Know-How


		
						
	
		

					
			

Bewertung: 5 / 5

Stern aktivStern aktivStern aktivStern aktivStern aktiv
 

Ob im Brauwasser, der Maische, der Würze oder dem fertigen Bier: Der pH-Wert gehört zu den wichtigsten Parametern für einen erfolgreichen Brauprozess. Für uns erklärt Dr. Katharina Fejfar, warum ihr den pH-Wert bei der Bierherstellung mit einer eigens dafür gemachten pH-Elektrode messen solltet und was ihr für deren richtige Pflege wissen müsst.

Der pH-Wert: Er zeigt den basischen oder sauren Charakter einer wässrigen Lösung an und wird auf einer Skala von 0 bis 14 gemessen. Der Wert eines fertigen Bieres ist bei ungefähr pH 3,5 bis 4,5 angesiedelt, also im leicht sauren Bereich. Doch schon während der Herstellung laufen die meisten Prozesse beim Brauen enzymatisch gesteuert ab. Da Enzyme nur in einem bestimmten pH-Bereich optimal arbeiten, ist es für Qualität, Geschmack und Charakter des Bieres wichtig, den pH-Wert genau zu überwachen. Welches Enzym welchen pH-Bereich am liebsten hat, findet ihr übrigens im Beitrag von Dr. Bertram Sacher, „Kreativer Maischen“.

pH-Skala
Skala pH-Meter: Der pH-Wert einiger Lebensmittel im Vergleich mit anderen Produkten (Quelle: Hanna Instruments)

Überwachung bei der Bierherstellung

Gerade während des Maischens werden organische Säuren erzeugt, die den pH-Wert der Maische absenken. Der enzymatische Aufschluss kann so verlangsamt werden und die Stoffumwandlung bleibt unvollständig. Dementsprechend ist es wichtig, diesen pH-Wert regelmäßig oder sogar kontinuierlich zu messen, um gegebenenfalls gegensteuern zu können.

Mit einfachen Teststreifen zu messen, ist leider ganz schön ungenau. Das liegt auch daran, dass der gemessene pH-Wert stark temperaturabhängig ist. Je heißer etwa die Maische, umso niedriger fällt das Messergebnis aus. Eine automatische Temperaturkompensation eines pH-Meters mit digitaler Anzeige und hitzebeständiger Spezialelektrode ist für stabile und vor allem exakte Messergebnisse darum enorm praktisch. 

pH-Elektroden: Arten
Elektroden mit einfacher Referenz eignen sich hervorragend für allgemeine Anwendungen im Labor oder pH-Messungen in klarem Wasser. Bei doppelter Referenz ist sichergestellt, dass der silberhaltige Elektrolyt nicht mit der Probe in Kontakt kommt (Quelle: Hanna Instruments)

Eine pH-Elektrode, wie sie auch beim Brauen zum Einsatz kommt, besteht grundsätzlich immer aus zwei Teilen: einer Referenzzelle und einer Sensorzelle. Oftmals sind diese beiden Zellen in einer Elektrode vereinigt. Bestimmt wird der pH-Wert, indem die Spannung zwischen dem Sensorelement und der Referenzzelle gemessen wird. Das Sensorelement ist durch die Glasmembran, die Glasspitze der Elektrode, mit der Messprobe in Kontakt. Die Referenzzelle stellt diesen über ein sogenanntes Diaphragma her, durch das in ganz geringen Mengen der Elektrolyt der Referenzzelle fließen kann. Hierdurch wird der Stromkreis geschlossen. Im Lebensmittelbereich werden häufig auch Elektroden mit doppeltem Diaphragma verwendet. In diesem Fall ist – als wichtige Vorsichtsmaßnahme – eine weitere elektrolytgefüllte Zelle zwischen Referenz und Probe geschaltet. Im Gegensatz zur Referenz ist der Elektrolyt dieser Zelle silberfrei. Hierdurch wird verhindert, dass Reaktionsprodukte des Silbers das äußere Diaphragma verstopfen und somit den Stromkreis unterbrechen, was die pH-Messung erheblich stören würde: ein im Lebensmittelbereich häufig auftretendes Problem. Die nachfolgende Skizze veranschaulicht den Aufbau einer solchen Elektrode mit doppelter Referenz.

pH-Elektroden: Details
Aufbau einer pH-Elektrode mit doppelter Referenz

Der Umgang mit einem pH-Meter ist natürlich etwas komplizierter im Vergleich zu einfachen Teststreifen. Damit trotzdem richtig gemessen wird und das teure Messgerät lange Zeit zuverlässig funktioniert, solltet ihr folgende Tipps beachten.

 

Vier Tipps für den richtigen Umgang mit einer pH-Elektrode

1. Wählt die richtige Elektrode: Bereits die Wahl der pH-Elektrode ist ein sehr wichtiger Schritt. Während Allzweckelektroden für einen großen Anwendungsbereich genutzt werden können, sind anwendungsspezifische Elektroden so konzipiert, dass sie den jeweiligen Anforderungen besser gerecht werden. Bei der Bierherstellung muss eine pH-Elektrode auch bei hohen Temperaturen noch exakte Messergebnisse liefern, ohne schnell zu verstopfen.

2. pH-Meter kalibrieren: Kalibriert häufig, im Idealfall täglich. Dazu wird die pH-Elektrode in ausgewählte Pufferlösungen mit einem bekannten pH-Wert getaucht und der dabei gemessene Wert am Messgerät auf den richtigen Sollwert gestellt. Bei Messungen ohne hohen Genauigkeitsanspruch kann die Frequenz auf zwei Kalibriervorgänge in der Woche reduziert werden. Damit kompensierst du Änderungen der Elektrodenparameter durch häufiges Benutzen, etwa beim Maischen.

3. pH-Elektrode feucht halten: Eine trockene pH-Elektrode führt zu driftenden pH-Werten und falschen Messergebnissen. Verwendet deshalb am besten spezielle Lösungen, um darin Elektroden aufzubewahren. Auf keinen Fall dürfen die Elektroden in Wasser oder destilliertem Wasser gelagert werden. Dies führt zu einer trägen Reaktion der Elektrode, weil Ionen aus dem Referenzelektrolyt und der Glasmembran ausgelaugt werden.

Für den Fall, dass die Elektrode trocken gelagert wurde, sollten Sensorglas und Diaphragma vor der Messung oder Kalibrierung mindestens eine Stunde, besser eine ganze Nacht in eine passende Aufbewahrungslösung getaucht werden. Feucht gehaltene Elektroden arbeiten genauer und haben eine längere Lebensspanne.

4. Reinigt die pH-Elektrode regelmäßig und richtig: Um richtige Messergebnisse zu generieren, ist es wichtig, gebrauchte Elektroden regelmäßig gründlich zu reinigen. Somit können Probenreste oder andere Verunreinigungen entfernt werden. Auch vor dem Kalibrieren solltet ihr auf eine saubere Elektrode achten. Bei den Elektrodenanbietern sind anwendungsspezifische Reinigungslösungen erhältlich, die bereits für bestimmte Verschmutzungen durch jeweils unterschiedliche Probenarten ausgelegt sind.

Nach der Reinigung kann die pH-Elektrode mit destilliertem oder entionisiertem Wasser abgespült werden. Reibung und Abwischen mit Tüchern solltet ihr vermeiden: Hierdurch kann es zu einer statischen Aufladung kommen, die die Messergebnisse verfälschen könnte. Im schlimmsten Fall nimmt die Elektrode zudem physischen Schaden. Bei Rissen oder Bruchstellen führt übrigens kein Weg um den Erwerb einer neuen Elektrode herum.

pH-Meter
pH-Meter werde auch speziell für Messungen in Bier entwickelt. Sie liefern präzise Messergebnisse auch bei hohen Temperaturen (Quelle: Hanna Instruments)

 

Wie haltet ihr es mit dem pH-Wert? Wie messt ihr? Welche Probleme oder Fragen bei der Messung des pH-Werts sind euch schon begegnet? Lasst es uns wissen, gerne geben wir eure Fragen auch an die Experten weiter – oder ihr nehmt direkt Kontakt mit unserer Autorin (kafejfar[at]hannainst.de) auf.

Cookies erleichtern die Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden.
Weitere Informationen Ok Ablehnen