Bierbrauen 10:51 min
Transkript Bierbrauen
Hallo und ganz herzlich willkommen! In diesem Video geht es um das Bierbrauen.
Bier ist ein Nationalgetränk der Deutschen. Gebraut wird es nach dem deutschen Reinheitsgebot von 1516. Danach dürfen dafür nur Malz, Hopfen, Hefe und Wasser verwendet werden.
Der Brauprozess lässt sich in zwei Stufen unterteilen. Das Mälzen und den eigentlichen Brauprozess.
Das Mälzen Ziel des Brauprozesses ist die Herstellung von von Malz aus Braugerste. Außer Braugerste werden für bestimmte Biere auch Weizen, Roggen oder Hafer verwendet. Die erste Stufe des Mälzens ist die Herstellung von Grünmalz. Die Gerste wird dabei durch Wasser, Wärme und Frischluft zum Keimen gebracht. Für die Qualität des Biers ist eine mäßige Keimung unumgänglich. Der wesentliche chemische Prozess ist hier der Abbau von Stärke zu Malzzucker. Es werden Enzyme gebildet, die die polymeren Strukturen abbauen. Die Keimung ist nach 5 bis 7 Tagen abgeschlossen. Die zweite Stufe ist die Herstellung von Darrmalz Der Grünmalz wird unter Luftzufuhr und bei Temperaturen zwischen 85 °C und 100 °C getrocknet. Die Malzenzyme werden deaktiviert. Diesen Vorgang bezeichnet man als Darren. Daher wird der fertige Malz auch Darrmalz genannt.
Der Brauprozess Der Bauprozess enthält drei Hauptabschnitte: Maischen, Würzekochen und Gärung.
Maischen Der Malz wird im Malzsilo gelagert. In der Schrotmühle wird er zerkleinert. Der geschrotete Mais wird in der Maischepfanne bei 45 °C mit Wasser vermischt. Dabei werden Proteine abgebaut. Nach ausreichender Verweilzeit wird die Temperatur der Maische erhöht. Eine längere Rast bei 65 °C liefert vorzugsweise Maltose. Maltose wird beim Gärprozess zu Alkohol abgebaut. Längeres Rasten bei 75 °C liefert Dextrine. Dextrine unterliegen nicht dem Gärprozess. Bei vollmundigeren Biersorten sind sie in höherer Menge erwünscht. Der Maischprozess ist essentiell für die später entstehende Biersorte. Er währt 2 bis 4 Stunden. Der Maischprozess ist dann beendet, wenn in der Maischepfanne keine Stärke mehr nachgewiesen werden kann. Das geschieht mit der Iodprobe. Bleibt das Reagenz gelblich bräunlich ohne Blaufärbung, so heißt das: In der Maische ist keine Stärke mehr enthalten. Im Läuterbottich wird die flüssige Bierwürze von den festen Bestandteilen getrennt. Sie scheiden sich als so genannter Treber ab.Der Treber wird häufig als Viehfutter verwendet.
Würzekochen Die Bierwürze gelangt in die Würzepfanne. Ihr wird Hopfen zugesetzt. Es erfolgt eine zentrale Stufe des Bierbrauens ein: Das Würzekochen. Durch das Würzekochen werden einige Ziele verfolgt: 1.Inaktivierung der Malzenzyme 2. Sterilisierung der Würze 3. Extraktion und Isomerisierung der Bitterstoffe des Hopfens 4. Ausfällung hochmolekularen Eiweißes als "Bruch" 5. Austreibung unerwünschter Aromastoffe
Während des Würzekochens werden 8 bis 12% des Pfanneninhalts eingedampft. Der Prozess des Kochens ist nach zwei Stunden abgeschlossen.
Die Würze wird nun von den Trebern des Doldenhopfens und vom koaguliertem Eiweiß, dem Trub, getrennt. Das geschieht meist im Whirlpool.
Schließlich wird die Würze im Würzekühler auf Raumtemperatur heruntergekühlt.
Die Bestimmung der Stammwürze erfolgt mittels einer Bierspindel (Saccharometer).
Gärung Die erkaltete Würze wird nun in den Gärtank umgeleitet. Ein Gärtank fasst bis zu 5000 hl Bier und kann eine Höhe von 20 m erreichen. Durch die Zugabe von Hefe setzt die alkoholische Gärung ein. Dabei wird Kohlenstoffdioxid frei. Vergoren wird entweder im Temperaturbereich um 10 °C oder um 20 °C. Die Gärtemperatur so wie die Art der verwendeten Hefe bestimmen die Eigenschaften des gebrauten Bieres. Bei etwa 10 °C werden in 7 bis 8 Tagen rund 85 % des Extrakts vergoren. Das bei der Gärung freigesetzte Kohlenstoffdioxid wird weiter verwendet für: 1. die Bewegung des Biers, 2. Abfüllen des Bieres. Nach der Gärung wird die Hefe abgetrennt. Sie kann mehrfach wiederverwendet werden.
Reifung Das durch Gärung erhaltene Jungbier wird in den Lagertank geleitet. Die Reifung dauert 4 bis 8 Wochen bei 0 °C. Es geschieht hier: 1. Die Vergärung des restlichen Extrakts, 2. Anreicherung entstehenden Kohlenstoffdioxid, 3. Auswaschen von Jungbucketstoffen, 4. Abbau von 2-Acetolactat.
Folgende Vorgänge sind essentiell: 1. Absetzen der Hefe, 2. Ausscheiden von Eiweiß Kolloiden und von 3. Bitterstoffen Diese Prozesse sind notwendig für die Abrundung des Biergeschmacks.
Filtration Nach erfolgter Reifung wird das Bier in den Bierfilter geleitet. Hier erfolgen: 1. Durch Kieselgel: Klärung der Flüssigkeit, 2. durch Kieselgur: Verringerung trübender Eiweißkolloide.
Abfüllen Das fertige Bier wird mit Kohlenstoffdioxid unter einem Überdruck von 0,5 bar bei 0 °C gehalten. Dabei verfolgt man mehrere Ziele: 1. Die Bewegung des Bieres, 2. Drosselung des Verderbs und 3. Verbesserung des Geschmacks.
Biersorten Bier ist nicht gleich Bier. Allen Biersorten ist gemeinsam, dass sie schwach sauer mit einem pH - Wert von etwa 4,5 sind. Eine wichtige Unterscheidung erfolgt danach, ob ein Bier untergärig oder obergärig gebraut wird. Die Unterscheidung erfolgt danach, ob sich die Hefe absetzt oder ob sie nach oben steigt. Zunächst verwendet man verschiedene Hefen: Saccharomyces Carlsbergensis bzw. Saccharomyces Cerevisiae. Untergärig wird bei 8 - 14 °C vergoren, obergärig bei 16 bis 24 °C. Das Gären obergärigen Bieres dauert mit 7 - 8 Tagen länger. Bei obergärigem Bier dauert das Gären nur 3 Tage.
Beispiele für Untergärige Biere sind ... ... Hell, Pils, Lager und Schwarz. Außerdem: Export, Porter, Rotbier und Stout. Porter gibt es auch als obergärig. Auch das Oktoberfest Märzen ist ein untergäriges Bier.
Obergärige Biersorten gibt es weniger. Dazu zählen Weizen, Alt und Weiße. Und außerdem zählt das Kölsch dazu.
Das wärs über die Bierherstellung. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg! Tschüs.
Videobeschreibung
Bier ist das Nationalgetränk der Deutschen. Man braucht dafür nur einige wenige Zutaten. Wir besprächen die beiden großen Stufen Mälzen und das eigentliche Brauen. Das Brauen selbst kann man wieder in Maischen, Würzekochen und Gären unterteilen. Schließlich lernen wir noch die häufige Einteilung in untergärige und obergärige Biere kennen. Einige Beispiele dazu folgen. Ich bitte um Entschuldigung, dass ich nicht jede regionale Biersorte berücksichtigen konnte. Viel Spaß!
Der Tutor:
Dr. rer. nat.
Bierbrauen
Bierbrauen Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Bierbrauen kannst du es wiederholen und üben.
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Gib die Biersorten an, die untergärig und obergärig sind.
Tipps
Es gibt weniger obergärige Biere als untergärige.
Obergärige Biere sind in Berlin und Brandenburg keine „richtigen“ Biere.
Eine Sorte obergärigen Bieres wird gerne in Bayer getrunken, ein anderes trinkt man in Berlin, gemischt mit Fruchtsirup, in der Sommerhitze.
Zwei obergärige Biere sind die Hauptprotagonisten beim Köln-Düsseldorfer-„ Bierkrieg“.
Lösung
Untergärige Biere werden mit untergäriger Hefe gebraut. Diese heißt so, weil sie nach der Fermentation auf den Boden des Gefäßes sinkt, also unter dem Bier ist. Bei dieser Hefe muss die Gärung bei Temperaturen zwischen 4°C und 10°C erfolgen. Auch ist die Gär- und Lagerzeit länger als bei obergärigen Bieren.
Beispiele sind:
- Helles: Das ist ein leichtes, nicht sehr bitteres Bier.
- Pils: Pils ist rund und ausgewogen und sehr beliebt.
- Lager: Im deutschsprachigen Raum werden so verschiedene Biersorten bezeichnet. Im englischsprachigen Raum ist es die Bezeichnung für alle untergärigen Biersorten.
- Schwarz: Dieses Bier besitzt dank eines spezifischen Geschmacks viele Liebhaber. Seine dunkle Farbe erhält es meist durch die Verwendung dunklen Braumalzes oder Röstmalzes.
- Export: Diese Biersorte kann hell oder dunkel sein. Es ist ein Oberbegriff für viele untergärige Biere.
- Rotbier: Für die Herstellung dieses Bieres wird ein intensiver gedörrtes Malz verwendet. Man setzt eine Milchsäurebakterien-Kultur zu und lässt es im Eichenfass reifen. Das Bier wird in verschiedenen Ländern getrunken. Berühmt ist das Original Nürnberger Rotbier.
- Stout: Stout ist ein meist tiefschwarzes Bier. Es besitzt eine ausgeprägte, cremefarbenen Schaumkrone und einen Alkoholgehalt von 3 % bis 10 %.
Beispiele sind:
- Weizen: Diese Biersorte wird gerne in Süddeutschland getrunken. Aber auch außerhalb dieser Länder besitzt es eine gewisse Popularität.
- Weiße: Weiße trinkt man gern in Berlin und dem Land Brandenburg mit einem „Schuss“ Himbeer- oder Waldmeistersirup.
- Alt: Dieses Bier trinkt man traditionsgemäß in Düsseldorf.
- Kölsch: Dieses Bier wird in Köln getrunken. In Berlin konnte es sich nicht durchsetzen.
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Nenne die Schritte beim Maischen und Würzekochen.
Tipps
Der Start beginnt mit der Kohlenhydrat-Komponente.
Würze entsteht bereits beim Maischen.
Treber wird sowohl beim Maischen als auch beim Würzekochen abgeschieden.
Lösung
Das Maischen ist der zweite Schritt des Bierbrauens nach dem Malzen.
Das Maischen beginnt mit dem Malz. Dieser ist der wichtigste Ausgangsstoff für das Maischen. Das Malz wird im Malzsilo gelagert.
In der Schrottmühle wird das Malz zerkleinert, um dann bei 45°C in der Maischepfanne zu Maische umgesetzt zu werden.
Die Maische gelangt dann in den Läuterbottich. In diesem wird die wichtige flüssige Bierwürze von der Restmaische abgetrennt. Dabei bleibt ein Rückstand zurück – der Treber.
In der Würzepfanne wird die Würze dann unter Zugabe von Hopfen zwei Stunden gekocht, um dann im Whirlpool weiteren Treber und das koagulierte Eiweiß abzutrennen.
Im Würzekühler wird dann die entstandene Stammwürze unter Kühlung gesammelt.
Diese ist wichtig für den Geschmack des Bieres und wird für die Gärung benötigt. -
Erläutere den Vorgang des Mälzens im Detail.
Tipps
Wenn du dich erinnerst, woraus Stärke biochemisch hergestellt wird, weißt du auch, aus welchem Monosaccharid sie besteht.
Stärke ist ein Vielfachzucker, Malzzucher ist ein Zweifachzucker.
Lösung
Um Malz herzustellen, wird Stärke benötigt, diese findet man in vielen Getreidesorten. Neben der traditionell verwendeten Gerste wäre damit auch Weizen zum Malzen geeignet.
Der erste Schritt des Malzen ist die Keimung.
Durch die Keimung wird in der Braugerste das Polysaccharid Stärke in das Disaccharid Malzzucker umgewandelt. Dieser Zucker wird auch Maltose genannt. Für den Keimprozess werden Wasser, Wärme und Frischluft benötigt. Zudem wird der Prozess häufig durch spezielle Enzyme beschleunigt.Auf diese Weise entsteht nach 5 bis 7 Tagen Grünmalz.
In einem zweiten Schritt, dem Darren, wird dann das Grünmalz zu Darrmalz. Das Darren ist im Allgemeinen ein Prozess, bei dem Güter durch Hitze haltbar gemacht werden, also eine Konservierungsmethode
Das Grünmalz wird durch Luftzufuhrbei einer Temperatur von 85-100 °C ausgesetzt. Das führt zu einer Aktivierung der Malzenzyme. Enzyme sind Proteine. Werden sie auf Temperaturen um den Siedepunkt des Wassers erwärmt, degenerieren sie chemisch.
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Unterscheide zwischen nützlichen und schädlichen Inhaltsstoffen im Brauwasser.
Tipps
Schwermetall-Ionen haben im Wasser nichts zu suchen.
Der Anteil organischer Inhaltsstoffe sollte im Brauwasser minimal serin.
Lösung
Nützliche Inhaltsstoffe sind hauptsächlich die stabilen Ionen gut löslicher Salze. Schwermetall-Ionen allerdings dürfen nicht enthalten sein. Diese Teilchen dienen als notwendige Elektrolyte für die Aufrechterhaltung des Zelldrucks. Außerdem sind sie für die Lebensprozesse essentiell.
Calcium-, Magnesium-, Chlorid-, Sulfat- und Hydrogencarbonat-Ionen sind für den Körper notwendig oder dafür verantwortlich, dass die Calcium- und Magnesium-Ionen nicht partiell als Niederschlag ausfallen. Kohlenstoffdioxid sorgt dafür, dass Hydrogencarbonat-Ionen gebildet werden. Aber auch Kalium- und Natrium-Ionen sind für den Brauprozess wichtig.
Schädliche Inhaltsstoffe sind einige Anionen, starke Oxidationsmittel sowie alle organischen Inhaltsstoffe.
Nitrat-Ionen sind stabil und relativ harmlos. Leider jedoch können sie im Organismus zu Nitrit-Ionen reduziert werden, diese lassen im Körper krebserregende Stoffe entstehen. Blei(II)-Ionen sind giftig und Quecksilber(II)-Ionen sogar sehr giftig, damit haben beide nichts im Brauwasser zu suchen.
Ebenso ist Benzol eine giftige, aber organische Verbindung, die im Fettgewebe akkumuliert wird und die Krebs auslösen kann. Phenol dissoziiert partiell und ist recht gut wasserlöslich. Phenol ist keimtötend, leider aber auch giftig. Vor vielen Jahren in Krankenhäusern zur Desinfizierung verwendet, wird es nicht mehr benutzt. Im Brauwasser ist sowohl Phenol als auch Benzol äußerst schädlich.
Chlor,ein starkes Oxidationsmittel, dient der Keimtötung in öffentlichen Badeeinrichtungen. Im Brauwasser ist es völlig fehl am Platz.
Saccharose ist Haushaltszucker. Der ist natürlich nicht giftig. Im Brauwasser darf der Anteil organischer Verbindungen jedoch nur minimal sein.
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Beurteile die Aussagen danach, ob sie dem deutschen Reinheitsgebot entsprechen.
Tipps
Für die Bierherstellung werden nur vier Komponenten zugelassen.
Über die Herkunft oder die Qualität der Rohstoffe für das Bierbrauen wird keine Aussage getroffen.
Lösung
Richtig: Das Reinheitsgebot gibt es seit 1516. Wer die Jahreszahl vergessen hat, kann sich die Briefmarke anschauen und muss noch etwas rechnen.
Richtig: Bier wird mit Wasser gebraut. Bier ist eine der vier zugelassenen Komponenten bei der Bierherstellung.
Falsch: Für die Bierherstellung muss destilliertes Wasser verwendet werden. Das ist nicht vorgeschrieben. Quellwasser wird gerne verwendet, jedoch ist nicht für jede Biersorte möglichst weiches Wasser immer das beste. Verschiedene Wassereigenschaften führen zu unterschiedlichen Ergebnissen.
Richtig: Bier wird aus Hopfen gebraut. Hopfen wurde in dem Gebot zugelassen und dient auch heute der Bierherstellung.
Falsch: Der Hopfen muss in Deutschland gewachsen sein. Kann, muss aber nicht sein. Eine solche Forderung wurde nicht erhoben. Zu bedenken ist an dieser Stelle, dass Deutschland damals ein Partikularstaat war, der aus vielen kleinen Staaten bestand. So war es wohl eher wahrscheinlich, dass der Brauhopfen aus dem „ Ausland“ kam.
Richtig: Bier wird aus Malz gebraut. Malz ist eine der vier Braukomponenten.
Falsch: Der Malz muss aus Gerste hergestellt werden. Braugerste ist die populärste Malzquelle. Aber auch anderes Getreide, wie Weizen, findet Verwendung.
Richtig: Die Verwendung von Hefe bei der Bierherstellung ist erlaubt. Hefe ist eine der vier gestatteten Komponenten. Die Verwendung wird nicht zwingend vorgeschrieben.
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Erläutere die Bedeutung des Kohlenstoffdioxids im Bier.
Tipps
Bei der Dissoziation der Kohlensäure wird stufenweise jeweils ein Wasserstoff-Ion (Proton) abgespalten.
Eine chemische Reaktion wird durch die Zufuhr eines Reaktionspartners in die andere Richtung verschoben.
Lösung
1. Reaktionen im Wasser
Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasser zu Kohlensäure:
$CO_2$$\;+\;$$H_2O$$\;\longrightarrow\;$$H_2CO_3$
Kohlensäure dissoziiert in zwei Stufen:
$H_2CO_3$$\;\rightleftharpoons\;$$H^\oplus$$\;+\;$${HCO_3}^\ominus$
${HCO_3}^\ominus$$\;\rightleftharpoons\;$$H^\oplus$$\;+\;$${CO_3}^{2\ominus}$
2. Bedeutung für hartes Wasser
Calcium-Ionen reagieren mit Carbonat-Ionen zu schwer löslichem Calciumcarbonat:
$Ca^{2\oplus}$$\;+\;$${CO_3}^{2\ominus}$$\;\rightleftharpoons\;$$CaCO_3$$\downarrow$
Der Anteil der Hydrogencarbonat-Ionen wird durch Kohlenstoffdioxid erhöht:
$CO_2$$\;+\;$$H_2O$$\;+\;$${CO_3}^{2\ominus}$$\;\rightleftharpoons\;$$2\;$${HCO_3}^\ominus$
Die Hydrogencarbonat-Ionen bewirken, dass die Calcium-Ionen und die Magnesium-Ionen in Lösung bleiben.
