Viene prodotta con il malto d'orzo è l'orzo germinato ed essiccato. Vengono tuttavia ampiamente impiegati anche il frumento, il mais e il riso, solitamente in combinazione col malto d'orzo.
Altre piante meno utilizzate sono invece l'avena, la radice di manioca, il miglio e il sorgo in Africa, la patata in Brasile e l'agave in Messico.
Per produrre la birra, il malto viene immerso in acqua calda, dove – grazie all'azione di alcuni enzimi presenti nel malto stesso e dovuti alla germinazione – gli amidi presenti vengono convertiti in zuccheri fermentescibili.
Questo mosto zuccheroso può essere aromatizzato con erbe aromatiche, frutta o più comunemente con il luppolo.
Quindi, viene impiegato un lievito che dà inizio alla fermentazione e porta alla formazione di alcool, unitamente ad anidride carbonica (che viene per la maggior parte espulsa) ed altri prodotti di scarto derivanti dalla respirazione anaerobica dei lieviti.
La produzione della birra è probabilmente databile al settimo millennio a.C., registrata nella storia scritta dell'antico Egitto e della Mesopotamia.
La prima testimonianza chimica nota è datata intorno al 3500-3100 a.C. Poiché quasi qualsiasi sostanza contenente carboidrati, come ad esempio zucchero e amido, può andare naturalmente incontro a fermentazione, è probabile che bevande simili alla birra siano state inventate l'una indipendentemente dall'altra da diverse culture in ogni parte del mondo.
È stato sostenuto che l'invenzione del pane e della birra sia stata responsabile della capacità dell'uomo di sviluppare tecnologie e di diventare sedentario, formando delle civiltà stabili.
È verosimile che l'invenzione della birra sia infatti coeva a quella del pane; poiché le materie prime erano le stesse per entrambi i prodotti, era solo "questione di proporzioni": se si metteva più farina che acqua e si lasciava fermentare si otteneva il pane; se invece si invertivano le quantità mettendo più acqua che farina, dopo la fermentazione si otteneva la birra.
Un birrificio del XVI secolo Si hanno testimonianze di produzione della birra addirittura presso i Sumeri. Proprio in Mesopotamia inoltre pare che sia nata la professione del birraio, e testimonianze riportano che parte della retribuzione dei lavoratori veniva corrisposta in birra.
Due erano le principali tipologie prodotte nelle case della birra: una birra d'orzo chiamata sikaru (pane liquido) e un'altra di farro detta kurunnu. La più antica legge che regolamenta la produzione e la vendita di birra è, senza alcun dubbio, il Codice di Hammurabi (1728-1686 a.C.) che condannava a morte chi non rispettava i criteri di fabbricazione indicati (ad es. annacquava la birra) e chi apriva un locale di vendita senza autorizzazione.
Nella cultura mesopotamica la birra aveva anche un significato religioso: veniva bevuta durante i funerali per celebrare il defunto ed offerta alle divinità per propiziarsele. La birra aveva analoga importanza in Antico Egitto, dove la popolazione la beveva fin dall'infanzia, considerandola anche un alimento ed una medicina. Addirittura una birra a bassa gradazione o diluita con acqua e miele, veniva somministrata ai neonati quando le madri non avevano latte. Anche per gli Egizi la birra aveva un carattere mistico, ma tuttavia c'era una grossa differenza rispetto ai Babilonesi: la birra non era più un prodotto artigianale, ma era divenuta una vera e propria industria con i faraoni che possedevano addirittura delle fabbriche. Si parla di birra anche nella Bibbia e negli altri libri sacri del popolo ebraico come il Talmud; nel Deuteronomio si racconta che durante la festa degli Azzimi si mangiava per sette giorni il pane senza lievito e si beveva birra.
Lo stesso avviene durante la festività del Purim. La Grecia, sicuramente più orientata sul vino, non produceva birra, ma ne consumava parecchia, soprattutto per le feste in onore di Demetra e durante i giochi olimpici durante i quali era vietato il consumo del vino.
La bevanda arrivava in Grecia tramite i commercianti fenici. Anche gli Etruschi e i Romani preferivano di gran lunga il vino, tuttavia ci furono personaggi famosi che divennero sostenitori della birra, come ad esempio Agricola, governatore della Britannia, che una volta tornato a Roma nell'83 d.C. portò con sé tre mastri birrai da Glevum (l'odierna Gloucester) e fece aprire il primo "pub" nella penisola italiana.
I veri artefici della diffusione della birra in Europa furono comunque le tribù Germaniche e Celtiche.
Questi ultimi in particolare si stanziarono in Gallia e in Britannia, ma soprattutto in Irlanda, dove addirittura esiste una leggenda secondo la quale gli irlandesi discendano da un popolo di semidei chiamati Fomoriani che avevano la potenza e l'immortalità grazie al segreto della fabbricazione della birra, che fu loro sottratto dall'eroe di Mag Meld.
La Caledonian Brewery, fondata nel 1869, ad Edimburgo, tipico esempio delle prime produzioni industriali di birra Molti non riconoscerebbero come "birra", ciò che bevevano i primi abitanti dell'Europa, in quanto le prime birre contenevano ancora al loro interno i prodotti dai quali proveniva l'amido (frutta, miele, piante, spezie).
Il luppolo come ingrediente della birra fu menzionato per la prima volta solo nel 822 da un abate carolingio e di nuovo nel 1067 dalla badessa Ildegarda di Bingen. Fu proprio merito dei monasteri durante il Medioevo il salto di qualità nella produzione della bevanda. Persino le suore avevano tra i loro compiti quello di produrre la birra, che in parte era destinata ai malati e ai pellegrini. Anche in Gran Bretagna la birra prodotta dalle massaie veniva messa a disposizione delle feste parrocchiali, ed utilizzata per scopi umanitari. In Inghilterra in particolare, la birra divenne bevanda nazionale in quanto l'acqua usata per la sua produzione veniva bollita e quindi sterilizzata.
La birra prodotta prima della rivoluzione industriale era principalmente fatta e venduta su scala domestica, nonostante già dal settimo secolo d.C. venisse prodotta e messa in vendita da monasteri europei.
Durante la rivoluzione industriale, la produzione di birra passò da una dimensione artigianale ad una prettamente industriale, e la manifattura domestica cessò di essere significativa a livello commerciale dalla fine del XIX secolo.
Lo sviluppo di densimetri e termometri cambiò la fabbricazione della birra, permettendo al birraio più controlli sul processo e maggiori nozioni sul risultato finale. Inoltre, sempre nello stesso periodo furono eseguiti studi specifici sul lievito, che permisero di produrre la birra a bassa fermentazione, di gran lunga la più diffusa nel mondo.
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