Tecnologia delle bevande alcoliche - Prof. Ivano De Noni

BIRRA

La denominazione ‘birra’ è riservata al prodotto ottenuto dalla fermentazione alcolica con ceppi di

Saccharomyces carlsbergensis o di Saccharomyces cerevisiae di un mosto preparato con malto, anche

torrefatto, di orzo o di frumento o di loro miscele ed acqua, amaricato con luppolo o suoi derivati o con

entrambi.

Secondo la normativa 16/8/1962 e successive modifiche, il malto d’orzo o di frumento può essere sostituito

con cereali anche rotti o macinati o sotto forma di fiocchi, nonché materie prime amidacee e zuccherine

nella misura del 40% calcolato sull’estratto secco del mosto.

La classificazione delle birre in Italia, per legge, è espressa in gradi saccarometrici (Plato).

“Per grado Plato si intende la quantità in grammi di estratto secco contenuto in 100 grammi del mosto da

cui la birra è derivata” (D.P.R. 30/6/1998, n. 272)

Sull'etichetta viene però indicato il contenuto alcolico in volume.

Classificazione birre:

Orzo: l’orzo è il cereale prettamente utilizzato per la produzione industriale di birra. Esistono moltissimi

vantaggi che hanno portato a questa scelta, esso infatti:

 Vegeta a qualsiasi latitudine (coltivazione ideale centro Europa)

 Elevato contenuto amidaceo

 Cariosside vestita che protegge il seme durante la preparazione del malto

 Germinando produce enzimi importantissimi per l’ammostamento

 Amido, grassi e proteine nella proporzione ideale

 Rapido assorbimento acqua, elevata resa estratto

 Potere germinativo elevato, ricchezza e termo resistenza beta-glucanasi

 Friabilità della cariosside

 Assenza di muffe

Un buon orzo da birra deve presentare umidità inferiore al 15% e contenuto di proteine tra 10,5 e

11,5%.

La struttura della cariosside è così organizzata:

o Embrione: localizzato alla base della parte dorsale della cariosside; da esso durante la

germinazione si sviluppano la radichetta e il coleoptile che avvolge l’epicotile o prima foglia.

22

Non contiene amido, è ricco in zuccheri solubili e in trigliceridi (13-17% del suo peso secco),

contiene pectine ed emicellulose, è composto per il 34% da proteine.

I lipidi (3,5 % in tutta la cariosside) sono accumulati principalmente nell'embrione e

nell'aleurone.

o Endosperma: si divide in due strati:

 Strato aleuronico: costituito da 2-3 strati di cellule prive di amido ma contenenti

zuccheri solubili (saccarosio e raffinosio), proteine e lipidi utilizzati nella prima fase di

germinazione.

 Endosperma amilaceo: nel granello maturo è un tessuto formato da cellule poliedriche

con struttura molto compatta.

Le pareti cellulari delle cellule dell’endosperma sono costituite da: b-glucani (75-85%),

arabinosioxilani (10-20%) immersi in una matrice di proteine e cellulosa.

La citolisi (“disgregazione”) delle pareti delle cellule dell’endosperma è indispensabile

per la penetrazione delle amilasi e la degradazione dell’amido. Ciò può essere ottenuto

mediante:

- azione di specifici enzimi durante la maltazione

- bollitura dei cereali non maltati o poco “disgregati”

L'amido costituisce il 55-65% della cariosside ed è presente all'interno della cellula sotto forma di granuli di

grande (20-30 mm) e piccolo diametro (1-5 mm)

L'amido è organizzato in amilosio (75-80%) e amilopectina (20-25%)

 amilosio: costituito da 200-400 unità di D-glucosio, unite da legami (alfa 1-4), in catena elicoidale

non ramificata

 amilopectina: fino a 6000 unità di D-glucosio, ramificata grazie ai legami di tipo (alfa 1-6),

ramificazioni terminano con uno zucchero non riducente

L’amido non è puro, si riscontrano piccole quantità (1.8-2.0%) di zuccheri semplici (saccarosio, glucosio e

fruttosio), di lipidi (tocoferoli che si individuano nel germe embrione e scutello) e tocotrienoli (localizzati

nell'aleurone e nell'endosperma).

Sali minerali: hanno un contenuto pari al 2-4%, in prevalenza fosfati, silicati e sali di potassio. Circa il 75%

dei minerali presenti nella birra provengono dal malto, i restanti 25% provengono dall’acqua utilizzata.

PRODUZIONE DI BIRRA

Produzione del malto

1. Pulitura delle cariossidi: consente di eliminare le impurità, semi di infestanti, le reste e i grani rotti

che non possono germinare ma potrebbero facilitare l’insediamento di insetti e contaminazioni

fungine.

2. Calibratura cariossidi: consente di suddividere le cariossidi in tre classi dimensionali così distinte:

 1° qualità 2,5-2,8 mm

 2° qualità 2,2-2,5 mm

 3° qualità (scarto) < 2,2 mm 23

3. Bagnatura/macerazione delle cariossidi: si fornisce alla cariosside l’umidità necessaria per l’avvio

della germinazione. Durante la fase di inumidimento-macerazione inizia l’attivazione degli enzimi

che continua poi durante la macerazione.

La bagnatura dura circa 36-48 ore a 10-15°C per raggiungere le umidità ottimali, si differenziano già

i malti chiari (40-42% umidità) dai malti scuri (45-47% umidità).

Un’umidità maggiore determina un processo germinativo più spinto, quindi una maggior quantità

di zuccheri in grado di determinare colore e aroma in essicazione e tostatura.

4. Germinazione cariossidi: viene fatta con gli obbiettivi di promuovere la sintesi enzimatica,

assicurare la solubilizzazione delle pareti delle cellule dell’endosperma e quindi consentire la

degradazione dei costituenti cellulari a sostanze a basso peso molecolare.

Avviene per 4-7 giorni a 15-20°C, è necessaria una concentrazione sempre maggiore di ossigeno

determinando un aumento della temperatura, per questo è necessario insuflare ossigeno e

raffreddare.

Una germinazione troppo spinta determinerebbe un eccessivo consumo di costituenti

dell’endosperma; la germinazione è ottimale quando la radichetta è circa ¾ della lunghezza della

cariosside.

L’intensità della germinazione è determinata dal contenuto di polisaccaridi della parete delle

cellule, dalle caratteristiche dell’endosperma amilaceo e dalla capacità di produrre livelli elevati di

beta-glucanasi.

Esistono tre tecniche di germinazioni delle cariossidi:

 tradizionale: cariossidi disposte in strati di 10-20 cm di spessore periodicamente rivoltati.

 a cassoni: cariossidi disposte in strati di 60-80 cm di spessore in cassoni con fondo grigliato

per insufflaggio aria.

 a cassoni ermetici: limitando i ricambi d’aria (di norma al quarto/quinto giorno) si

arricchisce l’atmosfera in CO2 limitando la crescita della plantula a favore della

disgregazione dell’endosperma.

5. Essiccazione: a germinazione ottimale, il malto verde viene sottoposto ad essiccazione fino ad

un'umidità del 5%

Vengono di conseguenza arrestati lo sviluppo della plantula e, al livello desiderato, i fenomeni

idrolitici. Il seme diventa friabile e conservabile

L’essiccamento conferisce, inoltre, al malto un aroma speciale, la colorazione desiderata e consente

di separare il chicco dalla radichetta ricca in proteine e che conferirebbe instabilità e sapore

erbaceo alla birra.

Durante l’essiccazione ho una parziale denaturazione degli enzimi che in soluzione acquosa non

resistono a temperature superiori a 78°C. I profili di essiccamento sono diversi in base alla birra che

voglio ottenere.

L’essicazione avviene in due stadi:

 Intorno ai 30 – 50 °C nella griglia superiore dell’essiccatore dove si elimina gran parte

dell’umidità.

 Torrefazione: a 80-90°C per malti chiari 100-110°C per malti scuri, nella griglia inferiore.

6. Degerminazione e pulitura: prima dell’ammostamento il malto essiccato viene degerminato al fine

di eliminare le radichette dalle cariossidi liberandole anche da polveri e impurezze

Le radichette sono molto ricche in proteine (30% sul secco), la loro presenza determina

24

instabilità della birra e sapori sgradevoli.

Macinazione: viene fatta con l’obbiettivo di ridurre dimensioni e aumentare superficie attacco

enzimi durante saccarificazione, aumentare la solubilizzazione degli enzimi contenuti nel malto

Non deve ridurre eccessivamente le dimensioni per evitare problemi di filtrazione. Si utilizzano

diverse tecnologie di macinazione in funzione del tipo di filtrazione che verrà successivamente

impiegato.

La macinazione può essere fatta in due modi:

 A umido: con mulino a cilindri per tini di filtrazione

 A secco: con mulino a cilindri o a secco con mulino a martelli per filtro

miscela

7. Ammostamento: normalmente circa 2.5-4.0 litri acqua per kg di malto per la produzione di birre

chiare, 1.0-2.0 litri acqua per kg di farina per le birre scure

Il malto è mescolato con acqua utilizzando diversi sistemi di miscelazione a 35-55°C (per malti ben

disgregati anche a 40-45°C per tempi brevi).

Intorno ai 35°C vengono disgregati i beta-glucani, a temperature più elevate vengono estratti i

componenti pre-solubilizzati durante la maltazione come zuccheri, peptidi e amminoacidi.

La successione delle temperature e le modalità di riscaldamento definiscono il tipo di

ammostamento: infusione o decozione; vengono così a crearsi diversi profili di ammostamento.

Indipendentemente dalla tecnica utilizzata la temperatura non supera i 75-77°C altrimenti

sarebbero inattivate tutte le amilasi.

Importantissima è la scelta dell’acqua utilizzato per la produzione di birra: le fabbriche di birra

vengono costruite dove l’acqua è abbondante in quantità e costante in qualità

Il profilo sensoriale e fisico-chimico è uno degli elementi fondamentali per la qualità del prodotto

Finito. Nel caso l’acqua disponibile non corrisponda alle caratteristiche desiderate si ricorre alla

rimozione dei sali (osmosi inversa/scambio ionico) e alla correzione ionica (aggiunta di solfato di

Calcio e cloruro di calcio) o alla bollitura.

Lo scopo fondamentale dell’ammostamento è la solubilizzazione, ad opera degli enzimi amilolitici,

degli zuccheri complessi presenti nel malto. Durante l’ammostamento, tuttavia, possono agire

anche altri enzimi attivati durante la maltazione.

Tutte le sostanze che passano in soluzione vengono indicate come estratto. Prima di questa fase

solo il 15-25% del malto è solubile.

L’ammostamento dovrebbe dare una resa pari a circa il 65-80% del peso del malto.

 Peptonizzazione: lo scopo è aumentare la degradazione proteica ad opera di peptidasi e

proteasi che avviene a 45-55°C.

Nello specifico: a 45°C si formano prodotti a basso peso molecolare necessari come

nutrimenti per i lieviti, a 55°C si formano composti ad alto peso molecolare fondamenta