Op de clubavond van november 2023 werd gevraagd waarom de pH van bier daalt tijdens de vergisting. Tijdens het inmaischen is de pH iets van 5,4 en na de vergisting ongeveer 4,4. Het antwoord dat kwam (ik ga geen namen noemen) was dat er organische zuren worden gevormd die voor die pH-daling zorgen. Ik was er heilig van overtuigd dat de pH daling wordt veroorzaakt door de vorming van koolzuur (CO2). Dat werd voorzichtig en beleefd betwijfeld. Voor mij een reden om op internet te gaan zoeken naar hoe het zit (en . . . . eerlijk gezegd: het viel me niet tegen). Zie hieronder het resultaat.
pH Misschien ten overvloede. De pH is een maat voor hoe zuur een vloeistof is. De pH loopt (ongeveer) van 0 – 14 (zie afbeelding 1). Een pH van 7,0 is neutraal. Theoretisch heeft water een pH van 7,0. Alles daaronder is zuur, alles daarboven is basisch. Het gaat eigenlijk om de concentratie van protonen of H+-ionen.
En pH van 6 is 10x zo zuur als een pH van 7. Een pH van 5 is 10x zo zuur als een pH van 6. Een pH van 4 is 10x zo zuur als een pH van 5. Enzovoort. Melk heeft een pH van 6,7, (belegen) kaas van 5,6 en yoghurt van 4,4. Bier heeft ook een pH van ongeveer 4,4.
pH tijdens maischen Hoewel water een pH van (theoretisch) 7,0 heeft, heeft het beslag een lagere pH. Dat komt doordat er in de mout organische zuren zitten. Afhankelijk van het type mout komt de pH van beslag vaak uit op ongeveer 5,6. Meestal wordt het beslag wat aangezuurd. Daar zijn verschillende theorieën over. Voor de werking van alpha-amylase is 5,6 – 5,8 de beste pH. Voor de werking van bèta-amylase is 5,4 – 5,6 de beste. Meestal willen brouwers de pH nog iets lager hebben, bijvoorbeeld 5,2 – 5,4, omdat bij een hogere pH de (bijna niet aanwezige) oliën en vetten een raar smaakje aan het bier kunnen geven (door de werking van lipoxygenase). Tijdens het koken kan de pH nog ietsje zakken als gevolg van chemische omzettingen (zoals de Maillard-reactie). Maar de voornaamste pH daling van de pH ontstaat tijdens het vergisten.
pH van het eindproduct De pH waar het bier uiteindelijk op uit komt hangt natuurlijk af van de grondstoffen en het proces. Even een kleine opsomming:
Redenen van de pH-daling tijdens vergisting Tijdens de vergisting wordt suiker afgebroken tot koolzuur en water (tijdens het eerste deel van de vergisting) en tot koolzuur en alcohol (in het tweede deel van de vergisting). Die afbraak gaat met een heel groot aantal tussenstappen. In die tussenstappen ontstaan veel organische zuren. Om te voorkómen dat het binnen in die gistcel wat té zuur wordt brengt de gistcel die zuren actief naar buiten in het vergistende bier.
Je kunt in bier onderzoeken welke organische zuren er in zitten. Sommige komen uit de mout (zoals citroenzuur, appelzuur, fumaarzuur en mierenzuur). Sommige komen ook uit de mout maar ontstaan ook tijdens vergisting (melkzuur, alfa ketoglutaarzuur, pyrodruivenzuur en azijnzuur) en eentje wordt vooral gevormd tijdens de vergisting – en dat is barnsteenzuur.
Van sommige zuren zit er best veel in bier, van sommige weinig. Sommige zuren verlagen de pH heel veel, sommige heel weinig. Om een voorbeeld te geven: er zit best wel wat azijnzuur in bier maar dat verlaagt de pH niet veel. Er zit heel veel barnsteenzuur in maar dat verlaagt de pH ook niet veel. Er zit niet veel appelzuur of citroenzuur in bier, maar dat verlaagt de pH juist weer wel heel veel. Afijn, wat verwarrend.
Maar als je alle zuren bij elkaar optelt en je kijkt voor hoeveel pH-daling die zorgen, dan kom je er niet uit. Het blijkt, dat alle organische zuren samen, die ontstaan tijdens de vergisting, maar voor (gemiddeld) 23 % van de pH-daling zorgen. Er moet dus een andere reden zijn.
Eigenlijk zijn er twee redenen. De eerste is wat lastig. Tijdens vergisting neemt de gist ook stoffen op die de pH-daling tegen gaan, zogenaamde bufferstoffen. Daardoor zakt de pH dus meer met hetzelfde aantal zuren. De tweede reden, en die is belangrijker, is de vorming van koolzuur (dat is géén organisch zuur!!). Deze twee redenen zorgen samen voor 47 % van de pH-daling. Dus: organische zuren 23 %, bufferstoffen en koolzuur 47 %, samen 70 %. Nog steeds is 30 % van de daling van de pH tijdens het vergisten niet te verklaren. Nou ja, ik kon het niet vinden. Ik heb best wel recente literatuur gevonden op internet en dat was wat er werd gezegd door onderzoekers.
pH stijging De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat de pH van bier aan het einde van de vergisting weer wat oploopt. Dat komt doordat gistcellen openbreken waardoor (die) bufferstoffen weer vrijkomen. Zie afbeelding 2.
Conclusie De daling van de pH tijdens vergisting is voor ongeveer een kwart toe te schrijven aan de vorming van organische zuren, voor ongeveer de helft aan de vorming van koolzuur en de opname bufferstoffen, voor een kwart (nog) niet te verklaren.
Nawoord: er zijn wel grafieken en tabellen te vinden om dit verhaal te onderbouwen. Nogal wat van 50 jaar geleden, ook best wel van enkele jaren geleden, met weinig verschillen. Ik heb ze weggelaten om niet het verwijt te krijgen dat ik ingewikkelde verhalen schrijf. Maar belangstellenden zijn altijd welkom.
Door: Fons Michielsen 
