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啤酒釀造水說明(更新)

水佔啤酒比例90%以上,水的重要性不可言喻。水中含有的礦物質很多種,釀啤酒會關心的只有下列這幾個:

離子說明濃度範圍(ppm)添加物
Calcium 鈣1.降低mash pH 2.酵母需要鈣 3.有助於清澈的麥汁和 4.有助於酵母沈澱 5.酵素作用的必需品50-200Gypsum 石膏( 硫酸鈣) Calcium chloride 氯化鈣 pickling lime氫氧化鈣(熟石灰)
Magnesium 鎂1.降低糖化 pH 2.酵母營養 3.是麥汁的天然成份,不用加也行0-30Magnesium Sulphate ( Epsom) 硫酸鎂
sulphate硫酸鹽1.”增加苦味” dry (易飲性高則不要高於200ppm)50-400Gypsum石膏( 硫酸鈣) Magnesium Sulphate硫酸鎂
Chloride氯化物比較圓潤的風味,比較突顯麥味。0-200Calcium chloride氯化鈣 Salt/塩(氯化納)
Sodium 鈉增加甜的感覺。高於150ppm, 會開始覺得鹹。 (釀gose時,可以考慮250ppm,大約是若有似無的鹹味。)0-150Salt塩(氯化納) Bicarbonate of Soda碳酸氫納
Bicarbonate碳酸氫鹽提高pH值。會讓酒花更苦。在酒花類型和淡色的酒儘量不要用。0-250Bicarbonate of Soda碳酸氫納 pickling lime氫氧化鈣(熟石灰)

調整水質主要有兩個目標,一是調整糖化pH值,二是調整風味。只是調降糖化pH值比較建議使用乳酸或磷酸,以求不影響風味,調降pH值可以參考一下pH值的控制(更新)。因為使用大量深色麥芽的stout、porter而需要調升pH值時,則只能添加鹽類;由於碳酸鈣(CaCO3)很不容易溶解,一般是使用碳酸氫納(小蘇打)或氫氧化鈣;前者加太多會提高鈉離子濃度,可能造成鹹感,後者則是強鹼,使用上要小心。

在影響口感方面,如上表所示,氯離子強調”麥味”(malty),而硫酸根離子強調苦味,不過嚴格來說,Cl-氯離子是有”圓潤”的感覺,而SO4-則是”dry”的感覺。同時增加兩者,並不會得到麥味和苦味同時提升的效果;通常釀啤酒最常調整的目標是”硫酸根離子/氯離子”的比例。根據Johm Palmer的”Water: A Comprehensive Guide for Brewer”書中所提,”硫酸根離子/氯離子”的可能比例為0.5-9:

  • 0-0.4: 麥芽味太過
  • 0.4-0.6: 非常有麥芽味
  • 0.6-0.8: 偏麥芽味
  • 0.8-1.5: 平衡
  • 1.5-2.0: 有點苦
  • 2-4: 苦
  • 4-9: 非常苦
  • 9+: 太苦!

雖然比例很重要,但硫酸根、氯離子本身的濃度也要一定以上才能影響風味。一般的認知是至少都要至少50ppm以上才會有影響。例如,IPA適合的濃度可能是硫酸根離子200ppm以上,氯離子50ppm。但是「50ppm以上」並非鐵律,例如淡色拉格和貴族系酒花對硫酸根離子的反應比較明顯,所以少於50ppm也是可以的。 The Importance of Brewing Water文章中列有各類型酒建議的水質,可以參考。

大部分提到水質的書或文章都有啤酒名城的水質參考,然而實際上我們並不清楚當地、當時的釀造者是如何處理水質的。在有些說明水的文章中,會說愛爾蘭都柏林的水殘鹼很高,所以適合釀造深色的Irish Stout,誕生了舉世聞名的Guinness;從Brewersfriend.com的截圖可以看到HCO3-高達280ppm:

但是Guinness的工廠中卻立了一個牌子,說明他們的水是從Wicklow山上來的軟水,含有非常低的礦物質:

另一個誕生了Pilsner Urquell的啤酒名城捷克皮耳森以水質軟、含礦物質超低聞名,但是據John Palmer說他有次遇到大師Narziss教授,他向大師請教Plzen的釀酒師是如何控制糖化pH值的,因為Plzen的水來自山上融化的雪水,幾乎沒有礦物質,Pilsner又是很淺色的啤酒,通常pH值會比理想的稍高(理論上Pilsner麥芽加入純水中的pH值會接近5.8)。結果Narziss教授回答說:他們會加鹽。我的理解是:在Josef Groll創造出Pilsner Urquell時代,”Burtonized”(也就是加很多硫酸鈣讓水質變成和Burton on Trent的水質一樣)這個技術雖然新,但已經有很多人知道而且會用了,Josef Groll是從英國學來的淺色麥芽技術,才創造出Pilsner麥芽的,所以Josef Groll在英國時同時學會Brutonized的技術應該是理所當然的。

結論是,不要以這些著名城市的水質為目標來調整,而是照你所想要的風味目標來調整,就像煮菜加鹽、糖一樣的觀念,照你想要的口感來調整。

John Palmer在「Water: A Comprehensive Guide for Brewers」中提到,麥芽、酒花和酵母需要用買的,所以選擇是必要的,但「水」通常沒有太多選擇,從其他地方買水是不切實際的,所以大多數人就是用水龍頭流出的水而不加思考。在啤酒四大要素,麥芽、酒花、酵母和水之中,水通常是最受忽略的,不僅大部分的配方不會提,甚至很多釀酒界的前輩會認為新手不需要調整水質。但是,我認為水是四大要素中最簡單的:酒花和酵母的種類都超過一百種,單一麥芽廠的麥芽種類通常超過十幾種,即使不考慮不同麥芽廠的差異,只加上不同產區的差別-英國、歐陸、北美,麥芽種類即使不到百種也過五十。而水,會需要在意的也就六種離子,會用的到鹽類也就三、四種。說水很難,為什麼會覺得酵母、酒花、麥芽簡單?如果你會照著酒譜加麥芽、酒花,就能夠會照著加鹽類;即使你不管水質,不代表它不存在,釀啤酒還是得用水,只是你用了你不知道的水而己。 誠然,學會調整水並不會把差的啤酒變成好的,但是卻可以把還不錯的啤酒變得更好。Brulosophy做了很多啤酒的實驗,很多大家以為會有所不同的要素,在完全不知情的人喝起來是分辨不出來的,但水相關的實驗中,常常是大部分人分辨得出來。其實不說啤酒,大部分人都可以喝得出來不同品牌的礦泉水口感不同。水質調整其實就跟煮菜加鹽一樣,常常是畫龍點睛的重要一步。

調整水質最難的其實是在於第一步:知道你的水質。除非是使用RO水,水中都已經含有一些礦物質,不知道原始礦物質含量就調整,就不會知道調整後的結果,就像不知道起點在那裡就移動,也不會知道終點在那裡。知道水質大略有三種方法:第一是送驗,第二是自己測試,最後是詢問自來水廠。詢問自來水廠顯然最簡單的,例如大台北地區的水質在台北自來水事業處的網站上就有,打電話去問自家的供應水站是那個,可以得到大略的數據。當然這些數值都是平均值或是一個範圍,在下大雨和極度乾旱的季節時可能會有比較大的變動,只要範圍不要太大,還是可以做為參考的。如果是用井水或泉水,只能送驗或自己測試,自己測試用的器材國外有賣,價格並不便宜,相對之下,或許用RO機器是比較划算和簡單的選擇。另外,如果原水的礦物質含量本身就很高,是很難調整的:含量低要調高只要加礦物質;含量高要調低只能稀釋。史上最多酒神奬得主Gordon Strong就說他的水質很難調整,所以他選擇使用RO水。

提供我的操作方法以供參考。

Bru’n Water有免費版,只要捐款大於11美元,email給作者,就可以得到付費版。付費版和免費版功能大致相同,但付費版計算上似乎比較準確。各大釀酒的軟體和網站都有水相關計算的功能,使用上並不難,我用了免費版的後習慣了,就捐了一點錢得到了付費版。

從這個網頁提供的數據來看,大台北的水質大抵來說算很軟。在Bru’n Water中,水質報告頁輸入鈣(Ca)、鎂(Mg)、鈉(Na)、氯鹽(Cl)、硫酸鹽(SO4)、總鹼度、總硬度、pH值等,如果數值算出來的不合理,它會提示。基本上礦物質的數值含量不高,影響不大。

  • 依目標口感調整水質

幾乎最多只用三種鹽類:氯化鈣(CaCl2)、硫酸鈣(CaSO4)、小蘇打(碳酸氫納),數值大都參考Bru’n Water中如Pale bitter, IPA, Dark malty等等的數值。例如,基本類型或強調麥芽風味的類型,我會把氯鹽(Cl)設在50~80ppm之間,鈣(Ca)濃度50ppm以上,其他的不管。APA/IPA等強調酒花的類型:SO4:150~300ppm, Cl:50~80ppm。如果是英式bitter,SO4會基本300ppm起跳。深色Stout等,另外加少量小蘇打控制pH,但避免鈉超過150ppm。可以看到,相對這些數值,台北市自來水中離子濃度幾乎都在30ppm以下,不會影響大局。就跟做菜加鹽,釀啤酒加鹽也是一樣,覺得口感不對,下次再多一點或少一點就可以了。

  • 用磷酸調整pH值。

我原本使用88%乳酸,但據說磷酸不會影響風味,Gordon Strong也說他是使用磷酸,後來買到了食品級”分裝”的磷酸,我就改用磷酸。在Bru’n Water有估算pH的功能,輸入所有的麥芽和鹽類添加後,它會算出一個pH值,現依照目標的5.2~5.4調整加入的磷酸,但我會從它估算的一半開始加,然後測量後再調整。

  • 使用pH筆

想調整pH值首先要能測量pH值;我也買過pH試紙,但可能眼力太差,無法準確分辦顏色,最後還是買了pH筆。要注意的是探頭是很脆弱的,用完要沖洗乾淨並保存在保存液中,麥汁要冷卻後再量。即使小心使用,pH計的探頭是還是消耗品,一段時間後會壞掉,所以最好購買可以換探頭的。另外,經我多方查證,糖化時的pH值是室溫時的pH值,所以麥汁要冷卻後再量才是正確的做法。

最後一點心得分享:想要學會操作水,只要知道自己的水質或用RO水,然後學會使用軟體就行了。網路上相關的文章和書,像是Water: A Comprehensive Guide for Brewers,儘管都是很好的參考資料,但不是必要的。就像很少人真的理解、而且沒有太大的必要去研究所謂的alpha酸異構化是什麼回事,但所有人都理所當然地使用酒花一樣,只要知道要加多少份量的氯化鈣、硫酸鈣就可以了。如果你在炒菜時會毫不猶豫地加鹽,或許也可以考慮一下釀啤酒時加點鹽。

參考:

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