酿造用水的学问上啤博士约稿
俗话说:德国人玩麦芽,美国人玩啤酒花,比利时人玩酵母,中国人玩水。然而,相比于麦芽、啤酒花和酵母,水却是被谈论得最少的一个话题。有的酿友觉得,酿酒用的水只要干净无味、含有一些必要的离子、硬度适中、偶尔波顿化一下不就可以了么?“干净”的水本身的味道到底对最终的啤酒有没有影响?酿造的糖化、煮沸、发酵过程中,所有的生化反应都发生在水里,水是否真的能保持“中立”?酿酒师是否可以通过调节水质去改善啤酒的风味?带着这些问题,本系列帖子将深入讲解酿造用水的学问。 为什么要重视酿造用水? 历史上,一个地区能酿造的啤酒风格既得益于又受限于当地的水质。例如,爱尔兰地区的水中富含钙离子和碳酸氢根,与烤大麦带来的酸度达到平衡,造就了干世涛;捷克皮尔森地区的水极软,几乎不含矿物盐,造就了波西米亚风格皮尔森;英国波顿特伦特地区的水极硬,富含硫酸钙和碳酸氢根,加重啤酒花苦味,使收口饱满、偏干,造就了英式IPA。本文不一而足,感兴趣的朋友可以参考啤博士之前发的帖子。 如果我们的目标是酿造多种风格的啤酒,那么了解水质对于啤酒酿造的影响是无法回避的。简单讲,水在糖化过程中影响着麦芽出糖,而且本身影响了成品酒的风味。但是,很多面向大众的精酿教程和书籍中,都建议对于酿造中水质的人为调整越小越好。因为水质调节是一个复杂的话题,背后有一套复杂的理论。对于没有理论铺垫的初学者,水质的调节很容易过度。常见的情况是,本身可以打60分的水,朝着分方向微调,结果却调成了40分。所以,建议大家充分重视酿造用水的重要性,切忌不求甚解地随意调节酿造用水。 Tooyoung!其实你还不懂水 前方高能学术预警!!!先聊聊水分子的极性。 水分子H2O中的H(氢原子)和O(氧原子)之间通过共享电子对形成共价键。两个氢氧键构成约度键角;其中电子集中在电负性较高的氧原子一侧,而两个氢原子呈电正性。因此水分子是极性分子。不同水分子之间的氢氧原子还可以通过非共价键的氢键聚合。常温下水呈液态。虽然单个氢氧共价键键能高于氢键,但水分子之间构成的氢键数量远多于共价键。因此物质溶解于水的过程其实可以解释为能量的对比(热力学): (1)无机盐溶解于水,是水分子之间键能战胜无机盐本身的离子键能; (2)有机物溶解于水,是水分子通过非键作用在有机物分子表面形成“溶剂化”现象。 年,辛辛那提大学的化学家和莫斯科国立大学的物理学家通过研究,发现世界上几种纯度最高的伏特加——完全没有水和酒精以外的成分——之间的味觉差异,来自于水和乙醇分子之间氢键的键能差异。 香气和风味,挥发和溶解 在啤酒酿造中,来自啤酒花、麦芽和酵母代谢产生的香气,其实是分子量较小的易挥发有机分子。而那些分子量较大的有机物分子,则能更稳定地留在酒体中,组成风味、醇厚度、顺滑度和余味。带有极性的物质往往易溶于水。溶解的过程是:一个水分子通过分子的极性,将溶质分子的两端拉开。需要记住下述知识: 1、分子量小的有机物通常不带有像水那样强大的极性,缺少分子间的粘着力,因此它们易挥发,但是能被暂时锁在水中。 2、分子量大的有机物(例如产生涩味的多酚类/单宁)往往溶解度较低,这是因为它们的结构是基于不带极性的碳碳键构建的骨架。 3、大部分用来调节水质的无机盐,例如CaSO4,NaCl,CaCl2,都溶于水。这是因为它们内部的化学键能小于水分子氢键的牵拉力。相关的两个例外是碳酸钙CaCO3和磷酸钙这两个沉淀(后文再展开说明) 什么是硬度、碱度、临时硬度? 一直以来,有关水质的讨论之所以难度如此之高,术语名称的混乱功不可没。在当下环境,一个人讲抱怨当地的水很硬,他真正想表达的意思可能有: 1.水中含钙镁离子含量很高。 2.水中总溶解物质含量很高。 3.他烧水时,水壶里会结很多水垢。 4.他的水pH很高。 5.他也不知道自己在讲什么,可能是1~4里的一个或多个。 同样,一个人说自己需要软水,可能的意思有: 1.他希望他烧水的时候没有水垢。 2.他希望去掉或者减少水里的钙镁离子。 3.他希望把水里的所有离子都减少或去掉。 4他希望调节(通常是降低)水的pH。 5.他也不知道自己在讲什么,可能是1~4里的一个或多个。 我们希望大家在看完这段之后,对常见描述水质的术语有清晰的了解,抵挡得了别人(包括水处理产品销售)的忽悠,从此交流再无障碍。 前方高能学术预警!!!读不下去的朋友可以直接跳到Part4!!! (1)TDS,ppm,mg/L TDS(totaldissolvedsolids)指的是一个水样本中,除了H2O以外其他所有物质的总量。翻译成中文,叫总溶解固体或溶解性固体总量。它的单位,通常是毫克每升(mg/L)或者每百万单位(ppm/partspermillion,代表每一百万个单位中有一个。类似的还有ppb,partsperbillion,十亿个单位中有一个)。在水质报告中,mg/L和ppm经常无差别换用。但是从严格意义上来讲,ppm不等同于mg/L。因为这个“单位”可以指任何东西。 只有在指代重量单位的时候,ppm才等同于mg/L。 如果指代分子个数,两者则不等同。然而如果细究这一点,将会引起很多从业者的不适,所以我们跟随大流,统一一下口径:谈论溶液中溶质浓度时,ppm就是mg/L。在下文中,我们用方括号[]来表示某种离子在水中的浓度。比如[Ca]表示钙离子的浓度,单位为mg/L。 (ii)总硬度(以CaCO3计) 水中的钙和镁离子被称为硬度。钙镁高的水被称为硬水,反之称为软水。一般谈论硬度的单位是mg/L以CaCO3计。这是一个通用的简化,计算上用CaCO3代表水中所有Ca和Mg的盐。因为钙和镁在很多数情况下被无差别对待。而且在无机盐在溶液中处于离子状态,阴离子和阳离子(我们治疗白癜风用什么药好皮肤病白癜风 |
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