pH v pivovarstvu

pH v pivovarstvu

Vrednosti pH v drozgi, v pivini in v pivu vplivajo na aktivnosti:
  • encimskih procesov v času drozganja,
  • na ekstrakcijo hmelja pri vrenju drozge,
  • aktivnosti kvasa pri alkoholnem vrenju (fermentaciji)
  • karakter piv.
Razumevanje pH v pivovarstvu je pomembno za doseganje optimalnega procesa izdelave piva. Od leta 1901 je bil Sørensen vodja uglednega laboratorija Carlsberg v Københavnu. V kemijo je uvedel pomembno brezrazsežno število pH kot merilo za koncentracijo hidronijevih ionov v raztopini. Merjenje pH je pomembno v profesionalnem pivovarstvu, medtem ko v domačem (amaterskem) je dovolj, da se držimo nekaj pravil, ki nam bodo prinesle pozitivne rezultate:
  • pH vrednosti drozge se meri na vzorcu sobne temperature (20-25 C). pH je odvisen od temperature (pH drozge je pri sobni temperaturi za 0,35 višja kot pH drozge pri drozgalni temperaturi 65C). Lestvica pH je logaritemska – npr. pH 4.0 pomeni 10x višjo kislost od pH 5.0 in 100x višjo kislost od pH 6.0.
  • V večini primerov je prava pH drozge med 5.3 in 5.8
  • Za najpogostejše uporabljeno metodo drozganja – infuzijska metoda, kjer se pretežno uporabljajo sladi z bolj razgrajenimi encimi (osnovni sladi, Vienna in podobni), je prava vrednost pH drozge med 5.2 in 5.5.
  • V primeru dekokcijske metode oz  za slade s manj razgrajenimi enzimi (Munich slad ili nesladni nadomestki – kuruza , ipd.) pa je pH vrednost drozge nad 5.4.
pH igra zelo pomembno vlogo pri drozganju, saj pravi pH je pogoj za učinkovitost delovanja encimov. Encimi so beljakovine – posebna vrsta beljakovin, ki imajo pomembno vlogo. Katalizirajo biokemične reakcije, kar pomeni, da omogočajo hitrejšo reakcijo in pri temperaturi živih organizmov. Delujejo tako, da :
  • majhne molekule poveže in naredijo večje,
  • iz velikih molekul, ki jih razkosajo, naredijo manjše,
  • ali pa prerazporedijo molekule v nekaj drugega.

Vpliv pH in temperature v fazi drozganja (oz na delovanje encimov)

Torej za delovanje določenega encima poleg temperature učinkuje pH. Spodnja tabela vam pokaže parametre za aktivacijo teh encimov.
EncimAktivnostCiljpHTemperatura delovanjaOkvirno čas delovanja
Proteaza (deluje na beljakovine)Razgrajuje dolge verige v krajše (polipipeptide, dipeptide, aminokisline). Ni potreben v primeru dobrega slada. Priporočljiv je za pšeničo, kosmiče, nesladeno zrnje, rž ipd.bistrenje piva, izboljšanje pene (head retention)4,6 – 5,348 – 55°C20-30 min.
Beta amilaza (deluje na ogljikove hidrate)Pretvarja škrob v enostavne sladkorje (monosaharide -dekstroza/glukoza in disaharide – maltoza), ki sta hrana za kvas.Tanko pivo (malo okusa – pusto), bolj alkoholno5,0 – 5,555 – 65°C30-60 min.
Alfa amilaza (deluje na ogljikove hidrate)Pretvarja škrob v kompleksne sladkorje (oligosaharidi z različnimi dolžinami verig). Kvas teh sladkorjev ne predela. Ostane v končnem pivu.Debelo pivo (veliko okusa – polno), manj alkohola5,3 – 5,770 – 75°C10-30 min.

Lažje si lahko predstavimo encimsko delovanje v relaciji pH in temperature s pomočjo spodnje slike:

drozganje / Mashing

Enostavno povprečenje nam pravi, da je ciljni pH drozge med 5.1 – 5.5 pH. Po Brewkaiser-ju je idealni pH med  5.2 in 5.4 (pri 20oC).

Pri vrenju pH vrednost pade za 0,1 do 0,2.

  • Maillardova reakcija – reakcija porjavenja (eno je reakcija neencimskega potemenja, druga je karamelizacija – delovanje toplote na sladkorje) – posledica kemičnih reakcij med sladkorji in beljakovinami. To je pomembno pri svetlih pivih kjer ne sme biti previsok pH .
Maillard reactions at higher pH.

Slika: Razlika v barvi sladice pri 15 minutnem kuhanje pri dveh različnih pH-jih (levo – 5,5 ter desno 6,5).

Vpliv pH in temperature na izomerizacijo hmeljev

pH v fazi vrenja vpliva na izkoristek hmelja (izomerizacija in topljenje alfa kisline v sladici).

Veliko nižji pH nam zmanjšuje učinkovitost hmelja (izomerizacija in topljenje alfa kisline v sladici), medtem ko višji pH da ostrino – neugodno grenčino (podobno kot izločevanje tanina pri drozganju).

alfa kisline

Izomerizacija različnih alfa kislinin – temperatura in pH.

Vpliv pH in temperature na delovanje kvasa

Njaboljši pH za fermetacijo je med 3,8 in 4,6

pH skozi ves proces

pH skozi ves proces

Končni pH - pH piva

V večini EU državah zakonsko omejujejo pH vrednosti piva na max. 5,0 (v Sloveniji velja zakonski razpom med 3,8 in 5,0 Pravilnik o pivu, Pravilnik o kakovosti piva, ipd.).

Pivo samo se zaščti (oz. ga zaščitimo) pred bakterijami z alkoholom, hmeljem in pH-jem. Alkohol ima dezinfekcijske lastnosti, hmelj ima antibakterijske lastnosti in nizek pH dodatno onemogoča rast/razvoj bakterij.

pH piva pa tudi vpliva na percepcijo okusa. Nižji pH daje pivu živahno aromu, medtem ko višji pH daje manj jasno aromo.

Po pravilu pri večini sladnih pivih je pH lahko med 4.25 in 4.6, pri pivih z nadomestki se lahko spusti do  4.0, pri kislih pivih pa še nižje. Optimalne vrednosti za nekatere vrste piva so:

  • češki Pilsner in Bock: 4.50 – 4.80<
  • Kölsch in Altbier: 4.15 – 4.40
  • Bavarski Hefeweizen: 4.10 – 4.40
  • angleški Ale: 4.00 – 4.20
  • Lambic: 3.40 – 3.90
  • Gueuze in Framboise (belgijsko pivo, tip lambic): 3.30 – 4.50
  • Berliner Weisse: 3.20 – 3.40