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Schule > Biologie > Grundlagen der Biologie > Alkoholische Gärung > Das Bierbrauen und die Bierherstellung

Übersicht über die Bierherstellung

1. Allgemeines:

Menschen brauen bereits seit 4’500-3’000Jahren Bier
Deutschland: Bayerischen Reinheitsgebot 1516: zur Bierherstellung nur Wasser, Malz, Hopfen und Hefe verwendet werden.
Die verschiedenen Biersorten entstehen durch Variationen von Malz und Hopfen und durch den Brauvorgang selbst.
In Südamerika Maisbier, in Japan Reisbier, Hirsebier in Teilen des afrikanischen Kontinents

2. Das Mälzern:

Malz - Entsteht durch Quellen und Keimen von Getreide inH2O(besonders: Gerste)
- bei Keimungsprozess Bildung: Enzym Diastase: Umwandlung Stärke in Maltose durch Hydrolyse
- hoher Gehalt an Proteinen und Kohlenhydraten(2liter Bier = 10 Brötchen)

Mälzerprozess:
Gerste 3 Tage in großen Behältern eingeweicht (abwechselnd: Einweichen[Nassweiche] und trocken legen[Trockenweiche]
anschließende Keimung in Keimkästen
nach 6-8Wochen volle Keimfähigkeit: Korninnere mürbe und wasserlöslich; nach außen langsam ein kleiner Keimling, damit Korn nicht zuviel von Stärke verbraucht: kühle und trockene Lagerung (10-22°C von Haufenlegung abhängig)
„Darren“ der Keimlinge bei 85-100°C (je höher die Temperatur, desto dunkler das Malz, und somit das Bier [bei 105°C leicht karamellisiertes Malz])
wichtig!!, da Hefe nicht in der Lage Stärke aus der Gerste selbst zu vergären, weil sie es nicht aufspalten kann (keine Amylase bei Hefe)

3. Der Brauvorgang

Der Brauvorgang gliedert sich in folgende Abschnitte:
Maischen - Läutern - Hopfenkochen - Kühlen - Vergärung - Abfüllen - Reifung

3.1. Das Maischen:
Abbau der restlichen Stärke über Dextrinen, Oligosaccariden zu Maltose
Verrührung von geschrotetem Malz mit (vorgeheiztem) Wasser(mglst. rein, weich, neutral) in Maischbottichpfanne
Erhitzung der Maische in Stufen: ca. 77°C in 2-4Std.(indem1:erhitztes Wasser beigegeben wird, oder ein Teil der Maische getrennt erhitzt und dann wieder beigegeben wird)
Enzyme: Umwandlung Malzstärke in leicht und schwer vergärbare Zucker, Abbau der Eiweiße im Malz.

a-Amylasen
Zufällige Abspaltung von Oligosacchariden bis auf die Stufe Maltose; keine Spaltung der Verzweigungsstellen von Amylopektin ("Stärkeverflüssigung")
(Optimum bei 72-76 °C und pH 5.3 bis 5.8) b-Amylasen
Abspaltung von Maltose vom nichtreduzierenden Kettenende her; keine Spaltung von Verzweigungsstellen von Amylopektin
(Optimum bei 60-65 °C und pH 4.6) Glucoamylase
Abspaltung von Glucose vom nichtreduzierenden Kettenende her; Spaltung der Verzweigungsstellen von Amylopektin Proteinasen
Proteinabbau
(Optimum bei 55-65 °C und pH 4.6)
verschiedene Maischtemperaturen bestimmen unterschiedliche Biersorten
3.2. Läutern

Sinn: Erhaltung klarer Würze.
Trennung im Läuterbottich: feste Bestandteile der Maische (Treber[Spelzen, Eiweißbestandteile]) von Flüssigkeit (Würze)
Rückstand wertvolles Viehfutter
3.3. Hopfenkochen
1-2 std.-iges Kochen und geringes Eindampfen der Würze in Würzpfanne
Zugabe von Hopfen, je nach Art des Bieres; 50-400g (Gibt Bier: herb-bitteren Geschmack u. charakteristisch feines Aroma; hat Einfluss auf die Haltbarkeit, „Blume“[Schaum] des Bieres)
Zerstörung sämtlicher Enzyme, Sterilisierung der Würze
Kochzeit bestimmt den Stammwürzegehalt des späteren Bieres.

3.4. Kühlen

rasche Kühlung sterilisierter Würze auf gewünschte Gärtemperatur im Gärkeller
bei obergärigen Hefen (Weizenbier, Alt) auf 15°-20°C,
bei untergärigen Hefen (Pils, Starkbier, Zoigl, Hammersud...) auf 5°-10°C
rasche Kühlung für Qualität des Bieres sehr wichtig, weil: in Raumluft "wilde Hefen" und Bakterien; können zu unerwünschter Fehlgärungen führen

3.5. Vergärung

alkoholische Gärung, biolog. Abbau von Zuckern(Maltose, Saccharose, Glucose und Fructose, Maltotriose) zu Alkohol und Kohlenstoffdioxid
Beigabe von Hefe in abgeschlossenen Gärtank nach Erreichen entsprechender Gärtemperatur

Einsetzen des Gärvorgangs:

Gärreaktion:
C6H12O6 --> 2 C2H5OH + 2 CO2 (-22 kcal/Mol)

Atmungsreaktion:
C6H12O6 + 6 O2 --> 6 H2O + 6 CO2 (-686 kcal/Mol)

Reaktion zur Speicherung von Energie in Zellen:
ADP + Orthophosphat <==> ATP + H2O (+7 kcal/Mol)
Hefe hauptsächlich anaerobe Gärreaktion, wenn aber genügend Sauerstoff vorhanden: teilweise Atmungsreaktion (und so bei Vergärung etwa 2%Zucker veratmet und 98% vergoren)
je nach Hefesorte zwischen drei und zehn Tagen.
Umwandlung des beim Maischvorgang erzeugter Zucker in Alkohol.
Nebenprodukt ist Kohlensäure, die dem späteren Bier die Spritzigkeit verleiht.

3.6. Abfüllen und Reifung des Bieres

Nach Abschluss der Hauptgärung wird das Jungbier in sterilisierte Flaschen oder Fässer abgefüllt.

Während folgender Wochen(bis zu 3 Monate): Bier erhält seinen vollendeten Geschmack, indem es bei einer idealen Lagertemperatur von 8° C einen Reifeprozess durchläuft. Licht und Temperaturschwankungen können hierbei die Qualität beeinflussen.

1:Abrundung des Geschmacks, vorhandener Restzucker wird völlig abgebaut
2:Bindung der Kohlensäure
3:Absinken von Hefeflocken und Eiweißresten

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