L'acqua: in percentuale è sicuramente l’ingrediente più importante ma anche
quello a cui si fa meno attenzione. La sua composizione può influenzare sia il
gusto che la produzione nel caso dell’ all grain, anche se l’acqua usata è
buona da bere la sua composizione interagisce con le altre materie prime caratterizzando il gusto finale. Ad esempio i solfati combinandosi con i luppoli danno
un amaro pungente, il cloro combinandosi con altre ingredienti della birra può
formare colorofenoli e dare un gusto di medicinale.
Le caratteristiche più
importanti da conoscere sono:
·
Ph
·
Composizione in ioni
·
Durezza
·
Alcalinità
·
Durezza temporanea
·
Alcalinità residua
Nell’acqua oltre alle molecole di H2O sono presenti ioni H+ (idrogeno) e ioniOH- (ossidrile).
Quando gli ioni H+ sono in equilibrio
con gli ioni OH- la soluzione si dice neutro e il ph vale 7.
Se gli ioni H+ prevalgono la
soluzione si dice acida e il ph è minore di 7.
Se gli ioni OH- prevalgono la
soluzione si dice alcalina e il ph è maggiore di 7.
I valori del ph sono importanti
da monitorare durante il masch poiché permettono, insieme al controllo delle
temperature, il regolare svolgimento delle reazioni enzimatiche (la
trasformazione degli amidi in zuccheri) e durante lo sparge perché un pH elevato sopra i 5.7 può estrarre dalle trebbie
tannini e polifenoli che daranno astringenza eccessiva alla birra finita.
Durante l’ammostamento il
valore del ph ideale è di 5,3-5,5 misurato a temperatura di mash, 5,6-5,8
misurato a temperatura ambiente(circa 20 C°)
Composizioni di ioni
Calcio-Magnesio-Sodio-Bicorbonati-Cloruro-Solfato-Ferro-Cloro-Magnese-Nitrati-Nitriti-Ammonio-Rame-Zinco
Il sodio e il cloruro contribuiscono a dare corpo alla birra; in particolare il cloro fa spiccare la dolcezza del malto.
Il solfato è l'elemento che influenza maggiormente i tassi di luppolo permettendo all' aroma amaro di risaltare.
Il calcio favorisce la precipitazione delle proteine durante la bollitura del mosto mentre il magnesio è considerato un valido nutriente del lievito.
I più importanti da conoscere
per chi deve fare birra all grain sono il Calcio e il Bicarbonato.
Il calcio è quello che
determina la durezza dell’acqua. E’ necessario per le attività enzimatiche che
convertono gli amidi in zuccheri. Insieme ai fosfati permette il naturale
abbassamento del ph del mosto fino a valori ottimali. Le quantità ideali sono
dai 50 ai 200 ppm. Quantità eccessive possono creare problemi durante lo
sparging possono far precipitare una quantità eccessiva di fosfati che
sono indispensabili per il lievito durante la fermentazione. In caso di acqua
povera di calcio, per aggiungerlo si possono usare solfato di calcio(gypsum) e
cloruro di calcio. Di solito si preferisce il secondo in quanto il primo
tende a sentirsi maggiormente nella birra.
Il Bicarbonato determina
l’alcalinità dell’acqua e quindi in quantità eccessive non permette durante il
mash di ottenere valori ideali nel mash. Può portare a rendimenti più bassi
del proprio impianto e durante la fermentazione non avendo ph ottimali si
possono avere problemi.
Nelle birra in cui vengono
usati solo malti chiari anche valori di 50 ppm possono portare a valori non
ottimali di ph, e quindi è necessaria l’aggiunta di acidi (citrico, lattico), mentre
se si usano molti malti scuri anche con valori di 200ppm il ph dovrebbe
abbassarsi naturalmente.
Durezza
Per durezza dell'acqua si intende un valore che esprime il contenuto di ioni di calcio e magnesio presenti nell’acqua.
La formula che esprime la
durezza è:
HD= 2,5 x (CA) + 4,16 x (Mg)
HD è la durezza totale espressa in parti per
milioni di CaCO3 (gesso)
CA è la concentrazione di calcio in ppm, Mg di
magnesio in ppm.
Per una birra con solo malti
chiari è meglio avere un valore di almeno 50 ppm di calcio.
Alcalinità
Nella pratica rappresenta la capacità dell'acqua a
resistere a cambiamenti indotti
del suo pH con l’aggiunta di
acidi. Questa resistenza è dovuta alla presenza di ioni HCO3 e CO3 che tendono ad
assorbire gli ioni H+ formando acido carbonico (H2CO3).
Quindi per
abbassare il ph di un acqua molto alcalina serviranno dosi notevoli di un
acido.
Per
approssimazione si può dire che l’alcalinità è dovuta dalla HCO3 e la formula
è:
Alk = (HCO3) x 50/61
Alk è l’alcalinità espressa in ppm di CaCO3
HCO3 è la
concentrazione di ioni HCO3(bicarbonato) espressa in ppm
50/61 è un fattore di conversione
L’alcalinità impedisce il
naturale calo del ph nel mash, vanno quindi eliminati gli ioni HCO3 quando
questi sono presenti in quantità di 50-100 ppm
Durezza temporanea
La durezza temporanea è dovuta solo ai
bicarbonati di calcio e magnesio. Viene
chiamata temporanea perché questi ioni dopo l'ebollizione precipitano. Se si fa bollire un'acqua molto
dura, una volta raffreddata sul fondo della pentola si può notare una posa
bianca (CaCO3=gesso). Si ottiene
sperimentalmente sottraendo alla durezza totale la durezza permanente. Essa è
dovuta soprattutto alla presenza dei bicarbonati di calcio e magnesio.
CaCO3+H+ = Ca + HCO3
Dopo la bollitura viene sprigionato idrogeno H+ quindi il ph scende e diminuisce la durezza dell’acqua con il precipatare del calcio che va a formare il gesso. La durezza eliminata con la bollitura si chiama Durezza temporanea (TH) mentre la rimanente è detta Durezza permanente(PH) la quale è dovuta a tutti i sali che dopo l'ebollizione non precipitano come carbonati e rimangono in soluzione (comprende quindi solfati, cloruri e i nitrati di calcio e magnesio),quindi:
HD=TH+PH
Precipitando sia il calcio che i bicarbonati diminuisce sia la durezza che l’alcalinità.
Se HD>Alk (c’è piu calcio e magnesio che bicarbonati) → TH=Alk
Se Alk>HD (ci sono più bicarbonati che calcio e magnesio) → TH=DH
Alcalinità
residua
Questa
grandezza fornisce indicazioni utili sulla qualità della nostra acqua in
previsione del raggiungimento del ph ottimale nel mash. L’alcalinità residua è definita dalla formula:
RA = Alk-0.71 x (Ca) – 0.59 x (Mg)
RA = alcalinità
residua espressa in ppm di CaCO3
Alk = alcalinità
epsressa in ppm di CaCO3
Ca =
concentrazione di calcio in ppm
Mg =
concentrazione di magnesio in ppm
Se non si
conosco calcio e magnesio ma si conosce la Durezza totale HD si può
ipotizzare:
Mg =C a/4
HD= 2,5 x (CA) + 4,16 x
(Ca)/4 = 3,54 x (Ca)
Ca = HD/3,5
Mg = HD/ (4x3,54) = HD / 14,16
RA = Alk
– 0,24 x HD
Conoscere l’alcalinita è utile
perché una variazione di 180 ppm corrisponde ad una variazione del ph di mash di
0,3 rispetto al ph di mash con gli stessi grani ma con acqua distillata.
ΔPh =
(RA/180) x 0,3
In conclusione:
·
Se RA è minore di 50 e Ca è compreso tra 50 e 100 e usiamo malti
chiari avremo valori di ph ottimali
·
Se RA è minore di 50 e usiamo malti scuri il ph potrebbe abbassarsi
troppo, dovremmo considerare l’aggiunta di calce idrata per rialzarlo.
·
Sa RA è superiore a 50 e usiamo solo malti chiari potremmo avere
valori di ph troppo elevati, dovremo considerare la possibilità di dover
decarbonare l’acqua o acidificare il mash con l’aggiunta di malto acido, di
cloruro di calcio, di solfato di calcio o più drasticamente acido lattico.
·
Se RA e sensibilmente superiore a 50 e utilizziamo malti scuri,
allora dovremmo ottenere valori del ph ottimali.
Conoscere
la composizione dell’acqua
Se si usa
acqua del rubinetto si possono avere su richiesta i dati della composizione
dell’acqua, altrimenti bisogna usare gli appositi kit. Questi kit forniscono
una sostanza reagente che viene aggiunta a 5 o 10 ml di acqua formando una
soluzione colorata. Si aggiungono poi gocce di un'altra sostanza detta
indicatore. Quando alla n° goccia il colore della soluzione cambia in base alla
quantità di gocce aggiunto avremo il nostro valore (sono fornite le tabella che
indicano in base al numero di gocce la misura in ppm che cerchiamo).
I kit più
utili e che si trovano anche nei negozi di acquariologia sono:
DH durezza
totale (8-10 euro)
KH durezza
temporanea (8-10 euro)
Calcio (13-15 euro)
Trattamenti dell’acqua possibili
Decarbonatazione
per bollitura
Decarbonatazione per aggiunta di calce idrata
Acidificazione
dell’acqua
Sintesi
Durante il mash possiamo:
Aggiungere
calcio (solfato di calcio,cloruro di calcio)
Utilizzare
malti scuri o acidi
Alcalinizzazione
del mash (aggiunta di acalce idrata)
Sali per trattare l’acqua
I sali solitamente utilizzati sono
(reperibili in negozi di enologia ed homebrewing):
CaSO4 Solfato di calcio MgSO4 Solfato di magnesio NaCl Cloruro di sodio
CaCl2 Cloruro di calcio NaHCO3 Bicarbonato di sodio CaCO3 Carbonato di calcio
Ogni sale ha un rapporto definito dei suoi singoli costituenti, in particolare se aggiungiamo 1 grammo otteniamo (per alcuni la somma non è 1 perché il conteggio incude anche H2O, acqua):
CaSO4=0.23Ca++ + 0.56SO4
MgSO4=0.1Mg++ +0.55SO4
NaCl = 0.39Na++ 0.61Cl
CaCl2= 0.27Ca++ +0.48Cl
NaHCO3=0.27Na+ +0.71CO3-
CaCO3 = 0.40 Ca++ + 0.60 CO3-
esempio:
Se sto facendo un IPA e voglio aggiungere 100 ppm di calcio quanto gypsum devo aggiunger(solafto di calcio)?
Se aggiungo gypsum non aggiungo solo calcio, ma solo il 23% saranno ioni calcio.
per 40 lt. di acqua voglio aggiungere 100 ppm (milligrammo/litro) di calcio
40 lt x 100 mg/lt. = 4000 mg di calcio necessari
gypsum=23% calcio
4000 x 0,23 = 17391 mg
17391mg = 17grammi
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