコンディショニングとは、ビールが熟成し、風味がまろやかになり、望ましくない風味が消えるプロセスです。[ 65 ] 1週間から数ヶ月のコンディショニングの後、ビールは濾過され、強制炭酸化されて瓶詰めされるか、[ 67 ]または樽の中で清澄化されます。[ 68 ]
マッシングとは、粉砕した穀物（通常は麦芽大麦にトウモロコシ、ソルガム、ライ麦、小麦などの補助穀物を加えたもの）を「 グリスト」または「穀物ビル」と呼び、水（「リカー」と呼ばれる）を加えて、「マッシュタン」と呼ばれる容器で加熱する工程です。マッシングは浸漬の一種であり、[ 69 ]お茶、日本酒、醤油の製造など、醸造行為を定義します。[ 70 ]厳密には、ワイン、サイダー、ミードは醸造ではなく醸造です。固形物を含む浸漬工程がないためです。[ 71 ]マッシングにより、麦芽中の酵素が穀物中のデンプンを糖（通常は麦芽糖）に分解し、麦芽液と呼ばれる麦芽液が生成されます。[ 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です。また、デコクションマッシングでは、穀物の一部を煮沸してからマッシュに戻し、温度を上げます。[ 73 ]マッシングは、特定の温度（特に45～62～73 ℃または113～144～163 °F ）で一時停止し、「マッシュタン」と呼ばれる二重底の断熱醸造容器で行われます。[ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]
糖化工程は通常1～2時間かかり、その間、使用する麦芽の種類、その改質度、醸造者の意図に応じて、さまざまな温度での休止によっ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、穀物のデンプンがデキストリンに、そしてマルトースなどの発酵性糖に変換されます。49 ～55 ℃（120～131 °F）での糖化休止では、ビールの濁りの原因となる可能性のあるタンパク質を分解する様々なプロテアーゼが活性化されます。この休止は一般的に、ドイツやチェコ共和国では人気が低下している改質度の低い（つまり、麦芽化度の低い）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非麦芽穀物でのみ使用されます。60 ℃（140 °F）でのマッシュレストによりβ-グルカナーゼが活性化され、マッシュ中の粘り気のあるβ-グルカンが分解され、後の工程で糖がより自由に流れ出るようになります。現代のマッシング工程では、市販の真菌由来β-グルカナーゼを補助剤として添加することがあります。最後に、65～71 ℃（149～160 °F）のマッシュレスト温度で麦芽中のデンプンを糖に変換し、醸造工程の後半で酵母が利用できるようにします。この最後のレストをこの範囲の下限で行うとβ-アミラーゼ酵素が活性化され、マルトトリオース、マルトース、グルコースなどの低級糖が多く生成され、酵母による発酵性が向上します。その結果、ボディが軽くアルコール度数の高いビールが出来上がります。範囲の上限に近い休息はα-アミラーゼ酵素を促進し、酵母による発酵が起こりにくい高次糖類やデキストリンをより多く生成するため、アルコール度数の低い、よりコクのあるビールが出来上がります。時間やpHの変化も、出来上がる麦汁の糖組成に影響を与えます。[ 77 ]
ラウタリングとは、麦汁（糖化中に抽出された糖を含む液体）を穀物から分離することです。 [ 78 ]これは、偽底を備えた糖化槽、ラウター槽、または糖化フィルターで行われます。ほとんどの分離プロセスは 2 段階あります。最初の麦汁流出では、抽出液が希釈されていない状態で使用済み穀物から分離され、スパージングでは、穀物に残った抽出液が熱湯で洗い流されます。ラウター槽は、底に粗い粒状の穀物や殻（挽いた穀物または製粉した穀物）を留めておくのに十分な大きさの穴が開いたタンクです。[ 79 ]その上に沈殿する穀物の層が実際のフィルターです。一部のラウター槽には、穀物の層を切り込み、良好な流れを維持するために回転するレーキまたはナイフが備えられています。ナイフは回転させて穀物を押し出すことができ、この機能は使用済み穀物を容器から押し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アンドフレームフィルターです。空のフレームには、使用済み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、フィルタークロスの支持構造があります。プレート、フレーム、フィルタークロスは、フレーム、クロス、プレート、クロスというようにキャリアフレームに配置され、構造の両端にプレートがあります。新しいマッシュフィルターには、スパージングの間に穀物から液体を押し出すことができるブラダーがあります。穀物はマッシュフィルターではろ過媒体として機能しません。[ 81 ]
糖化後、ビール麦汁はホップ（および使用する場合はその他の香料）とともに「銅製」または醸造釜と呼ばれる大きなタンクで煮沸されます。ただし、歴史的には糖化容器が使用され、現在でも一部の小規模醸造所で使用されています。 [ 82 ]煮沸工程では化学反応が起こり、[ 64 ]不要な細菌を除去するための麦汁の殺菌、異性化によるホップの風味、苦味、および芳香化合物の放出、酵素プロセスの停止、タンパク質の沈殿、および麦汁の濃縮が含まれます。 [ 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前駆物質を含むオフフレーバーが揮発します。[ 84 ]煮沸は均一かつ激しく、連続的な「ローリングボイル」となるように行われます。[ 84 ]煮沸時間は、その強度、ホップの添加スケジュール、醸造家が蒸発させると予想する水の量によって、平均して45分から90分の間続く。[ 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る。[ 65 ]
煮沸容器の伝統的な材料は銅ですが、主な理由は 2 つあります。1 つ目は、銅は熱を素早く均一に伝えるからです。2 つ目は、煮沸中に発生する泡が熱に対する断熱材として作用する可能性があるにもかかわらず、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、下部にバーナーがあります。これらは活発で好ましい煮沸を実現できますが、炎が釜に触れる部分の麦汁が焦げてカラメル化を起こし、洗浄が困難になる傾向があります。ほとんどの醸造所では蒸気式釜を使用しており、釜内の蒸気ジャケットで麦汁を煮沸します。[ 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あり、通常はカランドリアと呼ばれる垂直のチューブが付いた背の高い細い円筒で、麦汁がポンプで送られます。[ 87 ]
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、いわゆる茶葉のパラドックスを利用して、「トラブ」（ホップ由来の凝固したタンパク質、植物性物質）として知ら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に押し込むものです。[ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]ワールプールシステムは様々で、小規模醸造所は醸造釜を使用する傾向があり、大規模醸造所は別のタンクを使用します[ 88 ]。また、タンクの底は平ら、傾斜、円錐形、または中央にカップがあるなど、設計も異なります。[ 92 ]原理としては、麦汁をかき混ぜることで求心力によって沈殿物がタンク底部の中央の円錐状に押し上げられ、そこから簡単に取り除くことができる。[ 88 ]
ホップバックは、伝統的な追加チャンバーで、ホップを丸ごと使用して、未発酵（または「グリーン」）麦汁からデブリ（または「トラブ」）を取り除き、ワールプールと同様に、ふるいやフィルターとして機能し、完成したビールのホップの香りを高めます。[ 93 ] [ 94 ] [ 95 ]これは、醸造釜と麦汁冷却器の間のチャンバーです。ホップをチャンバーに入れ、釜からの熱い麦汁をチャンバーに通し、発酵室に入る前にすぐに麦汁冷却器で冷却します。密閉されたチャンバーを使用するホップバックは、通常ホップが熱い麦汁に接触すると放出される揮発性のホップの香りの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、動作原理が異なる。ワールプールは遠心力を用いるのに対し、ホップバックはホールホップの層を濾過床として用いる。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（花は分離しにくいため）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（ペレットの残骸はホップバックを通過しやすいため）。[ 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 ]
渦流の後、麦汁は酵母を加える前に発酵温度である20～26 ℃（68～79 °F）[ 74 ]まで下げなければなりません。現代の醸造所では、これはプレート式熱交換器によって行われます。[ 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一連の溝付きプレートがあります。麦汁は熱交換器にポンプで送られ、プレート間の1つおきの隙間を通過します。[ 99 ]冷却媒体（通常は冷水タンクからの水）は、他の隙間を通過します。プレートの溝により乱流が確保されます。[ 100 ] 優れた熱交換器は、95 ℃（203 °F）の麦汁を20 ℃（68 °F）まで下げながら、冷却媒体を約10 ℃（50 °F）から80 ℃（176 °F）まで温めることができます。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よく使用され、これにより麦汁の排出温度をより細かく制御でき、また約10 °C (50 °F)まで冷却することもできます。冷却後、酵母を活性化し、その増殖を促進するために、酸素が麦汁に溶解されることがよくあります。[ 101 ]
煮沸中は、麦汁を煮沸するために使用したエネルギーの一部を回収することが有効です。醸造所から出る際、煮沸中に発生した蒸気は、加熱されていない水が流れるコイルを通過します。流量を調整することで、水の出口温度を制御できます。これもプレート式熱交換器を使用して行われることがよくあります。水はその後、次のマッシング、機器の洗浄、または必要な場所で後で使用するために貯蔵されます。[ 102 ]エネルギー回収のもう1つの一般的な方法は、麦汁の冷却中に行われます。熱交換器で冷水を使用して麦汁を冷却すると、水は大幅に温められます。効率的な醸造所では、冷水は、出口での水の温度を最大にするように設定された流量で熱交換器を通過します。この温水は、温水タンクに貯蔵されます。[ 102 ]
発酵は、巨大な円錐形の容器から、開いた石の容器、木製の樽まで、さまざまな形の発酵容器で行われます。[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]麦汁を冷却して通気（通常は滅菌空気を使用）した後、酵母を加えて発酵を開始します。この段階で麦芽から得られた糖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製品ができます。
現在、ほとんどの醸造所では、円錐形の底と円筒形の頂部を持つ円錐形発酵槽（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るのに適した角度ですが、垂直方向のスペースをあまり占有しない角度です。CCVは、同じタンクで発酵と熟成の両方を行うことができます。発酵の最後に、円錐の頂点に沈殿し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。開放型発酵槽も使用されており、多くの場合、ブルワリーパブで展示用として、またヨーロッパでは小麦ビールの発酵に使用されています。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、適切な洗浄手順と、発酵室に入る人に関する慎重な手順により、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。単純な円筒形のタンクで、端が面取りされている場合は、通常水平に配置されるコンディショニングタンクとは異なり、垂直に配置されます。木材は清潔に保ち、感染を防ぐのが難しく、ほぼ毎年再ピッチング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 ]
発酵には、温発酵、冷発酵、自然発酵の3つの主要な方法があります。発酵は開放容器または密閉容器で行われる場合があります。醸造所、樽、または瓶内で二次発酵が行われる場合があります。[ 106 ]
醸造酵母は伝統的に「上面発酵酵母」と「下面発酵酵母」に分類されます。上面発酵酵母は一般的に高温発酵で使用され、発酵が速いのに対し、下面発酵酵母は低温発酵で使用され、発酵が遅いのが特徴です。[ 107 ]酵母が上面発酵または下面発酵と呼ばれていたのは、次の醸造に再利用するために発酵中の麦汁の上部または下部から酵母が採取されたためです。[ 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た後、2つの異なる採取方法には、異なる温度条件を好む2つの異なる酵母種が関わっていることが発見されました。すなわち、高温での上層培養ではSaccharomyces cerevisiae 、低温での下層培養ではSaccharomyces pastorianusです。 [ 109 ] 20世紀に醸造方法が変化すると、円筒円錐形の発酵槽が標準となり、両方のSaccharomyces種の酵母の採取は発酵槽の底から行われるようになりました。したがって、採取方法はもはや種の関連性を意味しません。ヨークシャーのSamuel Smiths醸造所、スタッフォードシャーのMarstons、およびいくつかのドイツのヘーフェヴァイツェン製造業者など、上層培養法で酵母を採取している醸造所は少数残っています。[ 108 ]
どちらのタイプも、発酵中は酵母がビール全体に均一に分布し、発酵が終わると両方とも同じように凝集（塊になって容器の底に沈殿）します。すべての頂端酵母がこの挙動を示すわけではありませんが、多くのイギリスの酵母ではこの挙動が顕著に現れ、鎖形成（出芽した細胞が母細胞から分離しない）も示すことがあります。これは技術的には真の凝集とは異なります。最も一般的な頂端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す。しかし、パン酵母と醸造酵母は通常、異なる特性を優先するように培養された異なる株に属します。パン酵母株は、生地を最短時間で炭酸化するために、より攻撃的です。醸造酵母株は反応が遅いが、より高いアルコール濃度に耐える傾向がある（通常、最大は12～15% abvだが、特別な処理により、エタノール耐性株は 20% 程度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複雑性が明らかになり、ビールやワインの製造に使われる酵母は、いわゆる純粋種のハイブリッドであることが多い。そのため、一般的にトップクロッピングまたはトップ発酵エールと呼ばれるものに使われる酵母は、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・クドリアヴゼビイの複雑なハイブリッド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ハイブリッド株で発酵されている。[ 111 ]
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 °F）の温暖な温度で発酵し、時には24 ℃（75 °F）まで上昇することもあります[ 112 ]。一方、ブラッスリー・デュポンがセゾンに使用する酵母は、さらに高い29～35 ℃（84～95 °F）で発酵します[ 113 ]。発酵中にその疎水性の表面がフロックをCO2に付着させて上昇させるため、一般的に発酵中のビールの表面に泡（バーム）を形成します。このため、しばしば「トップクロッピング」または「トップ発酵」と呼ばれます[ 114 ]。ただし、円錐円筒タンクを使用する現代の醸造では、この区別はあまり明確ではありません。[ 115 ]一般的に、エールと呼ばれる温発酵ビールは、発酵開始から3週間以内に飲める状態になりますが、醸造業者によっては数ヶ月間熟成させる場合もあります。[ 116 ]
ビールが、一般的な発酵温度である18 ° C (64 °F) と比較して、約 10 °C (50 °F ) の低温発酵を使用して醸造され、[ 117 ] [ 118 ]その後、通常数週間 (または数か月) 間、氷点に近い温度で貯蔵 (またはラガーリング) されると、「ラガー」と呼ばれます。[ 119 ]ラガーリングまたは貯蔵段階では、発酵中に生成されたいくつかのフレーバー成分が消散し、「よりクリーンな」フレーバーになります。[ 120 ] [ 121 ]ラガーの特徴を定義するのは、ゆっくりとした低温発酵と低温コンディショニング (またはラガーリング) ですが、[ 122 ]主な技術的な違いは、一般的に使用される酵母、つまりSaccharomyces pastorianusにあります。[ 123 ]技術的な違いとしては、ラガー酵母がメリビオースを代謝する能力、[ 124 ]および発酵槽の底に沈殿する傾向があること（ただし、エール酵母も選択によって底に沈殿するようになることがある）などが挙げられる。[ 124 ]これらの技術的な違いは、科学者によって完成したビールの特性や風味に影響を与えるとは考えられていないが、醸造家はそうは考えておらず、醸造設備や特定の目的（例えば、高アルコール度数のビールを醸造する場合など）に適した独自の酵母株を培養することもある。[ 125 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]
バイエルンの醸造家たちは何世紀にもわたり、アルプスの冷たい洞窟でビールを貯蔵（「ラゲルン」）することで、低温発酵酵母を選抜してきた。自然淘汰の過程により、最も低温に強い野生酵母が、洞窟に貯蔵されたビールの中で活発に発酵し続けることになった。1845年、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、これらのバイエルン酵母のサンプルが送られ、そこで醸造が始まった。1883年、エミール・ハンセンは純粋酵母培養分離の研究を完了し、シュパーテン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た。翌年、ロッテルダムのハイネケン醸造所にも別の専門的な純粋酵母生産工場が設置され、両社は協力してヨーロッパ中の醸造所に純粋培養酵母の供給を開始した。[ 129 ] [ 130 ]この酵母株は元々Saccharomyces carlsbergensisという種名に分類されていましたが、これは現在では廃止された種名であり、現在受け入れられている分類学上の分類Saccharomyces pastorianusに取って代わられています。[ 131 ]
ランビックビールは、歴史的にベルギーのブリュッセルとその近郊のパヨッテンラント地方で、酵母を接種せずに醸造されています。[ 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、醸造所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 ]その後、通常1～3年間オーク樽で熟成されます。[ 136 ]
一次発酵の後、ビールはいくつかの方法のいずれかで熟成、熟成、または熟成されます[ 137 ] 。これには、ビールの醸造者の意図に応じて、2～4週間、数ヶ月、または数年かかる場合があります[ 138 ]。ビールは通常、2番目の容器に移され、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）にさらされなくなります。これにより、アセトアルデヒドなどの望ましくない風味や有害化合物の生成が防止されます[ 139 ]。
クラウゼニング（Kräusening、発音はKROY -zen-ing [ 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方法です。 [ 141 ]活性酵母が完成したビールの中で発酵を再開させ、新鮮な二酸化炭素を導入します。その後、コンディショニングタンクを密閉し、二酸化炭素をビールに溶解させて、活発な「状態」または炭酸レベルを作り出します。[ 141 ]クラウゼニング方法は、瓶詰めビールのコンディショニングにも使用できます。[ 141 ]
ラガービールは、酵母が付着した状態で、地下室の温度以下で1～6か月間保存されます。[ 142 ]ビールを低温で長期間保存、調整、熟成、または熟成させるプロセスは「ラガーリング」と呼ばれ、ラガービールに関連付けられていますが、このプロセスはエールビールでも行われ、さまざまな化学物質、酸、化合物を除去するという同じ結果が得られます。[ 143 ]
二次発酵中、残りの酵母のほとんどが二次発酵槽の底に沈殿し、濁りの少ない製品が得られる。[ 144 ]
瓶内二次発酵によって自然な炭酸ガスが発生するビールもある。[ 145 ]これは二次発酵や三次発酵、あるいはその両方である。瓶詰め時には、酵母が懸濁した状態で瓶詰めされる。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糖分や麦汁、あるいはその両方が加えられる。その結果生じる発酵によってCO2が発生し、それが瓶内に閉じ込められ、溶液中に留まることで自然な炭酸ガスが発生する。瓶内二次発酵ビールは、発酵槽や熟成槽から濾過せずに直接瓶詰めされる場合と、濾過してから酵母を再添加して瓶詰めされる場合がある。[ 146 ]
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、ろ過も低温殺菌もされていないビールで、金属、プラスチック、または木製の樽で二次発酵によって熟成されます。樽から注ぐ方法は、タップから重力で注ぐか、ビールエンジン（手動ポンプ）を使って地下室から汲み上げるかのいずれかです。 [ 147 ]ビールを樽から注ぐ際に二酸化炭素を酸素と入れ替え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われることもあります。 [ 148 ] 2018年まで、リアルエールキャンペーン（CAMRA）はリアルエールを「外部の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て提供されるビールもリアルエールの定義を満たすことができるようになりました。[ 150 ]
樽熟成（米国ではBarrel aging）とは、ビールを木樽で熟成させて最終製品に様々な効果をもたらすプロセスです。ランビックなどの酸味のあるビールは木樽で完全に発酵させますが、他のビールは以前ワインや蒸留酒の熟成に使われていた樽で熟成させます。2016年に「Craft Beer and Brewing」は次のように書いています。「樽熟成ビールは非常に流行しており、ほとんどすべてのビアパブやビールショップに樽熟成ビールのコーナーがあります。[ 151 ]
濾過はビールの風味を安定させ、醸造家にとって許容できるレベルに保ち、酵母のさらなる増殖を防ぎます。酵母は劣悪な条件下では、有害な成分や風味を放出する可能性があります。[ 152 ]濾過はまた、濁りを取り除き、ビールを透明にし、「磨き上げられた輝き」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用のガラス容器の開発と、淡色ラガーの商業的成功以来、醸造家にとって商業的に望ましいものでした。淡色ラガーは、ラガーリング工程で濁りや粒子がタンクの底に沈殿し、ビールが「明るく落ちる」（透明になる）ため、自然な明るい外観と輝きを持ちます。[ 154 ]
フィルターにはいくつかの種類があります。シート状や「キャンドル」状のもの、珪藻土（珪藻土とも呼ばれる）などの微粉末状のもの[155]があり、ビールに添加して濾過床を形成し、液体は通過させますが、酵母などの懸濁粒子は保持します。[ 156 ]フィルターは、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[157]から、ビールから色やコクを濾過するのに十分なほど細かいフィルターまであります。 [ 158 ]濾過等級は、粗い、細かい、滅菌に分けられます。[ 159 ]粗い濾過ではビールに多少の濁りや特徴が残りますが、細かい濾過では濁りや微生物がほぼすべて除去されます。[ 160 ]多糖類、タンパク質、酵母、細菌、醸造工程は濾過に影響を与える可能性があります。[ 161 ]
醸造の副産物は「使用済み穀物」と濾過工程で生じる沈殿物（または「澱」）であり、これらは乾燥させて家禽飼料用の「乾燥ビール酵母」として再販される場合もあれば[ 162 ] 、ベジマイトやマーマイトなどのブランドで使用される酵母エキスに加工される場合もある[ 163 ]。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[ 164 ]。
ビール粕（ビール粕、ビール粕、または麦芽粕とも呼ばれる）は、醸造工程の主な副産物です。[ 165 ]これは、ろ過工程後にろ過槽に残る麦芽と穀物の残渣で構成されています。[ 166 ]主に穀物の殻、果皮、および胚乳の断片で構成されています。[ 167 ]主に炭水化物とタンパク質で構成されており、[ 167 ]動物が容易に摂取できるため、[ 168 ]ビール粕は動物飼料として使用されます。[ 168 ]ビール粕は、肥料、パンの全粒穀物、[ 169 ]小麦粉やバイオガスの生産にも使用できます。[ 170 ] [ 171 ]ビール粕は、シイタケなどのキノコを栽培するのにも理想的な培地であり、一部のビール醸造所はすでに自社でキノコを栽培しているか、キノコ農場にビール粕を供給している。[ 172 ]ビール粕は、赤レンガの製造に使用でき、セラミック塊の開放多孔性を改善し、熱伝導率を低下させる。[ 173 ]
ビール醸造業界は、いくつかの支配的な多国籍企業と、規模、地域、マーケティングの好みに応じてマイクロブルワリー、地域ブルワリー、またはクラフトブルワリーとして知られる数千ものその他の生産者からなるグローバルビジネスです。 [ 22 ] [ 174 ] 2006年時点で、年間1330億リットル（3.5 × 10¹⁰米ガロン、2.9 × 10¹⁰英ガロン）以上が販売され、全世界の総収益は2945億ドル（1477億ポンド）に達しました。[ 175 ] SABMillerは、オランダの高級ビールブランドGrolschの醸造元であるRoyal Grolschを買収し、世界最大のビール醸造会社となりました。[ 176 ]インベブは世界第2位のビール製造会社であり、アンハイザー・ブッシュは第3位でしたが、インベブによるアンハイザー・ブッシュの買収後、新会社アンハイザー・ブッシュ・インベブは現在世界最大のビール会社となっています。[ 177 ]
家庭での醸造は多くの国で規制や禁止の対象となっている。英国では1963年に自家醸造の制限が解除され[ 178 ] 、オーストラリアは1972年にそれに続き[ 179 ]、米国は1978年に同様の措置をとったが、各州は独自の法律を制定して生産を制限することが認められていた[ 180 ] 。
古代の人々は穀物からパンやビールを作れることに気付くと、放浪をやめて定住し、認識可能なコミュニティで穀物を栽培するようになった。
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