Hopfen
Quelle: Deutscher Brauerbund
Malz

Quelle: Deutscher Brauer-Bund e.V (www.brauer-bund.de)
Quelle: Deutscher Brauer-Bund e.V (www.brauer-bund.de)

Unter Mälzen ist Keimenlassen von Getreidesorten unter künstliche geschaffenen bzw. gesteuerten Umwelteinflüssen zu verstehen. Das Endprodukt der Keimung heißt Grünmalz. Durch das Trocknen und Darren wird es zu Darrmalz. Das Mälzen ist hauptsächlich dazu da, Enzyme für den Brauprozess zu gewinnen. Aber auch während des Mälzens finden Abbauvorgänge statt. Bei der Keimung sollen nur gewisse Mengen an Enzymen entstehen, die dann die aufgespeicherten Reservestoffe im Getreidekorn umwandeln. Durch Temperaturoptima, entsprechenden Wassergehalt und Sauerstoffanteile in der Luft über dem Keimgut, kann der Mälzer das wünschenswerte Braumalz herstellen.Charakter und Qualität des Malzes bestimmen Farbe, Geschmack, Haltbarkeit und Schaum des Bieres. Malz kann man mit verschiedenen Getreidearten herstellen, Gerste eignet sich jedoch aus folgenden Gründen am besten:Gerste ist nicht sehr anspruchsvoll an Klima und Bodenbeschaffenheit. Bei schlechten Witterungsbedingungen kann eine gleichbleibend gute Qualität erreicht werden. Die Keimung ist relativ leicht durchzuführen. Gerste eignet ist gut zur Enzymbildung. Vorratsstoffe werden bei der Keimung nur geringfügig verbraucht. Die Spelzen bilden eine gute Filterschicht beim Trennen der Extraktlösung (Würze) von den Braurückständen (Treber). Geschmackliche und technologische Eigenschaften der Gerstenbiere sind anderen Rohstoffen überlegen. Es sind jedoch nicht alle Gerstenarten für Mälzerei- und Brauprozesse geeignet. Als Grundlage für die Bierherstellung wird spezielle Gerste gezüchtet.

Gerste

Gerste
Quelle: Deutscher Brauer-Bund e.V (www.brauer-bund.de)

Gerste wird unterteilt in Wintergerste (Aussaat Mitte September) und Sommergerste (Aussaat März/April). Hauptsächlich wird zweizeilige Sommergerste verwendet, da ihre Körner mehr Volumen und einen höheren Anteil an Kohlenhydraten besitzen und gleichzeitig weniger Spelze, somit auch weniger Gerb- und Bitterstoffe aufweisen.

Von Vorteil ist die Benutzung von nur einer Gerstensorte. Mischungen haben zu viele unterschiedliche Eigenschaften, die schlecht zu berücksichtigen sind.

Gerste sollte folgende Qualitätsmerkmale aufweisen:

Resistenz gegenüber Krankheiten gute Standfestigkeit

  • geringe Düngungskosten
  • hoher Kornertrag
  • gute Körnerform und –größe
  • gutes Wasseraufnahmevermögen, geringe Wasserempfindlichkeit
  • niedriger Eiweißgehalt
  • hohe Keimfähigkeit
  • gute Enzymbildungsvermögen
  • gutes Lösungsvermögen
  • hohe Extraktausbeute

und

  • nach Möglichkeit einen guten Preis

Bevor die Gerste zum Einsatz kommt, wird sie visuell, mechanisch und chemisch auf ausreichende Qualität geprüft.

Visuell wird sie auf Geruch, Feuchtigkeit, Farbe und Glanz, Spelzenbeschaffenheit, Verunreinigungen, Verletzungen, Form und Größe der Körner und Gleichmäßigkeit untersucht.

In der mechanischen und chemischen Analyse werden Wasser- und Eiweißgehalt, Keimfähigkeit und Sortierung überprüft.

Gerste besteht aus:

Stärke 63 % einfache Zucker 2 % höhere Kohlenhydrate 10 %

Eiweiß 11 % Zellulose 5 % Fett 2,5 % Mineralstoffe 2,6 %

Sonstige 3,9 % (Farb-, Gerbstoffe, etc.)

Technologie des Mälzens

Beim Mälzen sollen Enzyme im Gerstenkorn gebildet und bestimmte stoffliche Umwandlungen vorgenommen werden.

Zuerst wird die Gerste zum Keimen gebracht, bis an einem geeigneten Zeitpunkt der Vorgang unterbrochen wird. Diese Prozesse dienen dazu, die festen Bestandteile der Gerste im weiteren Brauvorgang löslich machen zu können.

Die Gerste wird gesäubert, eventuell getrocknet, sortiert, in großen Silos gelagert und für die Keimung geweicht:

  • Säubern Entfernung von Steinen, Unkrautsamen, Metallteilen, Lehmbrocken, etc.
  • Sortieren nach gleichmäßigen Körner, kleine Körner werden aussortiert
  • Trocknen auf Lagerfähigkeit unter 15 % Wassergehalt
  • Lagerung Belüftung zur Aufrecherhaltung der Atmung
  • Weichen in der lagernden Gerste sind die Enzyme noch inaktiv, beim Weichen wird dem Korninneren Wasser zugeführt, dadurch werden die Enzyme aktiviert

Die Atmung der Gerste steigt und somit auch der Bedarf an Sauerstoff, deshalb muss beim Weichen nicht nur Wasser, sonder auch Sauerstoff zugeführt werden. Der Wassergehalt der Gerste steigt auf 42-45 %.

In 100-200 Tonnen schweren Keimkästen verweilt die Gerste-Wasser-Mischung.Beim Keimen unterscheidet man:

Wachstumsvorgänge

Das Korn bildet von Keimtag zu Keimtag längere Wurzeln.

Enzymbildung

Nennenswerte Enzyme sind die Stärke abbauenden α-Amylasen und β-Amylasen, das Zytolytische Enzym Glucanasen, sowie das Eiweiß abbauende Proteasen. Die Enzyme sind nicht zur Bierherstellung da, sondern versorgen die Gerstenpflanze mit Nährstoffen. Dazu müssen die Stoffe im Samenkorn aufgespaltet werden Nach 7 Keimtagen wird der „Lebensprozess“ (das Mälzen ahmt die Natur gezielt nach) unterbrochen, es werden keine neuen Gerstenpflanzen gezüchtet, sondern es wird der Rohstoff Malz produziert.

Stoffumwandlungen

Die Ernährung der wachsenden Keime wird durch Abbauprodukte sichergestellt. Die Zellwende werden aufgelöst und das Korn wird mürbe. Das Malzkorn lässt sich leicht zerbrechen. Teile der Stärke werden bereits in Zucker umgewandelt, deshalb schmeckt Malz süß.

Darren

Der Prozess des Keimens wird durch das Darren abgelöst, indem das Gerstenwasser verschiedene Temperaturen durchläuft.

Dem Grünmalz wird Wasser entzogen, sodass es nur noch einen Gehalt von 4-5 % hat und somit stabil und lagerfähig ist. Bei der Unterbrechung der „Lebensvorgänge“ bilden sich zusätzlich Farb- und Aromastoffe.

Damit die gebildeten Enzyme nicht zu stark beeinflusst werden, wird mit viel Luftdurchsatz bei Temperaturen unter 50°C getrocknet. Wenn der Wassergehalt unter 10 % sinkt, steigt die Temperatur auf bis zu 85°C.

Bestimmte Temperaturen entscheiden über den Charakter des Malzes und somit auch über die Verwendung für helles oder dunkles Malz.

Bei Pilsener Bieren wird z.B. Gerste mit geringen Eiweißgehalt ausgesucht, das Weichen und das Keimen werden kurz gehalten und es wird vorsichtig abgedarrt.

Nach dem Darren wird das Malz geputzt. Hierbei werden anhaftende Wurzelkeime, abgesplitterte Spelzen und Staub entfernt.

Zur Beurteilung des Malzes („Brauwert“) werden physikalische und chemische Untersuchungen vorgenommen. Bei dem Probemaischen werden 50 g Malz entnommen, aus denen man eine Bierwürze herstellt, die als Maßstab gilt.

Wasser

Man kann sagen, dass Wasser eine stark salzhaltige Lösung ist, die von der geologischen und chemischen Beschaffenheit des vom Wasser durchsickerten Bodens ist. In Gesteinsschichten, die kaum wasserlösliche Salze enthalten, nimmt das Wasser nur wenig von ihnen auf. In Sedimentgestein hingegen, reichert sich das Wasser mit großen Salzmengen an. Ein Teil dieser Salze setzt sich mit Inhaltsstoffen des Malzes um und nimmt dabei Einfluss auf die enzymatischen Vorgänge. Diese Reaktionen hängen jedoch von der Art und Konzentration der Salze und von der Brautechnologie ab.

In Brauereien kommt Wasser beim Brauen, Kühlen und Reinigen zum Einsatz. Das Brauereiwasser muss Trinkwasserqualität haben, weshalb es auch regelmäßig untersucht wird. Wasser unterliegt innerhalb der EU sehr strengen Kontrollen.

Im Wasser kommen vor:

Natrium Kalium Calcium Magnesium Ammonium Carbonate Chloride Sulfate Phosphate Nitrate Silikate

Die Härte des Wassers beschreibt die chemisch wirksamen Salze im Wasser. Sie umfasst alle Calcium- und Magnesiumsalze. 1 °dH = 10 mg Calciumoxid (CaO) pro Liter

0-4 °dH sehr weich 4-8 °dH weich 8-12 °dH mittelhart 12-30 °dH hart

Die Härte allein reicht jedoch nicht für die Beurteilung der Eignung des Brauwassers aus. Für Pilsener Biere wird weiches Wasser verwendet, das es salzarm ist und folgende Vorteile hat:

hellere Bierfarbe höherer Vergärungsgrad besserer Eiweißabbau bessere Eiweißausscheidung rascheres Abläutern im Sudhaus elegantere, weichere Bittere bessere Ausbeuten

Um auch harte Wässer zum Brauen heller Qualitätsbiere verwenden zu können, werden ungeeignete Wässer entkarbonisiert bzw. enthärtet.

Das deutsche Reinheitsgebot achtet bei dem Enthärtungsprozess darauf, dass dem Wasser nur Salze entzogen und keine weiteren Stoffe hinzugefügt werden.

Hefe

 

Hefe
Quelle: Deutscher Brauer-Bund e.V (www.brauer-bund.de)

 

Hefe sind einzellige Mikroorganismen, die ihre Energie in Anwesenheit von Sauerstoff (aerob) durch Atmung, oder in Abwesenheit von Sauerstoff (anaerob) durch Gärung gewinnen. Somit ist Hefe das einzige Lebewesen, was von Atmung auf Gärung umstellen kann.

Bei der Bierherstellung vergärt Hefe den Zucker der Würze unter Wärmeentwicklung zu Alkohol und Kohlendioxid.

Die Hefe führt jedoch nicht nur die alkoholische Gärung durch, sondern nimmt durch ihren Stoffwechsel großen Einfluss auf Geschmack und Charakter des Bieres. Deshalb ist es auch wichtig, die Inhaltsstoffe der Hefe zu kennen und über ihre Vermehrung Bescheid zu wissen.

Die Hefezelle ist ca. 6 μ groß. Hinzu kommt, sich Hefe schnell vermehren kann. Bei günstigen Bedingungen verdoppelt sich die Zellzahl alle 90-120 Minuten.

Stoffwechsel der Hefe

Leben ist geprägt von Wachstum und Vermehrung. Der Stoffwechsel spielt dabei eine entscheidende Rolle. Er dient dazu, Nahrung aufzunehmen und sie als körpereigene Substanzen verwerten zu können.

Um zu funktionieren, benötigt die Hefe hauptsächlich Kohlenhydrate in Form von Zucker. Atmung ist der energiereichere Abbau, Gärung hingegen energiearme Abbau. Atmung und Gärung als Energiegewinn bestehen aus vielen nacheinander ablaufenden Schritten. Dafür sorgen die in der Hefe wirkenden Enzyme.

Um Alkohol herzustellen, benötigt Hefe Zucker. Weiterhin braucht sie Stickstoffverbindungen, Mineralstoffe und Vitamine. Alle diese Stoffe werden im Brauprozess aus der Gerste in die Bierwürze überführt.

Bierhefe Es gibt verschiedene Hefearten. Bierbrauer teilen diese Stämme in zwei große Gruppen ein – in ober- und untergärige Hefe.

Die Unterschiede sind äußerlich bedingt. Hefe vermehrt sich durch Zellteilung, dabei bildet eine Zelle Sprossen aus und trennt sich von der Mutterzelle, wenn sie „erwachsen“ ist. So geschieht es auch bei untergäriger Hefe. Die Zellen der obergärigen Hefe bleiben in Sprossverbänden zusammen.

Ein weitere Unterschied zwischen ober- und untergäriger Hefe ist das Oberflächenvolumen der Zellen. Untergärige Hefe sinkt während und am Ende der Gärung zu Boden. Obergärige Hefe steigt durch die Kohlensäure getrieben.

Obergärige Biere sind aromatischer als untergärige Produkte, denn sie vergären unterschiedliche Zuckerarten und bilden Gärungsnebenprodukte (Aromastoffe).

Hopfen
 

Hopfen
Quelle: Deutscher Brauer-Bund e.V (www.brauer-bund.de)

 

Hopfen ist ein mehrjähriges, zweihäusiges Hanfgewächs. Es existieren sowohl weibliche, als auch männliche Pflanzen, jedoch werden in deutschen Brauereien hauptsächlich unbefruchtete, weibliche Dolden verwendet. Diese enthalten nämlich in ihrem Inneren Harzdrüsen mit den sogenannten Lupulinen, Hopfenbitterstoffen, die antibakteriell wirken, dem Bier sein Aroma sein angenehmes Aroma verleihen und für eine gute Schaumbildung, -konsistenz und –haltbarkeit sorgen.

Die Hopfenbitterstoffe bestehen im Wesentlichen aus Alpha- und Betasäure (Humulon und Lupulon), aus Weich- und Kartharzen, ätherischen Ölen, anderen Geruchssubstanzen, Gerbstoffen (Tanninen), Hopein und aus den Hormonen Daidzein und Genistein.

Aufgrund seiner Bakterien hemmenden Eigenschaften, ist der Hopfen auch in der Medizin von Bedeutung. Langzeitstudien behaupten, er beuge Krebs, Osteoporose und Arteriesklerose vor.

Wichtige Anbaugebiete sind das bayerische Hallertau, Spalt, Tettnang in Baden-Württemberg, das Mühlenviertel in Oberösterreich oder Leutschach in der Südsteiermark.

Für den Brauprozess wird der Hopfen entweder getrocknet, in gepressten Hopfenpellets oder als getrockneter oder flüssiger Hopfenextrakt eingesetzt.

Für das Bier wird Hopfen nach seinem Gehalt an Bitterstoffen dosiert. Dieser Wert kann bei 2-15 % liegen.

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