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Fare la birra: la bollitura

Il mosto, una volta filtrato accuratamente attraverso il letto di trebbie, viene portato alla temperatura di bollitura e mantenuto in bollore per almeno un’ora. La durata di questa fase può essere variabile e viene scelta in base a quello che si vuole ottenere. Esistono casi in cui si fa bollire il mosto per soli 30 minuti, altri per oltre 3 ore; per produrre alcuni stili molto particolari, la bollitura viene addirittura saltata. Perché si fa bollire il mosto? Vediamo quali sono gli effetti (voluti o collaterali) della bollitura.

Aumento della densità
Quando il mosto bolle, una parte dell’acqua inevitabilmente si disperde nell’aria sotto forma di vapore. Questo comporta una riduzione del volume totale della soluzione e quindi un aumento della concentrazione degli zuccheri (che ovviamente non evaporano). Questo incremento non è tra gli obiettivi primari della bollitura (potremmo semplicemente aggiungere meno acqua nel mash e non bollire per nulla) ma è un effetto collaterale di cui dobbiamo tener conto quando valutiamo l’efficienza complessiva del sistema di produzione. Il tasso di evaporazione è un parametro importante che va tenuto in considerazione per stimare correttamente la densità e la quantità di mosto che porteremo nel fermentatore.

Sterilizzazione
La bollitura di per sè non garantisce la sterilizzazione del mosto. Sterilizzare significa uccidere qualsiasi forma biologica, comprese tutte le tipologie di spore, cosa che non avviene con una semplice bollitura di una o due ore. Per sterilizzare il mosto sarebbe necessaria una bollitura sotto pressione (autoclave) in grado di far salire la temperatura del mosto oltre i 100°C. Fortunatamente non ci troviamo in sala operatoria e non abbiamo bisogno di sterilizzare nulla: eventuali spore “sopravvissute” alla bollitura non avranno modo di riattivarsi poiché il lievito inoculato prenderà in breve il sopravvento consumando la maggior parte dei nutrienti (in primis lo zucchero). Inoltre, il basso pH raggiunto a fine fermentazione inibirà la proliferazione di agenti patogeni, anche se sopravvissuti in forma di spore. La bollitura (anche breve) garantisce invece l’eliminazione di lieviti e batteri in forma vegetativa (quelli pronti a fermentare il mosto), impedendo a questi di averla vinta sul lievito che andremo a inoculare. Tuttavia, se l’unico scopo della bollitura fosse l’eliminazione di lieviti e batteri in forma vegetativa, sarebbe sufficiente bollire per una decina di minuti.

Estrazione dell’amaro dal luppolo
L’amaro viene trasferito nella birra grazie alla solubilizzazione degli alfa-acidi contenuti nelle resine del luppolo. I principali alfa-acidi sono l’umulone, il coumulone e l’adumulone, presenti in quantità variabile a seconda della tipologia di luppolo. I luppoli da amaro hanno una concentrazione di alfa-acidi in genere superiore al 10%, mentre quelli da aroma, in particolare i luppoli nobili europei, non vanno mediamente oltre il 4-5%. L’acqua è una sostanza polare, ovvero è formata da molecole che hanno carica sia negativa che positiva alle estremità opposte della stessa molecola. Queste cariche attraggono altre molecole polari favorendone la solubilizzazione. Gli alfa-acidi non sono particolarmente polari e quindi la loro solubilità in acqua è piuttosto bassa. Il calore della bollitura ne modifica la struttura molecolare (li isomerizza) rendendoli polari e aumentando sensibilmente la loro solubilità. Gli iso alfa-acidi (ovvero gli alfa-acidi isomerizzati), inoltre, sono circa 10 volte più amari degli alfa-acidi non isomerizzati. Per questa ragione la bollitura è essenziale per trasferire l’amaro dai luppoli al mosto. Il livello di amaro trasferito dipende da diversi fattori, tra cui:

  • quantità di alfa-acidi contenuti nel luppolo: maggiore la quantità di alfa-acidi di partenza, maggiore il contributo in amaro a parità di peso del luppolo impiegato
  • pH del mosto: più basso il pH, minore la solubilità degli iso alfa-acidi
  • concentrazione degli zuccheri in soluzione: maggiore la densità del mosto, minore la solubilità degli iso alfa-acidi
  • durata della bollitura: maggiore il tempo di bollitura, maggiore l’isomerizzazione degli alfa acidi (livello di utilizzazione). Oltre un certo limite, però, si arriva al punto di saturazione (img1): dopo circa un’ora di bollitura, il livello di amaro estratto dai luppoli rimane più o meno costante.

Oltre alle resine, il luppolo rilascia in soluzione una serie di composti aromatici chiamati genericamente oli essenziali. Si tratta di centinaia di composti appartenenti a diversi gruppi: tra i più conosciuti troviamo mircene e umulene (aromi speziati, erbacei e citrici) che appartengono al gruppo degli idrocarburi; geraniolo e linalolo (aromi erbacei e floreali) che sono invece alcoli aromatici. Gli oli essenziali sono molto volatili e tendono a disperdersi nell’ambiente insieme al vapore. Per questa ragione le aggiunte di luppolo vengono distribuite su tutto il periodo di bollitura: a inizio bollitura per ottimizzare l’estrazione dell’amaro, negli ultimi minuti (o addirittura a fuoco spento, prima di raffreddare) per limitare il più possibile la volatilizzazione degli oli essenziali (a scapito dell’amaro estratto che sarà chiaramente minore).

Evaporazione del DMS
Il dimetil solfuro (DMS) è un composto volatile il cui aroma ricorda la verdura cotta, il mais bollito, in alcuni casi la salsa di pomodoro. Viene prodotto a partire dalla S-metilmetionina (SMM) quando questa viene scaldata sopra i 60/70°C. Maggiore il calore, maggiore la quantità di DMS prodotta. La SMM si forma durante la maltazione dei cereali. Una parte viene convertita in DMS nel corso del processo di asciugatura e tostatura del malto, disperdendosi nell’ambiente. Per questa ragione i malti meno tostati (come ad esempio il pilsner) mantengono livelli più alti di SMM e tendono a produrre una quantità maggiore di DMS quando vengono impiegati nel processo di produzione. La SMM inizia già a convertirsi in DMS molto lentamente durante l’ammostamento, ma è durante la bollitura che la formazione di DMS si velocizza. Fortunatamente la volatilità del DMS ne favorisce l’evaporazione durante la bollitura. È molto importante far bollire il mosto senza coperchio (o con coperchio e aspirazione dei vapori, come fanno nei birrifici), onde evitare che il DMS si condensi e cada nuovamente in pentola. Difficilmente si riesce ad azzerare la concentrazione di SMM con bolliture di un’ora, quindi è fondamentale raffreddare velocemente il mosto dopo la bollitura per evitare che il DMS inizi a riformarsi durante la fase iniziale del raffreddamento, non avendo a questo punto la possibilità di evaporare.
Una bollitura vigorosa favorisce la volatilizzazione del DMS; tuttavia si cerca sempre di non esagerare per evitare di perdere troppa acqua. Un buon compromesso, in genere, è un tasso di evaporazione intorno al 10%-15% rispetto al volume iniziale di bollitura (per esempio su 30 litri portati in bollitura se ne perdono circa 3 nel giro di un’ora).

Coagulazione di proteine e polifenoli
L’agitazione provocata dalla bollitura favorisce l’aggregazione delle proteine e dei polifenoli presenti nel mosto. Questi aggregati tendono a precipitare sul fondo della pentola durante il raffreddamento rendendo più semplice il filtraggio nella fase di trasferimento dalla pentola di bollitura al fermentatore. La rimozione di parte di questi composti dal mosto favorisce la chiarificazione e la stabilità della birra nel tempo. Per aiutare il processo di coagulazione, spesso si aggiunge Irish Moss negli ultimi minuti di bollitura (o anche Protafloc, che si basa sullo stesso principio).

Intensificazione del colore e produzione di composti aromatici
Il calore della bollitura favorisce alcune reazioni che portano allo scurimento del mosto e alla produzione di composti aromatici dovuti alla caramellizzazione e alla reazione di Maillard. La caramellizzazione avviene quando zucchero e acqua vengono scaldati oltre i 170°C. In fase di bollitura del mosto questo accade nei punti di contatto con la fonte di calore se questa è sufficientemente calda (per esempio sul fondo della pentola nel caso di riscaldamento con fiamma viva, oppure nelle immediate vicinanze di una resistenza elettrica immersa nel mosto nel caso di impianti elettrici). La caramellizzazione imbrunisce il mosto e produce aromi che ricordano il caramello. La reazione di Maillard è un fenomeno diverso. Oltre a calore, acqua e zucchero, coinvolge gli amminoacidi (costituenti delle proteine). Gli aromi prodotti dalla reazione di Maillard sono molteplici e hanno una maggiore complessità rispetto alla semplice caramellizzazione: spaziano dalla crosta di pane, al biscotto, al caramello fino a toni bruciati di caffè. La reazione avviene a qualsiasi temperatura in presenza dei tre elementi sopra citati e passa per diversi composti intermedi. La velocità della reazione varia in relazione al calore applicato: a temperatura ambiente è molto lenta (impiega mesi/anni prima di produrre effetti evidenti) mentre a temperature superiori ai 100°C è più veloce. Quale delle due reazioni sia preponderante nel mosto durante la bollitura è oggetto di discussione e dipende molto dal sistema di riscaldamento del tino; è indubbio però che una lunga bollitura favorisca un imbrunimento del mosto intensificando l’apporto aromatico. Non a caso diverse ricette tradizionali in stile barley wine prevedono l’utilizzo di soli malti chiari e bolliture molto lunghe (anche di tre o quattro ore) per favorire l’imbrunimento e la produzione di aromi legati alle reazioni di Maillard e/o di caramellizzazione.