De pH tijdens het brouwen

In het nu volgende zal  ik aangeven wat er met de pH gebeurt tijdens het brouwen van bier:

De pH tijdens het maischen. Zoals je waarschijnlijk wel weet, is het maischen een proces waarbij de eiwitten. het zetmeel en de andere moutbestanddelen met behulp van enzymen worden afgebroken tot kleinere delen. Elk enzym werkt bij een bepaalde temperatuur en pH optimaal. De pH-waarden waarbij de verschillende enzymen optimaal werken variëren van 4.5 tot 8,0. De enzymen die het grootste deel van de eiwitten afbreken tot aminozuren werken optimaal bij een pH-waarde van 5,2. De enzymen die het zetmeel afbreken tot suikers werken het beste bij een pH-waarde van 5,4 tot 5,8. Het is niet mogelijk om tijdens het maischen voor elk enzym de optimale pH-waarde aan te houden. In de praktijk wordt daarom bij het maischen een pH-waarde van 5,4 tot 5.6 (gemeten bij 20ºC) aangehouden. Wanneer je een beslag maakt. zal bet beslag een pH krijgen van circa 5,8. De exacte waarde hangt af van de samenstelling van het brouwwater en de gebruikte moutsoorten. Donkere mouten geven bij het beslaan een lagere pH-waarde. Dit komt doordat donkere mouten stoffen bevatten (o.a. melanoïden) die enigszins zuur zijn. Deze stoffen worden gevormd tijdens het eesten bij hogere temperaturen. In onderstaand tabelletje wordt de pH aangegeven die ontstaat als je beslaat zonder aanzuren. Dergelijke experimentjes kun je ook zelf doen. De pH van het gebruikte brouwwater (Amsterdams leidingwater) bedroeg 8,3.

Tabel 2. pH na storting van 50 gram mout in 175 ml water bij 20°C

De pH bij het spoelen

De pH na het maischen zal niet veel afwijken van de pH aan het begin van het maischen. Het spoelwater dient een pH te hebben die kleiner is dan 6,0. Indien de pH van het spoelwater te hoog is, zullen er tijdens het spoelen allerlei stoffen (o.a. looistoffen) uitspoelen die de smaak van het bier negatief beïnvloeden.

De pH bij het koken

Bij het koken zullen eiwitten uitgevlokt worden. Dit uitvlokken van de eiwitten gebeurt optimaal bij een pH van 5,2. Daarnaast zullen tijdens het koken de bitterstoffen uit de hop oplossen. Het oplossen van de bitterstoffen uit de hop is sterk afhankelijk van de pH. Bij lage pH zullen er minder bitterstoffen oplossen dan bij hoge pH. De pH aan het begin van het koken zal circa 5,5 bedragen. Tijdens het koken zal de pH meestal met ongeveer 0,2 afnemen, o.a. als gevolg van het neerslaan van calciumfosfaten, het oplossen van hopbitterzuren en de vorming van melanoïden. Het kan echter ook zijn dat de pH tijdens het koken toeneemt. Het pH-verloop tijdens het koken is mede afhankelijk van de tijdelijke hardheid van het gebruikte brouwwater. Water met een hoge tijdelijke hardheid bevat veel bicarbonaat (HCO₃^-). Tijdens het koken zal koolzuur ontwijken volgens de volgende reactie.

H⁺ + HCO₃- --> H₂O + CO₂

koolzuurgas

Er worden dus H⁺-ionen opgenomen waardoor de pH toeneemt. Het wort kan na het koken een pH-waarde hebben tussen de 5.0 en 5.7.

De pH tijdens de gisting

De pH za1 tijdens de gisting verder afnemen doordat er zuren gevormd worden en doordat er fosfaten en aminozuren door de gist afgebroken worden. Gedurende een niet-geïnfecteerde hoofdgisting neemt de pH met ongeveer 0,7 af. Daarna, tijdens de nagisting, neemt de pH langzamer af. De pH aan het einde van de gisting is afhankelijk van de gebruikte ingrediënten de gebruikte gist en daarmee van de biersoort. De karakteristieke pH voor een aantal biersoorten is opgenomen in onderstaande tabel.

Tabel 3. De pH van enkele biersoorten

Als de pH tijdens de gisting toeneemt kan dit duiden op autolyse van de gist. Bij autolyse van gist treedt ontbinding van dode gistcellen op en komen er o.a. aminozuren vrij die de pH verhogen. Autolyse is slecht voor de smaak van het bier.

Het corrigeren van de pH
Bij het begin van het maischen dient de pH 5,4 tot 5,6 te bedragen. Als je een bier brouwt met veel donkere mout zal het beslag waarschijnlijk vanzelf deze pH krijgen. Aanzuren is in zo'n geval niet noodzakelijk. Als de pH hoger is dan 5,6 moet je aanzuren. Aanzuren kun je het beste doen met zoutzuur, fosforzuur, citroenzuur of melkzuur. De hoeveelheid zuur die je nodig hebt, hangt af van de buffercapaciteit van het brouwwater en de mout en van de sterkte van het zuur. Een zwak zuur zoals melkzuur heeft tot nadeel dat je er relatief veel van moet gebruiken, waardoor het bier er naar gaat smaken als je teveel gebruikt. In veel boeken over brouwen wordt gezegd dat je moet aanzuren tot de pH 5,2 of 5.3 is. Dit is echter de pH gemeten bij 50-60° C. De bij 20°C gemeten pH moet 5.4 tot 5.6 bedragen.Bij het spoelen moet de pH van het te gebruiken spoelwater kleiner zijn dan 6.0. Leidingwater heeft vrijwel altijd een pH die groter is dan 6,0. Aanzuren van het leidingwater is dus noodzakelijk. Hiervoor kun je dezelfde zuren gebruiken. Correctie van de pH voor en tijdens het koken en het gisten is volgens mij niet noodzakelijk. Er zijn echter (professionele) brouwers die hier anders over denken. Als je besluit om voor of tijdens het koken of gisten aan te zuren, moet je bedenken dat de buffercapaciteit van het wort vrij hoog is en dat er voor correctie van de pH relatief veel zuur nodig zal zijn. Aanzuren is volgens mij niet noodzakelijk omdat een hogere of lagere pH een eigenschap is van een bepaalde biersoort. Zo zal het wort bij het brouwen van bokbier een relatief hoge pH hebben omdat bokbier wordt gebrouwen van water met een hoge tijdelijke hardheid.

pH meten
pH meten kan op twee manieren. namelijk met pH-papier en met een pH-meter. Het meten met pH-papier is het goedkoopst. Een rol pH papier kost circa fl10,-. Het pH-papier moet nauwkeurig genoeg zijn en een bereik hebben van 6.0 tot 4,0. Op het pH-papier mogen de pH-indicaties niet meer dan 0.3 uit elkaar liggen. Voor 6 tot 8 rollen pH-papier heb je tegenwoordig ook een pH-metertje. De pH die het metertje aangeeft is afhankelijk van de temperatuur. Je moet daarom de pH altijd bij 20°C meten. Tijdens het brouwen moet je dus een klein beetje beslag of wort voor het meten koelen, bijvoorbeeld op een bord of schoteltje. Er zijn dure pH-metertjes (van fl200,- tot fl300,-) te koop met automatische temperatuurcompensatie (A TC). Een pH-metertje met ATC heeft echter geen zin, en wel hierom:

• de meetfout als gevolg van een afwijkende temperatuur is veel kleiner dan de nauwkeurigheid van de pH-meter;
• de ATC corrigeert alleen de meetfout als gevolg van de afwijkende temperatuur en houdt geen rekening met het feit dat de pH van de oplossing afhankelijk is van de temperatuur;
• ATC gaat soms maar tot 50°C, zodat je vaak toch nog moet koelen.

Ik zelf heb een goed pH-metertje gekocht voor fl75,-. met een nauwkeurigheid van 0,2. Net zoals alle andere pH-meters moet voor het brouwen geijkt worden met behulp van ijkbuffers met een pH van 4,0 en 7,0. Als wat meer leden in het bezit komen van een pH-metertje wil ik in een ander stukje nog wel eens wat dieper ingaan op de werking en de ijking van een pH-meter

De moraal van dit verhaal is: controleer de pH tijdens het brouwen en zuur indien nodig aan.

Erwin Vermey