Referat Bier - Wie man's macht und was dabei passiert - Der Schroten, Entwicklung eines eigenen Rezeptes, Durchführung, Auswertung und Korrekturen

Bier

Wie man's macht und was dabei passiert

Vorwort

Bier ist eine uralte Erfindung, die sich heute wie früher grosser Beliebtheit erfreut. Dass Bier irgendetwas mit dem sprichwörtlichen Hopfen und Malz zu tun hat, wissen die meisten ebenso wie dass ein allzu grosszügi-ger Umgang mit dem Gebräu unan-genehme Folgen haben kann. Wie allerdings aus den paar wenigen Zu-taten ein Bier entsteht, ist vielen - mehr oder weniger Bier trinkenden - Leuten schleierhaft. Was ist bei-spielsweise untergäriges und obergä-riges Bier und wie kommt die Koh-lensäure hinein?

Ich trinke selber gerne ab und zu ein Bier und habe mich für dessen Her-stellung interessiert. Im deutschen Sprachraum ist die Zahl der Heimbrauer in den letzten Jahren deutlich gestiegen; entsprechend steht mittlerweile viel qualitativ recht hoch stehende Literatur zur Verfügung. Das Thema bietet sich auch deshalb für eine Maturaarbeit an, weil sich ein recht umfangreicher und interessanter Praktikumsteil, nämlich das Brauen eines eigenen Bieres, problemlos integrieren lässt.

Ich werde meine Arbeit in zwei Hauptteile gliedern. In einem ersten theoretischen Teil möchte ich - ge-stützt auf die in der Quellenangabe aufgeführte Fachliteratur - auf die Arbeitsschritte beim Brauen eingehen und erläutern was dabei geschieht. Im zweiten Teil braue ich, gestützt auf die Erkenntnisse aus dem ersten Teil, selber ein Bier. Dies möchte ich dokumentieren und kommentieren. Je nach Resultat werde ich das Re-zept für einen eventuellen zweiten Brauversuch anpassen und verfei-nern. Meine Hauptziele sind also, einerseits ein möglichst gutes Bier herzustellen und andererseits die Hintergründe des Brauens in verständlicher und korrekter Form zu erklären. Für Fragen, Bemerkungen, konstruk-tive Kritik etc. stehe ich gerne zur Verfügung. Ich könnte bei Bedarf auch die Bilder in höherer Auflösung zur Verfügung stellen. Meine E-Mail-Adresse: phippu_h@bluewin.ch Verdankungen An dieser Stelle möchte ich mich noch bei all denen bedanken, die an der Entstehung der vorliegenden Ar-beit in irgendeiner Form beteiligt wa-ren. Besonderer Dank gebührt dabei der Brauerei Egger Bier Worb für die sachkundige Auskunft und das Zur-verfügungstellen von Malz und Hop-fen, Stefan Walther für die fachliche Begleitung sowie Adrian Hadorn und Martin Kistler für die tatkräftige Un-terstützung beim Brauen.

Teil I

1 Die Ausgangsstoffe

Bier wird aus Wasser, Malz, Hopfen und Hefe gebraut. Auf diese Ingre-dienzien werde ich im Folgenden ein-gehen.

1.1 Malz

Malz ist die zentrale Zutat für ein Bier. Es steuert die Farbe, ein Grossteil des Aromas und letztlich auch den Alkohol bei. Gewonnen wird Malz aus Getreide, meistens aus Gerste. Vor allem in Deutschland wird auch Weizenmalz verwendet, andere Malzsorten wie Roggen- oder Dinkelmalz sind sehr selten anzutref-fen.

Getreidekörner bestehen zu einem grossen Teil aus Stärke. Die Stärke ist in den Stärkezellen des Mehlkör-pers enthalten, welcher von der Aleuronschicht, der Samenschale und der Spelze umschlossen wird. Die Aleuronschicht besteht aus Proteinen und Fetten und ist bei Braugerste nur relativ schwach ausgebildet, da sich ein zu hoher Eiweissgehalt negativ auf die Haltbarkeit des Bieres aus-wirkt. Samenschale und Spelze be-stehen aus Cellulose.

Ziel des Brauers ist es nun, aus Zu-cker Alkohol herzustellen. Im Getrei-dekorn liegt aber nicht Zucker, son-dern Stärke vor. Diese Stärke dient dem Keimling als Energiereserve wenn er zu wachsen beginnt, aber noch keine Wurzeln ausgebildet hat. Er kann allerdings die Stärke nicht direkt in Energie umsetzen, sondern muss sie zuerst in Zucker aufspalten. Dazu bildet der Keimling bei Kei-mungsbeginn Enzyme (Biokatalysa-toren), die die Stärkespaltung1 kata-lysieren. Dies kann sich der Brauer zunutze machen, indem er die nor-malen Keimungsbedingungen simu-liert. Der Keimling produziert jetzt die später beim Maischen zur Stärke-spaltung nötigen Enzyme selber. Um den Keimvorgang abzubrechen, wird das Grünmalz - so wird das ange-keimte Getreide genannt - getrock-net (geschwelkt). Weist das Korn einen Wassergehalt von unter 10 % auf, kann die Trocknungstemperatur auf 80 - 105 °C erhöht werden, ohne dass die Enzyme dabei Schaden nehmen. Je nach Temperatur, bei der "gedarrt" wird, entstehen unter-schiedliche und unterschiedlich viele Farb- und Aromastoffe. Das jetzt entstandene Malz enthält die deakti-vierten Enzyme für den Stärkeabbau und ist aufgrund seines geringen Wasseranteils recht haltbar. (nach BRANDT 1998:9 ff.). 1 Mehr zu Sacchariden und deren Chemie im Kapitel 2.2 Maischen

Stärke

Das Polysaccharid Stärke ist aus vielen á-Glucosemolekülen aufgebaut. Diese sind al-lerdings verschiedenartig miteinander verbunden, so dass zwei Stärkekomponenten entstehen, die Amylose (macht etwa 20 % aus) und das Amylopektin (restliche 80 %).

Die á-Glucosemoleküle der Amylose sind an ihren Enden über eine á-(1,4)-Verknüpfung miteinander verbunden und bilden so eine Kette.

CH2OHOHOHOCH2OHOHOHOOCH2OHOHOHOOOO141414

Amylopektin bildet darüber hinaus auch noch seitliche Verkettungen über á-(1,6)-Verknüpfungen. Es entsteht somit eine Art unregelmässiges, teilweise zerrissenes Netz2.

OCH2OHOHOHOOCH2OHOHOHOOCH2OHOHOHOOOCH2OHOHOHOOCH2OHOHOO1414141414

á-(1,4)-Verknüpfung

1.2 Hopfen

Hopfen (Humulus lupulus) ist eine hanfähnliche Kletterpflanze, deren weibliche Blüten (die Hopfendolden) zum Brauen verwendet werden. Hop-fen kommt in unseren Breitengraden zwar auch wild vor, wurde aber schon früh kultiviert.

Die Hopfendolden enthalten das Drü-sensekret Lupulin. Gewisse Substan-zen davon verleihen dem Bier seine Bitterkeit und beeinflussen die Farbe und die Schaumbildung. Eine grosse Bedeutung hat der Hopfen auch für 6

á-(1,6)-Verknüpfung

die Haltbarkeit des Bieres, weil er antibiotische Wirkstoffe enthält. Hop-fen hilft ausserdem Eiweisse aus dem Bier zu entfernen.

Bitterstoffe

Die wichtigsten Bitterstoffe des Hop-fens sind die á-Säuren. Ihr Anteil am Gesamtgewicht variiert recht stark, er kann bis zu 15 % betragen. á-Säuren (beispielsweise Humulon) sind so, wie sie in den Dolden vorlie-gen, wasserunlöslich und werden erst durch Kochen zu einer wasserlösli-chen Form isomerisiert.

nach DANIELS 1996

Neben den á-Säuren enthält Hopfen auch noch andere Stoffe, die bitter schmecken, so zum Beispiel das Hop-fenöl Myrcen. Es ist im Bier uner-wünscht, weil es eine unangenehme raue Bitterkeit verursacht. Myrcen ist jedoch leicht flüchtig und verdampft beim Kochen.

Myrcen, Bitterstoffe des Hopfens.

nach BRANDT 19xx:16

(%)AusnutzungSäure(%)-10Würze(l)EBUHopfen(g)×á××=

Abb.1. Humulon und Die Bitterkeit ist ein wichtiges Cha-rakteristikum für ein Bier. Entspre-chend wird ihr auch viel Aufmerk-samkeit gewidmet. Hierzulande wird die Bitterkeit in European Bittering Units (EBU) ausgedrückt. Ein Wei-zenbier hat normalerweise eine Bit-terkeit von 8 - 15 EBU, während ein Irish Stout schon einmal 65 EBU er-reichen kann. Für den Brauer ist vor allem wichtig, wie viel Hopfen er braucht, um eine bestimmte Bitterkeit zu er-reichen. Dafür muss er abschät-zen können, zu welchem Pro-zentsatz der á-Säuregehalt des Hopfens effektiv in Bitterstoffe umgesetzt werden kann. Diese so genannte Hopfenausnut-zung ist abhängig von der Kochdauer und vom Extraktgehalt der Würze3. HOHOCH2OHCH2CHC3CH3HumulonMyrcen Ausserdem lösen sich Bitterstoffe umso besser, je alkalischer das Brau-wasser ist. CHOHCH3CH3CH2CHCH3CH3OCH2CH2CH2CHCH2

Tab.1. Hopfenausnutzung

Die gewünschte Bitterkeit ist meis-tens im Rezept angegeben. Die Hop-fenmenge kann nach folgender For-mel berechnet werden:

Was ist 1 EBU?

Um herauszufinden, welcher á-Säurenkonzentration 1 EBU ent-spricht, verwende ich die obige For-mel mit folgenden Annahmen: Der á-Säuregehalt beträgt 100 % (somit wird die Lösungsvariable Hopfen(g) sozusagen zu einem absoluten Be-trag für die á-Säure in Gramm). Die Ausnutzung nehme ich ebenfalls zu 100 % an, ich will ja herausfinden, wie viele Gramm bereits isomerisier-ter, wasserlöslicher á-Säuren eine Bitterkeit von einer EBU auslösen. Für EBU setze ich demnach 1 und ich gehe von einem Würzevolumen von einem Liter aus. Es ergibt sich:

CH3CH3

Säuren--Iso g 0.001 1001001011 =××× 1 EBU entspricht somit einem Milli-gramm Iso-á-Säuren pro Liter Wür-ze. Aromastoffe Nebst der Bitterkeit verleiht der Hop-fen dem Bier seinen typischen Hop-fengeschmack und -geruch. Dafür sind unzählige verschiedene Stoffe verantwortlich, die meisten davon sind leichtflüchtig und oxidieren sehr leicht. Hopfenpellets Kauft man Hopfen, erhält man meist nicht Dolden, sondern Hopfenpellets. Das sind getrocknete und gemahlene Dolden, die von Stängeln und Blät-tern gereinigt und zu kleinen Zylin-dern - eben zu Pellets - gepresst sind (Abb. siehe Titelseite). Durch die Entfernung unwirksamer Pflan-zenteile, enthalten Pellets mehr Wirkstoffe als die gleiche Menge Hop-fendolden. Bei den üblichen P90 Hopfenpellets braucht man dadurch nur 90 % der im Rezept angegebe-nen Hopfenmenge. Die weniger übli-chen P45 Pellets werden so angerei-chert, dass ihr Gewicht nur noch 45 % des ursprünglichen Hopfenge-wichts beträgt. Bei beiden Sorten ist einfach nur der jeweilige Prozentsatz der im Rezept angegebenen Hop-fenmenge zu verwenden. 1.3 Hefe Hefen sind Pilze und gehören zur Familie der Saccharomyceten. Über ihren Stoffwechsel erzeugen sie etwa 1000 verschiedene Stoffe, je nach Art fallen unterschiedliche Produkte und unterschiedliche Mengen davon an. Während der Gärung produziert die Hefe nebst Ethanol höhere Alko-hole, Ester, Aldehyde, Diacetyl, Ace-toin und Carbonsäuren. Ester steuern einen fruchtigen Geschmack bei und sind beispielsweise bei Weizenbieren erwünscht, der Buttergeschmack von Diacetyl oder der Gemüsegeschmack von Acetoin passen dagegen schlecht zu einem Bier. Die Wahl der Hefe sowie die Eigenschaften ihres Le-bensraums - also der Würze - hat auf das Bier somit erhebliche Auswir-kungen. Abb.2. Hefezellen Der Zuckerabbau Die wichtigste Funktion der Hefe ist die glycolytische Zersetzung von vergärbaren Zuckern zu Ethanol und Kohlendioxid. Über eine ziemlich komplizierte Re-aktionskette, auf die ich hier nicht näher eingehen werde, wandelt die Hefezelle im Cytoplasma vergärbare Zucker letztlich in Ethanol und Koh-lendioxid um. Dabei wird ATP (Ade-nosintriphosphat) aufgebaut, aus welchem die Zelle direkt Energie ge-winnen kann. Stark vereinfacht kann man diesen biochemischen Prozess so darstellen:

C O �¨ 2 C H OH + 2 CO

+ 105 kJ·mol

Hefesorten

Es gibt eine Vielzahl von Hefen mit unterschiedlichen Eigenschaften. So produzieren sie beispielsweise, wie schon besprochen, unterschiedliche Nebenprodukte.

Je nach Art neigen Hefen dazu, lange in der Würze zu schweben und sich erst nach geraumer Zeit abzusetzen. Diese Biere bleiben oft naturtrüb. Solche Staubhefen haben häufig ein hohes Gärvermögen, sie sind also in der Lage, einen grossen Teil der Zu-cker effektiv abzubauen. Andere He-fen setzen sich schnell ab, man spricht von Bruchbildung. Das Bier wird schnell klar und dadurch, dass die Hefe nicht gleichmässig verteilt ist, verläuft die Gärung meist lang-samer und weniger vollständig.

Obergärige Hefe

(Saccharomyces cerevisiae)

Früher wurden alle Biere obergärig gebraut. Diese Hefen bilden grösse-re, lockere Zellverbände. Dadurch können sich entstehende Kohlendi-oxidbläschen an den Zellverband an-lagern und diesen an die Oberfläche aufsteigen lassen (daher der Name).

Dieser Hefentyp gärt am besten bei Zimmertemperatur.

VOGEL 1984:39

VOGEL 1984:39

Abb.3. Zellverbände obergäriger Hefen (650x)

Untergärige Hefe

(Saccharomyces carlsbergensis)

Dieser Hefetyp kam erst ab dem 19. Jahrhundert in Gebrauch. Er bildet viel kleinere oder gar keine Zellver-bände, kann daher kaum Kohlendioxidblasen anlagern und sinkt früher oder später zu Boden. Untergärige Hefe arbeitet am besten bei Temperaturen unter 10 °C. Durch die tiefere Gärtemperatur verläuft die Gärung langsamer und es kann sich wesentlich mehr CO2 im Bier lösen. Untergärige Biere sind in der Regel länger haltbar als obergärige. Sie machen heute einen Grossteil der gesamten europäischen und ameri-kanischen Bierproduktion aus.

Abb.4. untergärige Hefezellen (650x)

Handelsformen

Hefe ist grundsätzlich in zwei Formen im Handel erhältlich. Die billigere und einfacher zu handhabende ist Tro-ckenhefe. Sie sieht aus wie ein bräunliches Pulver und kann meis-tens einfach auf die Würze gestreut werden. Teurer und bezüglich Lage-rung heikler sind Flüssighefen. Sie sind in einem Beutel mit einer wäss-rigen Lösung suspendiert, in wel-chem sich eine Kapsel mit einer Nährlösung befindet. Wird diese Kap-sel zerbrochen, beginnen sich die Hefezellen zu vermehren. Nach ein bis zwei Tagen ist der Beutel stark gequollen und die aktivierte Hefe kann verwendet werden.

Flüssighefen sind aus folgenden Gründen trotz der komplizierteren Handhabung den Trockenhefen vor-zuziehen:

. Die Trocknung ist ein Prozess, der die Hefe grundsätzlich be-lastet.

. Während des Trocknens und Abpackens besteht die Gefahr einer Verunreinigung durch andere Hefen. Dieser Effekt ist bei guten Trockenhefen aller-dings minim.

. Die Auswahl an Flüssighefen ist wesentlich grösser als die an Trockenhefen.

. Es sind viele qualitativ min-derwertige Noname-Trocken-hefen auf dem Markt.

Hefekulturen sind nach der Gärung nicht "verbraucht", sie können daher grundsätzlich für mehrere Ansätze gebraucht werden. Da allerdings ihre Mutationsrate relativ hoch ist, verän-dert sich die Kultur ziemlich rasch und man sollte nach ein paar Gärun-gen eine neue Kultur einsetzen.

1.4 Brauwasser

Gewissermassen das Substrat jedes Bieres ist das Wasser, mit dem es gebraut wurde. Entsprechend hat die Qualität des verwendeten Wassers Auswirkungen auf das Bier. Von Be-deutung ist vor allem die Wasserhär-te.

Wasserhärte

Die Wasserhärte setzt sich aus der Carbonathärte und der Nichtcarbo-nathärte zusammen. Letztere hat auf das Brauen kaum Auswirkungen, die Carbonathärte jedoch spielt vor allem beim Maischen eine Rolle. Sie wird durch CaCO3 und MgCO3 gebildet. Diese Salze sind beide schwerlöslich. Wenn allerdings viel Kohlendioxid im Wasser gelöst ist, bildet sich damit das leichtlösliche Calciumhydrogen-carbonat (Ca(HCO3)2) und das Was-ser wird hart.

Gelöst zerfällt das Calciumhydrogen-carbonat in die Ionen Ca2+ und 2 HCO3-, wobei letzteres eine Base ist und den pH-Wert somit erhöht. Wenn das Malz nun genügend Phosphate (HPO42- und H2PO4-) in die Maische bringt, reagieren diese zuerst in ei-ner Säure-Base-Reaktion mit OH- zu PO43- (basisch) und H2O. PO43- rea-giert danach mit Ca2+ zum schwer-löslichen Ca3(PO4)2 und fällt aus. Somit verschiebt sich das Gleichge-wicht nach rechts und dem System werden OH--Ionen entzogen.

HPO + OH PO + H O

+Ca

Ca (PO

Die für den Maischprozess benötigten Enzyme, sowie die Hefe arbeiten am besten, wenn die Würze leicht sauer ist. Je härter das Wasser ist, desto alkalischer wird die Maische; zum Brauen ist also grundsätzlich weiches Wasser besser geeignet. Dunkles Malz hat nun aber einen höheren An-teil an säurebildenden Phosphaten und lässt daher einen höheren Här-tegrad des Wassers zu, ohne dass dabei die Maische zu alkalisch wird.

Gemessen wird die Wasserhärte in deutschen Härtegraden (°dH). Dabei entspricht 1 °dH einer CaO-Konzentration von 0.01 kg/m3.

Enthärten des Brauwassers

Am einfachsten wird Wasser durch Zugabe von gebranntem Kalk (Calci-umoxid, CaO) enthärtet. CaO rea-giert zuerst mit Wasser zu Ca(OH)2 und geht in Lösung. Der Stoff, der das Wasser hart macht, ist Calcium-hydrogencarbonat4, welches eben-falls im Wasser gelöst ist. Konstruie-ren wir also ein Modell und nehmen an, wir könnten 1 CaO (wird sofort in Ca(OH)2 übergeführt) in das Wasser geben, in dem 1 Ca(HCO3)2 gelöst ist. Dann kommen in unserem Was-ser folgende Ionen vor:

Ca Ca

OH HCO

OH HCO

Je ein OH- und ein HCO3^- reagieren in einer Säure-Base-Reaktion zu H2O und CO32- (Carbonat-Ion). Die zwei entstandenen CO32--Ionen reagieren mit den beiden Ca2+-Ionen zu zwei CaCO3 (Kalk). Dieser ist schwerlös-lich und fällt aus.

Damit die Enthärtung erfolgreich ist, muss das Verhältnis des zugegebe-nen Calciumoxids zur Carbonathärte des Wassers stimmen. Nach der CaO-Zugabe muss das Wasser für einige Stunden stehen gelassen wer-den, damit sich der ausgefällte Kalk absetzen kann. Wenn dies erfolgt ist, kann das enthärtete Wasser vorsich-tig abgeschlaucht werden. Die letzten paar Zentimeter über Boden werden mitsamt dem Kalk weggeschüttet.

An der Definition des deutschen Här-tegrades ist leicht zu erkennen, dass man für die Enthärtung eines Liters Wasser pro Härtegrad 0.01 g CaO benötigt.

Tab.2. Wasserenthärtung mit Calciumoxid. Benötigte Menge CaO pro 10 Liter Wasser.

2 Der Brauprozess

Das Brauen eines Bieres ist ein recht aufwändiger mehrstündiger Prozess, der aus verschiedenen Arbeitsschrit-ten besteht. Der eigentliche Ursprung des Bieres liegt im Anbau, der Ernte und der Mälzung des verwendeten Getreides. Ich werde nun vom ferti-gen Malz5 als Rohstoff ausgehen.

2.1 Schroten

Das gemälzte Getreidekorn ist immer noch gut gegen Umwelteinflüsse ge-schützt. Damit das Brauwasser an die Stärke gelangen kann, müssen mehrere Barrieren durchbrochen werden. Das Schroten hat zum Zweck, die Spelzen und die Samen-schale zu durchbrechen. Es ist eine Art Mahlvorgang, bei dem das Endprodukt jedoch nicht so fein wie Mehl sein sollte, damit nach dem Maischen die Spelzen (sie werden dann Treber genannt) besser vom Rest getrennt und als Filter eingesetzt werden können (Abb. iehe Titelseite). s

2.2 Maischen

Bei diesem eminent wichtigen Schritt wird das geschrotete Malz mit dem Brauwasser vermischt. Ziel ist es, die unvergärbare Stärke des Getreide-korns in Zucker abzubauen und Pro-teine zu zerlegen. Dabei kommen verschiedene Enzyme, die der Keim-ling bei der Mälzung3 gebildet hat, zur Verwendung. Chemische Reakti-onen laufen mit steigender Tempera-tur in der Regel mit höherer Ge-schwindigkeit ab. Enzyme sind aus Peptiden aufgebaute, komplizierte Moleküle, die ab einer spezifischen Temperatur zerstört werden. Das bedeutet, dass es für jedes Enzym ein spezifisches Temperaturfenster gibt, in dem es optimal arbeitet; warm genug um eine akzeptable Re-aktionsgeschwindigkeit zu erzielen, aber nicht so heiss, dass das Enzym geschädigt wird.

Beim Maischen sind zwei Gruppen von Enzymen von Bedeutung, näm-lich die Proteasen und die Amylasen.

Abb.5. Maische mit geschrotetem Malz (auf der Kelle)

Proteasen

In einem Temperaturbereich von 45 - 55 °C zerlegen Proteasen Proteine in kürzerkettige Polypeptide und Aminosäuren. Erstere wirken sich stabilisierend auf den Schaum des Bieres aus und werden vor allem im oberen Temperaturbereich gebildet; die Bildung der gärungsfördernden Aminosäuren dominiert den unteren

Temperaturbereich. Langkettige Pro-teine führen zu Trübungen im Bier.

Damit die Proteasen arbeiten können legt man eine sogenannte Eiweiss-rast ein. Je nach Temperatur und Dauer dieser Rast kann der Brauer also die Schaumstabilität und den Endvergärungsgrad beeinflussen.

Amylasen

Amylasen spalten Stärkemoleküle in kürzere Saccharide auf. Man unte-scheidet zwei Formen von Amylase, die á- und die a-Amylase. Letztere spaltet die Makromoleküle der Stärke von den Enden her auf. Dabei ent-steht das Disaccharid Maltose, ein aus zwei á-Glucosemolekülen aufge-bauter vergärbarer Zucker. Das Amylopektin kann nur zum Teil durch die a-Amylase zerlegt werden, weil es teilweise verzweigte, netzähnliche Strukturen aufweist. In solche in sich geschlossene Netze kann die a-

Abb.6. Schema der Stärkespaltung durch Amylasen. Die kettenförmigen Bruchstücke, die bei der Amylopektinspaltung durch die á-Amylase entstehen, können von der a-Amylase weiter zerlegt werden.

Glucoserest Maltose

Amylase aber nicht eindringen. Sie zerlegt gewissermassen also nur die losen, weghängenden Fäden, wäh-rend intakte Knoten weder geöffnet noch übersprungen werden können7.

Bei einer Temperatur von 60 - 65 °C arbeitet die a-Amylase am Besten, bereits ab 70 °C wird das Enzym ge-schädigt.

Die á-Amylase spaltet die in der Stärke enthaltene Amylose. Das Pro-dukt sind verschieden lange Dextri-ne, die von der Hefe nicht abgebaut werden können.

Die "Knotenpunkte" des Amylopek-tins werden von diesem Enzym eben-falls nicht zerstört, wohl aber über-sprungen. Sie schafft somit wieder Strukturen, die von der a-Amylase abgebaut werden können.

á-Amylase arbeitet optimal bei 72 - 75 °C und wird ab 80 °C geschädigt.

nach LEHRL 2000:57

Je nachdem wie lange der Brauer die Maische auf der entsprechenden Temperaturstufe rasten lässt, wird ein eher alkoholarmes und süsses oder ein alkoholreiches und eher tro-ckenes Bier entstehen.

Abmaischen

Wenn man vom Maischen direkt zum Läutern übergeht, besteht die Ge-fahr, dass die unvergärbaren Zucker durch die a-Amylase weiter zu Malto-se abgebaut werden und das Bier dann kaum noch Restsüsse aufweist. Damit dies nicht passiert, wird die Maische auf 78 °C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird die a-Amylase zer-stört. Wenn die Maische auf über 80 °C erhitzt wird, beginnen sich Gerb-stoffe aus den Spelzen zu lösen, wel-che das Bier unangenehm bitter ma-chen. Beim Abmaischen muss der Brauer daher besonders gut darauf achten, dass die richtige Temperatur eingehalten wird.

Am Schluss des Maischens sollte kei-ne Stärke mehr in der Maische gelöst sein, weil diese die Haltbarkeit des Bieres reduziert, den Geschmack ne-gativ beeinflusst und eine Trübung zur Folge hat. Um dies sicherzustel-len, entnimmt man ein wenig Mai-sche und gibt Iodlösung zu. Da sich die Iodatome in die helixförmige Struktur der Amylose einlagern, färbt sich die Maische blau, sofern sie noch Stärke enthält.

2.3 Läutern

Beim Läutern wird die Maische von ungelösten Feststoffen gereinigt. Heimbrauer filtrieren dazu ihre Mai-sche meist durch eine Gaze. Die da-bei zurückbleibenden so genannten Treber enthalten nun immer noch ungelöste Zucker. Damit diese nicht einfach verloren gehen, werden die Treber mit knapp 80 °C heissem Wasser übergossen. Damit die Zu-cker gelöst werden, muss dieser Vor-gang langsam geschehen. Der Brauer giesst immer nur wenig Wasser über die Treber und wartet danach, bis sie wieder trocken aussehen. Die gewonnene Flüssigkeit enthält keine Feststoffe mehr und wird Wür-ze genannt. 2.4 Würzekochen Nach dem Läutern wird die Würze offen gekocht. Damit bezweckt man verschiedenes8: . Alle eventuell noch aktiven Enzy-me werden definitiv zerstört. . Die Würze wird sterilisiert. Dies ist wichtig, weil sonst wilde Hefen, Pilze und Bakterien die Gärung beeinflussen. . Proteine, welche das Bier trüben und die Haltbarkeit verringern würden, koagulieren zu Klumpen und fallen aus. . Die Bitterstoffe des Hopfens wer-den gelöst. . Durch das offene, heftige Kochen verdampft rund 10 % des Was-sers. Dies führt zu einer Anreiche-rung der Würze mit Zucker. Die-ser Wasserverlust sollte von An-fang an beim Rezept einkalkuliert werden. . Unerwünschte flüchtige Aroma-stoffe wie beispielsweise Dime-thylsulfid (führt zu gemüsearti-gem Geschmack) werden ver-dampft.

Wenn die Würze siedet, wird der Bit-terhopfen zugegeben. Wenn Hopfen-pellets verwendet werden, zerstösst man diese vorher mit Mörser und Pistill. Der Aromahopfen wird gege-benenfalls während den letzten 15 Minuten mitgekocht.

Kühlen

Nach dem Würzekochen muss man die Würze auf die richtige Tempera-tur für die Gärung abkühlen. Dies sollte möglichst schnell geschehen, weil sich die Würze besonders bei Temperaturen von 20 - 40 °C leicht wieder infizieren kann. Ausserdem werden bei schneller Abkühlung wei-tere Eiweissstoffe ausgefällt.

Filtrieren

In der kalten Würze schweben nun Hopfenteile und Eiweissklumpen, die entfernt werden müssen. Am besten filtriert man direkt in das desinfizier-te Gärgefäss.

Nach der Filtration sollte die Würze sehr gut belüftet werden, weil die Hefen zu Beginn der Gärung Sauer-stoff brauchen, damit sie sich ver-mehren können.

Extraktgehalt und Bierspin-

del

Als Extraktgehalt bezeichnet man die Menge der im Brauwasser gelösten Stoffe in Gewichtsprozent. Es handelt sich grösstenteils um vergärbare und unvergärbare Zucker; die für den Geschmack wichtigen Aromastoffe machen mengenmässig viel weniger aus.

Je höher der Extraktgehalt ist, desto höher ist die Dichte der Würze. Man kann den Extraktgehalt somit über ein Aräometer bestimmen. Dazu wurde ein spezielles Aräometer ent-wickelt, die Bierspindel. Auf deren Skala kann der Extraktgehalt in Ge-wichtsprozent direkt abgelesen wer-den, je weniger sie eintaucht, desto höher ist der abzulesende Wert. Stammwürze Die Stammwürze ist der Extraktge-halt der Würze vor der Gärung. Vor dem Gärbeginn sollte man unbedingt mit der Bierspindel überprüfen, ob sie dem angestrebten Stammwürz-gehalt entspricht. Falls der Extrakt-gehalt zu hoch ist, kann ganz einfach mit Wasser verdünnt werden. Bei zu tiefem Extraktgehalt kann man ent-weder durch Kochen Wasser ver-dampfen, oder Malzextrakt oder Zu-cker zugeben, wobei vor allem letzte-res nicht gerade elegant ist. 2.5 Gärung Der belüfteten und auf die richtige Temperatur gekühlten Würze wird jetzt die Hefe zugegeben. Wie das getan wird, hängt von der Art der Hefe ab, entsprechende Hinweise sollten auf der Verpackung vermerkt sein. Wenn die Hefe in der Würze ist, hat der Brauer eigentlich nicht mehr viel zu tun. Das Gärgefäss sollte locker abgedeckt werden, damit die schützende Kohlendioxidschicht, die sich während der Gärung bildet, nicht verweht wird. Der Gärtank sollte überdies nicht luftdicht sein, weil er sonst durch das gebildete Kohlendi-oxid zerstört werden kann.

Unmittelbar nach der Hefezugabe setzt die Gärung noch nicht ein; zu-erst gewöhnt sich die Hefe an den neuen Lebensraum und beginnt unter Verwendung von Sauerstoff Fettsäu-ren aufzubauen. Diese sind für die Vermehrung der Hefezellen unab-dingbar.

Darauf beginnt die Hauptgärung. Sie dauert einige Tage und ist häufig von einer recht heftigen Schaumbildung charakterisiert (siehe Abb.7.).

LEHRL 2000:106 Abb.7. Gärschaum (Kräusen) am zweiten Tag der Gärung. Die braunen Verfärbungen stammen von oxidierten Hopfenölen. Während der Hauptgärung nimmt der Extraktgehalt wegen des Abbaus der Zucker zu Ethanol und Kohlendioxid sukzessive ab. Sobald der Extraktge-halt konstant bleibt, ist die Hauptgä-rung beendet, das heisst der Grossteil der vergärbaren Zucker ist abgebaut. Nachgärung Für die Nachgärung kann das Jung-bier entweder schon in die Endgebin-de oder aber in einen Nachgärbehäl-ter abgefüllt werden. Jedenfalls muss man beim Umfüllen darauf achten, dass das Jungbier möglichst nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommt, da sonst Hopfenöle oxidieren und den Geschmack dadurch negativ beein-flussen. Die direkte Abfüllung in Flaschen ist am wenigsten aufwändig, hat aller-dings zwei Nachteile: . Da das Jungbier nur einige Ta-ge herumgestanden ist, sind die darin suspendierten Teil-chen nur unvollständig sedi-mentiert. Die Flaschen werden daher noch relativ viel Boden-satz aufweisen. . Damit das fertige Bier genü-gend Kohlensäure enthalten wird, muss der Flasche zusätz-lich Zucker zugefügt werden9. Da das Jungbier seinen End-vergärungsgrad allerdings noch nicht ganz erreicht hat, ist die nötige Zuckerzugabe jedoch nur sehr schwer einzu-schätzen. Berechung von Vergärungs- grad und Alkoholgehalt Sowohl für den Vergärungsgrad wie für den Alkoholgehalt lassen sich un-gefähre Werte berechnen, wenn man den Extraktgehalt des Bieres nach der Gärung kennt (Restextrakt). Wenn man diesen Wert über ein Arä-ometer (Bierspindel) bestimmt, ist er wegen der geringeren Dichte des Ethanols verfälscht. Diese Ungenau-igkeit bewegt sich aber in einem für den Heimbrauer vernachlässigbaren Rahmen. Man spricht von scheinba-rem Extraktgehalt, Vergärungsgrad und Alkoholgehalt. 9 In Brauereien erfolgt die Nachgärung meist im Nachgärtank. Die Abfüllung erfolgt vollautomatisch und unter CO2, so dass die Zugabe von Zucker zwecks Fla-schengärung nicht notwendig ist.

Der Vergärungsgrad gibt an, zu wie viel Prozent der Extrakt - im Wesent-lichen also die Gesamtheit aller Zu-cker - zu Ethanol und Kohlendioxid vergoren wurden.

Auch der Alkoholgehalt ist davon ab-hängig, wie viel Zucker umgesetzt wurde. Die folgende Formel (siehe unten) ist nicht exakt, sondern eine auf Erfahrungswerten basierte Näh-rung.

Natürlich kann der Alkoholgehalt auch exakt bestimmt werden. Dazu muss man allerdings zuerst das Bier destillieren und anschliessend die Dichte des wässerig-alkoholischen Destillates bestimmen10.

nach LEH 2000:111 RL

2(%) tRestextrak-(%) Stammwürze100%(%)Stammwürze(%) tRestextrak-(%) Stammwürze=×=(%vol) altAlkoholgeh(%) gradVergärungs

Teil II

Im zweiten Teil meiner Arbeit geht es darum, ein Bier zu brauen. Nun sollte es aber nicht einfach irgendein Bier nach irgendeinem Rezept sein, son-dern ein eigenes, selbst entwickeltes Bier. In diesem Teil werde ich be-schreiben, wie ich das Rezept entwi-ckelt und ausgeführt habe, wie das Resultat zu beurteilen ist und welche Korrekturen sinnvoll wären.

3 Entwicklung eines eigenen Rezeptes

Da ich noch nie ein Bier gebraut hat-te, sollte mein Rezept nicht allzu kompliziert sein. Jahreszeitlich be-dingt waren die Temperaturen gene-rell hoch, somit kam nur ein obergä-riges Bier in Frage. Deshalb, aber nicht zuletzt auch wegen persönlicher Vorlieben, entschied ich mich für ein Weizenbier.

Das Erwärmen grosser Wassermen-gen ist energie- und vor allem zeit-aufwändig, zudem war das Risiko eines Fehlschlags angesichts meiner Unerfahrenheit einigermassen gross, so habe ich mein Rezept für 10 Liter Bier konzipiert.

Das Rezept, das aus den folgenden Überlegungen entstanden ist, ist im Anhang abgedruckt.

3.1 Rohstoffe

Malz

Weizenbiere haben typischerweise Stammwürzen von etwa 11.5 - 14 %. Meine Wahl fiel auf 13 %. Grund-sätzlich ist es möglich, ein Bier aus-schliesslich mit Weizenmalz zu brau-en, häufig wird es jedoch gemischt. Ich habe mich für 60 % Weizenmalz aus einem lokalen Heimbrauladen und 40 % Gerstenmalz aus einer lo-kalen Brauerei entschieden.

Nach LEHRL 2000:164, Tab. 12 nimmt ein Kilogramm Würze bei einem Ex-traktgehalt von 13 Prozent 950 ml ein. Bei diesem Extraktgehalt brau-che ich 130 g Extrakt pro Kilogramm Würze, auf 10 Liter also 1368 g. Nach LEHRL 2000:138, Tab. 11 liegt der theoretisch erreichbare Extrakt-grad von Weizenmalz zwischen 80 und 84 %. Dieser Wert wird aller-dings nur im Labor erzielt, als uner-fahrener Brauer rechne ich höchstens mit 55 %. Ich brauche also g25000.55g 1368 tÖ Malz. Dieser Wert ist eine Näherung und der angenommene Extraktgrad willkürlich; wie gut ich damit die 13 % erreichen werde, wird sich zeigen. Die gesamte Wassermenge, die ich benötige, verteilt sich auf das Was-ser, das ich zum Maischen brauche und auf das, welches verwendet wird, um die noch ungelösten Zucker aus den Trebern auszuwaschen11. Ich will 10 Liter Bier erhalten, ein paar Liter Wasser verdampfen wäh-rend dem Kochen oder bleiben in den Trebern zurück. Zum Maischen brau-che ich 7 Liter Wasser, für das Über-giessen der Treber werde ich etwa 9 Liter erwärmen, wie viel ich davon effektiv brauchen werde, wird sich zeigen. Hopfen Weizenbiere sind generell hell und nur schwach gehopft. Sie leben vom Weizen- und Hefearoma, deshalb wird auf Aromahopfen häufig ganz verzichtet. Um die benötigte Hopfenmenge zu berechnen, verwende ich die Formel und Tab. des Kapitels 1.2 Hopfen.

Ich werde den Hopfen 30 Minuten mitkochen und verwende als Nähe-rung einen Extraktgehalt von 12.5 %. Angestrebt wird eine für Weizen-bier typische Bitterkeit von 9-10 EBU.

Ich verwende Hopsteiner-Hopfen mit einem á-Säuregehalt von 10 % aus einer lokalen Brauerei.

Durch Einsetzen ergibt sich:

Mein Hopfen ist zu P90 Pellets verar-beitet, ich werde also etwa 4.8 g Hopfenpellets verwenden.

Hefe

Weizenbiere weisen häufig einen charakteristischen Hefegeschmack auf. Daher ist es wichtig, dass eine passende Hefe verwendet wird. Wei-zenbier muss jedenfalls obergärig vergoren werden, weil obergärige Hefen mehr höhere Alkohole und Es-ter produzieren und dem Bier da-durch einen fruchtigen Geschmack geben. Meine Wahl fällt auf eine obergärige Weissbierhefe, beispiels-weise Wyeast 3068 oder 3056.

Die Hefe wird lange fein verteilt im Bier schweben, es wird ein hefetrü-bes Bier entstehen - ein Hefe-Weissbier eben.

Brauwasser

Das zur Verfügung stehende Wasser weist einen Härtegrad von über 14 °dH auf und sollte vor dem Brauen enthärtet werden. Nach Kapitel 1.4, Tab. 2 werden dafür 1.5 g Calcium-oxid pro 10 Liter Wasser benötigt.

3.2 Arbeitsschritte

Vorbereitungen

Damit man nicht während dem Brau-en plötzlich in den Stress kommt, sollte man früh genug einige Vorbereitungen treffen:

. Mise en place: Die Geräte, die man verwenden wird bereitlegen.

. Brauwasser aufbereiten: Wenn man Wasser mit Calciumoxid ent-kalken will, sollte dies am Vortag getan werden. Es dauert einige Stunden, bis das ausgefällte CaCO3 sedimentiert ist.

. Hefe aktivieren: Falls Flüssighefe verwendet wird, muss diese etwa zwei Tage im Voraus aktiviert werden.

. Geräte sterilisieren: Geräte und Gazen, mit denen die Würze nach dem Würzekochen in Kontakt kommt, sollten steril sein.

Maischtemperaturen

Für das Rezept muss auch festgelegt werden, wie viele Rasten bei welchen Temperaturen wie lange gehalten werden sollen.

Einmaischen

Zuerst werden 7 Liter Brauwasser auf 40-45 °C erhitzt. In diesem Tempe-raturbereich wird die Schüttung12 zugegeben (eingemaischt).

Eiweissrast

Die erste Rast wird bei 52 °C 30 Mi-nuten lang gehalten. Auf dieser Tem-peraturstufe werden die Proteine durch die Proteasen zerlegt.

a-Amylaserast

Bei 63 °C wird jetzt die a-Amylase aktiv und spaltet Stärke in vergärba-re Zucker. Da Weizenbiere durchaus eine gewisse Restsüsse aufweisen, sollte nicht alle Stärke in vergärbare Zucker abgebaut werden. Die Dauer dieser Rast sollte 40 Minuten keines-falls überschreiten.

á-Amylaserast

Diese Rast wird bei 73 °C solange gehalten, bis sich mit der Iodprobe keine Stärke mehr nachweisen lässt.

Abmaischen

Bei 78 °C wird die a-Amylase defini-tiv zerstört und kann somit keine un-vergärbaren Zucker mehr spalten. Somit wird gewährleistet, dass das Bier nicht zu trocken wird.

Die Temperatur darf 80 °C nicht überschreiten, weil sonst Gerbstoffe aus den Spelzen extrahiert werden.

4 Durchführung

In diesem Kapitel geht es um die praktische Ausführung meines Re-zeptes. Es ist als eine Art erweiter-tes, kommentiertes Protokoll zu ver-stehen.

4.1 Wasserenthärtung

Da ich bei der Wasserenthärtung of-fensichtlich viel zu viel Calciumoxid verwendet hatte, betrug der pH-Wert des "entkalkten" Wassers zirka 9. Natürlich ist es unmöglich, mit derart alkalischem Wasser ein vernünftiges Bier zu brauen, also verwendete ich ganz normales Leitungswasser mit einer Härte von über 14 °dH und ei-nem pH-Wert zwischen 5 und 6.

4.2 Maischen

Zuerst habe ich 7 Liter 45 °C war-men Wassers mit 1.75 Kilogramm Weizenmalz und 0.75 Kilogramm Gerstenmalz vermengt. Das Malz ha-be ich am Vortag in einem lokalen Heimbrauladen schroten lassen.

Innert 20 Minuten habe ich die Mai-sche auf 52 °C erwärmt, um auf die-ser Temperaturstufe während 35 Mi-nuten die Eiweissrast abzuhalten. Der pH-Wert beträgt immer noch 5-6, obwohl er durch die Reaktion von Phosphaten des Malzes mit dem Brauwasser gesunken sein sollte. Vermutlich waren meine Messmetho-den (normales Indikatorpapier) zu ungenau und das helle Weizenmalz zu phosphatarm, um einen Unter-schied feststellen zu können. Das Halten der Temperatur erweist sich als erstaunlich einfach, Abweichun-gen von mehr als einem Grad von der Solltemperatur sind selten. Abb.8. Die Maische muss stets gut umge-rührt werden, weil sonst die Wärmevertei-lung extrem ungleichmässig ist. Das Erhitzen auf 62 °C für die a-Amylaserast dauert 25 Minuten. Nachdem die Temperatur für rund 30 Minuten konstant gehalten worden ist, wird auf 73 °C erhitzt. Nach 40 Minuten wird die Iodprobe durchge-führt; es kann keine Stärke mehr nachgewiesen werden. Innerhalb von 15 Minuten erreicht die Maische eine Temperatur von 78 °C. 4.3 Läutern Über die vier Beine eines Stuhls wer-den zwei Gazen gebunden. Darunter wird ein Eimer gestellt, in den die Maische filtriert wird. Damit dies nicht allzu lange dauert, empfiehlt es sich, mit einer Suppenkelle (oder sonst einem geeigneten Gerät) ein bisschen zu rühren und die Treber zur Seite zu schieben.

Abb.9. Läutern: Die Maische wird filtriert.

Aus diesem Vorgang resultieren 3.5 Liter Vorderwürze mit einem Extrakt-gehalt von 22 %. Sie wird in die aus-gewaschene Maischpfanne gegeben.

Der nun wieder leere Eimer wird un-ter die Gaze mit den Trebern gestellt. Die Treber werden nun langsam mit Wasser, das ich vorher auf 78 °C er-hitzt habe, übergossen. Ich gebe immer nur kleine Wasserportionen zu und warte bis die Oberfläche wieder trocken aussieht.

Abb.10. Nachguss: Restzucker in den Tre-bern wird mit 78 °C warmem Wasser lang-sam ausgewaschen.

Von Zeit zu Zeit fange ich die so ge-wonnene Würze mit einem Messzy-linder auf und bestimme den Ex-traktgehalt. Wenn dieser auf 1 % gesunken ist, wird der Vorgang ab-geschlossen. Dieser sogenannte Nachguss wird zur Vorderwürze in die Maischpfanne ge-geben. Der angestrebte Extraktge-halt von 13 % ist mit etwas über 14 % um gut 1 % übertroffen. Ich kor-rigiere den Extraktgehalt durch Zu-gabe von etwas Wasser. 4.4 Würzekochen Die Würze wird nun möglichst schnell erhitzt und während 90 Minuten stark gekocht. Während der letzten 30 Minuten werden 5 Gramm Hopsteiner Hopfen mitgekocht. Die Hopfenpellets habe ich vorher mit dem Pistill zerstossen. Kühlen und Filtrieren Nach Abschluss des Würzekochens muss die Würze so schnell wie mög-lich auf die Gärtemperatur abgekühlt werden. Dazu wird die Pfanne in ei-nen Brunnen gestellt. Zusätzlich ge-be ich in die Pfanne desinfizierte Kühlelemente aus dem Gefrierfach. So erreicht die Würze innerhalb von 20 Minuten eine Temperatur von 15 °C. In der Würze sind jetzt Hopfenstück-chen und Eiweissklumpen suspen-diert. Um diese zu entfernen, wird die Würze durch zwei sterile Gazen direkt in den Gärbehälter filtriert. Als Gärbehälter verwende ich ein Kunst-stofffass, welches ich mit Ethanol desinfiziert habe. Die Schwebstoffe sind klein und bil-den auf der Gaze eine Art Schlamm, welcher die Gaze verstopft und immer wieder mit dem Polylöffel ent-fernt werden muss.

Abb.11. Die Schwebstoffe verstopfen die Gaze und müssen entfernt werden. Damit ist auch ein Flüssigkeitsverlust verbunden.

Die Filtration gestaltet sich sehr mühsam und zeitaufwändig, zudem enthält das Filtrat immer noch relativ viele Schwebstoffe.

Der Extraktgehalt wird noch einmal gemessen, er beträgt wegen des Wasserverlustes während des Wür-zekochens wieder 14 %.

4.5 Gärung

Um möglichst gute Bedingungen für die Hefezellen zu schaffen, wird die Würze durch kräftiges Umrühren und durch direktes Einblasen von Druck-luft belüftet.

Abb.12. Auf der Würze hat sich durch das Belüften Schaum gebildet.

Ursprünglich wollte ich für die Gä-rung eine Flüssighefe verwenden13. Leider hatte ich diese nicht früh ge-nug aktiviert und musste daher eine obergärige Trockenhefe verwenden.

Abb.13. Die Würze mit der aufgestreuten Trockenhefe.

Abb.14. Nach einiger Zeit beginnen sich die Hefezellen im Jungbier zu verteilen.

Damit das während der Gärung ent-stehende Kohlendioxid entweichen kann, das Jungbier aber dennoch möglichst gut geschützt ist (bei-spielsweise vor Insekten), lege ich den Fassdeckel locker auf den Gär-behälter.

Nach ein paar Tagen ist die Gärung abgeschlossen. Messungen am vier-ten und am fünften Tag der Gärung ergeben einen Extraktgehalt von 5 %. Die Hauptgärung ist somit abge-schlossen.

4.6 Abfüllung

Als Gebinde für mein Bier habe ich mich für Halbliterflaschen aus brau-nem Glas entschieden. Diese sind als Depotflaschen leicht erhältlich, aus-serdem schützt das braune Glas das lichtempfindliche Bier sehr gut.

Reinigung

Diese Depotflaschen sind normaler-weise nicht gereinigt, das heisst sie sind etikettiert und es befinden sich noch Bierreste darin. Wegen des en-gen Flaschenhalses trocknen diese meist schlecht und bilden einen Nährboden für Schimmelpilze. Um die Flaschen zu reinigen, habe ich sie in heisses Seifenwasser eingelegt, die Etiketten sowie etwaige Schim-melpilze werden so schnell abgelöst. Füllung Während der paar Tage, die das Jungbier im Gärbehälter herumge-standen ist, haben sich unten im Fass Schwebeteilchen abgesetzt. Das Hauptproblem besteht jetzt darin, das Jungbier möglichst ohne diesen Satz und mit minimalem Sauerstoff-kontakt in die Flaschen zu bringen. Dazu stellt man das Fass vorsichtig auf einen Tisch und schlaucht das Bier ab. Ich habe dabei versucht, immer möglichst knapp unter der "Bieroberfläche" abzusaugen, damit ich möglichst viele Flaschen mit we-nig Satz erhalte und höchstens die letzten etwas "sandiger" werden. Die leeren Flaschen habe ich vorher mit CO2 ab der Druckflasche gespült. Da Kohlendioxid schwerer ist als Luft, drückt es diese aus der Flasche und verhindert ein Oxidieren des Jung-biers. Nachgärung Der Einfachheit halber lasse ich mein Bier nicht in einem Nachgärbehälter, sondern in den Endgebinden nachgä-ren. Für die Nachgärung benötigen die Hefen Zucker. Diesen gebe ich in Form von Haushaltszucker in die Fla-sche. Das Hauptproblem hierbei ist, die richtige Zuckermenge zu finden, denn wenn man zuviel Zucker zufügt, wird das Bier sehr kohlensäurehaltig

und schäumt sehr stark, wenn zuwe-

nig Zucker zugegeben wird, fällt die Schaumbildung enttäuschend aus und das Bier wird zu wenig "spritzig".

In der Fachliteratur werden Zucker-zugaben von ½ bis 1 Teelöffel Haus-haltszucker pro Flasche beschrieben. Ich habe also mit Zuckermengen von 0 - 1½ Teelöffel experimentiert.14

Abb.15. Vorrichtung zum Aufdrücken der Kronkorken.

Unmittelbar nach der Zuckerzugabe habe ich die Flaschen mit einem Kro-nenkorken verschlossen. Kronenkor-ken haben den Vorteil, dass sie die Flasche zuverlässig und sehr dicht abschliessen. Allerdings braucht man dafür neue Kronenkorken und eine Vorrichtung, um diese auf die Flasche zu drücken. Die günstigere Alternati-ve dazu wären Flaschen mit Bügel-verschluss. Diese sind allerdings weniger leicht erhältlich und schwie-riger zu reinigen. Ausserdem muss die Gummidichtung nach ein paar Füllungen erneuert werden, um einen guten Luftabschluss zu garantieren.

Das abgefüllte Bier habe ich an ei-nem dunklen Ort einige Wochen ge-lagert. Während dieser Zeit findet die Nachgärung statt und Schwebestoffe werden auf dem Flaschenboden se-dimentiert.

Falls zum Zeitpunkt des Abfüllens noch wesentlich zu viele vergärbare Zucker im Bier gelöst waren, kann eine Flasche während der Nachgä-rung platzen. Es ist daher empfeh-lenswert die Flaschen so zu lagern, dass in einem solchen Fall niemand durch Glassplitter verletzt, nicht der ganze Raum mit Bier verspritzt und die Glassplitter einer Flasche nicht andere Flaschen beschädigen wür-den. Ich habe meine Flaschen daher in einen mit beschwertem Wellkarton abgedeckten Plastikharrass gestellt.

Nach ein paar Wochen haben sich gut ein halber Zentimeter Sedimente gebildet. Das Bier kommt jetzt in den Kühlschrank und kann genossen werden.

4.7 Etikettierung

Damit ich mein Bier auch präsentie-ren kann, habe ich eine Etikette ent-worfen (Abb.16/17). Die Etikette kann mit etwas Leim auf die Glasfla-sche geklebt werden. Falls für den Druck ein Tintenstrahldrucker ver-wendet wird, sollte die Etikette nicht

nass werden, weil die Druckertinte nicht wasserfest ist.

Abb.16/17. Die Etikette meines Biers.

Abb.18. Das fertige Produkt.

5 Auswertung und Korrekturen

Wie oben beschrieben, habe ich dar-auf geachtet, beim Abschlauchen den Schlauch immer knapp unter der Oberfläche zu halten. Das Bier jeder Flasche stammt somit aus einer an-deren "Tiefenlage" des Gärfasses. Aus diesem Grund sowie wegen der unterschiedlichen Zuckerzugaben ist damit zu rechnen, dass jede Flasche individuell ist. Trotzdem kann man aus der Degustation verschiedener Flaschen eine Menge Schlüsse zie-hen.

5.1 Menge

Das Rezept ist auf eine Menge von 10 Liter Bier ausgerichtet. Ich habe 7 Liter trinkfertiges Bier in 14 Flaschen erhalten, der Rest der Flüssigkeit ist entweder verdampft oder im Satz zurückgeblieben. Ich habe vor allem dem Flüssigkeitsverlust beim Filtrie-ren und Dekantieren zu wenig Rech-nung getragen. Da der Extraktgehalt an der oberen Grenze lag, könnte man problemlos etwas mehr Brau-wasser verwenden, um die Biermen-ge zu erhöhen.

5.2 Aussehen

Um das Aussehen des Bieres zu un-tersuchen, giesst man den Inhalt ei-ner Flasche vorsichtig und ohne den Satz in der Flasche aufzuwirbeln in ein schräg gehaltenes klares Bier-glas. Es ist darauf zu achten, dass die Sedimente in der Flasche bleiben.

Schaum

Die Schaumbildung ist sehr unter-schiedlich. Die Flaschen, bei denen ich gar keinen Zucker zur Nachgä-rung zugegeben habe, weisen auch bei unvorsichtigerem Eingiessen kaum Schaumbildung auf. Die Biere mit einem halben Teelöffel Haus-haltszucker pro Flasche zeigen eine genügende bis durchschnittliche Schaumbildung. Unter den Bieren mit einem oder 1 ½ Teelöffel Zuckerzu-satz kommen Biere mit guter bis ex-tremer Schaumbildung vor.

Die Stabilität des Schaums ist - wie es sich für Weizenbiere geziemt - durchwegs sehr gut.

Eine Zuckerzugabe von knapp einem Teelöffel Haushaltszucker pro 0.5 Liter Bier scheint ideal zu sein.

Farbe

Die Biere zeigen durchwegs ein schönes, helles Weizengelb. Durch die Sedimentation hat sich das Bier im Vergleich zur Würze nach der He-fezugabe geklärt und ist jetzt natur-trüb.

5.3 Geschmack/Geruch

Bitterkeit

Die Biere sind in der Regel nicht sehr bitter, was bei Bieren dieses Typs auch erwünscht ist. Merkwürdiger-weise gibt es einzelne Flaschen, die bitterer sind als die anderen.

Säure

Die Biere sind insgesamt etwas säu-erlich bis säuerlich.

Der Grund hierfür liegt wahrschein-lich im zu harten Brauwasser. Bei der verwendeten Wasserhärte von über 14 dH° wird die Maische verhältnis-mässig alkalisch, was dazu führt, dass unerwünschte Bitterstoffe, Gerbstoffe und Substanzen, die ein leichtes Brennen auf der Zunge ver-ursachen können, aus Malz (vor al-lem aus den Spelzen) und Hopfen extrahiert werden.

Die Wasserenthärtung mit gebrann-tem Kalk (CaO) ist zeitaufwändig und die Dosierung heikel, deshalb wäre es hinsichtlich eines weiteren Brau-versuchs einfacher, das zu harte Wasser mit demineralisiertem Was-ser zu vermengen, bis der gewünsch-te Härtegrad erreicht ist.

Süsse

Die Biere haben alle eher wenig Restsüsse. Die Flaschen mit mehr Zuckerzugabe sind etwas süsser, al-lerdings in einem angenehmen Rah-men.

Kohlensäure

Abgesehen von den Flaschen ohne Zuckerzugabe für die Nachgärung, ist der Kohlensäuregehalt des Biers in Ordnung und die Biere sind ange-nehm spritzig. Die kohlensäurearmen Biere schmecken schal und wenig interessant.

Hefe

Das Bier hat keinen ausgeprägten Hefegeschmack oder -geruch, was es als Hefe-Weissbier durchaus haben dürfte. Verantwortlich dafür ist höchstwahrscheinlich die Verwen-dung der falschen Hefe.16 Die richtige Weissbierhefe würde vermutlich bes-ser in der Schwebe bleiben und einen typischeren Hefegeschmack beisteu-ern.

Fruchtige Aromen

Alle Flaschen weisen für ein Weizen-bier zu wenige fruchtige Aromen auf. Ich führe dies auf die Verwendung der falschen Hefe zurück.12 Weiss-bierhefen produzieren mehr höhere Alkohole und vor allem Ester, die sehr fruchtig riechen.

Hopfen

Weizenbiere werden nur schwach gehopft und haben keinen intensiven Hopfengeruch. Dieses typische Merkmal weist auch mein Bier auf.

Malz

Die Betonung des Malzgeschmacks ist ideal; das Weizenmalz kommt gut zur Geltung.

5.4 Quervergleich

Als Referenz für einen Quervergleich habe ich ein Franziskaner Hefe-Weissbier ausgewählt, ein typisches, gutes Weissbier.

Als erste Differenz fällt die Farbe auf: Das Franziskaner Hefe-Weissbier ist dunkler, wenngleich auch hefetrüb.

Im Geschmack ist es breiter und viel "hefiger"; es wirkt irgendwie nahr-hafter. Die Schaumbildung ist ver-gleichbar, der Geruch ist jedoch fruchtiger und intensiver.

Erwartungsgemäss wirkt das Refe-renzbier ausgewogener; die Rezeptur macht einen ausgereifteren Eindruck.

5.5 Gesamteindruck

Das Endresultat meines ersten Brau-versuchs beurteile ich als zufrieden stellend. Das Bier erreicht bezüglich Vollmundigkeit und abgerundetem Aroma sicher nicht die Qualität des Franziskaner Hefe-Weissbieres; es schmeckt flacher und weniger blu-mig. Es ist aber erfrischend und ent-spricht - auch bezüglich Alkoholge-halt - grundsätzlich meinen Vorstel-lungen von einem Weizenbier. Ich beurteile diesen ersten Brauversuch als erfolgreich, wobei sich das Endre-sultat mit steigender Erfahrung und den in diesem Kapitel beschriebenen Anderungen des Rezepts und der Ausführung perfektionieren lässt.

6 Kurzabriss über die Geschichte des Biers

Um Bier brauen zu können, mussten die Menschen erst einmal sesshaft werden und Ackerbau betreiben. Die ersten bierähnlichen Getränke wur-den wahrscheinlich etwa um 7000 vor Christi Geburt in Vorderasien hergestellt. Während der ganzen Ge-schichte wurden die unterschiedlichs-ten Getreidesorten zur Bierherstel-lung verwendet.

Von den Sumerern nach Babylon und Agypten

Die ältesten schriftlichen Überliefe-rungen über die Herstellung eines bierähnlichen Getränks stammen von den Sumerern und sind etwa 6000 Jahre alt. Sie stellten aus einge-weichten Brotfladen ein alkoholisches Getränk her, das sie für religiöse Op-ferzeremonien verwendeten. Nach dem Zerfall des sumerischen Reiches übernahmen die Babylonier die Kunst des Brauens. Sowohl babylonisches wie auch ägyptisches Bier erfreute sich grosser Beliebtheit und zählte wie Brot zu den Grundnahrungsmit-teln. Es waren verschiedene Biersor-ten bekannt, die in verschiedene Qualitätsstufen eingeteilt wurden. Alle Biere wurden jedoch nicht direkt aus gemälztem Getreide gebraut, sondern aus wenig gebackenen Brot-fladen. Diese Tradition hat sich in Agypten bis heute erhalten.

Hamurabi17 hat Gesetze erlassen (der so genannte Codex Hamurabi; ein-gemeisselt in eine Säule, die 1902 im Irak gefunden wurde), nach welchen das Brauen minderwertigen Biers und der Verkauf zu überhöhten Preisen mit dem Tod durch Ertränken be-straft wurde.

Griechen und Römer

Die Griechen hatten schon einige hundert Jahre vor Christi Geburt Kenntnis vom ägyptischen Bier und brauten teilweise auch selber. Von ihnen akquirierten die Römer die Kunst des Brauens. Allerdings bevor-zugten sowohl die Griechen wie die Römer den Wein, und Bier war vor allem das Getränk der unteren Klas-se.

Germanen

Die Germanen haben die Braukunst wahrscheinlich schon früh und unab-hängig entwickelt. Die frühesten Grabfunde stammen etwa aus dem Jahr 800 v. Chr. Anders als die Agyp-ter bemerkten die Germanen früh, dass aus angekeimtem Getreide di-rekt Bier gebraut werden kann und der Umweg über Brot überflüssig ist.

Durch römische Feldzüge gelangte die germanische Kunst des Brauens nach Grossbritannien, wo sie weiter-entwickelt wurde.

Um 700 n. Chr. war das Brauen in Deutschland weit verbreitet und ge-hörte - wie das Backen von Brot - zu den Aufgaben der Hausfrauen.

Klosterbrauereien

1000 n. Chr. begann man in Klöstern Bier zu brauen und die Braumethoden wurden stark verbessert. So ent-deckte man, dass durch Kochen der Würze und durch Hopfenzugabe das Bier sehr viel länger haltbar wird. Da die Mönche das Bier vor allem als Nahrungsergänzung in der Fastenzeit brauchten, entwickelten sie nahrhaf-te Biere wie das Hefe-Weissbier.

Die älteste heute noch aktive Braue-rei ist das Kloster Weihenstephan, welche seit dem 9. Jahrhundert Bier braut und seit 1146 auch aus-schenkt.

Abb.19. Die Etikette des Weihenstephaner Hefe-Weissbiers. "Seit 1040", verrät die Rückseite.

Met

Met wird häufig fälschlicherweise als Urform des Biers bezeichnet. Effektiv handelt es sich dabei um ein alkoho-lisches Getränk, das aus verdünn-tem, vergorenem Honig besteht. Met wurde von den Germanen nebst dem Bier überaus geschätzt.

VAN HAMME 1992:12

Abb.20. Erst Louis Pasteur ergründete 1870 die genaue Funktion der Hefe. Lange Zeit wurde zum Brauen gar keine Hefe verwen-det, die Gärung erfolgte durch wilde Hefen und war daher sehr unberechenbar.

Industrielle Revolution

Bis jetzt wurden fast alle Biere ober-gärig gebraut, untergäriges Brauen kam nur im Winter in Frage und war kaum verbreitet. Erst die Erfindung der Ammoniak-Kältemaschine durch Karl Linde (1876) ermöglichte den Siegeszug der untergärigen Biere. Der erste Einsatzort dieser Maschine war die Brauerei Sedlmayr in Mün-chen (siehe nächste Seite).

1883 gelang dem dänischen Chemi-ker und Botaniker Emil Christian Hansen die erste Hefereinzucht. Dies ermöglichte die Verwendung der im-mer gleichen Hefe mit den gleichen Eigenschaften und somit die Produk-tion eines immer gleichen Biers.

VAN HAMME 1993:12

Abb.21. Die Infrastruktur, die eine Brauerei brauchte um untergäriges Bier herstellen und lagern zu können, war riesig und enorm teuer.

Nachwort

Bier - ein rätselhaftes Gebräu. Ich habe während meiner Arbeit viel über dieses Getränk gelernt und fin-de es nach wie vor erstaunlich, was sich aus einem Fladenbrotstück, das per Zufall in einem feuchten Winkel vergessen worden ist, entwickelt hat. Zuerst eine Flüssigkeit, die den Göt-tern geopfert wurde und dann sehr schnell ein Getränk, das in verschie-densten Variationen die Massen be-rauschte. Und diese Funktion hat das Bier beibehalten, während Jahrtau-senden, bis heute! Und nur in einem winzigen Bruchstück dieser für menschliches Leben enormen Zeit-spanne - nämlich während knapp der letzten 150 Jahre - ist es dem Men-schen klar geworden, was eigentlich passieren muss, damit ein Bier ent-steht.

Auch wenn nur Wasser, angekeimtes Getreide, etwas Hopfen und Hefe nötig sind, um ein Bier zu brauen, so ist es damit noch lange nicht getan. Mit diesen vier Ingredienzien kann man eine unüberschaubare Anzahl verschiedener Biere herstellen, je nachdem, was genau man damit macht.

Jedenfalls hat Bier die ganze Entste-hungsgeschichte der menschlichen Zivilisation begleitet und sich bis heute als fester Bestandteil davon etabliert.

Ich hoffe, mit der vorliegenden Arbeit einen Einblick in das vielseitige The-ma Bier gewährt und vielleicht den einen oder anderen Leser zu einem eigenen Brauversuch animiert zu ha-ben.!

Anhang

Rezept für 10 l Weizenbier

Stammwürze: ca. 13 %

Zutaten: Brauwasser, Weizenmalz, Gerstenmalz, Hopfen, obergärige Weissbierhefe

Wasserenthärtung

Wasserhärte bestimmen. Liegt sie über 10 dH° sollte das Brauwasser auf 5-8 dH° enthärtet werden, entweder mit Calciumoxid oder durch "Ver-dünnen" mit demineralisiertem Wasser.

Maischen

Einmaischen 7 l Brauwasser auf 40 - 45 °C erwärmen, 1.75 kg ge-schrotetes Weizenmalz und 0.75 kg geschrotetes Gers-tenmalz zugeben. (ergibt ein Volumen von ca. 9.2 l)

Eiweissrast auf 52 °C erwärmen, bei konstanter Temperatur 30 min rasten lassen.

a-Amylaserast auf 62 - 63 °C erwärmen, 30 - 40 min rasten lassen. (Bei diesem Vorgang wird Stärke katalytisch in vergärba-re Zucker gespalten.)

á-Amylaserast auf max. 73 °C erwärmen, rasten lassen bis alle Stärke abgebaut ist (Iodprobe). (Bei diesem Vorgang wird Stärke katalytisch in unvergärbare Zucker gespalten.)

Abmaischen bei 78 °C Enzymaktivitäten unterbinden. (Achtung: 80 °C nicht überschreiten!)

Läutern

Mit Suppenkelle Maische durch Gaze in Eimer filtrieren (sollte mind. 3.5 Liter Vorderwürze ergeben). Extraktgehalt bestimmen (sollte ungefähr 22 % betragen).

Treber sind jetzt in der Gaze. Leere Maischpfanne auswaschen, filtrierte Vorderwürze in Maischpfanne geben.

9 l Wasser von 78 °C langsam über die Treber geben (erst wieder Wasser nachgiessen, wenn Treberoberfläche wieder trocken aussieht). Diesen

Vorgang solange wiederholen, bis alle 9 l Wasser verbraucht sind oder bis Extraktgehalt nur noch 1 % beträgt (laufend überprüfen).

Nachguss zu Vorderwürze (in Maischpfanne) geben. Extraktgehalt bestimmen, sollte ca. 13 % betragen.

Würzekochen

Würze so schnell wie möglich zum kochen bringen. Während 90 Minuten offen und heftig kochen.

Hopfenpellets18 mit Pistill zerstossen und während den letzten 30 Minuten mitkochen.

Ab jetzt steril arbeiten!

Pfanne in Brunnen stellen und mit Ethanol desinfizierte Kühlelemente in die Würze geben. Die Würze muss möglichst schnell auf Gärtemperatur (15 - 20 °C) gebracht werden.

Würze durch sterile Gaze in mit Ethanol desinfiziertes Gärgefäss filtrieren.

Würze durch heftiges Rühren oder Einblasen von Druckluft mit Sauerstoff versetzen (Wichtig: erst wenn sie abgekühlt ist, sonst kommt es zu uner-wünschten Oxidationsprozessen!).

Gärung

Hefesuspension zugeben, mit desinfizierter Kelle rühren.

Mit sterilem Küchentuch oder locker aufgelegtem Deckel abdecken. Stammwürze kontrollieren.

Mit der Bierspindel mindestens täglich Extraktgehalt messen. Wenn dieser während 24 Stunden konstant bleibt ist die Hauptgärung abgeschlossen und das Bier kann in Flaschen umgefüllt werden. (Unten im Gärgefäss ha-ben sich Sedimente angesammelt, die nicht in die Flaschen gelangen soll-ten. Ausserdem sollte das Bier nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommen.)

Für die Nachgärung pro Halbliterflasche ½ bis 1 Teelöffel Haushaltszucker zugeben.

Das Bier an einen dunklen Ort stellen und etwa 4 Wochen lagern. Falls das Bier zu früh abgefüllt wurde, können durch zu heftige Nachgärung Fla-schen explodieren.

Bei einem á-Säuregehalt von 10 % 4.8 g P90-Hopfenpellets.

Literaturverzeichnis Publizierte Literatur ASSELBORN Wolfgang / JACKEL Manfred /

RISCH Karl, Chemie heute - Sekundarbe-reich II, Hannover: Schroedel, 1998

BRANDT Thorsten, in: KOOLMAN Jan et al. (Hrsg.), Kaffee, Käse, Karies., Wein-heim: WILEY-VCH, 1998

DANIELS Ray, Designing Great Beers, Boulder (USA): Brewers Publications, 1996

LEHRL Richard, Bier brauen: Handbuch für den Heimbrauer, Stuttgart (Hohen-heim: Ulmer, 2000. Website: https://web.utanet.at/lehrlric

VAN HAMME / VALLÈS, Les Maitres De L'Orge - Charles, 1854, Grenoble cedex: Édi-tions Glénat, 1992

VAN HAMME / VALLÈS, Les Maitres De L'Orge - Margrit, 1886, Grenoble cedex: Édi-tions Glénat, 1993

VOGEL Wolfgang, Bier aus eigenem Keller, Stuttgart: Ulmer, 1993

Schweizerisches Lebensmittelbuch, Kapitel 31, Bier und alkoholfreies Bier, 1970

Nicht publizierte Quellen

MEIER Martina, Bierbrauen, 1999