Valutazione dei profili dei composti volatili e delle proprietà sensoriali di birre scure e chiare fermentate con diversi ceppi di lievito di birra

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 6725 (2023) Citare questo articolo

1180 accessi

1 Citazioni

5 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Per valutare le differenze nel profilo dei composti volatili delle birre scure e chiare fermentate con diversi ceppi di lievito di birra, è stata effettuata l'analisi gascromatografica con rilevamento di ionizzazione di fiamma e spettrometria di massa gascromatografica di otto birre. Il gruppo di composti prevalente in tutte le birre analizzate era quello degli alcoli (56,41–72,17%), seguito dagli esteri (14,58–20,82%), aldeidi (8,35–20,52%), terpeni e terpenoidi (1,22–6,57%) e chetoni (0,42 –1,00%). Gli alcoli superiori dominanti erano 2-metilpropan-1-olo, 3-metilbutanolo, alcol fenetilico, tra le aldeidi furfurale, decanale, nonanale e tra gli esteri acetato di etile, acetato di feniletile e acetato di isoamile. Birre fermentate con il lievito ad alta fermentazione Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus aveva il contenuto volatile più elevato. L'aggiunta di malto scuro nel processo di produzione del mosto non ha avuto alcun effetto sul contenuto totale di sostanze volatili, ma per alcune birre ha causato cambiamenti nel contenuto totale di esteri, terpeni e terpenoidi. Le variazioni nel contenuto volatile totale tra birre fermentate da diversi ceppi di lievito sono principalmente dovute agli esteri e agli alcoli identificati. L'analisi sensoriale delle birre ci ha permesso di identificare le caratteristiche influenzate dall'aggiunta di malti speciali scuri nella produzione di mosto e ceppi di lievito utilizzati nel processo di fermentazione.

Gusto e aroma sono fattori importanti che influenzano la percezione della birra da parte dei consumatori1,2,3. Le principali materie prime per la produzione della birra sono acqua, malto e luppolo. Il malto è una fonte di composti aromatici di cereali, malto, caramello o tostato. Il luppolo, a sua volta, aggiunge note fresche di agrumi, frutta o erbe alla birra. Un fattore altrettanto importante che influisce sulla qualità della birra è il ceppo di lievito di birra utilizzato nel processo tecnologico4,5. Durante la fermentazione, oltre all'etanolo e all'anidride carbonica, il lievito produce una serie di sottoprodotti che rendono il profilo aromatico della birra più complesso rispetto a quello del mosto6. Pertanto, può essere considerato un metodo naturale per migliorare il sapore e l'aroma: il bioflavoring, che prevede l'uso di microrganismi per migliorare la qualità sensoriale7.

Le materie prime di produzione e le condizioni del processo tecnologico influenzano la composizione chimica della birra, che ne modella il gusto, l'aroma e il colore3,6,8,9. Le caratteristiche sensoriali dipendono dalle materie prime e dal processo di fermentazione1,2,3. Durante il trattamento termico di malto, mosto e mosto si verificano reazioni di Maillard, caramellizzazione e pirolisi8. Le reazioni di imbrunimento non enzimatiche comportano una serie di trasformazioni tra zuccheri riducenti e aminoacidi. Entrambi i gruppi di composti sono fondamentali nei processi metabolici del lievito, quindi una riduzione della loro disponibilità è motivo di cambiamenti nel corso della fermentazione. I composti generati durante il trattamento termico hanno anche un effetto diretto sul metabolismo dei microrganismi inibendo l'attività degli enzimi coinvolti nella via della fermentazione alcolica. La fermentazione di mosto scuro ricco di prodotti della reazione di Maillard e di carmelizzazione dà come risultato birre con un profilo volatile diverso rispetto alle birre chiare2,8. I malti speciali utilizzati nella produzione di stili di birra scura introducono nella birra composti con effetti inibitori sul metabolismo del lievito (furfurale, 5-idrossimetilfurfurale e melanoidine)5,10,11. È stato dimostrato che il furfurale e il 5-idrossimetilfurfurale inibiscono l'attività degli enzimi glicolitici e inducono danni al DNA cellulare12,13. Inoltre inibiscono anche l'attività della piruvato deidrogenasi e dell'aldeide deidrogenasi, necessarie per la sintesi degli alcoli superiori dagli aminoacidi (via Ehrlich)5. I prodotti finali della reazione di Maillard sono le melanoidine macromolecolari. Presentano proprietà chelanti degli ioni magnesio, che svolgono un ruolo chiave nel metabolismo del lievito grazie alla loro partecipazione come cofattori delle reazioni enzimatiche. Inoltre, contrastano gli effetti dello stress cellulare e partecipano all'espressione genica, alla crescita e alla proliferazione delle cellule di lievito5,10,13. Tali effetti sui processi metabolici possono essere la ragione dei cambiamenti nel contenuto dei sottoprodotti volatili della fermentazione. Sebbene sia stato dimostrato che i composti della reazione di Maillard influenzano la sintesi dei principali composti aromatici da parte del lievito, in letteratura sono disponibili informazioni limitate sugli effetti dell'uso di malti speciali scuri sulla fermentazione da parte di diversi ceppi di lievito di birra, compresi quelli non convenzionali: Saccharomyces cerevisiae kveik tipo e Saccharomyces cerevisiae var. diastatico.