Правильная вода для виски

Источник воды имеет прямое влияние на её пригодность для производства виски. Вода используется для проращивания и затирания солода, а также разбавления готового напитка, чтобы снизить его бочковую крепость до желаемого уровня.

Наиболее важными характеристиками воды для затирания солода являются ее жесткость, pH, общее содержание минералов, а также микробиологическая чистота. Изменение одного параметра может повлиять на значение других. Наиболее полную информацию о качестве воды можно получить только заказав полный анализ проб из источника у специалистов.

Ни одна из шотландских винокурен не использует хлорированную воду для затирания сусла.

Как правило, винокурни берут воду неподалеку от своего расположения: из ручьев, рек, озер, скважин или из общественной водной магистрали.

Что касается влияния воды непосредственно на вкус готового напитка, то мнения по этому поводу расходятся. Некоторые производители утверждают, что «происхождение» воды определяет «характер» винокурни; другие аргументируют несерьезность таких утверждений тем, что по завершению ферментации, дистилляции и длительного созревания в дубовой бочке от «уникальных» вкусовых характеристик воды ничего не останется.

В любом случае, до того как винокуры научились регулировать кислотность сусла химическим способом, эффективность осахаривания и брожения являлись результатом минерального профиля местной воды, присутствующей в данной области.

Источники воды

Вода может поступать из подземных или поверхностных источников. Геология играет важную роль, поскольку твердый гранит или кварц менее растворимы, чем известняк или мел, и сильно отличаются от молодого базальта. Чем дольше вода находится в реках, озерах или подземных водоносных горизонтах, тем больше времени у нее есть для получения ионов из почвы и каменных минералов, с которыми она контактирует.

Поверхностные источники характеризуются значительными колебаниями качества воды и количества загрязнений в отдельные периоды года. Качество воды рек и озёр в большой степени зависит от интенсивности выпадения атмосферных осадков, таяния снегов, а также от загрязнения её поверхностными стоками, сточными водами городов и промышленных предприятий.

Вся дождевая вода мягкая, и только попав в водоем, она приобретает жесткость. Степень минерализации озерной воды весьма различна. А вот сезонные колебания качества речной воды нередко бывают весьма резкими, но характеризуются относительно небольшой жесткостью.

Подземные воды, если они не соединены каналами с местными водоемами, как правило, защищены от поступления проникающих с поверхности земли загрязнённых стоков и поэтому обладают высокими санитарными качествами. Такими же качествами часто обладают и родниковые воды.

Наряду с этими положительными качествами, подземные воды часто сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами (повышенная жесткость, наличие неприятного привкуса, содержание веществ, вредно влияющих на организм человека).

Химия воды

Ионный состав воды играет важную роль в производстве виски. В первую очередь вода должна быть пригодной для питья [1]. Это подразумевает отсутствие загрязнителей, железа, марганца, нитритов, нитратов и сульфидов. Большинство шотландских винокурен используют мягкую воду: присутствие солей помогает снизить pH, а обеспечение жизненно важными микроэлементами помогает повысить эффективность ферментации.

рН воды

Показатель pH назван так по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, или pondus hydrogeni — вес водорода. рН является мерой кислотности водных растворов, и чисто физически указывает на концентрацию в воде ионов водорода H⁺ и гидроксид-ионов OH⁻. Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что он имеет нейтральную реакцию pH7.

рН воды, которую используют в процессе затирания солода, не имеет особо важного значения для винокура. Главный интерес представляет рН самого затора.

Желаемый pH для затора определяется ферментной активностью альфа- и бета-амилазы в солоде, которые требуют кислой среды для выполнения своей работы, и составляет от 5.2 до 5.8, А при брожении — благоприятными условиями для жизнедеятельности дрожжей: более низкий pH может вызвать чрезмерное производство молочнокислых бактерий, а более высокий pH приводит к медленной или неполной ферментации.

Для обеспечения максимального выхода спирта при производстве виски, как правило, выбирают наиболее светлые виды солода. Поскольку зерна содержат кислоты, при смешивании их с водой они имеют тенденцию снижать pH до некоторого диапазона. Как определено фактическими измерениями, pH затора из 100% светлого солода и чистой воды, составляет 5.7–5.8.

Важно понимать, что кислотность разных типов солода не пропорциональна их цвету. Содержание кислот в жжёных и кислых солодах является относительно постоянной и существенно не изменяется с изменением цвета. В базовых и карамельных солодах содержание кислоты действительно изменяется с их цветностью [2].

Если в воде растворены минералы, pH затора изменится. Помимо прочего, минералы служат для буферизации pH затора, то есть его способности сопротивляться изменению под действием солодовых кислот. Однако буферная способность минералов в воде всё равно слабее, чем буферная способность аминокислот, полученных из солода.

Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём при помощи кислотно-осно́вного титрования.

Поскольку индикаторные полоски рассчитаны на использование в растворах с высокой ионной концентрацией, а затор таковым не является, потребуется корректировка значений. Пластиковые рН-полоски дают неточные показания, ниже на 0.2–0.3 единицы от реальных. Бумажные рН-полоски вообще не рекомендуются для использования, так как имеют еще меньшую точность, чем пластиковые.

Остаются электронные pH-метры, которые бывают разного уровня и класса. Все измерения рН этими приборами должны проводиться только при комнатной температуре. В ином случае необходимо компенсировать отклик электрода рН-метра при изменении температуры и энергетические изменения в воде, облегчающие протонам водорода Н⁺ отрыв от молекул кислот в заторе.

Жёсткость

Жёсткость воды связана с наличием кальция и магния в её составе. Высокая концентрация ионов кальция или магния, возникающая при размывании природными водами залежи известняков, гипса и доломитов даёт жёсткую воду, низкая — мягкую.

Катионы стронция, железа и марганца также оказывают влияние на этот параметр, однако их вклад в общую жесткость воды настолько мал, что на практике этими значениями обычно пренебрегают.

Жесткость измеряется в миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л) и делит питьевую воду на следующие условные категории:

1. очень мягкая вода (0–1,5 мг-экв/л);
2. мягкая вода (1,5–3 мг-экв/л) – soft water;
3. вода средней жесткости (3–6 мг-экв/л);
4. жесткая вода (6–9 мг-экв/л) – hard water;
5. очень жесткая вода (более 9 мг-экв/л).

Временную жёсткость, как результат соединения кальция или магния с карбонатами и бикарбонатами в воде, понижают кипячением или умягчением гидрокарбонатом кальция. Соединения кальция или магния с такими анионами, как хлориды и сульфаты, создают постоянную жесткость. Эти соединения могут быть убраны только дистилляцией, деионизацией или обратным осмосом.

Как очень мягкая, так и очень жёсткая вода могут быть использованы для затирания солода, если достигнута подходящая щёлочность.

Например, Glenlivet одна из немногих шотландских винокурен, которая использует жесткую воду.

Самый точный метод определения жесткости воды — сдать ее на анализ в лабораторию. Например, в Санэпидемстанцию. СЭС проверит не только концентрацию солей жесткости, но и зафиксирует нитраты, пестициды, уровень содержания железа, сероводород, органические примеси и другие вещества, которые часто встречаются в грунтовых водах.

Менее точный метод в домашних условиях — с помощью специальных индикаторных полосок. Также в этом деле могут помочь мыло или гель для душа. Если они плохо пенятся — вода жесткая. То же самое можно сказать и о воде, образующей осадок при кипячении. Если нагревательный элемент чайника покрыт накипью — вода жесткая.

Щёлочность

Щёлочность связана с концентрацией карбонатов (CO₃), бикарбонатов (HCO₃) и гидроксилов (ОН^—) в воде, и выражается в количестве кислоты, требующейся для понижения рН раствора до определённого значения.

Повышенная щёлочность может привести к слишком высокому рН сусла, а низкая — к излишнему его окислению.

Влияние щёлочности воды на процесс пивоварения можно оценить с помощью показателя «остаточная щёлочность». Так, в 50-х годах ХХ столетия Paul Kohlbach показал, как во время затирания кальций и магний в воде реагирует с фосфатными составляющими солода, производя кислоты, нейтрализующие щёлочность воды [3].

Остаточная щёлочность

Этот показатель «прогнозирует» примерный рН затора, и указывает на необходимость в корректировке характеристик воды. Остаточная щелочность (Residual Alkalinity, RA) определяется химическим профилем воды. Поскольку уровень магния в ней обычно низкий, кальций играет доминирующую роль в снижении RA, в то время как бикарбонаты (HCO₃) повышают его.

Если у вас очень высокая остаточная щелочность, то потребуется довольно много кислоты в виде солода или добавок, чтобы получить pH в желаемом диапазоне. Низкое значение RA указывает на возможность относительно легкой корректировки кислотности, что во многих случаях обходится одной лишь добавкой зерна.

Зная ионный состав вашей воды, вы можете посчитать её остаточную щёлочность по одной из формул, приведённых ниже. Ионный состав можно найти в местном отчете водоканала, измерить самостоятельно с помощью набора для тестирования воды в домашних условиях или отправить образец воды в лабораторию.

RA рассчитывается по формуле, где все ее составляющие выражены в мЭкв/л или ppm (Parts Per Million) [4]. Сперва определим «эффективную жесткость» (Effective hardness, EH).

EH = Ca(ppm)/1.4 + Mg(ppm)/1.7

При работе с щелочностью, как следствием концентрации CaCO₃:

RA = Щелочность — EH

В качестве альтернативы, если водный профиль включает значения бикарбоната (ppm):

RA = (50*Бикарбонат)/61 — EH

Как видно из формул, остаточная щелочность может быть изменена как регулировкой жёсткости, так и щёлочности.

Поскольку высокие концентрации кальция или магния в воде уменьшают RA, добавка гипса CaSO₄ [5], хлорида кальция CaCl или английской соли MgSO₄ является примером уменьшения остаточной щелочности путём уменьшения, собственно, щёлочности. Однако нужно быть осторожным, чтобы не выйти за пределы рекомендованного диапазона концентраций для кальция 20–150 ppm, и магния — 10–50 ppm.

Дегазация воды с большими значениями устранимой жёсткости методом кипячения, а также разбавление воды дистиллированной водой или водой из обратного осмоса может быть использовано для уменьшения RA даже в домашних условиях.

Точно так же добавление карбонатов увеличит остаточную щелочность. Таким образом, вы можете использовать такие добавки, как пищевая сода (NaHCO₃) и гашеная известь (CaOH), чтобы повысить RA. Некоторые источники также рекомендуют мел (CaCO₃), хотя мел плохо растворяется. Общий уровень ионов бикарбоната (HCO₃) при этом должен оставаться ниже 250.

Поскольку из-за ограниченного диапазона, в котором должен оставаться химический состав воды, очень трудно достичь желаемого диапазона pH затора при помощи минеральных добавок (гипс, пищевая сода и хлорид кальция и пр), большинство профессиональных винокуров измеряют фактический pH затора и используют добавки кислоты, если в этом есть необходимость.

Типичные добавки кислот для домашнего винокура включают кислый солод и молочную кислоту. Некоторые коммерческие фабрики также используют добавки фосфорной и соляной кислоты.

Минеральный состав

Как уже говорилось выше, кальций, магний и бикарбонаты дают жёсткость и щёлочность, которые влияют на рН затора. Кроме солей жесткости в воде могут быть и другие минеральные вещества. Натрий, хлориды, сульфаты и магний влияют на вкус, что добавляет важные нюансы в общее восприятие виски, если его разбавлять такой водой.

В ином случае, микроэлементы участвуют в метаболизме дрожжей и влияют на их химический состав, рост и размножение. К микроэлементам, которые в первую очередь необходимы для роста дрожжей, относятся Zn, Cu, Ca, Mn, Fe, Co.

Аналогично с кислотами, которые отдают в водные растворы свой анион. Эти анионы имеют свои конкретные вкусы и запахи. В силу своей вкусо-ароматической нейтральности, самая часто используемая кислота в пищевой промышленности — фосфорная (ортофосфорная).

Хлорная и серная кислоты могут дадут ионы хлора и сульфатов, требуемые в конкретном случае. Лимонная, яблочная и винная кислоты могут привнести фруктовые и эфирные ощущения. Молочная кислота даёт мягкую и ровную кислинку, а уксусная — едкую и острую.

Минералы образуют ионы, когда они растворены в воде. Ионы железа в концентрациях больше 0.3 ppm и марганца выше 0.05 ppm имеют сильный металлический вкус. Излишнее железо, как правило, убирают на водоочистных станциях.

Нитраты в концентрации до 25 ppm [6] не является большой проблемой в винокурении. Однако высокое их содержание в воде может привести к преобразованию оных в нитриты при затирании. А концентрация последних свыше 0.1 ppm в сусле делает его ядовитым для дрожжей.

Сульфиды в воде могут давать запахи серы или тухлых яиц, которые убирают дистилляцией в медных аппаратах пот стилл. Основной источник сульфидов и нитратов в воде — минеральные удобрения с полей.

Для примерного определения уровня общей минерализации воды нанесите небольшую её каплю на стекло или зеркало. Подождите, пока жидкость испарится и посмотрите на поверхность: если она осталась чистой — в воде мало минералов. Если после высыхания на стекле остались пятна или разводы, значит вода содержит заметное количество минеральных солей.