Cos’è l’alcool di grano?

Grain alcohol è il nome con cui è noto l’alcool etilico prodotto dalla fermentazione di zuccheri e carboidrati presenti in diversi cereali come l’orzo, la segale o il mais . È una forma commerciale di alcol che ha diverse applicazioni, che possono essere sia ricreative che industriali e di altro tipo. L’alcool di cereali può essere ottenuto con varie gradazioni alcoliche che possono andare da un minimo di 5 o 6%, a valori fino a 90% e oltre; tuttavia, è comune che la gradazione alcolica sia bassa.

Caratteristiche e proprietà dell’alcool di grano

• È composto da alcool etilico o etanolo, la cui formula molecolare è C ₂ H ₅ OH. Può contenere anche quantità variabili di acqua.
• È un liquido incolore con un odore alcolico penetrante.
• È un liquido infiammabile. Quando ha un elevato grado di purezza può essere utilizzato come combustibile pulito.
• Viene utilizzato per la preparazione di molte bevande alcoliche forti tra cui vodka, whisky e sake, oltre a quelle più leggere come la birra.

Come si ottiene l’alcool di grano?

Il processo industriale per ottenere l’alcool di grano si compone di diverse fasi, le principali sono la fermentazione e la distillazione del fermento. Quanto segue descrive ciascuno dei passaggi necessari per trasformare la maggior parte dei cereali in alcol di cereali.

Fase #1: rettifica iniziale

Il primo passo è prendere i chicchi puliti e asciutti e macinarli fino a ottenere una farina fine. Questo passaggio garantisce che la maggior quantità possibile di amido nei chicchi sia disponibile per la serie di reazioni biochimiche che successivamente lo convertiranno in alcol.

Fase 2: liquefazione

In questa fase la farina viene impastata con acqua e con un enzima chiamato amilasi, che degrada l’amido rompendo i 1-4 legami glicosidici della sua struttura. In questo modo si produce un mosto o mosto ricco di zuccheri più semplici, tra cui le maltodestrine, oltre che di alcuni monosaccaridi liberi come il glucosio.

Fase #3: Saccarificazione

In questa fase viene aggiunto un secondo enzima che degrada la maltodestrina fino a trasformarla in un monosaccaride fermentescibile. Insieme, le fasi 2 e 3 cercano di trasformare tutti i carboidrati presenti nei chicchi in diverse forme di zuccheri digeribili dal lievito.

Fase 4: fermentazione

L’alcol etilico si ottiene attraverso il processo di fermentazione etilica. Questo è un processo anaerobico effettuato da diverse specie di lievito per ottenere energia sotto forma di ATP.

Il processo di fermentazione dei monosaccaridi ottenuti dopo la saccarificazione (principalmente glucosio, C ₆ H ₁₂ O ₆ ) comporta una serie di reazioni biochimiche catalizzate da enzimi, il cui effetto netto è quello di rompere ogni zucchero in due molecole di etanolo (CH ₃ CH ₂ OH) e anidride carbonica. La reazione complessiva è:

Fase #5: Distillazione

Il processo di fermentazione non può produrre alcol etilico di elevata purezza in quanto, dopo una certa concentrazione, l’alcol inibisce la fermentazione stessa e diventa tossico per i lieviti. Pertanto, il fermento deve essere distillato mediante diverse tecniche per separare l’etanolo prodotto sia dai residui di reazione che dai lieviti utilizzati per la fermentazione.

È comune che, dopo la prima distillazione, vengano effettuate distillazioni successive per ottenere alcol di grano di un grado di purezza più elevato, se necessario.

Passaggi aggiuntivi facoltativi a seconda dell’applicazione

• Disidratazione: l’alcool di grano ha diverse applicazioni, alcune delle quali non tollerano la presenza di acqua nella miscela. In questi casi, dopo aver distillato l’alcool, si deve effettuare un processo di disidratazione, che si ottiene in diversi modi. In alcuni casi avviene attraverso l’utilizzo di setacci molecolari che consentono di rimuovere l’acqua impedendo il passaggio delle molecole di etanolo. Un’altra tecnica comune è la distillazione azeotropica.
• Denaturazione: Nei casi in cui l’alcol di grano non è destinato al consumo umano, la sua denaturazione deve essere effettuata aggiungendo diversi additivi che ne alterano le proprietà. In alcuni casi viene aggiunto il denatonium benzoato, che è una delle sostanze più amare conosciute dall’uomo. In altri casi, come quando l’alcool è destinato ad essere utilizzato come carburante, vengono spesso aggiunti altri combustibili non idonei al consumo umano.

Grado di purezza dell’alcool di grano

Dopo la fermentazione e la prima distillazione dell’alcool etilico, si ottiene una soluzione altamente concentrata di alcol etilico in acqua, contenente tipicamente il 95 – 96% di alcol. Né la distillazione semplice né quella frazionata (usata nelle industrie che producono alcol di grano) è in grado di purificare l’etanolo oltre il 96%, poiché detta miscela corrisponde a un azeotropo alla normale pressione atmosferica. Tuttavia, varie tecniche di disidratazione come quelle menzionate sopra possono essere utilizzate per purificare ulteriormente l’alcool per portarlo a una purezza superiore al 99%.

Alcool di cereali nelle bevande alcoliche

Nella maggior parte delle applicazioni di alcol di grano, che riguardano principalmente la produzione di bevande alcoliche, vengono preparati con una concentrazione di alcol molto inferiore, quindi non è necessario purificarlo oltre il 96%. Infatti, quando si preparano birra, whisky o vodka, si fa in realtà il contrario, mescolando il distillato alcolico con acqua pura per ottenere così la gradazione alcolica desiderata.

Nel caso della birra, l’obiettivo è una concentrazione alcolica finale compresa tra il 4% e il 10% in volume. Nel caso di alcolici o bevande alcoliche forti, la concentrazione finale è solitamente compresa tra il 37,5% e il 60%. Tuttavia, esiste un piccolo numero di bevande alcoliche che utilizzano alcol di grano praticamente non diluito. Il re di tutti è Vodka Spirytus, la bevanda alcolica più forte del mondo con una gradazione alcolica del 96% in volume; seguono a ruota Everclear 190 e Corocoro, due liquori che hanno 95 gradi alcolici.

Alcool di grano in alcol denaturato

In campo sanitario, diversi alcoli vengono spesso utilizzati come antisettici per pulire e disinfettare le ferite o per pulire le superfici e quindi combattere la diffusione delle infezioni. Gli alcoli sono utilizzati anche nella preparazione di gel antibatterici, divenuti particolarmente popolari con l’esplosione della pandemia di COVID-19. L’alcool isopropilico viene utilizzato in molte di queste applicazioni, ma anche l’alcool di grano viene utilizzato con una frequenza crescente.

Sia nei gel antibatterici che nel caso dell’alcool antisettico che possiamo acquistare in qualsiasi farmacia, l’alcool di cereali deve avere una concentrazione minima del 70% in volume. Tuttavia, puoi anche trovare alcune presentazioni in cui ha un grado molto vicino al 100%, che è stato preparato attraverso la risoluzione dell’azeotropo con mezzi diversi. Possiamo facilmente riconoscerli perché sono generalmente identificati come alcol assoluto .

Alcool di cereali da utilizzare come combustibile

L’alcol di cereali può essere considerato un biocarburante sostenibile e sono molti i veicoli alimentati da motori a combustione interna che lo utilizzano come fonte di energia. Il grano più comunemente utilizzato a questo scopo è il mais e in tutti i casi l’azeotropo ottenuto dopo la distillazione deve essere separato mediante setacci molecolari o distillazione azeotropica, poiché l’acqua interferisce con la combustione.

Esempi di alcol di cereali

• La vodka è una bevanda alcolica preparata con alcool di frumento , orzo o mais; in alcuni casi può essere preparato anche con la patata.
• L’etanolo assoluto per uso antisettico in molti casi viene preparato mediante distillazione di alcol di grano. Non esiste un grano specifico che viene utilizzato per questo scopo.
• La birra viene solitamente prodotta con alcool di grano o orzo.
• Il Grain Scotch Whisky è preparato con orzo maltato e non maltato. Ce ne sono anche alcuni a base di mais o grano, e c’è persino un’intera gamma di whisky miscelati che contengono alcol di grano proveniente da diverse fonti.
• Il sake è una bevanda alcolica di origine giapponese preparata con alcool di riso.

Riferimenti

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