Acqua per birra: i parametri da analizzare

L’acqua per la birra è una componente che non possiamo trascurare. In questo articolo approfondiremo gli aspetti su cui focalizzare la nostra attenzione e come avere la migliore acqua per la birra che vogliamo produrre.

In particolare andremo a vedere:

• perché l’acqua per la birra è tanto importante
• come l’acqua può determinare lo stile della birra
• che cos’è il pH e cosa misura
• acqua acida e acqua basica in produzione
• qual è la migliore acqua per la birra: parametri e valutazione
• trattamento dell’acqua: quali sono e perché farli

Per darvi tutti questi consigli tecnici e utili abbiamo interpellato Roberto Favaretto, birraio e consulente per l’avviamento di nuovi impianti per la produzione di birra. Inoltre Roberto è docente in Valutazione e correzione dell’acqua di produzione e in Conduzione delle fermentazioni per il corso di qualifica come birraio artigiano presso l’Accademia delle Professioni Dieffe di Padova.

Iniziamo con una domanda fondamentale. Qual è la percentuale di acqua nella birra?
Normalmente la birra ha oltre il 90% di acqua. Questo ci fa capire quanto sia una materia prima importante che dobbiamo conoscere a fondo per ottenere i migliori risultati.

Con più precisione, possiamo dire che la birra è una soluzione acquosa, più o meno alcolica, che contiene:

• modeste quantità di composti non fermentabili provenienti dai malti e dai luppoli;
• composti originati dai lieviti durante la fermentazione alcolica.

Questi composti si misurano in gr/litro nel caso di alcol etilico, anidride carbonica, destrine etc., o in mg/litro per gli aromi prodotti dai lieviti e gli iso-alfa acidi dei luppoli.

Ma c’è un’altra cosa che dobbiamo tenere presente.

L’acqua per la birra non è solo quella che usiamo durante la produzione. Infatti, sia in birrificio, sia per la birra fatta in casa, l’acqua è uno dei quattro ingredienti principali, ma viene impiegata anche per la produzione di vapore, per il raffreddamento del mosto a fine bollitura e per tutte le operazioni di pulizia di impianti e utensili. Durante tutte le fasi di lavorazione le peculiarità chimico-fisiche dell’acqua interagiscono con le altre materie prime, influenzando le caratteristiche organolettiche finali della birra.

Storicamente la maggior parte dei birrifici si trovava vicino alle sorgenti o ai corsi d’acqua che costituivano la fonte principale per l’approvvigionamento della materia prima. Così diverse città o regioni sono diventate famose come luoghi di origine di determinati stili di birra: ad esempio Burton-on-Trent per la IPA, Pilsen (Plzen), Monaco etc., e le acque utilizzate sono state a lungo considerate degli standard per la produzione di questi stili birrari.

Con il progredire delle conoscenze scientifiche sul ruolo dell’acqua nel determinare il risultato finale, si è ridimensionato il principio secondo cui l’acqua utilizzata per produrre, con successo, un certo stile di birra debba essere il più simile possibile a quella del suo luogo di origine.

Oggi, l’idoneità dell’acqua a produrre l’uno o l’altro stile di birra si basa sull’analisi strumentale di determinati parametri chimico-fisici. Quindi siamo passati da un modo più o meno “soggettivo-tradizionale” di valutare l’acqua a una modalità più oggettiva e razionale.

Avendo a disposizione molte conoscenze e strumenti in più rispetto al passato, per un mastro birraio è possibile produrre in birrificio diversi stili con la stessa acqua proveniente, in genere, dall’acquedotto comunale. Ma come?
Uno dei metodi più utili è cercare di suddividere i diversi stili di birra in gruppi che hanno esigenze simili per quanto riguarda l’acqua. Prima di cominciare la produzione, il birraio deve trattare l’acqua in modo che i cambiamenti apportati consentano di utilizzarla per produrre stili diversi di birra, al massimo con piccole modifiche dettate da esigenze stilistiche.

Per operare correttamente in questo modo il birraio dovrebbe:

• avere competenze tecnico-scientifiche sufficienti;
• disporre di qualche strumento da laboratorio;
• avere impianti specifici dedicati al trattamento preliminare (nei casi di modifiche radicali dell’acqua).

Il pH è definito come il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione di atomi di idrogeno.
Nel nostro caso, parliamo degli atomi di idrogeno H+ presenti in acqua, nelle birre, in una soluzione acquosa come il mosto, in una miscela acquosa densa come quella acqua + malto/i espressa in moli/litro. La mole è una grandezza usata in chimica e rappresenta un certo numero di particelle.

Più semplicemente misurando il pH – cioè la quantità di particelle H+ presenti in acqua o in una soluzione acquosa – determiniamo l’acidità di una qualsiasi sostanza. Lo strumento per la corretta misura del pH è il pHmetro.

I valori di pH variano in una scala da 0 a 14. Un pH pari a 7 corrisponde a un valore di neutralità. Ciò significa che una sostanza con un pH pari a 7 non risulta né acida né basica, ma neutra. Tutti i valori inferiori a pH 7 corrispondono a pH acidi e tutti i valori di pH superiori a 7 sono definiti basici o alcalini.
Se leggiamo l’etichetta di una comune bottiglia d’acqua vedremo che l’indicazione del pH quasi mai è uguale a 7. Nella maggior parte dei casi è superiore a 7 (acqua debolmente basica o leggermente alcalina); mentre qualche volta è leggermente inferiore a 7 (acqua debolmente acida).

Il valore della neutralità pH 7, quindi né acido né basico, è tipico dell’acqua priva di particelle provenienti da sostanze minerali disciolte. In questo caso parliamo di acqua neutra, distillata, deionizzata oppure acqua osmotizzata. In tutte le acque destinate al consumo c’è sempre una certa quantità di particelle disciolte (sali minerali), elencate in etichetta, che “disturbano” l’equilibrio perfetto di pH 7 presente nell’acqua priva di particelle disciolte. Pertanto il pH è minore o maggiore di 7 a causa dell'”interferenza” esercitata dai sali disciolti nell’acqua.

Adesso che abbiamo ben chiara la differenza tra acqua neutra, acida e basica cerchiamo di capire meglio perché conoscere e trattare l’acqua per fare la birra è uno step fondamentale.

Innanzitutto un’acqua acida manifesta un potenziale corrosivo nei confronti dei metalli; invece un’acqua alcalina (o basica) può formare incrostazioni di calcare. Per questi motivi, ad esempio, l’acqua utilizzata per produrre vapore, che è il fluido riscaldante più utilizzato nei birrifici, deve essere opportunamente trattata per inibire corrosioni e incrostazioni che ridurrebbero la durata e la funzionalità dell’impianto di generazione di vapore.
Inoltre, il birraio deve concentrare la sua attenzione non tanto sui valori di pH dell’acqua, ma piuttosto su quelli che vengono rilevati dal momento in cui inizia la miscelazione dell’acqua con i malti e per tutte le fasi di produzione.

Il pH della miscela acqua /malto dipende:

• dalle caratteristiche dell’acqua (contenuto di calcio, contenuto di bicarbonato/valore dell’alcalinità totale);
• dai colori dei malti utilizzati;
• dalla densità della miscela acqua/malto (litri di acqua/kg di malto).

Il primo passo da cui partire è fare una valutazione delle caratteristiche dell’acqua rilevabili da un’analisi chimico-fisica. I dati riportati nelle analisi dell’acqua sono una preziosa fonte di informazioni per ogni birraio. Ad esempio, evidenziano se l’acqua disponibile necessita o meno di modifiche che la rendano più compatibile allo stile di birra che vogliamo produrre.

Innanzitutto l’acqua per fare la birra deve essere potabile. I requisiti di potabilità sono riportati nel Decreto Legislativo n.31/2001. Fatta questa premessa l’attenzione del birraio si concentrerà soprattutto sulle caratteristiche chimico-fisiche.

Contenuto in mg/l di CALCIO (Ca++).

Il calcio – o meglio alcuni sali del calcio sciolti nell’acqua – è importante perché favorisce la diminuzione del pH nella miscela acqua/malto.

Contenuto in mg/l di MAGNESIO (Mg++).

Anche alcuni sali del magnesio contribuiscono alla diminuzione del pH nella fase di miscela acqua/malto, ma con una intensità/forza pari alla metà del calcio.

Contenuto in mg/l di SOLFATI (SO4–).

I solfati hanno un effetto sul gusto finale delle birre. Le acque ricche di solfati danno birre più secche con un’amarezza più tagliente.

Contenuto in mg/l di CLORURI (Cl-).

Anche i cloruri hanno effetti sul gusto delle birre. Le acque ricche di cloruri esaltano le note dolci e aumentano la pienezza del gusto (corpo).

Contenuto in mg/l di BICARBONATO (HCO3-).

Il dato relativo al contenuto di bicarbonato è uno dei più importanti perché questo ione determina una caratteristica dell’acqua detta alcalinità totale. L’alcalinità è la capacità dell’acqua di opporsi a diminuzioni di pH indotte dall’aggiunta di sostanze acidificanti.

Le sostanze acidificanti utilizzate durante la produzione di birra possono essere: acidi (lattico, fosforico, solforico, cloridrico); malti (i composti che determinano il colore dei malti – le melanoidine – in acqua danno reazione acida); alcuni sali di calcio (ad esempio, il solfato di calcio – CaSO4). Il dato dell’alcalinità totale dell’acqua fornisce un’indicazione utile al birraio per capire quanto sarà difficile il controllo del pH durante tutte le fasi di produzione.

Valore della DUREZZA TOTALE (e delle sue componenti: durezza temporanea e permanente oppure durezza del calcio e durezza del magnesio).

La durezza totale è data dal contenuto, nell’acqua, di tutti i sali del calcio e del magnesio e viene espressa in equivalenti di carbonato di calcio (CaCO3). L’unità di misura utilizzata è il grado francese (°F). 1° F di durezza corrisponde a 10 mg/litro di carbonato di calcio. In Germania si utilizzano i gradi tedeschi di durezza: 1° T corrisponde a 1° F moltiplicato per il coefficiente di 0,559.

Tutti i dati e i parametri sono spesso disponibili sui siti web degli enti che gestiscono il ciclo dell’acqua nelle diverse località. Tuttavia, per scopi professionali, è sempre preferibile eseguire le analisi necessarie affidandosi a un laboratorio specializzato. Nei birrifici di grandi dimensioni queste analisi sono svolte internamente allo stabilimento di produzione.

I principali obiettivi dei trattamenti all’acqua di produzione sono:

• Riduzione dell’alcalinità totale dell’acqua attraverso la riduzione del contenuto di bicarbonato (di solito associato a riduzioni del pH);
• Riduzione della durezza totale attraverso la riduzione del contenuto di calcio e, a volte, di magnesio. Più comunemente: trattamento di addolcimento dell’acqua;
• Variazione dell’equilibrio ionico dell’acqua aumentando il contenuto di solfati e/o cloruri (con effetti sul gusto delle birre) attraverso dei corrispondenti sali di calcio. Questo trattamento porta all’aumento della durezza totale;
• Riduzione di singoli ioni presenti nell’acqua in quantità eccessive (ad esempio, il magnesio oppure il bicarbonato).

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