Ячмень

Зерно ячменя – идеальное сырьё для приготовления пива. Для производства 100 л пива требуется в среднем 11-18 кг солода, 4 кг зерна, 150 г хмеля и 50-120 г дрожжей.

Для производства этого напитка используют пивоваренные сорта двурядного ярового ячменя, отвечающего требованиям ГОСТ-5060-86. Требуется крупное выровненное зерно с низкими пленчатостью (8-9 %) и содержанием белка (9-12 %), высокими показателями крахмалистости (не менее 60 %), прорастаемости на 5-й день – не менее 90-95 %, экстрактивности (79-82 %), натуры – не менее 610 г/л.

Требования к пивоваренному ячменю определяет ГОСТ 5060-86 «Ячмень пивоваренный. Технические условия». Экономическая эффективность процессов соложения и пивоварения в значительной степени зависит от качества производимого зерна ячменя.

Зерно ячменя для пивоварения оценивают по признакам:

• внешним (цвет, запах, форма зерна, пораженность вредителями и др.);
  
• физическим (натура, прорастаемость, масса 1000 зерен, пленчатость, водочувствительность);
  
• химическим (влажность, экстрактивность, содержание белка и крахмала);
  
• технологическим (способность к быстрому поглощению воды при замачивании, интенсивность прорастания и характер роста корешков при соложении, качество солода).
  

Зерно ячменя должно быть чистосортным, биологически вызревшим, иметь нормальные цвет (желтый или светло-желтый) и запах. Темное или бурое пятно на зародыше зерновки снижает качество. Зерновки с такими пятнами могут иметь нормальную жизнеспособность и всхожесть, но зародыш ослабленный, деформированный, темного цвета, с пониженной энергией прорастания. Пивоваренный ячмень в зависимости от качества подразделяют на классы.

Требования к зерну, поставляемому для пивоварения

Надо отметить, что в ЕС нет ячменя первого и второго класса. То есть ячмень либо является пивоваренным, либо нет, без всяких промежуточных градаций.

Высокая энергия прорастания обеспечивается активностью ферментативной системы зерна. Важные показатели – интенсивность и равномерность развития корешков и проростка, который не должен превышать длину зерновки при проращивании. Удлиненные зародыши, так называемые «гусары», и непроросшие зерна снижают качество солода. Способность одновременно прорастать на пятые сутки должна быть не ниже 95 % при заготовке зерна спустя 45 суток и более после уборки. Одним из основных недостатков отечественных сортов является неравномерное прорастание при солодоращении. В непроросших зернах крахмал не полностью превращается в сахар, что уменьшает экстрактивность и выход пива.

Важными показателями качества пивоваренного ячменя являются также масса 1000 зерен, крупность, выравненность, высокая натура зерна. Масса 1000 зерен лучших сортов ЦЧР составляет 40-50 г, крупность (сход с сита 2,8 х 2,0 мм плюс сход с сита 2,5 х 2,0 мм) должна быть для первого класса не ниже 85 %. Проход через решето 2,2 х 2,0 мм относится к мелкому зерну, которого не должно быть больше 10 %. Натура зерна (масса зерна в объеме 1 л) пивоваренного ячменя, возделываемого в ЦЧР, составляет 620-650 г/л, в благоприятные годы – 700 г/л и более.

Зерно с натурой 610 г/л считается хорошим, 680-700 г/л – отличным. Чем выше натура зерна, тем ниже пленчатость и содержание белка. Зерно с уровнем белка не более 12 % отвечает требованиям отечественного стандарта, однако лучшим считается зерно с пленчатостью около 9 % и содержанием белка 9,5-10,5 %.

Высокая белковость (более 12 %) снижает содержание крахмала и экстрактивность зерна. Кроме того, высокобелковое стекловидное зерно плохо разрыхляется, сильнее греется в процессе получения солода, дает менее стойкое и не всегда прозрачное пиво. Однако зерно с содержанием белка 8 % и меньше не обеспечивает хорошего брожения, так как дрожжам не хватает белкового питания. Пиво из такого зерна не образует стойкой пены и не имеет нужного вкуса и букета. Зерно с содержанием белка менее 9 % было получено в ряде хозяйств ЦЧР в 2005 г. после дождливой весны, когда азот был практически вымыт из почвы.

Качество пива в большой степени зависит от пленчатости ячменя, т. е. от содержания мякины. Избыточная пленчатость (более 9 %) уменьшает экстрактивность, увеличивает горечь пива, резко снижая его качество. Однако чрезмерно низкая пленчатость тоже отрицательно сказывается на технологическом процессе (в размолотом виде пленки создают естественный фильтр), на вкусе, цвете и букете пива.

Зерно ячменя имеет эллиптическую, ромбическую или овальную форму. У удлиненного зерна при соложении остаются нерастворенными концы, что увеличивает потери.

Цвет и запах зерна определяются условиями его уборки, первичной доработки и хранения. Зерно влажностью 17-18 % важно сразу очистить от сорной примеси, особенно при работе агрегатов на сильно засоренных участках. Без очистки происходит самосогревание вороха, заселение зерна микроорганизмами, которые при размножении образуют затхлый запах. При первичной доработке снижается и влажность зерна на 1-2 %.

Зерно пивоваренного ячменя не должно иметь зерновых вредителей (живых или мертвых). Исключение составляет зараженность клещом, допустимая не выше первой степени, когда в 1 кг зерна насчитывается от 1 до 20 клещей.

Результирующий показатель качества зерна пивоваренного ячменя – экстрактивность, или количество органического вещества (в основном углеводов и белка), способного переходить в водный раствор из измельченного зерна под воздействием ферментов ячменного солода. Лучшие сорта ячменя способны обеспечить выход экстрактивных веществ 80-81 %. Чем меньше пленчатость и содержание белка в зерне, чем больше содержание крахмала, натура и масса 1000 зерен, тем выше экстрактивность. Количество экстрагированных веществ, или плотность сусла, непосредственно определяет качество пива и его выход.

У зерна ячменя, пригодного к солодоращению, должно быть определенное соотношение между экстрактивностью и содержанием белка. Свежеубранный ячмень нельзя использовать для приготовления солода, в среднем зерно должно отлежаться и дозреть в течение двух месяцев.

В соответствии с методикой Европейской Пивоваренной Конвенции (ЕВС) при получении солода оценивают химико-технологические показатели сырья: влажность, стекловидность по диафаноскопу, твердость по фаринографу, экстрактивность муки в грубом и тонком помолах, конечную степень сбраживания, число Кольбаха, количество аминного азота, амилолитическую активность, продолжительность осахаривания, цветность, кислотность, прозрачность сусла, количество потерь (на ростки и общие). Сочетание данных показателей является определяющим при адаптации сортов солодовенными и пивоваренными компаниями.

Ячмень проходит 7 фаз роста и развития: прорастание, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревание (молочная, восковая и полная спелость). Каждая фаза для своего прохождения требует определенных условий.

Прорастание – всходы

Ячмень требует относительно мало тепла для развития. Сумма необходимых активных температур составляет от 1200 до 1800°С в зависимости от скороспелости сорта. Семена начинают прорастать при температуре почвы +1–3°С, но биологический минимум для развития составляет +5°С. Лучшей температурой для всходов является +10–12°С, тогда семена прорастают через 3–4 дня, а при холодной затяжной весне – через 15 – 18 дней. Для набухания и прорастания требуется 48–65 % влаги от массы зерновки. Дружные и равномерные всходы появляются при наличии в пахотном слое влаги 60–70% от полной полевой влагоемкости. Дружность всходов зависит от крупности семян (масса 1000 зерен 42–52 г) и всхожести (не менее 95 %). Всходы выдерживают заморозки до –7°С. Высокая температура воздуха (выше +25°С) пагубно действует на урожай.

Кущение

Через 8–15 дней после всходов, в зависимости от условий, к моменту появления третьего листа у поверхности почвы на глубине 1–3 см образуется утолщение – стеблевой узел. Глубина его залегания зависит от влажности почвы и температуры. Высокая температура воздуха и почвы сокращает продолжительность кущения, поэтому поздние посевы приводят к снижению кустистости. Оптимальной в период кущения является температура +10–12°С, однако ячмень хорошо кустится и при +15–17°С, причем верхний слой почвы требует увлажнения в течение 7–10 дней, поскольку при пересыхании корни побегов кущения «зависают» в сухой земле и не могут проникнуть вглубь.

Большое влияние на кустистость ячменя оказывает плодородие почвы: на бедных почвах с дефицитом азота он почти не кустится. Длительность фазы кущения – 8–14 дней для среднеранних и среднеспелых и 12–18 дней для среднепоздних сортов в зависимости от погодных условий. К концу кущения растения ячменя поглощают около 50% азота и фосфора и 75% калия от общего потребления.

Выход в трубку

К концу кущения нижнее междоузлие начинает удлиняться. Внутренние ткани по мере утолщения стебля разъединяются, образуя полость. Вслед за нижним начинают удлиняться и следующие междоузлия. Когда нижнее междоузлие достигает длины 3–5 см, отмечают начало образования растением стебля или фазу выхода в трубку, которая продолжается 17–20 дней. С этого момента ячмень усиленно растет, интенсивно потребляя элементы питания и воду. В этот период растения очень чувствительны к недостатку влаги, питания или света, что может привести к стерильности цветков и уменьшению числа зерен. Наиболее благоприятной температурой для развития растений до колошения является + 12–18°С.

В начале выхода в трубку формируется зачаточный колос, поэтому следует быть осторожным с применением гербицидов, особенно группы 2,4–Д, так как несвоевременная обработка приводит к деформации и стерильности колоса. К началу колошения ячмень поглощает около 75% питательных веществ от общего их потребления.

Колошение

Происходит одновременно с усиленным ростом стебля и наступает, когда колос наполовину выходит из влагалища последнего листа. Фаза колошения сильно варьируется по времени. В засушливых условиях при высокой температуре воздуха она длится 6–7 дней, во влажных с умеренной температурой – 15–18 дней. Отдельные сорта выколашиваются за 3–5 дней. В этой фазе начинается отмирание нижних листьев.

Цветение

Начинается, когда колос находится во влагалище листа, и ости выходят из него на 1/2–3/4 своей длины. В сухих жарких условиях цветение происходит в период, когда ости лишь показываются из влагалища листа. Наиболее интенсивное цветение и оплодотворение наблюдается в утренние часы и протекает за 6–8 часов. В этот период ячмень чувствителен к недостатку влаги в почве, из–за этого нарушается процесс формирования пыльцы, что ведет к стерильности колосков.

Созревание зерна

В период созревания различают три формы спелости зерна: молочную, восковую и полную.

В фазе молочной спелости, которая наступает через 10–15 дней после цветения и длится 10–14 дней, зерно зеленое, имеет наибольший объем, влажность его составляет 40–60%. В молочной спелости происходит интенсивное пополнение клеток эндосперма крахмалом. Зародыш развит, но рост его продолжается.

В фазе восковой спелости растения ячменя приобретают желтый цвет. Зерно мягкое, режется ногтем, его влажность снижается до 20–25%. Отток питательных веществ в зерновку прекращается. Зерно полностью сформировано, зародыш не растет.

В полную спелость зерно твердеет, теряет влагу до 14–16%, листья и стебли полностью отмирают. Процесс налива зерна может быть нарушен неблагоприятными факторами среды: засухой, чрезмерно высокой температурой, заморозками и др. Засуха в период от колошения до созревания растений в сочетании с высокими температурами резко снижает выполненность, натуру, абсолютную массу зерна, повышает содержание белка и снижает экстрактивность солода.

Вынужденное быстрое созревание, усыхание зерна приводит к низкому накоплению крахмала, снижению его ценных фракций и к нежелательной группировке азотистых соединений. Дождливая погода в период налива зерна удлиняет срок созревания и снижает его товарные свойства. Особенно опасно прорастание зерна на корню, которое приводит к потере пищевых, кормовых и пивоваренных качеств, а также посевных свойств в связи с утратой всхожести.

По длине вегетационного периода ячменя различают сорта раннеспелые (65–75 дней), среднеспелые (80–95 дней) и позднеспелые (100–125 дней). Для пивоваренных целей более пригодны среднеспелые сорта.

В Госреестре селекционных достижений – более 50 сортов ярового пивоваренного ячменя, допущенных к использованию. Кроме того, ежегодно он пополняется 3–4 новыми сортами. В настоящее время популярностью у практиков пользуются сорта – Ача, Сигнал, Аннабель, Белгородец, Визит, Гонар, Дворан, Одесский 100, Одесский 115, Приазовский 9, Скарлетт, Суздалец, Чакинский 221, Эльф, Данута, Мессина, Невада, Пасадена, Престиж, Филадельфия и другие.

Подбор сортов является наиболее дешевым, доступным и эффективным элементом рентабельного производства. Но затраты на сорт и семена оправданы лишь при соблюдении всех элементов технологий возделывания. Невыполнение любого элемента может привести к нарушению системности и, следовательно, к существенному недобору урожая и снижению его качества.

В формировании величины урожайности факторы имеют неодинаковое влияние на конечный результат:

• доля погодных условий в урожае составляет в среднем 30%,
• агротехники – 20%,
• сорта и качество семенного материала – 20%,
• минеральных удобрений и химических средств защиты растений – по 15%.
  

Поэтому учет требований растений ячменя к условиям среды – одно из составляющих производственного успеха.

Требование к температуре

Яровой ячмень не отличается высокой требовательностью к температуре. Необходимая для ячменя сумма активных температур (+5–10°С) колеблется по межфазным периодам:

• посев–всходы – 120–200°С,
• всходы–кущение – 250–350°С,
• кущение–колошение – 400–600°С,
• колошение–полная спелость – 550–650°С.
  

В целом, сумма активных температур составляет 1300–2000°С в зависимости от скороспелости сорта. Ячмень во все фазы развития подвержен рискам губительного действия высокой температуры и засухи, особенно страдает он в период трубкования и налива зерна. При температуре воздуха +38–40°С у растений ячменя через 25–35 часов наступает паралич устьиц листа.

Требование к влажности почвы

На образование 1 т зерна ячменя расходуется 60–120 мм почвенной влаги, причем, чем беднее почва, тем больше расходуется влаги на образование сухого вещества. По отношению к почвенной влаге критическими являются периоды: кущение – начало трубкования и конец трубкования – колошения. Дефицит влаги в начальные фазы роста и развития приводит к слабому кущению, слабому развитию вторичной корневой системы и недостаточному развитию зачаточного колоса. Дожди в конце трубкования – колошения могут способствовать формированию хорошего урожая лишь на плодородных полях, за счет развития побегов кущения (подгонов), но ценное пивоваренное сырье получить уже трудно. От посева до выхода в трубку ячмень расходует до 25% влаги, от трубкования до колошения – 45%, от колошения до уборки – около 25%. В межфазный период всходы – колошение ячмень использует в основном влагу пахотного и подпахотного слоев, а после колошения – с глубины 80–120 см.

Требование к плодородию почвы

Ячмень – требовательная к почвенному плодородию культура. Это свойство обусловлено его интенсивным накоплением органического вещества за сравнительно короткий отрезок времени и относительно слабым развитием корневой системы и, как результат, ограниченным поступлением питательных веществ из почвы. Особенно велика потребность ячменя в элементах питания в начальный период вегетации, когда корневая система развита слабо, но поглощающая способность ее высока. Компенсировать недостаток питания в первый период вегетации в последующие фазы невозможно. Возделывание ячменя возможно на любых почвах, но наиболее предпочтительны связные, суглинистые с нейтральной реакцией почвы. Малопригодны для его выращивания сухие, кислые песчаные и торфянистые. Довольно устойчив ячмень к засолению и к карбонатным (меловым) почвам, содержащим избыток кальция. Допускается размещение посевов этой культуры на склоновых почвах средней эродированности.