Вода для домашнего пива
Рад всех приветствовать!
Наконец-то появилось время продолжить ваять статьи по пововарению, и, так как основы мы уже с вами разобрали, предлагаю углубиться в нюансы. Сегодня коснемся вопроса, который очень часто игнорируется домашними пивоварами – вода для пивоварения.
Причин для того, чтобы незаморачиваться с водой во время домашних варок может быть много – это и вера вчистоту воды из-под крана, и нежелание делать анализ воды для последующейкорректировки ее состава, нежелание или невозможность вкладываться воборудование для водоподготовки, использование доступной бутилированной воды ивера в ее силу, и т. д.
Я не говорю, что если вы не провели мероприятия по подготовке воды, то варит пиво нельзя. Очень даже можно! Но нужно помнить, что без хорошей вкусной воды вкусного пива не сваришь, ведь оно на 90% состоит именно из этой бесцветной жидкости. В конце концов, если в воде будет много свободного хлора, то непонятной горечи в готовом пиве не избежать, да и запах довольно сильно пострадает. Поэтому, нет ничего удивительного в тем, что многие известные пивоварни всячески стараются подчеркнуть чистоту и выдающиеся достоинства воды того источника, которым они пользуются.
А сейчас немного ударимся в химию и посмотрим насостав воды. Конечно, все мы знаем еще со школы старую добрую формулу Н₂О, но ведь в воде содержатся не только эти элементы, в обычной воде содержится еще и некоторое количество солей. Вид и количество солей зависят в основном от геологических и химических свойств грунтов, через которые фильтруется вода, но в нее могут попадать и иные вещества и микроорганизмы. Соли, присутствующие в воде, частично взаимодействуют с веществами солода и сусла, влияя при этом на ферментативные процессы. Эти реакции зависят от вида и концентрации солей, от состава солода и от условий процесса пивоварения.
В той воде, которую мы обычно используем, соли относительно сильно разбавлены, вследствие чего они всегда глубоко диссоциированы, в связи с чем целесообразно учитывать влияние катионов и анионов на процесс приготовления пива. К основным ионам, присутствующим в природной воде, относятся катионы H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+ и Fe3+, Al3+, а также анионы (ОН-), Cl-, HCO3-, CO32-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, SiO32-. Катионы и анионы находятся в равновесии.
Также, в воде содержится ряд и других ионов, пожалуй, просто их перечислим – чаще всего присутствуют ионы кальция, гидрокарбонатионы и ионы магния; иона калия встречаются довольно редко. Так же, в воде могут присутствовать ионы кремниевой кислоты. А вот за содержанием нитратионов имеет смысл следить. Они содержатся практически в любой воде и превышение нормы в 30мг/л нежелательно, так как дрожжи редуцируют нитраты до летальных для них нитритов. В бедной солями воде даже низкое содержание нитрата может являться отрицательным фактором. Наличие ионов железа, а также аммония и фосфатов свидетельствуют о фекальном загрязнении воды.
Кроме того, в воде содержится определенное количество органических веществ, которые, хотя и являются технологически безопасными, могут отрицательно сказываться на вкусовых характеристиках воды.
Кромехимического состава вода, не стоит забывать и про ее жесткость, которая является количественным отражением состава химически активных солей воды. Немецкий градус жесткости (°dH) соответствует 10 мг СаСО3/л. Общая жесткость включает все соли кальция и магния, угольной, серной и других кислот и может колебаться от 1 до 30 °dH и даже выше. Вода с жесткостью 8-12 °dH является водой средней жесткости, менее 8 °dН - мягкой, а более 12 °dН - жесткой, однако показатель общей жесткости недостаточен для классификации воды. Следует различать карбонатную жесткость, которая обусловливается присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, и некарбонатную жесткость, которая зависит от присутствия в воде солей кальция и магния серной, азотной и соляной кислот. По показателям общей жесткости, карбонатной и некарбонатной жесткости различают различные типы пивоваренной воды: если преобладает карбонатная жесткость, то говорят о «карбонатной» воде, при преобладании солей серной кислоты - о «сульфатной» воде и т. д. Основные типы пива можно соответственно соотнести с пивоваренной водой совершенно конкретного состава.
Так, например, жесткость мюнхенской воды для пивоварения почти исключительно обусловлена наличием карбонатов, дортмундская вода характеризуется преобладанием некарбонатной жесткости, вызванной наличием сульфатных ионов при достаточном содержании карбонатов. Пльзеньская пивоваренная вода, напротив, крайне бедна солями и является мягкой.
Какмы понимаем, ионный состав воды влияет на все процессы приготовления сусла ипива, при этом, необходимо различать следующие реакции:
- взаимодействие ионов воды с растворимыми веществами солода;
- воздействие ионов воды на ферменты;
- влияние ионов воды на важные для технологии составные части хмеля.
В первую очередь речь идет о влиянии ионов воды на компоненты солода и хмеля, на значение pHзатора и сусла, а также на вкус пива. Наряду с химически нейтральными ионами необходимо различать ионы, повышающие и понижающие значение pH. Ионы, повышающие значение pH, - это исключительно гидрокарбонатные ионы, взаимодействующие с Н+-ионами, например, при нагревании или химических реакциях с высвобождением CO2.
Ионами, повышающими значение pH, являются Ca2+ и Mg2+, причем эффективность последнего вдвое меньше, чем Ca2+
При реакции гидрокарбоната кальция с однозамещенным кислым фосфатом калия (KH2PO4) образуется растворимый двухзамещенный фосфат калия, снижающий значение ρHзатора. Образующийся при этом фосфат кальция нерастворим и выпадает в осадок.
Взаимодействие гидрокарбоната магния с фосфатами протекает аналогично за тем исключением, что двухзамещенный фосфат магния, имеющий щелочные свойства, остается в растворе и снижает значение pHзатора.
Гидрокарбонат натрия еще в большей степени нейтрализует кислотность, поскольку при его взаимодействии с фосфатами сусла образуются только растворимые продукты реакции, которые остаются в сусле.
Крометого, на готовый продукт оказывает влияние и щелочность. Щелочность воды обусловлена в основном концентрацией содержащихся в ней гидрокарбонатных ионов и при условии отсутствия щелочных карбонатов (например, соды) общая щелочность является мерой карбонатной жесткости воды. Действие гидрокарбонатных ионов компенсируется ионами Ca2+.
Пожалуй, дальше имеет смысл процитировать небольшой абзац из книги Людвига Нарцисса «Краткий курс пивоварения» : «Чтобы получить представление об этом [щелочности> с учетом действия ионов, уменьшающих или увеличивающих кислотность, рассчитывается остаточная щелочность по Кольбаху. Компенсированная кальцием и магнием щелочность рассчитывается по «показателю кальция», равному кальциевой жесткости + 1/2 магниевой жесткости, который делится затем на 3,5 (для нейтрализации щелочности эквивалента гидрокарбоната требуется примерно 3,5 эквивалента кальция). Таким образом, остаточная щелочность равна общей щелочности минус компенсированная щелочность, или
Остаточная щелочность = Общая щелочность – показатель кальция / 3,5»
Таким образом, вода с остаточной щелочностью, равной 0, имеет такую же кислотность и, следовательно, такое значение pHзатора и сусла, что и дистиллированная вода. Подготовка воды с остаточной щелочностью ниже 5 °dН для приготовления светлого пива уже нерентабельна, однако для получения пива Pilsenerс выраженным хмелевым вкусом и ароматом требуется еще более низкая остаточная щелочность.
Последствия уменьшения кислотности в результате слишком высокой остаточной щелочности могут быть очень важными. Так, например, ферменты при повышенном значении pH действуют хуже, что при расщеплении крахмала проявляется в неблагоприятном влиянии на конечную степень сбраживания, а при расщеплении белка - в ограничении действия эндо- и определенных экзопептидаз, тем самым влияя на снижение растворимости белка. Активность фосфатаз снижается, что при выпадении фосфатов в осадок проявляется в существенном снижении буферности. В этих условиях ослабевает и действие глюканаз, что в свою очередь приводит к замедлению фильтрования. Подавление ферментативной активности может привести к снижению выхода экстракта на 1-3%.
Следствием повышенных значений pH во время кипячения сусла является усиленное выщелачивание из оболочек полифенолов с незначительным индексом полимеризации и ухудшение возможности отделения взвесей. Повышенное содержание дубильных веществ солода и хмеля в таком сусле придает суслу или пиву более темный цвет. Повышенное значение pH сопровождается интенсивным извлечением из хмеля высокомолекулярных горьких соединений (гумулатов), которые могут придавать вкусу пива грубую царапающую горечь. Уменьшение дозировки горьких веществ, рекомендуемое для сусла из воды с высокой остаточной щелочностью, приводит к достижению требуемого уровня горечи, но не обеспечивает нужного качества.
Темный солод характеризуется более высокой степенью растворения, чем светлый. Более низкое значение pHхорошо растворенного солода и кислая реакция меланоидинов при изготовлении темного пива способны до некоторой степени компенсировать без негативных последствий остаточную щелочность в 10 °.
Уменьшение кислотности проявляется и при брожении: оно замедляется, дрожжи приобретают мажущуюся консистенцию, уменьшается степень сбраживания и ухудшается состав пива вследствие менее полного удаления белка, дубильных веществ и хмелевых смол.
В общем, если не следить за pH, то можно получить не самое вкусное пиво.
И все же, если у вас в кране или ближайшемроднике жесткая вода, то это не повод отчаиваться. Достаточно произвестинебольшую водоподготовку. Для этого воду либо декарбонизируют, либо по мере необходимости проводят обессоливание. Существуют следующие методы:
· кипячение производственной воды при нормальном атмосферном или избыточном давлении;
· добавление насыщенного раствора известковой воды в точно установленном количестве;
· декарбонизация или полное обессоливание с помощью ионообменников;
· обессоливание электроосмотическим способом;
· обессоливание методом обратного осмоса.
Кроме того, вредное влияние гидрокарбонатов можно компенсировать путем введения ионов кальция в виде гипса или хлористого кальция. Неблагоприятное действие гидрокарбонатов можно также снизить с помощью кислого солода или сусла с молочнокислыми бактериями.
1. Декарбонизация кипячениемполезна лишь при условии преобладания гидрокарбонатной кальциевой жесткости (карбонат магния практически не осаждается).
2. Умягчение насыщенным раствором известковой водыполучило широкое распространение благодаря простоте и хорошему эффекту умягчения воды.
Известь, добавленная в виде известковой воды, после ряда превращений выпадает в осадок в виде CaCO3. Магний выпадает в осадок только в виде нерастворимого гидроксида магния. Все реакции начинаются уже в холодной воде (10-12 °С). При более низкой температуре процесс замедляется, а при более высокой - ускоряется. Эффект умягчения воды необходимо проверить титрованием, так как даже незначительный избыток свободной щелочи приводит к значительным нарушениям при затирании и дефектам готового пива.
Такое простое умягчение применимо, если магниевая жесткость сырой воды превышает некарбонатную жесткость не более чем на 3°dH.
3. Ионообменникислужат для декарбонизации воды, богатой магнием, или обессоливания очень жесткой воды.
Иониты - это вещества (обычно искусственные смолы), которые присоединяют содержащиеся в растворе электролита положительные или отрицательные ионы (катионы и анионы соответственно), а взамен отдают эквивалентное количество других ионов с тем же зарядом.
Ионит должен быть совершенно нерастворим и не отдавать воде никаких веществ с запахом и вкусом. Таким способом можно практически полностью обессолить воду.
4. Еще один способ полного обессоливания предоставляет электроосмос.Под действием постоянного тока ионы солей воды перемещаются в зависимости от знака заряда к катоду или аноду, которые отделены от воды, предназначенной для обессоливания, проницаемыми для ионов мембранами. Ионы, накапливающиеся на электродах, удаляют путем промывки необработанной водой. Обессоливание необработанной воды, находящейся между обеими мембранами, идет тем сильнее, чем продолжительнее действие электрического тока. Таким образом, из воды можно полностью удалить все электролиты (за исключением кремниевой кислоты).
5. Обратный осмос. При обратном осмосе у двух растворов различной концентрации, разделенных полупроницаемой мембраной, наблюдается стремление к выравниванию концентраций. При этом происходит переход растворителя с меньшей концентрацией через мембрану в раствор с более высокой концентрацией до тех пор, пока содержание солей в обоих растворах не сравняется. Необходимое для этого осмотическое давление зависит от разницы концентрации обоих растворов. При обратном осмосе со стороны концентрированного раствора (концентрата) создается давление, которое превышает осмотическое, и чистая вода (пермеат) проходит через полупроницаемую мембрану. Таким образом, это осмос наоборот. Наряду с ионами при обратном осмосе могут задерживаться также органические вещества.
Наряду с этими способами умягчения воды может понадобиться удаление вредных ионов, например, железа, марганца, кремниевой кислоты или агрессивного диоксида углерода.
Железо и марганецв количестве более 1 мг/л негативно влияют на вкус и цвет пива. Оба металла удаляют с помощью аэрации и последующей фильтрации воды. Железо и марганец можно осаждать при декарбонизации известью вместе с выпадающими в осадок солями жесткости; для ионообменников и мембран обратного осмоса, напротив, требуется предварительное обезжелезивание воды.
Декарбонизации воды иногда препятствует кремниевая кислота в коллоидной форме, которую можно перевести в осадок при помощи коагулянтов (флокулянтов).
АгрессивныйCO2 удаляют способами аэрирования и орошения через мраморный фильтр, доводя остаточное содержание СО, до 6-10 мг/л. Полностью он удаляется только с помощью декарбонизации известью.
Если запах или вкус необработанной воды не идеален, то для фильтрования рекомендуется использовать фильтр из активированного угля и предварительное аэрирование (при необходимости).
Декарбонизация или обессоливание пивоваренной водыоказывает положительный эффект при производстве светлого пива. Результатом снижения значения pHпри затирании и кипячении сусла является повышение конечной степени сбраживания, улучшение показателей расщепления белка, ускорение фильтрования, более эффективное выпадение белка в осадок при кипячении сусла, увеличение выхода и более высокая степень сбраживания, а также более светлый цвет пива и мягкая хмелевая горечь. Из-за этого может потребоваться увеличение внесения в сусло хмелепродуктов.
Подводя итог вышесказанному, можно сделать следующий вывод – вода для пива не должна быть щёлочной и слишком жёсткой. Потому как, во время варки сусла мягкая вода хорошо забирает белок из солода и умеренно – горечь из хмеля, на такой воде пиво лучше сбраживается и насыщается углекислым газом.
Кроме того, зная солевой состав и щелочность воды, можно прогнозировать более точные результаты варки в виде готового пива, правильно скорректировать его вкус, цвет и запах.
Конечно, проведение мероприятия по анализу воды и водоподготовки может оказаться несколько затратным и на первых этапах не слишком важным. Но все же лучше потратить 5-6 тысяч на проведение анализа и установки бытового фильтра типа «Гейзер». Если же вы пользуетесь водой родниковой, то провести анализ тоже имеет смысл, возможно это поможет вам достичь новых высот в искусстве пивоварения или убедит вас в правильности выбранного источника воды.
З.Ы. Требования к воде для производства пива можно найти в документе ТИ-10-5031536-73-10 «Требования к воде для производства пива»
Спасибо всем за внимание! Хорошей и легкой рабочей недели! И, по традиции, вкусного пива!!
