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Ciao, %username%.

Come promesso in precedenza, sono un po' scomparso a causa di un viaggio di lavoro. No, non è ancora finito, ma mi ha ispirato alcune riflessioni che ho deciso di condividere con te.

Parleremo di birra.

Non intendo ora fare pubblicità a diversi tipi, né discutere di come il gusto e il colore cambino nel corpo dal momento del consumo fino a... beh, hai capito – voglio semplicemente parlare di come vedo il processo di produzione, le differenze e gli effetti della birra sul nostro corpo dal punto di vista chimico.

Molti credono che la birra sia una bevanda per la gente comune – e si sbagliano di grosso, molti pensano che la birra faccia male – e anche questo è un errore, così come quelli che ritengono che la birra non faccia male. E affronteremo anche questo.

E a differenza dei precedenti articoli – cercherò di evitare di dilungarmi, meglio suddividere questo racconto in più parti. E se a un certo punto non ci sarà interesse – smetterò semplicemente di torturare il povero lettore.

Eccoci.

Storia della questione

La storia della birra nel mondo risale a diverse migliaia di anni. Le prime menzioni risalgono all'epoca del neolitico. Già 6000 anni fa l'uomo utilizzava tecnologie che consentivano di trasformare il pane in una bevanda aromatica – si ritiene infatti che la birra sia la bevanda alcolica più antica del mondo.

La storia della birra inizia ancora prima della nostra era, e i meriti degli inventori appartengono agli sciti. La loro scrittura cuneiforme, scoperta da E. Huber in Mesopotamia, conteneva circa 15 ricette di questa bevanda. Gli abitanti della Mesopotamia utilizzavano per la preparazione della birra il farro. Veniva macinato con l'orzo, mescolato con acqua, aggiunte erbe e lasciato fermentare. Sulla base del mosto ottenuto si preparava la bevanda. Da notare: in sostanza era stata inventata la birra di frumento, ma nessuno parlava ancora del luppolo, dunque sostanzialmente si stava preparando un gruit o birra alle erbe. In questo caso, il malto non era germinato.

La prossima pietra miliare nella storia della produzione della birra fu la civiltà babilonese. Furono proprio i babilonesi a inventare un modo per migliorare la bevanda. Germinavano i cereali e poi li essiccavano, ottenendo così il malto. La birra a base di cereali e malto si conservava per non più di un giorno. Per rendere la bevanda più aromatica, aggiungevano spezie, corteccia di quercia, foglie di alberi e miele — già allora si idearono additivi alimentari, del resto, perché ci sarebbero voluti circa 5000 anni prima che fosse introdotto il Reinheitsgebot, ovvero la legge tedesca sulla purezza della birra!

Progressivamente, la birra si diffuse nell'antico Egitto, Persia, India e nel Caucaso. Ma nell'antica Grecia non era molto popolare, poiché considerata una bevanda per i poveri. È allora che sono nati tutti questi pregiudizi.

La storia della creazione della birra ha avuto uno sviluppo con l'inizio del Medioevo. Questo periodo è chiamato il secondo rinascimento della birra. Si ritiene che sia avvenuto in Germania. Il termine tedesco Bier deriva dall'antico germanico Peor o Bror. Anche l'inglese Ale sembra avere origini etimologiche nel radicale proto-indoeuropeo, presumibilmente con il significato di “ubriachezza”. La provenienza indoeuropea di questo radicale è convincente quando confrontata con il danese e il norvegese moderni øl, così come l'islandese öl (nel gruppo linguistico germanico, a cui apparteneva anche l'antico inglese) e lituano e lettone alus — birra (il gruppo baltico della famiglia indoeuropea), e l'olio nordrusso (nel senso di bevanda alcolica), oltre a estone õlu e finlandese olut. In breve, nessuno sa come siano nate queste parole, perché qualcuno ha commesso errori nell'antica Babilonia — e ora ognuno chiama la birra in modo diverso. Tuttavia, viene anche prodotta in modi diversi.

Proprio nel Medioevo si iniziò ad aggiungere il luppolo nella bevanda. Con la sua introduzione, migliorarono le qualità organolettiche della birra e il suo periodo di conservazione si allungò. Ricorda, %username%: il luppolo era principalmente un conservante per la birra. Ora la bevanda poteva essere trasportata ed era diventata oggetto di commercio. Comparvero centinaia di ricette e varietà di birra. Alcuni studiosi di regioni note ritengono che i primi a coltivare il luppolo siano stati gli slavi, poiché in Russia già nel IX secolo la produzione di birra era ampiamente diffusa.

A proposito, nel Medioevo, le birre leggere erano ampiamente consumate in Europa al posto dell'acqua. Anche i bambini potevano permettersi una birra — e sì, si trattava di birra vera, non di kvas come alcuni pensano. Non bevevano perché erano disperati e volevano ubriacarsi, ma perché dopo aver assaggiato l'acqua si rischiava di soccombere a un gran numero di malattie già note e sconosciute. Con un livello di medicina che si attestava a quello della piantaggine e delle levatrici, questa situazione era troppo pericolosa. Inoltre, la cosiddetta birra da tavola (“small ale”) era anche nutriente e si abbinava perfettamente ai pasti in quantità enormi, poiché conteneva circa l'1% di alcol. Affronteremo anche la domanda logica: "E cosa allora eliminava tutte queste malattie?".

Il XIX secolo è stato segnato da una nuova svolta nella storia della nascita della birra. Inizialmente, Louis Pasteur scoprì la relazione tra fermentazione e cellule di lievito. Pubblicò i risultati della sua ricerca nel 1876 e, cinque anni dopo, nel 1881, lo scienziato danese Emil Christian Hansen ottenne una coltura pura di lieviti di birra, il che rappresentò un impulso per la produzione industriale di birra.

Parlando della storia della birra analcolica, il punto di partenza è stato il Volstead Act del 1919, che segnò l'inizio dell'era del proibizionismo negli Stati Uniti: di fatto, la produzione, il trasporto e la vendita di bevande alcoliche con un contenuto superiore allo 0,5% furono vietati. Quindi, non si trattava neanche di 'small ale'. Tutte le aziende di birra si dedicarono alla produzione di queste bevande praticamente analcoliche a base di malto, ma secondo la legge il prodotto doveva essere chiamato 'bevanda a base di cereali', che la gente subito soprannominò 'donna di gomma' o 'quasi-birra' ('near beer'). In realtà, per passare dalla normale birra vietata al nuovo 'quasi-birra', bastava aggiungere un solo ulteriore passaggio al processo produttivo (e di questo ne parleremo sicuramente), il che non aumentava significativamente il costo del prodotto finale e permetteva di tornare rapidamente alla produzione della bevanda tradizionale: 'Penso che sarà un grande momento per la birra,' ha detto il presidente degli Stati Uniti Franklin Roosevelt, firmando il Cullen-Harrison Act il 22 marzo 1933, che consentì di aumentare il contenuto alcolico a un massimo del 4%. La legge è entrata in vigore il 7 aprile e da quel momento questa data è diventata il Giorno Nazionale della Birra negli Stati Uniti! Si dice che già il 6 aprile gli americani si allineassero davanti ai bar, e quando ha colpito la fatidica mezzanotte… Insomma, le statistiche dicono che solo il 7 aprile negli Stati Uniti sono state consumate un milione e mezzo di barili di birra. E tu hai bevuto una pinta di birra il 7 aprile, %username%?


A proposito, se ti interessa - in una delle prossime parti parlerò di una legge sul proibizionismo ancora più severa - e non si tratta nemmeno dell'URSS, ma dell'Islanda.

Attualmente la birra non viene prodotta solo in Antartide - anche se non è certo. Esistono decine di categorie e centinaia di stili - e se ti interessa, puoi consultare le loro descrizioni qui. La birra non è affatto così semplice come si pensa, il prezzo di una bottiglia a volte può superare quello di un cartone di vino - e non parlo del vino di tipo 'Château de la Paquet'.

Quindi, %username%, se adesso stai leggendo mentre hai aperto una bottiglia di birra - riempi ti di rispetto e continua a leggere.

Ingredienti

Prima di analizzare di cosa è fatta la birra, ricordiamo brevemente il processo di produzione di questa bevanda.

La birra – come molte altre cose in questo mondo – è un prodotto della combustione incompleta. In realtà, la fermentazione è il processo grazie al quale assaporiamo questo piacere, così come la tua, %username%, capacità di leggere queste righe è un prodotto della combustione incompleta degli zuccheri, solo che nel caso della birra gli zuccheri non bruciano nel tuo cervello, ma nei lieviti nella catena del metabolismo.
Come in qualsiasi combustione, i prodotti sono anidride carbonica e acqua – ma ricordi che ho detto "incompleta"? E infatti: nella produzione della birra i lieviti non vengono lasciati abbuffarsi (anche se non è propriamente corretto, ma serve per una comprensione generale) – e quindi oltre all'anidride carbonica si forma anche alcool.

Poiché il cibo non è zucchero puro, ma una miscela di vari composti, il prodotto non è solo anidride carbonica, acqua e alcool – ma un intero bouquet, grazie al quale esistono proprio queste birre. Ora ti parlerò di alcuni ingredienti principali e, nel frattempo, sfaterò alcuni miti sulla birra.

Acqua.

Ricordando che, dopotutto, sono un chimico, passerò a un linguaggio chimico noioso.

La birra è una soluzione acquosa di sostanze estrattive del malto, che non subiscono modifiche durante la fermentazione e il post-fermentazione della birra, etanolo e sostanze aromatiche che sono o metaboliti secondari degli lieviti o derivanti dal luppolo. Le sostanze estrattive includono carboidrati non fermentati (α- e β-glucani), sostanze fenoliche (antociani, oligomeri e polifenoli), melanoidine e caramello. La loro concentrazione nella birra varia a seconda della percentuale di sostanze secche nel mosto iniziale, della composizione del mosto, dei regimi tecnologici di fermentazione e delle caratteristiche delle ceppi di lievito, oscillando tra 2,0 e 8,5 g/100 g di birra. Questi stessi parametri sono legati al contenuto di alcol, la cui percentuale nella birra può variare dallo 0,05 all'8,6%, e alle sostanze aromatiche (alcol superiori, esteri, aldeidi, ecc.), la sintesi dei quali dipende sia dalla composizione del mosto che, in particolare, dai regimi di fermentazione e dalla natura del lievito. Di solito, per la birra fermentata con lieviti da bassa fermentazione, la concentrazione dei prodotti metabolici secondari degli lieviti non supera i 200 mg/l, mentre per la birra ad alta fermentazione il loro livello supera i 300 mg/l. Anche la quota di sostanze amare provenienti dal luppolo nella birra è molto bassa, non superando i 45 mg/l.

Tutto ciò è molto noioso, le cifre possono realmente variare in entrambe le direzioni, ma il concetto è chiaro: c'è davvero poco di tutto questo rispetto alla quantità d'acqua nella birra. Più o meno come te, %username%, la birra è costituita per circa il 95% da acqua. Non sorprende che la qualità dell'acqua influisca sulla birra in modo diretto. E infatti, questo è uno dei motivi per cui lo stesso tipo di birra, prodotto da diverse fabbriche in luoghi diversi, può avere gusti differenti. Un esempio specifico e, probabilmente, il più noto è Pilsner Urquell, che è stato tentato di produrre a Kaluga, ma non ha avuto successo. Oggi questa birra è prodotta solo nella Repubblica Ceca a causa della particolare acqua morbidissima.

Nessuna birreria inizierà a produrre birra senza prima controllare l'acqua con cui dovrà lavorare: la qualità dell'acqua è troppo importante per il prodotto finale. I principali protagonisti in questo senso sono gli stessi cationi e anioni che vedi sull'etichetta di qualsiasi bevanda gassata, solo che i livelli sono monitorati in modo decisamente più preciso e non nel range "50-5000" mg/l.

Analizziamo quindi su cosa influisce la composizione dell'acqua.

In primo luogo, l'acqua deve rispettare le normative SanPiN, e pertanto subito scartiamo metalli pesanti e altre sostanze tossiche: non dovrebbero esserci affatto in acqua. Le principali restrizioni per l'acqua utilizzata nella produzione della birra (durante l'infusione) riguardano indicatori come il valore del pH, la durezza, le proporzioni tra le concentrazioni di ioni di calcio e magnesio, norme che non sono affatto regolamentate nell'acqua potabile. Inoltre, il contenuto di ioni di ferro, silicio, rame, nitrati, cloruri e solfati deve essere decisamente inferiore. Non è permesso che ci siano nitriti nell'acqua, poiché sono forti tossine per il lievito. Gli indicatori dei componenti minerali (residuo secco) nell'acqua devono essere la metà e il valore della COD (domanda chimica di ossigeno — ossidabilità) deve essere inferiore di 2,5 volte. Nella valutazione dell'idoneità dell'acqua per la produzione di birra è stato incluso un indicatore come l'alcalinità, che è assente nelle normative per l'acqua potabile.

Inoltre, sono richieste ulteriori condizioni per l'acqua utilizzata per correggere la percentuale di sostanze secche e alcol nel brewing ad alta densità (high-gravity brewing). Quest'acqua deve essere, innanzitutto, microbiologicamente pura e, in secondo luogo, deareata (cioè praticamente priva di ossigeno disciolto) e contenere ancora meno ioni di calcio e bicarbonati rispetto all'acqua generalmente raccomandata per la produzione di birra. Che cos'è il brewing ad alta densità?Se non lo sapevi, la tecnologia della birrificazione ad alta densità prevede che, al fine di aumentare la produttività del reparto di produzione, si cuocia il mosto con una percentuale di sostanze secche superiore del 4…6% rispetto alla percentuale di sostanze secche della birra finita. Successivamente, questo mosto viene diluito con acqua fino alla percentuale di sostanze secche desiderata, sia prima della fermentazione che con la birra già pronta (sì, la birra viene diluita — ma questo avviene solo in fabbrica e ne parlerò più avanti). Inoltre, per ottenere una birra che non differisca nel gusto da quella prodotta con la tecnologia classica, è sconsigliato aumentare l'estrattività del mosto iniziale di oltre il 15%.

È estremamente importante mantenere il pH dell'acqua corretto — non parlo affatto del gusto della birra finita, ma del processo di fermentazione del mosto (tra l'altro, è stato scoperto che non influisce sul gusto — non percepirai una differenza così sottile). Infatti, il pH influisce sull'attività degli enzimi che i lieviti utilizzano per nutrirsi. Il valore ottimale è considerato compreso tra 5,2 e 5,4, ma a volte questo valore viene spostato verso un lato più alto per aumentare l'amarezza. Il valore del pH influisce sull'intensità dei processi metabolici nelle cellule di lievito, il che si riflette sul coefficiente di aumento della biomassa, sulla velocità di crescita delle cellule e sulla sintesi dei metaboliti secondari. Così, in un ambiente acido si produce principalmente etanolo, mentre in un ambiente alcalino si intensifica la sintesi della glicerina e dell'acido acetico. L'acido acetico influisce negativamente sul processo di proliferazione dei lieviti, quindi deve essere neutralizzato, correggendo il pH durante la fermentazione. Le diverse 'alimente' possono avere un diverso valore ottimale di pH: ad esempio, per il metabolismo del saccarosio è necessario un pH di 4,6, per il maltosio – 4,8. Il pH è uno dei principali fattori nella formazione degli esteri complessi, di cui parleremo più tardi, e che creano quegli stessi profumi fruttati della birra.

La correzione del pH è sempre un equilibrio tra carbonati e bicarbonati nella soluzione, poiché sono proprio loro a determinare questo valore. Ma anche qui non è tutto così semplice, perché oltre agli anioni ci sono anche cationi.

Nella produzione della birra, i cationi minerali presenti nell'acqua si dividono in attivi e inattivi. I cationi attivi sono tutti i sali di calcio e magnesio: così, la presenza di calcio e magnesio (e, tra l'altro, sodio e potassio) in un contesto di alta concentrazione di carbonati aumenta il pH, mentre il calcio e il magnesio (con sodio e potassio esclusi) riducono il pH in collaborazione con solfati e cloruri. Giocando con le concentrazioni di cationi e anioni, è possibile ottenere un valore ottimale di acidità. I birrai preferiscono il calcio rispetto al magnesio: innanzitutto, l'ione calcio è associato al fenomeno della flocculazione dei lieviti e, in secondo luogo, quando si elimina la durezza temporanea tramite ebollizione (come in un bollitore), il carbonato di calcio precipita e può essere rimosso, mentre il carbonato di magnesio si precipita lentamente e si dissolve parzialmente di nuovo al raffreddamento dell'acqua.

Ma in realtà, il calcio e il magnesio sono solo l'inizio. Per non appesantire l'articolo, riassumerò insieme alcune influenze delle impurità ioniche nell'acqua su vari fattori di produzione e qualità della birra.

Influenza sul processo di birrificazione

• Ioni di calcio - Stabilizzano l'alfa-amilasi e aumentano la sua attività, con il risultato di aumentare l'estrazione dell'estratto. Aumentano l'attività degli enzimi proteolitici, di conseguenza aumenta il contenuto di azoto totale e di α-amminico nel mosto.
• Determinano il livello di riduzione del pH del mosto durante l'infusione, l'ebollizione del mosto con luppolo e la fermentazione. Determinano la flocculazione dei lieviti. La concentrazione ottimale di ioni è di 45-55 mg/l di mosto.
• Ioni di magnesio - Fanno parte degli enzimi della glicolisi, quindi sono necessari sia per la fermentazione sia per la proliferazione dei lieviti.
• Ioni di potassio - Stimolano la proliferazione dei lieviti, fanno parte dei sistemi enzimatici e dei ribosomi.
• Ioni di ferro - Influenza negativa sui processi di infusione. A concentrazioni superiori a 0,2 mg/l possono causare degenerazione dei lieviti.
• Ioni di manganese - Entrano come cofattori negli enzimi dei lieviti. Il contenuto non deve superare 0,2 mg/l.
• Ioni di ammonio - Possono essere presenti solo nelle acque reflue. Sono assolutamente inaccettabili.
• Ioni di rame - A concentrazioni superiori a 10 mg/l sono tossici per i lieviti. Possono costituire un fattore mutageno per i lieviti.
• Gli ioni di zinco — A concentrazioni da 0,1 a 0,2 mg/l stimolano la proliferazione dei lieviti. A concentrazioni elevate inibiscono l'attività dell'α-amilasi.
• Cloruri — Riduce la flocculazione dei lieviti. A concentrazioni superiori a 500 mg/l rallentano il processo di fermentazione.
• Bicarbonati — A concentrazioni elevate portano ad un aumento del pH, e di conseguenza a una riduzione dell'attività degli enzimi amilolitici e proteolitici, riducono l'estrazione dell'estratto e favoriscono l'aumento della colorazione del mosto. La concentrazione non deve superare i 20 mg/l.
• Nitrati — A concentrazioni superiori a 10 mg/l sono presenti nei reflui. In presenza di batteri della famiglia Enterobacteriaceae si forma un ione nitrito tossico.
• Silicati — Riducono l'attività di fermentazione a concentrazioni superiori a 10 mg/l. I silicati provengono principalmente dal malto, ma a volte, specialmente in primavera, l'aumento nella birra può essere causato dall'acqua.
• Fluoruri — Fino a 10 mg/l non influenza.

Influenza sul gusto della birra

• Ioni di calcio — Riduce l'estrazione dei tannini, che conferiscono alla birra un'amarezza ruvida e un sapore astringente. Riduce l'utilizzo di sostanze amare del luppolo.
• Ioni di magnesio — Conferiscono un retrogusto amaro alla birra, percepito a concentrazioni superiori a 15 mg/l.
• Ioni di sodio — A concentrazioni superiori a 150 mg/l conferiscono un sapore salato. A concentrazioni di 75-150 mg/l riducono la pienezza del gusto.
• Solfati — Conferiscono alla birra astringenza e amarezza, influenzano il retrogusto. A concentrazioni superiori a 400 mg/l conferiscono alla birra un "gusto secco" (saluti, Guiness Draught!). Possono precedere la formazione di sapori e odori sulfurei legati all'attività microbica di microorganismi infettanti e lieviti.
• Silicati — Influiscono sul gusto in modo indiretto.
• Nitrati — Influenzano negativamente il processo di fermentazione a concentrazioni superiori a 25 mg/l. Possibilità di formazione di nitrosammine tossiche.
• Cloruri — Conferiscono alla birra un gusto più delicato e dolce (sì, sì, ma se non ci sono ioni di sodio). A concentrazioni di circa 300 mg/l aumentano la pienezza del gusto e conferiscono un sapore e un aroma di melone alla birra.
• Ioni di ferro — A concentrazioni superiori a 0,5 mg/l aumentano il colore della birra, appare una schiuma marrone. Conferiscono alla birra un retrogusto metallico.
• Ioni di manganese — Simile all'influenza degli ioni di ferro, ma molto più forte.
• Gli ioni di rame - Influiscono negativamente sulla stabilità del gusto. Attenuano il retro gusto sulfureo della birra.

Influenza sulla stabilità colloidale (torbidità)

• Gli ioni di calcio - Precipitano gli ossalati, riducendo così la possibilità di torbidità ossalica nella birra. Aumentano la coagulazione delle proteine durante l'ebollizione del mosto con il luppolo. Riducendo l'estrazione del silicio, questo ha un effetto positivo sulla stabilità colloidale della birra.
• Silicati - Riducono la stabilità colloidale della birra a causa della formazione di composti insolubili con gli ioni di calcio e magnesio.
• Gli ioni di ferro - Accelerano i processi di ossidazione, causando torbidità colloidale.
• Gli ioni di rame - Influiscono negativamente sulla stabilità colloidale della birra, fungendo da catalizzatori per l'ossidazione dei polifenoli.
• I cloruri - Migliorano la stabilità colloidale.

E com'è? In realtà, diversi stili di birra si sono sviluppati in varie parti del mondo anche grazie all'acqua diversa. I birrai di una certa area riescono a produrre birra di successo con un gusto e un aroma maltato ben definiti, mentre i produttori di un'altra zona producono una bevanda straordinaria con un profilo di luppolo evidente: tutto perché in diverse regioni l'acqua era differente, e su quella base una birra veniva meglio di un'altra. Oggi, ad esempio, la composizione dell'acqua per la birra è considerata ottimale in questo modo:

Tuttavia, è chiaro che ci sono sempre delle variazioni, e queste variazioni spesso spiegano perché la "Baltika 3" di San Pietroburgo non è affatto la "Baltika 3" di Zaporizhzhia.

È del tutto logico che ogni acqua utilizzata per la produzione di birra subisca diverse fasi di preparazione, inclusi analisi, filtrazione e, se necessario, correzione della composizione. Molto spesso, il birrificio esegue un processo di preparazione dell'acqua: l'acqua ottenuta in un modo o nell'altro subisce la rimozione del cloro, la modifica della composizione minerale e la correzione della durezza e dell'alcalinità. Si potrebbe anche non preoccuparsi di tutto ciò, ma solo se si ha fortuna con la composizione nominale dell'acqua, il birrificio riesce a produrre solo un paio di varietà. Pertanto, il controllo e la preparazione dell'acqua vengono eseguiti SEMPRE.

Le tecnologie moderne, quando ci sono abbastanza fondi, consentono di ottenere acqua con praticamente tutte le caratteristiche desiderate. La base può essere sia l'acqua potabile cittadina che quella prelevata direttamente da una sorgente artesiana. Ci sono anche casi esotici: una birreria svedese, ad esempio, ha prodotto birra da acque reflue purificate, mentre artigiani cileni realizzano birra utilizzando acqua raccolta nel deserto dalla nebbia. È chiaro che, nella produzione in serie, un processo costoso di trattamento dell'acqua influisce sul costo finale — e, forse, è proprio per questo che il già citato Pilsner Urquell non viene più prodotto altrove se non a casa in Repubblica Ceca.

Penso che per la prima parte possa bastare. Se il mio racconto risulterà interessante, nella prossima parte parleremo di altri due ingredienti fondamentali della birra e, forse, di uno facoltativo. Discuteremo del perché la birra ha profumi diversi, se ci sono birre "chiare" e "scure" e parleremo anche di strane sigle come OG, FG, IBU, ABV, EBC. Potrebbe esserci altro ancora, oppure qualcosa non ci sarà e comparirà nella terza parte, in cui prevedo di fare una panoramica sulla tecnologia e poi affrontare miti e idee sbagliate riguardanti la birra, inclusa la questione se la birra venga "diluita" o "rinforzata", e discuteremo se è possibile bere birra scaduta.

E forse ci sarà anche una quarta parte... La scelta è tua, %username%!

Fonte: habr.com