HORIBA电导率计EC-22啤酒酿造中的水质检查
酿造水的质量会影响麦芽汁中的酶活性、矿物质的溶解度、啤酒的味道和质量以及酿造设备的状况。为了获得啤酒的美味并确定清洁过程后设备的清洁度,必须在酿造过程的各个阶段使用可靠而准确的仪器进行水质检查。HORIBA LAQUAtwin 袖珍仪表和 LAQUA 溶解氧 (DO) 手持仪表和电极有维护设计少、样品量要求低和操作简便等优点,推荐用于家庭和商业啤酒酿造者。
介绍
啤酒是世界上消费广泛的酒精之一,也是受欢迎的饮料(仅次于水和茶)。它已成为许多国家文化的一部分,并经常与节日和游戏等社会传统联系在一起。
酿造是制作啤酒的过程。啤酒的四种主要成分是谷物(例如麦芽、小麦、玉米、大米)作为淀粉来源、水、调味剂(例如啤酒花、麦芽、香草、水果)和酵母。麦芽和啤酒花分别是常用的谷物和调味剂。在啤酒酿造过程中,淀粉来源与水混合并转化为一种称为麦芽汁的含糖液体。随后,麦芽汁通过酵母发酵转化为酒饮料。
由于啤酒的主要成分是水,酿造用水的成分会影响啤酒的质量。酿造用水应清洁无味。水有两种来源——地表水和地下水。前者溶解矿物质含量低但有机物含量较高,而后者溶解矿物质含量通常较高但有机物含量低。2要 确定水中的矿物质成分,啤酒酿造者可以向当地水务公司索取报告,将水样送到实验室,或使用适当的设备自行进行测试。常见的测试参数如下所述。根据结果,酿酒师可以对水进行必要的调整以酿造出优质的啤酒。
由于啤酒酿造过程中的水质检查是获得口感和啤酒品质的关键步骤,因此建议啤酒酿造商使用 HORIBA LAQUAtwin 袖珍仪表和 LAQUA 溶解氧 (DO) 手持仪表和溶解氧 (DO) 电极。除了操作简单易行之外,LAQUAtwin 袖珍仪表还具有平面传感器,可在短短几秒钟内测量低至 0.05 毫升的样品。LAQUA DO 手持仪表与 DO 电极一起包装,该电极有创新的可更换 DO 尖头和内置温度传感器,并装在便携箱中,用于现场常规测量。
水硬度
水硬度定义为水中溶解的钙和镁的量。钙是决定水硬度的主要离子。它可以克服麦芽磷酸盐的缓冲能力,将麦芽汁的 pH 值降低到可接受的范围3 并促进成品啤酒的清澈度、风味和稳定性。2酿造 水中的理想钙浓度为 50 至 150 ppm。3可以添加 硫酸钙 (CaSO 4 )(也称为石膏)或氯化钙 (CaCl 2 ) 来增加水中的钙离子量。镁也会影响水的硬度,因此会影响麦芽汁的 pH 值,但影响程度小于钙。
碱度
碱度是指水抵抗 pH 值变化的能力,pH 值变化会使水变得更酸。碱度是衡量溶解在水中的所有碱性物质(如碳酸盐和碳酸氢盐)浓度的指标,这些物质通过中和酸来缓冲水中的 pH 值。
钙浓度必须与低碳酸盐-碳酸氢盐水平保持平衡,因为它们对钙有抵消作用。这些离子应保持在 50ppm 以下。碳酸氢盐是强碱性缓冲剂,如果大量存在,可能会将麦芽浆的 pH 值升高到不可接受的水平。
pH
pH 在啤酒酿造的各个阶段(麦芽浆、麦芽汁和成品啤酒)中都很重要。大多数市政水源呈弱碱性。当水与谷物在麦芽浆桶中混合时,混合物(称为麦芽浆)的 pH 值会比单独的水的 pH 值下降。水中的矿物质成分(即钙、镁、碳酸盐和碳酸氢盐)和麦芽谷物在捣碎过程中的自然酸化过程决定了麦芽浆的 pH 值。理想的麦芽浆 pH 值范围为 5.2 至 5.5,最好选择较低值(5.2),以提高酶活性,从而将淀粉最佳地转化为液态糖(称为麦芽汁)。4 糖化后,麦汁被沥干,谷物被清洗。这个过程称为冲洗。随着冲洗的进行,从麦芽浆中流出的麦汁的 pH 值会增加。流出的麦汁的 pH 值应低于 6,因为较高的 pH 值会从谷物中提取单宁、硅酸盐和其他化合物,导致啤酒变涩、浑浊。
将收集到的麦汁转移到煮沸锅中。在煮沸过程中,磷酸钙仍会沉淀(只要钙仍然存在),pH 值会降低,就像糖化过程中一样。煮沸后的麦汁 pH 值应达到 5.0 至 5.2。此 pH 值范围将有助于从啤酒花中提取最佳特性,最大限度地增加形成的啤酒花碎块量,并将颜色吸收保持在低限度。煮沸的另一个重要功能是凝固热碎块。碎块形成的最佳 pH 值为 5.2。如果在煮沸初期麦汁中存在大块、蓬松的碎块,则表明 pH 值处于正确范围内。5必须 去除热碎块,以使热麦汁清澈。
当酵母加入麦芽汁中时,发酵就开始了——糖变成酒精和二氧化碳。在发酵过程中,pH 值会持续下降,因为酵母会吸收铵离子(强碱性)并排出有机酸(包括乳酸)。所选的酵母菌株会影响啤酒的最终 pH 值——大多数拉格啤酒的 pH 值为 4.2 – 4.6,一些麦芽啤酒的 pH 值为 3.8,酸啤酒的 pH 值为 3.0 左右。最佳 pH 值低于 4.4 有利于啤酒更快成熟、啤酒更清澈、生物稳定性更好、啤酒口感更精致。
钠
钠是啤酒中理想的离子,可使最终产品风味更复杂。范围是 0-150 ppm Na +。 专业酿酒师使用简单的清洁过程或就地清洗 (CIP) 技术,使定期清洁高效有效。CIP 涉及通过封闭设备中的喷球循环清洁剂或消毒剂。每次将麦芽汁或啤酒从容器中转移时,酿酒师都会进行清洁。例如,在麦芽汁煮沸并通过热交换器送入发酵罐后,必须清洁水壶。以氢氧化钠(通常称为苛性钠)为活性成分的清洁剂是迄今为止在酿酒厂使用广泛的清洁剂。10可以使用离子选择性传感器和仪表检查清洁过程/ CIP 后设备中的任何钠残留物。
总溶解固体(TDS)
来自市政水源的酿造水可能含有总溶解固体 (TDS),例如矿物质、盐和有机物。TDS 是水质指标,如上所述,水中的矿物质成分会影响酿造过程中的麦芽汁 pH 值。水中的推荐 TDS 水平为 500ppm。可以使用 TDS 计估算水中的 TDS 含量,该计测量溶液的电导率并使用系数将其转换为 TDS。虽然 TDS 没有水的确切矿物质成分,但它可用于监测水中的任何变化。
电导率 (EC)
电导率 (EC),通常简称为电导率,是衡量水溶液承载电流能力的指标。纯水没有电导率(读数不为零,但非常低),因为其中没有溶解离子。溶液中的离子越多,电导率值越高。啤酒酿造中水源的电导率测量可以指示水的纯度,并在酿酒商进行任何调整(例如添加矿物质)之前提供基线测量值。
溶解氧 (DO)
在锅中煮沸后,加酒花的麦芽汁不含氧气。为了更好地吸收氧气,在充氧之前,它会迅速冷却至 80 °F (27 °C) 以下。所需的溶解氧量取决于酵母菌株和麦芽汁的原始比重。传统的淡啤酒和拉格啤酒麦芽汁通常不会收集到高于 1045 (12°P) 的温度,并且需要 6 至 8 ppm 的溶解氧。在高浓度酿造中,原始比重会升高到 1080 (20°P),并且需要溶解麦芽汁的氧气水平达到 16 ppm 或更高。现代酵母菌株需要的溶解氧高达 20ppm。充氧后,酵母被投入麦芽汁中。酵母利用氧气来恢复健康并繁殖,然后将麦芽汁发酵成啤酒。氧气是产生酵母细胞壁所需的不饱和脂肪酸和固醇所必需的。坚固的细胞壁可增强酵母的酒精耐受性。健康的酵母将麦芽汁代谢成酒精和二氧化碳,而不会产生异味或异味。发酵完成后,啤酒中没有氧气,必须避免接触氧气以防止氧化和变质。在转移和包装(装瓶和罐装)过程中几乎不可能不引入氧气,但氧气量应不足以让健康的酵母生长。7 酿酒商应能够实现包装内总氧气含量低于 50 ppb (0.05ppm)。
钾
麦芽中钾含量为 4-6 g/kg,其中大部分在糖化过程中溶解;啤酒中钾的浓度为 300 – 500 ppm(mg/L)。超过 500 ppm,啤酒会变咸。钾具有纯盐效果。钾/钙比会影响酵母絮凝。
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