Negli ultimi anni, l’aumento della domanda di birra artigianale ha richiesto lo sviluppo di tecnologie di produzione innovative al fine di ottenere nuove tipologie di birra caratterizzate da proprietà sensoriali peculiari. Al fine di raggiungere tale obiettivo, l’impiego di nuovi ceppi di microrganismi fermentativi o l’aggiunta di altri ingredienti che possano conferire al prodotto proprietà sensoriali peculiari e uniche, possono rappresentare un punto di forza nel mercato delle birre artigianali. Un ruolo centrale è quindi da attribuire non solo alla specie di lievito impiegato, come Saccharomyces cerevisiae, ma soprattutto al singolo ceppo.
Per quanto riguarda l’aggiunta di ingredienti, negli ultimi anni si è assistito a un incremento dell’interesse verso le fruit beers, tipologie di birra prodotte con l’aggiunta di un frutta, fra cui molto utilizzati sono i frutti rossi, che consentono di ottenere una birra con un contenuto più elevato di composti volatili e un aroma più complesso.
Obiettivi e metodi
Il duplice scopo di questo studio è stato quindi dapprima valutare le potenzialità tecnologiche e le proprietà metaboliche di ceppi non commerciali di S. cerevisiae isolati da varie matrici alimentari e, successivamente, provare a utilizzare i ceppi selezionati per realizzare una birra con l’aggiunta di lamponi per ottenere una fruit beer.
Per la seguente sperimentazione sono stati impiegati 30 ceppi di lievito Saccharomyces cerevisiae. 23 appartengono alla collezione del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari, Ambientali e Forestali (DAGRI) dell’Università degli Studi di Firenze dove sono conservati a -80°C e sono stati isolati da lieviti madre e da cantine, 7 sono colture starter per la produzione di pane, vino e birra.
In particolare, è stato effettuato uno screening iniziale per rilevare le caratteristiche tecnologiche come la resistenza all’etanolo, la capacità di metabolizzare gli zuccheri maggiormente presenti nel mosto di birra (maltosio e maltotriosio), la tendenza dei diversi ceppi a produrre sia composti sulfurei che incidono negativamente nel profilo aromatico della birra, come ad esempio l’idrogeno solforato, sia l’attività β-glucosidasica che esprime la capacità dei lieviti di liberare composti aromatici che conferiscono al prodotto proprietà sensoriali peculiari.
Successivamente, i ceppi più promettenti sono stati utilizzati per condurre delle microbirrificazioni in modo da valutare le performance tecnologiche prima di un impiego su scala più larga per la produzione di fruit beers con aggiunta di purea di lampone. L’andamento della fermentazione è stato monitorato sia mediante analisi HPLC sia mediante la determinazione del calo peso giornaliero dovuto alla produzione di CO2.
L’ultimo step ha previsto infine analisi microbiologiche, chimiche e di gradimento finalizzate alla valutazione sia dei vari ceppi di S. cerevisiae non commerciali utilizzati, sia della fruit beer prodotta con l’aggiunta di purea di lampone.
Risultati e discussione
Nella prima parte della sperimentazione i vari ceppi di S. cerevisiae sono stati caratterizzati per diverse proprietà tecnologiche: in generale, per quanto riguarda la tendenza alla produzione di composti sulfurei i risultati sono molto variabili anche fra ceppi provenienti da stesse matrici. I lieviti provenienti da starter vinari, di birra, di panificazione oltre ai lieviti di cantina hanno riportato ottimi risultati per l’attività β-glucosidasica.
I risultati rilevati dalla prova in terreno MEA hanno mostrato che l’aggiunta di etanolo rallenta la crescita dei lieviti, tuttavia la maggior parte dei ceppi testati hanno mostrato un’ottima tolleranza all’etanolo, soprattutto le colture starter della birra, starter vinari e i lieviti di cantina.
Prerequisito fondamentale per un lievito da utilizzare nella produzione di birra è la capacità di utilizzo del maltosio come fonte di carbonio. Per questo è stato utilizzato del terreno YEPD contenente maltosio come unico zucchero. La crescita è stata valutata a due temperature diverse: 12°C e 20°C. I risultati ottenuti sono stati elaborati mediante box plot. In generale, i valori di assorbanza dopo 48 ore dimostrano come sia notevolmente maggiore la crescita a 20°C rispetto ai 12°C (Figura 1), per alcuni ceppi la crescita è nulla a entrambe le temperature a dimostrazione dell’incapacità di utilizzo dello zucchero maltosio.
A seguito di questo primo screening sulla crescita cellulare in presenza di maltosio i ceppi che hanno riportato un incremento dell’assorbanza finale sotto il 25° percentile sono stati scartati per la prova di utilizzo di maltotriosio.
Lo screening iniziale e le prove di microbirrificazione effettuate successivamente hanno sancito che i ceppi selezionati per la messa a punto delle fruit beers fossero S. cerevisiae RBY5 e ARY2, provenienti entrambi da lieviti madre. Inoltre il ceppo commerciale S. cerevisiae BCS (US05) è stato usato come controllo.
Riguardo alle cinetiche di fermentazione, interessante notare come nelle prove di birrificazione a cui sono stati aggiunti i lamponi, ci sia stato un più repentino consumo di zuccheri da parte dei ceppi nonostante l’aggiunta di purea avesse aumentato il contenuto zuccherino in glucosio e fruttosio di 10 g/L ciascuno. Si può notare infatti dalle relative cinetiche come nelle prove in cui c’è stata l’aggiunta di purea la fermentazione sia stata completata in 7 giorni a differenza delle prove in cui non è stata aggiunta la purea, dove la fermentazione è stata portata a termine in 13 giorni.
Le fruit beers e no-fruit beers prodotte sono state analizzate per determinarne il profilo aromatico. I dati relativi alle intensità dei picchi ottenuti sono stati elaborati mediante PCA. È possibile notare come il totale della varianza spiegata sia pari all’84,05%, di cui il 65,01% attribuito alla prima componente principale. L’analisi dei loadings dei composti indica che quelli responsabili dell’odore di fruttato (ad esempio α e β-ionone, α-terpineolo) e lampone differenziano i campioni lungo la seconda componente. Mentre i loadings più alti lungo la prima componente sono quelli relativi ai composti legati sia alla complessità del gusto (come ad esempio etil acetato, 1-butanolo, acido esanoico, acido ottanoico) sia alle note erbacee e floreali (1-esanolo, alcol feniletilico) che fruttate (isoamil acetato etilottanoato).
Il prodotto finito successivamente a rifermentazione in bottiglia è stato inoltre sottoposto ad assaggio di 21 giudici. Il panel interno è stato allestito sottoponendo a ciascun giudice un questionario, dove si chiedeva dapprima di esprimere su una scala edonica a 9 punti il gradimento relativo ad aspetto, aroma, gusto e general liking e in un secondo momento di selezionare da una lista i descrittori percepiti durante l’assaggio.
Conclusioni
In conclusione possiamo dire che l’utilizzo di ceppi di S. cerevisiae isolati da lieviti madre per la produzione della birra può rappresentare una valida alternativa agli starter commerciali, mostrando buone capacità tecnologiche e riuscendo a caratterizzare in maniera positiva il prodotto finale e ottenere profili sensoriali/aromatici diversi.
Inoltre, i risultati hanno dimostrato come la purea di lamponi, aggiunta nella misura di 150 g/L, possa essere utilizzata nel processo di birrificazione per produrre una fruit beer; difatti i risultati hanno mostrato valori soddisfacenti per i parametri chimico-fisici come pH, colore, grado alcolico superiore e una significativa accettazione all'analisi sensoriale.
Questi due aspetti possono quindi rappresentare una soluzione vincente fornendo un doppio elemento innovativo alla produzione esistente nel mercato delle birre, con l’eventuale possibilità di essere rafforzati creando un ulteriore legame con il territorio.
