Kveik e Diacetile

Parte della rubrica Farmhouse Ale

Fermentazioni e i problemi di Diacetile

"I see this is about to become a myth, 

so just to clear things up..."

Lars Marius Garshol

Dopo diverse discussioni e richieste di aiuto allarmanti, riguardanti la presenza di diacetile nelle birre fermentate con i lieviti kveik, cercherò di fare chiarezza in base alle mie esperienze dirette e conoscenze scientifiche.

Diacetile

Nome Sistematico IUPAC

butandione o 2,3-butandione

Il diacetile  è un dichetone vicinale di formula molecolare C4H6O2, si tratta di un sottoprodotto naturale della fermentazione, specialmente per quanto riguarda la produzione di birra. Una molecola presente naturalmente nelle bevande alcoliche, ampiamente utilizzata nell'industria alimentare e degli aromi artificiali.

Il diacetile viene prodotto durante la fermentazione come sottoprodotto della sintesi della valina, quando il lievito produce acetolattato, sfugge dalla cellula ed è spontaneamente decarbossilato in diacetile. Il lievito assorbe quindi il diacetile, e riduce i gruppi chetonici per formare acetilmetilcarbinolo e 2,3-butandiolo, composti relativamente insipidi.

Dopo la fine della fermentazione primaria se si verifica una presenza eccessiva di diacetile,  si effettua il cosiddetto Diacetyl Rest (riposo diacetile), un processo in cui la temperatura viene leggermente aumentata per due o tre giorni, per consentire al lievito di assorbire il diacetile prodotto all'inizio del ciclo fermentativo.

RICONOSCERE: viene individuato a bassi livelli nella birra come un senso di fluidità al palato e a livelli medi come un aroma di caramello. Mentre, in alte concentrazioni il diacetile conferisce un gusto di burro e popcorn. La presenza di diacetile può essere accettabile in moderate quantità in alcune tipologie di birre (Scotch Ale, Bitter e Czech Lager.), ma in altri stili birrai (ad esempio nelle lager) la sua presenza è considerata una caratteristica indesiderata. Nelle tradizionali birre di fattoria nordiche la questione diacetile risulta essere molto presente, soprattutto in Lituania, Estonia e Norvegia. Basti pensare che in concentrazioni leggere il diacetile non viene neanche individuato dagli stessi produttori. Diciamo che sarebbe corretto dire che abbiamo una differenza importante sulla percezione di questo difetto, rispetto ai questi stessi popoli nordici. Molto probabilmente questa nostra sensibilità degustativa è dovuta ai prodotti di birra più moderni e puliti, a cui siamo abituati. 

CAUSA: risulta essere un prodotto della fermentazione che normalmente viene assorbito dal lievito. Nelle alte fermentazioni il diacetile viene assorbito con facilità, motivo per il quale le lager sono spesso fermentate con la pausa diacetilica (diacetilic rest). Può essere favorito dall'ossidazione e prodotto anche da batteri lattici, come Pediococcus damnosus.

Kveik e Diacetile

Questi lieviti non lascia normalmente

valori di diacetile rilevabile nella birra finita

Richard Preiss su Milk The Funk

Richard Preiss in una mia recente discussione sul gruppo Facebook Milk The Funk, afferma che in genere i lieviti kveik non lasciano diacetile rilevabile nella birra. Tuttavia, alcuni ceppi possono produrre una discreta quantità di acidi organici volatili come l'acido decanoico, che sono anche percepiti come latticini e potrebbero essere confusi con il diacetile.

Generalmente la presenza di diacetile è dovuta alla fermentazione, essendo un sottoprodotto dell’attività metabolica del lievito, ma ogni ceppo specifico produce un proprio quantitativo. Questo composto può essere favorito anche da altri fattori, come l'ossidazione e la presenza batterica.

Generalmente la produzione di diacetile aumenta maggiormente con le alte temperature di fermentazione e un'alta flocculazione provoca una bassa capacità di riassorbimento, ma quanto pare per i kveik non è così!

Anche perchè nella birra finita non ci interessa la produzione di diacetile, ma la concentrazione del diacetile. Questa concentrazione è il risultato tra la quantità prodotta e quella ridotta.

Sicuramente l'aspetto che influenza maggiormente il livello del diacetile nella birra è la velocità nella quale il lievito trasforma butandiolo e acetoino. Si tratta di una reazione non enzimatica, che avviene in condizioni anaerobiche e dipende strettamente dalla temperatura. Il tutto avviene più rapidamente a temperature elevate e lo stesso riassorbimento viene favorito, nonostante un'alta flocculazione dello stesso lievito.

Per eliminare il diacetile ci vogliono essenzialmente due fasi. Mediante il riassorbimento all’interno della cellula, dall'enzima acetoino-deidrogenasi ad acetoino. Il lievito converte un componente indesiderabile in uno senza un sapore rilevante. Valore che può essere ridotto ulteriormente con l'aumento della temperatura dopo la fine della fermentazione primaria, favorendo l’attività metabolica del lievito con la riduzione dei dichetoni vicinali. Inoltre, il riassorbimento dopo la rifermentazione, viene favorito dalle condizioni fortemente riducenti della bottiglia.

In poche parole la produzione e la riduzione del diacetile, dipendono essenzialmente dall’attività metabolica del lievito. Un lievito in buone condizioni fisiologiche, con la dovuta disponibilità di nutrienti e un'altrettanta ossigenazione, è in grado di ridurre il diacetile. Mentre un campione con uno scarso inoculo, conservato precedentemente per un lungo periodo (con una bassa vitalità) e senza i dovuti nutrienti nel mosto, non è in grado di ridurre quello stesso diacetile che è stato prodotto.

La conversione del diacetile viene influenzata anche dal pH. Una riduzione del pH determina una riduzione della concentrazione dell’acetolattato senza incrementare la concentrazione del diacetile. Dunque, i bassi valori di pH favoriscono il lievito per una rapida rimozione del diacetile. Guarda caso, diversi lieviti kveik tendenzialmente abbassano il ph rispetto i lieviti più comuni, soprattutto se usati a temperature tra i 15 e i 25 °C.

Allora non si tratta semplice di temperatura e flocculazione del lievito, ma l'aspetto indispensabile per il livello di diacetile nella birra finita è la gestione del lievito in fermentazione.

Importante: il diacetile non viene prodotto solo dal metabolismo del lievito, ma anche a causa di contaminazioni batteriche (principalmente da batteri lattici) dall'ambiente di produzione. I Pediococcus e Lactobacillus sono i maggiori responsabili di eventuali contaminazioni, producendo grandi quantità di diacetile.

SOLUZIONI: realizzate una buona sanitizzazione. Utilizzate un lievito sano e in quantità sufficiente, con una buona ossigenazione del mosto prima della fermentazione, evitando possibili criticità ossidative. In caso di diacetile è consigliabile aumentare la temperatura dopo la fermentazione primaria di qualche grado centigrado, per 2 o 3 giorni.

In conclusione, l’allarme relativo all'utilizzo dei kveik per la formazione del diacetile non lo ritengo minimamente supportato da alcuna motivazione se le fermentazioni avvengono nel modo opportuno.