Dry Stout, pH, íons e a água de Dublin

Dessa vez resolvi fazer uma Dry Stout e brincar com a água, tentando simular a composição da água de Dublin, famosa por esse estilo de cerveja. A composição da água é importante em vários aspectos, afetando não só a eficiência da mostura através do pH, mas também nas outras etapas do processo, até o sabor final da cerveja.

Em relação ao pH, a verdade é que em vários casos o próprio malte dá conta de acertar o pH do mosto a níveis apropriados ou no mínimo satisfatórios. Foster (1999), por exemplo, afirma que a fama de certas cidades por certos estilos de cerveja apareceu em épocas em que o malte não tinha a mesma qualidade que o de hoje, e que atualmente é muito mais fácil não ser cuidadoso com o pH da brassagem e ainda assim obter uma boa conversão. E é claro que a competência da cervejaria também é fundamental; qualquer água que o Botto use, por exemplo, vai ficar famosa, he, he, he!

Bom, para verificar que o pH da água não é tão importante para o pH do mosto, resolvi fazer um teste, com vários tipos de água e um pouco de malte. Peguei 510ml de cada tipo de água, adicionei 200g de malte pílsen e medi o pH:
Medindo o pH

Água

Água da bica

Aqua Natura

Passa Quatro

Minalba

Petrópolis

pH nominal a 25C

?

5.57

6.00

8.04

5.48

pH medido a 24-26C sem o malte

7.0

5.9

6.4

7.8

6.6

pH medido a 25-26C com 200g de pílsen

5.6

5.5

5.5

5.7

5.5


Calibrei o medidor de pH antes de fazer as medições, mas ressalto que a precisão do medidor (pHep 4) é de 0.1. Reparem que o pH nominal (indicado no rótulo) é bem diferente do medido. Parece que isso se deve ao fato da medição das companhias de água ser por amostragem e provavelmente não muito freqüente. Além disso, uma água com poucos íons e antes da adição do malte parece ser mais instável em relação ao pH.

O que influencia o pH do mosto não é exatamente o pH da água, mas sim a concentração de certos íons, particularmente o cálcio, o magnésio e o bicarbonato, sendo que desses o cálcio e o bicarbonato são os mais importantes. Um parâmetro fundamental é a “alcalinidade” da água, dada essencialmente pela concentração de bicarbonato. Uma água com baixa concentração de bicarbonato é considerada “mole” e ideal para a fabricação de cervejas claras. Uma água “dura” tende a aumentar o pH e é mais apropriada para cervejas escuras, pois em grandes quantidades os grãos caramelizados/tostados/torrados diminuem demais o pH. O cálcio e o magnésio entram como componentes da “dureza effetiva” e “competem” com a alcalinidade para reduzir o pH. Uma quantidade chamada de “alcalinidade residual” é formada a partir da alcalinidade e da dureza efetiva e indica a tendência do pH do mosto de aumentar ou diminuir em relação ao pH do mosto formado a partir de água destilada. Uma vantagem de se trabalhar com água mole é que é mais fácil adicionar íons do que retirá-los, sendo essa água mais versátil para a fabricações de diferentes tipos de cerveja.

A água mineral Minalba mencionada acima é a única com um pouco mais de bicarbonatos (um pouco acima de 50ppm, o que ainda é considerado mole), contribuindo para o aumento do pH. Não sei a quantidade de bicarbonatos da água da bica. Infelizmente não achei água dura ou meio dura para incluir no teste.

Há fórmulas explícitas em John Palmer (1999) e Ray Daniels (2000) para calcular o pH do mosto e que envolvem explicitamente a concentração de bicarbonatos, de cálcio e de magnésio, mas acho melhor não exibi-las aqui, mesmo porque elas são fórmulas empíricas e não muito precisas.

O outro fato fundamental é que o pH do mosto diminui com o aumento da temperatura, chegando, em geral, aos níveis apropriados indicados na literatura. Para confirmar isso, peguei dois tipos de água e aqueci até 60C (limite da correção automática do medidor de pH), obtendo o seguinte resultado:
pH Minalba

Água

Minalba

Petrópolis

pH medido a 25-26C com 200g de pílsen

5.7

5.5

pH medido a 60C com 200g de pílsen

5.3

5.3


Isso é consistente com as indicações da literatura de que água mole é apropriada para cervejas claras, não necessitando de nenhum ajuste.

Como mencionado acima, a adição de maltes caramelo e escuro ajudam a diminuir mais ainda o pH, às vezes até demais, e para isso a adição de carbonato de cálcio para aumentar o pH pode ser útil. Na leva de Dry Stout que fiz recentemente, obtive as seguintes medições:

pH medido a 60C com grãos claros, gipsita, sal amargo e sal de cozinha

5.3

pH medido a 60C como acima e mais os grãos escuros

5.0

pH medido a 60C como acima e mais 250ppm de carbonato de cálcio

5.1


Mas em uma cerveja escura, mesmo que o pH fique em 5.0 ou um pouco abaixo, isso não é tão crítico para a eficiência. Fix (1999), por exemplo, mostra a seguinte tabela com a eficiência das enzimas na conversão do amido:

pH

atividade da amilase a 60C

4.8

98%

5.0

99%

5.2

100%

5.4

95%

5.8

85%

6.2

65%


Fix (1999) não menciona explicitamente a qual enzima amilase ele se refere, mas provavelmente é a beta-amilase, que é mais ativa a 60C e a um pH próximo de 5.2. A alfa-amilase funciona melhor a uma temperatura e um pH um pouco mais altos. Mas Fix (1999) menciona ainda que essa propriedade da diminuição da atividade ser maior com o aumento do pH do que com a diminuição do mesmo, a partir do pH ótimo, vale para qualquer das enzimas, reforçando a idéia de que um pH mais baixo não é tão crítico para a conversão. Além disso, a atividade é medida em laboratório por um período determinado de tempo; aumentando esse tempo, consegue-se melhorar essa atividade um pouco mais.

Além do carbonato de cálcio, adicionei outros sais para obter uma composição próxima à da água de Dublin. Qual é a composição da água de Dublin? Isso depende da fonte de informação. Peguei várias fontes e tirei uma “média” como alvo, conforme ilustrado na próxima tabela:

Água de Dublin

Randy Mosher

Ted Goldammer

Ray Daniels

John Palmer

Beer Tools Pro

“Média”

Cálcio (Ca+)

80

115-200

115

118

115

115

Magnésio (Mg++)

19

4

4

4

4

4

Sódio (Na+)

1

12

12

12

12

12

Bicarbonato (HCO3-)

164

125-320

200

319

150

200

Sulfato (SO4–)

5

55

55

54

55

55

Cloreto (Cl-)

1

20

19

19

0

19

Dureza

300

304

304


Antes de falar como obtive a composição desejada, devo dizer que não é apenas pela questão do pH que a água é importante. Vários íons têm influência direta ou indireta no sabor final da cerveja, independentemente da questão do pH. E dependendo do estilo a ser produzido, pode-se buscar uma determinada composição da água para realçar certar características da cerveja, como usar mais cloreto para realçar o malte ou mais sulfeto para obter uma cerveja mais seca e/ou realçar o lúpulo.

No entanto, essa influência é complexa e geralmente bastante sutil, e muitas cervejarias não tratam a água de maneira especial, de acordo com o estilo. Lewis (1995), por exemplo, cita 11 cervejarias de diversas partes do mundo e quatro não tratam a água que recebem da cidade. E das sete que tratam a água, apenas quatro tratam a água para Stout de maneira diferente que para os outros estilos. Portanto, apenas um pouco mais de um terço dessas cervejarias se preocupa em tratar a água de acordo com o estilo. Lewis (1995) também afirma que há muito com o que se preocupar antes da água e que, além disso, a água é o único ingrediente “local” e que pode dar um diferencial típico da região, sugerindo o não tratamento. A preocupação passa apenas a ser em termos genéricos: que os minerais estejam dentro de padrões “normais” e a alcalinidade residual seja razoavelmente apropriada para o estilo.

Dito isso, não deixa de ser divertido brincar com esse tratamento da água até os mínimos detalhes, então vamos em frente.

Um dos íons mais importantes é o cálcio, que reage com os vários fosfatos do malte e ajuda a regular o pH de forma adequada. A importância de alguns íons no processo todo pode ser resumida na seguinte tabela, montada a partir de várias fontes:

íon

efeito no processo e na cerveja

Cálcio (Ca+)

Acidifica o mosto e a fervura, precipitando fosfatos, e com isso aumenta a ativididade enzimática, ajuda na lavagem diminuindo a viscosidade, reduz a extração de taninos, reduz a extração e isomerização de alfa-ácidos. Também melhora a clarificação precipitando proteínas e aumentando a floculação e sedimentação do fermento. E melhora a estabilidade da cerveja. Excesso de cálcio pode atrapalhar a fermentação reduzindo o fosfato que serve de nutriente para o fermento. Não tem efeito direto no sabor, apenas através do seu efeito no processo. Usualmente presente entre 50 e 100ppm.

Magnésio (Mg++)

Acidifica como o cálcio, precipitando fosfatos, mas é menos eficaz. Importante nutriente para o fermento de 10 a 20ppm. Malte já tem uma quantidade significativa de Mg. Em excesso (acima de 30ppm), contribui com amargor desagradável.

Sódio (Na+)

Não é importante no processo mas afeta o sabor da cerveja, aumentando as sensações de corpo e doçura. Desagradável em excesso. Desagradável na presença de sulfato; quanto mais sulfatos, menos sódio, e vice-versa, sendo 100ppm de sulfato de sódio o limite para essa combinação.

Cloreto (Cl-)

Não é importante no processo em quantidades normais, mas afeta o sabor da cerveja, aumentando a sensação de corpo e a doçura do malte, principalmente quando em combinação com sódio, sendo importante em vários estilos, como Porter e Brown Ale, mas não sendo apropriado para Dry Stout e IPAs.

Sulfato (SO4–)

Acidifica. Ajuda a degradação do amido e das proteínas. e ajuda na filtragem e na formação do trub. Melhora o sabor do lúpulo e diminui o seu amargor. Dá um paladar mais seco.

Bicarbonato (HCO3-)

Alcalino. Resiste à acidificação da brassagem. Dificulta a ação da alfa-amilase. Dificulta o cold break. Aumenta o amargor, mas de maneira desagradável. Melhor para cervejas escuras pouco lupuladas.


É importante ressaltar que não é o íon em si que contribui com um determinado sabor, mas sim a sua interação com os outros ingredientes e a sua influência no processo. E não é apenas a quantidade de cada íon individualmente que influencia na cerveja; a proporção entre eles também é importante. Por exemplo, o sódio é mais agradável quando combinado com cloreto do que quando combinado com sulfato. Nessa direção, Alexander (2006) indica a proporção correta entre sulfato e cloreto de acordo com o estilo de cerveja. Essas proporções estão indicadas na tabela abaixo, com a inclusão da proporção que aparece na água de Dublin, apropriada para Dry Stout, diferente da sugerida por Alexander para Stouts e Porters inglesas:

Estilo

sulfato:cloreto

English Pale Ale

2:1

Scottish Pale Ale

3:2

Mild Ale

2:3

Stout

1:2

Dublin (Dry Stout)

3:1


Há vários sais utilizados para o tratamento da água. Como o cálcio é o íon mais importante, os sais mais utilizados são cloreto de cálcio, sulfato de cálcio e carbonato de cálcio. Qual deles usar depende da cor (para saber se é necessário adicionar carbonato ou não para não diminuir demais o pH) e do estilo (para saber a proporção adequada entre sulfato e cloreto) da cerveja. Se a água é muito mole e deseja-se fazer uma cerveja escura, é apropriado utilizar carbonato de cálcio, para tornar a água menos mole. No caso de cervejas secas, o sabor pode ser realçado através do sulfato e evitando-se o cloreto, então nesse caso utiliza-se gipsita. No caso de cervejas onde deseja-se destacar o malte, como Mild Ale, Brown Ale, Porter, Sweet Stout, etc., pode-se usar mais cloreto de cálcio.

Os diversos sais utilizados e as suas contribuições em termos de íons para cada grama por 20 litros de água é dada na tabela abaixo:

sal

fórmula

1g em 20L

gipsita (sulfato de cálcio diidratado, gesso cervejeiro, “gypsum”)

CaSO4 2H2O

11.6ppm de Ca++, 27.9ppm de SO4–, 29ppm de dureza

Cloreto de cálcio desidratado

CaCl2

18ppm de Ca++, 32ppm de Cl-, 45ppm de dureza

Cloreto de cálcio diidratado

CaCl2 2(H2O)

13.6ppm de Ca++, 24.1ppm de Cl-, 34ppm de dureza

Sal amargo (sal-de-epson, epsomita, sulfato de magnésio heptaidratado, “epsom salt”)

MgSO4 7(H2O)

4.93ppm de Mg++, 19.5ppm de SO4–, 20.3ppm de dureza

Sal não-iodado (cloreto de sódio)

NaCl

19.6ppm Na+, 30.3ppm de Cl-, 0ppm de dureza

Bicarbonato de sódio

NaHCO3

13.7ppm de Na+, 36.3ppm de HCO3-, 0ppm de dureza

Calcita (carbonato de cálcio)

CaCO3

20ppm de Ca, 30ppm de CO3, 50ppm de dureza


Na Dry Stout que fiz, contei com os íons divulgados no rótulo da água Teresópolis e adicionei, para cada 20L de água, 1g de gipsita, 1g de sal amargo, 1/2g de sal de cozinha, e 5g de carbonato de cálcio. A composição da água (arredondando alguns valores) ficou assim, bem próxima do alvo “médio” da água de Dublin:

ingrediente

cálcio

magnésio

sódio

cloreto

sulfato

bicarbonato

dureza

20L água Teresópolis

1

0

2

1

0

7

3

1g de gipsita

12

0

0

0

28

0

29

1g de sal amargo

0

5

0

0

19

0

20

1/2g de sal de cozinha não-iodado

0

0

10

15

0

0

0

5g de carbonato de cálcio

100

0

0

0

0

150

250

Total

113

5

12

16

47

157

302

Alvo

115

4

12

19

55

200

304


Quase todos esses sais podem ser adicionados diretamente na água. A exceção é o carbonato de cálcio, que não dilui bem na água, devendo ser bem mexido quando adicionado, ou então diluído diretamento no mosto, após a adição dos grãos, mexendo também para ajudar na diluição. Ressalto, mais uma vez, que isso é uma das coisas menos importantes no processo. Faço em grande parte só de onda. Os amidos seriam convertidos mesmo com o pH de 5.0 obtido antes da adição de carbonato de cálcio. Talvez apenas o cálcio seja um pouco mais importante.

Se você não encontrar gipsita nem sal não-iodado, pode trabalhar apenas com sal amargo, carbonato de cálcio e bicarbonato de sódio, que podem ser achados em farmácias normais. Talvez só o carbonato de cálcio dê um pouco mais de trabalho; que encontrei em uma única farmácia, mas também pode ser achado em farmácias de manipulação. Usando esses três sais, e trabalhando com água destilada como ponto de partida, podemos fazer a seguinte composição:

ingrediente

cálcio

magnésio

sódio

cloreto

sulfato

bicarbonato

dureza

20L água destilada

0

0

0

0

0

0

0

1g de bicarbonato de sódio

0

0

14

0

0

36

0

2g de sal amargo

0

10

0

0

39

0

20

5g de carbonato de cálcio

100

0

0

0

0

150

250

Total

100

10

14

0

39

186

311

Alvo

115

4

12

19

55

200

304


Mas tomem cuidado caso a sua água não seja tão desprovidade de minerais!

Além dos sais, essa leva contou com vários tipos de maltes tostados, lúpulos ingleses e fermento “Dry English” da White Labs.
Ingredientes para a Dry Stout

E nessa leva contei com a participação especial do Walter Souto como cervejeiro adjunto, digo co-adjuvante, que aqui aparece ajudando na lavagem:
Walter de co-adjuvante

Foram apenas 3,7Kg de malte, sem açúcar, que renderam 22,8L de mosto com 1.042 de OG. Uma eficiência de 93%!!!! Novo recorde! Nesta leva, usei pela primeira vez o meu moinho de rolo, o Crankandstein 3D, que pode ter ajudado nisso.
Crankandstein 3D

A bazooka screen também não teve nenhum problema em filtrar o mosto, apesar da casca vir de apenas 62% dos grãos. Também tive o cuidado de manter a água da lavagem sempre acima de 70C, para aumentar a eficiência.

Agora é esperar o fermento fazer a sua parte e torcer para o resultado sair como o esperado.
Dry Stout fermentando


Na verdade o fermento já fez o seu trabalho, pois a leva é de duas semanas atrás. Só falta carbonatar. A atenuação não foi tão alta como a esperada com esse fermento e a cerveja não ficou tão seca quanto gostaria, mas certamente não ficou ruim, he, he, he. Não está tão boa quanto a Oatmeal Stout do Botto, mas “dá pro gasto”.



PS: Quando tiver tempo, disponibilizo uma calculadora para a adição de sais, assim como uma calculadora para prever o pH da mostura.



Referências:

  • John Alexander (2006), “A Guide to Craft Brewing”, The Crowood Press, Marlborough, Wiltshire, England.
  • Ray Daniels (2000), “Designing Great Beers”, Brewers Publication, Boulder, CO, EUA.
  • Ray Daniels e Jim Parker (1998), “Brown Ale”, Classic Beer Style Series 14, Brewers Publication, Boulder, CO, EUA.
  • George Fix (1999), “Principles of Brewing Science”, Brewers Publication, Boulder, CO, EUA.
  • Terry Foster (1999), “Pale Ale”, Classic Beer Style Series 16, Brewers Publication, Boulder, CO, EUA.
  • Ted Goldammer (1999), “The Brewers’ Handbook”, KVP Publisher, Clifton, VA, EUA.
  • Michael J. Lewis (1995), “Stout”, Classic Beer Style Series 10, Brewers Publication, Boulder, CO, EUA.
  • Dave Miller (1995), “Homebrewing Guide”, Storey Publishing.
  • Randy Mosher (1995), “The Brewer’s Companion”, Alephenalia Publications, Seattle, WA, EUA.
  • John Palmer (1999), “How to Brew”, on-line edition at .