Fare una birra migliore con la chimica

3 ago 2020

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Lager o ale? Birra chiara o scura? Birra speciale o semplice alla spina? Questa settimana, per celebrare la Giornata Internazionale della Birra, venerdì 7 agosto, ho scelto di scrivere di un argomento a me vicino e caro: come fare una birra migliore! Come molti altri, all'inizio della mia vita adulta, ho apprezzato la bevanda senza pensare molto alla vasta gamma di stili e come differivano, al di là degli ovvi sensi visivi e gustativi. Tuttavia, come chimico con molti amici chimici, sono stato introdotto in diversi momenti nel mondo della birra fatta in casa. Alla fine, ho ceduto.

Nel 2014, mio marito ed io abbiamo acquistato tutti gli accessori per preparare 25 litri (~6,5 galloni) della nostra birra alla volta. L'intero processo è controllato da noi, dall'ideazione di una ricetta e la macinazione dei chicchi, alla sanificazione e all'imbottigliamento del prodotto finito. Ci piace essere in grado di sviluppare l'esatta amarezza, dolcezza, sensazione in bocca, aroma e contenuto alcolico per ogni lotto che produciamo.

Negli anni siamo diventati più seri riguardo a questo hobby ottimizzando la procedura e apportando vari miglioramenti al setup – compresa la costruzione del nostro frigorifero di fermentazione a temperatura controllata gestito da software. Tuttavia, senza un sistema automatizzato, occasionalmente si verificano problemi di riproducibilità tra lotti quando si utilizza la stessa ricetta. Questo è un problema a cui ogni produttore di birra può fare riferimento, indipendentemente dalle dimensioni della loro attività.

Lavorare per Metrohm dal 2013 mi ha permesso di avere accesso a diverse strumentazioni analitiche al fine di verificare alcuni attributi di qualità (ad es. composizione dell'acqua di sciopero, pH del mosto, amarezza). Tuttavia, Metrohm può fornire molto di più a coloro che lavorano nell'industria della birra. Continua a leggere per scoprire come abbiamo migliorato l'analisi nel più grande birrificio della Svizzera.

Cerchi applicazioni nelle bevande alcoliche? Scopri la nostra selezione di Application Notes gratuite:

Scarica le Application Notes Metrohm per le bevande alcoliche qui

Confronto tra la fermentazione di lager e ale.

Lager contro Ale

Esistono due classi principali di birra: lager e ale. Il principale contrasto tra i due è il tipo di lievito utilizzato per il processo di fermentazione. Le lager devono essere fermentate a temperature più fredde, il che conferisce sapori croccanti e bassa formazione di esteri. Tuttavia, i processi più freddi richiedono più tempo e quindi le fasi di fermentazione possono durare alcuni mesi. Le Ale hanno un palato di sapori molto più dolce e fruttato e sono molto più facili da creare rispetto alle lager, poiché la fermentazione avviene a temperature più calde e avviene a un ritmo molto più veloce.

Immergendosi un po' più a fondo, ci sono diversi stili di birra, dalle pilsner leggere e pale ale alle porter e alle black imperial stout. La varietà di colori e sapori dipende principalmente dai grani utilizzati durante il mosto, che è il processo iniziale di ammollo dei grani macinati a una temperatura (o intervallo) specifica per modificare gli amidi e gli zuccheri affinché il lievito possa digerire. Il ceppo di lievito contribuisce anche al sapore finale, sia esso secco, fruttato o addirittura acido. Prendersi cura del lievito è una delle parti più importanti per creare una birra dal sapore eccezionale.

Terminologia della produzione di birra

Ingredienti per una birra vera e propria

Al giorno d'oggi, la birra può contenere diversi ingredienti e aderire ancora a uno stile. Orzo, avena, grano, segale, frutta, miele, spezie, luppolo, lievito, acqua e altro ancora sono tutti componenti della nostra cultura birraria contemporanea. Tuttavia, in Baviera nel 1500 le regole erano molto più rigide. Una legge di purezza nota come la Reinheitsgebot (1516) affermava che la birra doveva essere prodotta solo con acqua, orzo e luppolo. Non erano consentiti altri additivi, il che significava che altri cereali come segale e grano erano vietati per essere utilizzati nel processo di produzione della birra. Sappiamo tutti quanto seriamente i tedeschi prendano la loro birra - devi solo visitare l'Oktoberfest una volta per capire!

La determinazione dei composti amari del luppolo, noti come «alfa acidi», può essere facilmente determinata con la strumentazione Metrohm. Consulta la nostra brochure per maggiori informazioni.

Brochure: Acidi alfa nel luppolo – Determinazione secondo EBC 7.4 mediante titolazione conduttometrica

Potresti averlo notato che il lievito non era uno dei pochi ingredienti menzionati nella legge sulla purezza, tuttavia era comunque essenziale per il processo di produzione della birra. Il lievito veniva appena raccolto alla fine di ogni partita e aggiunto alla successiva, e la sua propagazione dal processo di fermentazione assicurava sempre che alla fine ce ne fosse sempre abbastanza. Garantire la salute del lievito è parte integrante della fermentazione e della qualità del prodotto finale. Con nutrienti adeguati, livelli di ossigeno, temperature stabili e un apporto di zuccheri semplici digeribili,con alcuni ceppi di lievito è possibile raggiungere una gradazione alcolica fino al 25% (e anche oltre) senza distillazione (mediante riscaldamento o congelamento, come per gli eisbock).

Qualità migliorata con test analitici

Le buone birre non si fanno da sole. Per le operazioni di produzione della birra più grandi, che si basano sulla coerenza di qualità e sapore tra grandi volumi di lotti e in diversi paesi, test analitici completi sono la chiave del successo.

Metrohm è ben attrezzata per questo compito, offrendo molte soluzioni per birrifici grandi e piccoli.

Application Notes per l'analisi della birra

Non prendertela con me: ascolta uno dei nostri clienti, Jules Wyss, responsabile del laboratorio Controllo qualità presso il Birrificio Feldschlösschen, il più grande birrificio della Svizzera.

Feldschloesschen AG utilizza la soluzione Metrohm per il controllo qualità della birra

Le soluzioni precedenti non sono riuscite

Jules ha determinato per molto tempo i parametri di qualità in i suoi campioni di birra utilizzando sistemi di analisi separati: un titolatore, un sistema HPLC, un dispositivo di misurazione dell'alcol e un densimetro. Queste misurazioni separate hanno comportato un'enorme quantità di lavoro: non solo le analisi stesse, ma anche la documentazione e l'archiviazione dei risultati doveva essere gestita separatamente.

Inoltre, Jules ha dovuto spesso fare i conti con risultati inaffidabili – a seconda della procedura di misurazione, doveva analizzare un campione fino a tre volte per ottenere un'accurata risultato.

Un sistema su misura per Feldschlösschen

La stretta collaborazione di Jules con Metrohm ha prodotto un sistema che si occupa della maggior parte delle misurazioni necessarie. Secondo Jules, il sistema può determinare circa il 90%. i parametri che deve misurare.

Il nuovo sistema di analisi di Jules combina diverse tecniche di analisi: cromatografia ionica e titolazione da Metrohm, nonché alcol, densità e misurazione del colore di un altro produttore. Sono tutti controllati dal software di titolazione tiamo. Ciò significa che amarezza, acido citrico, valore del ph, gradazione alcolica, densità, e il colore possono essere tutti determinati eseguendo un unico metodo in tiamo.

Misurazione della qualità complessiva dell'acqua nonché l'analisi a valle del processo di sanificazione sulla linea di imbottigliamento è possibile anche con la linea di strumentazione di Process Analysis di Metrohm. Scopri maggiori informazioni nella nostra Application Note del processo gratuita di seguito.

Alcalinità e amp; durezza di processo e acqua di reintegro per la produzione della birra

I sistemi analitici integrati con capacità automatizzate consentono una determinazione «plug and play» di una varietà di parametri di qualità per gli analisti QA/QC nell'industria della birra. L'analisi dei campioni è snellita e semplificata , e la velocità è aumentata tramite l'automazione delle lunghe fasi di preparazione e raccolta dei dati, che riduce anche la possibilità di errore umano.

Qualcosa da celebrare: la confezione da 6 Metrohm (2018)

Nel 2018, Metrohm ha celebrato il suo 75° anniversario. In questo momento, ho deciso di unire la mia esperienza di analista di laboratorio e di marketing manager per produrre una serie di prodotti sei diversi stili di birra per l'azienda, come omaggio per i clienti del nostro Marchio Metrohm Process Analytics, per il quale ho lavorato al momento.

Ogni lotto è stato preparato per contenere precisamente il 7,5% di ABV (alcool in volume), per risuonare con il 75° anniversario. La gamma di birre è stata progettata per attrarre un vasto pubblico, con una birra scura, porter, brown ale, red ale, hefeweizen e un'India pale ale (IPA). Ogni stile richiede azioni diverse soprattutto durante il processo di ammostamento, in base al tipo di granella utilizzata e al risultato desiderato (es. equilibrio gustativo, sensazione in bocca, gradazione alcolica).

Cromatogrammi sovrapposti dall'analisi dell'acido organico IC che evidenziano le differenze tra due stili delle birre Metrohm 75 year Jubilee.

Usando un cromatografo ionico Metrohm, ho analizzato la mia acqua del rubinetto di casa per le concentrazioni dei principali cationi e anioni per assicurarmi che non fossero necessari sali extra per regolarla prima dell'ammostamento. Dopo che alcune delle birre sono state preparate, ho testato i miei colleghi del quartier generale internazionale di Metrohm nel dipartimento IC, per vedere se potevano determinare la differenza tra due bottiglie con ingredienti diversi.

L'analisi IC di acidi organici e anioni ha mostrato una chiara differenza tra le birre, consentendo loro di determinare quale campione corrispondeva a quale stile, poiché non li ho etichettati prima di spedire le bottiglie per l'analisi. Poiché la milk stout conteneva lattosio in aggiunta, questo picco era molto pronunciato e un indicatore perfetto da utilizzare.

Conclusione

La cromatografia ionica Metrohm, insieme alla titolazione, alla spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) e ad altre tecniche, consente un'analisi della birra affidabile e completa per tutti.

In conclusione, vi auguro una Felice Giornata Internazionale della Birra. Si spera che questo articolo abbia illuminato i vari modi in cui la birra e altre bevande alcoliche possono essere analizzate analiticamente per i parametri di controllo della qualità e altro ancora – veloce, facile e affidabile con la strumentazione Metrohm.

La tua conoscenza "take-aways"

Nel regno della birra – Il più grande birrificio della Svizzera ottiene un sistema su misura