pH ve Gücü
Yazar: Nico Freccia, Haziran 1997
Çeviren ve uyarlayan: Sertaç Akar
Mayşenizdeki, şerbetinizdeki, şıranızdaki ve genç biranızdaki pH seviyesi tüm enzim, şerbetçiotu ve maya aktivitesini doğrudan etkiler. pH’ı anlayıp da seviyesini kontrol edebilirseniz her zamankinden daha lezzetli biralar tadabilirsiniz.
pH ne kadar önemliyse onu anlamak da o kadar zordur. Yok suyun pH’ı, yok mayşenin pH’ı, yok şıranın pH’ı derken kafalar karışır. Peki pH nedir, onu bu kadar önemli kılan şey nedir ve de bir ev biracısı olarak pH hakkında ne bilmeliyiz, ne kadarını bilmeliyiz?
Neyin Nesidir?
pH terimi bir sıvının asit ve baz derecesini ifade eder. “p” harfi “H” harfinin yani hidrojen yoğunluğunun negatif algoritmasıdır (pH = -log[H+]). pH cetveli 1 ila 14 arasındadır. 7 nötrdür, 7’nin altı asitik, 7’nin üstü baziktir (alkali). Cetvel logaritmik olarak 10 ve katlarına göre ilerler, mesela 5 pH, 6 pH’a göre 10 kat ve 7 pH’a göre 100 kat daha fazla asitiktir.
Peki teknik açıklamalar bir yana bir ev biracısı için pH ne anlama gelir?
Mayşenin pH seviyesi enzim aktivitesini etkiler. Amilazların (bir enzim ailesidir) şekerleşmedeki (saccharification) (nişastanın fermente edilebilir şekerlere özellikle maltoza dönüşmesi demektir) ve jelleşmedeki aktivitesi için kritik bir öneme sahiptir. Değişik enzimler mayşede belirli bir pH seviyesinde harekete geçerler ama bu sizi korkutmasın bu pH seviyesi yeterli bir aralığa sahiptir, 5,2 ila 5,5 arası yeterli olur. Maya da 5,5 pH seviyesinde iyi bir gelişme gösterir. Maya fermantasyona girdikçe şıranın da pH seviyesi düşer, ta ki bakterilerin pek de rahat edemeyeceği seviyelere kadar. Mayşede istenen pH seviyesini tutturmak şerbetçiotunun kaynamadaki çözünmesini de etkiler; Protein seviyesini ayarlamaya yardımcı olur; Biraya berraklık kazandırır; Renge etki eder; Ve de en son aromayı değiştirir.
Bira Yapımında pH Nasıl Etki Eder
Biraz kimya ve biyoloji çalışmak mayşe ve şerbetteki pH seviyesini optimuma getirmek için yeterlidir. Biyolojik bir sistem sabit ve dengede kalmak için çaba harcar, buna Homeostaz (homeostasis), hücre dışı gerçekleşen olaylar karşısında hücrenin kendi metabolizmasını ve kendi iç dengesini koruma eğilimi diyebiliriz. pH seviyesini korumak ve ani pH değişiminlerine karşı koymak burada bizim konumuza giriyor. pH söz konusu olduğunda biyolojik bir sistem bunu “dengeleyiciler” ya da tamponlar (buffers) vasıtasıyla yapmaya çalışır. Insan vücudundaki dengeleyiciler sayesinde mesela pH seviyesi 3,5-4 olan bir birayı içebiliyoruz ve kanımız 7,4 olan pH seviyesinde kalmaya devam edebiliyor.
Saf su (H2O) nötrdür ve pH seviyesi 7’dir. Saf olmasının nedeni her zaman aynı sayıda H+ ve OH- iyonlararına sahip olmasıdır. Saf suda bazı su molekülleri H+ ve OH- olarak iyonlaşır. Eğer H+ iyon seviyesi yüksek bir bileşik suya katılırsa suyun H+ seviyesi yükselir ve su asitik bir yapıya dönüşür ve pH düşer. Dengeleyiciler pH seviyesini sabit tutmaya çalışırlar eğer asit ve baz dengesi bozulursa bunu H+ ve HO- iyonlarını azaltıp çoğaltarak sağlamaya çalışırlar.
Maltlaşmış arpa fosfat içerir ki bu da asitik dengeleyici olduğunu bize söyler. Bir tahıl maltıyla mayşeleme yapıyorsanız bu fosfat dengeleyicileri sayesinde suyun yaklaşık 5,6 pH seviyesine ulaşmasını sağlıyorsunuz demektir. Sonuçta kullandığınız suyun iç pH seviyesinin pek bir önemi yoktur çünkü sudaki iyonlarla malttaki dengeleyici bileşikler hep bir etkileşim içindedirler ve suyun pH’ını değiştirirler. Unutmayın mayşenin optimum pH değeri 5,2 ila 5,5 arasındadır, bu sayede mayşe dönüşümü gerçekleştirmeyi biraz daha garantiler, şerbetçiotu daha iyi çözünür ve diğer karakteristik özellikler daha kolay sağlanmış olur. Bu aşamada mayşeleme suyu devreye girer.
pH ve Mayşeleme Suyu
Gelelim en zor kısıma. pH seviyesini mayşede ayarlayabilmek için kullandığınız suyun mineral içeriğini bilmek zorundasınız. Kullandığınız suyun mineral değerleri eğer yayınlanıyorsa şanslısınız. Belediyeler ve damacana su satanlar bu değerleri de yayınlamak zorundalar. Kaynak suyu, kuyu suyu, artezyen, tulumba gibi bir açık kaynaktan su kullanıyorsanız bu iş imkansız hale gelir.
Mayşe pH’ını etkileyen iyonlar kalsiyum, magnezyum, karbonat ve bikarbonat iyonlarıdır. Bu iyonlar eğer yayınlanıyorsa ya ppm (milyoda bir) ya da mg/l (litrede miligram) olarak verilir, bu ikisi de eşit ölçülerdir. Kalsiyum bizim için en temel iyondur. Mayşe pH’ını 5,2 -5,5 seviyesine düşürmek ve malt fosfatının dengeleyici kapasitesini alt etmek için önemlidir. Kalsiyumun en ideal yoğunluğu 50 ila 150 ppm arasındadır. Magnezyum da kalsiyum gibi davranır ama pH düşürme açısından pek elverişli değildir. Ideal kalsiyum yoğunluğu düşük karbonat-bikarbonat seviyesi ile dengelenmelidir. Karbonat ve bikarbonat iyonları kalsiyum üzerinde ters etkide bulunurlar. Bikarbonatlar güçlü baz etkisine sahiptirler ve yüksek miktarlara ulaşırlarsa pH seviyesini aşırı bir şekilde yükseltirler. Karbonat ve bikarbonat iyonlar 50 ppm altında tutulmaldırlar.
Karbonat ve bikarbonat iyonları su analizinde birlikte gösterilirler ve simgeleri CO3’tür. Ama baz ve sertlik başlığı altında verilemelidirler ve CaCO3 olarak temsil edilmelidirler. Bu bazik ve sertlik özelliğin kalsiyum, karbonat ve bikarbonat iyonlarından oluştuğunu ifade eder. Baz ve sertlik için iki değeri karşılaştırmalısınız. Eğer baz derecesi sertlik derecesinden yüksekse karbonat iyonlarını sudan uzaklaştırmanız gerekir ki mayşede pH yükselmesini engelleyebilesiniz. Eğer sertlik derecesi bazlık derecesinden yüksekse karbonata karşılık kalsiyum oranının mayşeleme için uygun olduğunu söyleyebiliriz. Eğer ikisi de eşitse ve düşükse (50 ppm altındaysa) kalsiyum sulfat veya kalsiyum klorit ekleyerek dengeleme yapılıp mayşeleme için uygun hale getirilebilir.
Minerallerle Oynamak
Gördüğünüz gibi, sudaki iyon yoğunluğu mayşe pH’ı üzerinde oldukça etkilidir. Maltın cinsi de diğer önemli faktördür. Koyu maltlar doğal olarak asitiktirler karbonatlı suların dengeleyici gücüyle baş edebilirler ve pH seviyesini doğru değerlere getirebilirler.
Mayşenin şerbetin pH seviyesini değiştirmek ya mineral iyonlarını artırıp azaltarak ya da organik asit ekleyerek mümkündür. Tuz mineralleri eklemek en yaygın yöntemdir. Alçı taşı gibi mineral tuzları pozitif ve negatif yüklü iyonlar içerir. Alçı taşı kalsyum iyonunu sülfat iyonu ile birleştirir ve mayşeyi asidite etmek için en ideal kalsiyum kaynağıdır. 20 litre suya bir çay kaşığı alçı taşı eklemek kalsiyum seviyesini yaklaşık 60 ppm seviyesine rahatça çıkarır.
Dikkat eğer kullanacağınız suyu arındırmak için yarım saatten fazla kaynatırsanız içindeki kalsiyumu kaybedersiniz. Çünkü kalsiyum ve karbonlar birleşir ve beyaz bir tabaka oluştururak kalır. Karbonlardan kurtulursunuz ama kalsiyumdan olursunuz.
Eğer yapacağınız birada pale malt ve yumuşak bir su kullanacaksanız asit demlemesi yapsanız iyi olur. Asit demlemesi süresince fitaz enzimi (phytase) fitini kırar, kalsiyum ve magnezyum içeren fosfat da fitic asite dönüşür. Diğer bir deyişle fitaz mayşe pH’ının düşmesini sağlar. Bu enzim en iyi 30-53 derece sıcaklıkta çalışır.
Asit demlemesi mayşeyi uygun bir seviyeye getirir ve mayaya mineral ve besin desteği sağlar. Ama birada koyu malt kullanılıyorsa asit demlemesi yapmaya gerek kalmaz.
Asiti yükseltmek için bir diğer alternatif de mayşeye laktik asit eklemektir. Lactic asit birayla gayet iyi işbirliği yapar ve biranın aromasını değiştirmez. Ama kullanım oranına miktarına dikkat etmek gerekir.
Tekrar edelim, koyu (kavrulmuş) maltlar mayşenin pH seviyesini düşürür. Hatta kristal malt asitik bir etkide bulunur. Kötü bir suyu adam etmenin yolu koyu malt kullanım oranını artırmaya bakar. Bizi pek ilgilendirmez ama dünyanın pek çok ünlü bira merkezi, özellikle Londra, Dublin ve Münih, kalsiyum açısından düşük ama karbonat açısından yüksek su kullanırlar. Mayşeyi daha asitik bir seviyeye çekmeden pale ale ya da lager yapmaları bu yüzden mümkün olmaz. O yüzden geleneksel olarak porter gibi koyu biralar üretirler. Çünkü kullandıkları koyu maltın asitik yapısı sudaki karbonata bir tampon oluşturur ve pH seviyesini başarıyla dengeler.
pH ve Yağmurlama Suyu (sparge)
Yağmurlama suyu pH seviyesi olarak 6’nın altında olmalıdır. Yüksek sıcaklıktaki yağmurlama suyu eğer bu seviyenin üzerinde bir pH seviyesine sahipse bunun sonucu tanen, silikat ve malttan gelen istenmeyen bileşikler olur. Bunlar da kötü aromaya ve bulanıklığa neden olacaktır. Yağmurlama suyu mayşeye karışacağı için pH seviyesi pek problem olamayabilir. Bu biraz da ne kadar yağmurlama suyu kullandığınıza bağlı. Dikkat edilecek nokta suyun fazla karbonat içermemesidir.
Çok yumuşak su ve çok açık pale malt kullanmadığınız sürece endişe etmenizi gerektirecek bir durum oluşmaz. Çoğun zaman mayşe kendi başının çaresine bakar. Özel bir bira yapacaksanız işler değişir tabi, bu durumda pH seviylerini sık sık ölçmeniz gerekebilir.
Not: pH ölçümü için mayşe sıcaklığı 20 derece olmalıdır.