Водоподготовка в пивоварении: рН затора

Какое-то время я не сильно беспокоился о своем уровне рН или даже о своем профиле воды, которая шла на варку. Ведь пиво было в порядке и в основном я варил его из экстрактов, поэтому рН не имел для меня особого значения.

Однако, когда я начал более серьезно заниматься зерновым пивоварением, вода для варки пива стала многое для меня значить. Мне также помогло то, что я переехал в районе с очень жесткой водой, которая заставила меня использовать воду в бутылках, чтобы производить что-то разумное, напоминающее пиво. Получается, что рН сусла оказывает огромное влияние на процесс затирания, а также на вкус вашего готового зернового пива.

Понимание рН: Щелочность и кислотность

Чистая вода имеет рН 7.0 - это означает, что она нейтральная (является ни кислой и ни щелочной). Если вы разбираетесь в химии, тогда знаете, что свободные ионы Н+ (водорода) уравновешиваются ионами OH- (гидроксида), создавая равные концентрации для формирования Н₂О (воды) . Если вода имеет избыток ионов Н+, мы называем ее кислой (низкий рН), в то время как избыток гидроксид-ионов дает нам щелочную реакцию (высокий рН) воды.

Чистая дождевая вода, проходящая через атмосферу и почву, захватывает СО2 и кальций из почвы. Эти элементы связывают ионы Н+, оставляя множество свободных ОН- (гидроксид) ионов, что делает нашу воду более щелочной. При этом повышается рН воды. Поэтому водопроводная вода бывает чаще слабощелочной. Очень жесткая вода может быть сильнощелочной.

Интересно, что все солода (и темный солод в частности) содержат фосфаты, которые реагируют с ионами кальция и магния в щелочной воде высвобождая ионы H+, которые делают раствор кислым.  Добавление солода, особенно темного, понижает рН при смешивание солода с водой (затора).

Значение рН затора

РН затора очень важен для нормального преобразования сахаров во время процесса затирания, а также обусловлен его влиянием на готовое пиво. Затирание рекомендуется проводить при pH между 5.1 и 5.3. Однако, важно отметить, что речь идет о рН смешанного затора, который, как указано выше зависит от цвета и количества добавляемого солода. В большинстве случаев смешанный затор будет слегка щелочным (рН выше 5.3) и требует добавления кислоты или буфера, чтобы снизить его до 5.2.

Хотя коммерческие пивовары могут заранее предсказать точный рН затора, а у некоторых домашних пивоваров есть подробные знания и доступная информация для этого. Проблема в том, что цвет, количество и даже тип и поставщик солода могут изменить рН. Кроме того, начальная вода и ее взаимодействие с солодом может варьироваться в каждом рецепте. Помните, что коммерческие пивовары варят каждый раз по одному и тому же рецепту, используя те же ингредиенты, а домашние пивовары делают это лишь изредка.

Вот почему домашние пивовары проводят измерение рН каждого затора сразу после его смешивания и затем регулируют свой рН, как можно быстрей в процессе затирания.

Измерение рН может быть сделано несколькими способами, а именно рН полосками (лакмус), точными рН-полосками или с помощью электронного рН-метра. Из трех методов точные рН-полоски, как правило, наиболее экономически и практически эффективны. Стандартным рН полоскам не хватает точности, необходимой для измерения рН до десятичных, а электронные измерители стоят дорого и требуют частой замены электродов для поддержания точности.

Другое практическое соображение заключается в том, что сусло, как правило, горячее, поэтому нужно отрегулировать показания pH от температуры. Горячее сусло будет почти всегда отображать более высокие показания рН, чем на самом деле. Это можно компенсировать, либо путем быстрого охлаждения образца до комнатной температуры перед измерением или применяя поправочный коэффициент после считывания показаний. Проверьте документацию вашей лакмусовой бумажки для определения соответствующей коррекции.

Методы корректировки рН затора

Есть несколько методов, доступных в домашнем пивоварение для корректировки рН сусла. Как отмечалось ранее, в большинстве случаев вам потребуется снизить рН до целевого уровня (5.2) .

• Соли кальция и магния: три соли: кальций сернокислый (CaSO4), английская соль (MgSO4) и хлорид кальция (CaCl2) могут быть добавлены, чтобы понизить рН. Ионы кальция и магния при добавление снижают щелочность воды. Однако, сульфат и хлорид-ионы реагирует с фосфатами из затора, что может привести к нежелательным привкусам. Поэтому вам нужно ограничить добавляемое количество. Вы можете рассчитать соответствующее количество с помощью нашего водного калькулятора. Предлагаемые лимиты 50-150 мг/л для кальция, 50-150 мг/л для сульфата, 0-150 мг/л для хлорида и 10-30 мг/л для магния. Посмотрите нашу статью о профиле воды для получения дополнительной информации.
• Пищевые кислоты - кислоты противодействуют ионам ОН- и напрямую снижают щелочность затора. Популярные добавки включают фосфорную, серную и молочную кислоты. Все они привносят посторонние привкусы и ионы к пиву, что тоже может вызвать проблемы при использовании в чрезмерных количествах. Фосфорная кислота используется в производстве соды, и способствует появлению фосфатов в заторе. Молочная кислота будет добавлять лактаты, и используется во многих бельгийских стилях для кислого пива. Серная кислота будет способствовать образованию сульфатов. В общем, вы должны добавить необходимый минимум для достижения желаемого рН. Сумма будет варьироваться от концентрации кислоты и объема сусла.
• Кислотный солод - из-за немецкого закона о чистоте (Райнхайтсгебот), который препятствует различным добавкам в немецком пиве, кислый (или кислотный) солод используется в приготовлении светлого пива, что бы помочь снизить рН затора. Кислотный солод производится путем скисания солода молочнокислыми бактериями в течение короткого периода, что приводит к образованию молочной кислоты. Кислотный солод эквивалентен добавлению молочной кислоты в сусло. Один процент кислотного солода эффективно снижает рН затора примерно на 0,1 рН.
• Кислый затор - еще один прием, который был разработан немцами, и который тоже содержит молочную кислоту, производимую молочнокислыми бактериями. Методика заключается в затирание некоторого количество зерна, с последующим охлаждением до около 25 ^оС и затем добавлением и смешиванием небольшого количества свежего солода, который содержит много естественных молочнокислых бактерий. Эти бактерии быстро подкислят затор и начнут бродить, образовывая молочную кислоту. На следующий день этот кислый затор можно смешивать с обычным для снижения его рН. Проблема с кислым затиранием заключается в том, что оно может быть не всегда последовательным в рН, а также трудоемким.
• Кислотная пауза - хоть и редко используются сегодня, благодаря современным высокомодифицированым солодам, кислотная пауза в 35 ^оС диапазоне разрушает фитины в солоде с образованием фитиновой кислоты, которая в свою очередь снижает рН затора. Это делалось традиционно в Германии с трех отварочным затиранием, и являлось наиболее эффективным при использовании немодифицированного солода.
• 5,2 стабилизатор - ряд пивоваренных магазинов сейчас продает добавку называемую 5,2 стабилизатор. Этот порошок можно добавить, чтобы понизить рН затора до 5,2. Он состоит из буферов, которые снижают щелочность затора, достигая уровня 5,2. Это хорошее простое решение для многих домашних пивоваров.