水的理化及微生物性質(zhì)直接影響著啤酒的風味及品質(zhì),所以,在生產(chǎn)過程中如何進行水處理,獲得理想指標的釀造水,其重要性不言而喻。
釀造水的特性影響著啤酒風味。如水被藍綠藻的代謝產(chǎn)物污染時,會引起鐵腥味、土腥味及霉味;水中高的碘含量可能引起異常氯酚造成墨水味或藥味;氯帶有刺激的氣味,部分被氧化后形成嚴重的氯酚氣味。
影響釀造水質(zhì)量的重要指標
1.pH值
雖然水的 pH 值可以通過加酸或加石膏等方法加以調(diào)節(jié),但會影響啤酒的口味,改變水體的離子平衡。水的pH值過低可能是雜菌污染所致;pH 值過高會引起糖化醪液 pH 值的相應升高,影響糖化過程酶的作用、多酚的溶出及蛋白質(zhì)的凝固。釀造水的pH值對釀造過程有著一定的影響,但受影響的主要是麥汁,當麥汁的pH值下降時,會帶來一些積極的效果,如麥汁產(chǎn)量上升、利于含氮物質(zhì)的浸出、利于總體苦味的降低、泡沫穩(wěn)定性的改善、促進凝固物的形成、顏色變淺等。
2.堿度
水的堿度是溶解在水中能與強酸作用的鹽類濃度,比較重要的是殘余堿度(RA),它可以間接反映出將釀造水調(diào)到合理 pH 值的酸消耗量,當水中加入了強酸,而 pH 值在其緩沖機制的作用下沒有下降很多時,這種中和能力就表現(xiàn)出來了。釀造水的總堿度影響麥汁的pH值,糖化過程中,麥芽產(chǎn)出略帶酸性的溶出物質(zhì),水中的堿度對中和此酸性有一定的緩沖作用。
3.硬度
水的硬度對釀造用水來說是一個很重要的指標,世界啤酒行業(yè)中幾種類型的啤酒對釀造用水的硬度均有非常嚴格的要求。釀造不同類型的啤酒,水的硬度必須達到一定的要求。給水帶來硬度的離子主要有 Ca、Mg、Fe、Mn、Sr、Zn 等,由于 Fe、Mn、Sr、Zn 在釀造水中的含量一般很少,且這些離子對硬度的貢獻相對 Ca、Mg 來說要小,4項離子硬度總和通常在計算水體總硬度時可忽略不計。所以,硬度主要是看 Ca2+ 、Mg2+ 的總含量,水的硬度會影響到麥汁的品質(zhì)。
另外,影響釀造水質(zhì)量的指標還包括電導率、混濁度等。
釀造水的處理工藝
雖然市政用水系統(tǒng)輸送的水是可飲用的,但仍不能滿足啤酒生產(chǎn)企業(yè)對釀造用水的要求,為達到釀造水的質(zhì)量要求,需要進行適當?shù)母牧己吞幚?。從全面分析水質(zhì)狀況和釀制啤酒的類型、生產(chǎn)規(guī)模等各方面情況,選擇有效、簡單、方便,最適合自身的改良或處理方法。
1.煮沸法
這是一種最為方便簡單的方法,不需要特殊設備。應用加熱煮沸,使水中溶解的重碳酸鈣或鎂生成難溶解的碳酸鈣或鎂沉淀,以降低水中大部分暫時硬度。在任何容器中(糖化設備也行),將水加熱數(shù)十分鐘,并不斷攪拌,排除二氧化碳,形成碳酸鈣自然沉降,積于底部,采用傾析法分離出處理后的水。
2.活性炭過濾
活性炭過濾主要用于除去氯味、不良氣味污染物及有機雜質(zhì)?;钚蕴窟^濾器對水的影響體現(xiàn)在兩個方面:首先,在去掉氣味、有機雜質(zhì)的同時,活性炭吸附掉了水中作為消毒劑的余氯,從而失去了不被微生物再次污染的保護傘。因此,釀造水必須重新用氯消毒以防止二次污染。其次,碳床上被吸附的有機物非常適于微生物的生長,必須定期對活性碳過濾器進行蒸汽消毒和殺菌,另外活性炭也有使用壽命,過期就會失效。
3.加酸改良水質(zhì)法
基本原理是通過加酸消除水中由碳酸鹽所形成的堿度。這是一種既簡便又行之有效的方法,國內(nèi)外普遍采用。加酸不能改變水的總硬度,但可將碳酸鹽硬度轉變?yōu)榉翘妓猁}硬度,改變兩者的比值,達到降低RA值和PH值,改善水質(zhì)的目的。在糖化鍋中加酸和在煮沸鍋中加酸,對降低PH值的效果不同。在煮沸鍋加酸量只需要在糖化鍋加酸量一半,即可降低相同的PH值。雖然如此,為了適應糖化時酶的作用,仍應將一部分酸加入糖化鍋,以降低醪液PH值,有利于酶的作用。
加酸種類:一般以加乳酸者多,也有加鹽酸、磷酸、硫酸的。添加各種酸對啤酒風味的影響說法也不一樣。添加乳酸酒味較本醇和,過多則出現(xiàn)苦澀;添加鹽酸能使啤酒口味圓滿豐潤,但氯離子過高易腐蝕管道設備;添加硫酸要視原水中硫酸根離子含量而定,過高的硫酸根離子會使啤酒口味淡薄、苦澀;添加磷酸一般是為了增加磷對酵母的營養(yǎng),一般麥汁中已有足夠的磷鹽,無須另外補充。添加酸的質(zhì)量,應達到食用級或化學純級要求。
加酸效果:酶的作用加強,糖化快,效果好;麥汁a-氨基氮含量提高;啤酒色澤淺,口味柔和;蛋白質(zhì)凝固沉淀好,麥汁澄清度好。
4.反滲透法
基本原理就是待處理原水在外界高壓下,克服水溶液本身的滲透壓,使水分子通過半滲透膜,而鹽類不能透過,達到除去水中各種鹽類,降低水的硬度和除去有害離子的作用。
反滲透的關鍵在于制造高選擇性和高流量的半滲透膜。應用化學溶劑定期對膜進行清洗,可使半透膜的運轉壽命長達數(shù)年。
反滲透水處理設備通常由原水預處理系統(tǒng)、反滲透純化系統(tǒng)、超純化后處理系統(tǒng)三部分組成。預處理的目的主要是使原水達到反滲透膜分離組件的進水要求,保證反滲透純化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。反滲透膜系統(tǒng)是一次性去除原水中98%以上離子、有機物及微生物(理論上)最經(jīng)濟高效的純化方法。
反滲透法處理水工藝比電滲析法簡單,運轉管理方便,運轉費用低,特別適用于于固形物含量高的水,并可實現(xiàn)高度自動化操作,但投資較高。