上次我们探讨了麦芽中的苦味，这次来讲讲水质带来的苦味。水质对啤酒的影响至关重要，而其中对啤酒苦度有明显提升的主要还是硫酸根。
硫酸盐
首先重要一点是：硫酸根（SO₄²¯）不会单独存在。硫酸根主要与各类活泼金属组成各类硫酸盐，例如硫酸铜（CuSO4）、硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）等等。尽管不同的硫酸盐有不同的风味，不过它们一般都会被描述为“苦”、“咸”、“草药味”，例如硫酸镁就被称为苦盐（Bitter Salt）。
高硫酸根的水，例如传说中的巴顿（Burton）水，就是高浓度硫酸根水。用这些水酿造的啤酒，通常最终表现突出的干苦味。当然，这是一个实证结果，究竟是硫酸根直接作用于味蕾还是因为酿造过程中的反应产物作用于味蕾，个中原因不甚清楚。不过个人会偏向于直接作用，可以参考下一些人喝酒时加食盐（NaCl）以增加麦芽香气的案例。
在WHO（世界卫生组织）的水质指导手册中，对硫酸根的口味描述仅是“有明显的味道”（noticeable taste）。而其他一些关于水质研究会提及，当硫酸根超过250ppm就会尝到苦味。
在实际的酿造过程中，我搜寻了一下论坛上各位家酿爱好者分享的案例，其中有些就采用较高硫酸根水（>150ppm）来酿造，的确如同常用经验一样，更加干爽和苦。甚至有些人煮更少的酒花，而增大硫酸根的含量来达到高苦度的目的。而Rock Bottom Breweries的Van Havig，在实验中指出，高硫酸根的啤酒，啤酒成品的酒花香气方面会有所减弱，可能这也是突出苦味的另一个维度的表现。
该用什么硫酸盐？
上面介绍了硫酸根在实际应用中对啤酒苦度的影响。但也有提及一点，硫酸根并不是单独存在的，是和其他金属阳离子一同存在于啤酒里。那么研究金属离子对口味的影响变得有意义。
国家标准《饮用净水水质标准》里面单独提及几种金属阳离子，包括：铁、锰、铜、锌、铝。根据WHO提供的水质指导手册中提到，其中高含量铁、锰、铜会导致水变色；而铜和锰都带来有不愉快的味道；锌会带来高度的涩感；而铝本身有健康风险，与阿尔兹海默症（Alzheimer disease）呈正相关。但不必担心，《饮用净水水质标准》对他们的含量有着严格的要求。
剩下常用的4种金属阳离子供我们选用了，钙、镁、钠、钾。这些金属离子组成的盐类（氯盐、硫酸盐、硝酸盐等）是水中的永久硬度（Permanent Hardness），意味着你不能通过煮沸去除他们。而适当增加这些盐类，以改善酿造水质，是目前比较流行的做法。这次主要针对硫酸根做解读。
一项对酵母的实验显示，当上述几种的金属的氯盐以高浓度溶于水中时，会对酵母有抑制作用。但实验中是以g/L为单位，而不是mg/L为单位，标准远超于真实的酿造环境，所以几乎不需要要考虑“金属离子”过量导致酵母繁殖缓慢的问题。
还是回到对味道影响的问题上。在《Sensory Assessment of Water Quality: Pergamon Series on Environmental Science》中提到在1L蒸馏水中加入1g上述四种硫酸盐中测试50秒，每项测试之间用当地自来水冲洗口腔。最终结果显示硫酸钙比其他盐类带来较弱的味蕾刺激。
实际操作上，提升硫酸根的含量，目前大部分经验的确是添加硫酸钙的水合物，石膏（CaSO4·2H2O）就是最常见的一种。尽管硫酸镁、硫酸钾都是常见的很容易买到的硫酸盐，不过几乎所有的配方都仅需要少量的镁（尽管有研究表明300ppm左右的镁对高烈度酿造可能有帮助），甚至不需求钾（有可能因为农作物本身带有大量的钾，钾是生物生存的最重要营养之一）。
可能造成的负面影响
高硫酸根水在WHO水质指导手册中提到，当大于750ppm可能会造成轻度腹泻外（婴儿为主）。除此之外，硫酸根在一些酵母自带的酶作用下还原成硫化氢（H2S）。过程是先把硫酸根还原为亚硫酸根（SO32−），再还原为硫化氢。但假如酿造水中水本身含有较高的亚硫酸根，则优先消耗亚硫酸盐。
有一个传闻是Alchemist Heady Topper就是使用高硫酸根水进行酿造，硫酸根浓度达到700ppm。而我喝的三次Heady Topper都有比较强烈的臭鸡蛋味，让我不得不怀疑正是因为过高的硫酸根浓度导致了臭味的产生。
不过大家大可放心，100-300PPM左右的硫酸根浓度没有正式实证的对人体危害。所以大家想酿造很西海岸风格的啤酒，可以尝试提高硫酸根浓度（同时保持较低水平的氯离子，有一个术语叫硫酸根-氯根比，Sulfate to Chloride Ratio）。
参考文献：
Sulfate
https://en.wikipedia.org/wiki/Sulfate
Sensory Assessment of Water Quality: Pergamon Series on Environmental Science
https://books.google.com.hk/books?id=ovobBQAAQBAJ
Beer in Health and Disease Prevention
https://books.google.com.hk/books?id=hBO3N5qLTEIC
Public Health Laboratories: Analysis, Operations, and Management
https://books.google.com.hk/books?id=c2HwmCrhdeUC
Sulfate, Hydrogen Sulfide, Sulfate Reducing Bacteria – How to Identify and Manage
https://www.water-research.net/index.php/sulfates
Real Examples of Water Adjustment
Guidelines for drinking-water quality
Determination of Water Quality Index and Suitability of Urban River for Municipal Water Supply in Lagos-Nigeria
Role of magnesium ions on yeast performance during very high gravity fermentation
http://www.academicjournals.org/article/article1379170256_Udeh%20and%20Kgatla.pdf
Individual Effects of Sodium, Potassium, Calcium, and Magnesium Chloride Salts on Lactobacillus pentosus and Saccharomyces cerevisiae Growth
http://jfoodprotection.org/doi/pdf/10.4315/0362-028X-71.7.1412?code=fopr-site
THE PRODUCTION OF HYDROGEN SULPHIDE BY YEAST AND BY ZYMOMONAS ANAEROBIA
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/j.2050-0416.1974.tb03613.x
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