La birra è un prodotto pressochè spontaneo della natura, che l'uomo è riuscito in seguito a riprodurre a suo piacimento per soddisfare alcune sue esigenze.

Essa è una bevanda batteriologicamente pura in quanto l'azione antibiotica esercitata dai lieviti e le condizioni biochimiche che si realizzano grazie alla fermentazioni (pH e anaerobiosi) originano un ambiente sfavorevole allo sviluppo di germi patogeni.

Pane e birra! Il procedimento per la loro produzione è lo stesso: il pane più solido, la birra più liquida, ma ambedue fatti con cereali, acqua e lievito, con aggiunta di aromi: per il pane il cumino, l'anice, la mirica; per la birra il luppolo.

"Il pane e la birra non sempre riescono" si diceva fino a quando non si scoprì che il lievito è un microrganismo che va protetto dai batteri.

Il fenomeno della fermentazione ha suscitato significati superstiziosi, non del tutto e ovunque scomparsi, che danno un certo colore alla cultura popolare: se la fermentazione riesce è segno di buon auspicio per la famiglia, se stenta ad avviarsi, dispiaceri in vista, se poi fallisce non c'è che da temere il peggio.

Quando il vecchio patriarca andava ad aiutare il figlio a produrre la birra, la nonna al suo rientro chiedeva: "Fermenta?". Se la risposta era "Sì", riprendeva a maneggiare le pentole mormorando "Dio sia lodato".

Alle donne spettava la produzione del mosto ma esse erano bandite dalle operazioni che preparavano la fermentazione, poichè avevano un'influenza negativa sul suo sviluppo, in special modo nei "giorni particolari".

Gli spiriti e le streghe erano molto temuti da chi produceva la birra, le porte dovevano essere chiuse e guai se un gatto entrava in cantina: nei gatti infatti albergava spesso la strega.

Durante la fermentazione, nel locale bisognava camminare in punta di piedi e se il pavimento era di legno non doveva scricchiolare, poichè i rumorie i tremiti potevano disturbarla: essa alla fine doveva entrare in un sonno profondo.

Oggi sappiamo che la porta aperta poteva significare correnti d'aria e sbalzi di temperatura, che nuocciono alla fermentazione più delle streghe.

Sappiamo che il tremolio del pavimento non permette una buona sedimentazione del lievito e quindi la chiarificazione della birra, che rimane torbida anche se il lievito ormai "dorme".

Erano comunque esperienze vestite di fantasia superstiziosa, che contenevano una profonda verità: la natura deve essere rispettata e posta nelle condizioni migliori per poter svolgere alla perfezione il suo lavoro.

In termini moderni, la fermentazione è la trasformazione enzimatica degli zuccheri in alcol etilico (etanolo) e anidride carbonica, anche se oltre a questa molte sono le trasformazioni che contemporaneamente avvengono per il metabolismo del lievito e che portano all'aroma finale della birra.

Da una molecola di zucchero si sviluppano due molecole di etanolo e due di anidride carbonica, oltre a 18 kcal/mol.

La fermentazione è dunque un processo esotermico, ovvero che produce calore, per cui la birra durante la fermentazione si riscalda.

La temperatura aumenterebbe di 1,35 °C per ogni grado saccarometrico che viene fermentato, se non ci fosse la temperatura all'esterno del recipiente che la influenza.

Questa abbassa o alza il valore della temperatura della birra in fermentazione nel caso in cui essa sia più alta o più bassa permettendo così di controllarla.

Il birraio regola la temperatura di fermentazione mediante il raffreddamento della parete del recipiente in cui la birra fermenta.

La fermentazione deve seguire dei valori che comprendono i giorni di fermentazione, i gradi centigradi (°C), i gradi saccarometrici, espressi in gradi plato (°P).

I gradi centigradi indicano la temperatura della birra in fermentazione. I gradi saccarometrici sono la concentrazione di estratto, dunque di zuccheri e di altre sostanze che sono disciolti nel mosto.

Plato ha elaborato delle tabelle che permettono di risalire al grado saccormetrico mediante la determinazione del peso specifico di un liquido, in questo caso la birra.

Prendiamo il caso di una birra che ha un grado saccarometrico iniaiziale di 12 °P e che durante la fermentazione scende a 4 °P.

In questo caso dunque, 8 °P vengono trasformati in alcol e anidride cabonica producendo calore, che dal terzo giorno in poi deve essere eliminato per evitare un riscaldamento della brira che causerebbe la formazione di sostanze aromatiche meno gradite.

Al sesto giorno poi la birra viene raffreddata, per permettere che la fermentazione continui, ma molto lentamente, in cantina di maturazione.

La fermentazione è infatti tanto più veloce quanto più alta èla temperatura, poichè, come insegna la legge di Van't Hoff, le reazioni chimiche raddioppiano in velocità con l'aumento della temperatura di 10°C.

Due terzi dunque dell'estratto sono qui stati fermentati in dieci giorni e fanno risultare all'incirca pari quantità di alcol e di anidride carbonica, dunque 4 gradi di alcol e 4 grammi di anidride carbonica per 100 millilitri.

Una birra ha dunque una gradazione alcolica pari a un terzo della sua gradazione saccorometrica.

Quando si parla della gradazione di una birra si intende usualmente quella saccarometrica (espressa in °P).

Gli inglesi e gli americani esprimono spesso però la gradazuione della loro birra con "original gravity", che si riferisce al peso specifico del mosto prima della fermentazione.