Il controllo della qualità nella produzione della birra: comprendere l'interazione tra lievito e zucchero nella fase di ammostamento

Il controllo del processo di birrificazione inizia con la determinazione dello stato del mosto. Nella fase di ammostamento, l'amido viene convertito in zuccheri fermentescibili da enzimi specifici (amilasi) presenti nel malto. Lo stato di conversione può essere valutato misurando l’amido residuo nel mosto, garantendo che il processo possa proseguire senza problemi. Solitamente, valori inferiori a 1 g/L di amido residuo sono considerati accettabili, mentre valori più alti richiedono attenzione, poiché aumenta il rischio di contaminazione da microrganismi indesiderati capaci di utilizzare l’amido.

Come menzionato in precedenza, la conversione dell'amido rilascia circa 70-80% di zuccheri fermentescibili, suddivisi in maltosio (60-65%), maltotriosio (15-20%), glucosio (10-15%) e un 20-30% di zuccheri non fermentescibili (destrine). Inoltre, si trovano piccole percentuali di fruttosio e saccarosio, con una quantità leggermente maggiore di saccarosio.

La fase di ammostamento rappresenta uno dei passaggi chiave nella produzione della birra. In questa fase si evidenzia la relazione simbiotica tra zuccheri fermentescibili e lievito: il lievito scinde gli zuccheri fermentescibili producendo alcol e CO₂, trasformando il mosto in birra. Il lievito metabolizza gli zuccheri fermentescibili in sequenza, iniziando da quelli più semplici per arrivare a quelli più complessi.

Tabella 1. Composizione teorica del mosto a 12 °P

Come illustrato nella Tabella 1, il maltosio e il maltotriosio sono i più abbondanti nel mosto, quindi il loro utilizzo da parte del lievito influenza significativamente l’efficienza della fermentazione e le caratteristiche del prodotto finale.

La maggior parte dei lieviti può metabolizzare il maltotriosio, ma questo processo inizia solo dopo che tutti gli zuccheri più facilmente assorbibili (glucosio e maltosio) sono stati consumati. L’utilizzo del maltotriosio varia anche a seconda dei ceppi di lievito utilizzati: in base al tipo di ceppo, sarà possibile avere residui di zuccheri diversi nel prodotto finito. Circa il 20% del mosto è costituito da destrine, polisaccaridi non fermentescibili per i ceppi standard del birrificio, che contribuiscono al gusto della birra apportando corposità.

È possibile metabolizzare le destrine, ad esempio, introducendo enzimi appropriati (destrinasi) o utilizzando lieviti come il  Saccharomyces diastaticus, noto per la sua capacità di metabolizzare le destrine. Il saccarosio è uno zucchero presente in basse percentuali nel mosto, ma la sua concentrazione può aumentare significativamente in caso di aggiunte di destrosio/saccarosio per la produzione di birre ad alto tenore alcolico (high gravity wort). Al contrario, nella produzione di birre analcoliche con ceppi di lievito negativi al maltosio, l’approccio è completamente opposto: la composizione del mosto prevede il 70% di zuccheri non fermentescibili, mentre il restante 20-30% è composto da zuccheri fermentescibili. In questo caso, solo la piccola frazione di glucosio, fruttosio e saccarosio presente subisce fermentazione, producendo una minima percentuale di alcol residuo.

L'importanza dell’analisi della composizione del mosto

Lo studio della composizione del mosto è fondamentale per definire numerosi aspetti sia del processo produttivo che del prodotto finale: è possibile valutare l’efficienza effettiva dell’ammostamento e della fermentazione, confrontare le capacità fermentative di diversi lieviti e comprendere meglio le caratteristiche del prodotto finito.

Limiti delle misurazioni di densità

In pratica, i birrai preferiscono solitamente misurare la densità per caratterizzare il mosto, piuttosto che effettuare un’analisi dettagliata della sua composizione. Tuttavia, utilizzare la densità come unico parametro può portare a risultati fuorvianti. Lo studio degli zuccheri fermentescibili all’inizio e alla fine della fermentazione fornisce informazioni essenziali: due mosti diversi possono avere la stessa densità ma fermentabilità molto diverse.

Come CDR BeerLab® supporta i birrai

In quest’ottica, CDR BeerLab® offre un supporto importante nella determinazione del profilo degli zuccheri fermentescibili durante tutto il processo di fermentazione, grazie a un’analisi rapida e semplice. Un altro vantaggio del sistema è la possibilità di combinare la determinazione di amido e zuccheri fermentescibili in una singola sessione di analisi, risparmiando tempo e raccogliendo più informazioni rispetto a un semplice densimetro.

La flessibilità del sistema consente di adattare la routine analitica non solo alle procedure classiche, ma anche a pratiche di produzione diverse, come nel caso del dry-hopping. Ad esempio, misurare gli zuccheri fermentescibili prima e dopo l’aggiunta del luppolo è una buona pratica: in questo caso, gli zuccheri fermentescibili possono aumentare dopo l’aggiunta del luppolo (hop creep), influenzando il prodotto finito con una maggiore carbonatazione.

• Analizzare la composizione degli zuccheri fermentescibili e non fermentescibili nel mosto è cruciale per ottimizzare l’efficienza dell’ammostamento, comprendere le prestazioni dei lieviti e garantire una qualità costante della birra.
• Il profilo zuccherino fornisce informazioni essenziali che vanno oltre le misurazioni di densità, aiutando i birrai a risolvere problematiche come la variabilità della fermentazione, i rischi di contaminazione e le esigenze specifiche per birre ad alto tenore alcolico o analcoliche.
• CDR BeerLab® offre una soluzione rapida e integrata per analizzare amido e zuccheri fermentescibili, supportando i birrai con dati affidabili per migliorare l’efficienza produttiva e adattarsi alle moderne pratiche birrarie come il dry-hopping.