Oluiden ja muiden happamuudesta

Tässä tulee toinen osa postaussarjasta, jossa tutkitaan oluen ja muidenkin elintarvikkeiden happamuutta. Oluen pH on merkityksellinen juoman valmistuksessa, mitä postaussarjan edellisessä osassa käytiin läpi. Tuosta jutusta voi kerrata silloin löytyneet pH-viitearvot valmiille oluille:

Useimmat lagerit päätyvät pH-arvoon 4,2-4,6, vastaavasti alet 3,8-4,2 ja hapanoluet 3,0 tuntumaan. Ohramallasoluille on raportoitu tyypillisen miellyttävän vaihteluvälin olevan 4,1-4,5, vehnäoluille hiukan vähemmän ja hapanoluet muodostavan oman luokkansa. Muita käytettyjen lähteiden listaamia pH-arvoja vehnäoluille on 3,3-3,7, light beerille 4,4-4,7 sekä ”valmiille oluelle” 4,2-4,6.

Happaman ottaminen lie viitannut alun pitäen johonkin muihin juomiin kuin olueen. Itse asiassa sivistyssanakirjan nettiversio antaa sille tyystin toisen merkityksen ”arvioida, arvostella, tuomita”. Joka tapauksessa nykyään on kirjaimellisestikin pätevää puhua happaman otosta monien oluiden osalta.

Tässä postauksessa keskitytään oluen pH-arvojen mittaamiseen. Ajatuksena on koota kokeellisesti todennettu, laajempi ja edustavampi aineisto kuin mitä edeltävästä lainauksesta löytyy. Raportin valmistuminen viipyili ennakoimattoman pitkään kun matkan varrella alkoi tuntua hyvältä idealta kasvattaa testiotoksen kokoa. Datapisteiden nautiskelu kesti puolitoista vuotta. Sikäli mielenkiintoinen ajanjakso, että tänä aikana hapanoluiden saatavuus on parantunut huomattavasti Suomen vähittäismyymälöissä. Jakson alkupuolella hapanoluita ei juurikaan ollut tarjolla.

Eri aineiden vertailuarvoja

Jäljempänä olevia mittaustuloksia oluille voi myös verrata seuraaviin muiden aineiden yleisiin pH-arvoihin (lähde: Wikipedia). Tässäkin listassa kannattaa kiinnittää huomio oluelle annettuun tyypilliseeen arvoon 4,5. Mittauksista tullaan pian näkemään, että se on hyvin karkea approksimaatio.

Muutoinkin oheiset arvot on selvästi vain suuntaa antavia. Esimerkiksi etikalle saadaan mittauksella selvästi happamampia lukemia kuin taulukossa.

Pirkka etikka (10% etikkahappo), laimentamaton: pH 1,8, laimennettu (2 osaa etikkaa, 3 osaa vettä): pH 2,0. Eipä ihme, että etikalla paikat puhdistuu.

Helsingin hanavesi: pH 7,5.

Happamat ruoka-aineet ravinnossa

Elimistön nesteiden normaali pH-arvo on lievästi emäksinen 7,35-7,45. Happo-emäs -tasapaino on keskeinen tekijä ihmisen fysiologiassa, joskaan Duodecim terveyskirjaston mukaan ruokien ja juomien happamuus ei vaikuta mitään veren tai solujen pH-arvoon. Terveellä ihmisellä munuaiset säätelevät happamuutta tehokkaasti ja ne erittävät happamassa ravinnossa olevan vetyionien ylimäärän virtsaan ja tarvittaessa vähentävät vetyionien erittymistä.

Toisaalta runsas tai mahaa ärsyttävä hapan ravinto voi aiheuttaa närästystä ja Suomen Hammaslääkäriliiton mukaan happamat ruoka-aineet kuten virvoitusjuomat aiheuttavat hampaiden eroosiota. Riski hammaskiilteen liukenemisesta luonnollisesti kasvaa, jos suuhun pannaan paljon happamia aineita. Siinäkin mielessä kohtuus on paikallaan hapanoluiden kanssa. Niiden happamuus on vastaavalla tasolla kuin virvoitusjuomilla.

Coca-Cola Zero: pH 2,7. Melko matala arvo kuten muillakin limonadeilla ja mehuilla. Netti on täynnä demoja siitä, kuinka hyvin Coca-Cola toimii puhdistusaineena, mutta myös vaikkapa ruosteen poistoon.

Oluen pH mittauksissa

Taustaa

Oluet valikoituivat testiin osin mielivaltaisesti, toki niin että hapanoluita tuli mukaan. Toisaalta lasiin kaatuneet oluet pyrkivät edustamaan eri tyylejä painottuen niihin, joista muutoinkin enemmän pitää.

Tulokset on esitelty muutamien aika vapaasti määriteltyjen oluttyylien avulla jäsenneltynä. Jaottelu on tarkoittanut muuan muassa sellaisia – valtaosin toki ilmeisiä – tulkintoja yksittäisten oluiden kohdalla kuin että lagereihin luettiin pilsit, tummat lagerit, bockit, savulager ja american lager.

Hapanoluihin laskettiin berliner weisset, marjaoluet, goset, sourit ja villihiivaoluet. Vehnäoluiksi menivät bavarian wheat, wit, imperial wit, wit rosee, witty ale, american wheat, inkiväärivehnäolut ja wheat IPA. IPA-tyyliä puolestaan edustivat IPAt, black IPAt, APAt ja NEIPAt.

Farmhouse ale -kategoria kattoi farmhouse alet, farmhouse APAt sekä saisonit. Muut alet -osastoon päätyivät sellaiset juomat kuin brown ale, red ale, barleywine, ruisale, kölsch, cucumber pale ale, savuolut ja luostarioluiden ulkopuolelle jääneet belgialet. Luostarioluet muodostivat oman blokkinsa, samoin kuin stoutit ja portterit.

Gluteenittomat oluet oli ensin luokiteltu jonkin edeltävän oluttyylin mukaan, minkä lisäksi gluteenittomuus kategorisoitui lisäpiirteenä. Nämä pitivät sisällään ne oluet, jotka oli labelissaan mainittu gluteenittomiksi.

Kotioluet on käsitelty omana aineistonaan ja kaupalliset omanaan. Kotioluissa edustettuna olivat marja-NEIPAt, greippimehu- ja muut NEIPAt, IPAt ja APAt, vehnämustikka-ale, luostariolut, stoutit, barleywine, wit ja bretta-ale.

Mittaukset on tehty juoman ollessa noin 25 asteen lämpötilassa, joskaan aivan tarkalla lämpötilalla ei ole suurta merkitystä. Mahdollinen virhe on luokkaa 0,15 pH-yksikköä, vaikka mittauslämpötilaan ei olisi kiinnitetty huomiota jääkaapista ottamisen jälkeen. Lämpötilan merkitystä oluen pH-arvoon voi arvioida artikkelin lopun kuvaajista, joissa on kokeellisesti näytetty pH:n muutos eri mittauslämpötiloissa laajalla välillä.

Tulokset

Seuraava kuva näyttää kunkin oluttyylin kokeman pH-arvon vaihteluvälin. Kuvaa seuraavassa taulukossa on tarkemmin annettu tilastosuureet niistä tyyleistä, joiden otoskoko (N) pääsääntöisesti on kohtalaisen iso suhteessa koko aineistoon. Yksittäiset ”erikoisemmat käymistuotteet” eivät ole mukana tilastotaulukossa, eikä kuvan kategoriaa gluteenittomat oluet ole myöskään otettu itsenäisenä ryhmänä tilastotaulukkoon.

Kuva- ja taulukkokoosteet oluiden pH-arvoista, jotka on saatu suorin mittauksin. 

Tulokset paljastavat useampiakin huomionarvoisia seikkoja. Hapanoluiden keskiarvo 3,0 sattuu havaintojen mukaan samaksi kuin kirjallisuudesta poimittu arvio, mutta pH-vaihteluväli on huomattavasti suurempi 2,4-3,5. Juuri oluen pH 3,5 luonnehtii melko hyvin rajaa hapanoluiden ja muiden oluiden välillä.

Tosin muissakin tyyleissä kuin tässä hapanoluiksi luokitelluissa voidaan nähdä rajaa alempia arvoja, etenkin kun tyylimäärittelyt eivät aina ole yksikäsitteisiä. Esimerkiksi pelkkä reipas marjojen käyttö voi alentaa muutoin pale aletyyliseksi valmistetun oluen happamuutta, tai berliner weisse saattaa jonkun mielessä luokittua ensi sijassa vehnäolueksi ja jonkun toisen mielessä hapanolueksi. Näissä testeissä berliner weisse on pidetty hapanoluena.

Hartwall Karjala III (4,5%): pH 4,1

Koko aineistossa keskiarvo on pH 4,0, lagereille 4,2 ja ale-oluille hapanoluet pois luettuna yleisesti noin 4,1. Nämä ovat alempia arvoja kuin Wikipedian ja muutkin aiemmin löydetyt arviot. Osa selitystä saattanee olla siinä, että nyt mittauslämpötila oli pyritty pitämään 25 asteessa vertailukelpoisuuden parantamiseksi. Aiempien arvojen mittauslämpötiloista ei ole tietoa.

Uusin mittauksin saadut oluen pH-vaihteluvälit ovat vanhoja huomattavastikin laajempia, esimerkiksi vehnäoluet poikkesivat tässä mielessä selvästi aiemmista. Viitearvojen vaihteluvälin kapeus voisi helposti selittyä noiden otosten pienemmällä koolla, mutta niiden otoskoosta ei ole tietoa.

Täytyy tietysti säilyttää kriittisyys myös tässä raportoituja havaintoja kohtaan. Välineistö ja metodit ovat luokkaa kotipanijan meininki eivätkä esimerkiksi akkreditoidun laboratorion mukaiset.

Kaikista oluista vähiten hapan: Thornbridge Bracia Rich Dark Ale (10%): pH 4,7

Jos jätetään hapanoluet pois laskuista, muut tyylit aika pitkälle vastaavat toisiaan tulosten pH-arvoissa verraten. Korkein oluille saatu arvo oli Thornbridge Bracian 4,7. Se viestii, että suhteellisen korkea pH ei ainakaan haittaa hienoa makua oluessa. Tämä oli ihastuttavan elegantti tapaus.

Reilummin humaloidut oluet (IPAt) levittäytyvät laajalle pH-välille (3,8-4,6). Hapanoluet muodostavat oman melko selvän rykelmänsä pääosin välillä 2,6-3,5. Hapanoluiden erottuminen noinkin selvästi vihjailee hiivatyypillä ja villihiivaoluiden kanssa usein käytetyillä maitohappobakteereilla olevan keskeinen merkitys valmiin oluen happamuuteen. Hapanoluissa myös usein on mukana reilu määrä happamia marjoja, minkä vaikutus lopputuotteenkin happamuuteen vaikuttaa ilmeiseltä. Näin sen kai pitikin mennä jälkikäteen ajatellen.

Alkoholisisältö ja happamuus

Oluiden alkoholisisältö ja vastaava pH testiaineistossa.

Laihian Mallas Tuoppi kotikalja: pH 3,3

Brewdog AB:25 Barleywine (13,3%): pH 4,2. Superherkku.

Kuvassa edellä tihein pistemassa keskittyy pH-välille 3,8-4,4. Happamat oluet erottuvat siinäkin omaksi pistepilvekseen asteikolla 2,6-3,5. Kaikista arvoista oluille matalin sattuu olemaan Brewdogin alkoholittoman Raspberry Blitzin 2,4, mikä kuvassa näyttää jopa outlieriltä. Samoin kuin kotikaljan pH 3,3, mikä ei ole mukana edellisen kappaleen datayhteenvedossa.

Hapanoluiden keskittymää lukuunottamatta oluen pH asettuu olennaisesti välille 3,6-4,6. Hapanoluisiin ei lukeudu kovin korkeita alkoholivahvuuksia (kaikki alle 8%), mutta muutoin aineistossa päästään 20%:iin asti Brewdog Hop Shot Quadruple IPAn toimesta.

Alkoholisisällöllä ei juuri näytä olevan vastaavuutta happamuusarvojen kanssa. Jos vaikka katsoo hapanoluiden ulkopuolisia oluita, matala-alkoholiset (<1%), keskivahvuiset (4-6%), vahvat (6-12%) ja hyvin vahvat (yli 12%) kaikki saavat tyypillisiä pH-arvoja luokkaa 4,0-4,3.

Mielenkiintoista muuten huomata tässäkin grafiikassa miten paljon kaupparaja 5,5% rajaa maistuvia oluita siitä valikoimasta, joka itseä kiinnosti ja kiinnostaa.

Yksittäiset mittaustulokset

Seuraavaan kuvaan on ensin koostettu kaikkien mitattujen oluiden happamuudet. Kappaleen lopussa on vastaava esitys muiden elintarvikkeiden mittaustuloksista ja kuvia elintarvikkeiden mittauksista.

Oluiden osalta raportointiosioon on mukaan päästetty juomia hiukan väljemmin kuin edeltäviin tilastotietoihin. Rajatapauksena mukana on muun muassa happamuudeltaan lähes neutraali espanjalainen Cervezas Domus Crema de Cerveza beer cream liquor (15%). Toisaalta etikoitunut brittikummajainen Bamboo Beer Pale Ale (pH 3,5) oli jätetty koontitaulukon ulkopuolelle, mutta on tässä listassa mukana.

Yksittäiset mittaustulokset oluen pH-arvoille.

White Hag Púca Lemon Sour villihiivaolut (3,6%): pH 2,8

Buxton Spa Pale Ale (4,1%): pH 4,2

Esimerkiksi Púca Lemon Sourissa (pH 2,8) ja Buxton Spassa (4,1) happamuuseron todella huomaa maussa. pH-asteikolla eroa on vain reilut yksi yksikkö, mikä palauttaa mieleen asteikon logaritmisuuden eli ero mitatussa happamuudessa on yli 10-kertainen.

Buxton Spa Pale Ale on omalla tavallaan ihan tuoppiin menevä Pale Ale, jopa hiukan bitterihkö. Toisaalta kuitenkin aika lattea kokonaisuus eikä kunnolla pure omaan olutmakuhermoon.

Rodenbach Grand Cru Flanders Red Ale on kieltämättä hapanta kuin mikä (pH 3,1), mutta jotenkin vähemmän kirpeästi kuin Púca.

Rodenbach Grand Cru aged in oak barrels (6%): pH 3,1

Fierce Beer Very Berry Sour Berry Ale (4,5%): pH 3,1

Fierce Beerin Very Berry Sour Berry Ale oli todella nimensä mukaista, erittäin, erittäin marjaisaa ja hyvin hapanta (pH 3,1) kuohuvaa. Hyvän makuista hapanmarjamehua. Toi mieleen toisen saman panimon ekstramarjaisan oluen. Fierce Beerillä ei marjoissa säästellä. Tässä oli etiketin mukaan supergroup of seasonal berries: vadelma, mustaviinimarja ja karhunvatukka.

Brewdog Elvis Juicen mehuisa greippisyys maussa hämää luulemaan happamammaksi kuin se onkaan. Tosiasiassa pH on melko korkea oluiden joukossa (pH 4,4).

Brewdog Elvis Juice, grapefruit infused IPA (6,5%): pH 4,4

Tri Top Kirsche mehutiiviste (1 osa tiivistettä, 7 osaa vettä): pH 2,4

Kirsikkamehutiiviste puolestaan osoittaa, että happamuutta ei välttämättä mitenkään korostuneesti maista (laimennettuna pH 2,4). Vaikkapa Púca Lemon Sour ja mehutiiviste painivat täysin eri luokassa sellaisen happamuuden makuaistimuksen kanssa, jota happamaksi on ajatellut. Siis nimenomaan niin että Púca on jotakin happamana pitämäänsä (pH 2,8), mehutiiviste ei niinkään vaikka sen pH-lukema on laimennettunakin selvästi Púcaa alempi.

Sitruunamehu on perihapanta (pH 2,0) kuten on tottunut happaman maun aistimaan. Oluiden puolella jos yksin makuaistimukseen luottaisi, Wild Beer Sleeping Lemons Export on äärevän happamalta tuntuva (pH 2,8), vaikkei se joukon kaikkien happamin pH-arvoltaan olekaan. Mittauksen mukaan sen happamuus on samaaa luokkaa kuin esimerkiksi tuorepuristettu greippimehu (pH 2,9).

Kuten edellisessä happamuutta käsittelevässä postauksessa oli todettu: Orgaaniset hapot H⁺-ionien lähteenä eivät ole ainoa syy aistittuun happamaan makuun, siihen vaikuttavat myös yhdisteiden rakenteet.

Sicilia sitruunamehu: pH 2,0

Tuju Norppa Hienosto Gose (3,8%): pH 2,8.

Norppa Hienosto Gose osoittautui hienostuneen happamaksi (pH 2,8). Erittäin samea, marjahapokas, paksu mustikkamehumainen, kaikki positiivisia termejä. Mukana on tyylinmukaista hienovaraista merisuolaa, marjoista runsaasti mustikkaa ja mustaherukkaa, sekä vielä vaniljaa. Kylläpä tulee tämän oluen nimestä mukavasti mieleen klassikkofingerporistrippi.

Weird Beard Sawa Sawa Coffee Sour (4,1%): pH 3,3

Weird Beardin Sawa Sawa Coffee Sour on todella erikoinen muttei kuitenkaan. Se on looginen jatko kaikelle craft beer touhuilulle, jollainen olut just jonkun piti tehdä jossain kohtaa.

Erittäin kahvinen tuoksu, monintakeinen vahvan kahvinen ohut hapan (pH 3,3) kiemurteleva maku. Nyt tämäkin on nähty ja maistettu, ei tarvitse ostaa toista.

Vehnämustikka-ale kotiolut (4,0%): pH 3,6

Otoksessa mukana olevista kotioluista vehnämustikka-ale saa happamuutensa (pH 3,6) maitohappokäymisestä ja reilusta määrästä mustikkaa.

Yksittäiset pH-mittaukset muille elintarvikkeile kuin oluille. 

Marli glögi (1 osa glögiä, 3 osaa vettä): pH 2,6	Rainbow Festival Light, limonadi: pH 2,6
Goji-marjamehu ja vihreä tee: pH 2,9	Original Heinz HP:n pH: 3,1. Kastikkeen raaka-aineet on monet ja niistä muun muassa etikat hapantaa kokonaisuutta: tomaattipyree, ohramallasetikka, siirappi, glukoosifruktoosisiirappi, etikka, sokeri, taateli, muunneltu maissitärkkelys, ruisjauho, suola, mausteet, luontaiset aromit, tamarindi. Huom. ohramallasetikkakin, johan nyt.
Hartwall Omena Limonadi: pH 3,8. Huomionarvoisesti noin yhden (tai enemmän) pH-yksikön verran korkeampi pH kuin muilla limonadeilla.	Lagavulin whisky (43%): pH 3,9
Danone Actimel maitohappo-bakteerijuoma: pH 4,0	Dansk Mjød Skjalde Mjød, hunajasima (14,8%): pH 4,0
Sinebrychoff Crisp vaalea lager (0,0%): pH 4,1	Brasilialaista erittäin tulista chilikastiketta: pH 4,2. Laittaa suun rullalle, mutta kovinkaan hapanta se ei ole.
Kahvi mustana: pH 4,8	Kahvi kermalla: pH 5,6

Oluen pH riippuu lämpötilasta

Neuzeller Bock (6,2%): pH 4,4

Trappistes Rochefort 10 (11,3%): pH 3,7

Mielenkiinnon lämpötilatarkasteluun herätti vastaava riippuvuus vierteelle sekä  havaintovirheen arviointi käytännön mittaustilanteessa.

Mikäli pH-mittauksessa nesteen lämpötilaan ei olisi kiinnitetty huomiota, mittaus olisi voinut sattua suoraan jääkaappikylmästä oluesta tai hetken huoneenlämmössä seisoneesta oluesta, mutta tuskin 25 asteen lämpöisestä joka on tulosten vertailukelpoisuuden mielessä hyvä lämpötila.

Lämpötilan mittauksessa epävarmuustekijäksi on syytä mainita infrapunamittarin tarkkuus (2^oC). Lisäksi  aluksi käytettyä IR-mittaria on hiukan syytä epäillä mittausasteikon viileässä päässä. Mittarin vaihdon jälkeen jääkaapista oton jälkeen päästiin myös alle 10^oC lämpöihin toisin kuin ensimmäisellä mittarilla. Lisäksi useammankin käyrän kylmässä päässä on enemmän epälineaarisuutta, mikä voisi näin johtua äärimmäisen halpislaatuisen IR-mittarin virheestä.

Epävarmuuteen liittyvät pohdiskelut eivät muuta mittausten perusviestiä. Kuvaajista alta voi jo silmämääräisesti arvioida, että ero esimerkiksi 10 ja 25 asteen välillä tarkoittaa noin 0,15-0,2 pH-yksikön alenemaa.

Joidenkin oluiden kohdalla täsmällisemmin katsottuna:

• Neuzeller Bockille pH:n alenema on 0,13 yksikköä välillä 13…25^oC
• Bernardus Wit: alenema 0,14 yksikköä välillä 14…26^oC
• Thornbridge Bakewell Sour: alenema 0,16 yksikköä välillä 12…25^oC
• Tiny Rebel Stout: alenema 0,06 yksikköä välillä 14…23^oC
• Rochefort 10: alenema 0,15 välillä 12…25^oC

Lämpötila-pH mittausprofiileja valittuna siten, että ne kuvaavat oluita eri happamuustasoilla. Kulmakertoimet eri oluilla ovat olennaisesti samat ja suureiden välinen riippuvuus näyttää lineaariselta.

Lämpötila-pH mittausprofiileja erikoisemmille käymistuotteille. Riippuvuus vastaa muita tavanomaisempia oluttyylejä.

Lisätietoja: Happamien liuosten mittaamisesta

Happo on aine, joka pystyy luovuttamaan vetyionin (H⁺). Liuoksen happamuutta mitataan pH-asteikolla ja siinä pH liittyy vetyionien määrään tilavuusyksikössä. Mitä matalampi on pH-arvo, sitä väkevämpi happoliuos. Väkevässä happoliuoksessa on paljon vetyioneja ja laimeassa happoliuoksessa on vähän vetyioneja.

Happoliuoksen väkevyys ei riipu hapon vahvuudesta. Vahvasta haposta voi tehdä laimean tai väkevän liuoksen ja heikosta haposta voi tehdä laimean tai väkevän liuoksen. Vahvalla hapolla vetyionien tuotantoreaktio tapahtuu loppuun asti. Heikko happo jää osittain hajonneena tasapainotilaan.

Sähköistä pH-mittaria voidaan käyttää vesipohjaisten liuosten happamuuden mittaamiseen. Laitteella mitattu virtapiirin jännite riippuu pH:sta. Mittapäänä on pH-elektrodi ohuessa lasikuoressa, jonka sisällä olevan liuoksen pH on vakio. Vain vetyionit voivat läpäistä tämän lasikuoren.

Toinen, referenssielektrodi, on sähköisessä kosketuksessa testattavan liuoksen kanssa. Elektrodien väliltä jännitteenä mitattu potentiaaliero on verrannollinen liuoksen happamuuteen. Anturin signaali vahvistetaan ja muunnetaan siirtofunktion avulla pH-arvoksi nestekidenäytölle.

Mittari on kalibroitava aika ajoin tunnettujen pH-standardiliuosten avulla. Sensori on herkkä mekaanisesti ja myös homeen tai bakteerien aiheuttamalle likaantumiselle. Lasin kuori ei myöskään saa kuivua ja laite on varastoitava suojaliuoksessa. Lisäksi koska elektrodin pH-vaste muuttuu lämpötilan muuttuessa, mittarin on syytä olla varustettu automaattisella lämpötilakompensaatiolla.