啤酒苦味 | 水質：硫酸鹽
來自專欄 吹啤
啤酒的四大原料相信大家都能倒背如流，上次我們探討了麥芽中的苦味。今天我們來講下水帶來的苦味。
無論任何飲料都很講究用水水質，儘管現在很多廣告打著什麼「雪山水」、「深山天然水」等，聽起來和耳機的「水電」、「火電」一樣，很玄學很不可猜測。但實際上水質對啤酒的影響至關重要。而對啤酒苦度有明顯提升的主要還是硫酸根。
硫酸
首先要比較重要一點是：硫酸根（SO?2ˉ）不會單獨存在。硫酸根主要與各類活潑金屬組成各類硫酸鹽，例如硫酸銅（CuSO4）、硫酸鈣（CaSO4）、硫酸鎂（MgSO4）等等。儘管不同的硫酸鹽有不同的風味，不過他們一般都會被描述為「苦」、「咸」、「草藥味」。例如硫酸鎂就被稱為苦鹽（Bitter Salt）。
高硫酸根的水，例如傳說中的巴頓（Burton）水，就是高濃度硫酸根水，用這些水釀造的啤酒，通常最終表現突出的干苦味，當然，這是一個實證結果，究竟是硫酸根直接作用於味蕾還是因為釀造過程中的反應產物作用於味蕾，箇中原因不甚清楚。不過個人會偏向於直接作用，可以參考下一些人喝酒時加食鹽（NaCl）以增加麥芽香氣的案例。
在WHO（世界衛生組織）的水質指導手冊中，對硫酸根的口味描述僅是「有明顯的味道」（noticeable taste）。而其他一些關於水質研究會提及，當硫酸根超過250ppm就會嘗到苦味。
在實際的釀造過程中，我搜尋了一下論壇上各位家釀愛好者分享的案例，其中有些就採用較高硫酸根水（>150ppm）來釀造，的確如同常用經驗一樣，更加乾爽和苦。甚至有些人煮更少的酒花，而增大硫酸根的含量來達到高苦度的目的。而Rock Bottom Breweries的Van Havig，在實驗中指出，高硫酸根的啤酒，啤酒成品的酒花香氣方面會有所減弱，可能這也是突出苦味的另一個維度的表現。
該用什麼硫酸鹽？
上面介紹了硫酸根在實際應用對啤酒苦度的影響。但也有提及一點，硫酸根並不是單獨存在的，是和其他金屬陽離子一同存在於啤酒里。那麼研究金屬離子對口味的影響變得有意義。
國家標準《飲用凈水水質標準》裡面單獨提及幾種金屬陽離子，包括：鐵、錳、銅、鋅、鋁。根據WHO提供的水質指導手冊中提到，其中高含量鐵、錳、銅會導致水變色；而銅和錳都帶來有不愉快的味道；鋅會帶來高度的澀感；而鋁本身有健康風險，與阿爾茲海默症（Alzheimer disease）呈正相關。但不必擔心，《飲用凈水水質標準》對他們的含量有著嚴格的要求。
剩下常用的4種金屬陽離子供我們選用了，鈣、鎂、鈉、鉀。這些金屬離子組成的鹽類（氯鹽、硫酸鹽、硝酸鹽等）是水中的永久硬度（Permanent Hardness），意味著你不能通過煮沸去除他們。而適當增加這些鹽類，以改善釀造水質，是目前比較流行的做法。這次主要針對硫酸根做解讀。
一項對酵母的實驗顯示，當上述幾種的金屬的氯鹽以高濃度溶於水中時，會對酵母有抑制作用。但實驗中是以g/L為單位，而不是mg/L為單位，標準遠超於真實的釀造環境，所以幾乎不需要要考慮「金屬離子」過量導致酵母繁殖緩慢的問題。
還是回到對味道影響的問題上。在《Sensory Assessment of Water Quality: Pergamon Series on Environmental Science》中提到在1L蒸餾水中加入1g上述四種硫酸鹽中測試50秒，每項測試之間用當地自來水沖洗口腔。最終結果顯示硫酸鈣比其他鹽類帶來較弱的味蕾刺激。
實際操作上，提升硫酸根的含量，目前大部分經驗的確是添加硫酸鈣的水合物，石膏（CaSO4·2H2O）就是最常見的一種。儘管硫酸鎂、硫酸鉀都是常見的很容易買到的硫酸鹽，不過幾乎所有的配方都僅需要少量的鎂（儘管有研究表明300ppm左右的鎂對高烈度釀造可能有幫助），甚至不需求鉀（有可能因為農作物本身帶有大量的鉀，鉀是生物生存的最重要營養之一）。
可能造成的負面影響
高硫酸根水在WHO水質指導手冊中提到，當大於750ppm可能會造成輕度腹瀉外（嬰兒為主）。除此之外，硫酸根在一些酵母自帶的酶作用下還原成硫化氫（H2S）。過程是先把硫酸根還原為亞硫酸根（SO32?），再還原為硫化氫。但假如釀造水中水本身含有較高的亞硫酸根，則優先消耗亞硫酸鹽。
有一個傳聞是Alchemist Heady Topper就是使用高硫酸根水進行釀造，硫酸根濃度達到700ppm。而我喝的三次Heady Topper都有比較強烈的臭雞蛋味，讓我不得不懷疑正是因為過高的硫酸根濃度導致了臭味的產生。
不過大家大可放心，100-300PPM左右的硫酸根濃度沒有正式實證的對人體危害。所以大家想釀造很西海岸風格的啤酒，可以嘗試提高硫酸根濃度（同時保持較低水平的氯離子，有一個術語叫硫酸根-氯根比，Sulfate to Chloride Ratio，就下次再說）。-EOF-參考文獻：
Sulfate - Wikipedia
Sensory Assessment of Water Quality: Pergamon Series on Environmental Science
Real Examples of Water Adjustment推薦閱讀：
※啤酒那麼難喝，難道喝啤酒只是為了裝逼嗎？
※啤酒-Rodenbach caractere rouge 2014裝瓶版法蘭德斯紅色艾爾
※泡沫細膩豐富的程度可以作為啤酒品質的評判標準嗎？
※用工業用CO?做的扎啤，其攝入量多少才足以缺氧，窒息，中毒？？