آب در لاگرسازی

در اینجا قصد نداریم درمورد نقش و اهمیت آب در آبجوسازی زیاد صحبت کنیم که خودش یک مقالۀ مفصل است ولی لازم است به طور خلاصه یک مروری انجام دهیم.اساسی ترین کیفیات آب که مورد توجه آبجوساز هستند عبارتند از سختی آب (Hardness) ،قلیائیت آب (Alkalinity)، قلیائیت باقی مانده(Residual Alkalinity)،پی هاش آب(PH)،مقدار یون کلسیم(+Ca)،منیزیوم (+Mg)،بی کربنات(HCo3) و نسبت سولفات به کلراید (So42-/Cl) و همچنین عدم وجود کلر (Cl2) یا کلرامین (NH2Cl) در آب.

در اینجا تلاش میکنیم به صورت خلاصه این موارد را توضیح دهیم.معمولاً همۀ این ارقام در برگۀ آنالیز آب که سازمان آب(البته نه در ایران) یا آزمایشگاه آب ارائه میکنند در دسترس هستند به غیر از قلیائیت باقی مانده(RA) که اصولاً یک مفهوم آبجوسازی است.

  • قلیائیت باقی مانده عبارت است از مقدار قلیائیت کل(یونهای بی کربنات،کربنات و هیدروکسیل) منهای مقدار قلیائیتی که در جریان خیساندن توسط سختی آب (کلسیم و منیزیوم موجود در آب) میتواند خنثی گردد.که از فرمول زیر بدست می آید:(همۀ ارقام باید با واحد mg/l یا ppm برحسب کربنات کلسیمCaco3 ارائه شده باشند یا با واحد mEq)

[(RA= Alkalinity – [(Ca÷3.5)+( Mg÷7

این مفهوم از این واقعیت نشأت میگیرد که کلسیم و منیزیوم که تشکیل دهندۀ سختی آب هستند میتوانند با ترکیبات فسفاتۀ مالت ترکیب شده و پروتون (H+)آزاد کنند که باعث خنثی شدن قسمتی از قلیائیت کل آب میشود و درنتیجه درکل، پی هاش خیسانده را به طور طبیعی پایین می آورد.پس هرچه میزان قلیائیت یک آب (وجود بی کربنات HCoو کربنات Co32 و هیدروکسیل¯OH) بیشتر از میزان سختی کل آن (کلسیم +Ca و منیزیوم +Mg) باشد، درنتیجه قلیائیت باقی مانده بیشتر میشود و پی هاش خیسانده هم بالاتر قرار میگیرد.اهمیت RA در این است که ما به تنهایی با توجه به فقط سختی یک آب یا قلیائیت یک آب نمیتوانیم پیش بینی کنیم که در زمان خیساندن مالت چه اتفاقی می افتد چراکه نسبت این دو است که تعیین کننده است.اگر بخواهیم خیلی کلی و سرانگشتی صحبت کنیم؛معمولاً از آب سبک یا فوق سبک با کمترین میزان قلیائیت باقی مانده(RA) برای لاگرهای روشن و کم رنگ استفاده میشود(RA≤0).به عبارت دیگر برای آبجوهای روشن باید سختی آب برابر یا بیشتر از قلیائیت آب باشد.در غیاب آب سبک ،آب فیلتر شده به روش اسمز معکوس(RO) که تحت عنوان آب چشمه توسط برخی شرکتها عرضه میشود یا آب مقطر ،انتخابهای آبجوساز برای لاگرهای روشن هستند که البته یونهای لازم مانند کلسیم(حدود 50 میلی گرم در لیتر) به صورت دستی به آن اضافه میگردد.برای لاگر در دامنۀ رنگی میانی(زرد تیره تا قهوه ای روشن) ،آب با قلیائیت باقی ماندۀ متوسط نتیجۀ بهتر در پی دارد(50> RA>0) و برای لاگرهای تیره(قهوه ای تا سیاه کامل) ،آب با قلیائیت باقی ماندۀ زیاد انتخاب بهتری است. (150> RA>50)

  • دامنۀ پی هاش مطلوب مخلوط خیسانده برای لاگرهای روشن 5.3 تا 5.5 ،برای لاگرهای متوسط 5.4 تا 5.6 و برای لاگرهای تیره 5.5 تا 5.7 است.(پی هاش در دمای 20 درجه).هرچه پی هاش مخلوط خیسانده در دامنۀ امن بالاتر باشد درنتیجه حریره ای با تخمیر پذیری کمتر و قوام و دهانمزۀ بیشتر تولید می شود و درمقابل هرچه پی هاش خیسانده به 5.2 نزدیک شود،تخمیر پذیری بیشتر ، قوام کمتر و دهانمزۀ گس و خشک تر حاصل می گردد.پی هاش آب خیساندن در حالت ایدآل باید بین 6 تا 6.5 برای آبجوهای های روشن تر و 6.5 تا 7 برای آبجوهای تیره تر باشد.پی هاش آب رُس کشی هم در حالت ایدآل باید بین 5.5 تا 6 برای آبجوهای روشن تر و 6 تا 6.5 برای آبجوهای تیره تنظیم شود.برای تنظیم پی هاش آب بهتر است از اسیدهای خوراکی مانند اسید فسفریک یا اسید لاکتیک استفاده گردد و برای تنظیم پی هاش مخلوط خیسانده میتوان از نمکهای کلسیم و منیزیوم استفاده نمود.مانند کلرید یا سولفات کلسیم و سولفات منیزیوم برای کاهش پی هاش و کربنات کلسیم برای افزایش پی هاش.هنگامی که از پی هاش متر برای اندازه گیری استفاده میشود باید به این نکته توجه شود که پی هاش نمونه در دمای 60 تا 70 درجه حدود 0.2 تا 0.3 واحد از پی هاش همان نمونه در دمای اتاق(20 درجۀ سانتیگراد) کمتر است.درمورد استفاده از کاغذهای پی هاش معمولاً این اختلاف وجود ندارد و فقط دقت کاغذهای پی هاش حدود 0.3 واحد کمتر است یعنی خوانشی که با آنها صورت میگیرد را باید 0.3 واحد بالاتر درنظر گرفت. ولی با اینحال بسیاری از متون تاکید میکنند که در هرحال پی هاش سنجی حریره در دمای اتاق صورت بگیرد دقیق تر است.اگر قصد پی هاش سنجی در همان دمای خیساندن را با پی هاش متر دارید توجه کنید که دامنه های مناسب گفته شده در بالا به صورت زیر تغییر میکند: برای لاگرهای روشن 5.2 تا 5.4 ،برای لاگرهای متوسط 5.3 تا 5.5 و برای لاگرهای تیره 5.4 تا 5.6 است.(پی هاش در دمای 60 تا 70 درجه).نکتۀ دیگر اینکه نباید به پی هاش مترهایی که دارای امکان تنظیم اتوماتیک دما هستند اطمینان کنیم و بهتر است دمای نمونه را به 20 درجه رسانده و بعد سنجش نمائیم.
  • یون کلسیم(+Ca) به عنوان اصلی ترین عامل سختی آب، مهمترین نقش ها را در میان اجزاء دیگر آب در مراحل مختلف آبجوسازی ایفا میکند.در جریان خیساندن مالت،مهمترین عامل در کم شدن پی هاش مخلوط است چراکه دوبرابر بیشتر از یون منیزیوم با ترکیبات فسفاته ی مالت ترکیب شده و هیدروژن آزاد میکند.وجود کلسیم کافی در آب موجب ژلاتینه شدن بهتر نشاسته ها و تثبیت فعالیت آنزیمهای قندساز میشود. کلسیم رنگ حریره را روشن تر میکند و باعث جداسازی بهتر حریره از تفاله شده و مقدار استخراج ترکیبات تند و تیز از پوستۀ مالت را هم کاهش میدهد.در جریان پخت باعث راحتتر جداشدن کلوئیدهای پروتئینی شده و ایزومراسیون آلفا اسیدهای رازک را بهبود میدهد.کلسیم برای متابولیسم سلولهای مخمر لازم است و به سریعتر لخته و ته نشین شدن سلولها در جریان تخمیر کمک میکند.کمبود یون کلسیم در آب مصرفی مشکلات مختلفی میتواند به همراه داشته باشد از این رو حداقل 40 میلی گرم در لیتر کلسیم در آب مصرفی توصیه شده و دامنۀ نرمال آن برای لاگرهای روشن کمتر از 100 میلی گرم در لیتر است.
  • یونهای کربنات(Co32) و کربنات هیدروژن(HCo3) که به بی کربنات معروف است به عنوان اصلی ترین عامل قلیائیت آب شناخته میشوند که در مخلوط خیسانده نقش بافر را ایفا کرده و درمقابل تغیرات پی هاش مقاومت میکند.اگر مقدار اسیدهای حاصل از مالتهای دستور و سختی آب به اندازه ی کافی نباشد که بخشی از این غلظت بی کربنات کاهش یابد درنتیجه پی هاش خیسانده کم نشده و در دامنۀ مطلوب برای فعالیت آنزیمهای قندساز قرار نمیگیرد.مقدار بی کربنات آب مصرفی برای لاگرهای روشن باید خیلی کم و پایینتر از 50 میلی گرم بر لیتر باشد یا اینکه با اضافه کردن مقدار کلسیم و منیزیوم(سختی) آب ،زیادی آن جبران شود وگرنه انواع مشگلات از قبیل کاهش بازدهی ،تیره شدن رنگ و استخراج ترکیبات نامطلوب مالت اتفاق می افتد.بی کربنات مانع شکست سرد و جداشدن املاح پروتئینی حریره میشود و با بالابردن پی هاش حریره ریسک آلودگی در مخزن تخمیر را افزایش میدهد.در مقابل برای پخت آبجوهای تیره که مقدار زیادی مالتهای برشته در دستور خود دارند ،نیاز به مقدار بیشتری بی کربنات برای تعادل برقرار شدن با اسیدهای حاصل از مالتهای تیره وجود داشته باشد.وجود بی کربنات زیاد در آب رُس کشی در هرحال پذیرفته نیست مخصوصاً در سیستم رُس کشی همزمان و نتیجه اش بالارفتن تدریجی پی هاش مخلوط و استخراج ترکیبات تانین دار،فنولیک و سیلیکاتی یعنی کاهش کیفیت حریره و آبجو خواهد بود.
  • نسبت مقدار یون سولفات(So42) به یون کلراید(Cl) حاضر در آب مصرفی میتواند تعیین کند که دهانمزه ی کلی آبجوی نهایی چگونه احساس شود که به سمت رازکی (تلخ و خشک)متمایل باشد یا به سمت مالتی(شیرین و لطیف).اگر این نسبت بیشتر از 1.3 باشد یعنی مقدار سولفات بیشتر از کلراید باشد درنتیجه شخصیت آبجو بیشتر رازکی،تلخ وخشک حس میشود و اگر این نسبت کمتر از 0.75 باشد یعنی کلراید بیشتر از سولفات باشد،آبجو بیشتر مالتی و شیرین مزه تر احساس میشود.بین این دو یعنی 0.75 تا 1.3 هم تقریباً حالت متعادل بوده و بین احساس تلخی و شیرینی توازن وجود خواهد داشت. البته نسبت این یونها باعث افزایش یا کاهش واقعی مثلاً در میزان اسیدهای تلخ کننده یا شیرینی باقی مانده در آبجو نمیشود بلکه فقط در احساس کیفیات رازکی یا مالتی توسط مصرف کننده تاثیر دارد البته به شرطی که مقدار کلراید در دامنۀ نرمال 25 تا 100 میلی گرم در لیتر باشد و سولفات هم بیشتر از 350 میلیگرم در لیتر نباشد. دامنه ی نرمال سولفات 0 تا 150 میلی گرم در لیتر است و درصورتی که آبجو پر رازک باشد میتواند تا 350 میلی گرم در لیتر هم افزایش یابد.مقدار بیشتر از آن باعث تولید بوی نامطلوب گوگردی در آبجو میشود.مقدار نرمال یون کلراید هم 25 تا 100 میلی گرم در لیتر است و اگر آب مصرفی سولفات خیلی بالایی دارد باید مقدار کلراید کمتر باشد تا از به وجود آمدن طعم نامطلوب معدنی در آبجو پیشگیری گردد.( توجه کنید یون کلراید Cl که اینجا منظور ماست با کلر Clکه نامطلوب است فرق دارد. کلر یک عنصر و کلراید یون آن است )
  • کلرین(Cl2) یا کلرامین(NH2Cl) که توسط سازمانهای آب شهری برای گندزدایی به آب آشامیدنی اضافه میشود کلاً برای آبجوسازی نامطلوب قلمداد می شود و آبجوساز باید با هر روشی ابتدا کلر به هر شکلی که وجود دارد را از آب مصرفی جدا کند.اگر کلر آب گرفته نشود با برخی ترکیبات ارگانیک در آبجو (حاصل از مالت و رازک) واکنش داده و کلروفنول ها تولید میشوند که باعث به وجود آمدن عطر و طعم بد بیمارستانی و چسب زخم مانند در آبجو میشوند که به سادگی هم قابل تشخیص و نمایان است.مقدار 0.03 میلی گرم در لیتر از این ترکیبات نامطلوب کافی است که نتیجه ی گفته شده در آبجو احساس شود. این درحالی است که معمولاً در آب شهری حدود 3 میلی گرم در لیتر کلر وجود دارد در واقع حدود 100 برابر بیشتر از مقداری که کلروفنول در آبجو قابل تشخیص است پس حتماً باید این کلر را از آب جدا کنیم.با روشهایی مانند جوشاندن، هوارسانی به آب یا راکد گذاشتن آب برای یک روز میتوان کلر را جداکرد ولی اگر کلرامین در آب باشد باید با روشهای دیگر نظیر اضافه کردن متابی سولفیت پتاسیم یا سدیم(حدود 9 میلی گرم در لیتر) و یا اسید اسکوربیک(حدود 1.7 میلی گرم در لیتر) یا استفاده از فیلترهای کربن فعال و دستگاههای تصفیه ی آب اقدام به جداسازی آن کرد. در ایران گویا خوشبختانه از کلرامین استفاده نمیشود مگر در شرایط و مناطق خاص.و از این جهت فقط جوشاندن آب مصرفی و راکد گذاشتن از شب قبل کفایت میکند.

برای تصحیح آب مصرفی یا ساخت پروفایل مناسب با سبک مورد نظر باید از حسابگرهای مخصوص آب مصرفی در آبجوسازی استفاده کنیم تا بدانیم با اضافه کردن چه مقدار از چه نمکها و یا اسیدهایی میتوانیم به مختصات آب مناسب برای سبک آبجوی مورد نظرمان دست پیدا کنیم.حسابگر آب  به صورت آنلاین میتوانید از سایت brewersfriend استفاده کنید که دو حسابگر برای آب دارد یکی ساده است و دیگری پیشرفته.

حسابگرهای رایگان به صورت فایل اکسل هم وجود دارند مانند نمونه های زیر:
brunwater
ezwater
braukaiser
و البته برخی نرم افزارهای آبجوسازی مانند beersmith یا promash قسمت مربوط به آب هم درخود دارند.