‘Microbiologicamente parlando’ di…birra · amilasi per trasformazione amido in ... alla...

‘Microbiologicamente parlando’ di…birra

Prof.ssa Pamela Confalone

Docente di Scienza e Cultura dell’Alimentazione

14.02.2018

La MICROBIOLOGIA ALIMENTARE si occupa esclusivamente dei microrganismi che

hanno a che fare, nel bene e nel male, con i prodotti alimentari.

Per microrganismi si intendono esseri di dimensioni dell'ordine

dei micron (milionesimi di metro o millesimi di millimetro) e quindi invisibili

se non ingranditi di circa 1000 volte, con l'uso del microscopio ottico.

Sono diffusi, a miliardi di miliardi, su tutto il pianeta, compresi i posti più

inospitali.

Sono nell'acqua, nell'aria, nel suolo, sulle piante, sulla superficie ed all'interno del

corpo degli animali e dell'uomo.

Un numero relativamente limitato di microrganismi presenta un interesse pratico nel

campo alimentare e sono i BATTERI, i LIEVITI E le MUFFE.

I batteri sono procarioti (le forme più antiche, senza nucleo), i lieviti e le muffe

sono eucarioti (con nucleo) ed appartengono al regno dei Funghi.

Microbi utili nell’INDUSTRIA ALIMENTARE

PRODOTTI LATTIERO-CASEARI OTTENUTI CON LATTOFERMENTI E MUFFE

Formaggio con la muffa

Microbi utili nell’INDUSTRIA ALIMENTARE

La PANIFICAZIONE ed alla VINIFICAZIONE ad opera di SACCAROMICETI,

semplicemente conosciuti con il nome di LIEVITI

Microbi utili nell’INDUSTRIA ALIMENTARELa produzione della birra opera di SACCAROMICETI, semplicemnte

conosciuti con il nome di LIEVITI.

Saccharomyces cerevisiae o fermento della birra, che non si conosce allo stato

selvatico, ma solo in coltura, agente principale della fermentazione del maltosio

nella preparazione della birra;

LA BIRRA E’ IL PRODOTTO OTTENUTO DALLA FERMENTAZIONE ALCOLICA.

NEL CORSO DELLA FERMENTAZIONE ALCOLICA, PARTENDO DA ZUCCHERI

SEMPLICI, SI PRODUCE ANIDRIDE CARBONICA E ALCOL ETILICO.

LA BIRRA

LE MATERIE PRIMEORZO

ACQUA

LUPPOLO

LIEVITO

I LIEVITI

I LIEVITI

✓ FAMIGLIA DI FUNGHI PIUTTOSTO COMPLESSA

✓ MICRORGANISMI UNICELLULARI DI DIMENSIONI 5-10 MICRON

✓ ORGANISMI EUCARIOTI (CELLULE CON NUCLEO RACCHIUSO DA UNA

MEMBRANA)

✓ DOTATI DI ORGANELLI COME PER ESEMPIO I MITOCONDRI RESPONSABILI

DELLA PRODUZIONE DI ENERGIA

I LIEVITI

I LIEVITI SI RIPRODUCONO PER GEMMAZIONE:

PER ESTROFLESSIONE, DA UNA CELLULA ORMAI MATURA, NASCE UNA

NUOVA CELLULA CHE SI STACCHERA’ PER CONDURRE UNA VITA

INDIPENDENTE.

I LIEVITI

I LIEVITI SONO PARTICOLARI FUNGHI MICROSCOPICI, APPARTENENTI

ALLA FAMIGLIA DELLE Saccharomycetaceae.

ESSI SONO MOLTO IMPORTANTI IN ALIMENTAZIONE PERCHE’ PROMUOVONO

LA FERMENTAZIONE ALCOLICA CIOE’ SONO CAPACI DI TRASFORMARE GLI

ZUCCHERI SEMPLICI IN ALCOL ETILICO.

SONO INOLTRE IN GRADO DI PRODURRE NUMEROSI COMPOSTI SECONDARI,

IMPORTANTI PER LE CARATTERISTICHE ORGANOLETTICHE DELLA BIRRA.

I LIEVITI

IL TIPO DI LIEVITO IMPIEGATO,

DIPENDE DAL TIPO DI BIRRA CHE SI DESIDERA OTTENERE:

PER LA PRODUZIONE DI BIRRE CHIARE, SI INNESTA Saccharomyces

Carlsbergensis, MENTRE PER QUELLE SCURE SI AGGIUNGE Saccharomyces

Cerevisiae.

ABBIAMO PARLATO DELL’IMPORTANZA

DEL LIEVITO PER LA BIRRA MA…

COME SI PRODUCE?

LA PRODUZIONE DELLA BIRRA

LA FILIERA DELLA BIRRA E’ COMPOSTA PRINCIPALMENTE DA DUE FASI:

• UNA FASE IN MALTERIA (DOVE AVVIENE LA PRODUZIONE DEL MALTO)

• L’ALTRA FASE NELLA BIRRERIA VERA E PROPRIA, DOVE VENGONO

ESEGUITE LE VARIE FASI DI LAVORAZIONE

IL LA PREPARAZIONE DEL MALTO (O MALTAGGIO DELL’ORZO) CONSISTE

NELL’INDURRE LA GERMINAZIONE DELL’ORZO.

PERCHE’ L’ORZO DEVE ESSERE TRASFORMATO IN MALTO?

✓ PER STIMOLARE LA PRODUZIONE DI IMPORTANTI ENZIMI (ES. AMILASI)

✓ PER FORMARE SOSTANZE CHE INFLUIRANNO SUL COLORE E SULL’AROMA

DELLA BIRRA

✓ PER RENDERE PIU’ FRIABILE, IL CHICCO D’ORZO IN MODO DA RENDERE PIU’

FACILI LE VARIE LAVORAZIONI

SCHEMA DELLA PRODUZIONE DEL MALTO:

ORZO

PULITURA E CALIBRATURA

MACERAZIONE

GERMINAZIONE

ESSICCAZIONE E TORREFAZIONE

PULITURA E INSILAMENTO

MALTO

PROCESSO DI PREPARAZIONE DEL MALTO:

• PULITURA E CALIBRATURA.

CON LA CALIBRATURA, CHICCHI DI UGUALE GRANDEZZA.

• MACERAZIONE.

ORZO IN GROSSE VASCHE PIENE D’ACQUA, PERIODICAMENTE

RINNOVATA, PER UNA DURATA DI 2-3 GIORNI FINO AL RAGGIUNGIMENTO

DI UN’UMIDITA’ DEL 42-45%.

• GERMINAZIONE.

EMISSIONE DELLA PRIMA RADICE DELLA PIANTA (RADICHETTA).

LA GERMINAZIONE TERMINA QUANDO LA RADICHETTA MISURA 2-3 VOLTE

LA LUNGHEZZA DEL CHICCO (DOPO 5-10 GIORNI).

• ESSICCAZIONE E TORREFAZIONE.

L’ORZO GERMOGLIATO TRASFERITO IN ESSICCATOI AD ARIA CALDA.

POI, TORREFAZIONE CON TEMPERATURE DIVERSE (40-80°C PER I MALTI

CHIARI; PER I MALTI SCURI, 60-100°C) PER FAR AVVENIRE LA

CARAMELLIZZAZIONE DEGLI ZUCCHERI E LA FORMAZIONE DI COMPOSTI

SCURI E AROMATICI (REAZIONE DI MAILLARD).

• PULITURA E INSILAMENTO.

VIENE ALLONTANATA LA RADICHETTA DAL MALTO CHE VIENE

IMMAGAZZINATO E CONSERVATO IN GRANDI SILOS FINO AL SUO USO.

LE SUCCESSIVE FASI DI LAVORAZIONE DELLA BIRRA:

L’AMMOSTAMENTO (DAL MALTO AL MOSTO);

L’ AROMATIZZAZIONE; LA FERMENTAZIONE; IL CONDIZIONAMENTO E IL

CONFEZIONAMENTO.

L’AMMOSTAMENTO E’ LA PREPARAZIONE DEL MOSTO DI BIRRA E

CONSISTE DELLE SEGUENTI FASI:

• MACINAZIONE DEL MALTO.

• FORMAZIONE DELL’IMPASTO.

MISCELA DI MALTO MACINATO + ACQUA, DOVE VIENE RISCALDATO E

MISCELATO.

• SACCARIFICAZIONE.

L’IMPASTO PORTATO A 55-60°C PER ATTIVARE GLI ENZIMI AMILASI E

PROTEASI.

AMILASI PER TRASFORMAZIONE AMIDO IN ZUCCHERI FERMENTESCIBILI

(MALTOSIO O ZUCCHERO DEL MALTO).

PROTEASI PER DEMOLIRE LE PROTEINE IN COMPOSTI PIU’ SEMPLICI,

ESSENZIALI PER LE QUALITA’ ORGANOLETTICHE DELLA BIRRA.

• FILTRAZIONE.

IL MOSTO OTTENUTO, VIENE FILTRATO PER ALLONTANARE I RESIDUI

SOLIDI INSOLUBILI.

L’AROMATIZZAZIONE (COTTURA E LUPPOLAMENTO):

• IL MOSTO OTTENUTO, VIENE TRASFERITO IN CALDAIE DI RAME DOVE

VIENE AROMATIZZATO CON L’AGGIUNTA DI LUPPOLO E POI COTTO PER

UN PAIO DI ORE.

N.B. DURANTE LA COTTURA, LE SOSTANZE AROMATICHE DEL LUPPOLO,

PASSANO AL MOSTO, CONFERENDO A QUEST’ULTIMO, IL TIPICO

SAPORE AMAROGNOLO.

• DOPO LA COTTURA DEL MOSTO, SI PROCEDE AL RAFFREDDAMENTO E

ALLA CENTRIFUGAZIONE O FILTRAZIONE PER ALLONTANARE I RESIDUI

SOLIDI (LE TREBBIE DEL LUPPOLO).

LA FERMENTAZIONE (DAL MOSTO ALLA BIRRA)

UNA VOLTA RAFFREDDATO, IL MOSTO VIENE INVIATO AI SERBATOI DI

FERMENTAZIONE DOVE SARANNO AGGIUNTI I LIEVITI SELEZIONATI.

FERMENTAZIONE ALCOLICA:

I LIEVITI TRASFORMANO QUASI TUTTI GLI ZUCCHERI FERMENTESCIBILI IN

ALCOL ETILICO E ANIDRIDE CARBONICA, CON PRODUZIONE DI ENERGIA.

INOLTRE, SI FORMANO MOLTI COMPOSTI SECONDARI CHE CONTRIBUISCONO

ALL’AROMA E AL SAPORE DELLA BIRRA.

GLUCOSIO

ANIDRIDE CARBONICA

SI POSSONO UTILIZZARE DUE METODI DIVERSI DI FERMENTAZIONE:

• FERMENTAZIONE BASSA

• FERMENTAZIONE ALTA

LA FERMENTAZIONE BASSA

• AL MOSTO AROMATIZZATO, VENGONO INNESTATI LIEVITI DELLA SPECIE

Saccharomyces carlsbergensis.

• POI SI MANTIENE IL MOSTO A BASSA TEMPERATURA (5-8°C) PER

8-12 GIORNI NEL CORSO DEI QUALI I LIEVITI TENDONO A SEDIMENTARE

E LA SCHIUMA SUPERFICIALE, A DIMINUIRE.

N.B. QUESTA PRIMA FASE SI CHIAMA FERMENTAZIONE TUMULTUOSA.

• CONCLUSA QUESTA PRIMA FASE, LA BIRRA VIENE TRASFERITA IN VASCHE

CHIUSE PER 15-20 GIORNI, DOVE AVVIENE UNA SECONDA FERMENTAZIONE

(FERMENTAZIONE LENTA) DOVE LA BIRRA SI SATURA DI ANIDRIDE

CARBONICA.

N.B. LA FERMENTAZIONE BASSA SERVE SOPRATTUTTO PER LA PRODUZIONE

DI BIRRE CHIARE.

LA FERMENTAZIONE ALTA

• AL MOSTO AROMATIZZATO, SI AGGIUNGONO LIEVITI DELLA SPECIE

Saccharomyces cerevisiae.

• POI SI MANTIENE IL MOSTO A UNA TEMPERATURA (15-20°C) PER

3-5 GIORNI NEL CORSO DEI QUALI I LIEVITI TENDONO AD AFFIORARE IN

SUPERFICIE E SI FORMA UN’ABBONDANTE SCHIUMA.

N.B. QUESTA PRIMA FASE SI CHIAMA FERMENTAZIONE TUMULTUOSA.

• CONCLUSA QUESTA PRIMA FASE, AVVIENE LA FERMENTAZIONE LENTA,

CHE DURA 2-3 MESI, DOVE OLTRE ALLO SVILUPPO DI ANIDRIDE CARBONICA,

DIMINUISCE IL SAPORE FORTE DEL LUPPOLO E SI FORMANO NUMEROSE

SOSTANZE AROMATICHE.

IN QUESTO MODO SI OTTENGONO BIRRE PIU’ SAPORITE E DI CORPO.

CURIOSITA’:

LA SCHIUMA DELLA BIRRA…

DIPENDE DALLE PROTEINE CONTENUTE NELLA BEVANDA!

L’orzo è ricco di proteine di grandi dimensioni.

Al momento della fermentazione, gli enzimi, indotti dai lieviti, degradano una

grande parte delle proteine, dando origine ad amminoacidi che a loro volta

contribuiscono alla formazione delle bolle.

In più, il luppolo (altro ingrediente) contiene resine grazie alle quali aumenta la

resistenza della membrana delle bolle.

Il mosto tratto dall’uva, invece, è poco proteico e non contiene resine: ecco

perché la schiuma dello champagne, a differenza di quella della birra, scompare

subito.

CURIOSITA’:

LA SCHIUMA DELLA BIRRA…

LE VARIE FASI DI LAVORAZIONE DELLA BIRRA:

CONDIZIONAMENTO E CONFEZIONAMENTO

IL CONDIZIONAMENTO:

LA BIRRA VIENE FILTRATA AFFINCHE’ DIVENTI LIMPIDA E BRILLANTE.

SI PROCEDE POI AL CONFEZIONAMENTO:

QUESTO AVVIENE SOTTO PRESSIONE, PER EVITARE PERDITE DI

ANIDRIDE CARBONICA.

POI, IN GENERE, SEGUE UN TRATTAMENTO DI PASTORIZZAZIONE,

PER STABILIZZARE E CONSERVARE PER ALCUNI MESI, IL PRODOTTO

CHE VERRA’ COMMERCIALIZZATO.

LA BIRRA PUO’ ESSERE COMMERCIALIZZATA IN FUSTI, LATTINE O

BOTTIGLIE.

A PARTE ALCUNI CASI DI BIRRE MOLTO ALCOLICHE E RIFERMENTATE

IN BOTTIGLIA, LA BIRRA SI CONSERVA BENE PER 12-18 MESI.

COME LE ALTRE BEVANDE ALCOLICHE, LA BIRRA TEME L’ESPOSIZIONE ALLA

LUCE E GLI SBALZI DI TEMPERATURA.

Come ogni altro alimento e bevanda naturale, anche la birra teme gli sbalzi di

temperatura, l’azione dell’ossigeno e l’effetto negativo della luce.

Anche le muffe e i batteri possono attaccarla se non viene conservata

correttamente.

Ma è soprattutto il tempo il suo nemico più subdolo. La vita di una birra, infatti,

non supera i 18 mesi dalla sua produzione. Dopo tale periodo, la bevanda

comincia a perdere aroma e gusto e solo la presenza di buone quantità di

luppolo può proteggerla maggiormente dall’invecchiamento e farla vivere più a

lungo.

CLASSIFICAZIONE DELLA BIRRA

IN BASE AL COLORE, LE BIRRE SI POSSONO DISTINGUERE IN:

• CHIARE (O BIONDE)

• ROSSE

• SCURE (O BRUNE)

CLASSIFICAZIONE DELLA BIRRA

IN BASE AL TIPO DI FERMENTAZIONE, INVECE, SI DISTINGUONO IN:

• BIRRE A BASSA FEMENTAZIONE.

SONO BIRRE GENERALMENTE CHIARE MA POSSONO ESSERE ANCHE

AMBRATE, PIU’ FRESCHE E DISSETANTI, DI AROMA PIU’ DELICATO CHE

EVIDENZIANO IL SAPORE AMARO E RAFFINATO DEL LUPPOLO.

QUESTE BIRRE VENGONO GENERICAMENTE DENOMINATE LAGER.

• BIRRE AL ALTA FERMENTAZIONE.

SONO BIRRE DI COLORE GENERALMENTE AMBRATO-SCURO, CORPOSE,

COMPLESSE, STRUTTURATE E RICCHE DI AROMI FLOREALI, SPEZIATI E

SOPRATTUTTO FRUTTATI.

APPARTENGONO A QUESTA CATEGORIA, GRAN PARTE DELLE BIRRE INGLESI,

ALCUNE BIRRE LOCALI TEDESCHE E DEI PAESI BASSI.

• BIRRE A FERMENTAZIONE SPONTANEA.

SONO BIRRE CHE FERMENTANO SPONTANEAMENTE GRAZIE ALL’AZIONE

DELLA MICROFLORA AMBIENTALE.

QUESTE BIRRE SONO A BASSA GRADAZIONE ALCOLICA E DAL SAPORE

PIUTTOSTO ACIDO (ES. ALCUNE BIRRE BELGHE).

NELLA PROSSIMA LEZIONE…'Curiosando nella birra': aspetti nutrizionali e abbinamenti cibo-birra