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ビールを特徴づける主な要素は、苦味、含まれる風味の種類とその強さ、アルコール度数、そして色である。これらの特性に関する基準を設けることで、あらゆるビールの総合的な品質をより客観的かつ統一的に評価することが可能となる。
「ロビボンド度」または「°L」スケールは、通常ビール、ウイスキー、または砂糖溶液などの物質の色を測定する尺度です。ロビボンド度の決定は、通常比色計を使用して、物質の色を琥珀色から茶色のガラススライドのシリーズと比較することによって行われます。このスケールはジョセフ・ウィリアムズ・ロビボンドによって考案されました。[ 1 ]標準参照法（SRM）と欧州醸造協会（EBC）法がこれに取って代わり、SRMは°Lとほぼ同等の結果をもたらします。
標準参照法（SRM）[ 2 ]は、現代の醸造家がビールや麦汁の色強度、おおよその濃さを測定するために使用するシステムです。この方法は、分光光度計または光度計を使用して、装置の光路に配置された標準化された寸法のキュベット内のサンプルを通過する特定の波長（430ナノメートル（青））の光の減衰を測定するものです。
EBCは、ビールと麦汁の色を測定するだけでなく、ビールの濁度（ヘイズとも呼ばれる）を定量化することもできます。
ビールの強さは、体積比で表したアルコール含有量、つまりビール100mLに含まれる純アルコール（エタノール）のミリリットル数によって測定されます。
ビールのアルコール度数を測定する最も正確な方法は、一定量のビールを蒸留し、ビールに含まれていたすべてのアルコールを含むスピリッツを抽出することです。その後、比重計とアルコールと水の混合物の密度表を使用して、スピリッツのアルコール含有量を測定できます。[ 3 ] 2番目に正確な方法は沸点計法で、純水の沸点と検査対象のビールの沸点の差を利用します。
実際には、ビールのアルコール度数を推定する最も一般的な方法は、発酵前の麦汁中の糖分または「エキス」の量を測定し、発酵が完了した後にもう一度測定し、これらの2つのデータポイントを経験式に代入してビールのアルコール含有量またはアルコール度数を推定することです。
麦汁やビール中のエキス量を（間接的に）測定する最も一般的な方法は、液体の密度を測定することです。これは多くの場合、比重計を用いて行われ、その密度測定値をエキス量、つまり麦汁やビール中の糖の質量分率に変換します。比重計は、さまざまなスケールで校正できます。一般的なスケールは比重（SG）です。比重とは、液体の密度を純水（標準温度）の密度で割った値です。比重は、ピクノメーターや振動U字管式電子メーターでも測定できます。水の比重は1.000、無水アルコールの比重は0.789です。その他の密度スケールについては、以下で説明します。
麦汁の密度は麦汁中の糖分含有量に依存し、糖分が多いほど密度が高くなります。発酵後のビールには残留糖分が残るため比重（SG）が上昇し、アルコール含有量が多いほど比重が低下します。発酵前の麦汁の比重と発酵後のビールの比重の差は、酵母によってどれだけの糖分がアルコールと二酸化炭素に変換されたかを示します。元の比重と最終的な比重の差に基づいてビールのアルコール度数を計算する基本的な式[ 4 ]は次のとおりです。
以下の式[ 5 ]は、アルコール度数が高い場合に、より正確な推定値を提供する別の式です（通常、6%または7%以上のビールに使用されます）。
ここで、OGは初期比重、つまり発酵前の比重であり、FGは最終比重、つまり発酵後の比重である。
「オリジナルエキス」（OE）は、オリジナルグラビティの同義語です。OEはビールの「サイズ」としてよく用いられ、ドイツではラベルに「Stammwürze」と表記されるか、単にパーセントで表示されることもあります。例えばチェコ共和国では、「10 度 ビール」「12 度 ビール」などと表現されます。
比重測定は、ビールの量、アルコール度数、酵母が消費できた糖分の量を決定するために使用されます（特定の菌株は、適切な条件下では、特定の組成の麦汁を一定の範囲内の減衰率まで発酵させることが期待できます。つまり、抽出液の一定の割合を消費できるはずです）。
歴史的に、比重は醸造ポンド（単に「ポンド」とも呼ばれる）で測定および記録されていました。麦汁が「1バレルあたり26ポンドの比重」[ 6 ]と言われた場合、それは標準的な36インペリアルガロン（164リットル）の麦汁の樽が、純水の樽よりも26ポンド（11.8kg ）重いことを意味していました。 [ 6 ]実際の測定は、校正スケールで温度を補正した糖度計（つまり比重計）または特別な醸造用計算尺によって行われました。[ 7 ] 1864年の平均的な強度の初回醸造は、 30ポンド（13.6kg ）または1.083 OGになります。[ a ] [ 8 ]
麦汁とブドウ果汁中の糖分量を測定するために一般的に用いられる2つの尺度は以下のとおりです。
最も古いスケールであるボーリング（°ボーリング）は、1843年にボヘミアの科学者カール・ヨーゼフ・ナポレオン・ボーリング（1805～1868）とシモン・アックによって開発されました。1850年代には、ドイツのエンジニア兼数学者アドルフ・フェルディナント・ヴェンツェスラウス・ブリックス（1798 ～ 1870）がボーリングスケールの計算上の誤りを修正し、ブリックススケールを導入しました。1900年代初頭には、ドイツの化学者フリッツ・プラトー（1858 ～ 1938）とその協力者がさらに改良を加え、プラトースケールを導入しました。ボーリング、ブリックス、プラトーの各スケールは、いずれもショ糖の質量分率に基づいているため、基本的に同じスケールであり、新しいバージョンでは精度と信頼性が向上しています。3つのスケールの表の違いは、主に精度と測定を行う温度です。
比重 SG とブリックス度、プラトー度、またはボーリング度の間のおおよその変換は、1 を超える SG の千分の一 (重力ポイントと呼ばれることが多い) を 4 で割ることによって行うことができます。したがって、比重 1.048 は 48 重力ポイントを持ち、48 を 4 で割ると、およそ 12 度のプラトー度、ボーリング度、またはブリックス度になります。この変換は、比重と °P の質量分率の関係を線形方程式で近似したものです。[ 9 ]
しかし、上記の近似では、比重の値が増加するにつれて誤差が大きくなり、例えばSG = 1.080の場合には0.67°Pのずれが生じます。より正確な変換（平均誤差が0.02°P未満）は、次の式を使用して行うことができます。[ 9 ]
比重は温度T = 20 °C で測定する。与えられた °P に対して 20 °C での SG を与える等価な関係式は次のとおりである。
ワイン醸造業者、砂糖・果汁業界は、一般的にブリックス度を使用します。イギリスおよびヨーロッパ大陸のビール醸造業者は、通常プラトー度を使用します。アメリカのビール醸造業者は、ボーリング度、プラトー度、比重を組み合わせて使用します。自家製のワイン、ミード、サイダー、ビールの醸造業者は、通常比重を使用します。
一部の国では、アルコール度数をゲイ＝リュサック度（フランスの化学者ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックにちなんで命名）で表す。フランス、スペイン、イギリスでは、この方式でアルコール度数を判定している。ベルギー、ノルウェー、スウェーデンでは、アルコール飲料にかかる税金を計算するために、修正された表を使用している。
聖アンドリュー十字は一部のビールに使用されており、伝統的にビールのアルコール度数を示すマークで、exの数が多いほどアルコール度数が高いことを意味していました。いくつかの情報源によると、このマークの起源は中世の修道院の醸造所にあり、そこで十字はアルコール度数の高いビールの品質保証として機能していました。[ 10 ]
サルタイアマークのもう一つの説明は、 1643年にイングランドで始まったアルコール飲料の税制に由来する可能性がある。ビール樽に付けられたマークは、もともとは中身が法定の低アルコールビールの制限よりも強いことを示すために使用され、1樽あたり10シリング（ローマ数字のX）の税金が課せられた。後に、醸造業者は、より強いビールを示すために、追加の（余分な数字の）Xマークを追加した。「現在のXX（20、しばしば「ダブル（文字）X」と発音される）とXXX（30、しばしば「トリプル（文字）X」と発音される）という怪しげな表記は、樽やストロングエール醸造業者の帳簿に不必要に現れる」[ 11 ] 。
19世紀半ばのイギリスでは、「X」などの文字の使用がビールのアルコール度数の標準化された等級付けシステムへと発展しました。[ 12 ]今日では、イギリス、英連邦、アメリカ合衆国の多くの醸造業者によって商標として使用されています。
苦味尺度は、ビールの相対的な苦味を評価しようとするものです。ビールの苦味は、醸造中に使用されるホップ 由来のフムロンやアルファ酸などの化合物によってもたらされます。醸造工程では、フムロンは異性化してシス-イソフムロンとトランス-イソフムロンの両方を生成し、これらがビールの苦味の原因となります。[ 13 ]ホップにはルプロン、つまりベータ酸も含まれています。[ 13 ]これらのベータ酸は、沸騰によって異性化しないため麦汁に溶けず、アルファ酸ほど麦汁の初期の苦味付けには関与しません。[ 14 ]しかし、ベータ酸は酸化され、徐々にビールの苦味に寄与します。この苦味はアルファ酸の苦味よりも強く、好ましくない場合があります。酸化は、発酵、貯蔵、熟成を通じて時間とともに起こります。同時に、異性化したアルファ酸は分解され、苦味が軽減される。[ 15 ]
ホップの種類によってアルファ酸とベータ酸の含有量が異なるため、ビールの苦味を特定の量にしたい場合はホップの種類を考慮する必要があります。苦味を最大化するには、アルファ酸濃度が高いホップを使用する必要があります。 [ 13 ]このような品種には、Chinook、Galena、Horizon、Tomahawk、Warrior ホップなどがあり、これらは質量比で最大 16% のアルファ酸濃度を含んでいます。ベータ酸は苦味に影響しないため、ホップの種類を選択する際にはベータ酸は考慮されません。また、ホップを煮沸する時間もビールの苦味に影響します。アルファ酸を異性化するには熱が必要なので、加熱時間が長いほど異性化形態への変換が進みます。
国際苦味単位（IBU）スケールは、ビールの苦味を概算するために使用されます。このスケールは、ビールの知覚される苦味ではなく、イソアルファ酸の量に基づいて測定されます。[ 17 ] IBUを測定する方法はいくつかあります。最も一般的で広く使用されている方法は、分光光度法です。[ 18 ]このプロセスでは、ホップを麦汁で煮沸して異性化を促進します。イソアルファ酸はわずかに疎水性であるため、酸を加えてpHを下げると、イソアルファ酸の疎水性が高まります。この時点で、有機溶液が加えられ、イソアルファ酸は水性麦汁から有機層に移動します。この新しい溶液を分光光度計に入れ、275 nmで吸光度を読み取ります。この波長では、イソアルファ酸の吸光度が最も高くなるため、これらの苦味分子の濃度を計算できます。この手法は、ビール中の異性化α酸（IAA）の濃度（ミリグラム/リットル、百万分率w/v ）を測定する別の方法と同時期に採用されたため、小規模醸造業者の間で混乱が生じた。[ 19 ]アメリカ醸造化学会は、苦味測定法の序文で、2つの方法の結果の違いをいくつか指摘している。
新鮮なホップで醸造したビールの場合、IAA法の結果は[I]BU法で得られた結果と実質的に同じですが、古いホップや保存状態の悪いホップ、特定の特殊なホップ抽出物で醸造したビールのIAAは、[I]BU値よりもかなり低くなる可能性があります。[ 20 ]
さらに、ビール中のイソアルファ酸の量を測定するために、 HPLC、質量分析法、蛍光分光法を用いることができる。 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
欧州苦味単位スケール（EBUと略されることが多い）は苦味の尺度であり[ 24 ] 、一般的に値が低いほど「苦味が少ない」、値が高いほど「苦味が強い」とされています。この尺度と方法は欧州醸造協会によって定義されており、数値は米国醸造化学会との協力で定義された国際苦味単位スケール（IBU）と同じであるはずです。[ 25 ]ただし、EBUとIBUの値を決定する正確なプロセスは若干異なるため、理論的にはEBUの値がIBUよりもわずかに小さくなる可能性があります。[ 26 ]
IBUは、ビールの味の知覚される苦味によって決まるものではありません。たとえば、ホップの苦味効果は、ローストモルトや強い風味のビールではあまり目立たないため、中程度の風味のビールと同じ知覚される苦味を得るには、強い風味のビールではより多くのホップが必要になります。たとえば、インペリアルスタウトのIBUは50かもしれませんが、ペールラガーのIBUは30なので、ペールラガーよりも苦味は少なく感じられます。ペールラガーの方が風味の強さが低いからです。約100 IBUを超えると、ホップの利用効率が非常に悪くなり、味に関してその数値は意味をなさなくなりますが、ホップの添加を続けると苦味は増します。苦味の少ないライトラガーは一般的に8～20 IBUですが、インディアペールエールは60～100 IBU以上になることがあります。[ 27 ]
高スループットの用途（例えば、大手ビール会社の品質管理ラボなど）には、自動化システムが利用可能です。
シンプルなシステムは、ビールの種類ごとに調整データブロックを使用して動作しますが、ハイエンドシステムはマトリックスに依存せず、製品固有の校正を行うことなく、アルコール度数、エキス分含有量、pH、色、濁度、CO2、O2について正確な結果を提供します。
最新のイノベーションは、パッケージ（ガラス瓶、PETボトル、缶）から直接測定し、サンプル前処理（脱気、ろ過、温度調整なし）なしで1回の測定サイクルで複数のパラメータを提供するパッケージ飲料分析装置です。[ 28 ]
ビールの酸化劣化は、化学発光法[ 29 ]または電子スピン共鳴法[ 30 ]によって測定できる。ビールの抗酸化能力に関連する遅延時間を測定し、風味の酸化劣化に抵抗するための自動システムも存在する[ 31 ] 。
醸造業者向けには、醸造工程における様々な値を正確に測定するために、レシピの作成や調整を行うためのソフトウェアツールが提供されています。データはBeerXMLなどの形式で交換できるため、遠隔地でのレシピの正確な再現や、現地で入手可能な水、マッシュ原料、ホップなどの変動に対応したレシピの調整が可能になります。
IBU (国際苦味単位) – ビールの苦味を測定するための世界的に認められた標準で、EBUとも呼ばれ、使用されるホップの推定アルファ酸の割合と煮沸時間に基づいています。
分析委員会は、適用性が世界的に認められているいわゆる「国際的方法」を確立するために、「米国醸造化学者協会」（ASBC）とも緊密に協力しています。EBCとASBCの間でパートナーシップ宣言が署名されました。IOB分析方法とEBC方法の統合は完了間近です。
抽出完了後、吸収は時間とともに急速に減少するため、ビールに遠心分離が必要でない限り、EBCの報告値は一般的にASBCの報告値より若干小さくなります。実際的な観点からは、両方のシステムで同じ結果が得られるはずです。
