水

水是啤酒酿造最重要的原料，也是啤酒酿造中使用最多的原料。在水化学被发现之前，各种特色的水质决定了各种特色风味的啤酒。水作为啤酒的血液，贯穿整个啤酒酿造过程，水质的好坏也直接影响成品啤酒的质量。啤酒的生产用水包括直接进入成品啤酒的酿造用水，以及清洗杀菌用水、冷却用水、其他用水等。啤酒酿造用水的质量应符合GB 5749-2006 生活饮用水卫生标准

成品啤酒用水量：啤酒的生产用水总量≈1:6.7

目录

水中的成分

天然水都含有不同数量的各种成分，它们对生产中各个方面的用水有着不同的意义。酿造用水的水质好坏主要取决于水中溶解盐的种类与含量、水的生物学纯净度及气味，这些因素对啤酒酿造和啤酒风味以及啤酒稳定性产生很大影响。水中成分大致可以分为：固体杂质；可溶性杂质；微生物；气体；盐类离子。

水中的离子

水中的盐类以离子形式存在，而水的性质主要由所含离子的性质决定。当这些离子适当存在时对啤酒酿造是无害的甚至是有利的，一旦过量就会对酿造过程产生生化变化以及对成品啤酒的口味产生不利的影响。

天然水中的离子

天然水中的离子总量平均为500mg/L，波动在30~2000mg/L。在酿造过程中，水中的离子可与麦汁中的成分进行反应，并对醪液中酶的作用产生较大的影响：如水中离子与麦芽浸出物的反应；影响酶的作用和啤酒口味；对酒花组分产生影响；随温度的变化，水中离子本身也发生变化；离子间互相作用等。

较典型的是钙、镁离子和碳酸根、碳酸氢根离子与麦芽成分的作用。它们与麦芽中的磷酸盐、乳酸盐、蛋白质以及所含的矿物质离子、酒花的苦味物质发生反应，从而影响这些物质的解离和溶解。

水中离子与PH的关系

在啤酒生产过程中，醪液、麦汁和成品啤酒的ph都直接或间接受到水中离子的影响，因为在糖化过程中，调节ph的缓冲体系主要来自两个方面，即碳酸盐和磷酸盐。前者主要来自于水，后者主要来自于麦芽。

• 降酸作用

由于水中的碳酸氢盐与醪液中的酸性磷酸盐（KH2PO4）反应，生成碱性的磷酸氢二钾（K2HPO4），导致醪液的酸度降低，ph升高。

当水中仅有少量或重量的碳酸钙（Ca(HCO3)2）时,生成物均为碱性，反应为：2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 → CaHPO4↓ + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2↑

当水中有过量的碳酸钙（Ca(HCO3)2）时，上述反应将继续进行，生成物均为碱性，反应为：4KH2PO4 + 3Ca(HCO3)2 → Ca3(PO4)2↓ + 2K2HPO4 + 6H2O + 6CO2↑

碳酸氢镁与麦芽中磷酸盐的反应，也以相似的方式进行，生成物均为碱性，反应为：2KH2PO4 + Mg(HCO3)2 → MgHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2↑

因为在酿造用水中，通常仅含有少量的镁离子，因而这种反应中通常不能进行生成磷酸镁的程度，仅生成可溶性的碱性磷酸氢镁，它和生成的磷酸氢二钾一起使醪液的酸度下降，ph升高。因而碳酸氢镁的降酸作用要比碳酸氢钙要强。

碳酸氢钙和碳酸氢镁的降酸作用，带来多方面的工艺缺点：

1. 改变了糖化醪液的ph，影响酶的最佳作用条件，使糖化时间延长，麦汁颜色加深，麦汁收得率降低，麦汁的可发酵糖含量减少等。
2. 使麦汁煮沸期间的蛋白质沉淀效果变差，酒花的苦味变得粗糙。
3. 使发酵延缓，发酵度降低。
4. 影响酵母的沉降和啤酒的澄清。

正常的水中只有碳酸氢根离子具有降酸作用，在煮沸或其他化学过程中消耗氢离子，使ph上升。

• 增酸作用

钙镁离子都具有增酸作用，其作用是通过钙镁离子的硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐（非碳酸盐硬度）与麦芽中的碱性磷酸盐反应，生成酸性的磷酸盐来实现。以硫酸盐为例：4K2HPO4 + 3CaSO4 → Ca3(PO4)2↓ + 2KH2PO4 + 3K2SO4

硫酸钙与麦芽中的碱性磷酸盐反应生成酸性磷酸盐，同时生成磷酸钙沉淀，从而使醪液和麦汁酸化，此反应不会进行到底。同理：4H2HPO4 + 3MgSO4 → Mg3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4

硫酸镁虽然也有同样的反应，但其所生成的磷酸镁仅在加热时才呈不溶状态，因而使酸性磷酸盐的酸性作用部分被抵消掉了。这样一来由硫酸镁形成的酸性磷酸盐就比硫酸钙形成的少。

一部分钙镁离子也可以与酸性蛋白质反应，释放出氢离子而形成不能解离的蛋白质盐沉淀。这里镁和酸性蛋白质反应增酸的效果要比钙差得多，因为镁反应后生成的蛋白质盐会重新解离。因此，在麦汁煮沸阶段，钙离子的存在对蛋白质的沉淀析出以及降低ph都是有利的。

通过上述推断，钙离子的增酸作用比镁离子强。再加上镁离子的风味不好，实际生产中一般采用硫酸钙和氯化钙增酸，而不采用镁盐。

与钙镁离子相比，钠离子的硫酸盐则不会产生增酸作用，因为它所生成的磷酸钠是可溶性的强碱性盐，与磷酸二氢钾的酸性作用几乎相互抵消。

水中离子对啤酒酿造过程的影响

1. 钙离子

通过与蛋白质，特别是与磷酸盐的作用，而产生增酸效果。另外，通过磷酸钙的沉淀而使缓冲能力下降，由此在一定程度上影响啤酒的ph。以石膏或氯化钙形式添加进入的钙盐可减弱糖化中醪液色度的上升和减少洗糟时硅酸盐、色素物质和多酚的浸出，并由此也降低麦汁在煮沸中色度的上升程度，同时也促进了蛋白质的凝聚。这些钙盐在糖化中还是α-淀粉酶具有较高的抗热性，同时也有利于内肽酶的作用；促进草酸钙的形成和分离以减少其对啤酒质量的不利影响（喷涌、草酸盐浑浊），此作用只有在钙离子与草酸盐比例≥45:1时才会发生。钙离子对酵母物质转换的激活作用虽然未能清楚地得到证明，但它确实能减慢酵母的衰退和弥补镁含量过高的缺点。

1. 镁离子

镁离子调节ph的作用不如钙离子，但镁离子对酵母承受外界压力的影响和对酵母的辅助酶具有重要的作用。因此对酵母来说，镁比钙更重要一些。但过多的镁离子形成的硫酸盐、盐酸盐具有不良的苦涩味，氧化镁会使酒花形成的异构化产物苦味度提高，所以镁离子的含量需要控制。

1. 钠离子

钠的碳酸盐能使糖化醪和麦汁的ph大幅度升高，与氯离子并存能使啤酒带有咸味，含量过高常使啤酒变得粗糙、不柔和。钠利于酵母新陈代谢，具有重要的作用。在实际生产送也有采用添加75~150mg/L氯化钠以增加啤酒醇厚性的方法。

1. 钾离子

由麦芽可以带入醪液约500mg/L的钾离子，钾离子产生咸味，但是在酿造用水中要求钾离子＜10mg/L。它对麦汁制备中的某些酶具有抑制作用但对发酵时营养物质的传递却具有重要的生理功能，利于发酵。另外大量的钾盐可对心脏和酶产生毒害，而钙离子却能抵消这种影响。

1. 铁离子

麦汁中铁离子含量超过0.2mg/L时对糖化过程具有抑制作用，导致麦汁色度增加、降低啤酒醇厚性，使口味粗糙。尽管铁离子使啤酒泡沫的挂杯性和泡持性得以改善，但却使泡沫呈褐色。在发酵中，铁离子含量不足（＜0.1mg/L）会使呼吸物质转化酶和合成受到抑制。超过1mg/L则会加速酵母的衰退（铁离子可促进酵母细胞的出芽）。铁离子还会促进啤酒氧化，导致浑浊与喷涌。

1. 锰离子

锰离子可以促使大量酵母物质转化酶的活化，激活酶并促进酵母增殖。对蛋白质的分解也具有良好的作用。在酿造用水中要求锰离子小于0.03mg/L，过高同铁离子一样不利。

1. 其他金属离子

铜、锌、铅、锡等金属离子含量过高会毒害酵母，促进氧化，引起啤酒浑浊。其中铜离子在啤酒中可以促使从分解了的乙酰甲基甲醇中重新合成双乙酰，量大的时候酒液中还会产生更多的硫化氢，尽管其适量存在有利于酶的催化过程。大量的铜离子来源于容器、管道和酒花中。锌离子能促使蛋白质的分解和细胞的繁殖，其含量＞0.15mg/L时（定型麦汁中）利于酵母繁殖与发酵，过量同样不利。

1. 硫酸根离子

硫酸盐来自含有石膏的土壤，限于地理方面的原因它们是无害的，但是若同时出现过高浓度的钠离子，那么就可能对人体的健康有影响。水中只能存在少量的硫酸镁和硫酸钠，因为他们一个是苦盐一个是催泻的物质。硫酸根含量高，有助于酒花香气的形成，赋予啤酒干爽和苦的口味。硫酸镁则会使啤酒产生冷的、生硬的口感。酿造用水中硫酸根的含量只要符合生活饮用水的要求就可以了。

1. 氯离子
2. 硝酸根离子
3. 硅酸根离子
4. 磷酸根离子