Естественную кислотность промежуточных пивоваренных продуктов и конечных продуктов определяют фосфаты калия, содержащиеся в солоде. При этом кислый первичный фосфат калия KH 2 PO 4 преобладает над вторичным фосфатом калия K 2 HPO 4 . Оба действуют одновременно как буферные растворы. В водном растворе этих солей дигидрофосфатные H 2 PO 4- , моногидрофосфатные HPO 4 2- , а также фосфатные PO 3 3- ионы находятся в равновесии. Их соотношение зависит от pH; чем кислее раствор, тем выше концентрация дигидрофосфатных ионов H 2 PO 4 .
По отношению к индикаторам растворы первичных фосфатов в результате частичной ионизации дигидрофосфатного иона реагируют кислотным образом:
H 2 PO 4 - ⇔HPO 2- 4 +H + .
Вторичные фосфаты реагируют как слабощелочные, поскольку ион гидрофосфата гидролизуется
HPO 2- 4 +H + +OH - ⇒H 2 PO - 4 +OH - .
Растворы нормальных фосфатов реагируют по той же причине как сильнощелочные
PO 3- 4 H + +OH - ⇔HPO 2- 4 +ОН - .
Из минеральных компонентов воды карбонатные ионы HCO 3 снижают естественную кислотность сусла пропорционально щелочности. И, наоборот, ионы кальция Ca 2+ и магния Mg 2+ повышают кислотность, и тем самым частично парализуют вредное влияние карбонатных ионов.
Снижение естественной кислотности (повышение pH) заторов, сладкого сусла и сусла охмеленного с точки зрения технологического процесса всегда отрицательно. Это проявляется в затруднительном осахаривании заторов, медленной фильтрации сусла, которое при этом недостаточно прозрачно, в более темных заторах и сусле и менее интенсивном выделении бруха при кипячении сусла с хмелем, а иногда и в более низком выходе экстракта. Пиво из сусла с более высоким pH бывает неприятно горьким и склонным к биологической нестойкости.
Реакции, которые протекают между анионами и катионами, поставляемыми, с одной стороны, солодом, с другой - водой, идущей на приготовление пива в условиях затирания довольно сложны. Поскольку они влияют на формирование вкусовых качеств каждого сорта пива, на них издавна было сосредоточено внимание теоретиков и практиков. По этому вопросу имеется обширная библиография. Первые подлинные данные относятся к Виндишу (1910), который решил всю проблему еще не будучи знаком с теорией электролитической диссоциации; он пришел к следующим выводам.
Первичный фосфат калия реагирует с бикарбонатом кальция таким образом:
2KH 2 PO 4 +Ca(HCO 3) 2 =CaHPO 4 +K 2 HPO 4 +2H 2 O+2CO 2 .
Если пивоваренная вода богата бикарбонатом кальция, т. е. имеет высокую временную жесткость, то реакция протекает так:
4KH 2 PC 4 +3Ca(HCO 3) 2 =Ca 3 (PO 4) 2 +2K 2 HPO 4 +6H 2 O+6CO 2 .
В обоих случаях из двух молекул первичного фосфата калия образуется одна молекула вторичного фосфата, тем самым снижается кислотность сусла. Вторичные фосфаты и нормальные (третичные) фосфаты кальция выпадают из раствора в нерастворимый осадок.
С бикарбонатом магния происходят следующие реакции:
2KH 2 PO 4 +Mg(HCO 3) 2 =MgHPO 4 +K 2 HPO 4 +2H 2 O+2CO 3 ;
4KH 2 PO 4 +3Mg(HCO 3) 2 =Mg 3 (PO 4) 2 +2K 2 HPO 4 +6H 2 O+6CO 2 .
Здесь тоже образуется одна молекула вторичного фосфата калия, однако одновременно возникающий вторичный фосфат магния в отличие от фосфата кальция тоже растворим., а нормальный (третичный) фосфат магния растворим частично.
С щелочными бикарбонатами протекает следующая реакция:
2KH 2 PO 4 +2NaHCO 3 =K 2 HPO 4 +Na 2 HPO 4 +2H 2 O+2CO 2 .
Следовательно, из каждой молекулы образуется эквивалентное количество вторичного щелочного фосфата.
Из приведенных уравнений вытекает, что наиболее сильно подщелачивают сусло щелочные бикарбонаты, потом магния и менее всего кальция.
Нейтральные кальциевые и магниевые соли сильных кислот реагируют с вторичным фосфатом калия следующим образом:
4KH 2 PO 4 +3CaSO 4 =Ca 3 (PO 4) 2 + 2KH 2 PO 4 +3K 2 SO 4 .
Три молекулы сульфата кальция (гипс) дают две молекулы первичного фосфата калия. Одновременно возникший нормальный (третичный) фосфат кальция нерастворим и поэтому выпадает из раствора. Тем самым кислотность сусла повышается (pH понижается).
Эти основные реакции, сформулированные Виндишом, в последнее время были пересмотрены. Гонкинс и Амфлет подтвердили, что щелочное действие бикарбонатов возрастает по порядку Ca, Mg, Na или K. Однако из их открытия вытекает, что при обычных температурах затирания даже при перемешивании не выделяется весь углекислый газ и поэтому реакции протекают полностью только при кипячении затора и сусла. Однако и после основательного устранения углекислого газа pH не поднимается, а даже несколько падает. Эта аномалия объясняется реакциями ионов Ca 2+ и Mg 2+ , которые повышают кислотность. При использовании воды, бедной Ca 2+ и Mg 2+ , кислотность тоже несколько возрастает, так как влияют Ca 2+ и Mg 2+ из солода.
В противоречии с открытием Виндиша (по данным указанных авторов) кислотность возрастает не при реакции ионов Ca 2+ и Mg 2+ с вторичным фосфатом кальция, а при реакции с органическими фосфатами, главным образом фитином, а возможно и с белками
протеин H+Ca 2+ =протеинат=Ca+2H + .
Реакции этого типа протекают без нагрева очень медленно. Поэтому повышение кислотности в значительной мере проявляется только при кипячении.
По мнению Берглунда снижение кислотности под влиянием бикарбонатов щелочноземельных металлов является результатом взаимодействия систем карбонатного буфера (HCO 3 - -CO 2) в воде и фосфатного буфера (HPO 4 2+ -H 2 PO 4 -) из солода. Карбонатная система сдвигает pH фосфатной системы в щелочную сторону, в то время как фосфатная система, наоборот, сдвигает pH карбонатной системы в более кислую область. Результат зависит от молекулярных концентраций в среде, т. е. от буферной способности. Эго понятие дополняет результаты Виндиша и уточняет их в соответствии с современными научными данными, В связи с вышесказанным можно сделать вывод, что подщелачивающее действие воды на приготовления пива пропорционально ее щелочности, определяемой титрованием по метиловому оранжевому. Нейтрализация не происходит в начале затирания, а проявляется постепенно по мере удаления углекислого газа, который освобождается в результате разложения бикарбонатов:
HCO 3 - +H + =H 2 O+CO 2 .
В противоречии с приводившимися более ранними точками зрения Берглунд доказывает, что вместо нормального (третичного) фосфата кальция при осаждении из водных растворов всегда образуется его сдвоенное соединение с гидроксидом кальция 3Ca 3 (PO 4) 2 Ca(OH) 2 , называемое апатитом. Остальные фосфаты кальция тоже постепенно гидролизуются в апатит, который является наиболее стойким соединением во всем диапазоне pH.
Вторичный фосфат кальция осаждается только при низких температурах затирания. Тем самым раствор обедняется на моногидрофосфатные ионы HPO 2- 4 , так что отношение H 2 PO - 4:HPO -2 4 в фосфатном буфере возрастает в пользу дигидрофосфатных ионов H 2 PO - 4 кислотность раствора повышается (pH понижается).
Количественные отношения сформулировал Кольбах . Бикарбонатный ион HCO - 3 ,содержащийся в природных водах, повышает pH, а ионы кальция Ca 2+ и магния Mg2+ снижают pH сусла. Mg 2+ снижает pH в 2 раза меньше, чем Ca 2+ . Для компенсации повышения pH, вызванного 1 эквивалентом HCO - 3 , необходимо 3,5 эквивалента Ca 2+ . Из этих зависимостей можно высчитать остаточную щелочность, характеризующую изменение pH сусла под влиянием воды. Эта часть общей щелочности не компенсируется ионами Ca 2+ и Mg 2+ . Для их расчета необходимо знать расход т 0,1 н. раствора HCl для титрования 100 мл воды с метиловым оранжевым.
Процесс расчета виден из инструктивного примера, который относится к воде пивоваренного завода в Бурбоне (по Ллойд Хинду):
m = 4,7 мл 0,1 н. раствора HCl на 100 мл;
CaO = 345 мг/л;
MgO = 103 мг/л.
Общая щелочность 4,7 мг-экв/л, т. ё. 4,7 2,8=13,2 °Н.
Поскольку снижение pH под влиянием магниевой жесткости в 2 раза меньше, чем под влиянием кальциевой жесткости, то общее влияние воды на снижение pH можно выразить одним числом:
Компенсация 1°Н общей щелочности требует 3,5 - показателя кальция.
остаточная щелочность = общая щелочность - компенсированная щелочность = 4,71-4,56 = 0,15 мг-экв/л или 13,2-12,8 = 0,4°Н.
Остаточная щелочность 3,57 мг-экв/л = 10°Н повышает pH готового сусла (12 мас.%) приблизительно на 0,3 по сравнению с дистиллированной водой. Для производства светлых сортов пива хорошо подходят воды, остаточная щелочность которых не превышает 0,357 мг-экв/л = 1°Н. При такой низкой остаточной щелочности, которая получилась в приведенном примере, можно предположить, что pH сусла из этой воды приблизительно такой же, как при использовании дистиллированной воды.
Снижение pH под влиянием ионов Ca 2+ и Mg 2+ проявляется в готовом пиве, в то время как декарбонизацией воды снижается только pH сусла. С точки зрения щелочности вода для приготовления пива тем лучше, чем ниже щелочность по метиловому оранжевому и одновременно выше содержание Ca 2+ .
Влияние воды на вкус пива
В последнее время экспериментальные работы опубликованы Де Клерком , далее Краусом с сотрудниками , а в ЧССР - Салачем с сотрудниками .
Первый из авторов установил, что сульфатные ионы SO 2- 4 дают пиво на вкус терпкое и исключительно горькое, в то время как Виндиш утверждал, что такое пиво имеет жесткий вкус. Отрицательное вкусовое влияние сульфатных ионов не наблюдается вплоть до их содержания, соответствующего 20-30°Н постоянной жесткости.
Силикатные ионы SiO 2- 3 оказывают влияние на вкус косвенным путем тем, что могут помешать брожению уже в обычном количестве от 10 до 30 мг/л и что способствуют образованию коллоидного помутнения в пиве. Силикаты, содержащиеся в пиве, происходят большей частью из солода, в то время как с водой их попадает в пиво относительно немного.
Нитратные ионы NO - 3 в больших концентрациях явно отрицательно влияют на вкус пива. Кроме того, нитраты при брожении частично восстанавливаются в нитриты; нитритный ион NO - 2 токсически воздействует на дрожжи. Отрицательное вкусовое влияние нитритов обнаруживается при концентрации от 25 мг/л.
Хлорные ионы Cl - придают пиву более тонкий и сладкий вкус. Они считаются безвредными даже при высоких концентрациях.
Железо Fe 2+ и Fe 3+ может ускорять дегенерацию дрожжей. В пиве легко возникает коллоидное помутнение. При высоких концентрациях пиво имеет неприятный вкус, интенсивный цвет и коричневую пену. Допускается от 0,2 до 0,5 мг Fe/л. Влияние марганца такое же, однако намного сильнее.
Магниевые ионы Mg 2+ при высоком содержании неблагоприятно влияют на вкус. Граница колеблется около 15°Н магниевой жесткости.
Натриевые ионы Na + всегда оказывают неблагоприятное влияние на вкус пива.
При определении влияния воды на вкус пива по Кольбаху необходимо принимать во внимание также соли из солода. Лагерное пиво из воды обычного состава содержит в 1 л приблизительно около 1960 мг золы; если использовать дистиллированную воду, содержание золы снизится приблизительно до 1800 мг/л.
Краус и сотрудники доказали, что пиво из воды, полностью освобожденной от солей, на вкус почти такое же, как пиво из воды с общей жесткостью от 6 до 10°Н. Разница во влиянии Ca 2+ и Mg 2+ на вкус пива по мнению этих авторов незначительна. Почти никакой разницы во вкусе не возникает под влиянием хлорида кальция и магния, сульфата кальция и магния или карбоната кальция и магния. Хлорид кальция придает неприятно соленый вкус уже при содержании, соответствующем больше 20°Н. Магниевый ион вреден в той же концентрации. Кальциевый ион вызывает неприятно горький вкус.
Из результатов исследований Салача и сотрудников вытекает, что из чехословацких пивоваренных вод лучше всего мягкие воды, по составу похожие на пильзенские воды. Было установлено, что оптимальное отношение временной жесткости к постоянной 1:1, при этом более существенным фактором, чем уровень общей жесткости, является содержание HCO - 3 . Если пиво из мягкой и среднежесткой воды не было удовлетворительным с точки зрения вкуса, то это было вызвано менее благоприятным соотношением Mg 2+ :Ca 2+ и одновременно более высоким содержанием NO - 3 . Пиво из воды с отношением временной жесткости к постоянной как 1:2 с точки зрения вкуса лучше, чем пиво из воды с преобладающей временной жесткостью. Пиво из жесткой и очень жесткой воды, удовлетворительно, если содержание Ca 2+ в несколько раз превышает содержание Mg 2+ .
Различный состав вод, применяемых для приготовления пива, проявляется в разной степени сбраживания его. Обычно наиболее глубоко сбраживается пиво из воды с низким содержанием солей (пильзенская вода), если не действуют одновременно другие факторы; несколько меньше сбраживается пиво из воды с отношением временной жесткости к постоянной как 1:1 и еще меньше пиво из воды с преобладающим содержанием сульфитов. По Гонкинсу и Амфлету , под действием сульфата кальция при кипячении осаждается фитин; его компонент иноситол необходим для дрожжей и недостаток его снижает бродильную активность. Воды с преобладающей временной жесткостью способствуют при варке сусла с хмелем образованию молекулярной формы горьких хмелевых веществ, что проявляется в резком, горьком вкусе пива.
Активная кислотность ячменного сусла выше кислотности ячменно-рисового. Возможно, это связано с разным количественным составом белковых веществ и аминокислот в опыте и контроле.
В отличие от сусла рН ячменного и ячменно-рисового пива практически не отличалось друг от друга и составляло 4,71 и 4,60 соответственно. Таким образом, несмотря на различие в значениях кислотности сусла, рН пива в процессе брожения снижалось и в готовом напитке по этому показателю ячменное и ячменно-рисовое пиво практически сравнялись.
Как известно, снижение рН в процессе брожения происходит из-за:
§ образования органических кислот через дезаминирование;
§ потребления дрожжами первичных фосфатов;
§ использования дрожжами ионов аммония (-NH 4);
§ поглощения дрожжами ионов калия и выделения в пиво ионов водорода;
§ образования двуокиси углерода .
Активная кислотность готового пива должна лежать в пределах 4,2-4,5 , следовательно, рН обоих образцов пива выше данных величин, что свидетельствует, также как и недостаточное снижение экстрактивности пива, о незаконченном процессе брожения.
3.3. Титруемая кислотность сусла и пива
Титруемую кислотность определяли в охмеленном сусле и в готовом пиве (п. 2.2.2.5, п. 2.2.2.6). Результаты анализов представлены в табл. 3.1.
В ячменном пиве титруемая кислотность составляла 3 см 3 , а ячменно-рисового − 2,7 см 3 . Согласно ГОСТу Р 51174-98. «Пиво. Общие технические условия» для пива с начальной экстрактивностью 11 % титруемая кислотность должна лежать в пределах 1,5-2,6 см 3 . Следовательно, ячменное пиво превышало эти величины, а ячменно-рисовое практически соответствовало.
Таким образом, в ходе исследований было установлено, что кислотность сусла ниже кислотности как ячменного, так и в ячменно-рисового готового пива. Это свидетельствует о том, что процесс брожения не полностью завершен.
Для определения общего азота в исследуемых образцах сусла и пива использовали титриметрический метод по Кьельдалю (п. 2.2.2.7, п. 2.2.2.8). Полученные результаты представлены в табл. 3.1.
Содержание общего азота в ячменном сусле составляло 1,41 г/дм 3 , а в ячменно-рисовом было существенно ниже − 1,05 г/дм 3 . Как известно в сусле количество белковых веществ должно лежать в пределах 1,0-1,5 г/дм 3 . Сравнивая полученные значения с общепринятыми, видно, что опытное и контрольное сусло по этому показателю удовлетворяли необходимым требованиям.
В сусле с добавлением риса в засыпи количество общего азота было меньше примерно на 1/3 по сравнению с контрольным образцом. Это связано с тем, что при затирании сусла с использованием риса проводили отварку (кипятили при 100 Сº). Поэтому часть белков денатурировала и была удалена из сусла при дальнейшем его фильтровании .
Кроме того, содержание белковых веществ в рисе меньше, чем в ячмене (табл. 1.15). Следовательно, в ячменно-рисовом сусле количество общего азота будет меньше, чем в ячменном.
pH- тестер портативный ATC измеряет кислотность жидкости.
Используется в виноделии, пивоварении, для проведения измерений в аквариумах, плавательных бассейнах, в водоемах по разведению рыбы, лабораториях, в гидропонике и т.д.
Для измерения уровня РН:
Сусло вина
Сусло пива
Закваска
Использование PH метра
Наберите пробу жидкости, около 50 гр. в чистую ёмкость (стакан).
Откройте крышку прибора и включите его.
Передвиньте кнопку в верхней части прибора, на дисплее появятся цифры,
Опустите тестер в проверяемую жидкость не глубже чем на 2-3 см.
Слегка помешайте и подождите около 30 секунд, пока показания не стабилизируются.
После этого данные можно считывать.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
Диапазон измерения pH: 0, 0 - 14, 0 рН;
Шаг измерения: 0, 1 рН;
Точность: ±0, 1pH;
Калибровка по 1 точке с помощью калибровочной отвертки (в комплекте) ;
Диапазон рабочих температур 0 °C - +50 °C (32 F-122F) ;
Питание: 1. 5V х 3 (батарейки AG 13) в комплекте;
Срок работы от одного комплекта батарей приблизительно 700 часов;
Размеры: 152 х 29 х 20 мм;
Вес: 51 г.
КОМПЛЕКТАЦИЯ:
Мини отвертка;
Батарейки: 1. 5V х 3 (установленные) ;
Субстанции для калибровки;
Инструкция по применению на англ. яз.
Для определения уровня pH потребуется небольшое количество охлажденного сусла. Некоторые pH-метры показывают верные значения только при определенной температуре (как правило, 60° F (15,5° C)). Данный же pH метр автоматически делает поправку на температуру в заданном диапазоне. Но, даже если используется pH-метр с автоматической компенсацией температуры, перед проведением измерений сусло все равно требуется охладить. Электроды pH-метров перегорают гораздо быстрее, если помещаются в жидкости при высокой температуре. Поэтому охлаждение сусла предотвратит преждевременный износ прибора.
Чтобы добиться наибольшей производительности pH-метра, электрод необходимо содержать в чистоте и не допускать появления царапин. Хранят его в специальном растворе. В ходе измерений электрод должен быть погружен в жидкость. Перед каждым измерением электрод нужно промыть водой, опустить в тестируемую жидкость, подождать несколько секунд и только после этого снимать показания прибора.
В ходе процесса варки пива приходится многократно проверять уровень pH на принадлежность оптимальному диапазону (от 5,2 до 5,4). Если pH слишком высокий, его понижают посредством добавления кислоты или сульфата кальция. Также полезно измерять pH-фактор конечного фильтрата - прекратить промывку необходимо прежде, чем pH достигнет значения 6,0, в противном случае, существует риск выделения таннинов.
Значение pH-фактора сусла должно находится в диапазоне от 5,0 до 5,5. Если оно слишком высокое, следует добавить кислоту. Обычно с pH-фактором сусла не возникает никаких проблем, если pH затора был в норме, за исключением случаев, когда вода, которая применяется для приготовления пива, слишком жесткая.
Кроме того, следует измерять pH готового пива. Уровень pH в готовом пиве должен находится в диапазоне 4,0-4,6. Пиво может стать безвкусным, если его pH-фактор слишком высок. А повышение pH-фактора сусла в процессе варки, вероятно, приведет к появлению резкой хмелевой горечи в конечном продукте.
Для калибровки pH-метра используют два раствора с заранее известным значением pH. Буферные растворы с pH, равным 4 и 6.86, применяются чаще всего. Для калибровки своих pH-метров пивовары используют буферные растворы с pH=4 и pH=6.86. Способы калибровки отличаются в зависимости от разновидности прибора и, как правило, описываются в инструкции к нему.
Для пивоваров, которые готовят чистозерновое пиво, pH метр представляет собой чрезвычайно полезное приспособление. И особенно это касается пивоваров, которые используют очень жесткую воду. В этом случае, необходимый уровень pH затора не достигается сам по себе - приходится добавлять кислоты или сульфат кальция (гипс).
pH- тестер портативный ATC измеряет кислотность жидкости.
Основные характеристики:
Диапазон измерения pH: 0, 0 - 14, 0 рН;
Шаг измерения: 0, 1 рН;
Точность: ±0, 1pH;
Калибровка по 1 точке с помощью калибровочной отвертки (в комплекте) ;
Диапазон рабочих температур 0 °C - +50 °C (32 F-122F) ;
Питание: 1. 5V х 3 (батарейки AG 13) в комплекте;
Срок работы от одного комплекта батарей приблизительно 700 часов;
Размеры: 152 х 29 х 20 мм;
Вес: 51 г.
Комплектация:
Мини отвертка;
Батарейки: 1. 5V х 3 (установленные) ;
Субстанции для калибровки;
Инструкция по применению на англ. яз.;
Пластиковый футляр для хранения.
Для определения уровня pH потребуется небольшое количество охлажденного сусла. Некоторые pH-метры показывают верные значения только при определенной температуре (как правило, 60° F (15,5° C)). Данный же pH метр автоматически делает поправку на температуру в заданном диапазоне. Но, даже если используется pH-метр с автоматической компенсацией температуры, перед проведением измерений сусло все равно требуется охладить. Электроды pH-метров перегорают гораздо быстрее, если помещаются в жидкости при высокой температуре. Поэтому охлаждение сусла предотвратит преждевременный износ прибора.
Чтобы добиться наибольшей производительности pH-метра, электрод необходимо содержать в чистоте и не допускать появления царапин. Хранят его в специальном растворе. В ходе измерений электрод должен быть погружен в жидкость. Перед каждым измерением электрод нужно промыть водой, опустить в тестируемую жидкость, подождать несколько секунд и только после этого снимать показания прибора.
В ходе процесса варки пива приходится многократно проверять уровень pH на принадлежность оптимальному диапазону (от 5,2 до 5,4). Если pH слишком высокий, его понижают посредством добавления кислоты или сульфата кальция. Также полезно измерять pH-фактор конечного фильтрата – прекратить промывку необходимо прежде, чем pH достигнет значения 6,0, в противном случае, существует риск выделения таннинов.
Значение pH-фактора сусла должно находится в диапазоне от 5,0 до 5,5. Если оно слишком высокое, следует добавить кислоту. Обычно с pH-фактором сусла не возникает никаких проблем, если pH затора был в норме, за исключением случаев, когда вода, которая применяется для приготовления пива, слишком жесткая.
Кроме того, следует измерять pH готового пива. Уровень pH в готовом пиве должен находится в диапазоне 4,0-4,6. Пиво может стать безвкусным, если его pH-фактор слишком высок. А повышение pH-фактора сусла в процессе варки, вероятно, приведет к появлению резкой хмелевой горечи в конечном продукте.
Для калибровки pH-метра используют два раствора с заранее известным значением pH. Буферные растворы с pH, равным 4 и 6.86, применяются чаще всего. Для калибровки своих pH-метров пивовары используют буферные растворы с pH=4 и pH=6.86. Способы калибровки отличаются в зависимости от разновидности прибора и, как правило, описываются в инструкции к нему.
Для пивоваров, которые готовят чистозерновое пиво, pH метр представляет собой чрезвычайно полезное приспособление. И особенно это касается пивоваров, которые используют очень жесткую воду. В этом случае, необходимый уровень pH затора не достигается сам по себе – приходится добавлять кислоты или сульфат кальция (гипс).
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 Н 2 О (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 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 о С 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 о С 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.