Come calcolare l’amaro e dosare i luppoli nella produzione

Tra gli aspetti snobbati e sottovalutati del processo produttivo birrario, l’accuratezza e la qualità dell’amaro del prodotto finito rivestono di sicuro una posizione di primo piano. La finezza gustativa il più delle volte non viene concepita e considerata in stesura di ricetta oppure i vari elementi che compongono una birra vengono superficialmente soppesati in maniera distinta, e non considerando il prodotto nella sua integrità. In campo birrario, uno degli aspetti più mutevoli degli ultimi anni è senza dubbio l’utilizzo del luppolo, soprattutto nelle fasi tardive di produzione, complice il forte imprinting sul mercato e sugli appassionati fornito dalle varie declinazioni dello stile IPA. La “moda” delle gettate copiose, in late hopping ed in dry hopping, ha sicuramente contribuito a questa perdita di finezza gustativa, con birre o eccessivamente amare o con astringenze fastidiose. Questa rapida evoluzione del concetto di “luppolatura” non coincide oggi purtroppo con la ricerca in questo campo, esponendo molte problematiche e dubbi, soprattutto riguardanti l’effettiva concentrazione di sostanze amare nel prodotto. A ciò vanno aggiunte le già molteplici perplessità circa l’utilizzo delle formule finora proposte per il calcolo delle unità d’amaro. Il concetto di IBU (International Bitterness Unit) è di per sé un qualcosa di già obsoleto, considerando che è un modello di calcolo dell’amaro proposto a metà ‘900 dagli stessi produttori, e teso a uniformare il grado di amaricatura delle produzioni dell’epoca, troppo spesso instabili e secondarie alle diverse fluttuazioni di freschezza della materia prima. Il luppolo difatti, come vedremo, è costituito dagli acidi alfa, che previa isomerizzazione contribuiscono direttamente all’amaro, e dagli acidi beta, generalmente non importanti ai fini dell’amaricatura a patto che il prodotto sia ben conservato. All’epoca non si badava molto alla freschezza ed alla conservazione del luppolo, pertanto spesso l’ossidazione dei beta-acidi contribuiva il più delle volte all’amaricatura della birra. Motivo per il quale il calcolo dell’IBU era basato sul presupposto che 5/7 dell’amaro provenisse dagli acidi alfa ed il resto da “costituenti non alfa”. Oggi è diverso come sappiamo, con un’attenzione maniacale nei confronti dei processi ossidativo-degenerativi del luppolo e con la ricerca di luppoli con un rapporto alfa/beta a netto favore dei primi. Vedremo pertanto i motivi che ci spingono a capire che una unità numerica non basta oggi a fornirci indicazioni sul grado di amaro della birra.

IBU e UTIL
L’IBU rappresenta la concentrazione, espressa in mg/L, degli iso-alfa acidi nel prodotto (quindi solo i composti isomerizzati). I principali acidi alfa, ovvero umulone, co-umulone e ad-umulone, prima di subire la trasformazione delle proprie conformazioni, risultano essere insolubili e poco amari. Molteplici variabili determinano o meno l’isomerizzazione, trasformando gli stessi in iso-umulone, iso-coumulone e iso-adumulone (maggiore solubilità e molto amari). Maggiore è la temperatura applicata al sistema più veloce è l’isomerizzazione degli alfa acidi (la reazione risulta essere significativa a partire dagli 80-85 gradi a salire). Bolliture sostenute accelerano la reazione, sia per la temperatura dell’intero sistema sia per le zone prossime alle fonti di calore le quali raggiungono temperature maggiori (pertanto da tenere in considerazione in base all’impianto). Gli iso-alfa acidi perdono solubilità al ridursi del pH, pertanto la reazione è indotta in alcalinità, e quindi più basso è il pH più bassa sarà l’estrazione ed isomerizzazione (a pH 5 a 100° la solubilità massima è di 60 mg/L). Maggiore è la concentrazione degli zuccheri nel mosto più lenta è la reazione di estrazione e trasformazione. Anche il formato del luppolo può incidere: non è un segreto che le ghiandole di luppolina dei pellets sono totalmente distrutte e pertanto maggiore è l’accesso ai composti amari e agli olii eterei (si stima un aumento rispetto ai coni interi del 10-15%). Così come il design kettle, visto che anche la forma del tino di boil condiziona l’estrazione (maggiore è la capacità del tino maggiore sarà l’estrazione). Anche durata la bollitura si può intervenire: se è vero che l’estrazione è tempo-dipendente, lunghe bolliture (>60-90 min) provocano perdite di iso-alfa acidi, per via dell’idrolisi degli stessi in acido umulinico (composto non amaro). Pertanto, come mostrato, già nella sola fase calda le variabili di estrazione ed isomerizzazione sono numerose, offrendoci numerosi spunti circa l’utilizzo di ricette su concept di impianti diversi. L’UTIL invece non è altro che la percentuale di alfa acidi estratti ed isomerizzati dal luppolo, parametro fondamentale che ci permette di capire il contributo di ogni gettata di luppolo in funzione del tempo. Questa misura è ovviamente considerata nelle varie formule di calcolo presenti nei vari software per la stima delle IBU.

Perdite dei prodotti amaricanti
La stima delle IBU diventa ancora più complessa se andiamo a considerare tutti i fattori che incidono sulla perdita dei prodotti amari isomerizzati. Come già enunciato, una prima perdita si ha verso le fasi finali di bollitura, con la formazione di acido umulinico. Ciò mostra l’inutilità di proiettarsi in bolliture oltre i 60-90 minuti. Ci sono altri parametri importanti che vanno considerati in stesura di ricetta. Le proteine, ad esempio. Maggiore è la presenza di composti azotati, maggiore è la formazione di trub a fine bollitura. Gli iso-alfa acidi presentano una leggera carica elettrica, pertanto una parte si lega ai composti tanno-proteici. Diversi studi hanno evidenziato correlazioni tra quantità di trub e perdita di composti amari. Altro aspetto da considerare è quello tra fermentazione e pH: la riduzione dell’estratto da parte dei lieviti provoca una fisiologica riduzione del pH (circa 0.8-1 unità); come detto, l’acidificazione del mosto comporta una riduzione della solubilità degli iso-alfa acidi, i quali fuoriescono dalla massa e vanno a collocarsi nel krausen. La perdita media di iso-alfa acidi in fermentazione è importante (25-40%). Uno studio ha mostrato una perdita maggiore in birre scure rispetto alle chiare (10%), probabilmente per la maggiore acidità del mosto. Infine i lieviti: non è un mistero che i composti amari si interfaccino con le cellule di lievito. In generale, lieviti ad elevata agglutinazione e flocculazione provocano una minore perdita di amaro rispetto a quelli che permangono sospesi per maggior tempo nel mosto.

Formule di calcolo
Sono disponibili diverse formule per il calcolo delle IBU teoriche, già incluse nei software per l’elaborazione delle ricette. Spesso la domanda tipica dei neofiti, e non solo, è quali tra queste formule risulta essere la più precisa e realistica. La tipica risposta errata è quella di consigliare la scelta di una ed applicarla per sempre. Con le evidenze odierne ogni formula di calcolo è “adatta” a determinati stili birrari ed eventualmente anche da implementare conoscendo le diverse variabili in gioco. Sono precise? No. Impossibile avere la precisione da formule costruite mediante modelli empirici, ognuna delle quali con vizi di forma e fonti dei dati non sempre chiare. Ma vediamole.

Tinseth
La formula è stata estratta dalla tabella elaborata da Glenn Tinseth nel 1997; l’UTIL è composta di 2 fattori empirici, uno che tiene conto del tempo di bollitura ed uno della densità del mosto. Ad oggi si ritiene che la sua curva di estrazione/isomerizzazione in relazione al tempo di boil sia la più vicina ai dati reali. Egli ha tenuto conto altresì dei parametri prima menzionati, ovvero le perdite dei composti amari durante il ciclo produttivo. Fornisce dati più realistici in caso di bolliture superiori ai 30-45 minuti. Per contro non tiene conto dell’isomerizzazione di alfa acidi in fase di late hopping/whirpool, pertanto è sicuramente da implementare in stili quali Ipa e similari e ricette dove è prevista una gettata di luppolo a 0 minuti.

Rager
Ha presentato la sua formula nel 1990 su Zimurgy; il limite principale è che non cita alcuna fonte e non spiega come sia arrivato ai numeri presenti nelle sue formule. Inoltre, in birre non molto luppolate e/o senza late hopping, mostra dei valori troppo ottimistici di estrazione ed isomerizzazione. Non sembra inoltre che abbia tenuto conto delle varie perdite di iso-alfa acidi. Ideale per birre dove è previsto un utilizzo di luppoli a fine bollitura.

Garetz
Pubblica il suo metodo nel 1994. Utilizza dati simili a quelli di Rager ma applica ai suoi numerosi fattori di correzione, come nel caso di Tinseth, tenendo conto anche della conservazione dei luppoli, dell’utilizzo delle hop bags e di eventuali filtrazioni. Per bolliture di 30 minuti le formule menzionate promuovono risultati simili, con Rager che propone dati intermedi fra Garetz e Tinseth (tabella). Superati i 30 minuti si ha una inversione, con Rager che continua ad ipotizzare una cessione ed isomerizzazione di alfa acidi mentre Garetz ne prevede in minima parte; Tinseth mostra invece un lieve e lento rilascio ma rimanendo sempre tra i due.

La questione del co-umulone
La letteratura birraria è invasa di studi su questo composto che, secondo molti addetti ai lavori, conferirebbe un amaro sgradevole e più harsh rispetto agli altri iso-alfa acidi. Ovviamente si tratta di un falso mito, ma che si basa su un fondo di verità. Birre prodotte con luppoli ad alto tenore di co-umulone rispetto alle stesse brassate con luppoli a basse quantità dello stesso (a parità di IBU teoriche) presenterebbero una maggiore quantità di IBU finali, anche di 6-7 unità di amaro. In effetti il co-umulone isomerizza più velocemente rispetto agli altri due alfa acidi. Inoltre, in fermentazione sono minori le perdite dello stesso. Pertanto non abbiamo un amaro “diverso” ma semplicemente una maggiore presenza di composti amaricanti.

Amaro in late hopping e dry hopping
Questione alquanto spinosa in un momento storico dove le gettate finali e a freddo stanno diventando sempre più copiose. Ciò detto evidenzia ancor di più una difficoltà nello stimare l’effettivo rilascio dei composti amari, soprattutto mediante l’utilizzo delle diverse formule. Abbiamo detto che l’isomerizzazione è in essere dagli 80 gradi a salire, pertanto un rilascio di amaro esiste ed è nettamente percepibile quando si fa un uso smoderato di luppolo. La formula di Rager corrisponde un UTIL del 5% al luppolo in fase di post-bollitura (considera la gettata a 0 come una a 10 minuti circa nella pratica). Viceversa Tinseth non prevede alcuna addizione. Ovviamente la storia è ben più complessa, in quanto a calore in off si assiste ad un raffreddamento lento, soprattutto se parliamo di piccole capacità, stimolato soprattutto dall’agitazione e dal moto del mosto (whirpool). La vicenda si complica ulteriormente se consideriamo un raffreddamento con serpentina, dove si ha una rapida riduzione di temperatura mentre il luppolo è sospeso. Purtroppo la letteratura non fornisce molti dati sul rilascio di amaro in late; dalle poche sperimentazioni effettuate sembrerebbe esserci, nella fascia compresa tra gli 85 ed i 95°, una UTIL del 3-4%. Mancano completamente dati riferiti a birre con > 50 IBU, ma è facile supporre che più ci si avvicina alla soglia di saturazione degli iso-alfa acidi e minore sarà questa differenza. Jaskula et al hanno mostrato, mediante uno studio sulla cinetica di isomerizzazione degli alfa acidi, le differenze principali tra tre diverse temperature applicate (100°, 90°, 80°). Nei primi 15 minuti l’isomerizzazione degli alfa acidi estratti a 90 gradi è del 45% inferiore rispetto agli stessi estratti a 100 gradi, ed ancora più bassa se consideriamo fino ai 30 minuti. Differenza notevole invece confrontando l’isomerizzazione ad 80° rispetto a quella a 100° (75%). Pertanto possiamo confermare il bassissimo contributo di amaro se si esegue late hopping a temperature al di sotto degli 80°. Altra conferma è la maggiore velocità di isomerizzazione del co-umulone, pertanto luppoli ad alte percentuali di questi alfa acido rilasceranno ancora più amaro. La questione dell’amaro in dry hopping è ben documentata invece; gli attori principali di questo amaro sono due: i polifenoli e l’umulinone. Come mostrano alcuni lavori evidenziati da Shellhammer, c’è una correlazione diretta tra concentrazione di polifenoli ed intensità di amaro. Le luppolature a freddo sono condizionate, grazie anche all’alcol presente, da una maggiore estrazione di polifenoli, che evocano un amaro diverso da quello indotto dagli iso-alfa acidi, con una componente di astringenza e deficit di saliva importante. L’umulinone è invece un composto che si ottiene a basse temperature per perossidazione spontanea degli alfa acidi, il quale fornisce circa il 70% dell’amaro confrontato ai corrispettivi iso-alfa. I luppoli in pellets sono ovviamente più suscettibili del fenomeno per via della più facile estrazione dei composti dalla luppolina. Si osserva altresì un innalzamento del pH, con un effetto dosaggio-dipendente che contribuisce ulteriormente ad amplificare le note amare. Mentre gli iso-alfa acidi sembrerebbero fuoriuscire dalla soluzione, ma parte dell’amaro perso è sostituito proprio dall’umulinone estratto. Ovviamente ingenti quantità di luppolo provocano il fenomeno appena descritto; 5g/L di luppolo a freddo vengono considerati come la soglia di “saturazione” aromatica, pertanto spingersi oltre vuol dire soltanto estrarre più amaro e perdere finezza.

Conclusioni
Le variabili che incidono sulla percezione dell’amaro sono molteplici, e che si amplificano ulteriormente considerando anche l’apporto amaricante di composti estranei al luppolo come i prodotti di tostatura o dei composti fenolici, o il profilo degli zuccheri residui e delle proteine, o anche solo la variabilità genetica che esiste sulla percezione dello stesso. Ciò detto esprime l’enorme difficoltà nel dover utilizzare un “codice numerico” per codificare il grado di amaro, sebbene permane l’indubbia utilità nella stesura di una ricetta, e, come mostrato, un utilizzo critico delle varie formule previste può restituirci un parametro meno aleatorio. Forse anche a livello pro l’applicazione di un sistema più semplice ed intelligibile che utilizzi i termini giusti e/o scale esemplificative potrebbe essere più facilmente fruibile dai consumatori in luogo di uno sterile numero riservato alla “nicchia” di intenditori.