Chimica dell'acqua

Chimica dell'acqua

La birra è composta da oltre il 90% di acqua. Questo ingrediente, troppo spesso sottovalutato, in realtà, detta alcune delle regole di maggiore rilevanza nella produzione brassicola.

Tra tutte, l’alcalinità e la durezza, che regolano e stabilizzano il pH, e l’apporto dei sali minerali, che influenzano il profilo organolettico e l’amarezza della birra.

L’argomento acqua è tanto vasto quanto complesso, e capisco benissimo che in un solo articolo è impossibile dettagliare ogni implicazione ed interazione dell’acqua con gli altri elementi che compongono la birra. Cercheremo di non annoiarci e di essere concisi nell’affrontare solamente gli argomenti essenziali.

Comprendere l’importanza dei parametri dell’acqua e come questi influiscono sull’alcalinità o l’acidità del mosto e sul profilo gustativo della birra, ci permette di indirizzare la cotta nella giusta direzione, risparmiandoci brutte sorprese quando stapperemo la nostra prima bottiglia. Per poter modificare i valori dei sali minerali disciolti nell’acqua che usiamo per le nostre cotte, dobbiamo prima conoscerne la composizione alla fonte. Sapere quali sono i parametri dell’acqua che utilizziamo per birrificare è sempre importante, ma se la tecnica che utilizziamo per la produzione casalinga è quella prevista per il metodo All Grain, la cosa diventa indispensabile.

Se per la nostra produzione, usiamo l’acqua fornitaci dall’acquedotto municipale, troviamo il modo di contattare l’ufficio che gestisce la rete idrica e chiediamo le analisi più recenti. Se, invece, abbiamo la fortuna di avere una fonte personale, a prescindere dal fatto che useremo l’acqua per birrificare, sarebbe una cosa saggia farla analizzare da qualche laboratorio, almeno una volta all’anno. Se optiamo per utilizzare l’acqua in bottiglia, verifichiamo che sull’etichetta siano riportati almeno i seguenti parametri:

  • Calcio
  • Sodio
  • Magnesio
  • Cloruri (di calcio e di sodio)
  • Solfati
  • Bicarbonato
  • pH

Eccetto per il pH, gli altri valori vengono riportati in ppm (parti per milione), ovvero milligrammi per litro di acqua.

Comprendere il pH.

Il pH è identificato con una scala di misura utilizzata per esprimere il carattere acido o basico delle soluzioni: un pH inferiore a 7 (pH < 7) indica una soluzione acida, mentre un pH superiore a 7 (pH > 7), indica una soluzione basica.

Il risultato di una misurazione del pH è determinato da un confronto tra il numero di ioni H+ ed il numero di ioni ossidrile (OH-). Quando il numero di ioni H+ è proporzionato al numero di ioni OH-, l'acqua è neutra, cioè ha un pH 7. Maggiore è il numero di ioni H+, maggiore è l’acidità dell’acqua (pH basso); viceversa, maggiore sarà la presenza di ioni H-, maggiore sarà l’alcalinità dell’acqua (pH alto).

Misurare il pH dell'acqua per la birrificazione casalinga

I composti che maggiormente influenzano il pH durante l’ammostamento sono il Bicarbonato (HCO3-), il Calcio (Ca++) e il Magnesio (Mg++). Maggiore è l’apporto di Bicarbonato, più alta è l’alcalinità del mosto e la durezza dell’acqua. Una maggiore quantità di Calcio e Magnesio, al contrario, acidifica il mosto abbassando il pH. Questi tre composti nelle giuste percentuali, stabilizzano il pH. Tutti gli altri composti precedentemente menzionati, non influiscono in modo rilevante sul pH, ma la loro presenza è essenziale poiché, in quantità variabile, condizionano il profilo organolettico della birra.

Nel 1953 il professor Paul Kolbach stabilì che un alto valore alcalino contribuisce ad aumentare il pH dell'impasto e che il calcio (in particolare) ed il magnesio (in minore entità), reagendo con i fosfati presenti nel malto in ammostamento, rilasciano ioni di idrogeno (H+), che concorrono a neutralizzare gradualmente l’alcalinità, riducendo il pH. L’alcalinità residua (non neutralizzata da questi elementi) diventa quindi quantificabile e ci permette di stimare, con un margine di errore molto ristretto, il valore pH dell’acqua che andremo ad utilizzare per l’ammostamento. Grazie ad una semplice formula, che prende in esame la concentrazione dei suddetti tre minerali disciolti nell’acqua, possiamo determinare l’alcalinità residua e stimarne il pH. Ecco la formula:

[(CaCO3 x 0,056) + (Ca x 0,04) + (Mg x 0,033) x 0,028] + 5,8

Supponiamo che alla fonte i valori dell’acqua che utilizziamo solitamente per le nostre cotte, siano i seguenti:

CaCO3 = 262 | Ca = 87,3 | Mg = 5,1.

Dovremo effetuare le seguenti operazioni:

262 x 0,056 = 14,672

87,3 x 0,04 = 3,492

5,1 x 0,033 = 0,1683

14,672 + 3,492 + 0,1683 = 18,3323

18,3323 x 0,028 = 0,5133 (alcalinità residua)

0,5133 + 5,8 = 6,3 (pH)

Dato che il range previsto per ottenere risultati ottimali dall’ammostamento si attesta tra pH 5,2 (per favorire l’azione degli enzimi β-Amilasi) e pH 5,5 (per favorire l’azione degli enzimi α-Amilasi), il valore rilevato della nostra acqua ci suggerisce che dovremo, necessariamente, effettuare delle correzioni.

Misurazione del pH tramite strumenti di misura.

Come abbiamo avuto modo di vedere poc’anzi, una soluzione viene definita neutra quando la concentrazione di ioni H+ è bilanciata con quella di ioni H-. L’acqua distillata, per esempio, ad una temperatura di 25°C risulta neutra, in quanto gli ioni H+ e H- sono presenti in pari concentrazione. Tuttavia, incrementando la temperatura dell’acqua distillata, vengono liberati un gran numero di ioni H+ ed il valore pH inizia a scendere. Ciò non indica necessariamente che l’acqua tende ad aumentare di acidità con l’aumentare della temperatura. Infatti, anche la concentrazione degli ioni H- cresce di pari passo con quella degli ioni H+, mantenendo lo stesso rapporto 1:1 presente nell’acqua distillata a 25°C. Ma allora perché la lettura del tester ci fornisce un abbassamento del pH con l’aumentare della temperatura? Semplicemente perché il pH di un liquido viene stabilito, basandosi esclusivamente sulla concentrazione di ioni H+ presente nel liquido testato; maggiore è la concentrazione di ioni a carica positiva presente in un determinato quantitativo di acqua, minore è il valore pH misurato, a prescindere dalla concentrazione degli ioni H-. Se ad una temperatura di 25°C il tester misura un pH 7.0, a 90°C misurerebbe un pH più basso, sebbene nulla è variato nella composizione chimica dell’acqua distillata (eccetto per l’incremento degli ioni positivi e negativi). Questo ci fa capire che, per avere una misurazione precisa del pH del mosto durante tutte le fasi di birrificazione, le misurazioni devono essere sempre effettuate portando il mosto alla temperatura di 25°C.

 

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