Многие пивовары варят пиво на протяжении многих лет и при этом никогда не задумываются ни о pH-балансе, ни о составе воды, которой они пользуются. Тем не менее, у них часто получается хорошее пиво. К тому же, в подавляющем числе случаев домашние пивовары варят из экстрактов и, поэтому, pH-фактор не имеет для них большого значения.

Но, когда речь заходит о чистозерновом пиве, состав воды для пивоварения приобретает большое значение. Особенно это касается областей, для которых характерна чрезвычайно жесткая вода, где пивовары вынуждены использовать бутилированную воду, чтобы получить напиток, хотя бы отдаленно напоминающий пиво. Интересно, что pH-фактор затора оказывает значительное влияние на процесс затирания в целом, также как и на вкус готового чистозернового пива.

Основные сведения о pH-факторе: щелочность и кислотность

pH-фактор чистой воды составляет 7,0. Это означает, что она не является ни щелочной не кислой. Если вспомнить школьный курс химии, то это, к тому же, означает, что количество свободных H+ ионов (ионов водорода) в такой воде пропорционально количеству OH- (гидроксид-) ионов, при этом создается соответствующая концентрация, необходимая для образования H2O. Если в воде содержится избыточное количество H+ ионов, то мы называем такую воду кислой (низкий уровень pH), в то время как излишек OH- ионов приводит к образованию щелочной воды (высокий уровень pH).

Чистая дождевая вода, проходя через атмосферу и почву, поглощает CO2 и кальций. Указанные химические элементы будут соединяться с H+ ионами, оставляя группу свободных OH- (гидроксид-) ионов, которые и делают воду более щелочной, а значение pH-фактора при этом увеличивается. В большинстве случаев водопроводная вода является немного щелочной именно по этой причине. Действительно жесткая вода может характеризоваться повышенной щелочностью.

Интересно, что все сорта солода (и, в частности, темного солода) содержат в себе фосфаты, которые вступают в реакцию с ионами кальция и магния в щелочной воде, высвобождая H+ ионы, которые делают смесь кислой. Добавление солода и, в частности, темного солода, приводит к уменьшению значений pH-фактора смеси воды и солода в заторе.

Значение pH-фактора затора

pH-фактор затора  имеет очень большое значение для правильного превращения сахаров в процессе затирания, а также из-за его воздействия на готовое пиво. Затирание должно осуществляться при значениях pH, находящихся в диапазоне между 5,1 и 5,3. Однако очень важно отметить, что речь идет о pH-факторе уже перемешанного затора, который, как уже было отмечено выше, зависит от цвета и количества солода, добавленного в пиво. В большинстве случаев перемешанный затор представляет собой слегка щелочной раствор (pH > 5,3), который требует добавления кислоты или вещества, обладающего буферными свойствами, для уменьшения значении pH-фактора до 5,2.

В то время как коммерческие пивоварни имеют возможность точно предсказывать значения pH-фактора заранее, очень немногие домашние пивовары имеют для этого обстоятельные знания и информацию. Проблема состоит в том, на pH-фактор солода могут влиять: его цвет, количество, сорт и даже поставщик сырья. К тому же, исходный состав воды и, соответственно, результаты ее взаимодействия с солодом зависит от конкретного рецепта. Необходимо помнить также, что коммерческие пивоварни каждый раз используют одни и те же ингредиенты для конкретного рецепта, тогда как домашние пивовары поступают так  только изредка.

Вот почему домашние пивовары вынуждены измерять pH-фактор каждого затора сразу после перемешивания и корректировать его значения как можно раньше, т.е. в самом начале процесса затирания.

Измерение pH-фактора может осуществляться различными способами, включая pH- (лакмусовые) полоски, точные pH-полоски и даже электронные pH-метры. Среди всех указанных способов точные pH-полоски являются наиболее практичными и приемлемыми по цене. Обычные pH-полоски не способны измерить pH-фактор с точностью до десятых. В то время как электронные pH-метры дороги и требуют частой замены электродов для сохранения их точности.

Еще одно практическое наблюдение заключается в том, что обычно пивовар имеет дело с горячим затором, поэтому значения pH-фактора необходимо корректировать, учитывая при этом температуру затора. Уровень pH горячего сусла почти всегда выше, чем в действительности. Такой эффект можно компенсировать либо посредством быстрого охлаждения образца сусла до комнатной температуры перед измерением, либо путем использования поправочного коэффициента после взятия показаний. Чтобы определить применимый поправочный коэффициент необходимо сверится с документацией, прилагаемой к pH-полоскам.

Способы корректировки pH-фактора затора

Домашним пивоварам доступно несколько способов корректировки pH-фактора сусла. Как уже отмечалось выше, в большинстве случаев необходимо понизить уровень pH, чтобы достигнуть целевого значения, равного 5,2.

• Соли кальция и магния: Для понижения уровня pH в сусло можно добавлять следующие соли: сернокислый кальций (гипс) (CaSO4), соль Эпсома (сульфат магния) (MgSO4) и хлорид кальция (CaCl). Ионы кальция и магния этих солей уменьшают щелочность воды. Стоит отметить, однако, что сульфат- и хлорид- ионы вступают в реакцию с фосфатами, содержащимися в заторе, что может привести к появлению постороннего привкуса. Это означает, что соли нужно добавлять в ограниченных количествах. Высчитать подходящее количество солей можно с помощью специальной программы на сайте www.beersmith.com. Предполагаемые ограничения: 50-150 ч.на млн. – для кальция, 50-150 ч.на млн. – для сульфатов, 0-150 ч.на млн. – для хлоридов и 10-30 ч.на млн. – для магния. См. статью о химическом составе воды для получения более подробной информации.
• Пищевые кислоты – Кислоты высвобождают H+ ионы и непосредственно понижают щелочность затора. Среди часто используемых кислот стоит упомянуть: фосфорную, серную и молочную. Добавление каждой из них в чрезмерных количествах также может привести к появлению посторонних привкусов и попаданию в пиво лишних ионов. Фосфорная кислота используется для получения соды, и ее использование увеличивает количество фосфатов в заторе. Молочная кислота содержит лактаты (соли молочной кислоты) и часто добавляется в Бельгийские сорта пива для придания напитку кислого вкуса. Использование серной кислоты приведет к увеличению количества сульфатов. В общем, кислоты должны применяться пивоварами в самых малых количествах, только для достижения целевого значения pH-фактора. Количество кислоты варьируется в зависимости от ее концентрации и объема сусла.
• Кислый солод – В соответствии с Немецким законом о чистоте (Райнхайтсгебот), который запрещает внесение добавок в Немецкое пиво, кислый солод используется при варке легких сортов пива для понижения уровня pH. Кислый солод получается при добавлении в солод молочных бактерий, в результате чего за короткий период времени образуется молочная кислота. Введение кислого солода в затор равноценно добавлению в затор молочной кислоты. Кислый солод в количестве 1% от всей зерновой засыпи понизит значение pH-фактора солода примерно на 0,1.
• Кислый затор - Еще один способ, разработанный в Германии, заключается в приготовлении кислого затора, содержащего все ту же молочную кислоту, выработанную молочными бактериями. Согласно этому способу необходимо затереть некоторое количество зерна, охладить его до 80F (27C), а затем добавить немного свежего солода (который естественно содержит множество молочных бактерий) и оставить эту смесь настаиваться на ночь. Бактерии быстро окислят затор и в нем начнутся процессы брожения, сопровождающиеся выделением молочной кислоты. На следующий день кислый затор можно смешать с обычным затором для уменьшения значения pH-фактора. Проблема с кислым затором состоит в том, что его собственный pH-фактор может изменяться, кроме того, процесс его приготовления можно считать достаточно трудоемким.
• Кислотная пауза – Редко применяется в наши дни, благодаря возможности использования современного высоко-модифицированного солода. Кислотная пауза при температуре 95F (35C) приводит к распаду фитинов, содержащихся в солоде, и образованию фитиновой кислоты, которая и понизит уровень pH. Кислотная пауза традиционно соблюдалась в Германии при применении 3-х этапного отварочного способа затирания. Этот способ наиболее эффективен при использовании не полностью модифицированного солода.
• Стабилизатор pH 5,2 – многие магазины товаров для пивоварения в настоящее время предлагают такую добавку, как стабилизатор pH 5,2. Данная добавка представляет собой порошок, который можно добавлять в пиво для понижения уровня pH затора до 5,2. Стабилизатор состоит из веществ, обладающих буферными свойствами, которые понижают щелочность затора. Это приемлемое и достаточно простое решение для любого домашнего пивовара, который располагает не самой плохой водой.