Mr. Malt® Inside – Fermentis Yeast

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Il lievito secco Fermentis è stato l’atteso protagonista di un nuovo Mr. Malt® Inside, i seminari che ENTRANO nel vivo dei più svariati argomenti dell’universo della birra artigianale, scelti direttamente da chi la produce. Philippe Janssens, Technical Manager e Mastro Birraio, e Roberto Pavesi, Regional Sales Manager per l’Europa meridionale, hanno guidato l’approfondimento e il dibattito il 22 marzo 2018 in rappresentanza di Fermentis, la divisione di Lesaffre dedicata alla produzione di birra, vino e distillati. Dopo un’introduzione sul processo produttivo, che ha evidenziato le criticità relative all’essiccamento e l’importanza del controllo qualità, si è discusso dell’uso del lievito secco attivo e della fase di reidratazione. In seguito sono stati presentati l’innovativo studio “Baseline” che Philippe Janssens sta conducendo sui gusti e aromi provocati dal lievito e i due nuovi ceppi per birre ad alta attenuazione, Fermentis SafAle™ BE-134 e Fermentis SafAle™ HA-18. Non sono mancati i consigli pratici, con approfondimenti sulla rifermentazione ed altri temi caldi per i birrai presenti.

Produzione ed essiccamento del lievito secco attivo

Il lievito è un delicato organismo vivente il cui comportamento varia in funzione delle condizioni in cui si trova: in assenza d’aria produce alcol, gas e aroma, ovvero ciò che serve per la birrificazione, mentre in presenza d’aria e nutrimento si moltiplica tramite la propagazione. È su quest’ultimo processo che si basa la riproduzione del lievito nel laboratorio Fermentis, rispettando i rigidi standard qualitativi necessari per preservare i ceppi per birra dal rischio di contaminazioni crociate o infezioni.

Prendendo in considerazione il ciclo di duplicazione della cellula di lievito, il know-how Fermentis permette di valutare il momento in cui interrompere il processo produttivo per ottenere un risultato perfetto, ovvero cellule intere e separate con la membrana ricca di trealosio e steroli. Grazie alla presenza di questi due elementi, rispettivamente fonte energetica di riserva per la cellula e garanzia dell’integrità della membrana cellulare durante la crescita, il lievito non ha quindi bisogno di essere ossigenato per poter avviare la fermentazione del mosto, a condizione che sia di prima generazione e non riutilizzato dopo cotte precedenti. In presenza di lievito fresco, l’ossigenazione del mosto rappresenta quindi un’opzione e non una necessità: se effettuata non risulterà dannosa, ma è importante prevenire il rischio di infezioni provenienti da aria non filtrata o evitare la sovrasaturazione di ossigeno della birra, con la conseguente ossidazione derivata dalla mancata metabolizzazione dell’ossigeno in eccesso. Se la produzione viene interrotta al momento opportuno la membrana cellulare del lievito sarà anche dotata dei passaggi ottimali per l’assimilazione degli zuccheri: per primo tocca al glucosio, poi o in contemporanea al maltosio e solo in seguito è la volta degli altri zuccheri. Gli studi dimostrano che la fase di latenza dura in realtà meno di quanto possa sembrare e il lievito inizia a fermentare dopo soli 15 minuti, anche se la produzione di CO2 non è subito visibile.

Il processo di essiccamento, che trasforma il lievito in una polvere con il 95% di materia secca, consiste nella rimozione dell’acqua presente all’interno della cellula non in forma legata ma in forma libera, responsabile del turgore della cellula, con il conseguente corrugamento della membrana esterna. Idealmente, in questa condizione il lievito potrebbe essere congelato senza rischiare la formazione di cristalli capaci di danneggiare la parete cellulare, ma questo rischio non si potrebbe evitare in fase di scongelamento a meno di effettuarlo a secco, quindi senza che si sviluppi condensa. Per queste ragioni Fermentis raccomanda di non congelare il lievito secco, bensì di conservarlo sottovuoto in frigorifero dopo l’apertura.

Ciascuna delle componenti della cellula di lievito influisce sul risultato della fermentazione: mentre alcune componenti del materiale genetico e gli amminoacidi sono responsabili dell’aroma e del contrasto all’ossidazione, i peptidi apportano dolcezza o amaro mente i polisaccaridi costituivi della parete contribuiscono alla rotondità al palato. Alla fine della fermentazione i residui del lievito si depositano sul fondo del fermentatore formando un deposito che, soprattutto nel caso di un tino troco-conico, sviluppa una temperatura superiore rispetto a quella del liquido soprastante. È importante rimuovere questo deposito prima che si verifichi l’autolisi dei lieviti, ovvero la rottura delle membrane cellulari con la conseguente migrazione nella birra delle sostanze contenute nella cellula. Infatti peptidi e proteine sono fonte di torbidità, i lipidi abbattono la schiuma, mentre gli acidi nucleici del DNA possono avere un influsso sugli aromi. La filtrazione della birra può essere invece compromessa dai betaglucani presenti nella membrana: i legami β di questi zuccheri sono troppo difficili da rompere perciò il lievito non è in grado di fermentarli e permangono nella birra. Tutti questi rischi sono però inferiori durante la maturazione, poiché sono trasferiti solo i lieviti più robusti.

Consigli per l’utilizzo dei lieviti Fermentis

I vantaggi dell’utilizzo del lievito secco attivo in birrificio sono molteplici, a cominciare dalla possibilità di conservarlo a lungo: la Best Before Date indicata sulle confezioni corrisponde infatti a 3 anni dalla produzione alle condizioni raccomandate, ma sono stati verificati in laboratorio campioni dell’età di 4 anni che non avevano perso le proprie caratteristiche. Il lievito secco è anche facile da reperire e rapido da utilizzare, adatto sia in fermentazione primaria sia in rifermentazione, e la gamma di prodotti e applicazioni è ampia ma il risultato che garantisce sarà costante e affidabile; per tutte queste ragioni risulta pratico per chi deve produrre su più impianti o su contratto e per le birre stagionali.

Ci sono due modi per utilizzare il lievito secco attivo, ovvero oltre alla reidratazione è possibile anche l’inoculo diretto, con differenti conseguenze sulla vitalità del lievito. Per reidratare il lievito spargerlo a pioggia sulla superficie di acqua sterile o mosto, che deve avere un peso di 10 volte superiore a quello del lievito, mescolare delicatamente e inoculare nel fermentatore solo dopo aver atteso 20 minuti. È importante rispettare le temperature raccomandate a seconda che si tratti di un lievito Ale o Lager, perché da queste dipende la fluidità dei lipidi che compongono la membrana cellulare: a bassa temperatura possono diventare cristallini con il rischio di rottura della membrana. L’alternativa alla reidratazione è l’inoculo diretto del lievito: basterà riempire la base del fermentatore con il mosto alla normale temperatura di fermentazione, versare il lievito direttamente sulla superficie del mosto e completare il riempimento del tino, assicurando un delicato movimento ininterrotto del mosto. Le prove di laboratorio hanno dimostrato che la vitalità del lievito migliora in mancanza di agitazione, fattore che incide più della temperatura, perciò Fermentis raccomanda l’inoculo diretto alla temperatura di fermentazione.

The Baseline: uno studio sull’espressione di gusti e aromi

Philippe Janssens ha anche esposto le risultanze del suo studio sui sentori prodotti da ciascun ceppo a parità di condizioni di fermentazione, prendendo in considerazione diversi fattori a cominciare dall’attenuazione apparente. Tutti i ceppi di lievito sono in grado di fermentare il glucosio (un monosaccaride) e il maltosio (un disaccaride) ma solo alcuni hanno la capacità di assorbire il maltotriosio o il tetralosio. Analizzando gli zuccheri totali residui per ogni ceppo, è stato evidenziato che il Fermentis Safale™ S-33 ha un’attenuazione molto bassa, non riesce a fermentare il maltotriosio e lascia un sapore più dolce nella birra. Anche il Fermentis Safale™ T-58 ha difficoltà ad assimilare il maltotriosio; i ceppi Lager hanno profili simili in base agli zuccheri totali residui, mentre il Fermentis Safale™ WB-06 raggiunge il risultato migliore in termini di attenuazione.

Il secondo parametro analizzato corrisponde al carattere fruttato, che può esprimersi in sentori di mela verde, banana o solvente misto a fruttato prodotti dagli esteri. I ceppi che producono più esteri sono  Fermentis Safale™ WB-06 e Fermentis Safale™ T-58 ma, nel grafico che mostra gli esteri misurati in unità odorose (che corrispondente al rapporto tra la quantità effettiva e la soglia di percezione per l’uomo) svettano i sentori di banana apportati dal Fermentis Safale™ BE-256 e dal Fermentis Safale™ T-58. È poi la volta dei composti fenolici, che apportano aromi di chiodi di garofano, medicinale o sigaro tipici delle birre di frumento: i composti chimici responsabili di questi sentori derivano da due acidi fenolici che si formano durante la maltazione e si possono trovare in concentrazioni molto elevate anche nelle birre infette da lieviti selvaggi. Tra i fattori che agevolano l’estrazione di composti fenolici, oltre alla presenza di frumento nella ricetta, vi sono l’ammostamento a temperature comprese tra 50 e 55°C e lo sparging dei grani esausti. La capacità di un ceppo di sintetizzare i composti fenolici dipende dalla presenza del gene POF (phenolic off-flavour): solo i lieviti Fermentis Safale™ WB-06, T-58 e BE-134 sono POF positivi.

Il risultato di questi studi è la caratterizzazione dei 10 ceppi Fermentis in base alla produzione di aromi fruttati o speziati che conferiscono alla birra, oppure alla tendenza a rimanere neutri e rispettare le caratteristiche della materia prima. Tra i ceppi Fermentis SafAle™, US-05 è il più neutro mentre K-97 inizia ad essere fruttato, carattere che aumenta gradualmente con S-04, BE-256 e raggiunge l’apice in S-33; WB-06, T-58 e BE-134 tendono invece verso lo speziato. S-23 è l’unico lievito Fermentis SafLager™ decisamente fruttato, mentre W-34/70 e S-189 risultano praticamente neutri. I prossimi sforzi saranno rivolti all’analisi dei risultati di fermentazione in tre condizioni diverse con campioni su piccola scala, per valutare la cinetica della fermentazione e la produzione di alcoli superiori, esteri, aldeidi e vinilfenoli.

Nuovi ceppi ad alta attenuazione

Il ceppo Fermentis SafAle™ BE-134 si adatta a birre in stile Saison belga ed è stato selezionato per la sua elevata attenuazione apparente, produzione significativa di fenoli e capacità di dare origine a birre molto beverine. Questo lievito appartiene alla varietà diastaticus del Saccharomyces cerevisiae, che durante la fermentazione produce un enzima specifico chiamato amiloglucosidasi, in grado di catabolizzare zuccheri complessi che il Saccharomyces cerevisiae normalmente non può fermentare. Poiché l’attività dell’amiloglucosidasi è ottimale a temperature comprese tra 55 e 65°C ma risulta più lenta alla normale temperatura di fermentazione, si raccomanda di concedere al diastaticus più tempo per la fermentazione alla temperatura di circa 25°C. È preferibile utilizzare esclusivamente cereali maltati nella ricetta e cercare di limitare la presenza di zuccheri complessi grazie allo schema di ammostamento, ad esempio con 60’ a 63°C (β-amilasi) e 40’ a 74°C (α-amilasi). Va notato che questo ceppo, come tutti quelli capaci di assimilare il maltotriosio e altri zuccheri complessi, non è indicato per la rifermentazione.

Fermentis SafAle™ HA-18 è un prodotto molto particolare: essendo costituito da una miscela di uno specifico Saccharomyces cerevisiae e di un enzima amiloglucosidasi derivato da Aspergillus niger, è l’unico lievito per cui è raccomandata la reidratazione, in modo da evitare il rischio di inalazione dell’enzima da parte dell’operatore. Particolarmente adatto allo stile Barley Wine, è stato selezionato per fermentare mosti ad alta densità (+/- 30°P), resistere ad elevate temperature di fermentazione ed ottenere circa il 18% (v/v) di etanolo e quindi, poiché preferisce il glucosio al maltosio. Questa miscela ad alta attenuazione predilige temperature di fermentazione superiori ai 25°C (si consiglia di mantenere i 30°C per almeno 48 ore), non produce composti fenolici essendo POF-negativo, ha bassa flocculazione quindi permane nella birra generando aromi fruttati ad alte gradazioni alcoliche. Da notare che si tratta di un ceppo non riutilizzabile e non adatto alla rifermentazione.

Consigli sulla rifermentazione in bottiglia

Il ceppo specifico per la fermentazione secondaria in bottiglia è Fermentis SafAle™ F2, selezionato e testato a varie gradazioni alcoliche e in due dosaggi diversi, su birre belghe sia bionde, che ambrate, che scure. Il protocollo di prova consiste nel rimuovere lievito e CO2 da birre belghe sul mercato, aggiungere zucchero e lievito idratato e rifermentare a 28°C. I risultati raggiunti sono 11,5% v/v e 4 g/l di carbonica in circa due settimane; rispetto al ceppo preso come riferimento, F2 ha mostrato poi una consistenza polverosa e priva di grumi, lasciando la birra più limpida anche dopo lo scuotimento. Inoltre, i test effettuati hanno evidenziato come la rifermentazione con F2 non è sensibile al tenore zuccherino ma al contenuto iniziale di anidride carbonica che inibisce la crescita cellulare; nei casi di alto valore iniziale di CO2 si consiglia di aumentare il dosaggio di lievito.

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