La birra è una delle bevande alcoliche più diffuse e apprezzate al mondo, con una storia millenaria e una vasta gamma di stili e sapori. La sua produzione avviene attraverso un processo complesso e delicato che coinvolge la fermentazione di cereali, solitamente orzo, con l'aggiunta di luppolo, lievito e acqua.
Per garantire la qualità del prodotto finale, è fondamentale analizzare diversi parametri durante le varie fasi di produzione. In questo saggio, verranno discusse le tecniche avanzate impiegate nell'analisi della birra e i principali parametri qualitativi che ne determinano le caratteristiche organolettiche.
La birra è composta principalmente da acqua (90-95%), carboidrati, alcol, proteine, sali minerali e composti organici come polifenoli e composti aromatici. Il processo di produzione della birra include diverse fasi: la maltazione, la macinazione, la mosturazione, la fermentazione e la maturazione.
I valori nutrizionali medi per 100 ml di birra (tipo lager) sono:
Energia: 43 kcal
Acqua: 94,12 g
Carboidrati: 3,55 g
Zuccheri: 0,32 g
Proteine: 0,46 g
Grassi: 0 g
Acidi grassi saturi: 0 g
Acidi grassi monoinsaturi: 0 g
Acidi grassi polinsaturi: 0 g
Fibre: 0 g
Sodio: 4 mg
Potassio: 38 mg
Magnesio: 6 mg
Fosforo: 16 mg
Calcio: 5 mg
Parametri qualitativi
1. Colore: è influenzato dalla presenza di composti come antociani, melanoidine e composti fenolici. La misurazione avviene tramite l'analisi spettroscopica e si esprime in unità Standard Reference Method (SRM) o European Brewing Convention (EBC).
2. Amarezza: è dovuta principalmente ai composti dell'alfa-acido presenti nel luppolo e la quantificazione viene effettuata mediante spettroscopia UV-Vis e si esprime in International Bitterness Units (IBU).
3. Aroma: è determinato dalla combinazione di composti volatili come alcoli superiori, esteri, aldeidi e chetoni e la si fa attraverso la cromatografia gas-liquido (GC) e la spettrometria di massa (MS).
4. Contenuto alcolico: espresso in percentuale di volume (% vol), è uno dei param importanti per la classificazione delle birre. La misurazione del contenuto alcolico si effettua mediante tecniche come la densimetria, la cromatografia o IR (per questo punto si rimanda alla sezione delle analisi del vino).
I principali composti tossici che potrebbero essere presenti nella birra sono:
1. Acrilammide e Dimetilnitrosamina: sostanze tossiche che si forma durante la torrefazione dei cereali
2. Ocratossina A: micotossina prodotta da alcune muffe che possono contaminare i cereali utilizzati
3. 3-MCPD (3-monocloropropano-1,2-diolo): composto organoclorurato potenzialmente cancerogeno che può formarsi durante il processo di produzione
4. Pesticidi
5. Metalli pesanti: contaminanti ambientali come piombo, cadmio e arsenico
6. Bisfenolo A (BPA): sostanza chimica tossica utilizzata nella produzione di alcuni contenitori di plastica e rivestimenti interni delle lattine
E' un composto chimico organico, appartenente alla famiglia delle nitrosammine. Si presenta come un liquido giallo, volatile e con un odore caratteristico. È altamente solubile in acqua e in solventi organici. E' noto per essere un potente cancerogeno, in quanto può causare mutazioni nel DNA e promuovere la formazione di tumori nel corpo, a causa della sua tossicità, l'esposizione a NDMA è strettamente controllata e regolamentata in vari settori, come quello alimentare e farmaceutico.
La dimetilnitrosammina è un composto cancerogeno che può formarsi durante la torrefazione dell'orzo, nell'essicazione del malto tramite riscaldamento diretto soprattutto nel caso dove l'aria calda è prodotta da un bruciatore ad oli e gas combustibili. La sua formazione è legata alla reazione tra i nitrosammine presenti nel fumo e gli amminoacidi dell'orzo. La presenza di DMNA nella birra è stata oggetto di preoccupazione negli anni '70 e '80, ma l'introduzione di metodi di produzione più controllati e l'utilizzo di orzo a basso contenuto di nitrosammine ha ridotto significativamente la sua presenza nella birra.
PRINCIPIO DEL METODO
Per prima cosa bisogno passare 50mL di birra degassata su uno colonna di estrazione liquido/liquido per separare il composto di interesse dalla soluzione acquosa. Eluire quindi dopo 20 minuti con 50mL di diclorometano per 3 volte.
Bisogna poi essiccare il campione in una colonna impaccata con 15g di solfato anidro per rimuovere l'acqua rimasta. Poi si concentra il campione fino a 5 millilitri e si aggiunge 1mL di esano e si concentra di nuovo fino ad 1mL. Si analizzano 6 microlitri.
Si preparano 4 soluzioni standard di dimetilnitrosammina per la retta di taratura a 1, 5, 10, 20.
Si esegue una gascromatografia: la temperatura dell'iniettore deve essere 180°C mentre la colonna deve partire da 40°C per poi incrementare fino a 100°C (per 4 minuti un incremento di 8°C al minuto) e poi fino a 180°C (30°C al minuto).
Come gas carrier si utilizza elio a 30mL/min e un rilevatore a conducibilità termica.
ESPRESSIONE DATI
Si ricava la concentrazione nell'estratto dalla retta di taratura che deve essere diviso per 5o. Il contenuto è espresso in microgrammi/L.
LIMITI DI LEGGE
In Italia e nell'Unione Europea, il limite di legge per la quantità massima di dimetilnitrosammina (DMNA) nella birra è di 2 microgrammi per chilogrammo. Questo è stabilito dal Regolamento UE n. 1881/2006 della Commissione del 19 dicembre 2006 che fissa i livelli massimi di alcune contaminanti nei prodotti alimentari.
Tuttavia uno studio dell'istituto superiore di sanità del 2000 ha evidenziato che su un totale di 88 birre di varia provenienza nel mondo, l'11,5% dei casi la dimetilnitrosammina è superiore a 0,5 microgrammi/L. Mentre nel 57% dei casi è praticamente assente.