1 Rezeptur variiert nach Monika Kallfelz Bierbrauen im Kochtopfmaßstab Jede Schülergruppe besorgt 1 Kochtopf ca. 10 Liter 1 weiteres großes Gefäß, z.b. sehr sauberen Putzeimer 1 leistungsstarke Kochplatte 1 Meßbecher 1 Schaumlöffel, 1 Suppenkelle, 1-2 Tücher zum Abläutern (gut geeignet: Windel, ohne Waschmittel ausgekocht) 1 großen Kochlöffel 1 Teelöffel pro Schüler ( zum Probieren) Handtücher für Hände, zum Spülen und Putzen saubere Kanister um weiches Wasser zu transportieren Kühlakkus genügend Flaschen, möglichst mit Bügelverschluß Die Schule besorgt: Platten und Töpfe Thermometer Würzespindel ( oder Oechslewaage oder Aräometer) ph-stick Malz geschrotet (1,25 kg pro Ansatz), Hopfen (Pellets: 10 g pro Ansatz, bzw. 1 g/l Bier) von Brauerei Hefe weiches Wasser Testsatz für Härtebestimmung Schlauch, Trichter Literatur: Lexikon, Bücher über Bier Uhrgläser Pipette und J 2 / KJ für Stärkenachweis Vorarbeiten: Gruppen einteilen, Töpfe und Platten durchzählen, Aufräumdienst klären Arbeitsblätter ausgeben Aufgaben: Markiere mit einem Textmarker alle Temperatur und Zeitangaben Markiere mit einer anderen Farbe alle Zutaten Schreibe vorgesehene Uhrzeiten an die einzelnen Stationen Besorge die Geräte laut Liste, bringe Deinen Namen an und gib alles rechtzeitig in der Schule ab Beantworte mit eigenen Worten folgende Fragen: Warum kann man nicht Gerste direkt zum Brauen verwenden, sondern muß erst Malz herstellen? Warum ändert sich der Extraktgehalt und der ph-wert während der Gärung? Fasse die Aussagen des Reinheitsgebotes zusammen! Warum werden nur 3 Zutaten genannt? Brauerei ist ein uraltes biotechnologisches Verfahren. Was versteht man unter Biotechnologie? Wie lange ist Bier schon bekannt? Nenne verschiedene Biersorten; Was ist Malzbier? Wie bekommt man dunkles Bier? - Wie stellt man alkoholfreies Bier her? In welchen Gebieten Deutschlands wird Hopfen angebaut?
2 Jetzt geht's los: Pro Gruppe: 1. Einmaischen: 4,5 Liter weiches Wasser (max. 10 dh) Wasserhärte sorgfältig bestimmen auf 40 C erwärmen 1,25 kg Malz zugeben umrühren Exkurs Malz: Malz gewinnt man aus Gerste durch Keimung und anschließende Trocknung. Während der Keimung werden Enzyme gebildet bzw. aktiviert, die beim Brauen die Stärke der Gerstenkörner zu Zucker abbauen können (Amylasen). Den Zucker soll die Hefe vergären. Andere Enzyme (Glucanasen, Zellulasen) lösen die Zellwände auf. 2. Eiweißrast: auf 52 C erwärmen, Temp. 30 min halten, gelegentlich umrühren alle Temperaturen müssen genau (auf 1 K) eingehalten werden! Thermometer in der umgerührten, freien Flüssigkeit ablesen, kein Fieberthermometer! weitere 4,5 Liter weiches Wasser für 6. holen Experiment: jetzt oder später: a) Vergleiche den Geschmack von Getreidekörnern und Malzkörnern (Härte?, süß?) b) Zerstoße jeweils einige Gerstenkömer und Malzkörner im Mörser und weise Stärke nach: Jodprobe: 1 Trpf Iod-Kaliumiodid ergibt mit Stärke eine violette Färbung Exkurs Eiweißrast: Bei dieser Temperatur arbeiten die Enzyme optimal, die die Eiweiße des Gerstenkorns zu Aminosäuren abbauen. Aminosäuren werden zur Ernährung der Hefe gebraucht. Es muß aber etwas Eiweiß übrigbleiben, damit das Bier Schaum bildet! Also: nicht zu lange 52 C halten! 3. Maltoserast I: auf 65 C erwärmen, Temp. 20 min halten, gelegentlich umrühren Experiment: a) Stärkenachweis wie oben b) Experiment zu Beginn und am Ende dieser Station auf süßen Geschmack prüfen! Exkurs ß-Amylase: Dieses Enzym baut Stärke ab. Es spaltet bei 65 C besonders gut von außen her Maltose (=Malzzucker = Zucker aus 2 Glucose Einheiten) ab.
3 4. Maltoserast II: auf 72 C erwärmen, ca. 30 min halten, gelegentlich umrühren Experiment: Stärkenachweis wie oben es wird weitergearbeitet, sobald der Stärkenachweis negativ ist d.h. keine Blaufärbung mehr, sondern gelbbraun durch Jod Gefäß und Tuch für 6. vorbereiten weitere 4,5 l Wasser für 6. auf 80 C erwärmen Exkurs α-amylase: Dieses Enzym baut Stärke besonders gut bei 72 C von innen her ab. Dabei werden willkürlich Glucose-Einheiten getrennt. Übrig bleiben Bruchstücke von ca. 6-8 Glucose-Einheiten. 5. Enzymdenaturierung auf 78 C erwärmen, ca. 10 min halten Exkurs Inaktivierung: Bei 78 C werden die Enzyme durch eine Veränderung ihrer räumlichen Struktur inaktiv. So bleiben einige Bruchstücke, die für den Geschmack des Bieres wichtig sind, erhalten. 6. Abläutern auf ein großes Gefäß wird ein Tuch gespannt, Volumen und Masse des Trebers abschätzen! mit dem Schaumlöffel werden die festen Bestandteile auf den Filter gegeben und mit der verbleibenden Flüssigkeit ausgewaschen, (nicht rühren!!, nicht auspressen!!) der Filterrückstand (Treber) wird mit 4,5 l 80 C heißem Wasser ausgewaschen Die Flüssigkeit im Gefäß heißt jetzt Würze. Die Würze soll klar sein. Der Treber kann in einer Plastiktüte mitgenommen und eingefroren werden. Er eignet sich zur Herstellung von Treberbrötchen. Andere Verwendung: Viehfutter! Bitte das Tuch keinesfalls im Waschbecken reinigen, akute Verstopfungsgefahr, einem Eimer auswaschen und über die Toilette entsorgen! sondern in 7. Würzekochen: Würze zum Kochen bringen und 10 g Hopfenpellets (1 g/l Bier) oder eine entsprechend Menge Hopfenextrakt ( 7,5 g reichen für 50 Liter Bier) zusetzen. 60-90 min sprudelnd kochen bei geöffnetem Deckel, verdampftes Wasser ersetzen! Exkurs Hopfen: Gitterstoffe und Gerbstoffe des Hopfens sind wichtig für den Geschmack und die Haltbarkeit des Bieres. 8. Hopfenseihen: Würze einige Minuten abkühlen und ruhig stehen lassen; Man beobachtet einen großflockigen Niederschlag (Eiweiß - Heißtrub) Über ein Tuch wird die warme Würze in den Gärbehälter filtriert; Experiment: Extraktgehalt der Stammwürze bestimmen (Umrechnung Dichte/Extraktgehalt Bier / Öchslegrade Wein). Der Extraktgehalt gibt den Anteil an gelösten Stoffen, z.b. Zucker, Proteine,
4 Geschmacksstoffe etc. an. Sollwert ca. 12 % (10-14) bei 20 C, evtl. Temperaturkorrektur! Experiment: ph-wert bestimmen (ph-stick verwenden, da 1 Kommastelle notwendig; Ausschalten nicht vergessen!) Sollwert: ph 5,0-5,6 Ab jetzt steril (hier keimarm) arbeiten!! 9. Abkühlen der Würze möglichst zügig, Hilfsmittel benutzen, z.b. Wasserbad, Kühlakkus, Eiswürfel unbedingt unter 20 C kühlen! 10. Hefe zugeben zur Verfügung stehende Hefe aufrühren und auf den Kurs verteilen, umrühren Gefäß abdecken (ca. 0,5 l Hefe auf 50 l Bier) Exkurs Hefe: Es handelt sich um Pilze, sehr ähnlich der Bäckerhefe, die zur Deckung des eigenen Energiebedarfs Zucker (z.b. Glucose und Maltose, nicht aber Stärke!) auch ohne Sauerstoff abbauen können. Wir setzen untergärige Hefe ein, sie sammelt sich am Ende der Gärung unten im Topf. 11. Gärung Ansatz in einem kühlen Raum deponieren, Temp. möglichst unter 10 C! täglich Schaumbildung beobachten und evtl. Extrakt und ph messen Die Gärung dauert 6-8 Tage, dann Extrakt ca. 2,5 %, ph 4,6, schwache CO 2 Entwicklung Exkurs Gärung: Zucker Alkohol + Kohlenstoffdioxid Gleichung mit Strukturformeln?? Der Alkoholgehalt läßt sich näherungsweise bestimmen nach der Faustregel: (Stammwürzegehalt vor der Gärung - Extraktgehalt im. Bier) : 2 = Vol%Alkohol. Es gibt auch andere Arten von Gärung, z.b. die Milchsäuregärung (Joghurt etc.) 12. Nachgärung Abfüllen mit sauberem Schlauch in sterile Flaschen (Flaschen 30 min bei 150 C im Backofen sterilisieren, Gummidichtungen nicht in den Backofen, sondern in Wasser auskochen) kalt lagern (optimal 1 C) in den ersten 2-3 Tagen werden die Flaschen täglich entlüftet, damit überschüssiges CO 2 entweichen kann. Die Nachgärung dauert 2-3 Wochen. Das Bier sollte nicht älter als 6 Wochen werden Prost!
5 Literatur und Material zum Thema Bier Narziß,L. Abriß der Bierbrauerei Enke Verlag Stuttgart, 1995 Schuster, Weinfurter, Narziß: Die Technologie der Malzbereitung Enke Verlag Stuttgart Vogel,W: Bier aus eigenem Keller Ulmer Verlag Stuttgart, 1984 Hlatky,M.; Reil,F.: Bierbrauen für Jedermann Stocker Verlag Graz, Stuttgart, 1995 Pütz,J. Das Hobbythek - Buch 7 VGS Köln 1982 Udo Krause, Bier Brauen Das Praxisbuch, ISBN 3-7787-3640-X Jan Koolman, Hans Moeller, Klaus-Heinrich Röhm, Kaffe, Käse, Karies..., Biochemie im Alltag, Wiley-VCH, ISBN 3-527-29530-5 Broschüren und Unterrichtsmaterial: z.b. Broschüre Vom Halm zum Glas", Gesellschaft für Öffentlichkeitsarbeit der deutschen Brauwirtschaft e.v. Annabergstr. 28 53175 Bonn Fax 0228 9590617 Folienserie 20 Biotechnologie/ Gentechnik"(1 996) des Fonds der Chemischen Industrie Foliensatz: Ökologisches Management (am Beispiel einer Brauerei) Commerzbank, Zentraler Stab Kommunikation, 60261 Frankfurt am Main, Schulinformation: Frau Keller, Tel 069 1362-2726 ; Fax 069 1362-4068 Materiallesebuch zum Thema Alkohole ( 10 Bände!» ( insgesamt DM 30 ) Kölner Modell am Institut für Anorganische Chemie der Universität zu Köln Greinstraße 6 50939 Köln, Tel. (Mo 15-17) / Fax 0221 470 3914 VIERKA - Friedrich Sauer GmbH & Co, Postfach 1328, 97628 Königshofen, Tel. 09761 91880 Fax 09761 918844 (Bezugsquelle für Rohstoffe und Zubehör, z.b.würzespindel ( ca. DM 15), Kelco International GmbH, Neuer Wall 63 20354 Hamburg, Tel 040 373 591, Fax 040 365 747 (Bezugsquelle für Alginat und andere Biopolymere für Immobilisierungsversuche, für Schuien kostenlos) Malz, Hopfen und Hefe werden oft auch von Brauereien problemlos (und kostenlos) abgegeben. Webadressen http://www.brauherr.de/ (2009, 2012) http://www.brauen.de/ (2009, 2012) http://www.bierundwir.de/ (2009, 2012) http://www.vlb-berlin.org/cms/front_content.php (2009, 2012) http://www.dbmb.de/ (2009, 2012)