Estils àcids - 7
Els valors de l’acidesa i la seva relació amb l’avaluació sensorial
L’acidesa en termes fisicoquímics
Abans de parlar de pH i d’altres maneres de mesurar l’acidesa, cal precisar què vol dir exactament acidesa des del punt de vista químic. Aquesta precisió és necessària perquè, en el context de la cervesa, el terme acidesa s’utilitza per designar diverses realitats, que no sempre coincideixen amb la percepció sensorial.
En química existeixen diverses definicions d’àcid i de base. La que ens interessa aquí —i la que s’utilitza de manera sistemàtica en la química de l’aigua, dels aliments i de les begudes— és la definició anomenada de Brønsted–Lowry. Segons aquesta definició, un àcid és una substància capaç de cedir un protó, és a dir, un ió hidrogen (H⁺), mentre que una base és una substància en disposició d’adquirir-lo.
Això vol dir que, quan parlem d’acidesa en una beguda, ens referim a la presència i el comportament dels ions hidrogen (H⁺) en dissolució aquosa. L’acidesa, en aquest sentit, està relacionada amb la facilitat amb què determinades molècules poden alliberar aquests protons dins del líquid.
Cal insistir sobre el fet que, en la teoria esmentada, aquest concepte d’acidesa només té sentit en solucions aquoses. El protó (H⁺) no pot existir de manera estable per si sol, sinó que s’associa immediatament a una molècula d’aigua (H₂O), formant l’anomenat ió hidroni. En aquest sentit, l’aigua és un component actiu que participa del fenomen.
Les tres maneres d’expressar l’acidesa en química de les begudes
En química d’aliments i de begudes, el terme acidesa s’utilitza sovint com si designés una única propietat mesurable. En realitat, sota aquesta mateixa paraula s’agrupen diversos conceptes diferents, que no descriuen el mateix fenomen ni responen al mateix tipus de mesura.
Per aclarir aquesta qüestió, convé distingir tres maneres diferents d’expressar l’acidesa, cadascuna amb el seu objecte de mesura específic i el seu camp d’aplicació.
1.1 El pH
En el llenguatge comú, dir que una beguda «té un pH baix» equival a dir que és químicament «més àcida». Aquesta equivalència és útil, però pot ser enganyosa si no precisem què mesura exactament el pH.
El pH no mesura la quantitat total d’àcids presents en un líquid. El que indica és, sobretot, fins a quin punt el líquid es comporta com un medi químicament acidificant. És a dir, descriu el nivell d’acidesa activa del medi en un moment determinat.
Aquesta precisió és fonamental en la cervesa, perquè en una beguda fermentada hi conviuen aigua, alcohol, sals minerals, sucres, proteïnes, àcids orgànics i altres substàncies dissoltes. Tot plegat fa que la «força» efectiva de l’acidesa no depengui només de quants àcids hi ha, sinó de com es comporten dins del medi.
El pH no és un «recompte d’àcid»
Quan parlem d’acidesa en termes químics, sovint ens referim als ions hidrogen presents en dissolució (H⁺) —o, de manera més estricta, als ions hidroni (H₃O⁺). Una primera temptació seria creure que mesurar el pH és comptar «quants H⁺ hi ha» dins la solució.
Però això seria massa simple.
El pH no fa un simple recompte dels ions hidrogen. El que fa és valorar fins a quin punt aquests ions són eficaços a l’hora d’interaccionar amb el medi que els envolta. Aquesta eficàcia és el que, en química, s’anomena activitat.
En una solució "ideal" —molt diluïda i químicament simple— l’activitat dels ions hidrogen s’aproxima força a la seva concentració numèrica. Dit d’una altra manera: en aquests casos, fer un recompte de quants ions hi ha a la solució i avaluar fins a quin punt són actius pot conduir a resultats molt semblants.
Tanmateix, aquesta situació ideal és molt infreqüent. No correspon en absolut a sistemes reals com la cervesa. En una beguda fermentada, els ions i les molècules dissoltes es «condicionen» mútuament, i no tots els protons presents dins del líquid participen de la mateixa manera en els equilibris químics. Com a conseqüència, només una part d’aquests protons contribueix efectivament a l’acidesa activa que descriu el pH.
El pH, per tant, expressa l’estat químic del medi d’una manera funcional: no quantifica l’acidesa total, sinó aquell acidesa que és químicament operativa en el moment de la mesura.
Com es mesura el pH (i per què és una mesura indirecta)
El pH es mesura electroquímicament i avalua l’estat químic del medi a partir de la resposta que aquest ofereix a un estímul controlat. El valor de pH que s’obté és, doncs, el resultat d’una mesura indirecta, que tradueix el comportament global dels ions hidrogen en una magnitud numèrica comparable entre mostres.
L’escala logarítmica del pH (per fer «humans» nombres inhumans)
El pH no s’expressa en una escala linial, sinó en una escala logarítmica. Això vol dir que els valors numèrics del pH no augmenten o disminueixen de manera proporcional a la intensitat del fenomen que descriuen.
La raó és molt simple: l’activitat dels ions hidrogen pot variar dins d’un rang enormement ampli, fins i tot en sistemes aparentment semblants. Si aquesta variació s’hagués d’escriure com un recompte directe, ens trobaríem amb nombres massa grans (o decimals massa petits) per resultar pràctics o intuïtius. L’expressió logarítmica és, doncs, una simplificació destinada a fer que els valors siguin intel·ligibles i comparables.
Concretament, una diferència d’una unitat de pH correspon a un canvi d’un factor deu en l’activitat dels ions hidrogen. Així, una solució de pH = 4 presenta aproximadament deu vegades més ions hidrogen actius que una solució de pH = 5. Aquesta relació exponencial explica per què unes diferències numèriques modestes poden reflectir canvis químics substancials.
Fins i tot variacions més petites poden ser significatives. Un canvi d’unes 0,3 unitats de pH implica, a grans trets, doblar o dividir per dos l’activitat dels ions hidrogen. Aquest punt és especialment important en begudes fermentades, on unes diferències aparentment menors poden tenir conseqüències químiques i, eventualment, sensorials apreciables.
Conseqüència pràctica immediata de l’escala logarítmica
Aquesta naturalesa logarítmica fa que la interpretació del pH requereixi prudència. Uns valors numèricament propers no indiquen necessàriament situacions químiques gairebé idèntiques. Això pot resultar sorprenent per al lector no avesat, perquè la nostra ment tendeix a interpretar les sèries de nombres com si estiguessin disposades en una escala linial. En el cas del pH, aquesta intuïció falla: una variació reduïda en el valor pot reflectir, en realitat, un canvi químic substancial.
Punt de referència habitual de l’escala de pH
Per convenció, l’escala de pH pren com a punt de referència el valor pH = 7. Aquest nombre correspon aproximadament a una solució aquosa neutra, com l’aigua pura a temperatura ambient. Els valors inferiors a 7 indiquen una solució àcida, mentre que valors superiors a 7 corresponen a solucions bàsiques o alcalines.
És important remarcar altre cop que, dins d’aquesta escala, l’acidesa augmenta a mesura que el valor numèric del pH disminueix. Dit d’una altra manera, una solució de pH = 4 presenta una acidesa activa més elevada que una de pH = 5, i una de pH = 3 encara més que una de pH = 4. Aquesta relació pot resultar poc intuïtiva a primera vista, però és una conseqüència directa del caràcter logarítmic de l’escala.
En el context que ens ocupa, això vol dir que com més baix és el pH, més elevada és l’activitat dels ions hidrogen, i, per tant, més activa és l’acidesa del medi. Aquesta precisió és essencial per evitar una interpretació errònia dels valors numèrics, especialment quan es comparen begudes o processos de fermentació.
Definició formal
Amb tot això al cap, ja podem escriure la definició formal del pH, que no és res més que una manera abreujada i operativa d’expressar aquesta realitat:
pH = −log a(H⁺)
És a dir: «el pH és el logaritme negatiu de l’activitat dels ions hidrogen en una solució aquosa».
Límit del pH en relació amb la percepció sensorial
Tot el que s’ha dit fins aquí ens ha de permetre entendre una limitació fonamental del pH en relació amb l’avaluació sensorial. El pH informa sobre l’activitat dels ions hidrogen en un moment determinat, però aquesta informació, per si sola, no permet anticipar de manera fiable la sensació d’acidesa en boca. La percepció sensorial depèn de molts altres factors, com ara la quantitat total d’àcids presents, la seva naturalesa química, la capacitat tampó del líquid i la interacció amb altres components de la beguda.
Això explica per què dues begudes amb un pH semblant poden presentar perfils d’acidesa sensorial molt diferents, i per què begudes amb valors de pH clarament diferents poden resultar sorprenentment properes en la percepció gustativa. La distància entre el valor de pH mesurat i l’experiència sensorial és una conseqüència directa del fet que el pH descriu només una part del fenomen de l’acidesa.
He de reconèixer que aquesta constatació, malauradament, treu molt de valor a l'argumentació exposada en el segon article d'aquesta sèrie. El que hi explico ha de ser matisat, cosa que farem quan podrem.
Nota 1: capacitat tampó (o
efecte tampó)
En una solució aquosa, la capacitat
tampó és la propietat que té el medi de resistir els canvis de pH
quan s’hi afegeixen petites quantitats d’àcid o de base. Un
sistema amb capacitat tampó no impedeix que hi hagi àcids presents,
però n’amorteix els efectes sobre el pH, fent que aquest variï
menys del que ho faria en una solució sense aquest efecte.
Nota 2: El lector atent s'haurà adonat que he escrit "línial" en lloc del normatiu "lineal". És absolutament voluntari. No ho penso canviar.
1.2. L’acidesa titulable
Després d’haver vist què mesura el pH —l’acidesa activa en un moment determinat—, cal introduir una segona manera d’expressar l’acidesa que respon a una pregunta diferent: quanta acidesa hi ha en total dins d’una beguda?
L’anomenada acidesa titulable no descriu l’estat instantani del sistema, sinó la quantitat total d’àcids presents que poden reaccionar amb una base en condicions controlades. Aquesta mesura informa sobre la reserva àcida del líquid, o sigui, la quantitat d’acidesa potencial que el sistema pot posar en joc a mesura que el pH es modifica.
En aquest tipus d’avaluació, els àcids presents a la beguda van neutralitzant gradualment la base que s’hi afegeix. La quantitat total de base necessària per arribar a un punt final establert permet estimar la quantitat global d’acidesa del sistema, independentment de com aquesta es manifesti en un moment concret.
Com s’obté l’acidesa titulable
L’acidesa titulable s’obté mitjançant una «titulació àcid–base». De manera funcional, el procediment consisteix a afegir progressivament una base forta a la beguda fins a assolir un punt final predefinit, corresponent a un valor de pH convencional. La quantitat de base necessària per arribar a aquest punt és la que es fa servir per valorar numèricament l’acidesa titulable.
A diferència del pH, que reflecteix un estat del sistema en un instant determinat, l’acidesa titulable integra la contribució de tots els àcids presents, tant els que estan fortament dissociats com els que ho estan només parcialment. Per aquest motiu, aquesta mesura és menys sensible a l’efecte tampó i ofereix una visió més global del contingut àcid del líquid.
L’acidesa titulable (TA) se sol expressar com en g/L d’un àcid de referència. Principalment, es fan servir els g/L d’àcid làctic (molt habitual), o bé en g/L d’àcid acètic o, encara, en g/L d’àcid tartàric ,segons el producte i la tradició del laboratori. També és molt freqüent en meq/L (mil·liequivalents per litre). En alguns àmbits, s'expressa en % (m/v) “com a àcid X” (equivalent pràctic a g/100 mL). O sigui que es tracta d'unitats per equivalència.
Abast i límits de l’acidesa titulable
L’acidesa titulable proporciona informació valuosa sobre la quantitat total d’acidesa disponible, però tampoc permet, per si sola, anticipar com aquesta acidesa es manifestarà sensorialment. Dues begudes poden presentar la mateixa acidesa titulable i, tanmateix, oferir una acidesa sensorial diferent; de la mateixa manera, una beguda amb una acidesa titulable elevada pot no resultar especialment àcida en boca si el sistema està fortament "tamponat" o si els àcids presents són químicament febles. En aquest sentit, l’acidesa titulable complementa el pH: mentre que el pH descriu l’acidesa activa, l’acidesa titulable descriu l’acidesa potencial acumulada al sistema.
En el llenguatge tècnic, "acidesa total" s’empra sovint com a sinònim d’acidesa titulable (TA), és a dir, l’acidesa determinada per titulació fins a un punt final establert.
1.3. L’acidesa volàtil
La tercera manera d’expressar numèricament l’acidesa és l’acidesa volàtil. A diferència del pH i de l’acidesa titulable, que descriuen propietats globals del sistema, l’acidesa volàtil fa referència només a una fracció específica dels àcids presents, caracteritzada pel fet que poden volatilitzar-se amb el vapor d’aigua.
En el context de les begudes fermentades, l’acidesa volàtil està constituïda principalment per l’àcid acètic. En menor mesura, hi poden contribuir altres àcids orgànics volàtils de baixa massa molecular, com ara l’àcid fòrmic, habitualment present només en quantitats traça. Des del punt de vista quantitatiu, aquesta fracció representa una part reduïda de l’acidesa total del líquid.
En qualsevol cas, l'olor d'àcid fòrmic es descriu com recordant el vinagre, però amb una olor més intensa i intrusiva i amb una sensació més irritant.
Què mesura l’acidesa volàtil?
L’acidesa volàtil quantifica el conjunt d’àcids volàtils d’una beguda, amb independència del pH global i de l’acidesa titulable. No descriu l’acidesa activa del sistema ni la seva reserva àcida total. Quantifica la presència d’una família específica de compostos, amb propietats fisicoquímiques i sensorials pròpies.
Per això, no és directament equiparable ni al pH ni a l’acidesa titulable: aporta una informació d’una altra naturalesa, centrada en el tipus d’àcids detectats més que no pas en l’acidesa global.
L’acidesa volàtil s’obté mitjançant un procediment que separa aquesta fracció d’àcids de la resta del líquid abans de mesurar-la. De manera funcional, la mesura consisteix a volatilitzar els àcids volàtils amb vapor d’aigua, recollir-los per condensació i quantificar-los posteriorment mitjançant una titulació àcid–base. El valor obtingut expressa, així, la quantitat total d’àcids volàtils presents, independentment del pH global o de l’acidesa titulable.
Importància sensorial
Tot i que quantitativament modesta, l’acidesa volàtil té una importància sensorial notable. Els àcids volàtils, i especialment l’àcid acètic, presenten una olor i un gust marcats, fàcilment perceptibles fins i tot a concentracions baixes. Com a conseqüència, unes petites variacions en l’acidesa volàtil poden tenir un impacte sensorial molt superior al que suggeriria la seva contribució a l’acidesa total.
Això explica per què dues begudes amb valors de pH i acidesa titulable similars poden resultar sensorialment molt diferents si difereixen en acidesa volàtil. A més, tenint en compte que, en molts productes fermentats, l'acidesa acètica pot ser considerada "defectuosa", és especialment rellevant a l’hora d’avaluar defectes, desviacions fermentatives o perfils aromàtics no desitjats.
Funció de l’acidesa volàtil
En resum, l’acidesa volàtil no descriu ni l’acidesa activa ni la reserva àcida del sistema, sinó la presència d’àcids específics amb una elevada incidència sensorial. Per aquest motiu, cal entendre-la com una mesura complementària, però no substitutiva del pH ni de l’acidesa titulable. En altres termes, les tres maneres d’expressar l’acidesa no descriuen el mateix fenomen, sinó tres dimensions complementàries d’un mateix sistema.
Tancament
Entre aquestes mesures, l’acidesa titulable és probablement la que manté una relació més estreta amb la percepció sensorial, en la mesura que informa sobre la reserva àcida global del sistema. Aquesta relació, però, és parcial i contextual: hi intervenen la naturalesa química dels àcids presents, la capacitat tampó de la beguda, i la interacció amb altres estímuls gustatius (dolçor, amargor, alcohol, carbonatació). A tot això s’hi afegeixen factors propis del tastador —fisiològics, cognitius i culturals— que introdueixen una variabilitat inevitable.
D’aquí se’n desprèn una conclusió necessàriament prudent: en qüestions d'acidesa, no hi ha una manera única i automàtica de relacionar els valors analítics amb les experiències sensorials. Això no invalida l’ús de les mesures químiques, però obliga a ajustar-ne les expectatives: més que equivalències, ofereixen indicis, útils però incomplets. És en aquest espai —entre la mesura i la percepció— on cal situar la interpretació: una lectura informada dels paràmetres analítics, complementada amb coneixement químic i una avaluació sensorial acurada.
Ex-Professor d'anàlisi sensorial de la cervesa a la Facultat d'Enologia de la URV
Ex-Professor d'anàlisi sensorial de la cervesa al curs de cervesa artesana de la Universitat d'Alacant.
Ex-membre de l'equip d'Art Cervesers.
Jutge certificat BJCP des de 2015 (Probablement també «ex»)
Premi Steve Huxley 2020
Nota 1.
Nota 2:
Aquells que voleu fer servir aquest article, copiar-lo, traduir-lo, o fer veure que us heu llegit totes les fonts 😉, ho podeu fer. L'accés a aquest blog és completament lliure. I essent que el seu objectiu és la difusió de la cultura de la cervesa, podeu copiar i afusellar com us abelleixi sobiranament. Cap problema.
NOMÉS HEU DE TENIR L'HONESTEDAT DE CITAR TOTES LES VOSTRES FONTS, INCLOENT-HI AQUESTA, ENCARA QUE US FACI RÀBIA QUE ESTIGUI ESCRITA EN CATALÀ. TAMPOC COSTA TANT SER UNA MICA HONEST! PER ENDAVANT, MERCI.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada