Bier Definition: Getränke, die aus stärkehaltigen, vermelzbaren Cerealien durch alkoholische Gärung gewonnen und nicht destilliert werden. Wichtigste Rohstoffe (Reinheitsgebot): Gersten- oder Weizenmalz, Hopfen, Hefe, Wasser
Zusammensetzung der Gerste: 11,7 % Wasser, 52,2 % Stärke, 19,6 % andere Kohlenhydrate, 10,7 % Proteine, 1,6 % Rohfaser, 2,1 % Fett, 2,3 % Mineralstoffe 1. Malzherstellung: Die Gerste wird zunächst zur Keimung gebracht und dann erhitzt 1.1 Weichen: Die Gerste wird bis zu einem Endwassergehalt von ca. 45 % eingeweicht; bei einer Temperatur von 12-18 C erreicht man eine Weichzeit von ca. 40-50 h. 1.2. Keimung: Wenn das Getreide den richtigen Wassergehalt erreicht hat, lässt man es in einem Keimkasten oder Trommeln keimen; Temperatur: 15-20 C, 7d (helles Malz) bis 9d (dunkles Malz) Grünmalz
Prozesse während des Weichens und der Keimung: Synthese von α-amylase und Aktivierung von β-amylase; enzymatische Stärkehydrolyse zu vergärbaren Zuckern und Oligosacchariden; enzymatischer Abbau von Gerüstsubstanzen (Zellwände; Pektine und Pentosane) und Proteinen. Ausbildung eines Wurzelkeims und eines Blattkeims. Einsatz von Wuchs- und Hemmstoffen, z.b. Gibberillinsäure, zur Regulation des Keimlingswachstums
1.3 Darren = Hitzebehandlung des Grünmalzes Zunächst wird für 12 h bei ca. 40 C getrocknet, wobei der Wassergehalt auf 10 % absinkt; dann wird geröstet für ca. 5 h bei 80 C (helles Malz) oder 105 C (dunkles Malz) Darrmalz
Entfernung der Keime, Reinigung und Polieren Prozesse während des Darrens: Trocknen: Abbruch der Keimprozesse; Rösten: Bildung von Aromastoffen, Farbe durch die Maillard-Reaktionen; Absenkung des Wassergehalts auf 2% lagerfähig für 4-6 Wochen Pilsener, Münchener, Weizen Karamellmalz hell, Karamellmalz dunkel, Farbmalz
2. Würzeherstellung 2.1 Schroten der Malze Zerkleinerung und gleichzeitige Abtrennung von Spelzen, Mehl und Grieß; das gewünschte Produkt wird dann daraus kombiniert; Nassschrotung: Einstellung eines Wassergehalt von 25-30 % und Zerkleinerung in der Mühle 2.2 Maischen Malzschrot wird mit Brauwasser angeteigt; dabei finden durch malzeigene Enzyme weiter Abbauvorgänge statt, z.b. von Stärke, Proteinen und Pentosanen. Anschließend erfolgt eine Wasserextraktion. Die Temperatur wird dabei für ca. 2,5-5h stufenweise auf ca. 80 C erhöht. 2.3 Abtrennung der Treber Der wässrige Extrakt wird von unlöslichen Rückständen in Läuterbottichen durch Siebböden oder durch Maischefilter abgetrennt = Läutern Würze (=Extrakt)
2.4 Kochen und Hopfen der Würze In der Würzpfanne wird die Würze unter Zusatz von Hopfen 1-2 h gekocht; Abtrennung der unlöslichen Hopfenbestandteile und des Eiweißbruchs (Trub) durch Filter oder Zentrifugen; nach der raschen Abkühlung scheidet sich nochmals Trub ab, der erneut abgetrennt werden muss; Belüftung zur Sauerstoffsättigung Prozesse während des Kochens und Hopfens: Eindampfen auf die gewünschte Konzentration; Koagulation und Ausfällen des Eiweißes; Lösen von Hopfenbestandteilen; Isomerisierung von Bitterstoffen; Inaktivierung der Enzyme; Sterilisation; Austreiben unerwünschter Aromastoffe; Rolle des Hopfens: Ausfällung der Eiweißstoffe durch Gerbstoffe; spezifische Aromastoffe, Bitterstoffe und antibiotisch wirksame Verbindungen; unterstützt durch den Pektingehalt die Schaumbildung
Eingesetzt werden die nicht bestäubten weiblichen Blütenstände = Dolden mit 18 % Bitterstoffen; α-bittersäuren: z.b. Humulon β-bittersäuren z.b. Lupulon Beim Würzekochen findet die gewünschte Umlagerung der Humulone in die Isohumulone statt: Isohumulone sind besser löslich und bitterer; Aromastoffe: Terpene, wie das Myrcen und Humulen, das sich in das Caryophyllen umlagern kann: Beruhigende Wirkung
3.1 Gärung Nach Zusatz von Brauhefe; die Zucker der Würze werden dabei zu Alkohol und Kohlensäure vergoren; außerdem entstehen Gärungsnebenprodukte, die für das Aroma erwünscht sind. Untergärung: Niedrige Temperaturen (ca. 8 C), 7-8 Tage; Hefe Saccharomyces Carlsbergensis; setzt sich am Ende der Gärung ab; Obergärung: höhere Temperaturen (16-20 C), 3 Tage; Saccharomyces Cerevisiae; liefert z.b. Weizenbier, Altbier, Kölsch; englische und belgische Biere Jungbier 3.2 Reifung Untergäriges Jungbier wird 1-2 Monate bei 1-2 C gelagert Prozesse während der Reifung: Vergärung des restlichen Extrakts; Ansammlung von Kohlensäure unter Aufbau von Druck; Abbau und Aufbau verschiedener Aromastoffe; weiteres Absetzen der Hefe und von Eiweiß-Gerbstoff-Komplexen
4. Filtrieren und Abfüllen Abtrennung der Hefe durch verschiedene Filter unter Zusatz von Filterhilfsstoffen, z.b. Kieselgur Eventuell Pasteurisierung (Exportware) Abfüllung und Filtration erfolgt unter Druck, um Verlust von CO 2, Auftreten von Schaum und Mitabfüllen von Sauerstoff zu vermeiden. Zusammensetzung von Bier: Ethanol: 1-5 %; Vollbier: 3,5-4,5 %; Leichtbiere: 1-1,5 % (niedrig vergoren und dadurch extraktreich); Starkbiere: 4,8-5,5 % Trockenmasse = alkoholfreier Extrakt: 2-3 %, bis zu 10 % bei Starkbieren; davon 80 % Kohlenhydrate, vor allem Dextrine (Gehalt 3-5 %), daneben auch Mono- Di- und Oligosaccharide; 0,2 % Glycerin Stammwürze = der ursprüngliche Extraktgehalt der Würze vor der Vergärung; lässt sich auch im Nachhinein über den Alkohol und Extraktgehalt des fertigen Bieres berechnen. Gehalt schwankt zwischen 2-16 %; Vollbiere 11-14 % (Leichtbier 2%, Starkbier 16 %).
Kohlensäure: 0,4-0,7 %; wichtig für Genusswert und Haltbarkeit (ph Wert 4,1-4,7) Rohprotein: ca. 0,5%; Restproteine können zu einer unerwünschten Kältetrübung während der Lagerung durch Protein-Gerbstoffkomplexe führen; Fällung von Proteinen durch Bentonite oder Kieselgel oder von Gerbstoffen durch Polyvinylpolypyrrolidone Mineralstoffe 0,4 % Vitamine: vor allem aus der B-Gruppe Schaum: bildet sich durch Einwirkung von Proteinen, Polysacchariden und Bitterstoffen; β-glucane wirken schaumstabilisierend; Lysophosphatide wirken sich negativ aus; alkoholarme und alkoholfreie Biere: verringerte Alkoholproduktion bei der Vergärung oder Abtrennung des Alkohols nach der Gärung durch Destillation oder Ultrafiltration. Aromafehler: harter Bittergeschmack: durch Oxidation von Polyphenolen schaler Geschmack: durch geringen Kohlensäuregehalt Fehlgeschmack durch Diacetyl und Acetaldehyd Lichtgeschmack durch 3-Methyl-2-buten-1-thiol und Oxidationsgeschmack durch Photolyse von Humulon