L’aroma di medicinale nella birra non è quello che ti aspetti

La chimica dei difetti è difficile. Quando viene spiegata nei corsi di degustazione, viene estremamente semplificata. Ci sta: si tratta per lo più di corsi base; anche i livelli avanzati restano rivolti a tutti. Le semplificazioni aiutano.

Il problema è che a volte si semplifica troppo, banalizzando processi complessi. Sono concetti ripetuti e insegnati in buona fede, che però in alcuni casi finiscono per diffondere convinzioni e certezze tutt’altro che consolidate.

Tra i tanti difetti, quello che ricorda l’aroma di medicinale mi ha sempre creato dei problemi. Escludendo i casi limite dovuti alla presenza di cloro (clorofenoli) o a contaminazioni (spesso da Brett), non è chiaro se possa emergere da una fermentazione classica con lieviti belgi o Weizen, né in che termini.

Proviamo a capire meglio.

I fenoli prodotti dalla fermentazione

I fenoli volatili prodotti dalla fermentazione appartengono a due famiglie principali:

• i vinilfenoli, prodotti da lieviti POF+ (come i ceppi di Saccharomyces tipicamente belgi o weizen), dai lieviti Brettanomyces e da alcuni batteri;
• gli etilfenoli, prodotti soprattutto dai lieviti Brettanomyces. Gli etilfenoli derivano dai vinilfenoli, quindi i Brett producono prima vinilfenoli che poi trasformano (in tutto o in parte) in etilfenoli.

Gli etilfenoli sono in genere legati al famoso “funk” dei Brett, con note selvagge come coperta di cavallo, pelle di salame, carte da gioco, a volte anche affumicato o medicinale.

I vinilfenoli, invece, evocano di solito aromi gradevoli: chiodo di garofano, spezie, curry, noce moscata, solo marginalmente il medicinale (lo vedremo a breve). Sono proprio i vinilfenoli a destare il mio interesse, in particolare il loro possibile legame con il difetto di medicinale, spesso associato al collutorio o ai disinfettanti usati dal dentista.

Il mio dubbio amletico è questo: può un difetto del genere emergere in assenza di contaminazioni da Brett o cloro? In altre parole, esistono condizioni di produzione particolari che, anche se si usa un ceppo di lievito belga o Weizen standard, possono generare un aroma sgradevole di medicinale?

Qualcuno dice di sì, ma io non ne sono così convinto.

Quello che ci interessa: i vinilfenoli

I vinilfenoli si formano a partire dagli acidi idrossicinnamici (chiamati anche, più genericamente, acidi fenolici) contenuti nei cereali. Nel cereale questi acidi si trovano in maggioranza legati ad altre molecole della parete cellulare. Vengono liberati nel mosto in parte durante l’ammostamento (è su questo passaggio che agisce la sosta ferulica, di cui parlo più avanti). Dagli acidi idrossicinnamici si possono formare tre tipi diversi di vinilfenoli, a seconda dell’acido precursore, con diverso impatto aromatico.

L’impatto aromatico dei vinilfenoli

Il principale è il 4VG (4-vinilguaiacolo), che deriva dall’acido ferulico. I descrittori più comuni sono chiodo di garofano, curry, spezie, a volte un leggero affumicato. La soglia di percezione del 4VG è di circa 100-300 ppb secondo la Brewers Association (200 ppb secondo The Oxford Companion to Beer). Si legge spesso che il 4VG ad alte concentrazioni può dare sfumature medicinali, ma la letteratura su questo punto non è unanime. Non è chiaro nemmeno quale sia una concentrazione di 4VG che possa essere definita “troppo alta”.

La scheda tecnica della Brewers Association sul difetto fenolico attribuisce l’aroma di medicinale (insieme a un generico speziato) a un altro vinilfenolo, il 4VP (4-vinilfenolo). Il 4VP si forma a partire da un altro acido fenolico, l’acido cumarico. La sua soglia di percezione è simile a quella del 4VG.

Alcuni lavori scientifici attribuiscono note medicinali ad entrambi i composti 4VG e 4VP (Zhu e Cui, 2013).

Esiste anche un terzo vinilfenolo che possiamo trovare nella birra, il 4VC (4-vinilcatecolo). Deriva dall’acido caffeico che però è presente solo in tracce nel mosto. Nelle ricerche che ho fatto non viene quasi mai nominato, lo riterrei di impatto trascurabile nella birra.

Non tutti i lieviti Saccharomyces producono vinilfenoli

Nei Saccharomyces solo i ceppi POF+ (Phenolic Off-Flavour positive) producono vinilfenoli, grazie al sistema enzimatico legato ai geni PAD1/FDC1. Nei ceppi POF- questi geni presentano mutazioni che ne bloccano la funzione, impedendo al lievito di produrre 4VG o 4VP.

Questo non significa categoricamente che una birra fermentata con un lievito POF− non possa presentare aromi speziati, che possono derivare da altri composti aromatici presenti nelle materie prime, come alcuni terpeni del luppolo.

Esiste un limite oltre il quale 4VG o 4VP apportano aromi sgradevoli?

Non è chiaro. Non sono riuscito a trovare in letteratura delle soglie nette oltre le quali l’aroma di questi due vinilfenoli diventa sgradevole o può essere definito nettamente medicinale.

In generale, al 4VP viene attribuito un aroma meno piacevole rispetto al 4VG. La letteratura li differenzia sul piano descrittivo, ma le prove che dimostrino una discriminazione olfattiva affidabile fra i due composti sono meno solide di quanto potrebbe suggerire la distinzione classica. Inoltre, l’aroma del 4VP viene spesso descritto genericamente come phenolic, il che non aiuta: è una descrizione circolare in cui il composto viene classificato come fenolico e il suo odore viene descritto usando la stessa categoria chimica. Poco utile.

Ma torniamo alle quantità.

Il 4VG è in genere il vinilfenolo prevalente nelle birre fermentate con lieviti POF+. Nel già citato studio su birre di frumento ad alta fermentazione (Zhu e Cui, 2013) le concentrazioni misurate sono di circa 2,6 mg/L per il 4VG e 1,0 mg/L per il 4VP (entrambe ben oltre il range di percezione 100-300 ppb citato prima, che corrisponde a 0,1-0,3 mg/L). In un altro studio in scala pilota, a condizioni ottimizzate per massimizzare entrambi i composti, le concentrazioni massime rilevate sono di circa 2,4 e 1,4 mg/L (Cui et al., 2015).

Nessuno di questi studi indica però un vero limite oltre il quale la percezione aromatica di 4VP o 4VG assume sfumature medicinali o generalmente non gradevoli. Non sono riuscito a trovare studi specifici che analizzino queste soglie da un punto di vista sensoriale.

Possiamo però dire qualcosa di più sui fattori che, in generale, influenzano maggiormente la produzione di 4VP e 4VG durante la fermentazione della birra.

Fattori che influenzano la produzione di vinilfenoli nella birra

La quantità di vinilfenoli prodotta durante la fermentazione dipende soprattutto dal ceppo di lievito, che determina in larga misura la capacità di trasformare gli acidi fenolici presenti nel mosto in fenoli volatili (Vanbeneden, N. et al, 2008).

Un caso particolare è quello della pausa dell’acido ferulico, una sosta di ammostamento a temperature favorevoli alla liberazione dell’acido ferulico dai malti. Questa pratica aumenta la disponibilità del precursore da cui deriva il 4-vinilguaiacolo e può quindi favorire la produzione di questo composto, tipicamente associato alle note di chiodo di garofano nelle birre di frumento. Non ho trovato però riferimenti che associano questo incremento del 4VG a un potenziale difetto da aroma medicinale.

Anche una bollitura prolungata aumenta la concentrazione di 4VG per conversione termica dell’acido ferulico in 4VG, ma questo effetto è secondario nel processo di produzione classico di una birra.

La temperatura di fermentazione può influenzare la produzione di vinilfenoli, ma probabilmente meno di quanto faccia con gli esteri fruttati, per i quali la relazione è ben documentata (ad esempio qui, basta guardare i grafici a fine articolo).

Per i vinilfenoli i dati sono molto più scarsi. Il già citato studio in scala pilota con un solo ceppo (Cui et al., 2015) ha trovato un effetto significativo della temperatura sulla produzione di 4VG e 4VP nell’intervallo ristretto di 16-20°C, con incrementi però piuttosto ridotti, nell’ordine del 10-20% in un range di ben 4°C. Il picco non è nemmeno a 20°C, ma a 19,5°C.

La Brewers Association, che cita lo stesso studio tra i riferimenti, non include la temperatura di fermentazione tra i fattori di controllo del difetto fenolico.

È chiaro che l’assenza di studi specifici non dimostra nulla, ma risulta evidente che la relazione tra temperatura di fermentazione e produzione di vinilfenoli non è così diretta come lo è per gli esteri.

No medicinale, no party!

Stando ai dati che sono riuscito a recuperare, il ceppo di lievito sembra essere uno dei fattori principali nel determinare la concentrazione finale di 4VG e 4VP nella birra, mentre l’effetto della temperatura di fermentazione appare più contenuto, almeno nelle condizioni studiate. La sosta ferulica aumenta la disponibilità del precursore del 4VG, ma non ho trovato fonti che la colleghino al difetto di medicinale.

Non ho trovato nemmeno studi che colleghino direttamente la temperatura di fermentazione alla percezione di un aroma nettamente medicinale. Ma non posso nemmeno escludere che le condizioni di fermentazione influenzino questo aspetto.

L’aroma medicinale può essere associato al 4VP, ma non è un descrittore esclusivo di questo composto e non permette, da solo, di identificare la causa del difetto.

Rimane ancora un fattore che gli studi citati non considerano: la matrice organolettica. I lieviti POF+ producono anche esteri, che potrebbero mascherare i fenoli o modificarne la percezione. Un eccesso di acetato di etile, con la sua nota di solvente, potrebbe ad esempio spostare un piacevole chiodo di garofano verso qualcosa di pungente, al limite verso una sensazione di medicinale.

Possiamo quindi escludere che un lievito POF+ standard produca autonomamente un aroma medicinale? No. Tuttavia, sulla base delle fonti esaminate, non è possibile stabilire quanto sia probabile che ciò avvenga solamente variando le condizioni di fermentazione. Per chiarire questo punto servirebbero studi sensoriali che mettano in relazione le concentrazioni di 4VG e 4VP con l’intensità e la qualità delle note percepite. Non ne ho trovati.

In definitiva, la presenza di una nota medicinale non dimostra necessariamente una contaminazione, ma neppure può essere attribuita automaticamente ai vinilfenoli prodotti dal lievito. La distinzione richiede una valutazione del profilo aromatico complessivo e una attenta analisi del processo produttivo per circoscrivere meglio la fonte del problema.

Come giudice, cercherei prima di tutto di distinguere l’aroma di medicinale o cerotto dovuto a contaminazione o a cloro da quello che può derivare da una fermentazione “normale”. Sarei inoltre prudente nel consigliare di abbassare la temperatura di fermentazione per ridurre i fenoli: scendendo di temperatura gli esteri calano più dei fenoli, quindi l’effetto percepito può essere l’opposto di quello cercato.

Come homebrewer, mi preoccuperei di bilanciare esteri e fenoli soprattutto controllando gli esteri e magari cambiando ceppo di lievito se il profilo fenolico non mi convince. Per ridurre l’impatto aromatico fenoli, anche in base alla mia esperienza pratica, è più efficace alzare la temperatura di fermentazione, favorendo la formazione di esteri, piuttosto che ridurla per cercare di contenere i fenoli.