Als brouwer heb je genoeg dingen om je zorgen over te maken: moutsoorten, hopsoorten, gistsoorten, een goede giststarter, een geschikt maischschema, genoeg bier voor tijdens het brouwen en ga zo maar door. Moet je je dan ook nog eens bezig gaan houden met een wat smaak betreft minder belangrijk ingrediënt als water?

Het antwoord op deze vraag hangt af van wat je wilt. Ben je tevreden met de kwaliteit van je bieren, zonder je te bekommeren om de samenstelling van je brouwwater, dan is het antwoord: nee. Ben je niet tevreden, of wil je de puntjes op de i zetten, dan kan verdiepen in water en waterchemie helemaal geen kwaad. In dit artikel wil ik kort ingaan op water en wel zodanig dat dit ook te begrijpen is voor niet chemici. Over brouwwater zijn boeken volgeschreven, maar het hoeft helemaal niet ingewikkeld te zijn. Ook zonder het naadje van de kous te weten kun je een paar eenvoudige basisaspecten goed in de gaten houden en erop sturen.

Water is mede bepalend voor twee aspecten in de brouwerij: de zuurgraad van het beslag en de smaak van het bier. Ik zal eerst ingaan op dat eerste aspect en daarna op het tweede.

Zuurgraad

De meeste brouwers weten dat je de zuurgraad van het beslag goed in de gaten moet houden. De consensus is, dat het beslag een zuurgraad (pH) moet hebben van tussen 5,2 en 5,6. pH is de maat voor de zuurgraad. Hoe lager de pH, hoe zuurder het beslag. De pH schaal loopt van 1 (zeer zuur) tot 14 (zeer basisch). Een pH van 7 is neutraal. Bij een pH van tussen 5,2 en 5,6 verlopen de gewenste enzymatische processen tijdens het maischen het best, vlokken eiwitten goed uit tijdens het koken en verloopt de extractie van bitterstoffen uit de hop goed. Een lagere en vooral een hogere pH is niet gewenst.

Verschillende stoffen in de mout en het water beïnvloeden de zuurgraad. Deze stoffen reageren met elkaar waarna uiteindelijk een chemisch evenwicht ontstaat bij een bepaalde zuurgraad. Behalve de concentraties van stoffen in het water, speelt ook de samenstelling van de moutstort een belangrijke rol. Donkerder moutsoorten geven een zuurder beslag dan lichtere moutsoorten. Het samenspel van al deze stoffen en hun onderlinge reacties is zo complex, dat het niet eenvoudig is om aan de hand van concentraties van deze stoffen te berekenen wat de zuurgraad van het beslag gaat worden.

De beroemde bieronderzoeker Kolbach heeft in de jaren 50 proeven gedaan die ons kunnen helpen. Hij heeft ontdekt dat een beslag van pale mout in gedestilleerd water een pH krijgt van ongeveer 5,75. Hij ontdekte ook dat calcium- en magnesium in het water de pH verlagen (door hun reactie met fosfaten uit de mout) en dat bicarbonaat de pH verhoogt. De verhouding tussen de concentraties van enerzijds bicarbonaat en anderzijds calcium en magesium bepalen voor een belangrijk deel de zuurgraad van het beslag. Voor deze verhouding bedacht Kolbach een maat met de naam restalkaliteit (Residual Alkalinity).
Behalve de restalkaliteit bepaalt ook de kleur van het wort de pH. Donkere moutsoorten bevatten meer zure componenten dan lichte moutsoorten. Hoe meer donkere moutsoorten, hoe lager de pH van het beslag. Water met een hoge restalkaliteit is daarom het best geschikt om (zonder verdere behandeling) donkere bieren te brouwen. De zure componenten uit de donkere mouten neutraliseren het hoge gehalte aan bicarbonaat. Water met een lage restalkaliteit is geschikt om lichtgekleurde bieren te brouwen. De restalkaliteit en de bierkleur dienen zodanig gecombineerd te worden dat het beslag een zuurgraad heeft van tussen 5,2 en 5,6. Brouwers hebben dit van oudsher al doende ontdekt. In de regio''s met water met een hoge restalkaliteit worden donkere bieren gebrouwen (denk aan Dublin met zijn stout) en in gebieden met een lage restalkaliteit brouwt men lichte bieren (Pilzen met zijn pils).

Gelukkig zitten wij niet vast aan de samenstelling van ons kraanwater; als je kraanwater hebt met een hoge restalkaliteit hoef je niet altijd dondere bieren te brouwen. Je kunt de restalkaliteit verlagen door calciumsulfaat (gips), calciumchloride, melkzuur, zoutzuur of fosforzuur toe te voegen en je kunt de restalkaliteit verhogen door kalk (calciumbicarbonaat) of soda (natriumbicarbonaat) toe te voegen. Uiteraard voeg je alleen voedselveilige varianten van deze stoffen toe! Melkzuur is van de hier genoemde zuren in de hobbybrouwerij het meest geschikt, omdat dit een niet agressief zuur is dat je gewoon bij je brouwartikelenleverancier kunt kopen. Fosforzuur heeft als nadeel dat het calcium uit het beslag verwijdert (doordat het een neerslag vormt met fosfaat) en dit calcium speelt een belangrijke rol bij de stabilisering van enzymen en de uitvlokking van de gist. Calcium wil je dus niet kwijt. Bovendien geeft calciumfosfaat een hardnekkige aanslag in je brouwketel.

Uiteraard wil je weten hoeveel je dan moet toevoegen van een of ander om de juiste restalkaliteit te verkrijgen. Goed nieuws: dat hoef je niet zelf te berekenen. Ik heb in BrouwHulp het blad Waterbehandeling uitgebreid met aanvullende restalkaliteitberekeningen. Je kunt nu zien voor welke bierkleur jouw kraanwater het meest geschikt is. Je kunt invullen hoeveel gram of milliliter van welke stof je toevoegt en de nieuwe concentraties van de verschillende ionen en de nieuwe restalkaliteit worden uitgerekend. Ook geeft BrouwHulp aan voor welke bierkleur het water na behandeling geschikt is. Op deze wijze kun je altijd jouw brouwwater tot op de puntjes bijstellen.

Vanzelfsprekend zijn de berekeningen geen vervanging voor metingen. Berekeningen zijn per definitie een benadering. Bovendien kan de samenstelling van het water door het jaar heen variëren en geven de meeste waterbedrijven alleen jaargemiddelde concentraties. Meet daarom de zuurgraad van het beslag altijd en pas deze zo nodig aan met melkzuur of kalk. Geef het beslag na het mengen van water en mout echter wel even de tijd, want het kan een kwartier duren voordat de uiteindelijke zuurgraad zich heeft ingesteld.

Smaak

In Nederland leven wij in de luxe positie dat het drinkwater niet gechloreerd wordt zoals in het buitenland vaak nog wel het geval is. Gechloreerd water moet eerst voorbehandeld worden, maar dat is bij ons niet nodig. Toch heeft ook bij ons de samenstelling van het water invloed op de smaak van het bier. Zo accentueert chloride zoetheid. Maar wordt de concentratie van chloride te hoog, dan smaakt het bier zoutig. Sulfaat accentueert de bitterheid. Het is echter niet zozeer de absolute concentratie van chloride of sulfaat dat de smaakinvloed levert, maar meer de onderlinge verhouding tussen chloride en sulfaat. Deze verhouding staat nu ook aangegeven in BrouwHulp. Hoe lager de chloride/sulfaatverhouding (Cl / SO₄), hoe meer de bitterheid wordt geaccentueerd. Hoe hoger deze verhouding, hoe meer de zoetheid wordt geaccentueerd. De verhouding speelt dus een belangrijke rol bij het uitbalanceren van de smaak van je bier. Hoewel je waarschijnlijk snel geneigd bent om iets te veranderen aan de hoeveelheid hop, aan je moutstort of je maischschema, hoeft dit niet de enige of beste remedie te zijn. Verhogen van de concentratie chloride of sulfaat middels het toevoegen van calciumchloride of calciumsulfaat (gips) kan soms ook de gewenste balans brengen.

Zo heeft bijvoorbeeld Burton-on-Trent, een regio beroemd om zijn bittere bieren, een Cl/SO₄ verhouding van 0,1. Pilzen, waar de pils is geboren, heeft een verhouding van 2,7. Pils moet het hebben van een zachte, moutige smaak waarbij de bitterheid ondersteunt en niet overheerst.

Waterbehandeling

Je kunt het blad Waterbehandeling in BrouwHulp op verschillende manieren gebruiken. Je kunt het gebruiken om jouw brouwwater zoveel mogelijk te laten lijken op het water van de regio waar het biertype dat je wilt brouwen vandaan komt. Je vult dan hoeveelheden van zouten in die je kunt toevoegen en kijkt of je dichter bij je doelwater komt. Eventueel kun je je water verdunnen met gedemineraliseerd water om alle concentraties in een keer te verlagen. Ook dit kun je in BrouwHulp invullen.

Je kunt ook met het toevoegen van zouten en zuren de restalkaliteit sturen om de juiste waarde te krijgen voor de kleur van het bier dat je wilt gaan brouwen. Het blad geeft aan in welk interval de restalkaliteit moet liggen voor het betreffende bier. De verhouding tussen chloride en sulfaat kun je in de gaten houden voor het bepalen van de smaakbalans tussen bitter en zoet.

In oktober 2007 ben ik verhuisd van Arnhem naar Zutphen. Toen ik de concentraties van stoffen in het kraanwater bestudeerde, bleek de watersamenstelling behoorlijk af te wijken van die van Arnhem. De restalkaliteit is in Zutphen 6,4 Duitse graden (°D), tegen 3,0°D in Arnhem. Was het Arnhemse water prima geschikt om lichtgekleurde bieren mee te brouwen (14 tot 51 EBC), in Zutphen ligt dat anders (32 tot 78 EBC). Bovendien bevat het Zutphense water veel meer chloride. Ook het sulfaatgehalte is hoger, maar de verhouding tussen chloride en sulfaat is in Zutphen ruim twee keer zo hoog (5,4 tegen 2,5 in Arnhem). Als ik calcium wil toevoegen dan kan ik dat Zutphen in de meeste gevallen dus beter in de vorm van calciumsulfaat dan in de vorm van calciumchloride doen. En wil ik andere stijlen brouwen dan donkere, moutige bieren dan zal ik dus wat aan de watersamenstelling moeten doen middels verdunning en/of het toevoegen van calciumsulfaat en/of het toevoegen van melkzuur.

De samenstelling van jouw kraanwater kun je in veel gevallen achterhalen op de website van jouw waterleverancier. Zo niet, dan ontvang je na een mailtje meestal een uitgebreide analyse.

Je kunt BrouwHulp downloaden van de BrouwHulppagina van bierbrouwerij Het Witte Paard. Er is een versie voor Windows en voor Linux.

Adrie Otte, november 2007

Aanvulling februari 2010

Ondertussen is het blad Waterbehandeling uitgebreid met drie extra knoppen.

1. Bereken suggestie op basis van concentraties in het doelwater. BrouwHulp geeft op basis van het bronwater (jouw kraanwater, eventueel verdund met gedemineraliseerd water) en het doelwater een suggestie voor de hoeveelheid van elke in het blad aangegeven brouwzout.
2. Bereken suggestie op basis van Cl/SO₄ verhouding in doelwater en de restalkaliteit voor de bierkleur. BrouwHulp kijkt naar de bierkleur en je (eventueel met gedemineraliseerd verdunde) kraanwater en naar de verhouding tussen chloride en sulfaat in je bronwater en het doelwater. BrouwHulp berekent hoeveel brouwzouten je moet toevoegen om de juiste restalkaliteit te verkrijgen en dezelfde Cl/SO₄-verhouding als die in het doelwater. De absolute hoeveelheden kunnen echter verschillen van die in het doelwater.
3. Herstel. Zet alle hoeveelheden toe te voegen brouwzouten op 0.

Met behulp van deze nieuwe functies is het bepalen van de hoeveelheden toe te voegen brouwzouten een eitje geworden. Let er overigens wel op dat de totale hoeveelheid van elk ion niet te hoog wordt. Als je bijvoorbeeld water hebt met veel chloride (Cl), dan kan het zijn dat je zoveel sulfaat (SO₄) moet toevoegen dat je  ongewenste smaakeffecten krijgt. Het maximum voor sulfaat is ongeveer 250 mg/l. Kom je daarboven, verdun je brouwwater dan met gedemineraliseerd water of voeg gewoon minder sulfaat toe.