過去数十年の間に、プロセスの最適化と効率の向上は、世界中の多くの醸造会社にとって優先事項となっています。 高重力醸造は、これらの目的を達成するための一つの方法です。
製造業は、設備投資、労働力の補完、ユーティリティおよびその他の運用コストを削減する方法を継続的に模索していると同時に、製品の品質が一貫して高いままであることを保証しています。 醸造業界もこの傾向の例外ではなく、これらの目的を達成するために採用された手順の1つは高重力醸造です。 さらに、この分野の他の醸造イニシアチブ（プロセス強化とも呼ばれます）に焦点を当てています:
- 発酵速度の増加と最終減衰
- 高品質の酵母の生存率と活力
- 新規酵母株を含む生産時間の減少
- より効率的なビール安定化とろ過
- 強化されたビールの品質と安定性
高重力醸造は、過去40年ほどにわたって世界中の醸造所に徐々に導入されてきた。 これは、通常の濃度よりも高い麦汁（発酵していないビール）を使用し、その結果、プロセスの後の段階で特別に処理された水（通常は脱酸素）で所望の重力ま 醸造所で使用される水の量を減らすことによって、既存の醸造、発酵および貯蔵設備を拡大することなく、生産要求の増加を満たすことができる。 より少ない量の麦汁とビールを処理すると、一定の液体出力を維持しながら、エネルギー使用量、労働、洗浄および排水コスト1の効率が向上します。 醸造業界は、麦汁濃度を測定するためのいくつかのユニークな方法を採用しています。 そのような測定の一つが°Platoである。 これは、その密度に由来する溶液の糖含量の尺度である。 この方法は、20℃の溶液中のスクロースの百分率重量に基づいている。 例えば、12°プラトンは、その溶液中の砂糖のすべてがショ糖であった場合、それはその溶液の総重量の12％を構成することを意味する。 高重力醸造は1960年代初頭にアメリカで始まり、その後北アメリカ、オーストラリア、南アフリカに広がった。 課税と規制の難しさは、多くのヨーロッパ諸国（例えば、ドイツとイギリス）での実施を妨げた。 しかし、規制の問題は大部分が克服されており、高重力醸造は現在世界中で実施することができます。
利点
上記の利点に加えて、高重力醸造はまた、販売のために提供することができるビールの種類に大きな柔軟性を提供しています。
利点
高重力ビールの単一の”在庫”から、醸造業者は、ビールの種類ごとに別々の在庫を維持する必要なしに、元の抽出物とアルコールレベルが異なる多数の異なる製 さらに、二酸化炭素またはエタノールを溶媒として製造されたホップ抽出物、麦芽抽出物、シロップ、天然着色材料の出現により、市場性のある製品タイプの潜在的な範囲がさらに拡大されている2。
欠点
高重力醸造プロセスにも多くの欠点があります。 醸造所の材料効率（麦芽およびプロセスで採用された他の穀物からの可溶性材料の抽出効率）は、より濃縮されたマッシュの結果として低下する。 また、麦汁ケトルの沸騰中のホップの利用が減少し、最終的に希釈されたビールは発泡安定性が低下し、ビールの風味の変化も遭遇している3。 酵母の性能は、主により濃縮された麦汁およびエタノール生産の増加に起因して、高重力麦汁によって悪影響を受ける可能性があり、後述するように、これはビールの安定性の多くの側面に寄与することができる。
酵母の形態
酵母の細胞内形態の変化は、特に酵母細胞液胞に関して、観察されている。 液胞は、単一のオルガネラとして、またはいくつかの別個の成分として存在する細胞内の楕円形の体である。 これは通常、セルの幅の3分の1です。 それは成長段階および環境条件との栄養素および特定の酵素および容積の変更の貯蔵所のための貯蔵所として機能します。 エールおよびラガー酵母株の両方を用いた研究では、低重力麦汁（12°プラトン）と比較して、培養物が高重力麦汁（20°プラトン）を発酵させているときに液胞の拡大が観察されている（図1および2）。 液胞の拡大は、高重力麦汁によって細胞に課される浸透圧ストレスに対する反応であると考えられている。
希釈水
高重力麦汁、または水で発酵麦汁の再構成（希釈または切断としても知られるプロセス）は、醸造プロセス中のほぼすべての段階 後に水の添加が起こるほど、醸造能力の増加が大きくなる。 使用される希釈水の品質は重要であり、添加点に依存する。 プロセスの後でそれはより大きい品質要求事項を起こります。 例えば、一次発酵の終わりに向かって希釈が起こる場合、水は正しいpHで炭素濾過され、微生物学的に健全でなければならない。 但し、希薄がプロセスでできるだけ遅く(ろ過段階で)起これば最も大きい心配は取られなければなりません。 水は、醸造に使用されるものと同様の品質と化学組成でなければなりません。 それは無菌でなければならず、溶存酸素濃度が50ppb未満であり、温度が1℃であり、ビールのCO2含有量まで炭酸化されなければならない。 希釈水中の溶存酸素濃度が低い理由は、ほとんどのアルコール飲料とは異なり、パッケージ化されたビールが不安定であるためです。 この不安定性に寄与する主な要因の1つは酸素2です。
ビールの安定性
ビールの安定性（または不安定性）は、物理的（コロイド状）、風味、泡、光、生物学的および噴出の6つのカテゴリ内で考えることがで 最初の三つのカテゴリーは、高重力醸造手順の結果としてビールの品質に関与しています。 高重力醸造ビールは、低重力醸造ビールと比較してより物理的に安定していることが示されている（表1）。 逸話的な証拠は、高重力醸造ビールも風味の安定性を改善していることを示すであろう。 しかし、より高い重力で醸造されたビールは、ヘッド（泡）安定性が悪い（表1–nibemは泡の崩壊速度の尺度であり、数が低いほど泡の安定性が悪い）4。 ビールには多くの泡陽性化合物があります。 これらはポリペプチド、isoアルファの酸、melanoidinsおよび金属イオンを含んでいます。 ポリペプチドは、ビール発泡体の形成および安定性において重要な役割を果たす。 最大の疎水性（水を「嫌う」もの）のポリペプチドは、最も安定した泡を生成することが認められている。 それは安定したビール泡の作成で最も重要のポリペプチドのhydrophobicityの特性、よりもむしろサイズです。 疎水性ポリペプチドのレベルは、クロマトグラフィー技術5を用いて決定することができ、醸造プロセス全体を通して、低重力醸造手順と比較して高重力醸造プロセス中にこれらのポリペプチドのはるかに大きな損失があることが見出されている（図3）。 高重力ビールを低重力ビールと同等のアルコール濃度に希釈したとき、それは低重力醸造ビールの50パーセント未満の疎水性ポリペプチドのレベルを含んでいた4。 発酵は、醸造プロセス中に疎水性ポリペプチドが失われる重要な段階であることが図3に見ることができる。 この損失には2つの主な要因があります。 第一に、早期発泡（特に円筒円錐形容器における）は、大量の発泡活性物質の損失の原因であることが知られており、この問題は高重力麦汁の発酵中に悪化 第二に、酵母は発酵麦汁にタンパク質分解酵素を分泌し、これらの酵素は、発酵および貯蔵中のポリペプチド加水分解を通じて、完成したビールの泡安定性に負の影響を及ぼす。 このプロテイナーゼの分泌は、高重力麦汁のようなストレス条件が酵母培養物に課されるときに増強される(図4)6。
ビールの風味
高重力醸造のさらなる欠点は、希釈後にビールが通常の重力麦汁を使用して製造されたビールに見られるものと同じ揮発性化合物 同等のエタノール濃度に希釈した後、高重力麦汁から製造されたビールは、しばしば上昇したレベルのエステルを含む（表2）。 多くの要因が麦汁発酵中のエステル生産に影響を与えることが示されている。 例えば、酵母菌株および種類（エールまたはラガー）、温度および圧力、ピッチング速度、麦汁trubレベル、発酵開始時の溶存酸素、窒素、二酸化炭素、脂肪酸、アミノ酸content有量および特定の金属イオンはすべて、発酵中に生成されるエステル（および他の揮発性物質）のレベルに影響を与えることが知られている。 さらに、発酵されている麦汁糖は、ビールエステルのプロファイルに影響を与える。 生成したマルトースの代謝は，グルコースを発酵させたときよりも酢酸エチルや酢酸イソアミルなどのエステルのレベルをかなり低下させた。 麦汁はHeriot-Watt2HL pilot breweryで生産されました。 シロップ（高濃度および低濃度のマルトースを含む）をケトルに直接添加したところで、補助麦汁（高および低重力）を調製した。 麦汁中のグルコース/フルクトースおよびマルトース/マルトトリオースの相対的なレベルを図5に示す。 発酵を実施し、試験麦汁が弱毒化されるまで試料を毎日除去した。 生成されたエステルのレベルは、強化されたレベルのマルトースを含む高重力麦汁で実質的に低かった（図6–酢酸エチルのみを示す）8。 これらの結果は、高マルトースシロップの使用は、低重力で生産されたビールにマッチした風味のビールを生産するために、高重力生産条件下でビール醸造所を運営する柔軟性をビール醸造者に与えることを示している。
結論
高重力醸造は難しい醸造技術ではありませんが、よりストレスの多い環境で機能することが期待されるため、酵母は注意して扱わ ネガ（ビールの安定性、風味の一致、ホップの利用などのいくつかの側面への影響）があるが、陽性はより実質的である（醸造能力の増加、光熱費の削減、発酵性抽出物の単位当たりのアルコールの増加、物理的および風味の安定性の改善）。
謝辞
感謝は、この論文で報告されている研究の様々な側面を支援するための財政援助のための国際醸造蒸留センター、サントリーリミテッド、スコティッシュ勇気ブルーイングリミテッド、コーンプロダクツコーポレーションとハイネケンインターナショナルによるものです。 
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