Birra tesina

La birra

Tesina di maturità

Alessandro Vajani

5H

Anno scolastico

2014/2015

IIS V.F. Pareto

La birra

1 Economia: il bilancio dell'azienda agraria

Storia: dalle origini ai giorni nostri

Ed. fisica: gli effetti dell'alcool sul corpo umano

Tecniche di allevamento vegetale e animale: coltivazione dell'orzo

Valorizzazione: agribirrificio e agricoltura conservativa; le attività connesse e le varie funzioni dell'agricoltura

Italiano: dopo la tristezza

Inglese: history of Guinness

Indice

• Prefazione 4
• Introduzione 5
• Gli ingredienti 6
• Il malto 6
• L’acqua 7 9
• Il luppolo
• Il lievito 11
• Altri ingredienti 12
• Tecniche di birrificazione 13
• Da kit 13
• Da estratto non luppolato 15
• All Grain 16
• Ammostamento 17
• Filtraggio 18
• Bollitura 18
• A. Vajani
• La mia esperienza: il birrificio L’Orso Verde 19
• Tecniche di allevamento vegetale e animale: l’orzo 24
• Valorizzazione delle attività produttive: ipotesi di un caso aziendale 26
• Economia agraria: il bilancio dell’azienda agraria 28
• Storia: dalle origini ai giorni nostri 34
• English: history of Guinness 37
• Italiano: dopo la tristezza 38
• Educazione fisica: gli effetti dell’alcol sul corpo umano 40
• Fonti 42

Tesina sulla birra

Prefazione

Ho scelto di fare la tesina di maturità sulla birra innanzitutto per curiosità: l’anno scorso mentre ero in un garden mi è caduto l’occhio su un barattolo con disegnato sopra un boccale di birra; incuriosito dal prodotto ho iniziato a documentarmi e ho scoperto che la birra si poteva produrre anche a casa, cosa che prima pensavo impossibile.

Successivamente anche a scuola abbiamo iniziato a trattare la birra, sia sotto il profilo teorico che sperimentale: abbiamo realizzato una cotta anche a scuola. Ma la mia curiosità era ancora tanta, così ho provato ad acquistare una di quelle latte con disegnato un boccale di birra (che verranno trattate in seguito come birra da kit) e ho provato a realizzare anche io la mia prima cotta.

Abbastanza soddisfatto del risultato ho provato a capire chimicamente e biologicamente come si trasformava il contenuto del kit in birra, ho iniziato a documentarmi, ad approfondire. È nata così la passione e la voglia di conoscere sempre più.

Ma su internet e sui libri molti dettagli del mondo pratico vengono trascurati, lacuna che per mia fortuna è stata colmata da uno stage presso un birrificio di Busto Arsizio, dove ho imparato davvero tanto.

Una volta messa la passione quello che leggerete nelle prossime pagine si è praticamente scritto da solo, sostenuto anche dalla voglia di condividere la mia ricerca e il mio percorso su questo fantastico argomento, che spero appassioni chi leggerà questa tesina come ha appassionato me.

Devo ringraziare alcune persone che mi hanno permesso la raccolta di dati difficilmente reperibili e l’esperienza diretta sul campo: i professori Piero Gomarasca e Antonio Velonà che mi hanno aiutato a trovare un birrificio nel quale poter effettuare uno stage e che hanno assolto la parte amministrativa; l’esperto di microbirrifici artigianali Lelio Bottero il quale mi ha permesso di rendere il bilancio di settore della birra il più vicino alla realtà possibile, dandomi indicazioni su alcuni costi di produzione difficilmente reperibili in rete; il mastro birraio Cesare Gualdoni e il suo braccio destro Jacopo che si sono dedicati con molta pazienza e infinita disponibilità a uno stagista alla prima esperienza, condividendo le loro conoscenze ed esperienze e dimostrando grande passione e competenza per il loro lavoro, un aspetto al giorno d’oggi molto raro.

Introduzione

Oggigiorno si sente sempre più spesso parlare di birra, in particolare quella artigianale: in Italia negli ultimi anni c’è stato un significativo incremento dei microbirrifici, in particolare nell’Italia settentrionale; dove si è registrata una crescita esponenziale: dai 30 del 2004 agli oltre 600 del 2014.

Ma a cosa è dovuta questa crescita? Perché le persone decidono sempre più spesso di cambiare le loro abitudini e preferire una birra prodotta da un piccolo birrificio rispetto a quelle prodotte dai grandi marchi? Sono domande alle quali non è facile rispondere perché molto spesso sono scelte soggettive basate sul gusto personale; inoltre non esiste una legge che definisca la differenza tra la birra artigianale e quella industriale.

L’unica differenza legislativa è basata sul volume di birra prodotta: fino a 10.000 Hl/anno viene considerato microbirrificio, oltre questo volume è considerato a tutti gli effetti un birrificio industriale. Ma quindi qualitativamente cosa cambia?

Tenendo presente che le differenze possono variare da birrificio a birrificio in linea di massima i birrifici industriali spesso utilizzano materie prime di qualità inferiori, per esempio in Italia viene quasi sempre aggiunto il mais, cereale dal costo ridotto, scelta volta a contenere i costi.

Un ulteriore espediente per risparmiare sui costi è quello di ottenere mosti concentrati (risparmiando così energia, manodopera e tempo) e diluirli alla fine del processo produttivo (a discapito della qualità).

Un’altra grande differenza riguarda la necessità di conservare il prodotto più o meno a lungo: i grandi birrifici, per esempio la Heineken, esportano birra in tutto il mondo: da qui la necessità di conservare il prodotto per lunghi periodi effettuando trattamenti che inibiscano ogni microrganismo, trattamenti quali la pastorizzazione o la filtrazione a 4 stadi (nel caso delle birre con marchio Heineken o del suo marchio controllato Moretti) che però priva la birra di una parte importante dei suoi aromi e impedisce che essa svolga il suo naturale processo di maturazione in bottiglia.

Ovviamente in questi grandi stabilimenti è impossibile fare a meno di queste tecniche di conservazione: per esempio la Heineken produce e commercializza più di 16 miliardi di litri di birra grazie ai suoi 140 stabilimenti in giro per il mondo. In alcune birre industriali inoltre possono essere anche presenti dei conservati per lo stesso scopo.

Adesso che abbiamo capito in linea di massima le differenze tra birre industriali e artigianali andiamo ad analizzare il processo produttivo: dai campi al bicchiere.

Tesina sulla birra

Gli ingredienti

Il malto

L’ingrediente fondamentale per una birra di buona qualità è il malto d’orzo (o il frumento in caso si voglia ottenere una birra Weizen, il quale viene però sempre mischiato a una percentuale, in genere superiore al 50%, di malto d’orzo).

Per ottenere un malto di ottima qualità bisogna partire da un orzo di buona qualità: è essenziale che venga coltivato orzo distico e che non gli vengano somministrate eccessive dosi di azoto; questo per ridurre il quantitativo di proteine nelle cariossidi che causerebbero intorbidimento nella birra.

Effettuata la raccolta (umidità massima 17%) le cariossidi vengono conservate al 13% di umidità (al quale possono essere portate anche tramite essiccamento artificiale). Verranno poi immerse in acqua per un tempo variabile compreso tra le 40 e le 70 ore e poi poste nelle camere di germinazione, dove temperatura e umidità sono ideali per permettere lo sviluppo dell’embrione presente all’interno della cariosside.

Dopo due settimane circa saranno visibili la piumetta e la radichetta. In questa fase vengono attivati i due enzimi (citasi e diastasi) che permetteranno (in particolare la diastasi) all’amido contenuto all’interno della cariosside di trasformarsi prima in destrine (fig. 1), non fermentabili, e poi in maltosio (fig. 2), fermentabile, in modo che possa essere utilizzato successivamente dalle cellule di lievito.

Figura 1: destrina

A seconda del tipo di malto, varia la proporzione dei due glucidi: in genere la presenza di destrine dà alla birra il “corpo”, mentre la presenza di maltosio aumenta la gradazione alcolica (essendo fermentabile viene completamente trasformato in alcol etilico dai lieviti).

La fase successiva consiste nel tostare i chicchi d’orzo per bloccare completamente la germinazione e conferire gli aromi tipici del malto: a seconda della durata, dell’intensità della tostatura e dell’umidità delle cariossidi al momento della tostatura cambiano gli aromi (per esempio se si tostano da asciutte assumeranno l’aroma di biscotto, mentre se invece si tostando da bagnate assumeranno l’aroma di caramello).

Il colore del malto è dato dalla tostatura e si misura con due unità diverse:

• Lovibond (usata negli Stati Uniti).
• EBC (European Brewery Convention, usata in Europa).

Un EBC è uguale a 1,97 Lovibond.

Figura 2: maltosio (formato da due molecole di glucosio unite da un legame α)

Per i vari tipi di malto bisogna fare una distinzione: oltre che per il colore e l’aroma che apportano alla birra bisogna anche considerare se possiedono gli enzimi necessari per trasformare l’amido in zuccheri più semplici (destrine e maltosio). In base alla quantità di enzimi che possiedono si possono dividere in 3 categorie:

• Malti con enzimi in eccesso: possiedono enzimi in quantità superiore alle loro esigenze.
• Malti con enzimi solo per se stessi: possiedono quantità di enzimi che riescono a trasformare in glucidi semplici solo il loro stesso amido.
• Malti senza enzimi: non possiedono enzimi, per poter scindere gli amidi devono essere abbinati a malti con enzimi in eccesso.

In seguito vengono presi in esame i principali tipi di malto, con le loro caratteristiche principali:

• Pilsener: il malto base usato per la maggior parte delle birre in Europa. Conferisce alla birra un colore chiaro. Ha enzimi in eccesso.
• Pale ale: è prodotto a temperatura leggermente superiore, presenta meno proteine (minor rischio di intorbidimento), leggermente più scuro e meno ricco di enzimi rispetto al pilsener, anche se ha sempre enzimi in eccesso.
• Munich, Vienna: prodotti a temperatura superiore rispetto al pale ale, il colore che conferiscono al prodotto finito va dall’ambrato allo scuro. Hanno enzimi sufficienti solo per sé stessi.
• Biscuit, Amber: il loro aroma è biscottato e danno un colore ambrato. Non ha abbastanza enzimi neanche per convertire il suo amido.
• Carapils: di colore chiaro e con aroma tendente al caramello. La sua peculiarità è che è poco fermentabile, viene usato per dare maggiore corpo alla birra.
• Caravienne, Caramunich: anch’essi poco fermentabili, colore ambrato e dall’aroma leggermente caramellato. Hanno enzimi sufficienti solo per sé stessi.
• Crystal: aroma che tende al caramello e colore che varia dal ramato all’ambrato.

Tesina sulla birra

• Chocolate: se usato in buone quantità conferisce colore molto scuro alla birra. L’aroma, come ricordato dal nome, è tendente al cioccolato, ma ha anche sentori di caffè tostato.
• Malto di grano: favorisce la formazione di una schiuma compatta e duratura.

L’acqua

Altro ingrediente fondamentale per la birra è l’acqua: basta pensare che la birra è composta per oltre il 90% di acqua e si capirà la sua importanza. L’acqua influenza la birra sotto due aspetti: il gusto e la produzione.

Nel gusto assumono grande importanza i sali presenti nell’acqua; quali magnesio, ione cloruro e ione solfato dato che influenzano la percezione dell’amaro del luppolo: in acque povere di sali una birra tendente all’amaro sarà molto gradevole, mentre in acque ricche di questi sali avrà un gusto più aggressivo.

Grande importanza assume anche la presenza eccessiva di cloro che a contatto con gli altri componenti della birra dà origine ai clorofenoli, sostanze che apportano un gusto di “medicinale” al prodotto finito.

Inoltre i sali disciolti in acqua variano anche il pH dell’acqua (andandosi a legare con gli ioni H⁺ o OH^-). Si premette che il pH ottimale del mosto a temperatura ambiente per fare lavorare correttamente gli enzimi è compreso tra 5,2 e 5,7.

Gli ioni Ca⁺⁺ (ione calcio) e SO₄^-- (ione solfato) tendono a fare aumentare la concentrazione di ioni H⁺, mentre HCO₃^- (ione idrogenocarbonato o bicarbonato) ha effetto tampone, ovvero diminuisce le variazioni di pH, causando anche difficoltà nella correzione del pH attraverso acido citrico o acido lattico.

I valori ottimali dello ione HCO₃^- sono sotto le 50 ppm (parti per milione) per le birre chiare e le 200 ppm per birre scure (i malti scuri hanno potere acidificante nella fase di ammostamento).

Figura 3: piaccametro

Per diminuire sia la concentrazione di cloro che di ioni Ca⁺⁺ e HCO₃^- è utile fare bollire l’acqua: il cloro tenderà a evaporare, mentre lo ione calcio e lo ione idrogenocarbonato tenderanno a legarsi formando il sale CaCO₃ (carbonato di calcio) che tenderà a precipitare e depositarsi sul fondo del recipiente di bollitura.

Altro problema del che riguarda il pH si può avere nella fase di filtrazione, dove un pH superiore ai 5,7 potrebbe estrarre dalle trebbie (quel che rimane del malto dopo l’ammostamento) polifenoli e tannini, che darebbero astringenza alla birra.

Stesso problema si può avere quando si risciacquano le trebbie con acqua a temperature troppo elevate (oltre gli 80 °C) o quando la fase di filtrazione è eccessivamente lunga (oltre un’ora). Per limitare questi problemi è opportuno acidificare anche l’acqua di filtrazione.

Per misurare il pH del mosto esistono principalmente due metodi: le cartine al tornasole (fig. 4) e apparecchi elettronici.

Il vantaggio delle cartine al tornasole è principalmente il loro basso costo, ma presentano due svantaggi: la bassa precisione e il possibile rilascio di sostanze indesiderate nel mosto.

I vantaggi invece degli apparecchi elettronici, i piaccametri (fig. 3), sono la comodità e la precisione, in compenso sono più costosi e ogni tanto vanno tarati grazie a soluzioni di cui è noto il valore di pH.

Per tutti e due i metodi la misurazione deve essere effettuata a temperatura ambiente.

Ogni stile di birra (Pilsener, Monaco, ecc.) ha un suo quantitativo dei vari sali ideale (espresse in ppm, che equivalgono a mg/L), a titolo di esempio i seguenti sono i valori della Pilsener:

Tabella 1: valori ottimali di sali per una birra Pilsener

Ca⁺⁺ 7

Mg⁺⁺ 2

Na⁺ 2

Come si può notare i valori sono molto bassi, mentre per altri stili di birra possono raggiungere anche valori molto elevati (per esempio nello stile Burton lo ione solfato raggiunge concentrazioni di 725 ppm).

SO₄^-- 5

HCO₃^- 15

Cl^- 5

Figura 4: cartine al tornasole

Per modificare l’acqua e portarla alle concentrazioni di sali desiderate possono essere aggiunti i vari sali, quali solfato di calcio (CaSO₄), cloruro di sodio (NaCl, il comune sale da cucina senza iodio), bicarbonato di sodio (NaHCO₃), ecc..

Ogni sale apporterà poi un quantitativo definito dei singoli costituenti, per esempio 1 grammo di solfato di calcio apporta 0.23 grammi di Ca⁺⁺ e 0.56 grammi di SO₄ (la somma dei due costituenti non è uno perché nella molecola di solfato di calcio è inclusa anche H₂O).

Il luppolo

Il luppolo (Humulus lupulus) è la pianta che dà origine alle infiorescenze femminili a forma di cono utilizzate per la produzione della birra. È una pianta robusta, perenne e rampicante.

I tralci sono lunghi fino ad 8 metri. Il luppolo è una pianta rizomatosa, dioica, longidiurna. Ogni pianta può produrre fino a 5 Kg di coni freschi (che equivalgono a 1 Kg di fiori secchi).

Figura 5: una coltivazione di luppolo

Essendo una pianta rampicante è opportuno utilizzare dei sostegni. I migliori raccolti si ottengono quando la primavera è fresca e piovosa e l’estate calda e soleggiata.

Il luppolo nella birra ha varie funzioni: è un ottimo conservante, uno stabilizzante (in particolare per quanto riguarda l’aroma e la persistenza e consistenza della schiuma) e un forte aromatizzante.

Nel fiore femminile, che viene utilizzato per la produzione della birra, sono presenti varie sostanze, le quali daranno caratteristiche diverse alla birra:

• Le resine: sono le sostanze con potere amaricante.
• Gli olii: conferiscono l’aroma.
• Tannini: causano la coagulazione delle proteine durante la bollitura e la fermentazione.

Il pericolo maggiore per la conservazione del luppolo è l’ossidazione, per questo motivo viene venduto sottovuoto.

Un modo per capire se è avvenuta l’ossidazione è guardare il colore delle resine: se si presentano arancioni è stato ossidato ed è da buttare, in quanto ha perso la maggior parte del suo potere amaricante.

Esistono molte varietà di luppolo che presentano in quantità differenti resine ed olii. Per riuscire ad estrarre più amaro dal luppolo occorre tenerlo in infusione più a lungo in acqua calda, facendo così solubilizzare le resine.

Mentre al contrario per ottenere più aroma bisogna tenerlo in infusione molto poco, per evitare che gli olii essenziali, volatili, evaporino e riducendo così il potere aromatico del luppolo nella birra.

I luppoli più amari vengono quindi aggiunti all’inizio della cottura, mentre quelli più aromatici vengono