Tipologia Doppio Malto

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1 Progetto di Ricerca e sperimentazione Birra da farro nell ambito della L.R. 37/99 D.G.R. 1234/05 (Progetto n. 1). Sintesi delle attività sperimentale del terzo anno di attività Soggetto coordinatore: Università Politecnica delle Marche Dipartimento SAIFET sez. Scienze e Tecnologie Alimentari. Responsabile tecnico scientifico: Prof. Natale G. Frega Partner del progetto: CIA Marche, Ancona; Azienda Bianchi (Boccale d Oro) di Cingoli (MC). CIA (Confederazione Italiana Agricoltura), CIA Service, Ancona; Monterosso, Az. Agr. Forestale a r.l., S. Lorenzo in Campo (PU) Introduzione Secondo la normativa vigente (legge n 1354 del 16/08/1962 modificata dalle leggi 329/74 e 141/89, dal D.L. 109/92 e dal DPR 272/98), la denominazione di birra è riservata al prodotto ottenuto dalla fermentazione alcolica con ceppi di Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces carlsbergensis di un mosto preparato con malto di orzo o di frumento, o loro miscele ed acqua; amaricato con luppolo o suoi derivati. Ne consegue che una bevanda fermentata ottenuta utilizzando fino al 100% di farro maltato rientra nella definizione legale della birra, in quanto il farro tassonomicamente è una graminacea del genere Triticum. Le materie prime impiegate nel processo produttivo sono state il farro dicocco biologico coltivato da aziende marchigiane individuate nel progetto, l acqua, l orzo biologico marchigiano quando previsto dalla ricetta il luppolo in pellet ed il lievito selezionato. Tutto il processo produttivo è avvenuto nell ambito del territorio della regione Marche, ad eccezione, ovviamente, della coltivazione del luppolo. Descrizione delle attività del III anno e risultati sintetici Nel corso del terzo anno di progetto sono state prodotte ed analizzate tre tipologie di birra ottenute a partire da malto di farro dicocco. Durante la fase preliminare di ogni lotto produttivo sono state eseguite analisi di laboratorio sul farro, per valutare l attitudine alla birrificazione di ogni singolo lotto dei tre ecotipi di farro individuati nel corso della sperimentazione, tali valutazioni si rendono necessarie su ogni lotto destinato alla produzione di birra al fine di valutare in base alle caratteristiche intrinseche che dipendono dalle operazioni colturali, e dall andamento dell annata, la migliore destinazione d uso, in questo modo, sulla base delle conoscenze acquisite la tecnologia di trasformazione consente, di volta in volta, di valorizzare al meglio le proprietà dei cereali. Di ogni ecotipo di farro dicocco e sull orzo biologico marchigiano utilizzato nelle fasi successive di birrificazione è stata valutata la qualità attraverso analisi di base volte a determinare l umidità, il contenuto proteico, l incidenza in peso degli involucri glumeali (se la ricetta prevedeva l impiego di cereale vestito) e l energia germinativa dei cereali prodotti secondo le metodiche ufficiali descritte dalla European Brewery Convention. Le analisi sono state condotte sia sul cereale vestito che sulle cariossidi ottenute in seguito alle operazioni di sbramatura, al fine di valutare l incidenza di tale operazione sulle proprietà del cereale. La valutazione della germinabilità del cereale è di fondamentale importanza per il processo di birrificazione. Al fine di monitorare il prodotto sono stati valutati molteplici aspetti analitici inerenti la maltazione del farro dicocco analizzando per ogni lotto l attitudine alla birrificazione del malto di farro ottenuto da ogni ecotipo utilizzato, ed il relativo processo di birrificazione. La maltazione è stata eseguita presso il maltificio consortile COBI (Ancona), utilizzando un serbatoio maltatore prototipo da 100q circa, che permette di lavorare una massa di 20 22q di cereale secco. Al fine di procedere al maltaggio di piccole quantità di cereale, adatte alle prove sperimentali effettuate, il farro è stato confezionato in sacchi cuciti in tela porosa sintetica. Questo accorgimento ha permesso di maltare il farro alle stesse condizioni impiegate per un lotto di orzo, garantendo nel contempo la separazione fisica dei due cereali. 1

2 Il malto è stato sottoposto ad indagini analitiche volte a determinare l umidità, il contenuto proteico ed il potere diastatico di ogni lotto prodotto, al fine di confermare la reale attitudine alla birrificazione del malto di farro dicocco determinata con le analisi preliminari sul farro. La produzione della birra da malto di farro è stata effettuata presso il microbirrificio il Boccale d oro di Cingoli (MC), adottando la tecnologia idonea per birre di alta fermentazione, con alcune modificazioni legate all impiego del malto di farro in vece del comune malto d orzo. Il processo produttivo è stato monitorato attraverso misurazioni in continuo delle temperature. È stato messo a punto, inoltre, un piano di campionamento durante l intero processo produttivo al fine di valutare l andamento dei macro e micro costituenti della birra nelle fasi di produzione. Gli intermedi di ogni tipologia di birra di farro insieme alla birra matura e in diversi momenti della successiva conservazione sono stati caratterizzati sotto il profilo chimico analitico (analisi spettrofotometriche, titolazioni per via umida, analisi densimetriche) per valutare la qualità del prodotto finito. L analisi dei dati ottenuti ha permesso di individuare i punti critici del processo produttivo emersi nella sperimentazione, consentendo l intervento con misure correttive nelle successive prove di birrificazione. Le tipologie di birra ottenute nel corso della presente sperimentazione sono: una birra artigianale da 100% di farro dicocco biologico, della tipologia leggera (light), una birra artigianale da 100% di farro dicocco biologico, ottenuta da 100kg di malto di farro dicocco var: Monterosso Select di cui il 70% sbramato ed il restante 30% vestito, della tipologia doppio malto (double malt), e due birre artigianali (blend beers) rispettivamente da 30% e 50% di farro dicocco biologico (la quota di cereale residua era rappresentata da malto d orzo marchigiano), della tipologia birre speciali. In tutti i casi, la fermentazione condotta ad alta temperatura (birra a fermentazione alta) ha permesso di ottenere una birra con un caratteristico profilo aromatico molto intenso, rispetto alle commerciali birre di bassa fermentazione. La caratterizzazione chimica di base degli intermedi di produzione delle birre e delle stesse durante la fase di conservazione, effettuata nelle modalità precedentemente esposte, è stata eseguita secondo le metodiche descritte nella Analityca EBC (European Brewery Convention). Nel dettaglio sono stati valutati i seguenti macro e microcomponenti: amminoacidi liberi (FAN) carboidrati totali, polifenoli, flavonoidi, betaglucani, colore, torbidità, amaro, ph, acidità, densità della birra e del distillato alcolico e grado alcolico. I campioni sono stati ulteriormente analizzati ricorrendo a tecniche cromatografiche ad alta prestazione per la valutazione quantitativa e l identificazione degli zuccheri presenti nonché dei composti volatili e fenolici. Tipologia light Il carattere light della birra è dovuto al basso contenuto alcolico (3% vol). Presenta quindi il vantaggio di essere adatta ad un consumo responsabile, in accordo con le linee guida sull assunzione moderata di alcol. A dispetto del basso tenore alcolico, la birra è stata gradita durante alcuni incontri pubblici di presentazione del prodotto, in quanto la sua forte caratterizzazione sensoriale era assicurata dalle altre componenti, che ne influenzavano significativamente la percezione. Il colore infatti, seppure simile a quello di una birra commerciale (pari unità EBC), veniva esaltato dalla caratteristica elevata torbidità. Inoltre, le analisi chimiche svolte sulla birra da farro hanno individuato un elevato tenore in polifenoli, antiossidanti naturali, che contribuiscono ad una pregiata qualità salutistica, oltre ad influenzare le caratteristiche sensoriali. Altri aspetti significativi emersi nel corso dell attività sono l elevata acidità totale, riscontrata anche in degustazione con note agrumate e il basso tenore in amaro, se confrontato con una comune birra industriale. Uno dei punti critici è risultata la macinazione del malto, che viene resa difficoltosa dalla presenza delle glumelle. D altra parte la presenza delle glumelle favorisce lo sgrondo durante la filtrazione del mosto di malto, si è reso necessario pertanto raggiungere un compromesso al fine di massimizzare gli aspetti positivi legati alla presenza delle glumelle e nel contempo minimizzare quelli negativi, si è pensato quindi di utilizzare solo una quota di cereale vestito nelle successive produzioni sperimentali. È stato eseguito un confronto chimico analitico tra la birra ottenuta dal 100% di farro dicocco marchigiano e una birra della stessa categoria commerciale (light) reperibile presso la grande distribuzione organizzata ed un confronto sensoriale con una birra di farro industriale. 2

3 Organoletticamente il prodotto ha presentato differenze statistiche significative, rispetto alla birra da farro prodotta industrialmente (che peraltro viene prodotta con farro spelta e non dicocco), unicamente per i descrittori riferiti alle sensazioni di acido, amaro e astringente, che risultano di intensità superiore nella birra prodotta nel corso della presente sperimentazione. Da quanto emerso dalle analisi svolte sulle componenti amare della birra analizzata, i flavonoidi delle glumelle non influenzano in maniera significativa il carattere amaro del prodotto. Di conseguenza, nelle successive prove sono state aggiunte quantità convenzionali di luppolo, rispetto alla birra light, dove il luppolo era stato ridotto del 25%. La birra di farro contiene più flavonoidi e quasi il doppio di polifenoli totali rispetto alla light commerciale analizzata. I valori riscontrati per i polifenoli nella birra da farro sono nell ordine di grandezza di quelli generalmente ritrovati nei vini bianchi di elevata qualità, con la differenza che il grado alcolico della birra di farro light è pari a circa un quarto rispetto a quello del vino. Se ne deduce che questo tipo di prodotto può assumere un ruolo importante nell alimentazione quotidiana come fonte determinante di sostanze antiossidanti a ridotto apporto di alcol. L acidità, sia fissa, che volatile, e la torbidità raggiungono valori molto più elevati rispetto alla birra light commerciale, mentre l amaro risulta la metà nella birra da malto di farro rispetto a quella di malto d orzo. Ciò è la conseguenza della differente tecnologia di produzione delle due tipologie di birra. La birra commerciale infatti è un prodotto a bassa fermentazione filtrato e pastorizzato: una parte dei componenti di impatto sensoriale (aromi, acidi organici, ph, torbidità) risulta quindi essere superiore nella birra da farro, in quanto sono stati utilizzati diverse tipologie di lieviti (birra ad alta fermentazione). La componente amara è inferiore nella birra da farro a causa del ridotto apporto di luppolo. Tipologia Doppio Malto Per questa tipologia di birra sono stati utilizzati 100kg di malto di farro in 300l di acqua. Il 70% del farro aveva subito l operazione preliminare della sbramatura, mentre la quota restante era vestita. Le analisi sul malto utilizzato hanno confermato che l operazione di sbramatura non ha ridotto in misura significativa l energia germinativa delle cariossidi e quindi non ha pregiudicato l attitudine alla maltazione del cereale. La scelta di utilizzare in misura preponderante cereale sbramato trova le sue radici nella necessità di ottenere un estratto più concentrato e nel contempo la presenza degli involucri glumeali ha consentito di agevolare le operazioni di filtrazione. Al termine della fermentazione primaria (5gg a C) la birra è stata stoccata a 0 C in contenitori di acciaio inox senza pastorizzazione e in atmosfera satura di CO 2 naturalmente prodotta dalla birra nel corso della maturazione. Un aliquota di birra è stata imbottigliata, in seguito a tale operazione sono emersi problemi di stabilità della birra durante lo stoccaggio; al fine di superare tale criticità si è deciso di effettuare prove di rifermentazione in bottiglia con l aggiunta di glucosio (4g/L), saccarosio (4g/L), e senza l aggiunta di zuccheri. Le bottiglie sono state tappate e conservate per un mese a temperatura ambiente al riparo dalla luce. Al termine del periodo di conservazione, all apertura delle bottiglie entrambe le tesi addizionate di zucchero, ed il controllo, hanno mostrato evidenti alterazioni del profilo sensoriale, non sono state perciò eseguite ulteriori indagini e si è deciso di intervenire con operazioni a più elevato impatto stabilizzante sul prodotto in bottiglia. L analisi sensoriale è stata effettuata, sia con giudici addestrati al fine di identificare i profili aromatici, che con un panel non addestrato per stabilire il gradimento da parte del consumatore finale (consumer test). Dal punto di vista analitico è stato osservato che il contenuto di β glucani diminuiva nel corso del condizionamento, mentre la concentrazione dei composti fenolici durante le diverse fasi produttive mostra un andamento fluttuante. La birra doppio malto ottenuta dal 100% di malto di farro mostra una concentrazione elevata di entrambi i componenti citati, che possiedono un importante impatto salutistico positivo. Dal punto di vista sensoriale, rispetto alla tipologia light, risultano maggiormente percepiti i sentori di malto, lievito, amaro e astringente, data sia la maggiore concentrazione dell estratto, che la maggiore quantità di luppolo aggiunta in fase di cottura; mentre risulta minore la percezione di frutta fresca, di agrumato che caratterizzava sensibilmente la prima tipologia di birra prodotta. 3

4 Complessivamente questa tipologia di birra ha riscosso un buon indice gradimento da parte dei consumatori non addestrati sottoposti all assaggio del prodotto ottenendo un punteggio di 2.39 (in una scala da 1 a 3). Le scelte successive sono state volte al miglioramento della qualità sensoriale della birra da farro attraverso la valutazione di blend tra malto di farro e malto d orzo a diverse concentrazioni che si sono concretizzate con le due birre di tipologia speciale. Tipologia Speciale Sono state prodotte due birre da malto di farro sbramato (al 30% ed al 50%) miscelato a malto d orzo coltivato nelle marche (blend beer). Il processo di produzione messo in atto è analogo a quello utilizzato nella tipologia doppio malto. E stato effettuato un monitoraggio delle temperature durante tutto il ciclo di lavorazione al fine di individuare eventuali criticità. In questa prova, sulla birra blend al 30% di malto di farro si è scelto di valutare l effetto di diverse operazioni unitarie volte ad aumentare la conservabilità della birra imbottigliata, al fine di mantenere inalterate le caratteristiche sensoriali e salutistiche nel tempo e facilitare la commercializzazione del prodotto. Ai fini della sperimentazione, è stato valutato l effetto della microfiltrazione sulla stabilità della birra nel corso della sua conservazione. A tale scopo il birrificio si è dotato di un apparato per la microfiltrazione, formato da due colonne filtranti, collegate tra loro e fornite di misuratore di pressione per il controllo della pressione di esercizio. La birra da imbottigliare è stata suddivisa in tre aliquote: una prima parte è stata imbottigliata tal quale senza essere filtrata; una seconda parte è stata microfiltrata utilizzando unicamente il pre filtro da 1 micron e successivamente imbottigliata; una terza parte è stata microfiltrata utilizzando entrambe le colonne filtranti. Ciascuna delle tre aliquote è stata suddivisa ulteriormente in due sottoaliquote: una di queste stata pastorizzata (in batch per immersione in acqua a 60 C per 20 minuti), mentre l altra rappresentava il controllo. Ogni aliquota ottenuta nelle modalità precedentemente descritte è stata analizzata dopo 1, 6, 9 settimane al fine di valutare l evoluzione dei macro e micro costituenti nel tempo ed in relazione al tipo di trattamento subito dal prodotto. Sono stati inoltre collezionati e caratterizzati campioni durante l intero processo produttivo, fino all imbottigliamento. La valutazione del contenuto dei carboidrati nella birra da farro dicocco è stata effettuata in termini sia qualitativi che quantitativi. Sono stati presi in considerazione quattro zuccheri (fruttosio, glucosio, maltosio e maltotriosio). Come confronto è stata analizzata una birra di frumento commerciale. I campioni analizzati dopo 9 settimane dall imbottigliamento mediante HPLC ELSD hanno mostrato differenze tra i trattamenti di pastorizzazione e microfiltrazione a cui sono stati sottoposti. E possibile infatti notare la presenza di fruttosio in tutti i campioni pastorizzati e nel controllo e la sua assenza nei campioni solamente microfiltrati; l opposto accade per il glucosio, presente nei campioni unicamente microfiltrati e nel campione microfiltrato ma non pastorizzato e assente nei campioni microfiltrati e pastorizzati. È possibile inoltre notare la presenza di elevate concentrazioni di maltotriosio in particolare nei campioni microfiltrati e pastorizzati, mentre non ne è stata rilevata la presenza nei campioni unicamente microfiltrati. Il fatto che i campioni microfiltrati siano poveri in zuccheri semplici o oligosaccaridi come il maltotriosio, non sorprende, in quanto le analisi sono state effettuate al termine del periodo di conservazione, durante il quale fenomeni di rifermentazione acida hanno interessato i due campioni; è lecito quindi supporre che eventuali microrganismi contaminanti abbiano utilizzato come fonte di carbonio gli zuccheri presenti determinandone la riduzione e la scomparsa dalla birra. A riprova di ciò, il controllo, mantenuto a 0 C ed i campioni microfiltrati e pastorizzati, presentano elevate quantità di maltotriosio, che non è stato metabolizzato né dai lieviti ancora presenti (nel controllo), né da organismi estranei che hanno contaminato i campioni microfiltrati ma non pastorizzati. Le analisi chimiche hanno dimostrato che la birra da farro contiene elevate concentrazioni di sostanze fenoliche (nello specifico, fino a quasi 190 mg/l per il campione di birra non filtrata pastorizzata) nonché 4

5 discrete quantità di β glucani, che come noto svolgono positive attività sullo svuotamento gastrico e sulla motilità intestinale. Dal punto di vista tecnologico è però necessario sottolineare che la produzione di birra artigianale presenta le difficoltà tipiche delle piccole realtà produttive. E infatti necessario dotarsi di tutti gli accorgimenti per effettuare un imbottigliamento in condizioni isobariche, che consentono alla birra di mantenere inalterato il contenuto di CO 2, componente fondamentale nella formazione di una schiuma corposa e persistente. Dalle analisi sensoriali è inoltre emerso un generale apprezzamento verso la birra non filtrata e non pastorizzata, per via del suo corpo e del suo sapore, in aggiunta ad un profilo aromatico particolarmente piacevole (di miele, malto, lievito). L analisi sensoriale effettuata sui campioni di birra ha sottolineato come la maggior parte delle birre non producessero schiuma, tranne quei campioni (unicamente microfiltrati), che avevano subito un processo di rifermentazione spontanea, con produzione di eccessive quantità di CO 2 e conseguentemente di molta schiuma; tali campioni non sono però risultati affatto graditi, a causa dell elevata acidità e di sentori di solvente, molto probabilmente causati da una contaminazione microbica che nel corso della conservazione ha portato avanti una rifermentazione anomala. I campioni microfiltrati e pastorizzati hanno dimostrato di conservare quasi inalterate le caratteristiche chimiche rilevate all inizio del periodo di conservazione, ma sono risultati piatti all assaggio, a causa probabilmente della mancanza dei costituenti che conferiscono corpo e sapore alla birra, eliminati nel processo di microfiltrazione. A cura di Emanuele Boselli, Selene Salvi, Natale G. Frega Università Politecnica delle Marche Dipartimento SAIFET Ancona E mail: e.boselli@univpm.it 5