Молочная кислота
Случилось странное. Последние две варки затор никак не хотел закислятся молочной кислотой. И я бы этого не заметил, если бы не покупка нового pH-метра.
Обычно я не замеряю pH затора, а задаю кислоту по калькулятору Brewfather. Считает брюбатя достаточно точно, и несколько раз проверив расчёты с помощью измерений со временем перестал контролировать pH затора. Да-да, вот такой я раззвездяй.
Новенький прибор хотелось срочно обкатать в боевых условиях, поэтому пройти через варку было просто необходимо. Все показания я контролировал более дорогим прибором (можно сказать народным) PH818.
К моему удивлению стандартные 4 мл кислоты сработали крайне слабо. И я все лил, лил и лил. 12 мл таки смогли снизить pH на 2 десятки.
А вообще звоночки были давно. Ph готового пива постепенно смещался ближе 4,6-4,7 вместо привычных 4,3.
Но самое интересное, что на вкус готовое пиво получилось с небольшой но ощутимой кислинкой при pH 4,7 и АТ 72%. И я вспомнил одну давнюю переписку с одним домашним пивоваром.
По его словам он никогда не опускает pH затора до 5,2, так как готовое пиво имеет нарочитую кислину и он как-будто «чувствует саму молочную кислоту». Замена измерительного прибора не сказалась на показаниях, и никак на результат не повлияла.
Когда проблема с закислением затора повторилась и в следующей варке, стало очевидно, что проблема не разовая, а систематическая и нужно её решать.
Для чего мне Жёлтый pH-метр
Есть у меня такое развлечение - совать свой прибор куда попало. Но так как человек я крайне ленивый и моё самое стабильное положение горизонтальное, мысль о том, что нужно сначала достать банки с буфером и заниматься калибровкой включает во мне жёсткого прокрастинатора. И я бы мог прочитать вам большую лекцию по прокрастинации, но… завтра.
Так вот, пресловутый Жёлтый pH-метр (умерший) за семь лет я калибровал дважды. Первый раз сразу после покупки и... второй раз.
В основном делал поверки раз в год, или реже. Прибор конечно не точный, хотя бы за счёт того, что показывает только десятки, но мне этого было вполне достаточно. А если отбросить необходимость в сотках, то прибор был просто идеален!
Если уж на то пошло, то в приборах за 3000 рублей с алика ориентироваться на сотки это смело, пздц как смело.
Итак… На протяжении пары лет я совал Жёлтого в каждое купленное мной магазинное пиво. Отливал немного пива в стаканчик, грел 5-7 секунд в микроволновке до комнатной температуры и делал замер. Предварительно я снимал пробу органолептиццки и делал предположение относительно pH. Ну типа: меньше 4,3 или больше 4,3. И я вам хочу сказать, что угадывал с точностью ≈50%. Подбрасывание монетки было бы не менее эффективным способом делать прогноз на pH пива.
Сейчас мне жаль, что я не фиксировал свои предположения и результаты измерений. Могу лишь сказать, что самый часто встречающийся pH пива (по Жёлтому) 4,4-4,5.
Опишу вкратце самый запоминающийся случай:
Было у меня, значит, два пшеничных пива. Могу ошибаться, но вроде как одно было Хамовники, а второе Балтика 8. Одно было с ярко выраженной кислинкой, а второе на фоне казалось вообще без какой-либо кислоты или даже сладковатым. Пиво с кислинкой было 4,4 а без кислинки 4,1-4,2. Парадоксально, но показательно!
Ну а началось всё это дело с покупки банки Миллера по бросовой цене в чипке у дома. Там я переодически покупаю всяких динозавров с просрочкой в два года, что бы в полной мере насладиться ароматами старого пива. Где они его берут я не знаю. Так вот с первого глотка пиво мне показалось кислым. pH показал 3,9. Ну и понеслось.
Могу сказать без преувеличения, что практически всё массмаркетное пиво которое было у меня на столе я промерил. Смысла в этом особого нет, но это может быть безумно весело, если вы интроверт-социофоб.
Единственный вывод который из этого сделал: ощущение кислоты - штука сложная и непредсказуемая, и зачастую не бьется с цифрами pH.
К сожалению прибор дал дуба, что очень меня огорчило. А новый Жёлтый не смог его заменить. Калибровка уплывает в течении трех часов.
Сенсорное восприятие кислого
Ни для кого не секрет, что наш язык определяет всего пять вкусов, один из которых это кислый. На языке есть специальные рецепторы, которые реагируют на ионы Н+. Чем больше ионов, тем больше сигналов поступает в мозг, вызывая ощущение кислого.
И здесь логично предположить, что чем ниже pH, тем больше в растворе ионов Н+, а значит мы должны сильнее ощущать кислинку. Но на практике все происходит несколько иначе.
Маскировка сладким
Самый простой способ замаскировать кислотность это добавить побольше сахарку. Сахар отлично маскирует кислое, а так же горькое, но в меньшей степени. И вы можете провести дома простой эксперимент, чтобы в этом убедиться. Отхлебнуть сначала 4% яблочного уксуса с pH 3,1, а затем какаколы с pH 2,5, и внимательно постараться понять, что же из них кислее на вкус.
Я думаю, что даже эксперимента не надо, ответ и так очевиден.
Но есть ещё более прикольная штука, которая в разы всё усложняет и ставит с ног наголову. О ней сейчас и расскажу.
Есть у меня один знакомый, тоже учёный…
Мой старинный школьный друг периодически консультирует меня по вопросам связанными с химией. В школе у меня по химии была твердая натянутая тройка с минусом, и моли для меня это насекомые из шкафа, и какого чёрта они делают в растворах я понятия не имею. А мой друг (скромно назовём его Хайзенберг) самый настоящий химик, препод и целый кандидат наук. Самый настоящий учёный. «Хайзенберг» здорового человека, так сказать.
Так вот столкнувшись с непонятным поведением молочной кислоты я первым делом обратился к нему. Консультация была недолгой, но он доступно объяснил мне некоторые аспекты и сказал куда копать. Самое главное, что ему удалось объяснить мне сложное буквально на пальцах, что очень сильно мне помогло, и за это ему отдельное спасибо. И один «Молодец».
Теория
Диссоциация
Кислоты (и щёлочи) условно разделены на сильные и слабые. Такое разделение определяется степенью диссоциации.
Наверняка из школьной программы химии вы знаете про соляную кислоту HCL. Это представитель сильной кислоты. Попадая в раствор это соединение в прямом смысле слова разваливается на составные части: на ионы H+ и CL-
Разваливаются не все молекулы конечно, но почти все и будем условно считать что все. Итак, эти ионы плавают в растворе в поисках к чему бы им прицепиться.
Щелочи так же разделяются на сильные и слабые по такому же принципу. Сильной щелочью является едкий натр (гидроксид натрия или NaOH). Этот товарищ так же в растворе сразу же распадается (диссоциирует) на ионы Na+ и ОН-.
И если смешать два этих раствора, то произойдет следующая реакция:
Na+ соединится с Cl- и образуется поваренная соль, а ион водорода H+ соединится с ионом ОН- и образуется молекула воды. Короче у нас прореагируют все ионы и получится солёная вода с нейтральным pH равным 7.
Тут я думаю всё понятно, кто забыл тот вспомнил
Слабые же кислоты, вроде уксусной кислоты распадаются на ионы лишь частично [2]. То есть определенная часть кислоты останется в стабильном соединении СН3СООН (молекулярном), а часть распадется (диссоциируют) на ионы Н+ и СН3СОО-. Диссоцированные ионы и молекулярное вещество при этом будут находятся в равновесии.
Собственно степенью диссоциации является отношение свободных ионов к общему количеству вещества в расстворе.
Отсюда чем сильнее кислота, тем больше степень диссоциации и тем сильнее она понижает pH в сравнении со слабой кислотой при одинаковом объеме вносимой кислоты.
Что видит pH-метр?
pH-метр видит только диссоциированные ионы, то есть избыток Н+ или ОН-, но не видит молекулярную форму вещества в растворе. Она не реагирует с электродами прибора.
А что видит наш язык?
При попадании в полость рта ионы H+ раздражают рецепторы и мы чувствуем кислый вкус [1]. Помимо этого при контакте со слюной молекулярная форма слабой кислоты начинают диссоциировать на ионы H+, которые снова раздражают рецепторы и мы чувствуем кислый вкус более ярко.
Так же есть мнение, что молекулярная кислота легче проникает через оболочку липидной мембраны вкусовых сосочков и начинает диссоциировать непосредственно в рецепторе, бомбардируя мозг высвободившимися ионами Н+.
Короче говоря, слабая кислота имеет меньшую закисляющую способност, её нужно больше влить в раствор для снижения pH, но при этом наш язык чувствует всю кислоту в растворе, а отсюда:
Слабые кислоты более кислые на вкус!
Интернет говорит что слабые растворы сильных кислот, например соляной (НСl) либо вообще не кислые, либо скорее горькие. Возможно из-за ионов хлора.
Что же касается слабых кислот, особенно органических (молочная, уксусная, лимонная), такое сильное воздействие оных на наши рецепторы объясняется легко и просто, и я бы даже сказал, банально - эволюционный механизм, позволяющий нам отличить спелое яблоко от неспелого.
И тут можно сделать первый и главный вывод:
Прямой корреляции между показателем pH и кислостью нет!
С другой стороны показания pH-метра будут коррелировать с кислостью в случае молочно-кислого брожения непосредственно в пиве. Об этом чуть позже.
Что не так с молочной кислотой?
Молочная кислота относится к слабым кислотам и, как оказалось, очень неустойчивое соединение. Она гигроскопична и подвержена окислению кислородом воздуха, особенно в присутствии металлов.
В процессе старения молочная кислота разлагается на большое количество других, более слабых кислот, в частности уксусную. К тому же образуются побочные продукты, например, уксусный альдегид. Мы его знаем под кличкой ацетальдегид - маркер зеленого (или незрелого) пива, а так же это основное вещество вызывающее похмелье.
Но и это еще не всё. При теплом хранении молочная кислота частично полимеризуется с образованием полилактида и воды. (Кому интересно в гугль)
Короче говоря, закисляющая способность «старой молочки» заметно снижается, и приходится вносить в затор или сусло больше материала содержащего другие слабые кислоты и побочные продукты.
В случае же с молочно-кислым брожении непосредственно в ферментёре при производстве кислого пива бактерии продуцируют чистое вещество и можно сказать, что определённая корреляция pH и кислости сохраняется. Но опять же при условии, что все остальные параметры, такие как рецептура и техпроцесс будут одинаковыми.
Не знаю почему, но я был уверен что молочку нужно хранить при комнатной температуре, хотя быстрый гуглинг сказал, что в холодильнике ей самое место. Моя кислота просрочена на три года и улетает в помойку.
Возможно у кого-то возникнет вопрос: «А можно ли использовать сильные кислоты для подкисления затора?»
В затор и/или сусло иногда добавляют кислоту; при этом обычно применяют фосфорную кислоту, довольно часто —техническую молочную кислоту и реже соляную или серную кислоты. [5, стр. 252]
Но делать этого я вам настоятельно не рекомендую по соображениям безопасности. Эти вещества как правило, взрыво и пожароопасны, токсичны, да и вообще, для работы с сильными кислотами люди сдают экзамены ТБ и получают допуски.
Свежая молочка или ортофосфорная кислота - это всё что вам нужно.
Резюме
Нет смысла покупать молочную кислоту прозапас. Если у вас она простояла больше двух лет, да еще и в тепле - выкидывайте. Благо сейчас на маркетплейсах можно и чёрта лысого купить, поэтому берём с расчётом на один год, ну два максимум и храним в холодильнике, в плотно закрытой бутылке.
На сколько «старая» молочка может отрицательно повлиять на вкус пива - вопрос со звездочкой. Думается, что не сильно, но может. Кислые привкусы в моём пиве могли мне просто показаться, но это не точно. Тут нужен толковый биохимик из пивной отрасли, чтобы всё разложить по полочкам. По началу хотелось во всём разобраться, но я полежал и всё прошло.
Спасибо, что дочитали до конца. Нужно ли отгибать большой палец или разводить огонь в телеграм канале липкие тапки разберетесь сами.
P.S.
Кстати мой друг Хайзенберг в восьмом классе списывал у меня контрошы по химии, и я даже некоторые вещи ему объяснял. Получается, что теперь он возвращает мне должок).
Ну а в девятом, на место учителя химии поставили молодую студентку-практикантку и мой друг внезапно влюбился… в химию. Стал оставаться на факультативы и в каморке с реактивами готовился к олимпиаде по химии (наверное).
А я совсем на химию забил. Играй-гармоны заблокировали химические реакции и я готовился к олимпиаде по английскому языку, зависая у знакомой десятиклассницы. Она знала толк в языках, но ни черта не понимала в английском.
[1] https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431255/Anatomiya_vkusa
[2] https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/harakternye-himicheskie-svojstva-kislot
[3] Химия : 8-й класс : базовый уровень : учебник /О . С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. - 5-е изд.
[4] Химия : 10-й класс : Углублённый Уровень: учебник /О . С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. Ю.Пономарев
[5] ТЕХНОЛОГИЯ СОЛОДА И ПИВА. В. КУНЦЕ (Перевод 9-го немецкого издания (2007 г.)