L'eau

Cela semble une évidence, mais la bière est constituée à plus de 90% d'eau. Douce, dure, minéralisée, une chose est sure c'est qu'elle influe sur la couleur, les qualités nutritionnelles et les caractéristiques gustatives de la bière. La pureté et la qualité de l'eau qui entre dans la fabrication de la bière sont déterminantes, non seulement sur sa clarté mais aussi sur son goût.

L'eau a plusieurs impacts sur la bière

- Les ions ont une influence sur la qualité du moût lors du brassage ainsi que sur l'efficacité.
- La composition de l'eau affecte aussi le facteur d'utilisation du houblon lors de la cuisson et la perception de l'amertume sur la bière à la dégustation.
- La qualité de l'eau a aussi une incidence sur le goût final de la bière.

Les ions ayant le plus d'impact sur le profil d'eau sont : le bicarbonate, le sodium, le chlorure, le sulfate, le calcium et le magnésium.

La publication des analyses de l'eau du robinet est normalement obligatoire par votre commune. Le rapport mentionne la présence des minéraux en partie par million (ppm) ou en mg/L, les notations sont équivalentes.

Les ions ayant un impact sur le pH du moût

Le pH a une influence sur la capacité des enzymes à dégrader l'amidon, l'objectif étant d'avoir un pH compris entre 5,1 et 5,5 à température de conversion, soit 5,5 à 5,8 à température ambiante). La température et la durée des paliers d'empâtage sont des facteurs plus importants. En revanche, le pH intervient dans l'extraction de composés non souhaités, comme les tanins issus de l'enveloppe du malt. Un pH trop élevé se traduira par une amertume astringente et désagréable.

Les trois paramètres à prendre en compte sont les concentrations en ions :
- Calcium (Ca): 50-150 ppm : Important pour la plupart des réactions chimiques du brassage.
- Magnésium (Mg) 10-30 ppm : Nutriment essentiel, généralement présent. Action proche du calcium.
- Bicarbonate/Carbonate (CaCO3) : représente l'alcalinité de l'eau et équilibre l’acidité naturelle du malt. Concentration idéale entre 0-50 ppm pour les bières blondes; 50-150 pour les bières ambrées et 150-250 pour les bières brunes
Les deux premiers plutôt acides participent à la diminution du pH du moût, le dernier ayant l'effet inverse permet de la durcir.

Influence de l’eau de brassage

Chaque style de bière a un type d'eau qui lui convient le mieux.

Ville Ca Mg HCO3 Cl Na SO4
Pilsen 10 3 3 4,3 4 0
Dublin 119 4 319 19 12 53
Paris (réseau Sud) 100 3 270 18 6 12
Paris (source butte aux cailles) 30 9 165 5 13 10

L'eau de Pilsen est très douce, exempte de la plupart des sels minéraux et très pauvre en bicarbonates, elle convient bien au type de bière local, la pils. Les brasseurs utilisent le malt blond de Pilsen naturellement plus acide ce qui permet de réduire le pH et d'arriver dans la fourchette idéale entre 5,1 et 5,5.

A l'inverse l'eau de Dublin est riche en bicarbonates (HCO3) et a une quantité considérable de calcium mais pas suffisamment pour équilibrer le bicarbonate. Ceci a comme conséquence une eau dure et alcaline avec une forte capacité de dosage. L'alcalinité élevée de l'eau rend difficile la production de bière blonde sans une amertume prononcée. En effet l'eau utilisée ne permet pas au pH de la maïsche à base de malt clair, de baisser suffisamment pour atteindre la plage cible de pH de 5,1 à 5,5. Ce pH élevé induisant l'extraction élevée de composés phénoliques et de tanins amers provenant de l’enveloppe du grain. Un pH inférieur (5,2 à 5,5) optimal pour la maïsche empêche normalement l’apparition de ces composés dans le produit final.

Mais alors comment cette bière brune est-elle célèbre ? La raison est en fait l'utilisation de malts foncés, dont une des caractéristiques est l'acidité ce qui permet naturellement d'augmenter l'acidité de la maïsche. L'acidité de ces malts neutralisant le pH élevé de l'eau, le pH de la maïsche s’abaisse naturellement pour atteindre la plage de pH optimale.

Ainsi une bonne bière foncée ne pourrait pas être brassée dans la région de Pilsen, et des bonnes bières blondes légères allemandes dans la région de Dublin sans l'adjonction rigoureuse de sels minéraux appropriés.

Si l'on souhaite quand même brasser une bière claire avec une eau dure (La dureté est liée à la concentration en calcium et magnésium) il serait préférable de diminuer l'alcalinité résiduelle, ce qui peut se faire de deux manières : en augmentant la teneur en ions Ca ou Mg, ou en ajoutant de l'acide, pour diminuer la concentration en HCO3. L'ajout d'ions Ca se fait généralement en ajoutant du sulfate de calcium (CaSO4) ou du chlorure de calcium (CaCl2).
Les acides les plus utilisés par les brasseurs sont l'acide lactique et l'acide chlorhydrique, certains utilisent aussi du jus de citron. Une autre solution : utiliser du malt acidifiant (Sauermaltz) qui contient naturellement de l'acide lactique pour réduire le pH du moût. Les brasseurs allemands qui respectent la tradition du Reinheitsgebot utilisent ce malt.

Les ions ayant une influence sur le goût :

Carbonate et Bicarbonate (CO3 et HCO3)

Le carbonate ou bicarbonate est très important pour le brassage tout grain, sa concentration détermine en effet l'alcalinité totale de l'eau. Cet ion détermine l'acidité de la maïsche, si le taux de bicarbonate est trop faible la maïsche sera acide, en particulier avec l'utilisation de malts foncés qui sont plus acides. A l'inverse si le taux de bicarbonates est élevé l'efficacité sera moins élevée.
Les niveau recommandés sont 25-50mg/L pour des bières claires et 100-300mg/L pour les bières plus foncées. On peut réduire le taux de bicarbonate de l'eau en effectuant une ébullition préalable de l'eau d'empâtage, le bicarbonate va se précipiter dans le fond de la casserole.

Sodium (Na)

Le sodium accentue la douceur du malt, donne plus de corps et de sensation en bouche à la bière. Une proportion normale de sodium se situe entre 10 et 70 mg/L, en concentration jusqu'à 150 mg/L il permet de renforcer le corps et la rondeur de la bière. Ne pas dépasser la concentration de 200 mg/L, en excès le sodium donnera un goût salé à la bière.

Chlorure (Cl)

Tout comme le sodium, le chlorure permet également d'améliorer le corps et la complexité de la bière en faible concentration. Le chlore est utilisé dans le traitement des eaux de ville et dans l'eau de Javel. Une concentration en excès peut donner un goût de médicament ou de chlore dans la bière finale. Une dose normale se situe sous les 150mg/L et ne doit pas excéder 200 mg/L. Si vous avez une eau de robinet très chlorée il est possible de la faire bouillir ou de la puiser d'avance et de la laisser s'aérer avant utilisation, le chlore se dégrade relativement vite.

Sulfate (SO4)

Le sulfate permet d'accentuer l'amertume du houblon en faisant ressortir une pointe d'amertume sèche et le profil houblonné dans les bières bien houblonnées. Il contribue également à diminuer le pH de la maïsche mais pas aussi efficacement que le bicarbonate.
En excès le sulfate cause une amertume astringente indésirable. Le taux normal se situe entre 10 et 50 mg/L pour les blondes légères et entre 30 et 70 mg/L pour les bières les plus courantes. On retrouve des taux de 100-130mg/L dans les styles de bières plus houblonnées ou bien dont l'amertume est a mettre en avant.

Calcium (Ca)

Le calcium joue plusieurs rôles pendant le brassage, il aide à diminuer le pH, il favorise la précipitation des protéines pendant l'ébullition du moût, c'est un nutriment utile aux levures et plus tard il permet d'améliorer la stabilité de la bière. Le taux de calcium fortement désiré est de 100 mg/L, la fourchette de concentration adaptée à la bière se situe entre 50 mg/L et 150 mg/L. Il serait préférable d'utiliser des additifs comme le gypse (CaSo4) si votre eau se situe sous le taux de 50 mg/L de calcium.

Magnesium (Mg)

Le magnésium est un nutriment essentiel pour la levure s'il est utilisé à faible dose. Comme le calcium il contribue aussi à la dureté de l'eau. Les dosages entre 10 et 30 mg/L sont désirables, principalement pour sa fonction de nutriment pour levure. Mais en excès, au dessus de 30 mg/L, il donnera de la sécheresse, de l'astringence et de l'acidité à la bière.

Traitement de l'eau

Quelques petites règles avant de commencer : connaître l’analyse chimique de son eau et savoir pourquoi l’on veut la modifier. Si la qualité convient il vaut mieux ne rien toucher.

Mais pourquoi traiter son eau, et quand ?

La composition de l'eau n'est pas du tout la même partout. Certains auront la chance d'avoir une eau adaptée à tous les types de bières, d'autres moins chanceux ne pourront en brasser qu'un nombre réduit. La composition de l'eau et la couleur de la bière sont en quelque sorte liés.

Ajustement de l’eau pour le brassage en extrait de malt

- Pré-traitement : pour éliminer les odeurs ou goûts de chlore, soufre, métal passer l'eau dans un filtre ou adoucisseur.
- Affinement des goûts : sulfates pour l’amertume des houblons, sodium/chlorure pour accentuation du goût de malt.
- Ajustement du pH : si l'eau est très carbonatée, ajout de calcium ou acide pour baisser le pH.

Ajustement de l’eau pour le tout grain

- Le calcium, magnésium, et le bicarbonate contrôlent l’alcalinité résiduelle.
- L’alcalinité résiduelle combinée avec les malts détermine le pH du moût.
- Le pH du moût a une influence sur la conversion enzymatique, la fermentabilité, la clarté et le goût.
- Affinement des goûts : sulfates pour l’amertume des houblons, sodium/chlorure pour accentuation du goût de malt.

Alcalinité Résiduelle (AR)

- Le pH du mout est l’effet final de la dureté, de l’alcalinité et des malts.
- Alcalinité Résiduelle = alcalinité (CaCO3) - (Ca/3.5 + Mg/7)
- Une haute AR est plus bénéfique pour des bières sombres
- Une basse AR est plus bénéfique pour des bières plus claires

Neutralisation de l’alcalinité

- L’alcalinité peut aussi être neutralisée en ajoutant de l’acide au moût (acide lactique à 88% = 11.8 mEq/ml)
- Diviser l’alcalinité par 50 = mEq/L exemple 225 mg/L / 50 = 4.5 mEq/L
- Si le volume de l’eau de brassage est de 15L,15x4.5 = 67.5 mEq d’acide sera nécessaire.
- Avec l’acide lactique : 67.5/11.8 = 6ml seront nécessaire pour corriger l'alcalinité.

Outils d'aide au traitement de l'eau

Pour corriger les principaux ions, les brasseurs ont recours à des additifs dont les plus courants sont : le sel (NaCl), le gypse ou sulfate de calcium (CaSO4), le chlorure de calcium (CaCl), le sulfate de magnésium ou sel d'Epsom (MgSO4), le bicarbonate de soude (NaHCO3) et la craie ou carbonate de calcium (CaCO3).

Le dosage de ces additifs reste quand même assez compliqué, c'est pourquoi il est recommandé de doser avec prudence en s'aidant de divers outils en ligne ou bien beersmith.


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