Het belang van brouwwater

HET BELANG VAN BROUWWATER

Een typisch hoge gisting bier bestaat voor ongeveer 90% uit water, 5-7% alcohol en 3-6% restextract. We kunnen dus veronderstellen dat de smaak van het bier ook mee wordt bepaald door de smaak van het gebruikte brouwwater. Deze “water smaak” komt hoofdzakelijk van de opgeloste minerale zouten. Deze minerale zouten zijn onder de vorm van positieve en negatieve ionen aanwezig in het water en de smaakverschillen kan men best testen door de verschillende minerale waters te vergelijken. Denk maar aan de smaakverschillen tussen de verschillende minerale waters zoals Spa, Evian, Peterstaler en Vichy.

Vichy water geeft duidelijk een verfrissende zout-metaal smaaktoets te danken aan de hoge absolute concentratie natrium en chloride ionen en de lage sulfaat/chloride ionen verhouding.
Peterstaler smaakt eerder zacht-zoet-rond te danken aan het sulfaation (zie verder Burtoniseren). Spa bevat de laagste concentratie aan minerale zouten en behoort tot de familie van “zacht” water. Voor het brouwwater hebben de minerale zouten niet alleen een invloed op de smaak van het bier maar ook op:

• De enzymenactiviteit en de pH tijdens het maischen, dus ook de opbrengst.
• Fosfaatconcentratie in wort (fosfaat aanwezig in mout).
• Extractie van hop bitterstoffen.
• Neerslag looistoffen & eiwitten (calcium ion bevordert uitvlokken).
• Meer wrange looistoffen indien water met pH>6).
• Het gistingsproces.
• Smaakstabiliteit van het bier.

Hardheid van het water
De hardheid van het water komt hoofdzakelijk van de calcium en magnesium minerale zouten. Voornamelijk calciumbicarbonaat en calciumsulfaat. We onderscheiden verschillende vormen van “hardheid” :

1. Tijdelijke hardheid of kalkhardheid, te wijten hoofdzakelijk aan de aanwezigheid van calciumbicarbonaat. “Tijdelijk” omdat door koken het bicarbonaat wordt omgezet in carbonaat, dat neerslaat als “kalk” (=calciumcarbonaat); na koken is het water dus “zacht” geworden.
2. Blijvende hardheid, komende hoofdzakelijk van calciumchloride en calciumsulfaat met kleine hoeveelheden van magnesium en natrium zouten. Deze vorm van “hardheid” verdwijnt niet door koken.
3. Totale hardheid, de som van 1 en 2.

Enkele voorbeelden:

Het is duidelijk dat voor een Pilsner biertype men het best uitgaat van zacht water met heel weinig opgeloste minerale zouten. Voor een Burton-Ale is vooral de relatief hoge concentratie van calcium en sulfaationen belangrijk voor de typische smaak. Voor een Belgische Trappist (Westmalle, Westvleteren) is middelhard tot hard water als basis geen slecht idee. Interessant is de relatief hoge concentratie van natrium en chloride ionen bij Westvleteren. Vooral de invloed van calcium, chloride en sulfaationen op smaakperceptie zijn belangrijk. De typische Burton-Pale-Ale smaak komt van de relatief hoge concentratie aan calcium en vooral sulfaationen. Vandaar de mogelijkheid om een bier te “Burtoniseren” door toevoegen van calciumsulfaat. Het smaak effect door toevoegen calciumsulfaat zal ook afhangen van de chloride ionen concentratie. Briggs vermeld een verhouding van 2-3 sulfaationen voor 1 chloride ion voor een typische Burton Pale Ale. Een makkelijke smaaktest is het toevoegen van ongeveer 2-4 gram calciumsulfaat aan 10 liter water of bier en het effect van “Burtoniseren” is duidelijk. Een omgekeerd smaak effect krijgt men door het toevoegen van calciumchloride. Briggs vermeld een maximum voor chloride ion van 150 mg/liter. Waarbij de verhouding sulfaat/chloride het totale mondgevoel & bitterheid zal beïnvloeden. In de Engelse literatuur spreek men van “palate -fullness flavour”.

Brouwwater: belangrijk, maar niet overdrijven
De minerale zouten aanwezig in ons bier komen niet uitsluitend van het gebruikte brouwwater maar ook voor een belangrijk deel uit de gebruikte mout. Dat is duidelijk uit de analyse van de ionen samenstelling van het wort en bier, vertrekkende vanuit de bekende samenstelling van het brouwwater.

De verhouding water/mout is ongeveer 5/1, zodat we uit de bekomen resultaten kunnen besluiten dat veel minerale zouten aanwezig in ons bier uit het mout komen en niet uit het brouwwater. Verder is duidelijk dat :

• Mout brengt natrium en chloride ionen in het brouwwater.
• Het calciumgehalte verandert niet van water naar bier.
• De overmaat van calciumionen slaan neer als calciumfosfaat tijdens het koken.
• Veel fosfaten van het mout geraken ook in het bier.
• Magnesium blijft in het bier als oplosbaar magnesiumfosfaat.
• Bicarbonaat van het water verdwijnt volledig tijdens wort koken.

Brouwwater en pH effect
De pH van neutraal water is pH = 7. Tijdens de mout storting zal de pH dalen naar een niveau tussen 6,2 – 5,8 afhankelijk van de hardheid en de minerale ionen samenstelling van het brouwwater. De verschillende ionen van het brouwwater hebben een verschillend effect (stijging of daling) op de pH. Deze ionen van het brouwwater zullen reageren met vooral de fosfaten aanwezig in het mout. Er ontstaan nieuwe evenwichten tussen positieve en negatieve ionen aanwezig in het wort en de pH zal meestal dalen.

1. Ionen die pH verhogen : vooral het bicarbonaat ion, HCO₃^- is de hoofdoorzaak voor het verhogen van de pH. Vandaar dat “hard” kalkhoudend water meer zuur correctie nodig heeft.
2. Ionen die pH verlagen : vooral calcium uit calciumsulfaat. Calciumion reageert met fosfaten uit de mout waarbij calciumfosfaat neerslaat en de pH daalt. Vandaar dat ontkalkt water met calciumsulfaat tijdens de mout storting lage pH-waarden geeft van 5,8 en weinig zuurcorrectie nodig heeft.

Uiteindelijk ontstaat er een “buffer”systeem van meerdere ionen, met vooral sulfaat- en fosfaat-ionen die in een zeker evenwicht de pH nagenoeg constant houden tijdens het maischen. Van belang is dat dat evenwicht rond 5,4 - 5,6 ligt vanwege de optimale enzymwerking en het effect daarvan op de vergistinggraad:

Bron: Avondopleiding Brouwen Gent 2016 (Met dank aan Marc Vriens).