第四节 酿造用水 一、水源 自然界水源种类有：雨水、雪水；地表水（江、河、湖、水库水和浅井水）；地下水（深井 水、泉水）；冰水；海水。啤酒厂选择水源的原则应既要考虑水量充沛和稳定，又要基本符合我 国生活饮用水标准（GB5749－85），另外冷却水的水温越低越好。综合各种水源的水质特性，啤 酒厂的水源应优先考虑采用地下水。地下水的水质特点为： 1．水质清洁，含有机物、悬浮物、胶体物质少。 2．水的温度稳定，水温一般在 5～24℃之间，不受气温和季节影响。 3．水生生物少，没有或很少有微生物，没有致病菌和水生动物及水生植物。 4．溶解盐类高，硬度高。 但在使用地下水时应注意，应优先选择浅层地下水，其次是深层地下水。某些地下水经含矿 盐层时，会受到各种金属矿岩的污染，同时水的硬度高，因此生产应用时，应根据具体要求做相 应的处理。除地下水外，选择其它水源的次序是：(1)城市自来水；(2)湖泊水、水库水；(3)河 水。 二、酿造用水的要求 啤酒生产用水包括酿造用水（直接进入产品中的水如糖化用水、洗糟用水、啤酒稀释用水） 和洗涤、冷却用水及锅炉用水。成品啤酒中水的含量最大，俗称啤酒的"血液"，水质的好坏将直 接影响啤酒的质量，因此酿造优质的啤酒必须有优质的水源。酿造用水的水质好坏主要取决于水 中溶解盐的种类与含量、水的生物学纯净度及气味，这些因素将对啤酒酿造、啤酒风味和稳定性 产生很大影响，因此必须重视酿造用水的质量。 酿造用水直接进入啤酒，是啤酒中最重要的成分之一。酿造用水除必须符合饮用水标准 外，还要满足啤酒生产的特殊要求。淡色啤酒的酿造用水质量要求见表 1-4-1。 表1-4-1 淡色啤酒酿造用水质量要求 项目 单位 理想要求 最高极限 原因 混浊度 透明，无沉 淀 透明，无沉淀 影响麦汁浊度，啤酒容易混浊 色 无色 无色 有色水是污染的水，不能使用 味 20℃无味 50℃无味 20℃无味 50℃无味 若有异味，污染啤酒，口味恶劣 残余碱度 （RA） ºd ≤3 ≤5 （淡色啤酒） 影响糖化醪 PH 值，使啤酒的风味改 变。总硬度 5～20ºd ，对深色啤酒 RA>5ºd，黑啤酒 RA>10ºd pH 值 6.8～7.2 6.5～7.8 不利于糖化时酶发挥作用，造成糖 化困难，增加麦皮色素的溶出，使 啤酒色度增加、口味不佳 总溶解盐类 mg/L 150～200 <500 含盐过高，使啤酒口味苦涩、粗糙 硝酸根态氮 mg/L <0.2 0.5 会妨碍发酵，饮用水硝酸盐含量规
第四节 酿造用水 一、水源 自然界水源种类有：雨水、雪水；地表水（江、河、湖、水库水和浅井水）；地下水（深井 水、泉水）；冰水；海水。啤酒厂选择水源的原则应既要考虑水量充沛和稳定，又要基本符合我 国生活饮用水标准（GB5749－85），另外冷却水的水温越低越好。综合各种水源的水质特性，啤 酒厂的水源应优先考虑采用地下水。地下水的水质特点为： 1．水质清洁，含有机物、悬浮物、胶体物质少。 2．水的温度稳定，水温一般在 5～24℃之间，不受气温和季节影响。 3．水生生物少，没有或很少有微生物，没有致病菌和水生动物及水生植物。 4．溶解盐类高，硬度高。 但在使用地下水时应注意，应优先选择浅层地下水，其次是深层地下水。某些地下水经含矿 盐层时，会受到各种金属矿岩的污染，同时水的硬度高，因此生产应用时，应根据具体要求做相 应的处理。除地下水外，选择其它水源的次序是：(1)城市自来水；(2)湖泊水、水库水；(3)河 水。 二、酿造用水的要求 啤酒生产用水包括酿造用水（直接进入产品中的水如糖化用水、洗糟用水、啤酒稀释用水） 和洗涤、冷却用水及锅炉用水。成品啤酒中水的含量最大，俗称啤酒的"血液"，水质的好坏将直 接影响啤酒的质量，因此酿造优质的啤酒必须有优质的水源。酿造用水的水质好坏主要取决于水 中溶解盐的种类与含量、水的生物学纯净度及气味，这些因素将对啤酒酿造、啤酒风味和稳定性 产生很大影响，因此必须重视酿造用水的质量。 酿造用水直接进入啤酒，是啤酒中最重要的成分之一。酿造用水除必须符合饮用水标准 外，还要满足啤酒生产的特殊要求。淡色啤酒的酿造用水质量要求见表 1-4-1。 表1-4-1 淡色啤酒酿造用水质量要求 项目 单位 理想要求 最高极限 原因 混浊度 透明，无沉 淀 透明，无沉淀 影响麦汁浊度，啤酒容易混浊 色 无色 无色 有色水是污染的水，不能使用 味 20℃无味 50℃无味 20℃无味 50℃无味 若有异味，污染啤酒，口味恶劣 残余碱度 （RA） ºd ≤3 ≤5 （淡色啤酒） 影响糖化醪 PH 值，使啤酒的风味改 变。总硬度 5～20ºd ，对深色啤酒 RA>5ºd，黑啤酒 RA>10ºd pH 值 6.8～7.2 6.5～7.8 不利于糖化时酶发挥作用，造成糖 化困难，增加麦皮色素的溶出，使 啤酒色度增加、口味不佳 总溶解盐类 mg/L 150～200 <500 含盐过高，使啤酒口味苦涩、粗糙 硝酸根态氮 mg/L <0.2 0.5 会妨碍发酵，饮用水硝酸盐含量规
(氮 计) 定为<50mg/L 亚硝酸根态 氮 mg/L (氮 计) 0 0.05 影响糖化进行，妨碍酵母发酵，使 酵母变异，口味改变，并有致癌作 用 氨态氮 mg/L 0 0.5 表明水源受污染的程度 氯化物 mg/L 20～60 <100 适量，糖化时促进酶的作用，提高 酵母活性，啤酒口味柔和；过量， 引起酵母早衰，啤酒有咸味 硫酸盐 mg/L <100 240 过量使啤酒涩味重 铁 mg/L <0.05 <0.1 过量水呈红或褐色，有铁腥味，麦 汁色泽暗 锰 mg/L <0.03 <0.1 过量使啤酒缺乏光泽，口味粗糙 硅酸盐 mg/L <20 <50 麦汁不清，发酵时形成胶团，影响 发酵和过滤，引起啤酒混浊，口味 粗糙 高锰酸钾 消耗量 mg/L <3 <10 超过 10mg/L 时，有机物污染严重， 不能使用 微生物 细菌总数<100 个/ml，不 得有大肠杆菌和八叠球 菌 超标对人体健康有害 三、水中影响啤酒质量的主要因素 1．水的硬度 水中所含钙离子、镁离子和水中存在的碳酸根离子、硫酸根离子、氯离子、硝酸根离子所形 成盐类的浓度称为水的硬度。我国规定 1 升水中含有 10mg 氧化钙为 1ºd（德国度）。淡色啤酒 要求使用 8ºd 以下的软水，深色啤酒可用 12ºd 以上的硬水。硬度的法定计量单位是以 mmol/L 表示的，1mmol/L = 2.804ºd。 水的硬度分为暂时硬度（也称为碳酸盐硬度，指水中钙、镁的碳酸氢盐浓度）、永久硬度（也 称为非碳酸盐硬度，指水中钙、镁的硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等浓度）和负硬度（含钾、钠的碳 酸氢盐浓度），也可以钙硬和镁硬来分类,见表 1-4-2。 表1-4-2 水中钙硬和镁硬的分类 总硬度 钙硬度 镁硬度 Ca（HCO3）2 CaSO4 CaCl2 Ca（NO3）2 Mg（HCO3）2 Mg SO4 Mg Cl2 Mg（NO3）2 水的残余碱度（Residue Alkalinity，简称 RA）是对水中具有降酸作用和增酸离子的综
(氮 计) 定为<50mg/L 亚硝酸根态 氮 mg/L (氮 计) 0 0.05 影响糖化进行，妨碍酵母发酵，使 酵母变异，口味改变，并有致癌作 用 氨态氮 mg/L 0 0.5 表明水源受污染的程度 氯化物 mg/L 20～60 <100 适量，糖化时促进酶的作用，提高 酵母活性，啤酒口味柔和；过量， 引起酵母早衰，啤酒有咸味 硫酸盐 mg/L <100 240 过量使啤酒涩味重 铁 mg/L <0.05 <0.1 过量水呈红或褐色，有铁腥味，麦 汁色泽暗 锰 mg/L <0.03 <0.1 过量使啤酒缺乏光泽，口味粗糙 硅酸盐 mg/L <20 <50 麦汁不清，发酵时形成胶团，影响 发酵和过滤，引起啤酒混浊，口味 粗糙 高锰酸钾 消耗量 mg/L <3 <10 超过 10mg/L 时，有机物污染严重， 不能使用 微生物 细菌总数<100 个/ml，不 得有大肠杆菌和八叠球 菌 超标对人体健康有害 三、水中影响啤酒质量的主要因素 1．水的硬度 水中所含钙离子、镁离子和水中存在的碳酸根离子、硫酸根离子、氯离子、硝酸根离子所形 成盐类的浓度称为水的硬度。我国规定 1 升水中含有 10mg 氧化钙为 1ºd（德国度）。淡色啤酒 要求使用 8ºd 以下的软水，深色啤酒可用 12ºd 以上的硬水。硬度的法定计量单位是以 mmol/L 表示的，1mmol/L = 2.804ºd。 水的硬度分为暂时硬度（也称为碳酸盐硬度，指水中钙、镁的碳酸氢盐浓度）、永久硬度（也 称为非碳酸盐硬度，指水中钙、镁的硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等浓度）和负硬度（含钾、钠的碳 酸氢盐浓度），也可以钙硬和镁硬来分类,见表 1-4-2。 表1-4-2 水中钙硬和镁硬的分类 总硬度 钙硬度 镁硬度 Ca（HCO3）2 CaSO4 CaCl2 Ca（NO3）2 Mg（HCO3）2 Mg SO4 Mg Cl2 Mg（NO3）2 水的残余碱度（Residue Alkalinity，简称 RA）是对水中具有降酸作用和增酸离子的综
合评价，可以预测水中碳酸氢盐、钙硬、镁硬对麦汁和啤酒的影响程度，是衡量水质的一项重要 指标。 水的残余碱度（RA）= 水的总碱度－抵消碱度 当水中不含 NaHCO3 时，水中的 HCO3- 主要与 Ca2+、Mg2+结合，成为相应的盐，此时，水的 总碱度（GA）就是水的碳酸盐硬度（暂时硬度），两者表示方法相同，均以 mmol/L 表示。如果 水中含有 NaHCO3，则水的总硬度大于碳酸盐硬度，此水呈负硬度。 抵消碱度是指 Ca2+、Mg2+的增酸效应抵消碳酸氢盐降酸作用所形成的碱度。 抵消碱度为：钙硬/3.5 + 镁硬/7 因此，水的残余碱度（RA）为： RA = GA －（钙硬/3.5 + 镁硬/7） 酿造不同的啤酒，对水的 RA 值要求也不同。淡色啤酒 RA 值≤5ºd，深色啤酒 RA 值＞5ºd， 黑色啤酒 RA 值＞10ºd。 若酿造淡色啤酒，除 RA 值之外，总硬度应＜35ºd（视 RA 值而定）；非碳酸盐硬度与碳酸 盐硬度的比值为（2.5～3.0）：1；钙硬度：镁硬度＞3：1。但一般酿造水很难达到，可以通过 调酸去暂时硬度，加入钙盐增加永久硬度来改善比值。加酸能显著降低 RA 值，但在实际生产中 单靠加酸来降低 RA 值，不仅增加了产品成本也很难达到好效果。当水总硬度和暂时硬度都很高 时，应考虑采用其他方法对水进行处理，降低总硬度和暂时硬度，这样才能从根本上达到改良水 质的目的。 水的硬度并非愈小愈好，实验证明水的硬度过小对酵母的生长繁殖不利。表现在发酵过程中， 会出现降糖缓慢，发酵时间过长，易染菌等现象。所以对水的硬度的要求，应根据所使用的酵母 菌种和产品的类型而定。 不同地区的水，具有不同的总硬度，并且可以酿制出不同类型的啤酒。 当 Ca2+含量在 40 mg/L～70mg/L 之间，能保持啤酒糖化时淀粉液化酶的耐热性。如麦汁含 Ca2+在 80 mg/L～100mg/L 时，可促进麦汁煮沸时形成单宁－蛋白质－钙的复合物，有利于热凝 固蛋白质的絮凝。啤酒发酵中有 30 mg/L 以上 Ca2+时，能促进酵母的凝聚性，也能促进形成草 酸钙（啤酒石）的沉结。但过多 Ca2+会阻碍酒花 a－酸的异构，并使酒花苦味变得粗糙。 Mg2+的影响和钙相似，在麦芽中含量约为 130 mg/L。啤酒酿造用水含有 10 mg/L～15mg/L 的 Mg2+已足够，不宜超过 80mg/L。当啤酒中含 Mg2+超过 40mg/L 时，会使啤酒变得干、苦味重。 According to Salac（1957）指出啤酒中的 Ca2+ 、Mg2+平衡对啤酒风味有重要影响，当 Ca2+： Mg2+ = 47：24，啤酒有柔和协调的风味。 2．水中离子对 pH 值的影响 水中的离子如钙、镁和碳酸氢根离子对糖化醪液和麦汁的 pH 值影响较大，具体如下： (1)碳酸氢盐的降酸作用 麦芽中的磷酸二氢钾使麦芽醪偏向酸性，并与水中形成暂时硬度的碳 酸氢盐反应，生成 K2HPO4，而使醪液酸度降低，pH 值上升。 2KH2PO4 + Ca（HCO3）2 → CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2↑ 有过量的 Ca（HCO3）2 存在时，则上述反应继续，形成 Ca3（PO4）2 沉淀。 4KH2PO4 + 3 Ca（HCO3）2→ Ca3（PO4）2↓ + 2 K2HPO4 + 2H2O+ 2CO2↑ 同理： 2KH2PO4 + Mg（HCO3）2→ MgHPO4 + K2HPO4 + 2H2O+ 2CO2↑ 酿造水中，镁离子含量一般较钙离子低，不易进行到 Mg3（PO4）2，而只形成 MgHPO4 为 止。MgHPO4 呈碱性，溶解于水，与碱性的 K2HPO4 共存，使醪液酸度降低，pH 值上升。因此，Mg （HCO3）2 降酸作用比 Ca（HCO3）2 强。 水中的碳酸氢钙（镁）可使麦芽醪液中的磷酸二氢钾转变成磷酸氢二钾，使麦芽醪液酸度下 降。酸度下降会给生产工艺带来诸多的不便，如：影响酶的最适作用条件，糖化效果差，麦汁收
合评价，可以预测水中碳酸氢盐、钙硬、镁硬对麦汁和啤酒的影响程度，是衡量水质的一项重要 指标。 水的残余碱度（RA）= 水的总碱度－抵消碱度 当水中不含 NaHCO3 时，水中的 HCO3- 主要与 Ca2+、Mg2+结合，成为相应的盐，此时，水的 总碱度（GA）就是水的碳酸盐硬度（暂时硬度），两者表示方法相同，均以 mmol/L 表示。如果 水中含有 NaHCO3，则水的总硬度大于碳酸盐硬度，此水呈负硬度。 抵消碱度是指 Ca2+、Mg2+的增酸效应抵消碳酸氢盐降酸作用所形成的碱度。 抵消碱度为：钙硬/3.5 + 镁硬/7 因此，水的残余碱度（RA）为： RA = GA －（钙硬/3.5 + 镁硬/7） 酿造不同的啤酒，对水的 RA 值要求也不同。淡色啤酒 RA 值≤5ºd，深色啤酒 RA 值＞5ºd， 黑色啤酒 RA 值＞10ºd。 若酿造淡色啤酒，除 RA 值之外，总硬度应＜35ºd（视 RA 值而定）；非碳酸盐硬度与碳酸 盐硬度的比值为（2.5～3.0）：1；钙硬度：镁硬度＞3：1。但一般酿造水很难达到，可以通过 调酸去暂时硬度，加入钙盐增加永久硬度来改善比值。加酸能显著降低 RA 值，但在实际生产中 单靠加酸来降低 RA 值，不仅增加了产品成本也很难达到好效果。当水总硬度和暂时硬度都很高 时，应考虑采用其他方法对水进行处理，降低总硬度和暂时硬度，这样才能从根本上达到改良水 质的目的。 水的硬度并非愈小愈好，实验证明水的硬度过小对酵母的生长繁殖不利。表现在发酵过程中， 会出现降糖缓慢，发酵时间过长，易染菌等现象。所以对水的硬度的要求，应根据所使用的酵母 菌种和产品的类型而定。 不同地区的水，具有不同的总硬度，并且可以酿制出不同类型的啤酒。 当 Ca2+含量在 40 mg/L～70mg/L 之间，能保持啤酒糖化时淀粉液化酶的耐热性。如麦汁含 Ca2+在 80 mg/L～100mg/L 时，可促进麦汁煮沸时形成单宁－蛋白质－钙的复合物，有利于热凝 固蛋白质的絮凝。啤酒发酵中有 30 mg/L 以上 Ca2+时，能促进酵母的凝聚性，也能促进形成草 酸钙（啤酒石）的沉结。但过多 Ca2+会阻碍酒花 a－酸的异构，并使酒花苦味变得粗糙。 Mg2+的影响和钙相似，在麦芽中含量约为 130 mg/L。啤酒酿造用水含有 10 mg/L～15mg/L 的 Mg2+已足够，不宜超过 80mg/L。当啤酒中含 Mg2+超过 40mg/L 时，会使啤酒变得干、苦味重。 According to Salac（1957）指出啤酒中的 Ca2+ 、Mg2+平衡对啤酒风味有重要影响，当 Ca2+： Mg2+ = 47：24，啤酒有柔和协调的风味。 2．水中离子对 pH 值的影响 水中的离子如钙、镁和碳酸氢根离子对糖化醪液和麦汁的 pH 值影响较大，具体如下： (1)碳酸氢盐的降酸作用 麦芽中的磷酸二氢钾使麦芽醪偏向酸性，并与水中形成暂时硬度的碳 酸氢盐反应，生成 K2HPO4，而使醪液酸度降低，pH 值上升。 2KH2PO4 + Ca（HCO3）2 → CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2↑ 有过量的 Ca（HCO3）2 存在时，则上述反应继续，形成 Ca3（PO4）2 沉淀。 4KH2PO4 + 3 Ca（HCO3）2→ Ca3（PO4）2↓ + 2 K2HPO4 + 2H2O+ 2CO2↑ 同理： 2KH2PO4 + Mg（HCO3）2→ MgHPO4 + K2HPO4 + 2H2O+ 2CO2↑ 酿造水中，镁离子含量一般较钙离子低，不易进行到 Mg3（PO4）2，而只形成 MgHPO4 为 止。MgHPO4 呈碱性，溶解于水，与碱性的 K2HPO4 共存，使醪液酸度降低，pH 值上升。因此，Mg （HCO3）2 降酸作用比 Ca（HCO3）2 强。 水中的碳酸氢钙（镁）可使麦芽醪液中的磷酸二氢钾转变成磷酸氢二钾，使麦芽醪液酸度下 降。酸度下降会给生产工艺带来诸多的不便，如：影响酶的最适作用条件，糖化效果差，麦汁收
得率降低，可发酵性糖降低，酒花苦味粗糙，发酵缓慢，发酵时间延长，发酵度降低。 (2)Ca2+、Mg2+的增酸作用 K2HPO4 与形成永久硬度的硫酸盐（或氯化物）作用，使碱性的 K2HPO4 又恢复为酸性的 KH2PO4： 4K2HPO4 +3CaSO4 = Ca3（PO4）2↓ + 2K2HPO4+ 3K2SO4 同理： 4K2HPO4 +3MgSO4 = Mg3（PO4）2↓ + 2KH2PO4+ 3K2SO4 由于 MgSO4 形成的酸性 KH2PO4 较 CaSO4 形成的少，Ca2+的增酸作用强，是 Mg2+的 2 倍， 且 Mg2+的风味欠佳，生产中采用 CaSO4 或 CaCl2 增酸，调节 pH 值。 3．Na+、K+的影响 啤酒中钠和钾主要来自于原料，其次才是酿造水。啤酒中 Na+、K+过高容易使浅色啤酒 变得粗糙，不柔和，一般啤酒中 Na+：K+常常在 50～100 ：300～400。因此要求酿造用水中的 Na+、K+含量较低，若两者超过 100mg/L，则这种水不适宜酿造浅色啤酒。 4．Fe2+、Mn2+的影响 优质啤酒含Fe2+应少于0.1mg/L，若啤酒中含Fe2+＞0.5mg/L，会使啤酒泡沫不洁白，加速 啤酒的氧化浑浊。若啤酒中含 Fe2+＞1mg/L 会使啤酒着色，并具有空洞感，铁腥味。酿造水中的 Fe2+最高限量，文献报道不一，一般认为应低于 0.2 mg/L～0.3 mg/L。 Mn2+对啤酒影响与 Fe2+相似，同时它是多种酶的辅基，尤其能促进蛋白酶活性。当 Mn2+水 平超过 0.5mg/L 时，会干扰发酵，并使啤酒着色。酿造水中 Mn2+应低于 0.2mg/L。 5．Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影响 重金属是酵母的毒物，会使酶失活，导致啤酒浑浊。除 Zn2+以外的重金属离子在酿造水中 均应低于 0.05mg/L。 Zn2+是酵母生长必需的无机离子，如果麦汁中含有 0.1 mg/L～0.5mg/L 的 Zn2+，酵母能旺 盛生长，发酵力强，同时它还能增强啤酒泡沫的强度。酿造用水中 Zn2+可以放宽到低于 2 mg/L。 6．SO42-的影响 酿造水中SO42-经常和Ca2+结合，在酿造中能消除HCO3-引起的碱度和促进蛋白质絮凝，有 利于麦汁的澄清。酿造浅色啤酒的水中含 SO42-可以在 50 mg/L～70mg/L 之间，过多也会引起啤 酒的干苦和不愉快味道，使啤酒的挥发性硫化物的含量增加。 7．Cl-的影响 Cl-对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作用。Cl-能赋予啤酒丰满的酒体，爽口、柔和的风味。 酿造水中 Cl-含量应在 20 mg/L～60mg/L 之间，最高不能超过 100mg/L。麦汁中 Cl-＞300mg/L 时，会引起酵母早衰、发酵不完全和啤酒口味粗糙。现在啤酒酿造水改良时，常用 CaCl2 代替 CaSO4，因为它不形成苦涩的 Mg SO4 沉淀。 8．NO2-、NO3-的影响 NO2-是国际公认的致癌物质，也是酵母的强烈毒素，它会改变酵母的遗传和发酵性状，甚至 抑制发酵。在糖化时会破坏酶蛋白，抑制糖化，它还能给啤酒带来不愉快的气味，酿造水中应不 含有 NO2-。当它的含量＞0.1mg/L 时，这种水应禁止作为酿造水。 NO3-有害作用较小，清洁水中很少有多量的 NO3-。在受到生物废物特别是粪便污染时，水 会含有较高的 NO3-。饮用水的 NO3-标准为＜5.0mg/L，与啤酒酿造用水的要求相近。 9．F-的影响 啤酒酿造水中如果 F-＞10mg/L 会抑制酵母生长，使发酵不正常。酿造用水不应含有 F-。 10．SiO32-、SiO2 的影响 几乎所有的天然水中均含有SiO32-，火山地带的水中SiO32-的含量高达50 mg/L～100mg/L。 硅酸在啤酒酿造中会和蛋白质结合，形成胶体浑浊，在发酵时也会形成胶团吸附在酵母上，降低 发酵度，并使啤酒过滤困难。因此高含量的硅酸是酿造水的有害物质。慕尼黑的水含 SiO32-为
得率降低，可发酵性糖降低，酒花苦味粗糙，发酵缓慢，发酵时间延长，发酵度降低。 (2)Ca2+、Mg2+的增酸作用 K2HPO4 与形成永久硬度的硫酸盐（或氯化物）作用，使碱性的 K2HPO4 又恢复为酸性的 KH2PO4： 4K2HPO4 +3CaSO4 = Ca3（PO4）2↓ + 2K2HPO4+ 3K2SO4 同理： 4K2HPO4 +3MgSO4 = Mg3（PO4）2↓ + 2KH2PO4+ 3K2SO4 由于 MgSO4 形成的酸性 KH2PO4 较 CaSO4 形成的少，Ca2+的增酸作用强，是 Mg2+的 2 倍， 且 Mg2+的风味欠佳，生产中采用 CaSO4 或 CaCl2 增酸，调节 pH 值。 3．Na+、K+的影响 啤酒中钠和钾主要来自于原料，其次才是酿造水。啤酒中 Na+、K+过高容易使浅色啤酒 变得粗糙，不柔和，一般啤酒中 Na+：K+常常在 50～100 ：300～400。因此要求酿造用水中的 Na+、K+含量较低，若两者超过 100mg/L，则这种水不适宜酿造浅色啤酒。 4．Fe2+、Mn2+的影响 优质啤酒含Fe2+应少于0.1mg/L，若啤酒中含Fe2+＞0.5mg/L，会使啤酒泡沫不洁白，加速 啤酒的氧化浑浊。若啤酒中含 Fe2+＞1mg/L 会使啤酒着色，并具有空洞感，铁腥味。酿造水中的 Fe2+最高限量，文献报道不一，一般认为应低于 0.2 mg/L～0.3 mg/L。 Mn2+对啤酒影响与 Fe2+相似，同时它是多种酶的辅基，尤其能促进蛋白酶活性。当 Mn2+水 平超过 0.5mg/L 时，会干扰发酵，并使啤酒着色。酿造水中 Mn2+应低于 0.2mg/L。 5．Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影响 重金属是酵母的毒物，会使酶失活，导致啤酒浑浊。除 Zn2+以外的重金属离子在酿造水中 均应低于 0.05mg/L。 Zn2+是酵母生长必需的无机离子，如果麦汁中含有 0.1 mg/L～0.5mg/L 的 Zn2+，酵母能旺 盛生长，发酵力强，同时它还能增强啤酒泡沫的强度。酿造用水中 Zn2+可以放宽到低于 2 mg/L。 6．SO42-的影响 酿造水中SO42-经常和Ca2+结合，在酿造中能消除HCO3-引起的碱度和促进蛋白质絮凝，有 利于麦汁的澄清。酿造浅色啤酒的水中含 SO42-可以在 50 mg/L～70mg/L 之间，过多也会引起啤 酒的干苦和不愉快味道，使啤酒的挥发性硫化物的含量增加。 7．Cl-的影响 Cl-对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作用。Cl-能赋予啤酒丰满的酒体，爽口、柔和的风味。 酿造水中 Cl-含量应在 20 mg/L～60mg/L 之间，最高不能超过 100mg/L。麦汁中 Cl-＞300mg/L 时，会引起酵母早衰、发酵不完全和啤酒口味粗糙。现在啤酒酿造水改良时，常用 CaCl2 代替 CaSO4，因为它不形成苦涩的 Mg SO4 沉淀。 8．NO2-、NO3-的影响 NO2-是国际公认的致癌物质，也是酵母的强烈毒素，它会改变酵母的遗传和发酵性状，甚至 抑制发酵。在糖化时会破坏酶蛋白，抑制糖化，它还能给啤酒带来不愉快的气味，酿造水中应不 含有 NO2-。当它的含量＞0.1mg/L 时，这种水应禁止作为酿造水。 NO3-有害作用较小，清洁水中很少有多量的 NO3-。在受到生物废物特别是粪便污染时，水 会含有较高的 NO3-。饮用水的 NO3-标准为＜5.0mg/L，与啤酒酿造用水的要求相近。 9．F-的影响 啤酒酿造水中如果 F-＞10mg/L 会抑制酵母生长，使发酵不正常。酿造用水不应含有 F-。 10．SiO32-、SiO2 的影响 几乎所有的天然水中均含有SiO32-，火山地带的水中SiO32-的含量高达50 mg/L～100mg/L。 硅酸在啤酒酿造中会和蛋白质结合，形成胶体浑浊，在发酵时也会形成胶团吸附在酵母上，降低 发酵度，并使啤酒过滤困难。因此高含量的硅酸是酿造水的有害物质。慕尼黑的水含 SiO32-为
5.6mg/L，比尔森酿造水的含量为 12mg/L，一般认为 SiO32-的含量＞50mg/L 的水是绝对不能用 于酿造啤酒的。 11．余氯的影 天然水不含余氯。自来水中的余氯是供水厂在水处理中加氯气或漂白粉消毒带来的。 啤酒酿造水中应绝对避免有余氯的存在。因其是强烈的氧化剂，会破坏酶的活性，抑制酵母 发酵。所以，用自来水或自供水（用氯消毒的水）做酿造水时必须经过活性炭脱氯。 四、水的处理方法与操作 1．加酸法 加酸可将碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，使水的残余碱度降低，降低麦芽汁的 pH 值，使 糖化操作能够顺利进行。 酸的种类有乳酸、磷酸、盐酸或硫酸，一般以加乳酸者多。推荐将食用磷酸和盐酸或硫酸结 合使用，其中糖化锅、调节洗糟用水 pH 值可添加盐酸或硫酸，并且可以取消石膏或氯化钙。调 节煮沸锅麦汁 pH 值可用磷酸或乳酸。加酸量除与 pH 值有关外，还要注意定型麦汁的总酸含量不 能超标。 2．加石膏或氯化钙 加石膏可以消除HCO3－、CO32－的碱度，消除K2HPO4 的碱性，起到调整水中钙离子的浓度 等作用。 3．电渗析法 工作原理：水中的溶解盐类，多数以离子形式存在，在外加直流电场的作用下，利用阴、阳 离子交换膜，使水中离子具有选择透过性的特点，使水中一部分离子迁移到另一部分水中，从而 达到除去盐类的目的。一般除盐率达到 58%～68%，即可以降低水的硬度，pH 值也能达到使用要 求。 4．反渗透法 反渗透法处理水的原理是：待处理原水在外界高压下，克服水溶液本身的渗透压，使水分子 通过半渗透膜，而盐类不能透过，达到除去水中各种盐类，降低水的硬度和除去有害离子的作用。 5．石灰水法 酿造淡色啤酒时，通常采用石灰水法处理碳酸盐硬度较高（8ºd 以上）而永久硬度较低的酿 造用水。水中的镁硬度小于 3ºd 时，通常采用一步法；碳酸盐硬度较高（8ºd 以上）而永久硬度 较低的酿造用水，水中的镁硬度较高时，采用石灰水二步法处理。 6．离子交换法 离子交换法在水处理和制造高纯水中应用最广泛，大型啤酒企业酿造水的处理常采用此法。 基本原理：离子交换法是用一种离子交换剂和水中溶解的某些阴、阳离子发生交换反应，借 以除去水中有害离子。在交换反应中，水中离子被离子交换剂吸附，离子交换剂中的 H+和 OH- 进入水中，从而除去水中存在的阴、阳两类离子。吸附水中离子的离子交换剂，可通过 HCl、NaOH 洗涤再生，反复使用
5.6mg/L，比尔森酿造水的含量为 12mg/L，一般认为 SiO32-的含量＞50mg/L 的水是绝对不能用 于酿造啤酒的。 11．余氯的影 天然水不含余氯。自来水中的余氯是供水厂在水处理中加氯气或漂白粉消毒带来的。 啤酒酿造水中应绝对避免有余氯的存在。因其是强烈的氧化剂，会破坏酶的活性，抑制酵母 发酵。所以，用自来水或自供水（用氯消毒的水）做酿造水时必须经过活性炭脱氯。 四、水的处理方法与操作 1．加酸法 加酸可将碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，使水的残余碱度降低，降低麦芽汁的 pH 值，使 糖化操作能够顺利进行。 酸的种类有乳酸、磷酸、盐酸或硫酸，一般以加乳酸者多。推荐将食用磷酸和盐酸或硫酸结 合使用，其中糖化锅、调节洗糟用水 pH 值可添加盐酸或硫酸，并且可以取消石膏或氯化钙。调 节煮沸锅麦汁 pH 值可用磷酸或乳酸。加酸量除与 pH 值有关外，还要注意定型麦汁的总酸含量不 能超标。 2．加石膏或氯化钙 加石膏可以消除HCO3－、CO32－的碱度，消除K2HPO4 的碱性，起到调整水中钙离子的浓度 等作用。 3．电渗析法 工作原理：水中的溶解盐类，多数以离子形式存在，在外加直流电场的作用下，利用阴、阳 离子交换膜，使水中离子具有选择透过性的特点，使水中一部分离子迁移到另一部分水中，从而 达到除去盐类的目的。一般除盐率达到 58%～68%，即可以降低水的硬度，pH 值也能达到使用要 求。 4．反渗透法 反渗透法处理水的原理是：待处理原水在外界高压下，克服水溶液本身的渗透压，使水分子 通过半渗透膜，而盐类不能透过，达到除去水中各种盐类，降低水的硬度和除去有害离子的作用。 5．石灰水法 酿造淡色啤酒时，通常采用石灰水法处理碳酸盐硬度较高（8ºd 以上）而永久硬度较低的酿 造用水。水中的镁硬度小于 3ºd 时，通常采用一步法；碳酸盐硬度较高（8ºd 以上）而永久硬度 较低的酿造用水，水中的镁硬度较高时，采用石灰水二步法处理。 6．离子交换法 离子交换法在水处理和制造高纯水中应用最广泛，大型啤酒企业酿造水的处理常采用此法。 基本原理：离子交换法是用一种离子交换剂和水中溶解的某些阴、阳离子发生交换反应，借 以除去水中有害离子。在交换反应中，水中离子被离子交换剂吸附，离子交换剂中的 H+和 OH- 进入水中，从而除去水中存在的阴、阳两类离子。吸附水中离子的离子交换剂，可通过 HCl、NaOH 洗涤再生，反复使用