Вода в пивоварении

Вода является одним из важнейших ингредиентов в пиве. Она составляет примерно 90% от всего объема. Многие ошибочно не уделяют внимания процессу водоподготовки или руководствуются лишь поверхностной оценкой качества воды, оценивая только ее вкус с наличием или отсутствием посторонних запахов.

Водоподготовка в пивоварении - один из главных процессов, так как вода напрямую влияет на получаемый профиль пива и эффективность процессов затирания и кипячения. А это, как ни крути, основа.

Источники воды для пива

Чаще всего пивовары используют наиболее доступный источник воды вблизи своего расположения: 

• водопроводная вода

• получение воды из скважин

• родниковые воды

• бутилированная вода  

Данные воды будут отличаться по составу и по-своему влиять на готовый продукт. 

Сильно меняется состав воды и от региона к региону. В южных регионах вода очень жесткая и содержит большое количество бикарбонатов с железом. Родниковые воды зачастую имеют большое количество растворенных солей. 

При использовании воды из городского водопроводного снабжения пивовары часто привносят в свое пенное много железа, т.к. трубопроводы в основном подвержены коррозии, в результате которой вода обогащается железом. 

Требования, предъявляемые к воде для пивоварения

В данной статье рассмотрим с вами ключевые показатели с элементами состава воды и выясним какие из них стоит регулировать в процессе водоподготовки, а какими можно пренебречь. 

рН воды

Водородный показатель, мера активности ионов водорода в среде. 

Изменяется от 1 до 14 единиц.

рН-1– сильнокислая среда

рН-7 – нейтральная среда 

рН-14 – сильнощелочная среда

Оптимум pH

Оптимальным значением для приготовления пива считается pH в пределах от 5.2-5.5 единиц, то есть слабокислая среда. При данных значениях наблюдается максимально эффективная работа ферментов солода, а также лучший переход горьких веществ хмеля и их изомеризация в процессе кипячения сусла. 

Частичное снижение рН происходит в процессе затирания за счет работы ферментов и высвобождения кислот. 

Дальнейшее снижение рН наблюдается на этапе брожения. Дрожжи в результате потребления сахаров в качестве побочных продуктов выделяют органические кислоты, которые снижают рН. Поэтому в готовом пиве он может достигать следующих значений: от 3.7 до 4.7 единиц. 

pH>6

В случае, если проводить процесс затирания с начальным уровнем рН выше 6, наблюдается падение КПД варочного порядка. Из-за изначально повышенного рН, вкус в пиве оценивают, как водянистый. 

pH<5.2

Если же рН ниже 5.2 единиц, то после сбраживания значение рН готового пива может опуститься ниже 3.7 единиц. Как результат в пиве будет присутствовать отчетливая кислинка. 

Как контролировать pH? 

Измерение рН в воде можно проводить с помощью бытовых рН-метров. 

Чаще всего питьевая вода обладает щелочной реакцией и значение находится в пределах 7-8 единиц. Для незначительных снижений рН подойдут Сульфат Кальция (CaSO₄) или Хлорид Кальция (CaCl₂). 

Если же снижать значение рН нужно значительно, то подойдут пищевые кислоты: молочная, лимонная или ортофосфорная.

Предпочтительнее использовать молочную или ортофосфорную, так как у них меньший порог чувствительности.

Жесткость воды

Различают постоянную и временную жёсткость.

Постоянная обусловлена наличием растворенных в воде ионов Ca и Mg. Измеряется в мг*экв/литр. 

Временную жёсткость составляют бикарбонаты.

Бикарбонатную жесткость многие наблюдают в виде белого осадка, образующегося на нагревательных элементах после кипячения. 

Бикарбонаты в целом отрицательно сказываются как на качестве пива, так и на применении такой воды для замывки оборудования. Считается, что для пивоварения наибольше походит мягкая вода. Она положительно сказывается на вкусе пива. С ее помощью улучшается и качество фильтрации. Однако для некоторых региональных сортов пива, имеющих долгую историю производства, предпочтительнее вода средней жесткости. 

Оптимальное значение жёсткости находится в пределах 2-3 мг*экв/литр. 

Чаще всего для умягчения воды ставят ионообменные фильтры или обратный осмос.  

Перейдем непосредственно к элементам химического состава воды.

Ca, кальций

Кальций частично влияет на снижение рН затора, улучшает работу ферментов на этапе затирания. Положительно влияет на коагуляцию (свертываемость) белка и фильтрацию затора.

Ионы кальция так же учувствуют в образовании кальциевых мостиков с дрожжевыми клетками и ускоряют процесс флокуляции дрожжей, в результате чего пиво осветляется быстрее и лучше. 

Допустимая дозировка ионов кальция в воде составляет от 50 до 200 мг/л. При дозировке свыше 200 мг/л негативно сказывается на вкусе пива. 

Внести необходимое количество кальция можно с помощью CaCl₂ и CaSO₄ .

Mg, магний

Положительно сказывается на аромате пива, является дополнительным питанием для дрожжевых клеток. Особенно это важно при использовании нескольких генераций дрожжей. 

Оптимальная дозировка: 5-30 мг/л. При концентрации выше 30 мг/л сильно портит качество пива и негативно сказывается на здоровье человека. 

Вносится в сусло в виде MgSO₄.  

SO₄, сульфаты

Сказываются на восприятии хмелевой горечи в пиве, делая ее более выраженной.  Так же положительно сказываются и на хмелевом аромате. Являются важным компонентом при приготовлении хмелевых сортов пива. 

Оптимальная дозировка 50-400 мг/л. При концентрации выше 400 мг в пиве появляется неприятная горечь.  

Вносится в сусло с помощью MgSO₄ и CaSO₄ .

Cl, хлор

Подчеркивает в пиве солодовый характер, добавляет пиву сладость и полнотелость. 

При высоких концентрациях может вызвать помутнение в пиве. 

Оптимальные дозировки: от 0 до 200 мг/л. При превышении концентрации в 200 мг/л может вызвать проблемы с активностью брожения. 

Вносится в сусло с помощью CaCl₂ .  

HCO₃, бикарбонаты 

Бикарбонаты сказываются на щелочности затора и ведут к снижению активности ферментов. В идеале вода для пива не должна содержать бикарбонат, исключением является рецептуры с применением жженых солодов. 

Бикарбонаты нивелируют кислинку, которые привносят жженые солода и тем самым выравнивают баланс в пиве. Рекомендованная дозировка для темных сортов пива примерно 100-120 мг/л.

Допустимая дозировка по стандартам до 300 мг/л. При более высоких дозировках придают неприятную хмелевую горечь пиву.  

Вносить сусло желательно в виде NaHCO₃ .

Fe, железо

Железо - недопустимый элемент в воде для пивоварения. Железо оказывает каталитическое воздействие на образование радикалов альдегидов и развитие процессов старения пива с потерей свежести и изменением цветности. Особенно остро вопрос стоит при приготовлении хмелевых сортов пива типа IPA, APA и т.д., где очень важно сохранить максимально свежий аромат. Наличие железа запускает процессы окисления и спустя короткое время аромат в пиве трансформируется. В конечном итоге от свежего хмелевого аромата остаются только следы. 

При высоких концентрациях железа в воде используют специальные коагулянты, которые связывают ионы железа. После чего воду отфильтровывают от осадка. 

При невысоких концентрациях железа можно воспользоваться специальными ферментами, которые добавляются в воду на этапе затирания и связывают растворенное в воде железо.  

Характерный состав элементов воды в известных пивоваренных регионах, мг/литр

Для наглядности публикуем данные по составу воды из ряда пивоваренных регионов. 

Рекомендации по проведению водоподготовки 

1. Для начала необходимо получить расширенный анализ воды, используемой для варки пива. Для этого воду можно отдать на анализ в любую лабораторию. 

2. Если для приготовления пива применяется покупная вода, анализ тоже желательно сделать. По опыту, информация, указанная на этикетке, зачастую не соответствует действительности.

3. После чего нужно избавиться в воде от железа и бикарбонатов, если они присутствуют. Если их нет, то Вам повезло.

4. Корректировку воды можно делать стандартную для всех сортов или каждый раз подбирать дозировки и регулировать их в зависимости от выбранного рецепта пива. Добавлять элементы в воду следует учитывая имеющиеся в ней компоненты. Поэтому важно иметь на руках свежие результаты анализов воды. Почему именно свежие? Со временем состав воды изменяется.

5. Соли следует подбирать таким образом, чтобы не было сильных перекосов в сторону одного из компонентов и соблюдать баланс для получения пива с максимально корректным вкусом и ароматом.

6. Первым делом в воду вносятся компоненты в виде солей, так как они повлияют на рН заторной воды. Только после этого можно проводить замер рН воды и при необходимости дополнительно его подкислять пищевыми кислотами. Подкисление стоит вести предельно аккуратно. Вносить стоит в заторную воду подготовленные кислоты в виде растворов. При внесении кислот в сухом виде реакция понижения рН будет идти с инерцией и можно воду перекислить.

Приобрести все перечисленные выше компоненты можно в любом магазине химических реактивов, они довольно распространённые и доступные по цене. 

Расчет вносимого количества конкретного иона

Расчет можно осуществлять через молекулярные массы компонентов, воспользовавшись таблицей Менделеева. 

Упрощённый расчет на примере CaCl_{2 (}Хлорида Кальция):

Молекулярная масса CaCl₂ – 110 г/моль

Из них :

Ca – 40 г/моль или 36.4%

Cl₂- 70 г/моль или 63.6% 

То есть в 1000 миллиграммах Хлорида Кальция содержится 364 мг Ca и 636 мг Cl.

При добавлении на 300 литров воды 1000 миллиграмм CaCl₂ , мы вносим:

364/300= 1.21 мг/литр Ca

636/300= 2.12 мг/литр Cl₂  

В завершении данной статьи хочется выделить следующие ключевые моменты:

1. Для получения стабильно качественного пива следует обращать внимание на используемую воду и важно понимать состав воды, которой Вы пользуетесь.

2. Важно следить за рН заторной воды, так как она в первую очередь сказывается на КПД варочного порядка и эффективности вашего труда.

3. По возможности постарайтесь исключить из воды бикарбонаты и железо, которые негативно сказываются на качестве пива, а также его профиле в процессе хранения.

4. Исправляйте воду с помощью различных солей и экспериментируйте с профилем входящей воды.

Попробуйте поработать со своей водой и вы увидите, как меняется ваше пенное. Успешных варок!