Бикарбонаты в воде: Гидрокарбонаты в питьевой воде | Северянка

Содержание

Гидрокарбонаты в питьевой воде | Северянка

Гидрокарбонаты в питьевой воде

2016-03-28

ООО «Научно-инновационная фирма «Эко-Проект»
Санкт-Петербург, ул. Латышских Стрелков, д. 19
+78123206867

Admin

Гидрокарбонаты в питьевой воде – это компоненты, определяющие ее щелочность. Их содержание в воде объясняется несколькими процессами:

растворением атмосферного углекислого газа;

взаимодействием воды с известняками, которые находятся в прилегающем грунте;

жизненными процессами дыхания организмов, жизнь которых протекает в воде.

Определяя, в какой концентрации находятся гидрокарбонаты в питьевой воде, мы в большинстве случаев можем уровень щелочности питьевой воды (поскольку остальные ее составляющие – карбонат-ионы и гидроксид-ионы — присутствуют в воде в несопоставимо меньших концентрациях).

Гидрокарбонаты в питьевой воде уменьшают количество водородных ионов, приводят к уменьшению кислотности и повышению щелочности. Благодаря высокой концентрации гидрокарбонатов некоторые минеральные воды могут использоваться для лечения гастритов и повышенной кислотности желудочного сока. В умеренных концентрациях гидрокарбонат-ионы необходимы качественной питьевой воде для поддержания нормальной щелочности, оптимального значения рН и приемлемых органолептических характеристик.

Зачем насыщать воду гидрокарбонатами

Гидрокарбонаты в воде нужны для того, чтобы корректировать водородный показатель pH воды и улучшить ее вкусовые свойства. Если щелочность низкая, уровень pH будет нестабилен вследствие низкой буферной емкости такой воды. Низкая (практически нулевая) щелочность и пониженные уровни рН характерны, в частности, для воды после очистки обратным осмосом.

Гидрокарбонаты в воде (природной) – это прежде всего соли кальция и магния (гидрокарбонаты этих элементов существуют только в растворенном состоянии). При нагреве и кипячении растворенные гидрокарбонаты элементов жесткости частично перейдут в нерастворимые карбонаты, и вода станет мягче.

При необходимости (например, после обратного осмоса) гидрокарбонаты в воде можно повысить, используя специально разработанные для этого модификации минеральной добавки «Северянка Бикарбонат». Помимо повышения щелочности питьевой воды и коррекции рН, эта добавка улучшает её вкусовые качества.

Рейтинг: 3/5 — 21
голосов

Бикарбонаты и карбонаты — Гидрогеология

Величина нормальной концентрации серной кислоты, необходимой для титрования пробы воды при рН = 4,5, отражает щелочность воды. Щелочность воды почти исключительно вызывается присутствием бикарбонатных и карбонатных ионов. Гидроокиси, железо и силикаты могут оказывать некоторое влияние на щелочность, когда рН > 9,0. Фосфаты влияют на щелочность при любых нормальных величинах рН. Однако природные концентрации фосфатов почти незначительны по сравнению с содержанием карбонатных и бикарбонатных ионов, кроме того, природные воды с рН > 9,0 редки. Следовательно, щелочность — надежный показатель количества карбонатных и бикарбонатных ионов в большинстве природных вод.

Диссоциация бикарбонатных ионов на карбонатные и водородные ионы происходит активно при рН > 8,2. Ниже этой величины рН большая часть карбонатных ионов реагирует с водородными ионами, в результате чего образуются бикарбонатные ионы:

Н⁺ + СО^2-₃↔ HCO^—₃.

В этом случае соотношение бикарбонатных и карбонатных ионов превышает 100:1. Следовательно, доля щелочного титрования при рН > 8,2 служит мерой содержания карбонатных ионов, а при рН < 8,2 — мерой концентрации бикарбонатных ионов. При рН < 4,5 бикарбонатные ионы, реагируя с ионами водорода, образуют молекулы угольной кислоты:

H⁺+ HCO^—₃ ↔ Н₂СO₃.

При титровании удобным цветным индикатором, если рН = 8,2, служит фенолфталеин, а если рН = 4,5, — метилоранж. Эти два типа щелочности называются соответственно карбонатной и бикарбонатной. При анализе промышленных вод они также называются фенолфталеиновой и метил-оранжевой щелочностью, поскольку в промышленные воды обычно добавляются вызывающие щелочность химические вещества, имеющие отдаленное отношение к карбонатам и бикарбонатам.

Большинство карбонатных и бикарбонатных ионов поступают в подземные воды за счет углекислого газа атмосферы, двуокиси углерода почвы и растворения карбонатных пород. В некоторых подземных водах и во многих водах нефтяных месторождений бикарбонаты образуются, вероятно, благодаря присутствию двуокиси углерода, возникающей при диагенезе органических соединений. Бикарбонат натрия, содержащийся в воде, концентрируется в почвах и пустынных бассейнах в результате испарения, но при большом содержании кальция бикарбонат будет удаляться из воды путем осаждения карбоната кальция.

Подземные воды обычно содержат более 10, но менее 800 ч. на 1 млн. бикарбоната. Наиболее распространены концентрации 50—400 ч. на 1 млн. Очень редко, при рН < 4,5, в подземных водах бикарбонат, реагируя с ионами водорода, переходит в угольную кислоту; при рН > 8,2 бикарбонатные ионы диссоциируют на карбонатные и водородные.

Основные показатели качества воды — техническая информация

Мутность и прозрачность

Мутность – показатель качества воды, обусловленный присутствием в воде нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Причиной мутности поверхностных вод являются илы, кремниевая кислота, гидроокиси железа и алюминия, органические коллоиды, микроорганизмы и планктон. В грунтовых водах мутность вызвана преимущественно присутствием нерастворенных минеральных веществ, а при проникании в грунт сточных вод – также и присутствием органических веществ. В России мутность определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (единицы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина. Последнюю единицу измерения называют также Единица Мутности по Формазину (ЕМФ) или в западной терминологии FTU (Formazine Turbidity Unit). 1FTU=1ЕМФ=1ЕМ/ дм3. В последнее время в качестве основной во всем мире утвердилась фотометрическая методика измерения мутности по формазину, что нашло свое отражение в стандарте ISO 7027 (Water quality — Determination of turbidity). Согласно этому стандарту, единицей измерения мутности является FNU (Formazine Nephelometric Unit). Агентство по Охране Окружающей Среды США (U.S. EPA) и Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) используют единицу измерения мутности NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Соотношение между основными единицами измерения мутности следующее: 1 FTU(ЕМФ)=1 FNU=1 NTU.

ВОЗ по показаниям влияния на здоровье мутность не нормирует, однако с точки зрения внешнего вида рекомендует, чтобы мутность была не выше 5 NTU (нефелометрическая единица мутности), а для целей обеззараживания – не более 1 NTU.

Мера прозрачности – высота столба воды, при которой можно наблюдать опускаемую в воду белую пластину определенных размеров (диск Секки) или различать на белой бумаге шрифт определенного размера и типа (шрифт Снеллена). Результаты выражаются в сантиметрах.

Характеристика вод по прозрачности (мутности)

Прозрачность	Еденица измерения, см


Средней мутности

Цветность

Цветность – показатель качества воды, обусловленный главным образом присутствием в воде гуминовых и фульфовых кислот, а также соединений железа (Fe3+). Количество этих веществ зависит от геологических условий в водоносных горизонтах и от количества и размеров торфяников в бассейне исследуемой реки. Так, наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую – в степях и степных зонах. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, в то время как весной в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей – цветения воды — оно повышается. Подземные воды, как правило, имеют меньшую цветность, чем поверхностные. Таким образом, высокая цветность является тревожным признаком, свидетельствующим о неблагополучии воды. При этом очень важно выяснить причину цветности, так как методы удаления, например, железа и органических соединений отличаются. Наличие же органики не только ухудшает органолептические свойства воды, приводит к возникновению посторонних запахов, но и вызывает резкое снижение концентрации растворенного в воде кислорода, что может быть критично для ряда процессов водоочистки. Некоторые в принципе безвредные органические соединения, вступая в химические реакции (например, с хлором), способны образовывать очень вредные и опасные для здоровья человека соединения.

Цветность измеряется в градусах платино-кобальтовой шкалы и колеблется от единиц до тысяч градусов – Таблица 2.

Характеристика вод по цветности

Цветность	Еденица измерения, градус платино-кобальтовой шкалы




Очень высокая

Вкус и привкус

Вкус воды определяется растворенными в ней веществами органического и неорганического происхождения и различается по характеру и интенсивности. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (щелочной, металлический, вяжущий и т.п.). Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20 °С и оценивают по пятибалльной системе, согласно ГОСТ 3351-74*.

Качественную характеристику оттенков вкусовых ощущений – привкуса – выражают описательно: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. Наиболее распространенный соленый вкус воды чаще всего обусловлен растворенным в воде хлоридом натрия, горький – сульфатом магния, кислый – избытком свободного диоксида углерода и т.д. Порог вкусового восприятия соленых растворов характеризуется такими концентрациями (в дистиллированной воде), мг/л: NaCl – 165; CaCl2 – 470; MgCl2 – 135; MnCl2 – 1,8; FeCl2 – 0,35; MgSO4 – 250; CaSO4 – 70; MnSO4 – 15,7; FeSO4 – 1,6; NaHCO3 – 450.

По силе воздействия на органы вкуса ионы некоторых металлов выстраиваются в следующие ряды:

O катионы: Nh5+ > Na+ > K+; Fe2+ > Mn2+ > Mg2+ > Ca2+;

O анионы: ОН- > NO3- > Cl- > HCO3- > SO42- .

Характеристика вод по интенсивности вкуса

Интенсивность вкуса и привкуса	Характер появления вкуса и привкуса	Оценка интенсивности, балл
Нет	Вкус и привкус не ощущаются	0
Очень слабая	Вкус и привкус не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании	1
Слабая	Вкус и привкус замечаются потребителем, если обратить на это его внимание	2
Заметная	Вкус и привкус легко замечаются и вызывают неодобрительные отзывы о воде	3
Отчетливая	Вкус и привкус обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья	4
Очень сильная	Вкус и привкус настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению	5

Запах

Запах – показатель качества воды, определяемый органолептическим методом с помощью обоняния на основании шкалы силы запаха. На запах воды оказывают влияние состав растворенных веществ, температура, значения рН и целый ряд прочих факторов. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20 °С и 60 °С и измеряют в баллах, согласно требованиям.

Следует также указывать группу запаха по следующей классификации:

По характеру запахи делят на две группы:

естественного происхождения (живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и др.)
искусственного происхождения (примеси промышленных и сельскохозяйственных сточных вод).

Запахи второй группы (искусственного происхождения) называют по определяющим запах веществам: хлорный, бензиновый и т.д.

Запахи естественного происхождения

Обозначение запаха	Характер запаха	Примерный род запаха
А	Ароматический	огуречный, цветочный
Б	Болотный	илистый, тинистый
Г	Гнилостный	фекальный, сточный
Д	Древесный	запах мокрой щепы, древесной коры
З	Землистый	прелый, запах свежевспаханной земли, глинистый
П	Плесневый	затхлый, застойный
Р	Рыбный	запах рыбьегожира, рыбный
С	Сероводородный	запах тухлых яиц
Т	Травянистый	запах скошенной травы, сена
Н	Неопределенный	Запахи естественного происхождения, не попадающие под предыдущие определения

Интенсивность запаха по ГОСТ 3351-74* оценивают в шестибальной шкале – см. следующую страницу.

Характеристика вод по интенсивности запаха

Интенсивность запаха	Характер появления запаха	Оценка интенсивности, балл
Нет	Запах не ощущаются	0
Очень слабая	Запах не ощущаются потребителем, но обнаруживаются при лабораторном исследовании	1
Слабая	Запах замечаются потребителем, если обратить на это его внимание	2
Заметная	Запах легко замечаются и вызывают неодобрительные отзывы о воде	3
Отчетливая	Запах обращают на себя внимание и заставляют воздержаться от питья	4
Очень сильная	Запах настолько сильные, что делают воду непригодной к употреблению	5

Водородный показатель (рН)

Водородный показатель (рН) — характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде и выражает степень кислотности или щелочности воды (соотношение в воде ионов Н+ и ОН- образующихся при диссоциации воды) и количественно определяется концентрацией ионов водорода pH = — Ig [H+]

Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода (рН>7) по сравнению с ионами ОН-, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ (рН<7)- кислую. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН=7. При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН.

Определение pH выполняется колориметрическим или электрометрическим методом. Вода с низкой реакцией рН отличается коррозионностью, вода же с высокой реакцией рН проявляет склонность к вспениванию.

В зависимости от уровня рН воды можно условно разделить на несколько групп:

Характеристика вод по рН

Тип воды	Величина рН
сильнокислые воды

слабокислые воды
нейтральные воды
слабощелочный воды
щелочные воды
сильнощелочные воды

Контроль над уровнем рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его «уход» в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых методов водообработки.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Вместе с тем известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, способных вступать в реакцию с гидроксид-ионами (ОН-). Кислотность воды определяется эквивалентным количеством гидроксида, необходимого для реакции.

В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4.5.

В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4.5. Часть общей кислотности, снижающей pH до величин < 4.5, называется свободной.

Жесткость

Общая (полная) жесткость – свойство, вызванное присутствием растворенных в воде веществ, в основном — солей кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других катионов, которые выступают в значительно меньших количествах, таких как ионы: железа, алюминия, марганца (Mn2+) и тяжелых металлов (стронций Sr2+, барий Ba2+).

Но общее содержание в природных водах ионов кальция и магния несравнимо больше содержания всех других перечисленных ионов – и даже их суммы. Поэтому под жесткостью понимают сумму количеств ионов кальция и магния – общая жесткость, складывающаяся из значений карбонатной (временной, устраняемой кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, вторая наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов.

В России жесткость воды выражают в мг-экв/дм3 или в моль/л.

Карбонатная жесткость (временная) – вызвана присутствием растворенных в воде бикарбонатов, карбонатов и углеводородов кальция и магния. Во время нагревания бикарбонаты кальция и магния частично оседают в растворе в результате обратимых реакций гидролиза.

Некарбонатная жесткость (постоянная) – вызывается присутствием растворенных в воде хлоридов, сульфатов и силикатов кальция (не растворяются и не оседают в растворе во время нагревания воды).

Характеристика вод по значению общей жесткости

Группа вод	Еденица измерения, ммоль/л


Средней жесткости

Очень жесткая

Щелочность

Щелочностью воды называется суммарная концентрация содержащихся в воде анионов слабых кислот и гидроксильных ионов (выражена в ммоль/л), вступающих в реакцию при лабораторных исследованиях с соляной или серной кислотами с образованием хлористых или сернокислых солей щелочных и щелочноземельных металлов.

Различают следующие формы щелочности воды: бикарбонатная (гидрокарбонатная), карбонатная, гидратная, фосфатная, силикатная, гуматная – в зависимости от анионов слабых кислот, которыми обусловливается щелочность. Щелочность природных вод, рН которых обычно < 8,35, зависит от присутствия в воде бикарбонатов, карбонатов, иногда и гуматов. Щелочность других форм появляется в процессах обработки воды. Так как в природных водах почти всегда щелочность определяется бикарбонатами, то для таких вод общую щелочность принимают равной карбонатной жесткости.

Железо, марганец

Железо, марганец — в натуральной воде выступают преимущественно в виде углеводородов, сульфатов, хлоридов, гумусовых соединений и иногда фосфатов. Присутствие ионов железа и марганца очень вредит большинству технологических процессов, особенно в целлюлозной и текстильной промышленности, а также ухудшает органолептические свойства воды.

Кроме того, содержание железа и марганца в воде может вызывать развитие марганцевых бактерий и железобактерий, колонии которых могут быть причиной зарастания водопроводных сетей.

Хлориды

Хлориды – присутствие хлоридов в воде может быть вызвано вымыванием залежей хлоридов или же они могут появиться в воде вследствие присутствия стоков. Чаще всего хлориды в поверхностных водах выступают в виде NaCl, CaCl2 и MgCl2, причем, всегда в виде растворенных соединений.

Соединения азота

Соединения азота (аммиак, нитриты, нитраты) – возникают, главным образом, из белковых соединений, которые попадают в воду вместе со сточными водами. Аммиак, присутствующий в воде, может быть органического или неорганического происхождения. В случае органического происхождения наблюдается повышенная окисляемость.

Нитриты возникают, главным образом, вследствие окисления аммиака в воде, могут также проникать в нее вместе с дождевой водой вследствие редукции нитратов в почве.

Нитраты — это продукт биохимического окисления аммиака и нитритов или же они могут быть выщелочены из почвы.

Сероводород

Сероводород придает воде неприятный запах, приводит к развитию серобактерий и вызывает коррозию. Сероводород, преимущественно присутствующий в подземных водах, может быть минерального, органического или биологического происхождения, причем в виде растворенного газа или сульфидов. То, под каким видом проявляется сероводород, зависит от реакции pH:

O при pH < 5 имеет вид h3S;

O при pH > 7 выступает в виде иона HS-;

O при pH = 5 : 7 может быть в виде, как h3S, так и HS-.

воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. Большое содержание сульфатов в воде может быть причиной болезней пищеварительного тракта, а также такая вода может вызывать коррозию бетона и железобетонных конструкций.

Двуокись углерода

Двуокись углерода (CO2) – в зависимости от реакции pH воды может быть в следующих видах:

при pH < 5 имеет вид h3S;
при pH > 7 выступает в виде иона HS-;
при pH = 5 : 7 может быть в виде, как h3S, так и HS-.

Сульфаты

Сульфаты (SO42-) – наряду с хлоридами являются наиболее распространенными видами загрязнения в воде. Они поступают в воду вследствие вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы – продуктов расклада белка из сточных вод. Большое содержание сульфатов в воде может быть причиной болезней пищеварительного тракта, а также такая вода может вызывать коррозию бетона и железобетонных конструкций.

Двуокись углерода

Двуокись углерода (CO2) – в зависимости от реакции pH воды может быть в следующих видах:

pH < 4,0 – в основном, как газ CO2;
pH = 8,4 – в основном в виде иона бикарбоната НСО3- ;
pH > 10,5 – в основном в виде иона карбоната CO32-.

Агрессивная двуокись углерода – это часть свободной двуокиси углерода (CO2), которая необходима для удержания растворенных в воде углеводородов от разложения. Она очень активна и вызывает коррозию металлов. Кроме того, приводит к растворению карбоната кальция СаСО3 в строительных растворах или бетоне и поэтому ее необходимо удалять из воды, предназначенной для строительных целей. При оценке агрессивности воды, наряду с агрессивной концентрацией двуокиси углерода, следует также учитывать содержание солей в воде (солесодержание). Вода с одинаковым содержанием агрессивного CO2, тем более агрессивна, чем выше ее солесодержание.

Растворенный кислород

Поступление кислорода в водоем происходит путем растворения его при контакте с воздухом (абсорбции), а также в результате фотосинтеза водными растениями. Содержание растворенного кислорода зависит от температуры, атмосферного давления, степени турбулизации воды, минерализации воды и др. В поверхностных водах содержание растворенного кислорода может колебаться от 0 до 14 мг/л. В артезианской воде кислород практически отсутствует.

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения кислородом. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации. Вычисляется по формуле: M = (ax0,1308×100)/NxP, где

М – степень насыщения воды кислородом, %;

а – концентрация кислорода, мг/дм3;

Р – атмосферное давление в данной местности, МПа.

N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре и общем давлении 0,101308 МПа, приведенная в следующей таблице:

Растворимость кислорода в зависимости от температуры воды

Температура воды, °С	0	10	20	30	40	50	60	80	100
мг О2/дм3	14,6	11,3	9,1	7,5	6,5	5,6	4,8	2,9	0,0

Окисляемость

Окисляемость – это показатель, характеризующий содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых сильным окислителем. Окисляемость выражается в мгO2 необходимого на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 исследованной воды.

Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную (1 мг KMnO4 соответствует 0,25 мг O2), бихроматную, иодатную, цериевую. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах – как правило, бихроматную окисляемость (называемую также ХПК – химическое потребление кислорода). Окисляемость является очень удобным комплексным параметром, позволяющим оценить общее загрязнение воды органическими веществами. Органические вещества, находящиеся в воде весьма разнообразны по своей природе и химическим свойствам. Их состав формируется как под влиянием биохимических процессов протекающих в водоеме, так и за счет поступления поверхностных и подземных вод, атмосферных осадков, промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды.

Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость, а значит в них содержится высокие концентрации органических веществ по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О2/дм3, реки равнинные – 5-12 мг О2/дм3, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм3.

Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2/дм3 (исключения составляют воды в районах нефтегазовых месторождений, торфяников, в сильно заболоченных местностях, подземных вод северной части РФ).

Электропроводность

Электропроводность – это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Благодаря этой зависимости, по величине электропроводности можно с определенной степенью погрешности судить о минерализации воды. Такой принцип измерения используется, в частности, в довольно распространенных приборах оперативного измерения общего солесодержания (так называемых TDS-метрах).

Дело в том, что природные воды представляют собой растворы смесей сильных и слабых электролитов. Минеральную часть воды составляют преимущественно ионы натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl–), сульфата (SO42–), гидрокарбоната (HCO3–).

Этими ионами и обуславливается в основном электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3–), HPO4–, h3PO4– и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах). Погрешности же измерения возникают из-за неодинаковой удельной электропроводимости растворов различных солей, а также из-за повышения электропроводимости с увеличением температуры. Однако, современный уровень техники позволяет минимизировать эти погрешности, благодаря заранее рассчитанным и занесенным в память зависимостям.

Электропроводность не нормируется, но величина 2000 мкС/см примерно соответствует общей минерализации в 1000 мг/л.

Окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал, Eh)

Окислительно-восстановительный потенциал (мера химической активности) Eh вместе с рН, температурой и содержанием солей в воде характеризует состояние стабильности воды. В частности этот потенциал необходимо учитывать при определении стабильности железа в воде. Eh в природных водах колеблется в основном от -0,5 до +0,7 В, но в некоторых глубоких зонах Земной коры может достигать значений минус 0,6 В (сероводородные горячие воды) и +1,2 В (перегретые воды современного вулканизма).

Подземные воды классифицируются:

Eh > +(0,1–1,15) В – окислительная среда; в воде присутствует растворенный кислород, Fe3+, Cu2+, Pb2+, Mo2+ и др.
Eh – 0,0 до +0,1 В – переходная окислительно-восстановительная среда, характеризуется неустойчивым геохимическим режимом и переменным содержанием кислорода и cероводорода, а также слабым окислением и слабым восстановлением разных металлов;
Eh < 0,0 – восстановительная среда; в воде присутствуют сероводород и металлы Fe2+, Mn2+, Mo2+ и др.

Зная значения рН и Eh, можно по диаграмме Пурбэ установить условия существования соединений и элементов Fe2+, Fe3+, Fe(ОН)2, Fe(ОН)3, FeСО3, FeS, (FeOH)2+.

влияние на вкус и водоподготовка. Часть 1 — Pivo.by

Мартин Брунгард, специалист в области охраны окружающей среды с 25-летним стажем, судья BJCP и разработчик программного обеспечения по подготовке воды для пива Bru’n Water, написал подробную статью о влиянии состава воды на вкус пива. Эта информация будет полезна как домашним пивоварам, так и профессиональным пивоварам-технологам, а также всем, кто интересуется пивом и пивоварением. Pivo.by публикует перевод материала в двух частях. В первой — теоретической — рассказывается об источниках воды, её минеральном составе и влиянии на вкус пива.

Фото: Bites n’Brew

Вступление

Эта статья даёт базовые знания, полезные для понимания химии воды в пивоварении. Вода — основной и самый главный «кирпичик» в деле пивоварения. Объём воды в пиве может доходить до 97%, поэтому она является самым важным компонентом пива. В воде может быть растворено множество ионов и веществ. Хоть вода и кажется простой, её ионный состав может в значительной мере влиять на качество и восприятие готового пива.

1. Источники воды

Происхождение воды имеет прямое влияние на её пригодность для пивоварения. Одни пивовары полагаются на городскую водопроводную воду, другие же могут иметь свои колодцы, скважины, сборники дождевых осадков и другие местные источники. Тип источника также может влиять на количество воды и постоянство её минерального состава.

Городские источники, как правило, имеют подтверждение о том, что вода безопасна и пригодна для питья. Городские станции водоподготовки обычно используют открытые (реки, озёра и водохранилища) и подземные источники (скважины и колодцы). Различные процессы могут повлиять на количество и качество воды из источника в течении года. К примеру, большие объёмы талого снега или сильный ливень могут привнести более мягкую воду в поверхностный источник, который в другое время года становится более минерализованным за счёт подземных вод. К тому же, источники городской воды могут меняться между поверхностными и подземными во время засушливых периодов.

Городские станции водоподготовки обязаны дезинфицировать питьевую воду и поддерживать дезинфицирующие свойства в водопроводной системе. Чаще всего в этих целях используются галогенные соединения (обычно — хлорные). Если сырая вода не подходит для питья ввиду своей жёсткости или излишней минерализации, станции водоподготовки могут обрабатывать воду для снижения жёсткости или минерализации перед направлением её к потребителю через водопровод.

Различные ионные составляющие воды могут повлиять на процесс затирания и вкусовые ощущения в готовом пиве. Ионы в основном попадают в воду из почвы и каменных минералов, с которыми она контактирует, протекая через своё окружение. В местностях, где почва и каменные минералы менее растворимы, уровень минерализации воды может быть меньше. В свою очередь, если почва и минералы более растворимы, значительное количество ионов может растворится в воде. Влияние этих растворённых ионов на процесс пивоварения представлено в следующих частях статьи.

Колодцы питаются водой от подземных водоносных слоёв. Если эти слои изолированы от озёр, рек, болот и морской воды, качество воды из них более-менее постоянно в течении года. Колодцы же, которые не изолированы от озёр и рек, могут иметь качество воды весьма сходным с качеством воды той системы, с которой они связаны. Как и с поверхностными источниками, на минерализацию подземной воды влияет тип почвы или минералов, через которые она протекает. Подземная вода, протекающая через известняк и гипсовые образования обычно более жёсткая, чем вода, протекающая через гранит или известняк.

Скважины наполняются из других источников подземной воды. Как и с источниками, описанными выше, понимание качества воды из скважины также важно. Вкус и ионный состав воды должен быть подходящий для пивоварения, и вода должна быть очищена от химикатов и микробов. Полигоны, свалки отходов и водоочистные сооружения — примеры производств, которые могут влиять на состояние подземного источника. Происхождение воды из скважины само по себе не может являться гарантией того, что она безопасна для питья и пригодна для пивоварения.

Вода в реках и озёрах может менять своё качество в тёплые периоды из-за естественного увеличения количества водорослей и микробов (цветение), что может дать ей неприятный вкус и запах. Эти вкусовые и ароматические составляющие могут остаться в воде после её обработки на городских водоочистных сооружениях и привнести нежелательные вкусы и ароматы в пиво.

Если вода, доступная пивовару, имеет низкое качество, дополнительная водоподготовка может помочь исправить ситуацию. Такие мероприятия как дистилляция, обратный осмос, угольная фильтрация, умягчение воды гашеной известью (реакция Кларка), кипячение, добавление минералов могут улучшить качество воды из источника. Понимание источника воды, его ограничений и склонностей к изменению может помочь повысить качество и целостность продукта.

2. Минералы и химия пивоварения

Растворённые в воде минералы имеют важное влияние на общую химию процесса пивоварения. Ионы из этих минералов изменяют рН воды, её жёсткость, щёлочность, остаточную щёлочность и минеральный состав. Эти параметры являются самыми важными факторами в определении пригодности воды для пивоварения. Изменение одного параметра может повлиять на другие. Обсуждение каждого из них представлено далее.

2.1. рН воды

рН является мерой кислотности или щёлочность водного раствора и зависит от концентрации ионов водорода (H+) в растворе. Очень малый процент молекул воды (h3O) в растворе естественным образом распадается на два иона: протон (ядро водорода, Н+) и гидроксил (ОН-). Нейтральный рН (7.0) указывает на равное количество этих ионов в чистой воде (при 25 градусах Цельсия). Кислые растворы имеют рН от 0 до 7, тогда как основные имеют рН от 7 до 14. рН обычной городской водопроводной питьевой воды находится в значениях примерно между 6.5 и 8.5. График, расположенный ниже, показывает рН диапазон обычной водопроводной воды и рН затора при затирании.

рН сырой воды, используемой в процессе варки пива не иммеет особо важного значения для пивовара. Главный интерес — в рН затора во время затирания. Такие факторы, как основность воды и засыпь солодов имеют более значительное влияние, чем начальный рН сырой воды.

рН затора влияет на разные факторы, в их числе: сбраживаемость, цвет, прозрачность, вкус сусла и пива. Слегка кислый затор между 5.2 и 5.8 рН (при комнатной температуре) улучшает энзимные процессы во время затирания. Нижние значения этого промежутка дают более сбраживаемое сусло и тонкое тело. Также при этих параметрах повышается эффективность затирания, достигается более светлый цвет, улучшается коагуляция белка при варке, и пиво в итоге имеет меньшую склонность к замутнению. Позволяя рН затора опуститься ниже этих значений, можно увеличить возможность растворения излишнего количества белков в сусле (De Clerck, 1957). Более высокие значения из этого диапазона дают менее сбраживаемое сусло и более плотное тело (Briggs et. al., 1981). Регулирование рН затора позволяет пивовару получать сусло с нужным характером, необходимым для готового пива. В большинстве случаев рекомендуется удерживание рН затора в значениях между 5.3 и 5.5.

Даже небольшое увеличение рН затора может привести к проблемам в готовом пиве. Повышенный рН сусла и пива делает ощущение горечи в напитке более грубым и менее приятным. Изомеризация альфа-кислот во время варки увеличивается при повышении рН сусла, что может добавить излишней грубости. Другая проблема заключается в том, что высокий рН сусла и готового пива замедляет процесс снижения уровня диацетила в пиве во время его созревания. При затирании с рН выше, чем 6.0 возможно вымывание неприятных на вкус силикатов, танинов и полифенолов из зерна в сусло (Briggs et. al., 1981). Снижение рН промывочной воды до 5.5-6.0 может помочь избежать повышения рН затора при промывке.

Показания при измерении рН зависят от температуры затора. Существует два главных фактора, влияющих на измерения. Первый — химические изменения, вызванные энергетическими изменениями в воде, что облегчает протонам водорода (Н+) отрыв от молекул кислот в заторе. Второй — изменения отклика электрода рН-метра с изменением температуры. Эти два фактора дают показания рН на 0.2–0.3 выше при 60 градусах, чем при измерении при комнатной температуре. Поэтому стоит стандартизировать температуру измерения рН. Все значения рН, представленные в этой статье, измерены при комнатной температуре (20–25 градусов).

Пивоварам стоит отметить себе, что ATC рН-метры (ATC — Automatic Temperature Compensating, Автоматическая компенсация температуры — прим. ред.) компенсируют только отклик электрода рН-метра при изменении температуры. Эта функция никак не компенсирует то реальное повышение рН, что было упомянуто выше. Все измерения рН должны проводиться при комнатной температуре. Также, следует заметить, что в большинстве рН-метров электрод является тонкой стеклянной колбой, которая будет подвергаться большему стрессу при измерениях при высокой температуре, что приведёт к его преждевременному выходу из строя. Исходя из этого, использование ATC рН-метров не востребовано в пивоварении, так как всё так же требуется снижение измеряемого образца до комнатной температуры для избегания вариативности показаний и повреждения электрода рН-метра.

Замечание 1: рН-метры требуют регулярной калибровки для проверки их измерительной точности. Рекомендуется пользоваться калибровочными буферными 4.86 и 8.01 растворами. Храните Ваш рН-метр так, как указано в инструкции к нему.

Замечание 2: Пластиковые рН-полоски, часто используемые пивоварами, по отзывам дают неточные показания, ниже на 0.2–0.3 единицы от реальных. Следует с осторожностью пользоваться рН-полосками для измерений рН затора. При невозможности измерить рН другим способом, кроме как рН-полосками, пивовару советуется получать значения рН на 0.2 единицы ниже запланированных, чтобы не превысить допустимый рН. Показания рН-полоски в районе 5.0–5.2 говорят о приемлемом уровне рН в 5.3–5.5. Так как принцип действия рН-полосок на их реакции с растворёнными в воде ионами, относительно слабая ионная активность конкретной воды может не дать быстрых показаний. Производители рекомендуют оставлять полоски в растворе хотя бы на минуту. Бумажные рН-полоски не рекомендуются для использования в пивоварении, так как имеют меньшую точность, чем пластиковые.

2.2. Жёсткость

Жёсткость воды в первую очередь связана с кальцием и магнием в её составе. Высокая концентрация ионов кальция или магния даёт жёсткую воду, низкая — мягкую.

Распространено заблуждение среди пивоваров, что для пивоварения жёсткая вода нежелательна. Это неправда. Более подходящее описание пригодности воды может быть выражено так:

Жёсткость → Хорошо

Щёлочность → Плохо

Жёсткость или мягкость воды не говорит о пригодности или непригодности для пивоварения. Как будет показано в следующих разделах, как и очень мягкая, так и очень жёсткая вода могут быть использованы, если для затирания достигнута подходящая щёлочность. Не смотря на то, что в пивоварении часто требуется минимальное содержание кальция, вода средней и высокой жёсткости может быть желательной для приготовления пива определённых стилей. Хоть и в противовес вышесказанному, определённый уровень щёлочность может также быть востребованным. Проблема в том, что очень много водных источников имеют слишком высокую щёлочность, чем требуется в пивоварении. Высокая щёлочность может привести к слишком высокому рН при затирании.

Жёсткость воды бывает постоянной и временной. Эти формы жёсткости будут рассмотрены далее.

Временная (устранимая) жёсткость — результат соединения кальция или магния с карбонатами и бикарбонатами в воде. Временную жёсткость можно понизить кипячением или умягчением гидрокарбонатом кальция.
Постоянная жёсткость — результат соединения кальция или магния с такими анионами, как хлориды и сульфаты. Эти соединения не могут быть убраны кипячением. Необходимо провести мероприятия для уменьшения постоянной жёсткости воды. В их числе — дистилляция, деионизация, обратный осмос.
Общая жёсткость — сумма временной и постоянной жёсткостей.

2.3. Щёлочность

Щёлочность — мера «буферной» ёмкости раствора и его способности к нейтрализации сильных кислот и сопротивляться изменению рН. Щёлочность выражается в количестве кислоты, требующейся для понижения рН раствора до определённого рН (обычно 4.3–4.5). Щёлочность главным образом связана с концентрацией карбонатов (CO3), бикарбонатов (HCO3) и гидроксилов (ОН-) в воде. Более высокая щёлочность требует большего количества кислоты для изменения рН.

Щёлочность имеет значительное влияние на вкус пива. Повышенная щёлочность может привести к слишком высокому рН сусла и пива, от чего вкус пива пострадает. Высокий рН сусла и пива может дать «dull» вкусы, грубую горечь, и тёмный цвет пива. Соответственно, когда щёлочность низкая, рН пива и сусла тоже будут слишком низкими, что по-своему влияет на вкус пива. Вкус пива отличается от вкуса вина главным образом из-за разницы в щёлочности между пивным суслом и винной мезгой. Вкус вина может быть охарактеризован как кисло-сладкий, в ту очередь как пива — горько-сладкий. Кислотность вина поддерживает баланс с его сладостью, в то время как в пиве эту роль играет хмельная горечь. Щёлочность винной мезги обычно отрицательная, т.к. его рН ниже 4.3. После брожения рН вина обычно опускается до значений 3.0–3.5. Щёлочность пивного сусла позволяет сохранять рН пива в диапазоне 4.0–4.5 единиц и помогает избежать винно-кислого характера.

Даже при использовании воды с очень низкой щёлочностью, компоненты солода буферизуют сусло и дают рН в приемлемом диапазоне (5.2–5.4). Пивоварам следуют избегать излишнего окисления сусла, если они не хотят получить пиво с терпким или винным характером. Влияние щёлочности воды на процесс пивоварения можно оценить с помощью понятия остаточной щёлочности.

2.4. Остаточная щёлочность

Остаточная щёлочность (ОЩ) — это величина, выведенная из жёсткости и щёлочности воды, помогающая оценить потенциальное состояние рН при затирании. ОЩ была описана в 1940-ые Полем Кольбахом (Paul Kohlbach). Он показал, что во время затирания кальций и магний в воде реагирует с фосфатными составляющими (фитином) солода, производя кислоты, которые нейтрализуют щёлочность воды. Это взаимодействие жёсткости воды и её щёлочности выражается остаточной щёлочностью. ОЩ — специфичный показатель в пивоварении и важный фактор при определении пригодности воды для пивоварения. ОЩ рассчитывается по формуле, где кальций, магний и щёлочность указываются в мЭкв/л или ppm (Parts Per Million). Уравнение ниже предполагает использование в качестве ppm как CaCO3.

С ОЩ пивовар может лучше понимать взаимодействие щёлочности и жёсткости воды и её влияние на химию затирания и производительность. Упрощённая диаграмма, изображающая щёлочность, твёрдость и ОЩ представлена ниже. Линии постоянной ОЩ пересекают график по диагонали. Этот график основан на работе A.J. Delange.

Как видно из графика, ОЩ может быть изменена как регулировкой жёсткости, так и щёлочности. Как вариант, «бёртонизация» воды путём добавлением гипса и/или сульфата магния является примером уменьшения ОЩ путём уменьшения щёлочности. Дегазация воды кипячением может быть использована для уменьшения ОЩ с большими значениями устранимой жёсткости, так как этот процесс уменьшает щёлочность. Разбавление воды дистиллированной водой или водой из обратного осмоса уменьшает ОЩ разбавляемой воды.

ОЩ даёт примерное представление о том, каким будет рН затора будет в конечном итоге, и если есть необходимость в корректировке характеристик воды. Хоть график и предполагает, что цвет пива влияет на желаемую ОЩ, эта связь более сложная. Кислотность, обеспечиваемая разными типами солода не пропорциональна цвету, который они дают пиву. Следовательно, прямой связи между цветом пива и ОЩ быть не может.

Различные солода, используемые в пивоварении, в целом можно разделить на четыре категории: базовый солод, карамельный солод, жжёный солод и кислый солод. Каждая категория имеет различные характеристики кислотного содержимого.

Базовые солода — это солода, которые не прошли температурную обработку для превращения их крахмального содержимого в сахара, и которые имеют относительно низкую цветность (<20 Lovibond или <52 EBC).
Карамельными называют солода, которые прошли температурную обработку для превращения их крахмального содержимого в сахара, и которые имеют цветность до 200 Lovibond (~530 EBC).
Жжёные солода — солода, которые были поджарены до цветности более 200 Lovibond (~530 EBC).
Кислый солод — светлый солод, который опрыскан молочной кислотой и используется для корректировки рН затора.

Содержание кислот в жжёных и кислых солодах является относительно постоянным в каждой категории и их содержание кислоты в них существенно не изменяется с изменением цвета. В базовых и карамельных солодах содержание кислоты действительно изменяется с их цветностью. В таблице ниже описаны основные изменения содержания кислоты для разных категорий солода. Информация по содержанию кислот в солодах была взята исследования, выполненного Kai Troester, 2009. Имейте в виду, что есть зёрна и солода, которые не совсем соответствуют отношениям, представленным ниже. Не стоит ориентироваться на цветность при прогнозировании рН затирания.

Отношения кислотного содержимого
Тип солода	Кислоты (mEq / lb)
Базовый	(0.28 x Lovibond Rating)
Карамельный	(0.21 x Lovibond Rating) + 2.5
Жжёный	19
Кислый	95

Даже при том, что между цветом пива и ОЩ не может быть прямых и точных отношений, общее соотношение очевидно. Более светлые напитки выигрывают от низкой ОЩ а тёмные сорта — от высокой. В то время как кислотное содержимое затора увеличивается, ОЩ воды также должен пропорционально увеличиваться для поддержания нужного рН.

Успех в производстве светлого пива в Пльзене в мягкой и низкощёлочной воде, встречающейся там (ОЩ около 0). В то время как известность бледных элей из Бёртона-на-Тренте связана с очень высокой жёсткостью местной воды, хотя её ОЩ такая же низкая. Воды с низкой ОЩ хорошо подходят для производства светлого пива, т.к. рН затора с большей вероятностью будет в нужном диапазоне. Для варки тёмных же сортов такая вода не так хорошо подходит, потому кислые тёмные солода в засыпи могут сместить показания рН затора ниже желательных значений, что снизит эффективность работы энзимов и, возможно, привнесёт в пиво острый, кислый и терпкий характер.

Успех в производстве тёмных сортов пива в таких местах как Дублин, Эдинбург и Лондон, где вода имеет высокую ОЩ, связан с использованием тёмных солодов в засыпи. Повышенная щёлочность воды и в результате повышенная ОЩ смягчает увеличенное содержание кислоты из тёмного зерна, что позволяет производить более мягкие на вкус тёмные сорта пива, которые варят в этих местностях. Эти условия дали им репутацию мест, где варят хорошее тёмное пиво. Без дополнительного добавления тёмных солодов с кислотной составляющей, чтобы нейтрализовать высокую щёлочность, рН затора не опускался бы в желаемый диапазон для хорошей работы ферментов и получаемое пиво могло бы иметь резкий характер из-за выщелачивания силикатов, дубильных веществ и полифенолов в сусло во время затирания. Светлое пиво хорошего качества в этих местностях производить гораздо сложнее, если не понижать щёлочность используемой воды. При использовании воды с повышенной щёлочностью для производства светлого пива требуется дополнительное добавление кислот. В этих целях можно использовать кислотную паузу при затирании, кислый солод или жидкие кислоты.

Регулирование кислотного содержимого солодовой засыпи и щёлочности воды имеет важное значение для получения затора, который имеет рН в оптимальном диапазоне от 5,2 до 5,8. Ферментативные процессы в заторе затруднены, когда рН затора выходит за пределы этого диапазона. Ферментная активность зависит от рН и температуры, как это показано на графике (Palmer, 1999).

Как видно из графика, различные ферменты хорошо работают в широком диапазоне рН. Поэтому точное попадание в нужные значения рН не является критическим для успеха. Достижение значений рН, которые находятся в пределах одной десятой или двух желаемых может дать приемлемые результаты. Общие рекомендации для ориентировочных значений рН затора приведены в таблице ниже.

Предлагаемые рН затора (измеренные при комнатной температуре)
Свойства	рН затора
Более сбраживаемое сусло с менее плотным телом	5.3–5.4
Менее сбраживаемое сусло с более плотным телом	5.4– 5.5
Больше резкости и терпкости в пиве	5.1–5.2
Светлое пиво	5.3–5.4
Тёмное пиво	5.4–5.6
Пиво с хмельным профилем	5.3–5.5
Пиво с солодовым профилем	5.2–5.3

2.5. Минеральный состав

Растворённые минералы (ионы), как правило, присутствуют во всех природных водах, хотя в дождевой воде их концентрация может быть очень низкой. Тип и концентрация этих растворённых минералов могут оказать глубокое воздействие на пригодность воды для использования в пивоварении, производительность затирания и восприятие вкуса пива. Обсуждение растворённых минералов, которые имеют непосредственное отношение к пивоварению, представлено ниже. Минералы образуют ионы, когда они растворяются в воде. Ионы могут быть заряжены положительно (катионы) и отрицательно (анионы).

2.5.1. Нежелательные ионы

В первую очередь вода должна быть высокого качества и пригодной для питья. Это подразумевает отсутствие загрязнителей, железа, марганца, нитритов, нитратов и сульфидов. Органическим и химическим загрязнениям не место в пиве. Рассматриваемые далее ионы часто встречаются в водопроводной воде, но их концентрации должны быть низкими, чтобы не влиять на пиво.

Железо в воде может ощущаться на вкус в концентрациях больше 0.3 ppm (мг/л). Железо имеет сильный металлический вкус, и этот вкус очень легко привнести в пиво. В популярных руководствах указано, что концентрация железа должна быть ниже 0.1 ppm, чтобы избежать его вкуса в пиве.

Марганец может ощущаться при концентрациях выше 0.05 ppm. Марганец имеет сильный металлический вкус, который чётко ощущается в пиве.

Нитраты не является большой проблемой в пивоварении, но, как правило, их содержание должно быть меньше 44 ppm — большие концентрации могут вызвать отравление у детей. 44 ppm нитратов эквивалентны 10 ppm азота. Порог их восприятия в воде — около 44 ppm. Оптимальное значение для пивоварения — не более 25 ppm (De Clerck, 1957). Высокое содержание нитратов в воде может привести к их конверсии в нитриты при затирании, а их содержание в среде в концентрации более 0.1 ppm делает её ядовитой для дрожжей.

Сульфиды в воде могут давать запахи серы или тухлых яиц, которым также не место в готовом продукте.

2.5.2. Главные ионы в пивоварении

Главные ионы, которые представляют интерес для пивовара, представлены в таблице ниже. Эти ионы имеют огромное влияние на качество и восприятие пива.

Главные ионы в пивоварении
Катионы	Анионы
Кальций	Хлориды
Магний	Сульфаты
Натрий	Бикарбонаты

Эту таблицу можно также составить по-другому. Кальций, магний и бикарбонаты дают жёсткость и щёлочность, которые влияют на рН затора. Натрий, хлориды, сульфаты и магний влияют на вкус, что добавляет важные нюансы в общее восприятие пива.

Ионы в пивоварении
Влияют на жёсткость и щёлочность	Влияют на вкус
Кальций	Натрий
Магний	Хлориды
Бикарбонаты	Сульфаты
	Магний

Обсуждение влияния каждого из ионов представлено ниже.

Кальций — главный ион, влияющий на жёсткость воды. Он благотворно влияет на ферментативные процессы при затирании и важен для клеточных стенок дрожжей. Обычное сусло из пшеницы или ячменя имеет достаточно кальция для здоровья дрожжей. В заторе кальций реагирует с фосфатами солода (фитины), понижая рН затора и выпадая в раствор фосфатом кальция и высвобождая протоны. Кальций улучшает осаждение бруха и дрожжей, и ограничивает вымывание силикатов из лузги солода. Он также уменьшает замутнённость пива и возможность «гашинга», ускоряет процесс фильтрации и промывки затора, и в положительном ключе влияет на вкус хмеля. Идеальный диапазон содержания кальция в воде для элей — 50–100 ppm. Превышение этих значений может вызвать чрезмерное осаждение фосфатов из раствора, которые являются важными питательными веществами для дрожжей. Т.к. в ходе таких же реакций из раствора также высвобождаются оксалаты (соли щавелевой кислоты), недостаточное количество свободных ионов кальция приводит к образованию пивного камня на оборудовании (оксалат кальция). Для избегания его образования рекомендуемая концентрация кальция в воде — не менее 40 ppm. Меньшие концентрации могут быть приемлемы для производства пива вроде пилснера, с пониманием того, что могут потребоваться дополнительные меры для обеспечения надлежащего осветления пива и удаления пивного камня. Использование воды с низким содержанием кальция никак не повлияет на брожение, т.к. ячмень и пшеница имеют его в достаточном количество для дрожжей. Главные проблемы при использовании такой воды — ухудшение осаждения дрожжей и образование пивного камня. Эти вопросы можно решить такими методами как лагеризация пива, его фильтрация, и химическая обработка оборудования для удаления камня. Содержание кальция должно примерно соответствовать тому уровню, в котором эволюционировали конкретные дрожжи. Например, английские дрожжи развивались в среде с высоким содержанием кальция, тогда как чешские — с очень низким. Другое соображение состоит в том, что содержание кальция в воде можно изменять, чтобы увеличить или уменьшить способность дрожжей к осаждение. К примеру, если дрожжи выпадают преждевременно, можно уменьшить содержание кальция для предотвращения такой ситуации. В производстве лагера для достижения лучших результатов всегда используется вода с низким содержанием кальция. Увеличение содержания кальция может быть полезным инструментом для понижения рН воды для затирания. Кальций имеет слабое влияние на вкус пива, но образует пары с анионами, которые могут увеличить минеральный привкус при высоких концентрациях. Другая проблема, с которой можно столкнуться при высокой концентрации кальция заключается в том, что кальций заменяет магний в метаболизме дрожжей, что негативно влияет на их состояние и производительность. Избегайте чрезмерного содержания кальция, когда производительность дрожжей ниже ожиданий. (Замечание: добавление кальция в промывочную воду не повлияет на рН, т.к. отсутствуют фитины из солода. Для понижения рН промывочный воды следует использовать кислоты)

Магний — второй ион, определяющий жёсткость воды. Он подчёркивает кислые и горькие вкусы, когда присутствует в низких концентрациях, но при высоких делает их вяжущими. Магний — питательное вещество для дрожжей и важный сопутствующий фактор для некоторых ферментов. Как и кальций, магний реагирует с солодом, но с более слабым эффектом при сравнении с первым. Предпочтительная концентрация магния – от 0 до 30 ppm. Не рекомендуется превышать значение в 40 ppm. Минимальное значение в 5 ppm положительно влияет на осаждение дрожжей — ячмень или пшеница в заторе легко обеспечат такую концентрацию. Увеличение концентрации магния в воде с целью понижения рН неэффективно, т.к. позволительная концентрация этого иона в пивоварении мала.

Натрий — кислый, солёный вкус натрия подчёркивает вкус пива, когда представлен в небольшом количестве. Он ядовит для дрожжей и дают грубый вкус при высоких концентрациях. Он подчёркивает вкус, когда присутствует с хлором и придаёт ему «округлость». Предпочтительная концентрация натрия — от 0 до 150 ppm, но верхний предел должен быть уменьшен в воде с высокой концентрацией сульфатов, чтобы избежать грубости и резкости во вкусе. Рекомендованная максимальная концентрация на практике — 100 ppm, но пивоварам следует помнить, что вода в исторических центрах пивоварения имеет не более 60 ppm. Настоятельно рекомендуется придерживаться не более 60 ppm концентрации натрия. Хоть эти рекомендации практически универсальны для любого пива, некоторые исторические стили вроде Gose могут иметь более высокое содержание натрия (~250ppm) как часть желаемого вкусового профиля, но этот натрий обычно добавляется уже в отбродившее пиво.

Ионы хлора подчёркивают полнотелость и сладость, и улучшают стабильность и прозрачность пива. Идеальный диапазон 10–100 ppm, но верхний предел должен быть уменьшен в воде с высокой концентрацией сульфатов, чтобы избежать резкости или минерального привкуса. При использовании воды с концентрацией сульфатов более 100 ppm, рекомендуется не превышать количество хлора более чем в 50 ppm. Минеральный привкус Dortmunder Export связан с концентрациями хлоридов в 130 ppm и сульфатов в 300+ ppm соответственно. Учтите, что ионы хлора — это не то же самое, что и дезинфицирующие средства на основе хлора.

Сульфаты обеспечивают более острые и сухие ощущения в сильно охмелённом пиве. Идеальные концентрации лежат в диапазоне от 0 до 350 ppm, хотя не стоит превышать значения в 150 ppm, если пиво не сильно охмелено. Концентрации выше 350 ppm привносят в пиво сернистые ароматы. По этой причине слепое копирование таких профилей воды, как в Бёртоне-на-Тренте — не самый лучший путь к получению идеального пива. Содержание сульфатов должно быть относительно низким при варке континентального лагера с использованием классических благородных хмелей, так как сушащие свойства сульфатов в ощущении хмелевой горечи неприемлемы с такими сортами хмеля, и мешают ощущению солодовости, характерному для такого пива. Тем не менее, даже при варке пива с акцентом на солод, добавление некоторого количества сульфатов может помочь сделать сухой финиш, чтобы он не был слишком полным и надоедливо-обволакивающим.

Бикарбонаты являются сильным щелочным буфером, и обычно ответственны за щёлочность большинства типов питьевой воды. Кислоты, производимые во время затирания могут нейтрализовать часть бикарбонатов в воде. Если кислот из солода не хватит для нейтрализации бикарбонатов воды, рН затора может не опуститься до оптимальных значений, что приведёт к ослаблению ферментативных процессов и сделает вкус хмеля более грубым. При варке светлых сортов пива рекомендуется не превышать значение в 50 ppm, иначе следует добиваться кислотного баланса добавлением кальция, чтобы понизить остаточную щёлочность (RA) воды. При варке тёмных сортов пива, некоторое количество бикарбонатов может потребоваться для компенсации кислотности тёмных солодов. Высокое содержание бикарбонатов (и сильная щёлочность, как следствие) нежелательно для промывочной воды из-за увеличения возможности вымывания из солода силикатов, танинов и полифенолов в сусло. Контроль и регулировка содержания бикарбонатов в воде важно для достижения желаемого рН при затирании.

Щёлочность можно приблизительно выражена из концентрации бикарбонатов, если рН воды меньше 8.5. Формула ниже отображает это отношение:

Щёлочность (ppm как CaCO3) = Бикарбонаты(ppm)*0.83

2.5.5. Кислоты

Кислоты могут быть важным компонентом для регулировки минерального состава воды. Кислоты бывают в твёрдых и жидких формах и все отдают протоны (ионы водорода, Н+) в раствор и понижают рН. Кислоты также отдают в раствор свой анион. Зачастую эти анионы имеют свои конкретные вкусы и запахи, и соответственно, они привносятся в пиво при превышении определённого порога. Одни кислоты более ощутимы в пиве, чем другие.

Фосфорную (ортофосфорную) кислоту сложнее всего ощутить в пиве, т.к. пиво уже содержит такие фосфатные составляющие. Это самая часто используемая кислота в пивоварении и пищевой промышленности в целом в силу своей вкусо-ароматической нейтральности.

Хлорная и серная кислоты могут дадут ионы хлора и сульфатов, которые могут быть нежелательны в конкретном пиве.

Лимонная, яблочная и винная кислоты могут привнести в пиво фруктовые и эфирные ощущения.

Молочная и уксусная кислоты дадут пиву свои уникальные привкусы. Молочная даёт мягкую и ровную кислинку, в то время как уксусная — едкую и острую.

2.5.6. Менее значимые ионы

Существуют менее важные в пивоварении ионы, не имеющие такого влияния на результат, как описанные выше. Но некоторые всё же имеют благотворное или вредное воздействие на пиво в зависимости от их концентрации.

Калий является компонентом солода и в любом случае привносится в сусло. Содержание калия в воде имеет некоторое влияние на вкус, добавляя солоноватость при высоких концентрациях. Содержание калия в воде в количестве более чем 10 ppm может мешать нормальной работе некоторых ферментов. Однако, учитывая количество калия, вносимого солодом, вполне возможно, что более высокая концентрация калия в воде может быть допустимой. Т.к. калий присутствует в солоде, нет необходимости добавлять его в воду.

Цинк является важным микроэлементом для дрожжей при концентрациях от 0.1 до 0.2 ppm. В количестве большем, чем 1 ppm он ядовит для них. Цинк присутствует в солоде в достаточном количестве, поэтому нет необходимости специально добавлять его в воду.

Вторая часть.

Ингредиенты LUSH

Бикарбонат натрия (также известный как гидрокабонат натрия и пищевая сода) — очень часто используемый растворимый в воде белый порошок. Он встречается в продуктах для ванны и помогает им хорошо растворяться в воде, в дезодорантах он абсорбирует пот, а в зубных пастах и ополаскивателях для рта он очищает и освежает.

Описание.

Бикарбонат натрия (NaHCO3) это щелочное химическое соединение, которое встречается в природе в минерале натрон. Натрон – природные отложения, которые формируются на месте содовых озёр. Тем не менее, подавляющее большинство мирового производства бикарбоната натрия получают так называемым методом Сольве, который включает в себя смешивание соли, углекислого газа и аммиака.

Бикарбонат натрия – ключевой ингредиент во многих продуктах Lush по целому ряду причин. В бомбах для ванны порошок соды смешивается с лимонной кислотой для создания твердой основы, которая будет растворяться и шипеть, когда погрузится в горячую воду, помогая красителям и эфирным маслам растворяться в воде. Он также смягчает жесткую воду.

В пенах для ванны он смешивается с винным камнем и лаурилполиоксиэтиленсульфатом натрия для создания легкой пластичной пасты, которой затем придают нужную форму и позволяют высохнуть. В результате твердые, голые продукты готовы наполнить ванны пеной без ненужных отходов в виде пластиковых бутылок!

В дезодорантах бикарбонат натрия помогает нейтрализовать кислую среду человеческого пота, ограничивая рост производящих неприятный запах бактерий и абсорбируя влагу.

Наконец, он очищает и защищает десны и зубы. Сода повышает уровень рН слюны и создает враждебную среду для кислотных бактерий. В ополаскивателях для полости рта, нежное шипение бикарбоната натрия в сочетании с лимонной кислотой очищает и дезодорирует, что позволяет избежать использования спирта.

Все виды бикарбоната натрия, используемые в продуктах Lush, высочайшего качества и не содержат примеси. Тот, который используется для в бомбах для ванны, из Франции, в пене для ванны — из Турции. Разновидность, используемая в дезодорантах и продуктах по уходу за полостью рта, более мелкая, пищевая, и закупается нами в Великобритании. Все они регулярно подвергаются лабораторному контролю, чтобы мы были уверены, что они не содержат тяжелых металлов и загрязнений. В зависимости от поставщика, метод добычи и процесс получения соды могут быть различными, но все они стремятся свести их влияние на экологию к минимуму.

Лучший способ борьбы с накипью в современных стиральных, посудомоечных машинах!

Причины образования накипи в бытовой технике

Нагревательные элементы ТЭНы в стиральной, посудомоечной машинах нагревают нашу воду до нужной температуры для стирки одежды, мойки посуды. Через год (полтора) эксплуатации техники на ТЭНах появляется накипь (твёрдые отложения).

Накипь в нагревательных элементах появляется даже в дорогих и качественных стиральных машинах. Стиральная машина перестает нагревать воду, и её послегарантийный ремонт стоит недешево. Такое случается со всеми марками и моделями стиральных машин.

Как появляется накипь?

Воду, которую мы используем из стандартного крана для стирки, мытья посуды не без примесей.

В ней обнаруживается масса включений. Химия говорит, что жесткость воды определяется количеством ионов кальция в бикарбонате кальция, присутствующий в воде в виде раствора. Вода с высоким содержанием ионов кальция и магния — жесткая вода.

Накипь формируется при нагреве жесткой воды:

разложение бикарбонатов кальция и магния;

превращение этих бикарбонатов в карбонаты с высокой степенью нерастворимости;

бикарбонаты образуют осадок в воде;

бикарбонаты концентрируются на внутренних поверхностях водонагревательных приборов.

Последствия появления накипи

Самое страшное это последствия накипи. Заросший ТЭН и последствия:

	Больше стирального порошка, моющих средств для посудомоечных машин, чтобы достичь обычного эффекта
Поверхностное натяжение воды, которое увеличивается благодаря дополнительной жесткости, требует во время стирки большего количество моющего средства (порошка, таблетки, ополаскивателя).
	Больше электричества
Увеличивается потребление электроэнергии (счет за электроэнергию). Вода начинает нагреваться сложнее, так как между ней и металлом есть внушительный слой теплового изолятора. Появление накипи увеличивает потребление электроэнергии и время выполнения программ.
	Больше и дороже ремонт техники
50% всех повреждений стиральных машин связаны именно с выходом из строя нагревательных элементов. А ремонт обходится очень дорого — ремонт ТЭН-а стоит от 20 до 30% от стоимости машинки.. У испортившего прибора часто сгорает и электроника.
	Отрицательное влияние на белье, посуду
Жесткая вода неблагоприятно влияет на бельё (для стиральных машин), на посуду (в посудомойках) и качество воды в водонагревателях (не зависимо то того будете ли вы её пить или принимать душ).

Решение проблемы

Многие компании производители бытовой химии при стирке советуют класть вместе с порошком кусочек некого вещества в лоток для стиральных машин или в лоток для соли в посудомойках. Предлагаем пользоваться новейшим экспресс очистителем накипи.

Экспресс очиститель накипи TOP HOUSE в отличие от смягчителей воды на основе соды, не оставляют белого налета на белье, не портит одежду и не снижает качество ежедневной стирки. Он не повреждают резиновых уплотнителей, соединительных муфт и других деталей бытовых приборов. Благодаря экспресс очистителю накипи TOP HOUSE продлевается срок службы стиральных и посудомоечных машин. Главное очиститель не содержит фосфатов, что делает его абсолютно безопасным для здоровья человека и не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

Экспресс очиститель TOP HOUSE за 1 применение полностью удаляет накипь.

• Для всех марок и типов посудомоечных и стиральных машин

• Бережное отношение к белью

• Увеличенный срок службы техники

• Меньшее энергопотребление для техники

Производится в Германии по самым современным технологиям в соответствии с жесткими нормами ЕС.

Официальный интернет-магазин www.spelin.ru

Потребление богатой бикарбонатом минеральной воды улучшает гликемический контроль

Вода из горячих источников и природная минеральная вода используются в терапевтических целях для профилактики или лечения различных заболеваний. В частности, сообщалось, что потребление богатой бикарбонатом минеральной воды (BMW) предотвращает или улучшает диабет 2 типа (T2D) у людей. Однако молекулярные механизмы положительного воздействия потребления минеральной воды остаются неясными. Чтобы выяснить влияние потребления BMW на гликемический контроль на молекулярном уровне, к тесту потребления BMW были применены анализ метаболома крови и анализ фекального микробиома.Во время исследования 19 здоровых добровольцев ежедневно пили 500 мл коммерческой водопроводной воды (TW) или BMW. Периоды потребления TW и периоды потребления BMW длились по неделе каждый, и этот цикл повторялся дважды. Биохимические тесты показали, что уровень гликоальбумина в сыворотке, один из показателей гликемического контроля, значительно снизился после употребления BMW. Метаболомный анализ образцов крови показал, что 19 метаболитов, включая метаболиты, связанные с гликолизом, и 3 аминокислоты значительно различались между периодами потребления TW и BMW.Кроме того, анализ микробиома показал, что после употребления BMW увеличился состав бактерий, индуцируемых постными продуктами питания. Наши результаты показали, что потребление BMW может предотвратить и / или улучшить СД2 за счет изменений метаболизма хозяина и состава кишечной микробиоты.

1. Введение

Самолечение — важный подход к поддержанию и укреплению здоровья человека. Существует множество стратегий самолечения, таких как улучшение образа жизни и / или диетических привычек, потребление функциональных продуктов питания / напитков и адекватные физические упражнения [1, 2].Вода из горячих источников и природная минеральная вода традиционно используются в общественных банях и бальнеотерапии во многих странах. Бальнеотерапия — это использование термальной и / или минеральной воды, полученной из природных источников или пробуренных скважин, для лечения человека с использованием различных методов, таких как купание, питье, грязелечение и ингаляции [3]. Согласно предыдущим исследованиям, сообщалось, что бальнеотерапия оказывает благотворное влияние на различные заболевания, такие как диабет 2 типа (T2D) [4–6], ревматизм [7], боли в пояснице [3] и сердечно-сосудистые заболевания [8, 9]. ].В частности, сообщалось, что употребление богатой бикарбонатом минеральной воды (BMW) предотвращает или улучшает состояние СД2 [4, 6]. Однако, поскольку заявленные преимущества BMW были определены эпидемиологически и клинически, молекулярные механизмы положительных эффектов BMW остаются неясными.

Метаболомика — это метод всестороннего измерения метаболитов, который, как известно, является мощным инструментом для получения нового представления о различных областях исследований, таких как метаболический синдром [10], рак [11, 12], хроническая болезнь почек [13]. , скрининг биомаркеров [14].Недавнее исследование показало, что профили метаболомов в плазме крови у здоровых людей и пациентов с СД2 менялись [15]. Более того, также сообщалось, что микробный состав и функция кишечника у пациентов с СД2 отличаются от таковых у здоровых людей [16–18]. Следовательно, профилактические и / или терапевтические эффекты от T2D, вызванного употреблением BMW, ожидаются через влияние на концентрацию метаболитов в крови и микробный состав кишечника.

По этой причине в наше исследование были включены анализ метаболома крови и анализ кишечного микробиома, чтобы выяснить влияние потребления BMW на гликемический контроль на молекулярном уровне.В этом исследовании тест потребления BMW проводился среди 19 здоровых добровольцев. Здесь мы показываем, что уровни гликоальбумина в сыворотке были снижены и 19 метаболитов, включая метаболиты, связанные с гликолизом, и 3 аминокислоты были изменены после употребления BMW. Кроме того, анализ микробиома показал, что после употребления BMW увеличился состав бактерий, индуцируемых постными продуктами питания, семейства Christensenellaceae. Настоящее исследование является важным исследованием, в котором сообщается об эффектах на молекулярном уровне, связанных с потреблением BMW.

2. Материалы и методы

2.1. Подготовка образца

Это исследование было одобрено этическим комитетом Японского научно-исследовательского института здравоохранения и кампуса Сёнан Фудзисава университета Кэйо. Все субъекты были проинформированы о цели этого исследования, и от всех субъектов было получено письменное согласие.

В этом исследовании тест потребления BMW проводился среди 19 здоровых испытуемых (7 мужчин и 12 женщин, возраст от 26 до 59, в среднем 47 лет). Первоначально индивидуальные идентификационные номера были случайным образом присвоены 26 добровольцам от N01 до N26; однако N12 и N25 выбыли по личным причинам.Кроме того, N01, N02, N14, N18 и N21 были исключены из анализа, потому что они забыли хотя бы один раз выпить TW и / или BMW. BMW был получен из горячего источника Нагаю (Такета, Оита, Япония), поскольку он содержит одну из самых высоких концентраций бикарбоната в Японии. TW был приобретен на водоочистной станции Нисикава (Ямагата, Япония). Содержание минералов и pH в TW и BMW, использованных в этом исследовании, были измерены Исследовательским центром горячих источников (Токио, Япония) и показаны в таблице 1. BMW собирали в пластиковые бутылки объемом 500 мл и хранили в холодильнике до употребления.Все БМВ были израсходованы в течение 10 дней с момента розлива. Бутылки TW также хранились в холодильнике до употребления. Во время теста добровольцы открывали 1 пластиковую бутылку TW или BMW каждый день и пили 500 мл TW или BMW трижды в день (за 30–60 минут до завтрака, обеда и ужина). Периоды потребления TW и периоды потребления BMW длились по неделе каждый, и этот цикл повторялся дважды. Добровольцы были проинструктированы придерживаться своих обычных диетических привычек во время теста, но потребление лекарственных препаратов было запрещено.


Минералы	Формула	Конц. (мг / кг)
Минералы	Формула	TW	BMW

Ион бикарбоната		28	2485
Ион хлора	Cl ^—	11	182
Сульфат-ион		6,9	355
Карбонат-ион		<0.1	1,2
Нитрат-ион		0,7	1,2
Фторид-ион	F ^—	<0,1	0,3
Сероводородный ион	HS ^—	<0,1	<0,1
Иодид-ион	I ^—	<0,1	<0,1
Бромид-ион	Br ^—	<0.1	<0,1
Ион натрия	Na ⁺	10	412
Ион магния	Mg ²⁺	1,9	291
Ион кальция	Ca ²⁺	6,1	177
Ион калия	K ⁺	<0,1	80
Ион алюминия	Al ³⁺	0.2	0,6
Ион марганца	Mn ²⁺	<0,1	0,4
Ион железа	Fe ²⁺	<0,1	2,3
Ион железа	Fe ³⁺	<0,1	<0,1
Метасиликоновая кислота	H ₂ SiO ₃	10	207
Метаборная кислота	HBO ₂ 900	0.8	6,2
Двуокись углерода	CO ₂	0,9	161
Сероводород	H ₂ S	<0,1	<0,1
Ртуть	Hg	<0,0005	<0,0005
Мышьяк	As	<0,005	0,005
Медь	Cu	<0.05	<0,05
Цинк	Zn	<0,1	<0,1
Свинец	Pb	<0,05	<0,05
Кадмий	Cd	<0,01	<0,01

pH		7,58	7,07

Образцы крови и кала были собраны в первый день теста и в последние дни теста. каждую неделю.Забор крови, взятый у одного и того же объекта, проводился примерно в одно и то же время во время теста. Масса тела, индекс массы тела (ИМТ), рост, окружность живота и артериальное давление измерялись в первый день теста (см. Таблицу S1 дополнительных материалов, доступных на сайте http://dx.doi.org/10.1155/ 2015/824395). Схематическое изображение экспериментальной конструкции показано на рисунке S1 дополнительных материалов.

2.2. Клинические анализы крови

Клинические анализы крови проводились в каждой точке отбора проб, включая измерение глюкозы в плазме натощак, глюкозы сыворотки, гликоальбумина, инсулина, общего холестерина, холестерина ЛПВП, холестерина ЛПНП, триглицеридов, уратов, натрия, хлора, кальция, магния, и кортизол.Измерение концентраций этих параметров было поручено RINTEC Co., Ltd. (Фукуока, Япония).

Измерение уровня глюкозы в плазме проводилось с использованием утренних проб крови натощак, взятых только у 8 добровольцев. Для этих образцов коэффициент оценки модели гомеостаза (HOMA-R) был рассчитан на основе уровней глюкозы и инсулина в плазме.

2.3. Метаболомный анализ

Метаболомный анализ проводили, как описано ранее, с некоторыми изменениями [13]. Вкратце, для извлечения метаболитов из крови в 40 мкл добавляли 400 мкл мкл метанола, включая внутренние стандарты (по 20 мкМ по мкМ метионинсульфона и D-камфора-10-сульфоновой кислоты (CSA)). л образцов крови.Затем эту смесь смешивали с 120 мкл л сверхчистой воды и 400 мкл л хлороформа перед центрифугированием при 10000 × g в течение 3 мин при 4 ° C. Затем водный слой переносили в центрифужную фильтровальную пробирку (UltrafreeMC-PLHCC 250 / pk для анализа метаболома, Human Metabolome Technologies) для удаления молекул белка и липидов. Фильтрат концентрировали на центрифуге и растворяли в 20 мкл л сверхчистой воды, которая содержала контрольные соединения (200 мкл мкМ каждого из 3-аминопирролидина и тримезиновой кислоты) непосредственно перед капиллярным электрофорезом с ионизацией электрораспылением с времяпролетной масс-спектрометрией ( CE-TOFMS) анализ.

Измерение экстрагированных метаболитов как в положительном, так и в отрицательном режиме было выполнено с помощью CE-TOFMS. Все эксперименты CE-TOFMS были выполнены с использованием системы капиллярного электрофореза Agilent CE (Agilent Technologies). Таблицы аннотаций были созданы на основе измерений стандартных соединений и были согласованы с наборами данных в соответствии с аналогичным значением и нормализованным временем миграции. Затем площади пиков были нормализованы относительно площадей внутренних стандартов метионинсульфона или CSA для катионных и анионных метаболитов, соответственно.Концентрации каждого метаболита рассчитывались на основе их относительных площадей пиков и концентраций стандартных соединений.

После статистического анализа был проведен анализ обогащения набора метаболитов (MSEA) [19] с использованием метаболитов, которые значительно различались между периодами потребления TW и BMW.

2.4. Выделение ДНК

Выделение фекальной ДНК выполняли, как описано ранее, с некоторыми модификациями [20]. Вкратце, образцы фекалий сначала лиофилизировали с использованием лиофилизатора VD-800R (TAITEC) в течение не менее 18 часов.Лиофилизированный кал разрушали с помощью 3,0 мм циркониевых шариков путем энергичного встряхивания (1500 об / мин в течение 10 минут) с использованием Shake Master (Biomedical Science). Образцы фекалий (10 мг) суспендировали в буфере для экстракции ДНК, содержащем 200 мкл л 10% (мас. / Об.) Раствора SDS / TE (10 мМ трис-HCl, 1 мМ EDTA и pH 8,0), 400 мкл Л смеси фенол / хлороформ / изоамиловый спирт (25: 24: 1) и 200 мкл л 3 М ацетата натрия. Фекалии в буфере для смеси дополнительно разрушали 0,1 мм гранулами диоксида циркония / диоксида кремния путем энергичного встряхивания (1500 об.вечера. в течение 5 мин) с помощью Shake Master. После центрифугирования при 17,800 × g в течение 5 минут при комнатной температуре бактериальная геномная ДНК очищалась по стандартному протоколу фенол / хлороформ / изоамиловый спирт. РНК удаляли из образца обработкой РНКазой А, а затем образцы ДНК очищали еще раз по стандартному протоколу фенол / хлороформ / изоамиловый спирт.

2.5.
Секвенирование гена 16S рРНК

Гены 16S рРНК в образцах фекальной ДНК анализировали с использованием секвенатора MiSeq (Illumina).Область V1-V2 генов 16S рРНК амплифицировали из ДНК, выделенной из фекалий, с использованием бактериального универсального набора праймеров 27Fmod (5′-AGRGTTTGATYMTGGCTCAG-3 ‘) и 338R (5′-TGCTGCCTCCCGTAGGAGT-3′) [21]. ПЦР выполняли с ДНК-полимеразой Tks Gflex (Takara Bio Inc.), и амплификация продолжалась с одним этапом денатурации при 98 ° C в течение 1 мин, с последующими 20 циклами при 98 ° C в течение 10 с, 55 ° C в течение 15 с и 68. ° C в течение 30 с, с последним этапом удлинения при 68 ° C в течение 3 мин. Амплифицированные продукты очищали с использованием Agencourt AMPure XP (Beckman Coulter) и затем дополнительно амплифицировали с использованием прямого праймера (5’-AATGATACGGCGACCACCGAGATCTACAC-NNNNNNNN-TATGGTAATTGT-AGRGTTTGATYMTGGCTCAG-последовательность каждого образца, содержащая 8-ю последовательность штрих-кода bp-3 ‘) обозначена N), последовательность SP Rd1 и праймер 27Fmod и обратный праймер (5’-CAAGCAGAAGACGGCATACGAGAT-NNNNNNNN-AGTCAGTCAGCC-TGCTGCCTCCCGAGGAGT-3 ‘), содержащие последовательность P7, уникальную последовательность штрих-кода длиной 8 п.н. для каждого образца (обозначена N) Последовательность Rd2 SP и праймер 338R.После очистки с использованием Agencourt AMPure XP смешанный образец готовили путем объединения примерно равных количеств ампликонов ПЦР из каждого образца. Наконец, секвенирование MiSeq было выполнено в соответствии с инструкциями производителя. В этом исследовании использовали секвенирование парных концов размером 2 × 300 п.н.

2.6. Анализ последовательностей гена 16S рРНК

Первоначально для сборки считываний с парным концом использовалась быстрая корректировка длины коротких считываний (FLASH) (v1.2.11) [22]. Собранные чтения со средним значением <25 были отфильтрованы с помощью собственного скрипта.5000 считываний, прошедших фильтр, были случайным образом отобраны из каждого образца и использованы для дальнейшего анализа. Затем считанные данные обрабатывались с использованием конвейера количественной информации о микробной экологии (QIIME) (v1.8.0) [23]. Последовательности были сгруппированы в операционные таксономические единицы (OTU) с использованием 97% сходства последовательностей, а OTU были отнесены к таксономии с использованием классификатора RDP.

2.7. Статистический анализ

Для анализа внутриличностных изменений статистическая оценка между двумя группами проводилась с помощью знакового рангового теста Вилкоксона (непараметрический парный тест) с использованием пакета R ExactRankTests (доступен по адресу https: // cran.r-project.org/web/packages/exactRankTests/index.html) или XLSTAT (v2014.6.04) (Addinsoft). Для множественных сравнений данные были проанализированы с использованием теста Фридмана и апостериорного критерия Неменьи с использованием XLSTAT. Все утверждения, указывающие на существенные различия, показывают уровень вероятности не менее 5%.

2.8. Номер доступа нуклеотидной последовательности

Данные микробиомного анализа были депонированы в архиве чтения последовательностей DDBJ (http://trace.ddbj.nig.ac.jp/dra/) под номером доступа DRA004008.

3. Результаты

3.1. Уровни гликоальбумина в сыворотке снизились после употребления BMW

Во-первых, были проанализированы индивидуальные изменения клинических параметров. Уровни гликоальбумина в сыворотке, один из показателей гликемического контроля, были значительно снижены в периоды потребления BMW по сравнению с периодами потребления TW (Рисунок 1 (a)). Уровни глюкозы в сыворотке существенно не снизились, но имели тенденцию к снижению (значение = 0,092). Другие параметры, связанные с гликемическим контролем, такие как уровни глюкозы в плазме, концентрации инсулина и HOMA-R, не различались между периодами потребления TW и BMW.В этом исследовании также измерялись другие биохимические параметры, связанные с гиперхолестеринемией, гиперурикемией, потреблением минералов и стрессом, но потребление BMW не оказало никакого влияния на вышеупомянутые параметры, кроме уровня кальция в крови (Таблица 2). Эти результаты показали, что потребление BMW может предотвратить и / или улучшить СД2 без изменения секреции инсулина и резистентности к инсулину.

900 5,2


Тесты	TW		BMW		значение
Тесты	Среднее значение	SD	Среднее значение	SD	значение

Глюкоза крови натощак (плазма ) (мг / дл)	91.2	4,3	88,6	4,7	0,156
Глюкоза крови (сыворотка) (мг / дл)	93,5	23,7	91,4	29,0	0,092
Гликоальбумин (% от общий альбумин)	14,4	1,7	14,2	1,7	0,002
Инсулин ( мкг Ед / мл)	19,3	28,0	18.8	31,0	0,294
HOMA-R	1,2	0,5	1,2	0,4	1.000
Общий холестерин (мг / дл)	200,6	26,0	202,4	30,3	0,914
Холестерин ЛПВП (мг / дл)	60,9	14,9	60,1	14,1	0,685
Холестерин ЛПНП (мг / дл)	112.0	22,5	112,3	24,1	1.000
Триглицериды (мг / дл)	151,2	142,1	180,7	159,0	0,123
Ураты (мг / дл)	1,2	5,2	1,2	0,396
Na (мэкв / л)	139,8	1,3	140,3	1,2	0,172
Cl (мэкв / л)	102.6	1,7	102,9	1,9	0,457
Ca (мг / дл)	9,3	0,2	9,4	0,2	0,021
Mg (мг / дл)	2,3	0,1	2,3	0,1	0,518
Кортизол ( μ г / дл)	10,1	4,0	10,0	3,6	0,623

значение меньше 0.05; значение ниже 0,005.

Хотя уровни гликоальбумина в сыворотке значительно снижались в периоды потребления BMW по сравнению с периодами потребления TW, снижение уровней гликоальбумина в сыворотке также наблюдалось после периодов потребления TW по сравнению с периодами до теста (неделя 0) (Рисунок 1 ( б)). Относительные уровни гликоальбумина в сыворотке снизились после первого периода потребления TW (неделя 1) и далее снизились после первого периода потребления BMW (неделя 2).Впоследствии оно немного увеличилось после второго периода потребления TW (неделя 3) и затем снова уменьшилось после второго периода потребления BMW (неделя 4). Взятые вместе, эти результаты показывают, что привычка употреблять воду перед каждым приемом пищи может снизить уровень гликоальбумина в сыворотке крови, но потребление BMW более эффективно.

3.2. Изменения физиологического метаболизма, связанные с потреблением BMW

Чтобы оценить влияние потребления BMW на молекулярном уровне, с помощью CE-TOFMS был проведен анализ метаболома крови.В общей сложности 152 метаболита было обнаружено в образцах крови, по крайней мере, от 1 субъекта и в 1 временной точке, и концентрации этих метаболитов сравнивали у субъекта. Более 85% метаболитов не претерпели значительных изменений после периодов потребления BMW, и ожидалось, что концентрации большинства метаболитов останутся постоянными из-за физиологического гомеостаза (рис. 2 (а)). Однако концентрации 19 метаболитов значительно различались между периодами потребления TW и BMW (Рисунки 2 (a) и 2 (b)).Ожидалось, что эти эффекты будут вызваны потреблением BMW. По сравнению с периодами потребления TW, 9 метаболитов были значительно увеличены, а 10 метаболитов значительно уменьшились в периоды потребления BMW (Рисунок 2 (b)). Метаболиты, которые могут быть связаны с СД2, такие как метаболиты, связанные с гликолизом (пируват, АТФ и АДФ), аминокислоты (тирозин, метионин и глицин) и UDP-N-ацетилглюкозамин, были включены в метаболиты, значительно измененные. Кроме того, 3 аминокислоты были значительно уменьшены, но почти все аминокислоты также были уменьшены после периодов потребления BMW (см. Рисунок S2 дополнительных материалов).

Кроме того, MSEA была проведена с использованием 19 значительно измененных метаболитов (таблица 3). Эти метаболиты участвуют в центральных метаболических путях (гликолиз, глюконеогенез и цикл лимонной кислоты) и в путях метаболизма азота, таких как рециркуляция аммиака, цикл мочевины и метаболизм метионина. Эти результаты свидетельствуют о том, что физиологический метаболизм был изменен потреблением BMW.


Путь	Всего	Хитов	Ожидание	Изменение кратности (совпадения / ожидания)	значение	FDR

Пуриновый метаболизм	45	7	0.98	7,1	<0,001	0,001
Рециклинг аммиака	18	4	0,39	10,2	<0,001	0,014
Цикл мочевины	20	4	0,44	9,2	<0,001	0,014
Транскрипция РНК	9	3	0,20	15,3	<0,001	0.014
Внутриклеточная передача сигналов через рецептор простациклина и простациклин	6	2	0,13	15,3	0,006	0,103
Гликолиз	21	3	0,46	6	0,121
Цикл лимонной кислоты	23	3	0,50	6,0	0,012	0,133
Метионин метаболизм	24	3	0.52	5,7	0,013	0,133
Глюконеогенез	27	3	0,59	5,1	0,018	0,163
Метаболизм аминосахаров	15	2	0,33	6,1	0,040	0,290
Митохондриальная цепь транспорта электронов	15	2	0,33	6,1	0.040	0,290

Общее количество метаболитов, соответствующих каждому пути.
Наблюдаемое количество метаболитов, полученных из данного набора данных в каждом пути.
Ожидаемое наблюдаемое количество метаболитов, рассчитанное с использованием данного набора данных для каждого пути.
Коэффициент ложного обнаружения (FDR) в соответствии с методом Бенджамини и Хохберга, который был предоставлен программным обеспечением MSEA.

С другой стороны, было замечено, что 3-гидроксибутират, один из показателей диабетического кетоацидоза, не изменился при употреблении BMW (рис. 2 (c)).

3.3. BMW Изменения состава микробиоты, связанные с потреблением

Анализ микробиома проводился с использованием образцов фекалий, которые собирались еженедельно во время исследования. Всего 7075 OTU были сконструированы из последовательностей гена 16S рРНК, полученных от 19 субъектов. Эти OTU соответствуют 62 семействам, и показаны целые структуры фекальной микробиоты (рис. 3 (а)). Чтобы исследовать внутрииндивидуальные изменения микробиоты кишечника во время теста, сравнивали относительную численность каждого таксона микробов между периодами потребления TW и BMW внутри субъектов.По результатам было замечено, что более 85% семей не изменились так же, как метаболиты крови, но относительные доли 8 семейств, особенно Christensenellaceae, значительно различались между периодами потребления TW и BMW (рис. 3 (b)). Эти результаты показали, что потребление BMW может изменить состав некоторых кишечных микробов.

4. Обсуждение

В настоящем исследовании было показано, что уровни гликоальбумина в сыворотке значительно снизились после употребления BMW по сравнению с потреблением TW.Хотя уровни гликоальбумина, как известно, отражают уровни глюкозы в крови в течение последних 14 дней эксперимента [24], средние уровни глюкозы в крови не были значительно снижены, но имели тенденцию к снижению при употреблении BMW, как это наблюдалось в наших данных. Это может быть связано с тем, что на уровень глюкозы в крови влияют внешние факторы, такие как прием пищи и упражнения [25]. Хотя инсулин является одним из основных факторов, участвующих в контроле уровня глюкозы в крови, снижение уровня гликоальбумина, которое наблюдалось в этом исследовании, не ожидалось, связано с изменением секреции инсулина и / или инсулинорезистентности, поскольку концентрации инсулина и HOMA-R были существенно не изменился расход после БМВ.В предыдущих исследованиях также сообщалось о снижении уровня глюкозы в крови при употреблении BMW или сульфатсодержащей воды [4, 5], но это исследование является первым доказательством снижения уровня гликоальбумина в сыворотке крови при употреблении BMW. Кроме того, относительные уровни гликоальбумина были частично снижены даже после периода потребления TW. Хотя ранее сообщалось, что масса тела добровольцев снижалась за счет потребления TW перед каждым приемом пищи в течение 12 недель [26], снижение уровня гликоальбумина в сыворотке крови является новым результатом.

Клинические испытания также показали значительное повышение уровня кальция в крови. Ожидалось, что это явление связано с потреблением BMW, поскольку BMW, использованный в этом исследовании, содержит кальций (177 мг / кг). Согласно предыдущему отчету, дефицит кальция, по-видимому, может привести к инсулинорезистентности [27]. Следовательно, добавление кальция с питьевой минеральной водой, содержащей кальций, может быть важным, а также потребление BMW для лучшего контроля гликемии.

Согласно метаболомному анализу образцов крови, АТФ и пируват были значительно увеличены, тогда как АДФ снизились.Этот результат свидетельствует о том, что после употребления BMW усилился гликолиз. Поскольку уровни глюкозы в крови не были значительно снижены, но имели тенденцию к снижению, как это наблюдалось в наших результатах, эффекты усиления гликолиза были ожидаемыми. С другой стороны, концентрации 3 аминокислот (тирозина, метионина и глицина) значительно снизились после употребления BMW. В предыдущем исследовании сообщалось, что высокие концентрации различных аминокислот, особенно тирозина, в крови являются одним из факторов риска СД2 [28].Кроме того, сообщалось, что концентрации в плазме нескольких аминокислот, включая тирозин и метионин, были значительно выше у пациентов с гиперинсулинемией (это часто наблюдается на ранней стадии СД2) по сравнению со здоровыми людьми [29]. Наши результаты показали, что концентрации 3 аминокислот, включая тирозин и метионин, в крови были значительно снижены, а концентрации других стандартных аминокислот имели тенденцию к снижению после употребления BMW. Таким образом, можно предположить, что потребление BMW может предотвратить и / или улучшить СД2 за счет изменений метаболизма в организме.

После увеличения инсулинорезистентности можно ожидать усиления протеолиза и кетогенеза [30]. В результате ожидается увеличение концентрации в крови аминокислот или кетоновых тел. Поскольку анализ метаболома показал, что концентрации 3-гидроксибутирата, типа кетонового тела, между периодами потребления TW и BMW не изменились, потребление BMW может не повлиять на выработку энергии из свободных жирных кислот. Поскольку наши результаты показали, что концентрации почти всех аминокислот, особенно тирозина, метионина и глицина, были снижены, но концентрация 3-гидроксибутирата не изменилась, потребление БМВ может влиять на энергетический метаболизм через протеолиз, но не на кетогенез.

UDP-N-ацетилглюкозамин является субстратом O-связанной N-ацетилглюкозаминтрансферазы, и ранее сообщалось о взаимосвязи между O-связанной N-ацетилглюкозаминтрансферазой и инсулинорезистентностью [31]. Однако также сообщалось, что концентрация UDP-N-ацетилглюкозамина в мышечной ткани повышалась после достижения эугликемии при лечении инсулином у субъектов с ожирением [32]. Эти отчеты предполагают, что UDP-N-ацетилглюкозамин связан с контролем глюкозы и / или резистентностью к инсулину, но детали все еще неясны.В текущем исследовании анализ метаболома показал, что концентрации UDP-N-ацетилглюкозамина в крови были значительно увеличены после употребления BMW, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять значение этого явления.

Поскольку недавние исследования сообщили о взаимосвязи между микробиотой кишечника и СД2 и / или ожирением [33–35], мы предположили, что положительный эффект для гликемического контроля, обусловленный потреблением БМВ, может затрагивать микробиоту кишечника. Как и ожидалось, наблюдались изменения состава кишечной микробиоты, вызванные потреблением BMW.В этом исследовании семейство Christensenellaceae было наиболее значительно увеличившимся таксоном. Предыдущее исследование показало, что Christensenellaceae было больше в группе худых (ИМТ <25) по сравнению с группой с ожирением (ИМТ> 30) [36]. Кроме того, также сообщалось, что трансплантация Christensenella minuta стерильным мышам снижает прибавку в весе. Кроме того, сообщалось, что численность семейства Dehalobacteriaceae, которая также увеличилась после употребления BMW, положительно коррелировала с Christensenellaceae.Таким образом, наши результаты показали, что потребление BMW имеет потенциальный потенциал для предотвращения ожирения за счет увеличения численности индуцируемых постными продуктами бактерий, Christensenellaceae и Dehalobacteriaceae.

5. Выводы

В этом исследовании мы показали, что уровни гликоальбумина в сыворотке значительно снизились после употребления BMW по сравнению с потреблением TW. Было также замечено, что 19 метаболитов в крови были значительно изменены, а количество бактерий, индуцируемых постными продуктами питания, значительно увеличилось после употребления BMW (см. Рисунок S3 дополнительных материалов).Ожидается, что текущее исследование станет важным доказательством, детализирующим влияние потребления BMW на молекулярном уровне. Наконец, мы считаем, что выяснение на молекулярном уровне положительных эффектов, получаемых от бальнеотерапии, жизненно важно для дальнейшего прогресса и понимания курортологии, и наше исследование является первым шагом к этому подходу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить г-жуЧихару Исии, г-же Юка Охара и г-на Юки Йошида за их экспериментальную и / или аналитическую поддержку. Они также хотят поблагодарить доктора Ванпин Ау за критическое чтение и редактирование статьи. За взятие крови они искренне благодарят г-жу Мицуё Мацуо и сотрудников Медицинского офиса Ито. Они хотели бы выразить свою благодарность официальным лицам, г-же Риоко Васицукаса, г-же Киоко Накасита, г-же Нозоми Май, г-ну Тору Миядзаки, г-ну Ясуюки Морита, г-ну Такахиро Кудо, г-ну Тейджи Симидзу, г-ну Тошинори Хаяси, Мистер.Хиронори Шину и мэру Кацудзи Шуто из Такеты за поддержку правительства. Это исследование было частично поддержано исследовательскими грантами Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии (26117725 и 15H01522 Синдзи Фукуда), Японского общества содействия науке (254930 Синноске Мураками и 24380072 Синдзи Фукуда. ), правительство префектуры Ямагата и город Цуруока, а также Японский научно-исследовательский институт здравоохранения (Синдзи Фукуда).

Дополнительные материалы

В дополнительных материалах мы показали антропометрические характеристики добровольцев, схематическое представление плана эксперимента, концентрации аминокислот в крови и обзор эффектов, связанных с потреблением богатой бикарбонатом минеральной воды.

Дополнительный материал

Бикарбонатная щелочность

HCO3, бикарбонат-ион, является основным щелочным фактором почти во всей воде.

Щелочность служит буфером, нейтрализующим кислоты. В большинстве ситуаций это не имеет большого значения, но это проблема в таких областях, как производство напитков, башни котлов, градирни и текстильная промышленность. Например, чрезмерная щелочность может препятствовать окрашиванию текстильных изделий и снижает кислотность фруктовых вкусов в напитках.

Щелочность — это мера емкости
вода или любой раствор для нейтрализации или
«Буферные» кислоты. Эта мера кислотонейтрализующей способности важна для расчета
насколько «забуференная» вода против
резкие изменения pH.

Щелочность не следует путать с pH.
pH — это мера иона водорода (H
+
)
концентрации, а шкала pH показывает
интенсивность кислотного или основного характера
раствор при заданной температуре.Причина
Щелочность иногда путают с pH.
потому что термин щелочной используется для описания
Условия pH более 7 (основной).

Наиболее важные соединения в воде, которые
определить щелочность, включая карбонат
(CO3
2-
) и бикарбонат-ионы (HCO3 -).

Карбонат-ионы способны реагировать с
нейтрализовать 2 иона водорода (H
+
) и
ионы бикарбоната способны нейтрализовать H
+
или
гидроксид-ионы (OH
—
) присутствует в воде.В
способность противостоять изменениям pH за счет
нейтрализация кислот или оснований называется
буферизация.

Обработка : Щелочность бикарбоната может быть уменьшена за счет аэрации, которая уменьшает свободный диоксид углерода. Его также можно лечить, добавляя кислоту для снижения pH. Сильное основание Анионный обмен также снижает щелочность.

Дополнительная информация.

Регулировка поливной воды — бикарбонаты по сравнению с pH

Когда дело доходит до оросительной воды и качества воды, вы, наверное, слышали термины pH, щелочность и бикарбонаты.В этой статье мы разберем эти термины и объясним, на что следует обратить внимание при очистке поливной воды.

pH (потенциальный водород) — логарифмическая шкала, измеряющая кислотность [концентрация катиона водорода (H ⁺)] и щелочность [концентрация гидроксид-аниона (OH ^—)] раствора.

Многие производители сосредотачиваются на целевых показателях pH при регулировании поливной воды. Вероятно, это основано на том факте, что существует оптимальный диапазон pH для питательной среды, который учитывает растворимость и поглощение всех основных питательных веществ для растений:

В действительности pH вашей поливной воды очень мало влияет на pH вашей растущие СМИ.(Подробнее об этом ниже.)

Проблема с целевым значением pH при регулировке поливной воды заключается в том, что это относительное значение, которое не дает нам четкого представления о том, как вода будет переносить добавление кислоты или основания в систему. Это будет зависеть от кислотонейтрализующей способности (ANC) или щелочности.

Щелочность — мера способности воды противостоять изменениям pH с добавлением кислоты; общее количество карбонатов (CO ₃ ^2-), бикарбоната (HCO ₃ ^—) и гидроксид-ионов (OH ^—) в растворе.

Эти ионы являются частью карбонатно-бикарбонатной буферной системы, которую наши собственные тела используют для регулирования pH крови.
Это многоступенчатое разложение угольной кислоты взаимодействует с питательными веществами для растений в питательных средах, в конечном итоге влияя на pH среды. При высокой щелочности эти ионы удаляют ионы H +, понижая кислотность и повышая pH.
Когда pH среды для выращивания слишком высок, большинство питательных микроэлементов становятся недоступными, и возникает риск дефицита питательных веществ.

Бикарбонат — HCO ₃ ^— — ион, образующийся в середине разложения угольной кислоты.

Говоря о качестве воды и о потребности в кислоте, мы склонны сосредотачиваться на ионах бикарбоната, поскольку это наиболее распространенный ион в типичных источниках пресной воды.

Когда уровни бикарбонатов слишком высоки, они могут реагировать с кальцием и магнием с образованием солей бикарбонатов, дополнительно увеличивая pH среды и удаляя жизненно важные питательные вещества из раствора.

Когда уровни бикарбонатов слишком низкие, например, в случае с водой обратного осмоса, буферная емкость отсутствует, что позволяет входящим потокам оказывать сильное влияние на pH, что обычно приводит к значительным колебаниям pH среды. Это можно исправить, добавив бикарбонат калия в фильтрованную воду.

Идеальный диапазон бикарбонатов составляет 60-100 частей на миллион, нижний предел диапазона для молодых растений. Этот уровень обеспечивает адекватную буферную емкость, сводя к минимуму влияние на pH среды.

Количество кислоты, необходимое для нейтрализации бикарбонатов, будет зависеть от типа и силы кислоты, которую вы используете. Нужна помощь в определении этого? Не стесняйтесь обращаться к нам — [email protected]

Влияние минеральной воды с высоким содержанием бикарбоната на голодание и постпрандиальную липемию у субъектов с умеренной гиперхолестеринемией: пилотное исследование | Липиды в здоровье и болезнях

De Man FH, Cabezas MC, Van Barlingen HH, Erkelens DW, de Bruin TW: Липопротеины, богатые триглицеридами, при инсулиннезависимом сахарном диабете: постпрандиальный метаболизм и связь с преждевременным атеросклерозом .Eur J Clin Invest. 1996, 26: 89-108. 10.1046 / j.1365-2362.1996.114256.x

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

Карпе Ф., Штайнер Г., Уффельман К., Оливекрона Т., Хамстен А: Постпрандиальные липопротеины и прогрессирование коронарного атеросклероза. Атеросклероз. 1994, 106: 83-97. 10.1016 / 0021-9150 (94)

-X

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

Патч-младший, Прасад С., Готто А.М., Бенгтссон-Оливекрона Г. Постпрандиальная липемия. Ключ к превращению липопротеина высокой плотности 2 в липопротеин высокой плотности 3 липазой печени. J Clin Invest. 1984, 74: 2017-2023. 10.1172 / JCI111624

PubMed Central
CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

Готто AM, Бринтон EA: Оценка низких уровней холестерина липопротеинов высокой плотности как фактора риска ишемической болезни сердца: отчет и обновленная информация рабочей группы.J Am Coll Cardiol. 2004, 43: 717-724. 10.1016 / j.jacc.2003.08.061

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

Филдинг CJ, Филдинг PE: Молекулярная физиология обратного транспорта холестерина. J Lipid Res. 1995, 36: 211-228.

CAS
PubMed

Google Scholar

Howell WH, McNamara DJ, Tosca MA, Smith BT, Gaines JA: Ответы липидов и липопротеинов плазмы на пищевые жиры и холестерин: метаанализ.Am J Clin Nutr. 1997, 65: 1747-1764.

CAS
PubMed

Google Scholar

Chung BH, Cho BH, Liang P, Doran S, Osterlund L: Вклад постпрандиальной липемии в опосредованные диетой жировые изменения в концентрациях эндогенных липопротеинов и холестерина у людей. Am J Clin Nutr. 2004, 80: 1145-1158.

CAS
PubMed

Google Scholar

Bobon D, Troisfontaines B, Kempeneers JL, Xhenseval B, Bourdouxhe S: Открытое многоцентровое испытание зуклопентиксола при мании и шизофрении на основе шкал AMDP.Acta Psychiatr Belg. 1986, 86: 152-176.

CAS
PubMed

Google Scholar

Nasuti C, Gabbianelli R, Cantalamessa F, Falcioni G: Нарушения плазматической мембраны эритроцитов у крыс, получавших диету, богатую холестерином: эффект употребления сернистой минеральной воды. Энн Нутр Метаб. 2005, 49: 9-15. 10.1159 / 000084172

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

10.

Toussaint C, Peuchan E, Nguyen BC, Jensen R, Canellas J: Влияние кальциевой и магнезиальной серной термальной воды на метаболизм липопротеинов у крыс. Arch Int Physiol Biochim. 1986, 94: 65-76. 10.3109 / 1381345860

CAS
PubMed

Google Scholar

11.

Nerbrand C, Agreus L, Lenner RA, Nyberg P, Svardsudd K: Влияние кальция и магния в питьевой воде и диете на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний у людей, живущих в регионах с жесткой и мягкой водой, с различиями в смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. .BMC Public Health. 2003, 3: 21-10. 1186 / 1471-2458-3-21

PubMed Central
Статья
PubMed

Google Scholar

12.

Goszcz A, Kostka-Trabka E, Grodzinska L, Slawinski M, Bieron K: Влияние обработки серной водой из источника в Веславе в Буско-Солец на уровни липидов, фибринолитической системы и тромбогенных тромбоцитов. функция у больных атеросклерозом. Поль Меркур Лекарски. 1997, 3: 33-36.

CAS
PubMed

Google Scholar

13.

Capurso A, Solfrizzi V, Panza F, Mastroianni F, Torres F: Повышенное выведение желчных кислот и снижение уровня холестерина в сыворотке после кренотерапии богатой солью минеральной водой. Старение (Милан). 1999, 11: 273-276.

CAS

Google Scholar

14.

Перес-Гранадос А.М., Навас-Карретеро С., Шоппен С., Вакеро М.П.: Снижение сердечно-сосудистого риска с помощью минеральной воды с бикарбонатом натрия у молодых людей с умеренной гиперхолестеринемией. J Nutr Biochem.2010, 21: 948-953. 10.1016 / j.jnutbio.2009.07.010

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

15.

Schoppen S, Perez-Granados AM, Carbajal A, Oubina P, Sanchez-Muniz FJ: газированная минеральная вода с высоким содержанием натрия снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний у женщин в постменопаузе. J Nutr. 2004, 134: 1058-1063.

CAS
PubMed

Google Scholar

16.

Schoppen S, Perez-Granados AM, Carbajal A, Sarria B, Sanchez-Muniz FJ: Минеральная вода с бикарбонатом натрия снижает постпрандиальную липемию у женщин в постменопаузе по сравнению с водой с низким содержанием минералов.Br J Nutr. 2005, 94: 582-587. 10.1079 / BJN20051515

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

17.

Albertini MCD, Dacha M, Teodori L, Conti ME: Питьевые минеральные воды: биохимические эффекты и последствия для здоровья — современное состояние. Int J Здоровье окружающей среды. 2007, 1: 153-169. 10.1504 / IJENVH.2007.012230.

CAS
Статья

Google Scholar

18.

Chijiiwa K, Linscheer WG: Влияние внутрипросветного pH на абсорбцию холестерина и олеиновой кислоты из мицеллярных растворов у крыс.Am J Physiol. 1984, 246: G492-499.

CAS
PubMed

Google Scholar

19.

Toxqui L, Perez-Granados AM, Blanco-Rojo R, Vaquero MP: Минеральная вода с бикарбонатом натрия снижает опорожнение желчного пузыря и постпрандиальную липемию: рандомизированное четырехфакторное перекрестное исследование. Eur J Nutr. 2012, 51: 607-614. 10.1007 / s00394-011-0244-x

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

20.

Бертони М., Оливьери Ф, Мангетти М., Бокколини Э, Белломини М.Г .: Влияние бикарбонатно-щелочной минеральной воды на функции желудка и функциональную диспепсию: доклиническое и клиническое исследование. Pharmacol Res. 2002, 46: 525-531. 10.1016 / S1043661802002323

Статья
PubMed

Google Scholar

21.

Микеш Л.М., Брунс Д.Е.: Стабилизация глюкозы в образцах крови: механизм задержки фторидного ингибирования гликолиза.Clin Chem. 2008, 54: 930-932. 10.1373 / Clinchem.2007.102160

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

22.

Ouguerram K, Krempf M, Maugeais C, Maugere P, Darmaun D: новый подход к маркировке с использованием стабильных изотопов для изучения метаболизма холестерина в плазме in vivo у людей. Обмен веществ. 2002, 51: 5-11.

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

23.

Boegehold MA, Kotchen TA: Важность пищевых хлоридов для солевой чувствительности артериального давления. Гипертония. 1991, 17: I158-161. 10.1161 / 01.HYP.17.1_Suppl.I158

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

24.

Шорр У., Дистлер А., Шарма А.М.: Влияние минеральной воды, богатой хлоридом и бикарбонатом натрия, на артериальное давление и метаболические параметры у пожилых людей с нормальным давлением: рандомизированное двойное слепое перекрестное исследование.J Hypertens. 1996, 14: 131-135.

CAS
PubMed

Google Scholar

25.

Циомбер А., Махник А., Дальманн А., Дитч П., Бек FX: Связанные с натрием, калием, хлоридом и бикарбонатом эффекты на кровяное давление и гомеостаз электролитов у крыс, получавших дезоксикортикостерон ацетат. Am J Physiol Renal Physiol. 2008, 295: F1752-1763. 10.1152 / айпренал.00531.2007

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

26.

Bellido C, Lopez-Miranda J, Blanco-Colio LM, Perez-Martinez P, Muriana FJ: Масло и грецкие орехи, но не оливковое масло, вызывают постпрандиальную активацию ядерного транскрипционного фактора kappaB в мононуклеарных клетках периферической крови у здоровых мужчин. Am J Clin Nutr. 2004, 80: 1487-1491.

CAS
PubMed

Google Scholar

27.

Томсен C, Расмуссен O, Lousen T, Holst JJ, Fenselau S: Дифференциальные эффекты насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот на постпрандиальную липемию и инкретиновые реакции у здоровых субъектов.Am J Clin Nutr. 1999, 69: 1135-1143.

CAS
PubMed

Google Scholar

28.

Mori Y, Itoh Y, Komiya H, Tajima N: Связь между постпрандиальными уровнями триглицеридов остатков частиц (RLP-TG) и толщиной интима-медиа сонной артерии (IMT) у японских пациентов с диабетом 2 типа: оценка тестами на переносимость еды (МТТ). Эндокринная. 2005, 28: 157-163. 10.1385 / ENDO: 28: 2: 157

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

29.

Зильверсмит ДБ: Атерогенез: постпрандиальный феномен. Тираж. 1979, 60: 473-485. 10.1161 / 01.CIR.60.3.473

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

30.

Джонсон Б.Д., Падилла Дж., Харрис Р.А., Уоллес Дж. П.: Сосудистые последствия приема пищи с высоким содержанием жиров у физически активных и малоподвижных взрослых. Appl Physiol Nutr Metab. 2011, 36: 368-375. 10.1139 / ч21-028

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

31.

Кортнер Дж. А., Ле Н. А., Коутс П. М., Беннетт М. Дж., Крайер Д. Р.: Детерминанты уровней триглицеридов в плазме натощак: метаболизм липопротеинов печени и кишечника. Eur J Clin Invest. 1992, 22: 158-165. 10.1111 / j.1365-2362.1992.tb01821.x

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

32.

Bozzetto L, Annuzzi G, Corte GD, Patti L, Cipriano P: Эзетимиб благотворно влияет на липопротеины, богатые триглицеридами натощак и после приема пищи, при диабете 2 типа.Атеросклероз. 2011, 217: 142-148. 10.1016 / j.atherosclerosis.2011.03.012

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

33.

Войчинский М.К., Глассер С.П., Оберман А., Кабагамбе Е.К., Хопкинс П.Н.: Влияние еды с высоким содержанием жира на размер и количество частиц ЛПНП, ЛПВП и ЛПОНП в генетике гиполипидемических препаратов и диетической сети (GOLDN ): интервенционное исследование. Lipids Health Dis. 2011, 10: 181-10.1186 / 1476-511X-10-181

PubMed Central
CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

34.

Luft FC, Zemel MB, Sowers JA, Fineberg NS, Weinberger MH: Бикарбонат натрия и хлорид натрия: влияние на кровяное давление и гомеостаз электролитов у нормального и гипертонического человека. J Hypertens. 1990, 8: 663-670. 10.1097 / 00004872-19

00-00010

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

35.

Fiorucci S, Bosso R, Morelli A: Дуоденальная осмоляльность вызывает опорожнение желчного пузыря у людей. Dig Dis Sci. 1990, 35: 698-704.10.1007 / BF01540170

CAS
Статья
PubMed

Google Scholar

ОРОШЕНИЕ: борьба с бикарбонатами — промышленность полей для гольфа

Уровни бикарбонатов часто упускаются из виду при анализе поливной воды. Вам не нужна докторская степень. в уровнях pH, чтобы управлять бикарбонатами, но небольшое понимание химического состава воды помогает. Самое важное при решении водных проблем — это то, что почва приобретает характеристики воды.Итак, сначала проанализируйте свою воду, а затем посмотрите на свою почву.

Бикарбонаты токсичны для корней и замедляют рост побегов дерна. Высокое содержание бикарбонатов также может влиять на эффективность фунгицидов и особенно инсектицидов, которые вы распыляете, потому что период полураспада продукта часто сокращается из-за высоких уровней pH. Бикарбонаты также снижают поглощение фосфора и многих других питательных микроэлементов, в которых нуждаются травы. Бикарбонаты реагируют с кальцием с образованием карбоната кальция. Каждый раз, когда бикарбонат попадает в кальций и магний, он сохраняет его в карбонатной форме.Кальций в карбонатной форме плохо проникает в почву.

«Кальций является важным строительным блоком в растении, как и в нашем организме», — объясняет Джордж Фрай, президент TransGolf Inc. «Когда мы ломаем кость в нашем теле, она медленно восстанавливается. Если в растении нет нужного количества кальция, каждый раз, когда мы косим или повреждаем это растение, у него возникают проблемы с его восполнением ».

Фрай в течение 15 лет работал суперинтендантом в загородном гольф-клубе Kiawah в Южной Каролине.Находясь там, он занимался тем, что считает «худшей водой в мире».

«Я ничего не знал о воде, пока не начал с ней заниматься», — говорит он. «У меня было бикарбонаты 1100 частей на миллион и коэффициент поглощения натрия более 90. Все заблокировалось из-за высокого содержания бикарбонатов. Это был долгий процесс обучения ».

Фрай придерживается философии, согласно которой каждая причина имеет следствие. Все ситуации индивидуальны, и единого решения не существует.

«Вам действительно нужно проверить почву и воду, чтобы принять обоснованное решение», — говорит он.«Посмотрите на свои обстоятельства и разработайте свою программу на основе вашей инфраструктуры. Вы не можете ответить на вопрос о бикарбонатах одним предложением. Есть так много других переменных — если у вас есть туннельное зрение, обращаясь к нему, вы можете вызвать другие проблемы ».

Майк Хак, владелец компании Irrigation & Turfgrass Services и бывший суперинтендант, считает, что зеленые владельцы иногда проводят слишком много времени, беспокоясь о бикарбонатах.

«Все думают, что если есть бикарбонаты, их нужно удалить, а это не всегда так», — говорит он.«Возникает вопрос, достаточно ли серьезна ваша конкретная проблема, чтобы вы хотели или должны были вводить в воду кислоту или что-то в этом роде, или вы хотите использовать другой подход к своим программам фертильности. Это действительно баланс. Сначала спросите, можно ли уменьшить количество бикарбоната, с которым вы имеете дело, в небольших масштабах с помощью внесения подкисляющих удобрений ».

Red Rock Country Club — хороший пример того, как с большим успехом сочетались различные методы управления бикарбонатами.Стив Суонсон, директор по обслуживанию и уходу за полями для гольфа на этом трех полях в Лас-Вегасе, вспоминает день, когда у него начались проблемы с бикарбонатами. В то же время он перешел с питьевой воды на сточные воды. «С того момента, как сточные воды начали стекать, состояние нашего газона начало ухудшаться», — говорит он.

Первоначальный раствор Swanson — использование горелки для сжигания серы для подкисления почвы — это метод, знакомый многим суперинтендантам. По его словам, этот конкретный метод подкисления хорошо работал с питьевой водой, но оказался неадекватным для очистки сточных вод, особенно в летние месяцы, когда циклы орошения увеличивались.«Нам нужна была система, которая могла бы эффективно очищать нашу воду независимо от времени года или количества потребляемой воды», — говорит он.

К 2008 году проблемы с бикарбонатом Swanson достигли точки кипения. Потеря газона была обильной и безудержной, и большие площади на трех полях были лишены травы и покрыты коркой из бикарбоната кальция или натрия. Ему потребовалось шесть месяцев интенсивных исследований и испытаний, прежде чем он выработал план, состоящий из двух частей. Сначала он атаковал воду в точке доставки.Во-вторых, он обратился к проблеме на местах с помощью прямых приложений.

«Нашим первым и наиболее важным решением стала установка системы впрыска серной кислоты», — говорит Суонсон. «После проведения бесчисленных тестов титрования с нашим консультантом Brookside Laboratories Кори Анджело мы обнаружили, что серная кислота на сегодняшний день является наиболее эффективным средством решения нашей проблемы щелочности и бикарбонатов».

Swanson говорит, что это решение далось нелегко, поскольку серная кислота очень агрессивна и опасна.Но, взвесив варианты, они остановились на системе инъекций кислоты Werecon для всех трех курсов, которая оказалась очень безопасной. «Его эффективность поразительна, — говорит Суонсон. «Система, по сути, представляет собой систему самоконтроля, которая настраивается на лету, без участия человека. Скорость закачки кислоты зависит не от расхода, а от pH за счет постоянного мониторинга датчиков pH, установленных ниже по потоку, для определения потребности в закачке серной кислоты.

«Этот вариант был очень важен, поскольку качество нашей воды меняется от часа к часу и от сезона к сезону», — добавляет Суонсон.«Эта возможность самоконтроля на основе pH, а не скорости потока, значительно снижает потенциальные проблемы с коррозией, которые могут возникнуть в результате чрезмерного применения серной кислоты в вашей ирригационной системе».

Swanson говорит, что теперь они последовательно и точно применяют воду, обработанную серной кислотой, на своих курсах с постоянным показателем pH от 6,0 до 6,5, что является большим улучшением по сравнению с необработанной водой с показателем pH от 8,0 до 9,0, которая использовалась ранее.

Второй подход, который применил Swanson, заключался в использовании синтетической кислоты, основанной на нанесении и опрыскивании Aquatrols Burst Turf от стены до стены каждые две недели.Burst — это строго регулятор pH; он сбрасывает бикарбонаты. В этом процессе он нейтрализуется, как обычная кислота. После того, как он сделает свою работу, кислоты больше не останется. «Это была непростая и трудоемкая задача, учитывая, что экономика в начале серьезного спада, а трудовые ресурсы изучались во всех отделах», — говорит Суонсон.

Чтобы преодолеть эту экономическую «икоту», компания Swanson полностью изменила свою программу внесения удобрений — отказавшись от традиционных гранулированных программ и удобряя весь курс раз в две недели с помощью опрыскивателя.«Такой подход увеличил наши потребности в рабочей силе, но эти расходы были компенсированы снижением затрат на рождаемость», — говорит он.

«С тех пор дорогие гранулированные удобрения с поли- и серным покрытием были заменены недорогим сырьем, таким как нитрат аммония, нитрат калия и сульфат железа».

После внесения всех изменений три поля в Red Rock Country Club теперь орошаются забуференной водой (контролируются бикарбонатами) и дважды в неделю обрабатываются синтетической кислотой.«Это, безусловно, лучшие изменения, которые я когда-либо реализовывал на курсе», — говорит Суонсон. «Окупаемость инвестиций была потрясающей. Курсы изменили свою негативную тенденцию и теперь реагируют на наши управленческие решения, как это обычно происходит на Среднем Западе ». GCI

Дэвид Макферсон — писатель-фрилансер из Торонто.

Элементы воды для пивоварения

Карбонат и бикарбонат (CO3 и HCO3)

Карбонат считается наиболее важным ионом для любого зернового пивоварения.Карбонат (или бикарбонат), который во многих отчетах о воде выражается как «общая щелочность», — это ион, который определяет кислотность затора. Это также основной фактор, определяющий уровень «временной жесткости» воды. Если уровень карбоната слишком низкий, затор будет слишком кислым, особенно при использовании более темного солода (который имеет более высокую кислотность). Если карбонат будет слишком высоким, эффективность затора снизится. Рекомендуемые уровни составляют 25-50 мг / л для светлого пива и 100-300 мг / л для более темного пива. Обратите внимание, что бикарбонаты и временную жесткость можно уменьшить, предварительно закипев воду — осадок, выпадающий после кипячения, в основном состоит из бикарбоната.

Натрий (Na)

Натрий придает пиву консистенцию и приятные ощущения во рту, но при избыточном использовании дает соленый привкус морской воды. Вода с высоким содержанием натрия часто поступает из домашних умягчителей воды, поэтому большинство пивоваров не рекомендуют замешивать ее умягченной водой. Уровни натрия в диапазоне 10-70 мг / л являются нормальными, а уровни до 150 мг / л могут улучшить солодовое тело и полноту, но уровни выше 200 мг / л нежелательны.

Хлорид (CI)

Хлорид, как и натрий, при низких концентрациях также улучшает вкусовые ощущения и повышает сложность пива.Хлор часто используется в городских системах водоснабжения для дезинфекции, а также может достигать высоких концентраций из-за использования отбеливателя в качестве дезинфицирующего средства для пивоварения. Сильно хлорированная вода будет иметь лечебный или хлороподобный привкус, который нежелателен для готового пива. Нормальный уровень пивоварения должен быть ниже 150 мг / л и никогда не должен превышать 200 мг / л. Если городская вода сильно хлорирована, концентрацию можно уменьшить с помощью угольного фильтра или путем предварительного кипячения воды в течение 20-30 минут перед использованием.

Сульфат (SO4)

Сульфат играет важную роль в выявлении хмелевой горечи и добавляет сухой, резкий, хмелевой профиль хорошо охмеленному пиву.Он также играет второстепенную роль в снижении pH затора, но эффект намного меньше, чем при использовании карбонатов, поскольку сульфат имеет лишь слабую щелочность. Высокий уровень сульфата создаст нежелательный вяжущий профиль. Нормальные уровни составляют 10-50 мг / л для пилснеров и светлого пива и 30-70 мг для большинства элей. Уровни от 100 до 130 мг / л используются в стилях Вены и Дортмундер для усиления горечи, а в пейл-элях Burton on Trent используются концентрации до 500 мг / л.

Кальций (Ca)

Кальций — это основной ион, определяющий «постоянную жесткость» воды.Кальций играет множество ролей в процессе пивоварения, включая снижение pH во время затирания, помощь в осаждении белков во время кипячения, повышение стабильности пива, а также действие в качестве важного питательного вещества для дрожжей. Уровни кальция в диапазоне 100 мг / л очень желательны, и следует рассмотреть вопрос о добавках, если профиль воды имеет уровни кальция ниже 50 мг / л. Диапазон от 50 мг / л до 150 мг / л является предпочтительным для пивоварения.

Магний (Mg)

Магний является важным питательным веществом для дрожжей, если используется в небольших количествах.Он также ведет себя как кальций, повышая жесткость воды, но это второстепенная роль. Уровни в диапазоне 10-30 мг / л желательны, в первую очередь, для помощи дрожжам. Уровни выше 30 мг / л придадут пиву сухой, терпкий или кисло-горький вкус.

Ниже представлены различные концентрации в воде Игана. Большинство компонентов указано в миллиграммах на литр (мг / л), что эквивалентно одной части на миллион (ppm).

The Critical Seven

Щелочность, карбонат (CO3)……………………… от 1,3 до 1,7 мг / л

Щелочность, бикарбонат (HCO3) ………. ………………… 270 мг / л

Натрий (Na) ………………. …………………….. от 3,75 до 4,50 мг / л

Хлорид (Cl) ………… …………………………… от 6,58 до 15,7 мг / л

Сульфат (SO4) ….. ……………………………….. от 13,0 до 19,4 мг / л

Кальций (Ca) ………………………………………….. ……. 170 мг / л

Магний (Mg)…………………………………. от 110 до 120 мг / л

Другое Уровни химического состава воды

Общие

Растворенный кислород …………………………… от 9,12 до 12,0 мг / L

pH ………………………………………. ………….. от 7,7 до 7,8 единиц

Твердость ……………………….. ………………. от 290 до 300 мг / л

Редокс-потенциал ………………… ……………….. от 529 до 659 мВ

Температура…………………………………. от 10,7 до 14,8 ° C

Неорганическое, не -металлы

Щелочность, общая …………………………………… …….. 270 мг / л

Бромид …………………………….. …………. от 0,02 до 0,09 мг / л

Азот, аммиак, общий …………………… ………. 0,02 мг / л

Азот, нитрат плюс нитрит, общий …… Менее 0,05 мг / л

Азот, нитрит, общий …………………… Менее 0,01 мг / л

Фосфаты, всего ………………….. ……….. от 0,03 до 0,05 мг / л

Неорганические, металлы

Мышьяк …………………. ………………….. Менее 0,01 мг / л

Барий ……………… ………………………….. от 0,08 до 0,24 мг / л

Железо ……… ………………………………………. от 0,04 до 0,60 мг / Л

Марганец ……………………………………. от 0,01 до 0,35 мг / л

Калий …………………………….. ……… от 1,62 до 6,84 мг / л

Стронций ………………………….. ………….. от 0,09 до 0,52 мг / л

Органический

Органический углерод, общий ………………. ……… Менее 1 мг / л

Регулировка воды

Для разных сортов пива требуются разные профили воды. Можно разбавить водопроводную воду дистиллированной водой, если количество ионов слишком велико для целевого профиля воды.Аналогичным образом можно использовать добавки для повышения уровня ключевых ионов. Популярные добавки включают поваренную соль (NaCl), гипс (CaSO4), хлорид кальция (CaCl), английскую соль (MgSO4), пищевую соду (NaHCO3) и мел (CaCO3). К сожалению, добавки не добавляют прямое количество ионов к профилю воды, поэтому лучше использовать какой-нибудь инструмент профиля воды, чтобы определить корректировки для достижения целевого профиля. Обычно для достижения целевого профиля требуется всего несколько граммов добавок.

Спасибо BeerSmith за основу для этой статьи — http: // beersmith.com / blog / 2008/08/24 / brewing-water-hard-or-soft /

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.