Secondo il Decreto del Ministero della Sanità n. 209/96 Il malto d orzo o di frumento può essere sostituito con altri cereali, anche rotti o macinati

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1 LA BIRRA

2 DEFINIZIONE Per birra si intende il prodotto ottenuto dalla fermentazione alcolica con ceppi di Saccharomyces Carlsbergensis o di Saccharomyces Cerevisiae di un mosto preparato con malto di orzo o di frumento o di loro miscele ed acqua, amaricato con luppolo o suoi derivati o con entrambi

3 Secondo il Decreto del Ministero della Sanità n. 209/96 Il malto d orzo o di frumento può essere sostituito con altri cereali, anche rotti o macinati o sotto forma di fiocchi, nonché con materie prime amidacee e zuccherine nella misura massima del 40% calcolato sull estratto secco del mosto

4 Ingredienti della birra Acqua: rappresenta circa il 90 % del prodotto. Attualmente gli impianti usano addolcitori a carboni attivi che riducono il contenuto in cloro ed altre sostanze. In passato, invece, non avendo la possibilità di intervenire sulla composizione dell acqua, le birrerie venivano impiantate in prossimità di siti noti per la presenza di fonti con acque idonee alla birrificazione (Es.: Pilsen, Burton on Trent)

5 Malto d orzo: è la base fermentescibile della birra, che può essere in parte sostituito da succedanei, cioè tutte quelle materie prime diverse dall orzo che apportano carboidrati, con poco o nullo potere enzimatico e contenuto in sostanze azotate (si utilizzano come succedanei principalmente riso e mais) I succedanei vengono utilizzati in luogo del malto d orzo per il loro minore costo, ma non sono adatti a tutte le tipologie di birra (birre chiare). L' orzo non può essere utilizzato tal quale ma deve essere sottoposto al processo di maltazione

6 Luppolo: (Humulus lupulus) è una pianta erbacea perenne rampicante di cui si utilizzano le infiorescenze femminili non fecondate. Durante la maturazione nella parte inferiore delle bratteole si forma una resina gialla: la luppolina, con i principi attivi usati per produrre birra, cioè resine ed olii essenziali (danno rispettivamente amaro ed aroma). Inoltre: favorisce la stabilità della schiuma favorisce la precipitazione delle particelle in sospensione chiarificazione

7 Lievito: È un microrganismo microscopico (5-10 µm), eucariote, aerobio facoltativo, che converte gli zuccheri presenti principalmente in etanolo, anidride carbonica ed in una miriade di composti, quantitativamente meno rilevanti, che conferiscono gusto e aroma al prodotto finito. A fine fermentazione il lievito può essere recuperato e riutilizzato successivamente. LIEVITO Senza O2 Con O2 FERMENTAZIONE ALCOLICA RIPRODUZIONE MOLTO VELOCE PRODUZIONE ALCOL ETILICO E COMPOSTI AROMATICI MIGLIORAMENTO DELLE PERFORMANCE

8 Arrivo materie prime macinazione Miscelazione e saccarificazione Chiarificazione al whirpool Caldaia luppolamento filtrazione inoculo Refrigerazione con Scambiatori a piastra ossigenazione Eventuale filtrazione Fermentazione alta e bassa pastorizzazione imbottigliamento Lavaggio bottiglie

9 PREPARAZIONE DEL MALTO PRIMA DELL ARRIVO IN BIRRIFICIO L orzo, per poter essere trasformato in malto, deve subire una serie di processi che possono essere così riassunti: ORZO UMIDIFICAZIONE TOSTATURA MALTO GERMOGLIAMENTO Attivazione enzimi FORMAZIONE ZUCCHERI FERMENTESCIBILI Aroma e colore Rimozione sostanze indesiderate > conservabilità > friabilità

10 MACINAZIONE Una volta arrivato in azienda, il malto viene macinato con dei cilindri e ridotto in farina. MISCELAZIONE E SACCARIFICAZIONE La farina di malto viene addizionata all acqua calda. In questo modo gli enzimi si attivano e attaccano l amido trasformandolo in glucosio e maltodestrine. In questo modo il lievito potrà consumarlo più velocemente. Durante questa fase viene detta anche ammostamento, e i fattori che la influenzano sono: - caratteristiche compositive dell' acqua - qualità delle materie prime - ph della miscela - rapporto acqua/macinato - caratteristiche costruttive di caldaie e tino di miscela

11 MISCELAZIONE E SACCARIFICAZIONE L ammostamento può essere fatto in 2 modi: Infusione si miscela la farina con l acqua e lo si porta a temperature inferiori a quella di ebollizione per garantire l estrazione delle sostanze (glucidi e protidi soprattutto) dal malto. Decozione: malto Temperature ebollizione 1/3 della miscela Miscela Malto + acqua rimiscelazione 2/3 della miscela Temperature < dell ebollizione mosto

12 - aumento dell efficienza - aumento della resa - effetto positivo sull aroma Vantaggi della decozione - precipitazione più intensa delle proteine > chiarificazione - maggiore allontanamento delle sostanze indesiderate e tossiche come il DMS (DIMETILSOLFURO) - più tempo di lavorazione - più organizzazione - più dispendio energetico Svantaggi della decozione - bisogna monitorare il ph molto attentamente (deve essere < 5,7) per evitare l estrazione dei tannini

13 FILTRAZIONE Al termine della fase di ammostamento la parte liquida (mosto) viene separata dalla parte solida (trebbie) per essere inviata alla cottura. Questa separazione solido-liquido viene ottenuta attraverso una filtrazione che può essere effettuata con tre diverse modalità: tino di filtrazione (lauter tun); tino di miscela-filtrazione (mash tun); filtro pressa

14 Tino di filtrazione È un serbatoio con un falso fondo su cui ci sono delle fenditure su cui si depositano le trebbie. tino grate Falso fondo Mosto + trebbie Il liquido rimane in sospensione e le trebbie si depositano sulle grate Dopo 20 min il liquido passa nella parte inferiore e le trebbie rimangono sulle grate

15 Mosto + trebbie mosto trebbie Allontanamento delle trebbie per evitare contaminazioni cottura Lavaggio con acqua calda Recupero mosto imbibito

16 Tino di miscela-filtrazione È il tradizionale sistema britannico che prevede ammostamento e filtrazione in uno stesso tino (mash ton). Rispetto al precedente, le differenze sostanziali sono: - è previsto lo stesso tino sia per l ammostamento che per la filtrazione - nel sistema del tino filtrazione il rapporto acqua / farina è di 3, 5 5:1, mentre nel tino di miscela filtrazione è più diluito (2,5:1) - nel tino di miscela filtrazione le trebbie galleggiano e le grate del falso fondo sono più larghe

17 Filtro pressa Prevede l'impiego di una serie di riquadri di supporto di tele filtranti in numero variabile. La differenza sostanziale con il tino di filtrazione consiste nel fatto che lo spessore delle farine che si depositano sulle tele è di circa 6 cm, molto inferiore rispetto a quello che si forma nel tino di filtrazione (40-70 cm), ragion per cui il malto può essere macinato molto più finemente essendo minore il rischio di colmatazione del filtro con riduzione della sua efficacia filtrante. I vantaggii principali di questi filtri sono: riduzione dei tempi di filtrazione, l'elevata limpidità dei mosti ottenuti, il minimo assorbimento di ossigeno nel corso del processo la possibilità di utilizzare un macinato molto fine in fase di ammostamento con un conseguente aumento delle rese

18 COTTURA Separato dalle trebbie, il mosto, inviato al tino di cottura, viene portato a ebollizione. Le ragioni della cottura e i fenomeni che avvengono nel mosto sono principalmente: evaporazione dell'acqua (concentrazione); sterilizzazione del mosto e inattivazione degli enzimi; solubilizzazione delle sostanze amare del luppolo e loro isomerizzazione; formazione e precipitazione di complessi tanno-proteici (trub a caldo); formazione di composti riducenti; imbrunimento del colore del mosto; acidificazione del mosto (diminuzione del ph); allontanamento del DMS (dimetilsolfuro); allontanamento di composti indesiderabili del malto e luppolo.

19 CENTRIFUGAZIONE Al termine della cottura il mosto contiene molte sostanze insolubili che si sono formate in seguito al trattamento termico e che devono essere eliminate: il sistema ormai diffusissimo per la loro rimozione è il whirlpool, un serbatoio cilindrico in cui si pompa il mosto tangenzialmete ad alta velocità: il movimento circolare del mosto è efficace per una separazione solido-liquido (si forma una 'torta' nel centro del tino). In seguito, il mosto caldo (circa 95 C) viene inviato allo scambiatore di calore dove viene raffreddato alla temperatura desiderata in funzione della tipologia di birra da produrre: circa 10 C e 20 C rispettivamente per le birre di bassa e alta fermentazione.

20 Ossigenazione e raffreddamento del mosto Per permettere la moltiplicazione cellulare e un rapido avvio della fermentazione il lievito deve disporre di sufficienti quantità di ossigeno nelle fasi immediatamente successive al suo inoculo nel mosto: in presenza di ossigeno, il lievito opera la respirazione aerobica, mentre nel momento in cui questo ossigeno viene del tutto utilizzato, attua la fermentazione. La temperatura in questa fase viene abbassata per evitare la crescita di microrganismi indesiderati. Questo è l'unico momento in cui il mosto viene deliberatamente arricchito di ossigeno. In tutte le fasi successive della produzione l'ossigenazione e/o areazione è considerata estremamente negativa per la qualità della birra a causa gli effetti deleteri causati dalle reazioni di ossidazione. Il lievito inoculato nel mosto è in grado di utilizzare tutto l'ossigeno disciolto entro 4-6 ore.

21 FERMENTAZIONE Il processo fermentativo è suddiviso in due fasi: fermentazione primaria (alta) e secondaria (bassa). Talvolta le due fasi vengono condotte nello stesso serbatoio ma è molto più diffusa la tecnica che prevede il trasferimento della birra in un secondo serbatoio al termine della fermentazione primaria.

22 Fermentazione Nel corso della fermentazione primaria la quasi totalità degli zuccheri viene fermentata e si formano molti composti secondari del metabolismo del lievito associati al flavour della birra. A questo punto la gran parte del lievito viene raccolto e separato dal serbatoio. La fermentazione secondaria coincide con il periodo di maturazione della birra, noto anche col nome tedesco di lagering (letteralmente immagazzinamento) nel caso delle birre di bassa fermentazione (lager).

23 Fermentazione alta Nel corso della fermentazione primaria la quasi totalità degli zuccheri viene fermentata e si formano molti composti secondari del metabolismo del lievito associati al flavour della birra. A questo punto la gran parte del lievito viene raccolto e separato dal serbatoio. In questa fase: - il prodotto viene chiamato birra verde perchè ancora immaturo, - molti composti indesiderabili vengono metabolizzati (quindi rimossi) - il gusto della birra si affina, rendendo il prodotto più equilibrato. La reazione di fermentazione è descritta dalla nota equazione: C6H12O6 (glucosio) 2 CH3CH2OH (alcol etilico) + 2 CO2 (anidride carbonica) + energia

24 Fermentazione alta I prodotti quantitativamente più rilevanti sono appunto alcol etilico e anidride carbonica, a discapito di glucosio e ossigeno. La fermentazione è una reazione esotermica, cioè libera calore che, se non opportunamente dissipato, determina un aumento della temperatura del mosto nel corso del processo portando I lieviti alla morte: è necessario dotare I fermentatiori di sistemi di raffreddamento in modo tale da mantenere costante la temperatura del mosto.

25 Fermentazione bassa La fermentazione secondaria o maturazione della birra avviene, dopo trasferimento, in un altro serbatoio o nello stesso in cui è stata condotta la fermentazione primaria, (in questo caso chiamato unitank). La sua durata è in funzione della tipologia di birra; per le birre lager può andare da poche settimane ad alcuni mesi mentre per le ale i tempi sono molto più brevi. Durante questa fase avvengono tre fenomeni fondamentali che trasformano la birra verde in birra matura: saturazione della birra con anidride carbonica; illimpidimento in seguito a precipitazione di flocculi tanno-proteici; affinamento del gusto e dell'aroma.

26 Saturazione con anidride carbonica deriva dall'attività metabolica dei lieviti non allontanati al termine della fermentazione primaria e ancora presenti nella birra verde. La concentrazione in anidride carbonica dipende principalmente dalla temperatura e dalla pressione; il contenuto nella birra confezionata è di circa 0,5% (5 g/l), mentre, se fosse inferiore allo 0,32%, la birra è considerata "piatta

27 Illimpidimento Durante la fermentazione secondaria il lievito residuo lentamente comincia a sedimentare sul fondo del serbatoio insieme a piccoli flocculi tanno-proteici (trub a freddo); questo fenomeno, che ha un effetto di illimpidimento sulla birra, è tanto maggiore quanto più prolungata è la durata della maturazione. Molto importante inoltre è anche la temperatura che in questa fase deve essere mantenuta tra -1 e 2 C per consentire la sedimentazione di questi flocculi di dimensioni molto ridotte.

28 Affinamento del gusto e dell aroma La maturazione in presenza del lievito comporta un rilascio da parte delle cellule di amminoacidi, riboflavina, composti organici e inorganici contenenti fosfati; ciò determina un leggero aumento del ph (diminuzione dell' acidità) che influenza la percezione gustativa di alcune sostanze. Al termine della fermentazione secondaria la birra ha perso quelle note aromatiche erbacee e sulfuree che la contraddistinguevano al termine della fermentazione primaria, il gusto e l'aroma di lievito si sono fortemente attenuati conferendo al prodotto maggior equilibrio gustativo e un profilo aromatico più bilanciato e armonico.

29 FILTRAZIONE Al termine della fase di maturazione, grazie alle basse temperature, è avvenuta la precipitazione della quasi totalità dei lieviti e del materiale proteico e polifenolico responsabile di intorbidamenti: la birra ne risulta così più limpida e 'pulita'. Ciò nonostante contiene ancora cellule di lievito sospese, polifenoli e proteine non precipitati che rendono il prodotto opalescente e quindi non perfettamente limpido. Per questo la birra proveniente dai serbatoi di maturazione, prima di essere inviata alla filtrazione, può subire una centrifugazione per eliminare la gran parte di materiale grossolano in sospensione e facilitare così la successiva fase tecnologica.

30 PASTORIZZAZIONE Scopo della pastorizzazione è aumentare la shelf-life della birra grazie all'inattivazione di tutti i microrganismi presenti e di enzimi responsabili di modificazioni chimiche indesiderate. Il trattamento termico consente quindi di ottenere la stabilità biologica del prodotto. L'inattivazione microbiologica viene inoltre aumentata dalla presenza di composti ad azione antisettica (alcol, anidride carbonica, iso-α-acidi) e bassi ph. Se uno di questi fattori è assente o presente a basse concentrazioni (es. birre analcoliche), il trattamento termico deve essere aumentato. Poiché il calore può avere effetti negativi sulle caratteristiche organolettiche della birra, il trattamento termico deve essere il più limitato possibile, compatibilmente con gli obiettivi che si prefigge e con il mantenimento della qualità del prodotto.

31 CONFEZIONAMENTO La fase finale del processo di produzione prevede il confezionamento della birra in bottiglie, fusti e lattine. Alcuni aspetti sono fondamentali: la birra deve essere tenuta scrupolosamente al riparo dall'aria (l'ossigeno assorbito non deve superare 0,02-0,04 mg/l) e sempre sotto pressione poiché eventuali perdite di anidride carbonica sono irreversibili. La cura della pulizia e dell' igiene è fondamentale in tutta la filiera della birra ma particolare per gli impianti di confezionamento; eventuali contaminazioni microbiche potrebbero vanificare tutto il lavoro svolto a monte di questa fase.