Vatten – pH, joner och alkalinitet

Öl bryggs på malt, humle, jäst och vatten. Malten bidrar med socker som jästen gör alkohol av. Humlen ger beska och god arom. Men vad är vattnets roll egentligen? c/o HOPS egen keminörd Lars-Göran Dahlgren gör en djupdykning i kemi, pH och joner – och reder ut hur olika vattenkvaliteter påverkar Europas ölflora.

Nästan alla öldrickare har kanske vid något tillfälle funderat på vilken malt- eller humlesort en öl är bryggd med. En del har kanske till och med funderat över jästsortens inverkan på smaken. Men trots att öl består av över 90 procent vatten så är det ovanligt att man diskuterar vattnets roll för den färdiga ölen.

– Man brukar ju säga att öl är flytande bröd, men vattnets roll i ölbryggning är otroligt mycket mer komplex än bara ett sätt att kunna halsa i sig en limpa, förklarar Lars-Göran Dahlgren och fortsätter:

– Den snudd på magiska förvandlingen av malt och humle till öl skulle inte ens vara möjlig utan vatten och det är i mäskningen som dess egenskaper verkligen spelar roll.

Under mäskningen blandas malt och vatten för att enzymer i malten ska omvandla maltens stärkelse till förjäsningsbart socker. Enzymerna arbetar bäst i pH-intervallet 5,2–5,6 och mycket av vattenkemin handlar om att nå detta mål.

pH i mäsken styrs huvudsakligen av samspelet mellan tre faktorer: maltens färg, vattnets hårdhet och vattnets alkalinitet.

Hårdhet

I detta sammanhang motsvarar hårdhet mängden kalcium (Ca²⁺) och magnesium (Mg²⁺) som är löst i vattnet. Hårt vatten har höga halter av dessa ämnen och orsakas av att olika mineral i berggrunden, huvudsakligen kalksten, löses upp i grundvattnet. I största delen av Sverige består berggrunden av olöslig granit, med följden att nästan hela Sverige har mjukt vatten (med undantag för Uppsala, Öland, Gotland och delar av Skåne). Hårt vatten löddrar dåligt med tvål och ger ofta avlagringar på glas eller kranar. Hårdhet mäts i enheten mg/L vilket direkt motsvarar ppm (parts per million), men ibland ses även tyska hårdhetsgrader, ^odH.

pH

pH-skalan är ett mått på hur sur eller basisk en vätska är. Lågt pH (1–7) innebär att vätskan är sur medan högt pH (7–14) innebär att vätskan är basisk. Grovt förenklat kan surhet definieras som förekomsten av fria vätejoner (H+) i lösningen. Destillerat vatten har ett pH som är väldigt nära 7 och kan anses neutralt, medan kranvatten ofta innehåller en del lösta salter vilket ger ett något högre pH (7,5–8,5).

Alkalinitet

Alkalinitet är ett mått på vattnets förmåga att neutralisera syror. Detta sker genom att fria vätejoner (H⁺) absorberas och på så sätt motverkas pH-sänkning. Den huvudsakliga aktören är karbonatjonen, CO₃^2-, som kan absorbera upp till två vätejoner.

Vattnets inverkan på ölens smak

Rent, destillerat vatten smakar i sig inte särskilt mycket, speciellt jämfört med beskan från humle eller sötman från malt. Men däremot kan vissa ämnen i vattnet förstärka smakerna i öl, precis som salt i en maträtt kan lyfta fram smaken i råvarorna. Klorid (Cl^–) lyfter fram fyllighet från malten medan sulfat (SO₄^2-) å andra sidan ger bett och rivighet åt humlens beska.

Frikoppla hårdhet från alkalinitet

Problemet med naturligt hårt vatten är att källan till hårdhet i grundvatten ofta är kalciumkarbonat, vilket även bidrar med alkalinitet i form av karbonat. Genom att tillsätta kalciumklorid eller kalciumsulfat kringgås problematiken helt och hållet. Hårdheten, och därmed pH-sänkningen ökar men vare sig klorid- eller sulfatjoner bidrar med alkalinitet. Detta är dock inte en lösning för tyska bryggerier eftersom deras renhetslagar inte tillåter några tillsatser under ölbryggning. Dessutom kan både klorid- och sulfatjoner påverka smaken på ett oönskat sätt. Man kan angripa problemet från andra hållet istället och sänka alkaliniteten genom att koka vattnet innan det används för bryggning men det är en kostsam process.

Indirekt eller direkt tillsats av syra

Det enklaste sättet att justera pH i mäskningen är att hälla i syra. Idag används ofta mjölksyra för detta ändamål eftersom den inte är starkt frätande i koncentrerad form och har relativt neutral smak. Återigen, detta är inte ett alternativ för bryggerier som lyder under de tyska renhetslagarna eftersom mjölksyra räknas som en tillsats. Tyska bryggare har dock hittat ett kryphål i lagen genom att tillverka en speciell maltsort som kallas syramalt. Den genomgår en kort mjölksyrejäsning av naturligt förekommande bakterier och man får då en malt som innehåller mjölksyra och är kraftigt sur men fortfarande inom ramarna för renhetslagarna.

Mörka maltsorter

Malt som rostats eller kölnats vid hög temperatur blir mörkare och ger mer färg åt ölen. De innehåller dessutom en mängd olika ämnen som alla är naturligt sura och hjälper till att sänka pH i mäsken till rätt nivå. Man upptäckte tidigt att mörka maltsorter kunde väga upp hög alkalinitet i vattnet. Det är ingen slump att områden med sådant vatten traditionellt brygger mörka ölsorter.