啤酒釀造用水水質要求及水質與釀造的關係
釀造水的特性影響著啤酒風味。如水被藍綠藻的代謝產物汙染時，會引起鐵腥味、土腥味及黴味；水中高的碘含量可能引起異常氯酚造成墨水味或藥味；氯帶有刺激的氣味，部分被氧化後形成嚴重的氯酚氣味。
影響釀造水質量的重要指標
1、pH值
雖然水的 pH 值可以通過加酸或加石膏等方法加以調節，但會影響啤酒的口味，改變水體的離子平衡。水的pH值過低可能是雜菌汙染所致；pH 值過高會引起糖化醪液 pH 值的相應升高，影響糖化過程酶的作用、多酚的溶出及蛋白質的凝固。釀造水的pH值對釀造過程有著一定的影響，但受影響的主要是麥汁，當麥汁的pH值下降時，會帶來一些積極的效果，如麥汁產量上升、利於含氮物質的浸出、利於總體苦味的降低、泡沫穩定性的改善、促進凝固物的形成、顏色變淺等。
2、鹼度
水的鹼度是溶解在水中能與強酸作用的鹽類濃度，比較重要的是殘餘鹼度（RA），它可以間接反映出將釀造水調到合理 pH 值的酸消耗量，當水中加入了強酸，而 pH 值在其緩衝機制的作用下沒有下降很多時，這種中和能力就表現出來了。釀造水的總鹼度影響麥汁的pH值，糖化過程中，麥芽產出略帶酸性的溶出物質，水中的鹼度對中和此酸性有一定的緩衝作用。
3、硬度
水的硬度對釀造用水來說是一個很重要的指標，世界啤酒行業中幾種著名類型的啤酒對釀造用水的硬度均有非常嚴格的要求。釀造不同類型的啤酒，水的硬度必須達到一定的要求。給水帶來硬度的離子主要有 Ca、Mg、Fe、Mn、Sr、Zn 等，由於 Fe、Mn、Sr、Zn 在釀造水中的含量一般很少，且這些離子對硬度的貢獻相對 Ca、Mg 來說要小，4項離子硬度總和通常在計算水體總硬度時可忽略不計。所以，硬度主要是看 Ca2+ 、Mg2+ 的總含量，水的硬度會影響到麥汁的品質。
另外，影響釀造水質量的指標還包括電導率、混濁度等。
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如果是釀造多種風格的啤酒，水質對於啤酒釀造的影響很大的。水在糖化過程中影響著麥芽出糖，而且本身影響了成品酒的風味。但是，很多面向大眾的精釀教程和書籍中，都建議對於釀造中水質的人為調整越小越好。因為水質調節是一個複雜的話題，背後有一套複雜的理論。
啤酒生產用水可分為五個方面，即釀造用水、冷卻用水、洗滌用水、鍋爐用水、制麥用水。
生產淡色啤酒應以軟水為主；生產濃色啤酒可以選用暫時硬度偏高的水；鍋爐用水必須是軟水防止產生水垢；冷卻用水即需要是軟水，同時還要求含金屬鹽少，防止產生腐蝕作用；浸麥用水以中等硬度的水為好；洗滌用水則不能含微生物。
一、糖化用水的質量要求
1、外觀：無色透明，無懸浮物及沉澱物。
2、口味：有清爽的味感。無鹹、苦、澀等異味。
3、pH值：6~7為宜。
4、硬度：總硬8?以下為宜，暫硬2? ~5?為好。
5、有機物：高錳酸鉀消耗量應為0~3mg/L。
6、總溶解鹽類：固形物的含量以150~200mg/L為宜。
7、鐵鹽：以不超過0.3mg/L為佳。鐵鹽的存在會氧化麥汁中的單寧，增加麥汁色度，使啤酒帶有鐵腥味並易發生混濁。
8、錳鹽：0.1mg/L以下為好。微量錳鹽有利於酵母生長，過量則使啤酒缺乏光澤，口味粗糙。
9、矽酸鹽：以SiO3計，應在30mg/L以下。過量則麥汁不清，發酵時形成膠團，影響發酵和啤酒過濾；引起啤酒膠體混濁；使啤酒口味粗糙。
10、其他金屬離子：重金屬離子的含量必須符合飲用水的標準。過量抑制酵母和酶的活性，並使啤酒出現早期混濁，對人體健康也是有害的。
11、硫酸鈣： 1~1.5g/L為宜。
12、氯及氯化物： 氯含量不超過0.3mg/L。氯化物適含量為20~60mg/L。
13、氮化合物：硝酸鹽應在0.2mg/L以下。亞硝酸鹽和氨態氮好不檢出。
14、有害微生物：37℃下培養24h，1mL水中總數不得超過100個，不得有大腸桿菌和八聯球菌存在。
二、水的硬度
是指溶解在水中的鹼金屬鹽的總和，而鈣鹽和鎂鹽是硬度指標的基礎。
水中的鈣和鎂離子被稱為硬度。鈣鎂高的水被稱為硬水，反之稱為軟水。一般談論硬度的單位是mg/L以CaCO3計。這是一個通用的簡化，計算上用CaCO3代表水中所有Ca和Mg的鹽。因為鈣和鎂在很多數情況下被無差別對待。而且在無機鹽在溶液中處於離子狀態，陰離子和陽離子(我們關注的鈣鎂)可以分開對待。之所以選擇CaCO3，是因為它的分子式剛好為100，方便計算。理論上，總硬度的計算公式如下(Ca的分子量為40，Mg為24):
總硬度(以CaCO3計) = 100 x (鈣(Ca)/40 + 鎂(Mg)/24)
若水中含有錳，鐵，鉻等重金屬離子，它們也會被計入總硬度。所以水質報告中的硬度會比實際的鈣鎂硬度要高一些。
德國硬度 每升水中含有10mg的氧化鈣為1度。
一般水質硬度在1?~30?之間。
0~4?為軟水；4.1?~8.0?為軟水；
8.1?~12.0?為普通軟水；
12.1?~18.0?為中等硬水；
18.1?~30?為硬水。
水的硬度有三種：
暫時硬度：是鈣和鎂的碳酸氫鹽溶解於水中的硬度。
硬度：是鈣和鎂的硫酸鹽、硝酸鹽或氯化鹽等溶解在水中的硬度，又稱非碳酸鹽硬度。
負硬度：是溶解在水中的鉀和鈉的碳酸氫鹽和碳酸鹽。負硬度的存在使水呈鹼性。
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三、水中鈣、鎂離子對啤酒釀造的影響
1、水中鈣、鎂的碳酸氫鹽的降酸作用
Ca(HCO3)2+2KH2PO4 CaHPO4 +K2HPO4+2H2O+2CO2
2、水中鈣、鎂重碳酸鹽的緩衝作用
Ca(HCO3)2 Ca2++2HCO3-HCO3-+H+ H2CO3
3、水中鈣、鎂硫酸鹽的增酸作用
3CaSO4+4K2HPO4Ca3(PO4)2+2KH2PO4+3K2SO4
4、鈣、鎂離子的其他作用
鈣離子：保護α-澱粉酶的耐熱性，促進麥汁澄清，增加酵母凝聚性。
鎂離子：對啤酒風味不利，但是某些酶的輔酶因子。
四、水的PH值
pH之所以沒有單位，是因為它代表的數字是指數的級別。pH（全稱potential of Hydrogen）的數字是氫離子濃度以10為底數的對數的負數（pH = -log10H+）。所以，氫離子濃度，在pH為4的溶液中，是其在pH為5的溶液的10倍。因此pH的增減並不是一個線性的關係，這也是為什麼看似微小的pH變化的背後，代表了糖化和發酵過程中的顯著變化。
同一溶液，pH的讀數取決於溫度的變化。根據定義，在25攝氏度的純水對應了pH中性的7。同樣是純水，在10攝氏度的時候，pH讀數為7.27，在50攝氏度時這是6.63。這並不是代表水的酸性或鹼性增強了，而是單純因為溫度，pH的數字發生了偏移。
水的pH其實不太重要。因為大家的釀造用水來源，基本都是自來水或者商業灌裝水。這些水都經過處理符合了國家的飲用標準，這意味著水自身的pH差異對釀造的影響並不大。相比之下，鹼度才是我們真正應該著重關心的。
五、水中重要的離子
（1）鈣Ca（推薦 50 - 150mg/L）
鈣或許是對於釀酒師而言重要的離子。它本身無味。在糖化，過濾和煮沸階段，鈣離子和麥芽中的磷酸鹽的化學反應，是將pH降到澱粉酶佳活性範圍的主要貢獻者，並促進蛋白質分解和蛋白膠泥的析出。在發酵階段，鈣是酵母代謝所必須的元素，有利於成品酒中的蛋白質凝聚和酵母沉降，促進酒體澄清和穩定。釀造用水中應有足夠濃度的鈣，以確保經過糖化煮沸和發酵，酒中仍有一定餘量的鈣。
（2）鎂Mg（推薦 0 - 40mg/L）
鎂離子略帶酸味和澀感。和鈣離子一樣，鎂可以降低糖化時的pH，但是其效率不如鈣。鎂也是酵母健康代謝所必須的元素。全麥芽釀造的麥汁通常包含有足夠的鎂。有意思的一點是，與業界大咖JohnPalmer合寫《Water》一書的Colin Kaminski認為：釀造深色酒時，在糖化水中加入30ppm的鎂會對口味有顯著提升。各位可以自行嘗試。
（3）鈉Na（推薦 0 - 50mg/L）
當濃度在70 - 150mg/L時，鈉能襯託麥芽的甜感，使啤酒的口感更圓潤。當達到150- 200mg/L時，會有鹹味。超過250mg/L時則出現尖酸和澀感。經軟水處理後，鹼度所對應的鈣鎂被置換成鈉離子。因此，除非水中有足夠高的硬度和一定的鹼度(以確保軟化過程不會去除太多鈣鎂且引入過多鈉)，否則軟化後的水不太適合釀造。也就是說，軟水適用的窗口很窄，可能還不如不軟化。
（4）鋅Zn（推薦 0.1 - 0.5mg/L）
在所有離子中，鋅是地位特殊的一個。鋅會被軟水機交換成鈉。鋅是對於酵母來說不可或缺的微量元素（酵母營養鹽裡大部分是鋅鹽），而且麥汁中常常含量不足。鋅的味覺閥值濃度是5mg/L，超過這個濃度會品嘗到澀味。對於鋅鹽，推薦的是在煮沸的後階段加入。因為加入太早會隨著蛋白質沉降而保留不到麥汁中。但是頭疼的是濃度的上限0.5mg/L的量還是非常小。20升的麥汁只需要0.01g的鋅，對於常見的七水合硫酸鋅（ZnSO4*7(H2O)，分子量288），添加量也只在0.044g，500升也才需要1.1g。一般的電子秤的精度是0.01g（準確度和誤差那是另一個故事）。因此，為了操作，推薦調製一定濃度的標準溶液，然後通過體積控制添加量。
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（5）Cl（推薦0 - 100mg/L）
和鈉類似，氯也是水中常見的離子，也能襯託麥芽甜感，增進口感。當超過250mg/L時，有鹹味和麵糊味，超過300ppm則有苦鹹味，特別是和鈉離子，硫酸根離子一起出現的時候。
（6）硫酸根SO4（推薦0- 250mg/L）
硫酸根離子能突顯出酒花的苦，使苦質更乾淨，更令人愉悅。它是釀酒城市波頓的標籤，其的IPA和Burton Ale（Barley Wine的前身）就是得益於其水中高於常規的硫酸鹽含量。波頓地區的水質監管部門要求將硫酸根控制在250mg/L以內。但是當地有些淨水的讀數能達到850mg/L。在200-400mg/L時，可以突顯酒花的風味特徵。但是當濃度超過400mg/L時，會導致苦味變得過於尖銳而有澀味。
（7）鹼度/碳酸氫根HCO3-（推薦0 - 100mg/L以CaCO3計）
過高的鹼度能阻哎糖化時pH的下降，因此它是釀酒師比較關注的水質參數。過高的鹼度會帶來粗糙的口感：舌頭表面會有粗糙的觸感，伴隨著類似乾粉的後味。然而，在釀造深色啤酒時，一定的鹼度可以增進口感。其原因是深色麥芽含有酸性物質，這恰好能和糖化水中的鹼度中和。這個過程的細節會在下文中解釋。
（8）總硬度 total hardness （推薦 150 - 300mg/L 以CaCO3計）
總硬度包含了所有的鈣鎂。鈣鎂過低會影響糖化出糖的效率和發酵中的酵母代謝等等一系列問題。而硬度過高的水則往往本身對風味有負面的影響。
以上內容是動力時代精釀啤酒設備整理，啤酒設備的在啤酒的釀造中是至關重要的，釀造啤酒的原料也是很重要的環節之一，對成品酒的品質有決定性的作用。
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