Bierbrauerei-net Bierbereitung I - Rohstoffe

7/23/2019 Bierbrauerei-net Bierbereitung I - Rohstoffe

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Ausbildung zum Brauer & Mlzer

Berufsschule in Ulm (1994-97)

Fachkunde I Die Rohstoffe


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Brauer-Berufsschule Ulm (1994-97): Fachkunde I Die Rohstoffe

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0. INHALTSVERZEICHNIS

0. Inhaltsverzeichnis ............................................................................................................................ 2

I.

Das Bier .......................................................................................................................................... 5

1.1. Das Reinheitsgebot ................................................................................................................ 51.2. Einteilung der Biere ................................................................................................................ 5

1.2.1 Bierarten ............................................................................................................................. 51.2.2 Biergattungen ..................................................................................................................... 51.2.3 Biertypen ............................................................................................................................ 51.2.4 Biersorten ........................................................................................................................... 51.2.5 Kleines Lexikon deutscher Biersorten. ............................................................................... 5

II. Malz- und Bierherstellung ................................................................................................................ 72.1 Vermlzung der Gerste ........................................................................................................... 72.2

Bierherstellung ........................................................................................................................ 7

III. Die Braugerste ................................................................................................................................ 83.1 Vermlzung der Gerste ........................................................................................................... 83.2 Gerstenarten ........................................................................................................................... 8

3.2.1 Zweizeilige Gerste (Sommergerste) ................................................................................... 83.2.2 Zweizeilige Gerste (Wintergerste) ...................................................................................... 83.2.3 Mehrzeilige Gerste (Wintergerste) ...................................................................................... 9

3.3 Gerstenanbau ......................................................................................................................... 93.3.1 Herkunft .............................................................................................................................. 9

3.3.2

Faktoren fr den Gerstenanbau ......................................................................................... 9

3.4 Reifestadien der Gerste ........................................................................................................ 103.5 Aufbau des Gerstenkorns ..................................................................................................... 11

3.5.1 uere Merkmale ............................................................................................................. 113.5.2 Bestandteile eines Gerstenkorns...................................................................................... 12

3.6 Lagerung der Gerste............................................................................................................. 133.6.1 Lagerbedingungen ........................................................................................................... 143.6.2 Gerstenschdlinge ........................................................................................................... 14

3.7 Eigenschaften der Braugerste .............................................................................................. 153.7.1 uere Merkmale ............................................................................................................. 153.7.2 Mechanische Merkmale ................................................................................................... 15

3.7.3

Chemisch-technische Merkmale ...................................................................................... 15

IV. Der Brauweizen ........................................................................................................................ 154.1 Einteilung .............................................................................................................................. 154.2 Eigenschaften eines guten Brauweizens .............................................................................. 164.3 Herstellung von Weizenmalz ................................................................................................ 164.4 Herstellung von Weizenbier .................................................................................................. 16

V. Ersatzstoffe des Malzes ................................................................................................................ 175.1 Rohfrucht (unvermlzte Frucht) ............................................................................................ 175.2 Zucker................................................................................................................................... 17

5.3

Ausbeuten ............................................................................................................................ 18


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VI. Die Hefe .................................................................................................................................... 186.1 Vorkommen .......................................................................................................................... 186.2 Einteilung der Hefen ............................................................................................................. 186.3 Bau einer Hefezelle .............................................................................................................. 196.4 Vermehrung der Hefe ........................................................................................................... 19

6.5

Hefebehandlung ................................................................................................................... 206.6 Anforderungen an die Brauereihefe ...................................................................................... 20

6.7 Merkmale obergriger und untergriger Hefe ....................................................................... 21

VII. Der Hopfen ................................................................................................................................ 237.1 Anforderungen an den Hopfenanbau .................................................................................... 237.2 Anbaugebiete ....................................................................................................................... 237.3 Hopfensorten ........................................................................................................................ 247.4 Wachstum der Hopfenpflanze .............................................................................................. 24

7.4.1 Vermehrung ..................................................................................................................... 257.4.2 Zchtung .......................................................................................................................... 25

7.5

Bestandteile der Hopfenpflanze ............................................................................................ 25

7.6 Hopfeninhaltsstoffe ............................................................................................................... 267.7 Hopfenbehandlung ............................................................................................................... 267.8 Hopfenprodukte .................................................................................................................... 287.9 Bedeutung des Hopfens fr das Bier .................................................................................... 307.10 Hopfengabe .......................................................................................................................... 30

VIII. Das Wasser .............................................................................................................................. 308.1 Kreislauf des Wassers .......................................................................................................... 308.2 Zweck des Wassers.............................................................................................................. 308.3 Chemische Vorgnge beim Regnen ..................................................................................... 30

8.4

Salze (Ionen) im Wasser ...................................................................................................... 31

8.5 Hrte des Wassers ............................................................................................................... 318.6 Wirkung der Wassersalze ..................................................................................................... 328.7 Brauwasseraufbereitung ....................................................................................................... 32


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ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Die Entwicklung der Gerste (nach Aufhammer) .................................................................. 8Abbildung 2: Gerstenanbaugebiete in Deutschland ............................................................................... 10Abbildung 3: Einzelheiten des Gerstenkorns ......................................................................................... 11

Abbildung 4: Unterschiede der Basalborsten (10 x vergrert) ............................................................. 12Abbildung 5: Unterschiede der Schppchen .......................................................................................... 12

Abbildung 6: Aufbau eines Gerstenkorns ............................................................................................... 13Abbildung 7: Gerstenschdlinge ............................................................................................................ 14Abbildung 8: Schematische Darstellung einer Hefezelle mit ihren Cytoplasmapartikeln ........................ 19Abbildung 9: Obergrige Bierhefe [etwa 1000fach vergrert] .............................................................. 21Abbildung 10: Untergrige Bierhefe [etwa 1000fach vergrert]............................................................ 21Abbildung 11: Anlegen einer Reinzuchthefe (Hefefhrung im Labor) .................................................... 22Abbildung 12: Die Hopfenpflanze [humulus lupulus] .............................................................................. 23Abbildung 13: Die Teile der Hopfendolde ............................................................................................... 25Abbildung 14: Begleiturkunde Deutscher Siegelhopfen ......................................................................... 27

Abbildung 15: Produktion von Pellets ..................................................................................................... 29

Abbildung 16: Diskontinuierliches Verfahren zur Wasseraufbereitung ................................................... 33Abbildung 17: Kontinuierliches Verfahren zur Wasseraufbereitung ....................................................... 33


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I. DAS BIER

1.1. Das Reinheitsgebot

Am 23. April 1516 erlie Herzog Wilhelm IV. in Ingolstadt das Reinheitsgebot fr das gesamte Herzog-tum Bayern. Seit 1906 galt das Reinheitsgebot in allen Gebieten des deutschen Kaiserreiches. Heute istdas Reinheitsgebot im Biersteuergesetz 9 verankert.

Es besagt: Zur Bierbereitung drfen nur Malz, Hopfen, Hefe sowie Wasser verwendet werden und alsKlrmittel nur solche, die mechanisch wirken, gesundheitlich unbedenklich sind und wiederausgeschieden werden.

1.2. Einteilung der Biere

1.2.1 BierartenMan unterscheidet: obergrige Biere (z.B. Klsch, Alt, Weizenbier)

untergrige Biere (z.B. Pils, Export, Mrzen)

1.2.2 BiergattungenLaut Bierverordnung vom 02.07.1990 gilt:

< 7 % Stammwrzegehalt = Biere mit niedrigem Stammwrzegehalt

7-11 % Stammwrzegehalt = Schankbier> 16 % Stammwrzegehalt = Starkbiere

1.2.3 BiertypenDurch Farbe und Geschmack festgelegt (Dortmunder, Mnchener, Pilsner, Wiener Biertyp)

1.2.4 Biersorten

Bezeichnung, unter denen Biere in den Handel kommen.

1.2.5 Kleines Lexikon deutscher Biersorten.Grundstzlich unterscheidet man zwischen obergrigen und untergrigen Bieren. Sie bieten in 5.000verschiedenen Biermarken dem Verbraucher in der Bundesrepublik eine Geschmacksvielfalt in Marken-qualitt, wie man sie in keinem anderen Land der Welt vorfindet. Die strikte Beachtung des Reinheits-gebotes, d.h. die Beschrnkung auf vier natrliche Rohstoffe, bedeutet dabei keinen Verzicht aufGeschmacksvielfalt. Diese entsteht nmlich durch die Art, wie das Bier eingebraut wird sowie die unter-

schiedlichen Gerste- und Hopfensorten, die Art der verwendeten Hefe und nicht zuletzt durch das Brau-wasser. Traditionell sind die einzelnen Biere immer als Ortsbiere gewachsen und haben sich so lokale


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Domnen erobert. Begriffe, wie nach Dortmunder Art oder Mnchner sind Ausdruck dieser Ent-wicklung. Gleichwohl hat ein reger Austausch der Biersorten ber lokale Grenzen hinaus stattgefunden,so dass es heute auch bedeutende berregionale Biermarken gibt.70 % des Bierausstoes entfallen in Deutschland auf Flaschenbier und 30 % auf Fassbier. Die guteFassbierpflege in der Gastronomie erkennt man am leichtesten an der Schaumstabilitt des Bieres oder

wie man auch sagt daran, dass der Feldwebel fest steht. Fr den Heimkonsum von Flaschenbierempfehlen die deutschen Brauer die Beachtung von fnf Regeln:

Die fnf goldenen Regeln fr Heimkonsum von Flaschenbier: Hausvorrat nie ber sechs Wochen halten. Flaschen stehend, khl und dunkel lagern. Trinktemperatur 7-9 C Flaschen nie ins Tiefkhlfach legen Trinkglser vor dem Eingieen kalt durchsplen und nicht abtrocknen

Obergrige BiereSorte Alk.-geh. [Gew.-%] Geschmack Besondere Eigenschaften Verbreitungsgebiet

Altbier 3,8Spanne 2,7-4,2

aromatisch,hopfenbitter

am weitesten in Deutschlandverbreitetes obergriges Bier, dunkleFarbe

vom Niederrhein, Dsseldorf,ausgehend ber ganz Deutschlandverbreitet

Klsch 3,7Spanne 3,0-4,4

aromatisch,hopfenbitter

helles, nur im Klner Raumhergestelltes Bier, Klsch -Herkunftsbezeichnung

Klner Raum

Weizenbier 4,0Spanne 3,4-4,4(Starkbier 5,5)

malzaromatisch, mit hohemCO2-Gehalt, schwachgebittert

aus Weizen- und Gerstenmalzhergestellt, mit Hefe abgefllt =Hefeweizen; filtriert = Kristallweizen,helle oder dunkle Farbe

hauptschlich Bayern, zunehmendeVerbreitung im brigen Bundesgebiet

BerlinerWeie

2,5Spanne 2,0-3,0

milchsaurer Geschmack, mithohem CO2-Gehalt

erfrischend, schwach gebittert

aus Weizen- und Gerstenmalzhergestellt

hauptschlich Berlin

Untergrige BiereSorte Alk.-geh. [Gew.-%] Geschmack Besondere Eigenschaften Verbreitungsgebiet

Biere nachPilsener Art

3,8Spanne 2,9-4,7

ausgeprgte Hopfenbittere,hufig mit Hopfenaroma

hellgelbe Farbe, Namensgebung nur inVerbindung mit dem Namen derBrauerei oder eines Phantasienamens

ganz Deutschland

Exportbier 4,3Spanne 3,6-4,7

vollmundig, malzaromatisch(insbesondere bei dunklemExportbier) relativ schwacheHopfenbittere

helle oder dunkle Farbe ganz Deutschland

Starkbiere(Bockbiere)

5,6Spanne 4,6-5,8

sehr vollmundig, malz-aromatisch, wenig Hopfen-

bittere

goldgelbe oder dunkle Farbe, Namens-gebung hufig durch die Anhngung

von or (z.B. Animator)

ganz Deutschland

Doppelbock 6,7Spanne 5,9-7,0

sehr vollmundig, malz-aromatisch, wenig Hopfen-bittere

helle oder dunkle Farbe, Namens-gebung hufig durch die Anhngungvon or (z.B. Salvator)

hauptschlich Bayern

Mrzenbier 4,4Spanne 3,9-4,7

vollmundig, malzaromatisch,wenig Hopfenbittere

helle oder dunkle Farbe hauptschlich Bayern und Baden-Wrttemberg

Ditbier 3,9Spanne 3,5-4,2

schwache bis krftige Hopfen-bittere (dann Ditpils)

helle Farbe, im Alkoholgehalt nachtrg-lich reduziert, wenig verwertbareKohlenhydrate

ganz Deutschland


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II. MALZ-UND BIERHERSTELLUNG

2.1 Vermlzung der Gerste

Reinigen, Trocknen und Sortieren der Gerste Weichen (Wasseraufnahme) Keimen der Gerste Auflsung

Enzymbildung Darren des Grnmalzes (Aroma, und Farbbildung) Entkeimen und Polieren des Darrmalzes

2.2 Bierherstellung

Sudhaus: Schroten des MalzesMaischen (Enzymrasten)AbluternWrzekochen

Khlhaus: TrubausscheidungAbkhlung auf Anstelltemperatur

Grkeller: Anstellen, HefegabeHauptgrung

Lagerkeller: NachgrungCO2 BildungAusreifen des Bieres

Filtration: KieselgurfiltrationSchichtenfiltration

Abfllung: in Flaschen, Fsser, Dosen, Container


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III. DIE BRAUGERSTE

3.1 Vermlzung der Gerste

Die Gerste gehrt zur Familie der Grser

Abbildung 1: Die Entwicklung der Gerste (nach Aufhammer)

3.2 Gerstenarten

3.2.1 Zweizeilige Gerste (Sommergerste)Es sind lngs der Spindel zwei Krnerreihen vorhanden.

Vorteile fr die Bierherstellung: niederer Eiweigehalt hoher Extraktgehalt Krner sind gut ausgebildet (dickbauchig)

feine strohige Hlle (Spelzen) weniger Gerbstoffe (unangenehme Geschmacksstoffe), da weniger Spelzen

Fr Braugerste wird die zweizeilige, nickende, lockerhrige Sommergerste verwendet.

Sorten: Aura, Apex, Europa, Gimpel, Caina, Beate, Steina, Koral

3.2.2 Zweizeilige Gerste (Wintergerste)Ihre Verwendung als Braugerste konnte sich bisher nicht durchsetzen!

Sorten: Igri, Sonja, Kaskade


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3.2.3 Mehrzeilige Gerste (Wintergerste)Sie ist die Urform aller Gersten.

Es sind lngs der Spindel sechs Krnerreihen vorhanden. Sie haben fr die Bierbereitung keineBedeutung, da sie ein niedriges hl-Gewicht haben und ungleichmig Wasser aufnehmen und keimen.

3.3 Gerstenanbau

3.3.1 Herkunft

In allen Bundeslndern, vor allem in Bayern und Baden-Wrttemberg. Sowie in Frankreich, England,Dnemark, Niederlande, Polen, Tschechien, der USA, Kanada und Australien.

3.3.2 Faktoren fr den GerstenanbauSie richten sich dem Standort, der Bodenqualitt und der Witterung:

Klima: gleichmig, feuchte Zonen

Boden: kalk- und humushaltiger Lehmboden

Vegetationsdauer: 120 d kurze Vegetationszeiten bringen eiweireiche Gersten hervor.

Pflanzenschutz: Unkruter beeintrchtigen den Kornertrag. Dngung: Stickstoff, Kali (K2O), Phosphorsure (P2O5), Kalk

Ernte: feuchte Gersten schimmeln und verlieren ihre Keimfhigkeit.


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Abbildung 2: Gerstenanbaugebiete in Deutschland

3.4 Reifestadien der Gerste

Milchreife: Der Korninhalt ist milchig wei und weich

Gelbreife: Der Korninhalt ist zh und knetbar

Vollreife: Das Korn schrumpft, es wird hart und zh. Der Halm beginnt abzusterben.

Totreife: Der Inhalt ist vollkommen hart und bruchempfindlich. Gnstigster Zeitpunkt frden Mhdrusch.


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3.5 Aufbau des Gerstenkorns

3.5.1 uere Merkmale Bauchseite: runde Seite mit Bauchfurche. In der Furche befindet sich die Basalborste.

Lnge und Behaarung sind typische Merkmale der jeweiligen Gerstensorten.

Rckenseite: flache Seite; die Spelze ist gekruselt und zeigt sog. Rckennerven.

Basis: Die Seite des Kornes, die mit der hre verbunden ist.

Spitze: Sie endet in Form einer Nadel der Granne und wird beim Dreschen abge- schlagen.

Schppchen: sind nach Entfernen der Rckenspelze sichtbar. Gre, Behaarung und Formsind typische Merkmale.

Abbildung 3: Einzelheiten des Gerstenkorns


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Abbildung 4: Unterschiede der Basalborsten (10 x vergrert)

Abbildung 5: Unterschiede der Schppchen

3.5.2 Bestandteile eines Gerstenkorns

Die Hauptteile sind: Keimling: Blattkeim

WurzelkeimSchildchen (es leitet den wachsenden Keimling die im Mehlkrper vorrtigenNhrstoffe zu.)Aufsaugeepithel

Mehlkrper: strkefhrende Zellen Nhrstoffspeicher des Kornes

fettfhrende Zellen Aleuronschicht, die sich am Rande des Mehlkrpersbefindet und Fett & Eiwei enthlt

Umhllung Bauschpelze (innere Spelze)Rckenspelze(uere Spelze)

Unterhalb der Spelze befindet sich dieFruchtschale (ueres Hllblatt)Samenschale(inneres Hllblatt, es ist semipermeabel!)


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Abbildung 6: Aufbau eines Gerstenkorns

3.6 Lagerung der Gerste

Aus wirtschaftlichen und technologischen Grnden muss die Gerste gelagert werden. FrischgeernteteGerste keimt sehr schlecht, da sie eine Keimruhe (Nachreife) durchmacht. Die Keimruhe ist ein Selbst-schutz der Natur gegen ein Auskeimen der Krner am Halm.

Umhllung:

Kornspelze

Frucht- und Samenschale

Furche

Keimling:

Schildchen mitAufsaugeepithel

BlattkeimanlageStammanlage

Wurzel

Mehlkrper:

KleberschichtStrkeschicht

aufgelste Schicht


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3.6.1 Lagerbedingungen Belftung: Da die Gerste ein lebender pflanzlicher Organismus ist, atmet sie und muss

demnach gengend belftet werden.[C6H12O6+ 6 O2 6 H2O + 6 CO2+ E (2830 kJ)]

Feuchtigkeit: Je feuchter die Gerste, umso strker die Atmung. Der Wassergehalt solltezwischen 14 und 15 % liegen. evtl. trocknen bei 35-40 C.

Temperatur: Durch Belften oder Umlagern kann eine Abkhlung erreicht werden.

3.6.2 GerstenschdlingeDer gefhrlichste Schdling ist der Kornkfer, weil er sich sehr schnell vermehrt. Erkennbar ist derBefall an den runden ffnungen am Korn.

Kornkfer Reiskfer Getreideplattkfer

Kornmotten

Abbildung 7: Gerstenschdlinge


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3.7 Eigenschaften der Braugerste

3.7.1 uere Merkmale Handbonitierung

3.7.2 Mechanische Merkmale Hektolitergewicht 68-72 kg/hl lftr. [lftr. = lufttrocken]

Tausendkorngewicht 43-48 g lftr.

Gleichmigkeit I. Sorte (Vollgerste) > 90 %II. Sorte (2,2-2,5 mm) < 8 %Ausputz (< 2,2 mm) < 2 %

Hrte mglichst geringe Glasigkeit

Keimfhigkeit sie gibt an, wie viel Krner in der Lage sind, auszukeimen.> 96 %

Keimenergie sie gibt einen berblick ber die Keimreife und gibt die Zahl derKrner an, die tatschlich keimen.Die Keimenergie muss der Keimfhigkeit mglichst nahe kommen.

3.7.3 Chemisch-technische Merkmale

Wassergehalt

12-15 % Eiweigehalt 9-11,5 % TrS

Strkegehalt 58-65 % TrS

Extraktgehalt 75-82 % TrS (er stellt die Summe der wasserlslichen und mit Hilfevon Enzymen wasserlslich gemachten Inhaltsstoffe der Gerste dar)

IV.

DER BRAUWEIZEN

4.1 Einteilung

Weizen

Nacktweizen Dinkel oder Spelz

Weichweizen Hartweizen(reich an Kleber)

Zum Brauen wird nur nackter Weichweizenverwendet.


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4.2 Eigenschaften eines guten Brauweizens

Extraktgehalt: 82-83 %

Hektolitergewicht: 76-80 kg

Tausendkorngewicht: 43-48 g

Wassergehalt: 14-18 %

Eiweigehalt: 12-15 %

Strkegehalt: 63-70 %

Farbe: leuchtend gelbbraun

4.3 Herstellung von Weizenmalz

Zur Herstellung von Weizenmalz kann nur verwendet werden,der wenig Kleber enthlt, damit beim Ablutern keine Schwierigkeiten entstehen.noch nicht ausgekeimt ist.

Weizenmalz wird hnlich wie Gerstenmalz hergestellt. Da Weizen keine Spelzen besitzt und dieWasseraufnahme des Kornes schneller vor sich geht, bedarf es weniger Weichzeit. Weizen neigt beimMlzen zur Hitzigkeit. Er wird deshalb klter gefhrt und knapper beschickt.

4.4 Herstellung von Weizenbier

Zur Herstellung von Weizenbier kann nicht nur Weizen verwendet werden, daer keine Spelzen besitzt, womit das Filtermaterial beim Ablutern entfallen wrde.sie wesentlich weniger Enzyme besitzen als Gerste.

Im Herstellungsverfahren unterscheidet sich das Weizenbier vom untergrigen Bier durch ein anderesSudverfahren. Das Mischungsverhltnis von Weizenmalz schwankt meist zwischen 40 % und 80 %.Ferner unterscheidet sich das Weizenbier vom untergrigen Bier durch die Verwendung von

obergriger Hefe bei wrmerer und krzerer Grfhrung, durch kltere und krzere Lagerung bei einemhheren Spundungsdruck und durch Abfllung unter hherem Druck.


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V. ERSATZSTOFFE DES MALZES

5.1 Rohfrucht (unvermlzte Frucht)

Reis: Reis kommt nur in Form von Bruchreis (geschlter Reis) fr Brauzwecke in Frage. Der

Reis htte also eine Schale. Man kann aber Schalenreis nicht verwenden, da dieSchale (=Spelz) einen sehr bitteren Geschmack abgeben wrde. Reis enthlt sehr vielStrke und wenig lslichen Eiwei.

Mais: Da Rohmais 0,5-5 % l (=Fett) enthlt, das hauptschlich im Keimling enthalten ist,kommt der Mais entkeimt in den Handel (Fett wirkt schaumzerstrend).Verwendungsformen von Mais in der Brauerei sind: Grere Maisgriee, Grits,Abfallprodukte, die bei der Herstellung von Maismehl anfallen, Flocken und reineMaisstrke.

Gerste: Gerstenrohfrucht wird in England verwendet. Sie wird in einer Menge von ca. 20 % verwendet, um eine Abluterung im Luterbottich zu haben. Diese Biere sind relativ

hart im Geschmack und eiweibitter. Es gibt zudem Versuche mit Grnmalz- und/oderEnzymzustzen.

Vorteile der Rohfruchtverwendung: sie ist billiger als Gerstesie braucht nicht vermlzt werden (keine Mlzungskosten)sie enthlt teilweise viel Extrakt und ergibt deshalb hhereAusbeutensie erhhen teilweise die Schaumhaltigkeit der Biere

Nachteile der Rohfruchtverwendung:

sie enthlt wenig Enzyme, die zum Strke- und Eiwei- abbau erforderlich sindandere intensive Maischerverfahren vonnten das Bier wird geschmacklich ungnstig beeinflusst, wennmehr als 20 % verwendet wird. zu hoher Rohfruchtanteil beeintrchtigt die Abluterung(Gummistoffe)vernderter Biergeschmack, besonders bei Rohfruchtgabenber 20 %

5.2 Zucker

Zucker wird in der Pfannenwrze kurz vor dem Ausschlagen zugesetzt, um den Anteil des vergrbarenExtraktes zu erhhen und gleichzeitig den Stickstoffanteil der Wrze zu verdnnen.Bei Malz- und Nhrbieren wird Zucker dem filtrierten Bier zugefhrt, um diesem Bier den gewnschtenCharakter zu verleihen.


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5.3 Ausbeuten

Reis 80-84 % Maisgrie 80-84 % Maisflocken 90-94 %

Gerstenmalz 72-76 %

Merke: Nach dem Reinheitsgebot, das im Biersteuergesetz verankert ist, ist in der BundesrepublikDeutschland die Verwendung von Rohfrucht und Zucker zur Bierherstellung verboten! (fr die Biere ins

Ausland knnen Ausnahmen gemacht werden.)

VI. DIE HEFE

6.1 Vorkommen

Die Hefe ist ein Lebwesen und gehrt im Pflanzenreich zur Gruppe der Pilze. Die in der Natur freivorkommenden Wildhefen sind weitgehend obergrig und tragen zum Kreislauf der Stoffe entscheidendbei. Sie leben auf sen, saftigen Frchten und Pflanzensften, fliegen in der Luft und befinden sich imWasser. Da die Hefen sehr klein und leicht sind, werden sie berall hingetragen (Infektionsgefahr!).

6.2 Einteilung der Hefen

Pilze

Schimmelpilze Sprosspilze Spaltpilze- Brotschimmel - Bakterien- Kseschimmel

Hefe

Wilde Hefen Kulturhefenfrei in der Natur vorkommen in der Brauerei verwendete Hefen

obergrige Hefe untergrige Hefe

Bruchhefe Staubhefe

Bruchhefe: sind niedervergrende Hefen, die sich am Ende der Grung relativ schnell absetzen.

Staubhefe: sein hochvergrende Hefen, die lnger in der Schwebe bleiben.


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6.3 Bau einer Hefezelle

Hefen sind Einzeller von runder bis ovaler Form; sie haben eine Gre von 3,5-8,0 x 5,0-15 m.

Abbildung 8: Schematische Darstellung einer Hefezelle mit ihren Cytoplasmapartikeln

Zellwand: Sie dient zum Schutz des Zellinneren und kontrolliert die Aufnahme vonStoffen, sowie das Ausscheiden von Stoffwechselprodukten.

Zellkern: Er enthlt das gesamte Erbmaterial und steuert die Lebensvorgnge

Cytoplasma: Es baut sich berwiegend aus Eiwei, Reservekohlenhydrate (Glycogen),Fetttrpfchen und Flssigkeitsvakuolen auf. Auerdem sind lsliche Enzymeenthalten.

6.4 Vermehrung der Hefe

Die Bierhefe ist ein so genannter Sprosspilz, d.h. sie vermehrt sich durch Sprossung. Dabei bringt dieHefezelle eine Ausstlpung hervor, die sich stufenweise vergrert und sich zu einer vollkommenenHefezelle entwickelt. Wenn diese Tochterzelle eine gewisse Gre und ein gewisses Alter erreicht hat,trennt sie sich von der Mutterzelle.

Bei der obergrigen Hefe produziert die Tochterzelle bereits vor ihrer Abschnrung selbst eine Tochter-zelle. Hngen mehrere Hefezellen zusammen, so spricht man Sprossverbnden.


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6.5 Hefebehandlung

Die Hefe vermehrt sich whrend der Hauptgrung um das etwa 3-4 fache. Der beste Teil der Hefeernte die so genannte Kernhefe wird entweder

sofort wieder zum Anstellen weiterer Sude verwendet

unter Jungbier aufbewahrt odergewaschen, gesiebt und unter Wasser aufbewahrt.

Das sofortige Weitergeben von Sud zu Sud ist gnstiger, da die Hefe durch das Aufbewahren unterWasser an Grkraft verliert.

Alle Gefe, Apparate und Leitungen, die mit Hefe in Berhrung kommen, sind sorgfltig sauber zuhalten und zu desinfizieren, um bierschdlichen Organismen fernzuhalten.

6.6

Anforderungen an die Brauereihefe

Die Hefe muss: grkrftig sein gute Vermehrung zeigen den Zucker in Alkohol und CO2abbauen lange in Schwebe bleiben dem Bier einen guten Geschmack verleihen frei sein von bierschdlichen Organismen, Hopfenharzen, Eiweibestandteilen, toten Hefe-

zellen und fremden Heferassen

Photosynthese: 6 H2O + 6 CO2 C6H12O6+ 6 O2

Atmung: C6H12O6+ 6 O2 6 CO2+ 6 H2O + E (2822 kJ)

Grung: C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2+ E (88 kJ)

Kohlenhydrate:

Monosaccharid: Glucose C6H12O6

Fructose C6H12O6

Disaccharid: Maltose C12H22O11Saccharose C12H22O11

Trisaccharid: MaltotrioseRaffinose

Oligosaccharid: Dextrine

Strke: Amylose

Amylopektin

SonnenenergieChlorophyll

Zymase


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6.7 Merkmale obergriger und untergriger Hefe

obergrige Hefe untergrige Hefe

steigt am Ende der Grung nach oben setzt sich am Ende der Grung am Boden ab

Grtemperatur: 18-25 C Grtemperatur 5-12 C

bildet Sprossverbnde bildet keine Sprossverbnde

kann fters gefhrt werden (~ 20 mal) kann nicht so oft gefhrt werden (ca. 5-8 mal)

vergrt Raffinose zu 1/3 vergrt Raffinose vollstndig

Abbildung 9: obergrige Bierhefe [etwa 1000fach vergrert]

Abbildung 10: untergrige Bierhefe [etwa 1000fach vergrert]


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Abbildung 11: Anlegen einer Reinzuchthefe (Hefefhrung im Labor)


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VII. DER HOPFEN

Seit ca. 800 n. Chr. zur Bierbereitung. unbefruchtete, weibliche Pflanze (befruchteter Hopfen hatwenig Brauwert!)

Abbildung 12: Die Hopfenpflanze [humulus lupulus]

7.1 Anforderungen an den Hopfenanbau

Mig warmes, feuchtes Klima

Tiefgrndiger Anbau

Hgeliges Land (windgeschtzt)

Besondere Anlagen (Hopfengrten)

7.2 Anbaugebiete

Bundesrepublik Deutschlando Baden-Wrttemberg (Tettnang)o Bayern (Hallertau, Hersbruck, Spalt, Jura)o Rhein-Pfalzo Elbe-Saale

Tschechien (Saaz)


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Steier

Polen

England

Frankreich

USA

7.3 Hopfensorten

Einteilung in: Frhhopfen (z.B. Tettnanger)Spthopfen (z.B. Hersbruck)

Einteilung in: Aromasorte (z.B. Tettnanger, Saaz)Bitterhopfen (z.B. Northern Brewer, Brauers Gold, Magnum)Andere

7.4 Wachstum der Hopfenpflanze

Hauptwurzeln (Triebwurzeln)Wurzelstock

Adventivwurzeln (Faserwurzeln)

Fechser (wachsen im Frhjahr aus dem Boden und werden

bis auf 2-3 Triebe abgeschnitten)

Wachstum (an Drhten im Uhrzeigersinn)

Bltter und Blten bilden sich aus

Hopfendolden bilden sich aus den Blten

Hopfenernte im August / September

Ertrag: 0,8-2,3 t/ha (je nach Sorte, Witterung und Schdlingsbekmpfung)


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7.4.1 VermehrungDurch Fechser (ungeschlechtlich). Ertrag nach 2-3 Jahren

7.4.2 Zchtung

Durch Bestubung der weiblichen Pflanze

7.5 Bestandteile der Hopfenpflanze

Stngel

Rebe Bltter Deckblatt

Dolde Vorblatt

Spindel

Lupulindrsen

Abbildung 13: Die Teile der Hopfendolde

Die Hopfendolde besteht aus den Dolden-

blttern a und b und der Spindel c. Es gibtzweierlei Deckbltter: die Deckbltter aund die Vorbltter b. An Deck- und Vor-blttern kleben die Lupulindrsen d. DasVorblatt umschliet die Samenanlage bzw.den (unerwnschten) Samen e.


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7.6 Hopfeninhaltsstoffe

Bitterstoffe (im Lupulin) ergeben bitteren Geschmackverlngern die Bierhaltbarkeitoxidieren leicht unangenehmer Biergeschmack

geringerer Bitterwert

Hopfenle (in Lupulindrsen) ergeben Aroma im Bierverlngern Haltbarkeit des Hopfens

Gerbstoffe (in Hochblttern und Spindel) den Gerbstoffen werden eiweiausfllende Eigenschaften(beim Wrzekochen Bruchbildung) zugeschrieben. Sie sind

jedoch zur Eiweiausfllung nicht unbedingt notwendig. Vernderung whrend der Lagerung unangenehmerBiergeschmack

7.7 Hopfenbehandlung

Trocknung: frisch gepflckter Hopfen enthlt 75-80 % Wasser. Auf Darren wirdder Hopfen bei 30-50 C auf 10-12 % Wassergehalt getrocknet

Schwefelung: whrend der Trocknung wird der Hopfen geschwefelt zum Zweckder Konservierung.

Verpackung: in Ballen (leicht gepresst, ca. 100 kg)in Ballot (stark gepresst, ca. 150-250 kg)

Zweck: Platz sparen und Fernhalten des Sauerstoffs

Aufbewahrung: in khlen, trockenen und dunklen Rumen

Hopfenversiegelung: in der Bundesrepublik Deutschland besteht Siegelzwang.Die Siegelurkunde enthlt: Die Worte Deutscher Siegelhopfen

Land Anbaugebiet

Jahrgang Hopfensorte Siegelbezirk Angabe, ob der Hopfen aufbereitet wurde Unterschrift und Siegel


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Abbildung 14: Begleiturkunde Deutscher Siegelhopfen


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7.8 Hopfenprodukte

Naturhopfen: siehe 7.7

Normales Hopfenpulver (entspricht dem Naturhopfen):

Zerkleinerung des HopfensWassergehalt 3-8 %als Pulver gepresst oder ungepresstals Pellets gepresst

Angereichertes Hopfenpulver (konzentrierter Hopfen):Khlung auf -(20-30) CZerkleinerung der DoldeLupulin von den Blttern und Stngeln trennenals Pulver oder Pellets im Handel

Pelletstyp 45, 75 oder 90: Der Pelletstyp 45 besagt, dass aus 100 kg Naturhopfen durch

Absonderung von wertlosen Bestandteilen 45 kg Pellets vom Typ 45 gewonnen wurden.

Hopfenextrakt: Der Hopfen wird zerkleinert; danach trennt man mit Hilfe vonLsungsmitteln (Alkohol, Methylenchlorid oder CO2) die wertvollenBestandteile von den wertlosen und unlslichen Bestandteilen.Die Gerbstoffe werden mit Heiwasser aus den von Bitterstoffenbefreiten Hopfentrebern gelst.Anschlieend wird der Extrakt standardisiert, d.h. Bitterstoff- undGerbstoffextrakt werden in einem bestimmten Verhltnis gemischt.

Hopfenextraktpulver: Trocknung der extrahierten Bitterstoffe ( Gefahr der Oxidation!)

Isomerisierter Hopfenextrakt (nach dem Reinheitsgebot verboten!):ein vorher isomerisierter (umgewandelter) Hopfenextrakt wird demfertigen Bier (z.B. im Lagertank) zugegeben.

Vorteile der Hopfenprodukte:Hopfeneinsparung bessere Haltbarkeit

weniger Frachtkosten weniger Lagerraum weniger Raumkhlung

Hopfenseiher entfllt gleichmige Bitterwerte leicht zu dosieren bzw. automatisieren.


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Abbildung 15: Produktion von Pellets


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7.9 Bedeutung des Hopfens fr das Bier

verleiht dem Bier einen bitteren Geschmack ergibt das typische Hopfen-Bieraroma frdert Klrung durch Eiweiausscheidung

wirkt keimttend frdert die Schaumhaltigkeit

7.10Hopfengabe

Ca. 6-15 g Suren pro hl Wrze, dies entspricht 20-40 Bittereinheiten im Bier1. Gabe: 75 min. vor dem Ausschlagen2. Gabe: 50 min. vor dem Ausschlagen3. Gabe: 20 min. vor dem Ausschlagen

VIII. DAS WASSER

Chemisch reines Wasser besteht aus Wasserstoff und Sauerstoff (H2O)

8.1

Kreislauf des Wassers

Verdunstung vom Meer 393 mm/m3Jahr Verdunstung am Land 410 mm/m3Jahr

8.2 Zweck des Wassers

Wasser dient den Lebewesen und Pflanzen als Transportwasser zum Transport der darin gelstenStoffe.

8.3 Chemische Vorgnge beim Regnen

In der Luft und im Boden befindet sich Kohlendioxid (= CO2), das durch Atmung von Menschen, Tierenund Pflanzen sowie beim Fulnisprozess von Pflanzen und bei der Verbrennung entstanden ist.

Das Kohlendioxid verbindet sich mit dem Wasser des Regens zu Kohlensure: CO2+ H2O H2CO3


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Kohlensure ist eine schwache Sure, die jedoch aggressiv sein kann. Dringt diese schwache Sure indas Erdinnere ein und trifft dort auf kalkhaltiges Gestein (Kalkstein = CaCO3), so wird der Kalkstein vonder Kohlensure gelst. Chemisch reines Wasser greift den Kalkstein nicht an.

CaCO3+ H2CO3 Ca(HCO3)2Calciumcarbonat + Kohlensure Calciumhydrogencarbonat

wasserunlslich wasserlslich surelslich

Das gelste Calciumhydrogencarbonat ist die Ursache fr die Hrte des Wassers. Je mehr Calcium-hydrogencarbonat im Wasser gelst ist, desto hrter ist das Wasser.

CO2 Ca(HCO3)2+ Wrme CaCO3 + H2CO3

Kalkstein H2OKesselstein

8.4 Salze (Ionen) im Wasser

Kationen: H+ ; Na+; K+; NH4+; Ca++; Mg++; Mn++; Fe+++; Al+++; Anionen: OH-; Cl-; HCO3-; NO2-; NO3-; SO4--; SiO3--; PO4---;

8.5 Hrte des Wassers

Gesamthrte (GH): sie wird bestimmt durch alle im Wasser vorhanden Ca- und Mg- Salze. Die bliche Einheit ist dH

1 dH = 10 mg CaO/l 1 dH = 1 g CaO/hl

Karbonathrte (KH): die KH setzt sich zusammen aus allen Ca- Mg-Ionen, die an einemKarbonatrest (HCO3-) gebunden sind.

Ca(HCO3)2 CalciumhydrogencarbonatMg(HCO3)2 Magnesiumhydrogencarbonat

Diese KH-Bildner knnen durch Kochung unter Bildung von CO2

ausgeschieden werden, wodurch man sie frher auch als vorber-gehende Hrte bezeichnet hat.

Nichtkarbonathrte (NKH): Die NKH setzt sich zusammen aus allen Ca- und Mg-Ionen, dienicht an einem Karbonatrest (HCO3-) gebunden sind, sondern anandere Surereste:

CaCO4 CalciumsulfatMgCO4 MagnesiumsulfatCaCl2 CalciumchloridMgCl2 Magnesiumchlorid

Die NKH kann nicht durch Kochen entfernt werden, wodurch mansie auch als bleibende Hrte bezeichnen kann.


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Die GH kann noch unterteilt werden in Calcium-Hrte und Magnesium-Hrte:

Kalkhrte Magnesiahrte

Gesamthrte

Karbonathrte Nichtkarbonathrte

CaSO4 CaCl2 Ca(NO3)2

Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 MgSO4 MgCl2 Mg(NO3)2

8.6 Wirkung der Wassersalze

Die Wassersalze beeinflussen den Geschmack des Bieres nicht direkt, sondern indirekt durch ihre

Wirkung auf enzymatische Reaktionen, die sich im Laufe der Wrze- und Bierbereitung abspielen. Derwichtigste Einfluss der Wassersalze hngt mit ihrer Wirkung auf den pH-Wert der Maische, Wrze unddes Bieres zusammen. Die Hydrogencarbonationen im Wasser verschlechtern mageblich dieWasserstoffionenkonzentration (pH) der Maische und der Wrze. Die NKH verbessert den pH-Wert derMaische bzw. der Wrze.

Hoher pH-Wert bewirkt:Verzuckerung schwierigerWrze luft trbeSudhausausbeute schlechterKoagulation schlechterWrze frbt strker zuHopfenbittere ist rauerempfindlich gegenber Bakterien

8.7 Brauwasseraufbereitung

Zweck der Wasseraufbereitung ist eine Verbesserung der Qualitt des Brauwassers und damit derQualitt des Bieres. Das Hauptaugenmerk wird dabei auf die KH gerichtet.

Erhitzen:

durch Erhitzen des Wassers scheiden dich die Karbonate aus( teuresVerfahren!)

Entkarbonisieren mit Kalkwasser:Ca(HCO3)2+ Ca(OH)2 2 CaCO3 + 2 H2O

Durch Zusatz von Kalkwasser wird das lsliche Hydrogencarbonat zumunlslichen Karbonat umgesetzt.Zur Entfernung von Magnesiumhydrogencarbonat bedarf es eines ber-schusses an Kalkwasser. Da die Gefahr einer berkalkung besteht, ist esnotwendig, regelmig das Kalkwasser und das aufbereitete Wasser mittels

Titration des p- und m-Wertes zu berprfen. Hierbei soll der p-Wert denhalben m-Wert niemals berschreiten.


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a) diskontinuierliches Verfahren

Abbildung 16: Diskontinuierliches Verfahren zur Wasseraufbereitung

b) kontinuierliches Verfahren

Abbildung 17: Kontinuierliches Verfahren zur Wasseraufbereitung

1 Rohwasser

2 Durchflussmesser3 Kalkvorlage4 Kalksttiger5 Schnellreaktor6 Kiesfilter7 EntkarbonisiertesBrauwasser


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In einem zylindrischen Gef (Reaktor) wird durch entsprechende Einbauten in Folge krftigerMischung und Bewegung eine schnelle Reaktion des Rohwassers mit dem Kalkwasser erreicht. Dabeikann kontinuierlich entkarbonisiertes Wasser entnommen werden, das anschlieend ber einen Kies-filter noch vollstndig geklrt werden.

c)

SchnellentkarbonisierenDurch eine Kontaktmasse (Reaktorsand) und durch Druck verringert sich die Reaktionszeit auf 10 min.

Vorteile: gleichzeitige Wasserreinigung Entfernung einiger Schwermetalle (z.B. Fe, Mn) Entfernung organischer Stoffe Entfernung von Trbstoffen Entfernung von aggressivem CO2

Zugabe von Braugips: Man setzt dem Wasser oder der Maische Calciumsulfat oder chlorid in Form von Gips zu. Dadurch wird die NKH erhht und die

schdliche Wirkung der KH vermindert.

Enthrtung mit Ionenaustauscher:Bei diesem Verfahren werden die Ionen im Wasser durch gleich-

geladene Ionen im Austauscher ausgetauscht.

a. schwachsaurer KationenaustauscherCa(HCO3)22 H+ Ca2++ H2CO3

zur Entgasung

Es werden die Hrtebildner des Wassers durch Wasserstoffionenausgetauscht. Dadurch verringert sich die KH.

b. starksaurer KationenaustauscherCaSO4+ 2 H+Ca2++ H2SO4

zum Anionenaustauscher

c. AnionenaustauscherH2SO4+ 2 OH- SO4 2-+ 2 H2O

Es werden die SO4-- Ionen des Wassers durch OH-- Ionen ausge-tauscht. Dies fhrt zu einer Verringerung der NKH.

Regeneration: Von Zeit zu Zeit mssen der Kationenaustauscher mit Sure undder Anionenaustauscher mit Lauge regeneriert werden.

Umkehrosmose: Als Osmose wird der Ausgleich zweier salzhaltiger Lsungen mitverschiedenen Konzentrationen durch eine semipermeable Membranverstanden. Dabei fliet das Wasser solange durch die Membran vonder schwcheren zur strkeren Konzentration, bis auf beiden Seitendie gleiche Konzentration herrscht. Wird auf die hher konzentrierteLsung Druck ausgebt, so fliet das Wasser in umgekehrte Richtungund verdnnt somit die schwcher konzentrierte Lsung noch mehr.

Auf diese Weise erhlt man enthrtetes Brauwasser (oder alkoholfreiesBier!).

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Bierbrauerei-net Bierbereitung I - Rohstoffe