Air menyusun hingga 97% isi bir. Di tahap sparge, detail seperti pH, suhu, dan alkalinitas menentukan apakah wort tetap bersih dan lembut—atau berubah sepat dan keruh.
Di pabrik bir, “kimia air” bukan jargon pinggiran. Dengan komposisi air mencapai hingga 97% volume bir, mineral terlarut dan alkalinitas di air sparge memengaruhi pH mash, performa enzim, keseimbangan rasa, dan kejernihan wort (www.brunwater.com). Satu kesalahan umum—pH sparge terlalu tinggi atau suhu kelewat panas—bisa melarutkan tannin (senyawa fenolik dari kulit malt) secara berlebihan, menciptakan astringensi dan haze (www.horiba.com) (www.braukaiser.com).
Karena itu, kendali pH dan suhu sparge menjadi pagar api yang mencegah ekstraksi tannin melewati ambang yang bisa dirasakan di gelas. Praktik industri mengarah ke pH run‑off di bawah 6, suhu sparge sekitar 75–77 °C, serta penjinakan alkalinitas melalui pengasaman terukur.
Sanitasi Packaging Brewery: Panduan PAA, ClO₂ & ATP Test Efektif
Kimia air sparge dan dampaknya
Mineral terlarut dan alkalinitas (kapasitas buffer karbonat/bikarbonat) menentukan bagaimana pH mash dan sparge bergerak. Saat pH dan suhu melonjak tanpa kendali, ekstraksi polifenol ikut terdorong—dan dampaknya terasa pada rasa sepat dan kekeruhan wort (www.horiba.com) (www.braukaiser.com). Di praktik, brewer menahan kondisi sparge di zona aman agar tetap di bawah ambang ekstraksi tannin.
Batas pH sparge dan ekstraksi tannin
Targetnya lugas: pH run‑off wort dan pH bed biji‑bijian (grain bed) harus di bawah ±6,0 (ekuivalen suhu ruang) untuk mencegah ekstraksi tannin “berlebihan” (www.horiba.com) (www.braukaiser.com). Di atas pH ~5,8–6,0, polifenol semakin mudah larut: tannin sebagai asam lemah terdeprotonasi di pH tinggi sehingga lebih mudah terekstrak dalam air panas (www.braukaiser.com) (www.horiba.com). Praktiknya, end‑sparge dibidik di pH ~5,5–5,8; “pH run‑off wort should be below 6 because higher pH will extract tannins…leading to astringent off-flavors and cloudy, hazy beer” (www.horiba.com). Panduan penyeduhan juga menegaskan ambang 6,0 (sebagian menyebut 5,8) sebagai titik di mana ekstraksi tannin meningkat tajam (byo.com) (www.braukaiser.com).
Ingat, pH bersifat logaritmik: pergeseran 1 unit pH berarti perubahan keasaman 10× lipat. Menurunkan pH wort dari 6,0 ke 5,0 membuatnya 10× lebih asam (www.yokogawa.com), dan ini drastis menekan kelarutan tannin. Tanpa pengasaman pada air sparge yang beralkalinitas tinggi, buffer mash dapat “kalah” oleh karbonat/bikarbonat sehingga pH terdorong di atas 6,0—mendorong haze dan kepahitan (www.braukaiser.com).
Kontrol suhu air sparge
.jpg?width=1000&height=478&name=Tiantai%20beer%20brewery%20equipment%20(1).jpg)
Suhu mempercepat ekstraksi. Semakin panas, semakin tinggi laju pelarutan senyawa malt (termasuk tannin) (www.braukaiser.com). Rekomendasi praktis: jaga suhu air sparge “just below 170°F (≈77°C)” untuk meminimalkan pickup tannin (byo.com). Umumnya, 75–77 °C (dekat “mash‑out”) adalah sweet spot; suhu lebih tinggi (mendekati didih) mempercepat ekstraksi tannin kulit (www.braukaiser.com) (byo.com).
Hemat Air di Lini Bottling Brewery dengan Nozzle & UV-Ozon Loop
Peran alkalinitas dan kemampuan buffer
Alkalinitas adalah kapasitas buffer karbonat/bikarbonat—umumnya dilaporkan sebagai mg/L CaCO₃—yang menunjukkan kemampuan air menahan penurunan pH (www.horiba.com). Alkalinitas tinggi (misalnya bikarbonat >50–100 mg/L sebagai CaCO₃) bisa menahan pH mash tetap terlalu tinggi; karbonat/bikarbonat “may raise the pH of the mash to unacceptable levels, if available in large amounts” (www.horiba.com). Banyak profil air praktis menganjurkan karbonat/bikarbonat <50 ppm (mg/L) jika target pH mash <5,6 (www.horiba.com).
Konteks Indonesia: survei air rumah tangga di Jawa menemukan alkalinitas total kira‑kira 6 hingga 112 mg/L CaCO₃ (locus.rivierapublishing.id). Alkalinitas ~100 mg/L (sebagai CaCO₃) jamak pada air tanah dan dapat nyata menaikkan pH mash. Brewer menggunakan perhitungan mineral (mis. “rumus residual alkalinity”) untuk memprediksi pH mash dari kekerasan air dan alkalinitas (www.brunwater.com) (www.braukaiser.com). Jika alkalinitas awal tinggi, dosis asam ekstra diperlukan untuk melawan efek buffer. Horiba juga menasihatkan menjaga kalsium 50–150 ppm dan karbonat ≪50 ppm untuk mencegah kenaikan pH yang tak diinginkan (www.horiba.com) (www.horiba.com).
Tanpa kontrol, alkalinitas bukan hanya mengerek pH mash; cita rasa juga terdampak: pH wort yang terlalu tinggi berkorelasi dengan kesan kasar dan flavor “datar”. Penyesuaian alkalinitas yang tepat—baik dengan asam maupun penghilangan karbonat—krusial untuk konsistensi aktivitas enzim dan kualitas rasa.
Pengasaman sparge dengan asam food‑grade
Untuk menetralkan kelebihan alkalinitas dan menahan pH bed biji‑bijian di bawah 6,0, brewer menambahkan asam food‑grade ke liquor sparge. Dua yang paling umum: asam laktat (biasanya 80–88% food grade) dan asam fosfat (85–90% food grade). Keduanya diakui aman sebagai bahan pangan: lactic acid (E270) dan phosphoric acid (E338) berstatus JECFA “ADI not specified” (tanpa batas asupan) pada tingkat penggunaan penyeduhan (www.inchem.org) (www.inchem.org). JECFA mencatat phosphoric acid (INS 338) sebagai acidulant standar di pangan (www.inchem.org), dan lactic acid disetujui FDA sebagai pengasam/perisa tanpa batas asupan (www.inchem.org). (Di Indonesia, keduanya lazim diolah pangan dan bersertifikat halal.)
Pengaplikasian harus gradual: panaskan air sparge, kemudian dosis asam ditambahkan perlahan sambil diaduk dan diukur pH‑nya (meter terkalibrasi atau strip uji), agar tidak “overshoot”. Umumnya, hanya beberapa mililiter asam laktat atau fosfat pekat per liter sudah cukup menurunkan pH beberapa persepuluh. Targetnya: pH air/ wort berada di kisaran 5 tengah (≈5,5–5,8) saat mash dan di kisaran 5 atas (≈5,8–6,0) saat pengumpulan, sehingga saat bercampur dengan buffer dari grain, keseluruhan runnings tetap di bawah pH 6,0.
Dalam eksekusi industri, akurasi dosis ditopang sistem pompa kimia. Perangkat seperti dosing pump memudahkan penambahan asam yang stabil dan presisi selama sparge. Phosphoric acid praktis netral rasa pada level ini (brulosophy.com), sedangkan lactic acid memberi kesan asam sangat ringan (dan secara tradisi dapat diterima dalam standar halal Indonesia). Alternatifnya, 2–5% acidulated malt di grist memberi efek pengasaman serupa via lapisan laktatnya (brulosophy.com). Intinya, kapasitas buffer air sparge dinetralisir; setelah dilusi dengan sparge yang sudah diasamkan, pH tetap cukup rendah untuk mencegah pelepasan tannin (www.braukaiser.com) (www.horiba.com).
Monitoring proses dan hasil organoleptik
Di lantai produksi, pH mash dan run‑off diuji rutin. Probe pH kontinu atau pengukuran berkala selama sparging memastikan pH ≤6,0. Konsistensi pH sparge rendah memberi manfaat terukur: ekstraksi polifenol menurun (ikut menekan warna dan haze) serta mengurangi off‑flavors. Analogi sederhana datang dari teh: seduhan di air sangat alkalis menjadi “dark, murky, and highly astringent”, sedangkan di air beralkalinitas rendah terlihat jernih dan rendah astringensi (www.accidentalis.com). Selaras dengan itu, data sensori menunjukkan bir dari sparge yang diasamkan dan ter‑buffer baik menghindari “harsh, puckering mouthfeel” khas fenolik berlebih (www.braukaiser.com).
Kendali pH sparge juga menstabilkan parameter lain: kejernihan wort dan efisiensi enzim membaik, serta lebih sedikit waktu “terbuang” di kettle untuk menangani koagulat tak diinginkan. Praktik industri menjadikan pH wort akhir dan total alkalinitas sebagai metrik mutu. Horiba merekomendasikan pH wort pasca‑sparge ≈5,2–5,5 demi stabilitas dan pemanfaatan hop optimal; tetap di rentang ini menghasilkan pH bir di kisaran 4,2–4,5 yang mendukung kejernihan dan ketahanan simpan (www.horiba.com).
Konteks regulasi Indonesia
Di Indonesia, Permenkes menetapkan mutu air minum; pH sumber air untuk konsumsi berada kira‑kira antara 6,5 dan 8,5 (locus.rivierapublishing.id). Operasional penyeduhan dapat dimulai dari air yang memenuhi standar ini; penyesuaian kimia air—termasuk menurunkan pH ke kisaran 5—merupakan bagian proses, dan karena produk akhir diasamkan oleh ragi, pH sparge sementara di bawah 6 dapat diterima. Seluruh bahan tambahan (asam, garam) wajib food‑grade dan sesuai regulasi keamanan pangan (misalnya lactic acid atau phosphoric acid dengan grade yang disetujui BPOM dan bersertifikat halal).
Efisiensi Mashing Brewery: Heat Recovery dan Mash Lebih Thick
Ringkasan praktis
Kunci mutu bir di tahap sparge: monitor pH secara ketat dan jaga di bawah ~6,0 (terutama di grain bed), batasi suhu ~75–77 °C, serta jinakkan alkalinitas air melalui penambahan asam food‑grade terukur. “pH of the run‑off wort should be below 6…” untuk menghindari tannin berlebih yang memicu astringensi dan haze (www.horiba.com) (byo.com). Dosis yang terukur dari lactic acid atau phosphoric acid menetralkan alkalinitas dan mengamankan pH mash/run‑off yang diinginkan—praktik yang konsisten dikaitkan dengan wort lebih jernih dan bir berasa lebih baik (www.braukaiser.com) (www.horiba.com).
