Brau-Lexikon

A

Angärphase

Als Angärphase bezeichnet man den Zeitraum vom Anstellen bis zum Ankommen.

Ankommen

Als Ankommen bezeichnet man im Gärverlauf, das Auftreten von ersten Gärerscheinungen. Es bildet sich in der Regel eine dünne feinblasige Schaumschicht, der Extraktgehalt der Würze/Jungbier nimmt langsam ab. Das Abnehmen des Extraktgehalts kann man als Hobbybrauer recht gut mit einem Tilt-Hydrometer messen und verfolgen.

Anschwänzen

Als Anschwänzen bezeichnet man das Auswaschen des Trebers während des Läutervorgangs. Dabei wird durch das Aufbringen von ca. 78°C warmen Wasser versucht, den Restlichen Extrakt aus dem Treber zu waschen. Dieses Vorgehen erhöht die Sudausbeute.

Anstellen

Als Anstellen bezeichnet man im Braujargon den Moment in dem der Brauer der Würze die Hefe zugibt und somit der Gärprozess startet. Rein rechtlich gesehen, handelt sich dann nicht mehr nur um Würze sondern um Bier und dafür fällt nun auch die Biersteuer an.

Ausschlagen

Den Prozess des Trennens von Hopfen/Trub und Würze nennt man Ausschlagen. Das Ergebnis ist die Ausschlagwürze.

B

Brauergips

Bei Braugips handelt es sich um Kalziumsulfat (CaSO4). Er dient in erster Linie dem erhöhen des Sulfatgehalts, was zum einen das herbe trockene Aroma im Bier unterstützt und zum zweiten die Restalkalität des Brauwassers leicht herabsetzt.

Brauwasser

Als Brauwasser wird die gesamte Menge Wasser bezeichnet, die zur Herstellung eines Bieres genutzt wird. Der Hauptguss und alle Nachgüsse zusammen ergeben die Menge des Brauwassers. Das Brauwasser weißt ein bestimmtes Ionenprofil auf, dass entscheidend für den zu brauenden Bierstil sein kann. Das Brauwasser bestimmt maßgeblich den Geschmack des Bieres mit. Ohne die Aufbereitung des Wassers ist es z.B. nicht möglich mit dem sehr harten Münchner Wasser ein Pilsener, wie es in Pilsen gebraut wird, zu brauen. Umgekehrt ist es ohne Aufbereitung mit diesem nicht ohne weiteres möglich ein Dortmunder Export oder ein Wiener Lager zu brauen. Um solche Biere auch in anderen Regionen brauen zu können, bedienen sich große Brauereien der Möglichkeit, mit Hilfe von Umkehrosmose, dass lokal zur Verfügung stehende Wasser zu entsalzen und im Anschluss das Wasser nach dem geforderten Ionenprofil wieder aufzusalzen.

D

Dimethylsulfid (DMS)

DMS erzeugt einen gemüseartigen Geschmack im Bier, wenn die Menge den Schwellwert von etwa 100µg/L übersteigt. Während des Würzekochens entsteht aus SMM (S‑Methylmethionin) DMS. Das ist auch nicht weiter störend, denn das DMS wird beim Kochen über den Wasserdampf ausgetrieben. Bei Kochende jedoch, wird noch bis etwa 80°C DMS nachgebildet, da in der Regel über die Kochzeit das SMM nicht vollständig abgebaut wird. Dieses DMS wird jedoch nicht mehr ausreichend ausgetrieben und kann unter Umständen zum überschreiten des Schwellwerts führen.

E

Extrakt/Extraktgehalt

Als Extrakt bezeichnet man die Summe alle in der Würze gelösten Stoffe, die die Dichte der Würze vom Wasser unterscheiden. Den Mamutanteil machen dabei verschiedene Zucker aus. Der Extraktgehalt der Würze wird in Gewichtsprozent bestimmt. Es ist also das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Extrakts zum Gesamtgewicht der Würze. Es handelt sich somit um ein Verhältnis. Dieses Verhältnis wird entweder in Gewichtsprozent (nur die Stammwürze darf in °P angegeben werden) oder als Specific Gravity (SG) angegeben. Da der Anteil der gelösten Stoffe die Dichte der Würze beeinflusst, wird das Gewichtsverhältnis in der Regel über eine Dichtemessung mit Hilfe einer Spindel bestimmt.

Enzyme

Aus biologischer Sicht dienen Enzyme als Katalysator um bestimmte biochemische Reaktionen zu beschleunigen. Die für den Brauprozess wichtigen Enzyme sind Proteine und werden über das Malz in die Maische eingebracht. Es gibt eine Vielzahl an Enzymen, die am Brauprozess beteiligt sind und jedes dieser Enzyme kann eine ganz bestimmte Reaktion katalysieren. Das Enzym verändert dabei einen Ausgangsstoff, wird aber selbst nicht verändert oder verbraucht und kann die selbe Reaktion immer und immer wieder kathalysieren. Die beiden wichtigsten Enzyme im Brauprozess sind die Alpha- und die Beta-Amylase. Die Endung ase deutet immer darauf hin, dass eine organische Verbindung kathalysiert wird. Damit Enzyme optimal arbeiten können, stellen sie bestimmte Anforderungen an die Temperatur und den PH-Wert. Alle am Brauprozess beteiligten Enzyme sind Proteinbasierend und denaturieren(sterben) beim überschreiten bestimmter Temperaturen.

Die Beta-Amylase spaltet vom Ende der Stärkeketten oder anderer Oligosaccharide bevorzugt Maltose ab. Maltose dient bei der späteren Gärung der Hefe als Hauptnahrungsmittel und wird von ihr zu Ethanol und Kohlendioxid abgebaut. Dieser Spaltungsprozess läuft so lange bis nur noch Maltose paare in Maische vorliegen. Bei Polysaccariden mit ungerader Anzahl an Glucoseeinheiten bleibt am Ende auch Maltotriose übrig. Die Beta-Amylase arbeitet optimal zwischen 62°C und 64°C und einem PH-Wert zwischen 5,4 und 5,6 . Steigt die Temperatur über 70°C stirbt sie ab.

Die Alpha-Amylase zerlegt die langen Stärkeketten in kürzere Oligosaccharide in dem sie diese an beliebigen Bindungen aufspaltet. Die langkettigen Oligosaccharide können von Hefen nicht verstoffwechselt werden und dienen in erster Linie dem Anheben der Vollmundigkeit. Die Alpha-Amylase arbeitet im Temperaturbereich von 68°C bis 76°C und einem PH-Wert zwischen 5,6 und 5,8 optimal. Steigt die Temperatur über 80°C stirbt die Aplha-Amylase ab. Wird jedoch eine extrem lange Rast beim Läutern eingelegt, dann kann kann es passieren, dass die noch aktive Alpha-Amylase nach dem Abbau der gesammten Stärke die verbleibenden Oligosaccharide immer weiter reduziert und sich somit die Konzentration von Maltose und Glucose wieder weiter erhöht und die Vollmundikeit wieder abnimmt.

G

Gärbehälter

Als Gärbehälter wird das Gefäß bezeichnet, in dem die Hauptgärung und eventuell auch die Nachgärung und Lagerung stattfindet. Dieser Behälter muss einen Spund besitzen, damit das bei der Gärung entstehende CO2 entweichen kann.

Gärung

Die Gärung ist wie die Zellatmung ein Energiestoffwechselprozess der Hefezellen. Die Gärung findet jedoch unter Ausschluss von Sauerstoff (anaerob) statt. Dabei wird im ersten Teil des Glucosestoffwechsels, der Glykolyse, Glucose in mehreren Schritten in Pyruvat abgebaut. Dabei entsteht Adenointriphosphat (ATP). Während dieses Prozesses entstehen aus 1 MOL Glucose ca. 2 Mol ATP ~ (218 KJ). Im zweiten Teil des Glucosestoffwechsels wird das Pyruvat über Acetaldehyd zu Ethanol und Kohlendioxid abgebaut.

{C_6H_{12}O_6 \to 2C_2H_5OH + 2CO_2}\space\space\space\Delta E=218KJ

Da die Energieausbeute pro Mol Glucose nur etwa 1/10 jener der Zellatmung entspricht, ziehen Hefen die Zellatmung der Gärung grundsätzlich vor. Beim Bierbrauen wird die Gärung in die Haupt– und die Nachgärung unterteilt.

Grünschlauchen

Als Grünschlauchen bezeichnet man das Abfüllen von Jungbier mit Restextrakt. Dieser wird in der Nachgärung zur Karbonisierung des Bieres genutzt. Im Hobbybereich wird dieses Verfahren sehr selten angewendet, da man zu einem genau definierten Zeitpunkt in Flaschen abfüllen muss um die richtige Karbonisierung zu erhalten. Des weiteren besteht die Gefahr, dass durch Fehler beim ermitteln des Restextrakts, das Jungbier mit einem zu hohen Restextrakt abgefüllt wird. Das kann im extrem Fall einem so hohen Druck in der Flasche führen, dass diese platzt und zu Verletzungen führen kann.

H

Hauptgärung

Als Hauptgärung bezeichnet man den den Vorgang vom Anstellen, bis entweder der komplette Extrakt aus der Würze vergoren und das Jungbier zur Nachgärung abgefüllt wird, oder der Extraktgehalt einen Wert erreicht hat, an dem der Spund am Gärgefäß geschlossen und der restliche Extrakt zum Karbonisieren des Bieres in der anschließenden Nachgärung verwendet wird. Das Jungbier kann nach der Hauptgärung auch grün geschlaucht werden. Man teilt die Hauptgärung in fünf Phasen ein. Die Gärung beginnt mit dem Ankommen und geht danach in die Niederkräusen über. Die Schaumdecke wächst während der Niederkräusen erst am Rand und im Verlauf auch in der Mitte des Gärbehälters weiter stark an. Es folgt die Phase der Hauptkräusen, die die intensivste Phase der Gärung darstellt und in der der meiste Extrakt abgebaut wird. Nachdem der meiste Extrakt abgebaut wurde und die CO2-Produktion nachlässt, geht die Gärung in die Phase der Fallenden Kräusen über. Die Kräusen färben sich durch Hefe und Hopfenreste meist bräunlich oder gelblich. Die letzte Phase der Gärung ist die Deckenbildung. Der Schaum fällt immer weiter in sich zusammen und färbt sich weiter ein. Der Extraktgehalt erreicht während der Deckenbildung den Wert zum Grünschlauchen. Man nennt die Decke deshalb auch die Schlaucherdecke.

Hauptguss

Als Hauptguss wird die Menge des Brauwassers bezeichnet mit der eingemaischt wird.

Hefe

Die Hefe ist im Allgemeinen ein Mikroorganismus, der zur Gattung der Schlauchpilze gehört. Bierhefen im speziellen sind Zuckerhefen (Saccharomyces) und besitzen die Eigenschaft bei ausreichender Sauerstoffversorgung die zum Leben benötigte Energie über die Zellatmung, der vollständigen Oxidation von Zucker in Kohlendioxid und Wasser, zu erzeugen. Herrscht hingegen Sauerstoffmangel vor, dann gewinnt die Hefe die zum Leben benötigte Energie durch die alkoholische Gärung. Die meisten Bierhefen können Einfach- (Glucose, Fructose, Galactose) und Zweifachzucker(Maltose, Saccharose) verstoffwechseln. Es gibt aber auch einige untergärige Hefestämme, die auch Dreifachzucker (Raffinose, Maltotriose) vergären können. Die Lactose (Milchzucker) ist zwar ein Zweifachzucker, kann allerdings von Bierhefen nicht genutzt werden. Hefen vermehren sich in der Regel durch Sprossung, also der einfachen Verdopplung oder dem Klonen der eigenen DNA. Sie besitzen allerdings auch die Möglichkeit sich mit anderen Hefezellen zu paaren und so neue DNA-Kombinationen zu erzeugen und sich so durch Evolution auch an neue Umgebungsbedingungen anzupassen.

Hefestarter

Bei der Herstellung eines Hefestarters wird durch die Verwendung einer Nährlösung und das Zusetzen von Hefe, der Gärprozess bereits vor dem eigentlichen Anstellen gestartet. Es ist zum einen das Ziel, die Zahl der vitalen Hefezellen zu steigern und zum anderen die Hefekultur an den Maltosezucker, den Hauptbestandteil der Würze, zu adaptieren. Als Nährlösung ist im besten Fall, Würze eines vergangenen Suds geeignet. Häufig wird jedoch auch eine Lösung aus Trockenmalzextrakt, Wasser und Hefenährsalzen benutzt um eine Nährlösung herzustellen. Ob und in welchem Umfang ein Starter hergestellt werden muss, hängt letztendlich unter anderem von der zur Verfügung stehenden Hefemenge, dem Hefestamm, und von dem Volumen der Ausschlagwürze und dem Extraktgehalt der Würze ab.

Honig

Bei Honig handelt es sich um eine hochkonzentrierte Zuckerlösung , der durch die Honigbiene über den Necktar von Blüten, dem Sekret von lebenden Pflanzenteilen bzw. lebender pflanzensaugender Insekten aufgenommen, mit eigenen Stoffen .z.B. Enzymen angereichert, entwässert und in Waben eingelagert wird. Honig besteht hauptsächlich aus Monosacchariden wie Fuctose und Glucose und ist je nach Wassergehalt zu 80%-95% vergärbar. Honig enthält noch viele weiter Substanzen aber auch wilde Hefen, Enzyme und andere Mikroorganismen. Bei nicht sachgerechter Anwendung des Honigs im Brauprozess kann das Bier durchaus schaden nehmen.

Hopfen

Der Hopfen liefert in erster Linie die Bitterstoffe für das Bier. Die Bitterharze sind in den Dolden (Blüten) und dort vor allem im Lupulin enthalten. Es werden Weich- und Hartharze unterschieden. Die Alpha- und Betasäuren sind in den Weichharzen enthalten. Die Alphasäure trägt den Hauptteil der Bitterstoffe bei. Sie ist nicht wasserlöslich und wird erst beim Kochen in ISO-Alphasäure umgebaut(isometriert). Diese ISO-Alphasäure löst sich beim Kochen in der Würze. Wie viel ISO-Alphasäure gebildet wird, hängt hauptsächlich von der Kochdauer der Würze ab. Über die Zeit der Lagerung verändert sich die Bittere im Bier, da die ISO-Alphasäure nicht lange Lagerstabiel ist. Die Abbauprodukte sind zwar auch bitter, ändern aber das Bitteraroma des Bieres. Die Betasäuren spielen nur eine sehr kleine Rolle bei der Bitterstoffausnutzung, da die Bitterkraft nur 1/9 denen der Alphasäuren entspricht. Hopfen enthält darüber hinaus eine große Menge an verschiedenen aromatischen Hopfenölen(Weichharze), sehr gesunden Polyphenolen, Lipiden und Proteinen.

Hopfenkochen

Beim Hopfenkochen handelt es sich um einen Teil des Brauprozesses. Während des Kochens wird der Hopfen in verschiedenen Hopfengaben zur kochenden Würze hinzugegeben. Dieser Prozessschritt dient Hauptsächlich dem Bittern der Würze durch das Lösen und Umbauen von der Alphasäure des Hopfens in lösliche ISO-Alphasäure. Durch das Kochen wird die Würze darüber hinaus steril und nahezu keimfrei.

Hopfenstopfen

Beim Hopfenstopfen, oder auch Dry-Hopping genannt, wird am Ende der Hauptgärung nochmals Hopfen in den Gärbehälter gegeben um eine angenehme Hopfenblume im Bier zu erzeugen. Darüber hinaus lösen sich während des Stopfens gesunde, sonst leicht flüchtige, Hopfenöle aus dem Hopfen und gehen ins Bier über. Dieser Vorgang wird durch die Anwesenheit von Alkohol zusätzlich unterstützt. Da die Gärung so gut wie abgeschlossen ist, wird auch nur ein geringer Teil dieser Öle über das entstehende CO2 ausgetrieben. Diese Hopfenöle (Polyphenole) werden zwar auch während des Hopfenkochens gelöst, aber durch den Wasserdampf fast vollständig wieder ausgetrieben. Im Hobbybereich kann man den Hopfen entweder unter Verwendung von Hopfensäckchen oder direkt lose in das Jungbier geben. Für welche Form man sich entscheidet hängt vom Bierstiel und dem zu investierenden Arbeitsaufwand beim Abfüllen ab. Damit das Infektionsrisiko gering gehalten wird, wird der Hopfen in Säcke gefüllt und mit heißem Wasserdampf desinfiziert. Dazu nimmt man einen Druckkochtopf setzt das meist im Zubehör enthaltene Sieb verkehrt herum in den Topf ein und füllt den Boden mit kochendem Wasser. Der Wasserspiegel sollte sich ungefähr auf halber Höhe des Siebs befinden, so dass die Säcke nicht mit dem Wasser in Berührung kommen. Man legt die Säcke auf das Sieb und schließt den Deckel (aber nicht druckdicht). Im Anschluss erhitzt man das Wasser im Topf, dies beginnt zu verdampfen und desinfiziert dabei die Säcke mit dem Hopfen. Nach ca. 1 Minute ist der Vorgang beendet und die Säcke kommen zum Abkühlen auf einen Teller.

Hydroxymethylfurfural (HMF)

Hydroxymethylfurfural entsteht bei der thermischen Zersetzung von Zuckern und Kohlenhydraten. Das National Institute of Environmental Health Sciences gibt an, dass ein hohes Risiko besteht, dass dieser Stoff karzinogen sein könnte. In naturbelassenen und frisch geschleuderten Honig kommen nur geringe Mengen HMF vor (ca. 9,1 mg/Kg). Wird Honig jedoch erhitzt, dann steigt dieser Wert schnell an.

I

Infusionsverfahren

Dieses Verfahren, auch Kesselmaischverfahren genannt, ist dadurch charakterisiert, dass das Gefäß in dem gemaischt wird beheizbar ist und die Rasten durch das stufenweise beheizen der Maische angefahren und gehalten werden. Das Infusionsverfahren ist das am weitesten verbreitetste Brauverfahren. Dieses Brauverfahren lässt sich auch am einfachsten automatisieren. Dadurch, dass die Maische nicht gekocht wird, werden die Spelzen nicht so stark ausgelaugt. Das Aroma ist weniger kernig. Durch die Verwendung von Karamellmalzen kann das Infussionsverfahren die fehlende Aromatiefe zum Teil ausgleichen.

J

Jodprobe

Diese gibt Gewissheit darüber, ob die Stärke in der Würze vollständig in Zucker umgewandelt wurde. Dazu entnimmt man einen Esslöffel Würze und gibt sie auf einen weißen Teller. Dann gibt man 2-3 tropfen Brauerjod hinzu. Färbt sich das gemisch blau, dann ist noch Stärke in der Würze und die Läuterrast muss verlängert werden. Tut man dies nicht, erzeugt man einen sogenannten Blausud. Dieser wird im fertigen Bier noch unverzuckerte Stärke enthalten, was je nach Menge, zum einen ein höheres Infektionsrisiko und zum zweiten eine sog. Kleistertrübung und eventuell einen geringeren Endvergärungsgrad zur Folge habe kann. Färbt sich das Gemisch gelb, dann weiß man, dass die Stärke komplett in kurzkettige Zucker umgewandelt wurde.

Jungbier

Als Jungbier bezeichnet der Brauer das nicht karbonisierte Bier ab dem Zeitpunkt des Anstellens bis zum Begin der Karbonisierung. Häufig wird auch nur das Bier nach abgeschlossener Hauptgärung als Jungbier bezeichnet. Jungbier enthält je nach Gärtemperatur mehr oder weniger gelöstes CO2.

K

Kalziumchlorid (CaCl2)

Kalziumchlorid ist ein Salz und bringt ins Brauwasser zusätzliche Kalziumionen und zusätzlich Chloridionen ein. Die Kalziumionen werden zum weiteren absenken der Restalkalität benötigt, während zusätzlichen Chlorid die Vollmundigkeit des Bieres unterstützt.

Karbonisierung

Die Karbonisierung ist der Prozess bei dem Kohlendioxid (CO2) unter Druck mit Wasser (H2O) zu Kohlensäure(H2CO3) reagiert. Die Karbonisierung gibt an wie viel CO2 (g/l) in Form von Kohlensäure im Bier gelöst ist. Bei der Bierherstellung entsteht das CO2 durch die Vergärung von Zuckern.

Karbonisierung mit Zucker

Wird mit Zucker karbonisiert, stellt man über die Tabelle im ersten Schritt fest, wie viel CO2 bereits im Jungbier gebunden ist. Nun wird die Differenz zwischen diesem Wert und dem Wert der gewünschten Karbonisierung errechnet. Das Ergebnis ist die Menge Zucker, die pro Liter für die Karbonisierung genutzt werden muss. Bei der Verwendung von Traubenzucker muss ca. 9% mehr Traubenzucker eingesetzt werden, da Glucose als Monohydrat vorliegt und ca. 9% unvergärbares Wasser enthält.

{m}_{Zucker}{[g/l]} = {m}_{gewünscht}{[g/l]}-{m}_{Jungbier}{[g/l]}
{m}_{Glucose}{[g/l]} = 1,09*{m}_{Zucker}{[g/l]}

Karbonisierung mit Speise

Im ersten Schritt muss aus dem scheinbaren und messbaren Restextrakt der tatsächliche Restextrakt berechnet werden. Das ist nötig, da der entstandene Alkohol die Dichtemessung verfälscht. Die Konzentration des Restextrakts berechnet sich aus der Summe eines ermittelten Verhältnisses der Stammwürze und des scheinbaren Restextrakts.

{Re}_{tat}[\%] = 0,1808*{E}_{Stamw.}[\%]+0,8192*{Re}_{schein}[\%]

Bei der Gärung wird die Differenz aus Stammwürze und dem tatsächlichen Restextrakt vergoren. Pro 100g entspricht die Differenz in Prozent der in Gramm, da die Angaben in Prozent vorliegen. Teilt man nun die nötige Menge Zucker durch diese Differenz erhält man die benötigte Menge Speise in Gramm.

{Re}_{pro(g)} = {\frac {Re_{tat}[\%]} {100}}
{m}_{Speise}[g] = \frac {{m}_{Zucker}[g]} {{Re}_{pro(g)}}

Um nun noch das Volumen der benötigten Speise in ml zu berechnen, brauchen wir noch die Dichte der Anstellwürze. Diese entspricht der Dichte der Speise. Die Speise wurde wurde vor dem Anstellen der Anstellwürze abgezweigt. Die Näherungsformel zur Ermittlung der Dichte lautet.

{\rho}[g/ml] = {\frac {261,1} {261,53 – {E}_{Stamw.}}}

Somit ergibt sich das Volumen der Speise mit

{V}_{Speise}[ml] = {\frac {{m}_{Speise}[g]} {{\rho}_{Speise}[g/ml]}}

Nun weiß man wie viel ml Speise benötigt wird um einen Liter Jungbier zu karbonisieren. Möchte man die Speise, um eine gleichmäßige Karbonisierung zu erreichen, in Flaschen vorlegen, stellt man fest, dass in eine 1-Literflasche nur ein Liter Jungbier, ohne die berechnete Speisemenge passt. Folgende Formel löst das Problem elegant auf.

{V}_{Speise} = {\frac {{V}_{SpeiseAuf1Liter}*V_{Flasche}} {1000+{V}_{SpeiseAuf1Liter}}}

Kühlwasser

Setzt man zur Temperatursteuerung während der Gärung ein Kühlagregat ein, dann muss dieses mit einem Kühlmittel gefüllt werden. Hobbybrauer setzen in der Regel auf Leitungswasser. Im professionellen und semiprofessionellen Bereich wird häufig Glykol als Kältemittel eingesetzt. Ist das Leitungswasser zu hart, sollte es enthärtet werden um Kalkablagerungen im Kühlsystem zu vermeiden. Alternativ kann man auch destilliertes Wasser einsetzen. Setzt man Wasser als Kältemittel ein, dann muss es konserviert werden, da sich sonst Algen und andere Bakterien im Kühlsystem ansiedeln und vermehren können. Die einfachste Art der Konservierung ist das Hinzufügen von Silberionen. Hierfür gibt es im Handel leicht zu dosierende Tabletten für verschiedene Wassermengen. Auch gerne benutzt wird Chlordioxid ClO2. Chlordioxid ist jedoch um einiges aufwendiger in der Handhabung (Aufbewahrung, Schutzbekleidung, Haltbarkeit, Entsorgung, Umweltbelastung usw.).

L

Läutern

Das Läutern stellt einen Schritt in der Prozesskette des Brauprozesses dar. Beim Läutern werden die festen und die flüssigen Bestandteile der Maische voneinander getrennt. Dabei entsteht aus der Maische die Würze (flüssig) und der Treber (fest).

M

Maillard-Reaktion

Ist eine vom französischen Chemiker Louis Maillard entdeckte nicht enzymatische Bräunungsreaktion. Während der Maillard-Reaktion entstehen aus reduzierten Zuckern und Aminosäuren farbige und aromaaktive Melanoidine. Diese Stoffe lassen die Würze dunkler erscheinen. Die Maillard-Reaktion hat dabei nichts mit der Karamellisierung von Zucker zu tun.

Maische

Als Maische bezeichnet man das mit Wasser verrührte Malz. In der Maische löst sich die Stärke des Malzes und diese wird durch die verschiedenen Enzyme des Malzes während des Maischeprozesse in verschiedene Zucker abgebaut. Diesen Prozess nennt man Maischen. Das Zugeben des Malzes zum Brauwasser und das Einweichen zu Beginn des Brauprozesses nennt man Einmaischen.

Maischen

Das Maischen stellt einen Schritt in der Prozesskette des Brauprozesses dar. Der Maischeprozess beginnt mit dem Einmaischen und endet mit dem Läutern. Beim Einmaischen wird das geschrotete Malz mit dem Brauwasser bei einer festgelegten Temperatur (Einmaischtemperatur) initial miteinander verrührt. Ziel des Prozesses ist es, möglichst viel Stärke aus dem Malz zu lösen und über die auch im Malz gelösten Enzyme in verschiedene Zucker abzubauen. Damit die verschiedenen Enzyme optimal arbeiten, werden bei bestimmten Termperaturen für bestimmte Zeiten sogenannte Rasten eingelegt. Beliebte Rasttemperaturen sind:

  • 55°C – Eiweißrast (Abbau von Proteinen zu freiem Aminostickstoff als Hefenährstoff )
  • 63°C – Maltoserast (Über die Beta-Amylase wird vorrangig aus Stärke Maltose als vergärbarer Zucker gebildet)
  • 74°C – Verzuckerungsrast (Über die Alpha-Amylase werden aus Stärke langkettige nicht vergärbare Zucker gebildet)
  • 78°C – Verzuckerungsrast (Für eine höhere Sudausbeute wird die Temeratur erhöht um noch zusätzliche Stärke aus dem Malz zu lösen. Grenztemperatur der Alpha-Amylase)

Maischepaddel

Das Maischepaddel ist ein Werkzeug des Brauers, mit dem er die Maische rührt und in Bewegung hält. Sie werden häufig aus massiven Buchenholz gefertigt. Im Gegensatz zu einem großen Löffel besitzt es im unteren Bereich keine Mulde, sonder ist plan und hat große Löcher um die Maische beim Rühren besser in Bewegung halten zu können.

Malz

Malz wird aus Getreide hergestellt. Man kann aus sehr vielen unterschiedlichen Getreidesorten Malz herstellt. Dieser Vorgang nennt sich Mälzen. Das Mälzen ist ein Prozess der vor dem Brauprozess stattfindet und von einem Mälzer durchgeführt wird. Das am häufigsten vermälzte Getreide ist die Gerste. Beim Mälzen wird das Korn zum Keimen gebracht und kurz bevor der Keimling durch das Korn bricht, die Keimung durch das Darren des Malzes abgebrochen. Während der Keimung werden im Korn die für den Maischeprozess wichtigen Enzyme, allen voran die Beta- und die Alphaamylase gebildet. Diese bauen die Stärke im Maischeprozess in vergärbare Zucker ab.

N

Nachgärung

In der Nachgärung wird unter Druck weiterer Extrakt vergoren. Sie dient in erster Linie der Karbonisierung des Bieres. Der benötigte Extrakt kann noch von der Hauptgärung im Jungbier vorhanden sein, oder durch die Zugabe von Speise oder Zucker in das Jungbier eingebracht werden. Die Nachgärung kann in Druckgärtanks und Fässern unter Verwendung eines Spundapperats oder in geschlossenen Flaschen erfolgen. Bei der Verwendung von Flaschen sollte die benötigte Extraktmenge ausgerechnet und in die Flaschen vorgelegt werden. Dieses Vorgehen garantiert eine gleichmäßige Verteilung des Extrakts. Es sollte mindestens eine Flasche mit einem Flaschen-Manometer ausgestattet werden, um Druckaufbau und den Druckverlauf während der Nachgärung zu kontrollieren.

Nachguss

Als Nachguss bezeichnet der Brauer in der Regel das auf 78°C erwärmte Brauwasser, dass zum Anschwänzen benutzt wird. Je nach Brauanlage und Prozess können auch mehrere Nachgüsse über den Brauprozess gegeben z.B. zum verdünnen der Würze gegeben werden.

O

Obergärige Hefe

Hefestämme werden grundsätzlich in zwei Typen unterschieden. In untergärige und in obergärige Hefestämme. Die obergärige Hefe unterscheidet sich von der Untergärigen zum einen dadurch, dass sie Sprossverbände bildet. Nach der Sprossung bleiben die Zellen z.T. weiterhin verbunden. Durch das sich, während der Gärung, bildende CO2 werden die Sprossverbände vermehrt an die Oberfläche getrieben. Obergärige Hefen vergären je nach Hefestamm zwischen 12°C und 26°C. In der Anfangsphase der Gärung, ist die Vermehrungsrate viel größer als bei untergärigen Hefen, da obergärige Hefen den Atmungsstoffwechsel bevorzugen und erst bei zunehmender Sauerstoffknappheit vollständig auf Gärungsstoffwechsel umschalten. Diese Hefe kommen schneller an und die Gärung ist meist viel schneller als bei untergärigen Hefen. Durch die höheren Gärtemperaturen werden vermehrt Ester und höherwertige Alkohole gebildet, die dem Bier fruchtige Aromen verleihen.

R

Refraktometer

Mit Hilfe eines Refraktometers wird der Brechungsindex einer Lösung ermittelt. Der Brechungsindex einer Lösung ändert sich mit dem Extraktgehalt und somit der Dichte. Der gemessene Wert wird in Brix angegeben. Bei der Messung werden ein paar Tropfen der Probe auf das Prisma des Geräts getropft. Der große Vorteil des Geräts ist gleichzeitig auch sein größter Nachteil. Ist die Flüssigkeit zu heiß, dann verdampft bis zur Messung aus dem Tropfen zu viel Wasser und man misst einen falschen Wert. Um genaue Messwerte zu erhalten, muss dringend auf die Art und Weise der Probenentnahme geachtet werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Messwerte bei einsetzender Gärung stets korrigiert werden müssen, da der entstehende Alkohol die Messung stark verfälscht.

Restalkalität

Die Restalkalität beschreibt den Einfluss der gelösten Ionen auf die Verschiebung des PH-Wertes des Wassers. Man bezeichnet den Wert auch als Pufferwirkung des Wassers gegenüber Säuren. Auch dieser Wert wird wie die Wasserhärte in °dH gemessen. Häufig wird die Restalkalität auch als Puffervermögen des Wassers gegenüber Salzsäure dargestellt. Diesen Wert nennt man dann Säurekapazität bis pH 4,3 (KS 4,3). Dabei wird gemessen, wie viel Salzsäure (HCL) in mmol/l nötig ist um den PH-Wert auf 4,3 abzusenken. Bei einem Wert von 0°dH gleicht sich die säurefördernde Wirkung z.B. durch Wasserstoffionen H+ und säurevernichtende Wirkung z.B von HCO3-

{H^+ + HCO_3^-\to H_2O + CO_2}

Ionen aus. Entionisiertes oder destilliertes Wasser enthalten keine Ionen, deshalb liegt deren PH-Wert bei 7,0 PH. Um so mehr HCO3- im Wasser enthalten sind, also um so höher die Karbonathärte ist, um so höher ist die Restalkalität. Die Kalzium und Magnesiumionen reagieren mit Phosphaten und setzen dabei H+ Ionen frei. Paul Kolbach konnte nachweisen, dass 1,75 Kalziumionen oder 3,5 Magnesiumionen benötigt werden um ein Wasserstoffion freizusetzen. Somit errechnet sich die Restalkalität wie folgt.

{R_a[°dh] = K_h[°dH] – \frac {[Ca_h[°dH]} {3,5} – \frac {Mg_h[°dH]} 7}

Eine Kalziumkonzentration von 1 mg/l entsprechen dabei 0,14°dH und eine Magnesiumkonzentration von 1 mg/l entsprechen dabei 0,23°dH.

Ist die Restalkalität des Wassers zu hoch, dann wird durch Zugabe des Malzes beim Maischen nicht der optimale Arbeitsbereich von 5,2Ph bis 5,6Ph erreicht, da durch die zu hohe Pufferwirkung des Wassers die, durch das Malz, eingebrachten Wasserstoffionen abgefangen werden und diese nicht zum absenken des PH-Werts beitragen können. Weitere Probleme sind

  • zu starke Lösung von Gerbstoffen aus dem Malz
  • zu starke Ausnutzung der Hopfenbitterstoffe
  • zu hoher PH-Wert hemmt das Hefewachstum
  • verminderte Eiweißkoagulation
  • führt zu dunkleren Würzen/Bieren

Es hängt allerdings stark vom Bierstil ab, welche Restalkalität tolerierbar ist. Dunkle, schwere und wenig gehopfte Biere, können auch mit einer hohen Restalkalität bis 12°dH noch gebraut werden. Hier werden mehr Wasserstoffionen durch das Malz beim Maischen eingebracht. Durch geringe Hopfengaben, ist der Einfluss auf die Hopfenbittere auch geringer. Während für Pilsener oder hopfige Ales eine Restalkalität von 0°dh anzustreben ist.

Restextrakt

Als Restextrakt bezeichnet man die Menge Extrakt die von der Hefe während der Gärung nicht vergoren wird und im Jungbier zurückbleibt. Er wird vorallem durch nicht vergärbare höherwertige Zucker gebildet. Der Restextrakt wird unterschieden in

Schneinbarer Restextrakt

Der Scheinbare Restextrakt, ist der Extraktgehalt der mit Hilfe einer Dichtemessung z.B. mit einer Spindel direkt gemessen wird.

Tatsächlicher restextrakt

Der durch die Gärung entstehende Alkohol verfälscht die Dichtemessung, da er eine andere Dichte als Wasser besitzt und die Spindel auf eine rein wässrige Lösung geeicht wurde. Der tatsächlichen Restextrakt kann jedoch aus dem scheinbaren Restextrakt über eine Korrekturformel berechnet werden.

{Re}_{tat}[\%] = 0,1808*{E}_{Stamw.}[\%]+0,8192*{Re}_{schein}[\%]

S

Schnellvergärprobe

Die Schnellvergärprobe wird genutzt, um vor dem Ende der eigentlichen Hauptgärung den zu erwartenden Restextrakt ermitteln zu können. Dafür wird ein kleiner Teil der Würze unter Bedingungen vergoren, die der Hefe optimale Bedingungen bieten. In der Regel werden 250ml bis 500ml Würze mit einer sehr hohen Zahl Hefezellen(2 g -5 g Trockenhefe oder 5 ml – 10 ml Flüssighefe) angestellt. Dazu wird die Würze bei ca. 25°C vergoren. Im besten Fall wird ein Magnetrührwerk genutzt um eine optimale Verteilung der Hefe während der Gärung zu gewährleisten. Die Abweichung des Restextrakts zwischen der Schnellgärprobe und der eigentlichen Gärung beträgt dabei nicht mehr als 3%.

Specific Gravity (SG)

Als Specific Gravity wird das Gewichtsverhältnis einer wässrigen Lösung zur Gleichen Menge Wasser ohne gelöste Stoffe bezeichnet. Das am häufigsten genutzte Gewichtsverhältnis ist das SL 20°C/20°C, dass das Gewichtsverhältnis bei 20°C angibt. Die Angabe in SG ist im englischsprachigen Raum gebräuchlich, während im deutschsprachigen Raum die Konzentration einer Zuckerlösung in GG% oder %mas für Massenprozent angegeben wird.

Speise

Als Speise bezeichnet man einen Teil der Würze, der nach dem Hopfenkochen und dem Whirlpool nicht mit in den Gärtank gegeben wird. Die Speise wird in ein oder in mehrere separate Gefäße abgefüllt und bis zur Nachgärung kalt gelagert. Die Speise wird dem Jungbier zur Nachgärung zugegeben um das Bier zu karbonisieren und damit Kohlensäure im Bier zu bilden.

Spindel

Eine Spindel dient dem bestimmen des Extraktgehalts der Würze. Spindeln sind mit Hilfe von destilliertem Wasser bei einer bestimmten Temperatur auf 0% geeicht. Wird der Extraktgehalt erhöht, dann verdrängt sie durch die höhere Dichte weniger Flüssigkeit und erhält einen höheren Auftrieb. Das führt letztendlich dazu, dass sie weiter oben schwimmt und einen höheren Extraktgehalt anzeigt. Es gibt drei Arten von Spindeln die auf verschiedene Temperaturen geeicht sind.

  • Sudhausspindel auf 20°C geeicht
  • Läuterspindel auf 70°C geeicht
  • Kellerspindel auf 5°C geeicht

Stammwürze

Als Stammwürze wird der Extraktgehalt der Anstellwürze bei 20°C bezeichnet. Dieser wird im deutschen Sprachraum in °P angegeben.

Sud

Als Sud bezeichnet der Brauer den gesamten Brauprozess vom Einmaischen bis zum fertigen Bier.

Sudausbeute

Die Sudausbeute ist das Verhältnis zwischen Extrakt in der Würze und eingesetzter Malzmenge. Dieser Faktor dient in der Praxis zum einen dazu die Effizienz des Sudhauses zu bestimmen und zum anderen dafür Rezepte auf verschiedene Brauanlagen umzurechnen.

T

Treber

Als Treber bezeichnet man die festen Bestandteile der Maische, die nach dem Läutern übrig bleiben. Der Treber ist das ausgewaschene Malz. Wer selber Brot bäckt, kann einen Teil des Trebers auch zum Brotbacken nutzen, dass bringt zum einen zusätzliche Ballaststoffe ins Brot, aber auch eine gewisse Süße. Hauptsächlich wird der Treber als Futtermittel weiterverwendet.

U

Untergärige Hefe

Hefestämme werden grundsätzlich in zwei Typen unterschieden. In untergärige und in obergärige Hefestämme. Die untergärige Hefe unterscheidet sich von der Obergärigen zum einen dadurch, dass sie keine Sprossverbände sondern Einzelzellen bildet und diese sich während der Gärung nur in geringen Mengen, durch das aufsteigende CO2, an der Oberfläche des Bieres sammeln. Untergärige Hefestämme vergären bei niedrigen Temperaturen. Diese können je nach Hefestamm variieren. In der Regel vergären sie zwischen 4°C und 13°C. Sie vergären rein ohne oder mit sehr wenig Gärungsnebenprodukten. Untergärige Stämme können in der Regel auch Rafinose und Maltotriose (Dreifachzucker) vollständig vergären und besitzen nur die eingeschränkte Fähigkeit Sporen zu bilden.

W

Wasserhärte

Die Wasserhärte und die mir ihr zusammenhängende Restalkalität des Wassers ist einer der wichtigsten, wenn nicht sogar der wichtigste Indikator des Brauwassers. Dieser Indikator bestimmt maßgeblich welche Bierstile sich ohne Wasseraufbereitung mit dem Brauwasser brauen lassen. Wenn wir von Wasserhärte sprechen, dann meinen wir eigentlich die Gesamthärte des Wassers. Diese wird im deutschsprachigen Raum in °dh (Grad deutscher Härte) gemessen. Die Kalzium- und Magnesiumverbindungen sind maßgeblich für die Gesamthärte. Andere Härtebildner spielen beim Brauwasser nur eine untergeordnete Rolle. Die Gesamthärte setzt sich wiederum aus der Karbonathärte und der Nicht-Karbonathärte zusammen. Die Karbonathärte wird aus Kalzium- (Ca2+) und Magnesiumionen(Mg2+) gebildet, die an das Hydrogenkarbonation (HCO3-) gebunden sind. Alle anderen Kalzium- und Magnesiumionen, die hauptsächlich an Chloridionen (CL-) oder Sulfationen (SO42-) gebunden sind, werden als Nicht-Karbonathärte bezeichnet. Neben anderen, bestimmen diese beiden Größen auch den PH-Wert des Wassers. Schlussendlich bilden sie die Grundlage zur Berechnung der Restalkalität.

Whirlpool

Beim Whirlpool rührt man mit dem Maischepaddel die Würze kräftig im Kreis, so dass der gesammte Trub in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Dabei sammeln sich alle unlöslichen Bestandteile in der Mitte der Würzpfanne. Anfänglich werden die Partikel durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt. Hört man nun auf zu rühren, drückt es die Partikel durch die Ausgleichsströmung, die durch die Druckdifferenz zwischen Rand und Mitte entsteht nach innen in die Topfmitte. Diese Druckdifferenz entsteht durch die unterschiedlich hohen Wassersäulen, die sich durch die Zentrifugalkraft zwischen Topfmitte und Topfrand bilden (am Rand ist das Wasser höher als in der Mitte).

Würze

Als Würze bezeichnet der Brauer die während des Läutervorgang vom Treber abgetrennte Flüssigkeit. Die Flüssigkeit enthält den gelösten Extrakt. Der Extraktgehalt der Würze wird in °P (Grad Plato) oder in SG (Specific Gravity) angegeben.

Würzebelüftungssystem

Ein Würzebelüftungssystem dient dazu die Würze vor dem Anstellen ausreichen und effizient zu belüften und dabei die Infektionsgefahr mit Wildhefen und Bakterien gering zu Halten. Im Hobbybereich wird häufig eine Pumpe benutzt die Luft durch einen Filter in einen Belüftungsstein drückt. Dabei filtert der Filter alle Dinge aus der Luft, die größer 0,2µm sind. Das reicht aus um die allermeisten Keime herauszufiltern. Der Luftstein erhöht durch seine extrem feinen Poren die Oberfläche der Luft. Das garantiert eine effiziente Belüftung der Würze. Das Belüften von 50L Würze kann bis zu 1h dauern.

Würzbruch

Als Würzbruch bezeichnet man die Bildung einer weißen oder leicht bräunlichen Schaumschicht, dessen Bildung kurz vor erreichen der Kochtemperatur beginnt. Dabei handelt es sich um Protein-Gerbstoffkomplexe, die aus der Würze entfernt werden müssen. Wird der Bruch nicht hinreichend genug ausgeschieden, dann leidet die Stabilität als auch der Geschmack des Bieres. Bleibt zu viel Eiweiß im Bier zurück, kann das zu einem unangenehm bitteren Geschmack und im Späteren Verlauf zur Verklumpung der Hefe und damit zu Gärproblemen führen.

Z

Zellatmung

Als Zellatmung bezeichnet man den aeroben Energiestoffwechsel der Hefezellen. Bei der Zellatmung wird unter Verwendung des Luftsauerstoffs Zucker zu Wasser und Energie oxidiert. Dabei entsteht Adenointriphosphat (ATP). Bei der Zellatmung entstehen aus 1 Mol Glucose ca. 38 Mol
ATP ~ (2822 Kj)

{C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \to 6CO_2+6H_2O}{\space\space\space\space\Delta E=2822KJ}

Zucker

Zucker ist der Oberbegriff aller Kohlenhydrade und Saccharide. Sie dienen den Organismen unserer Erde zum einen als Energieträger, aber auch als Gerüstsubstanz und machen den größten Teil der Biomasse auf der Erde aus. Zucker besteht immer aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) und besitzen als Funktionelle Gruppe immer eine Aldehyd-, Keto– und mindestens zwei Hydroxygruppen. Pflanzen synthetisieren Zucker über die Photosynthese aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O). Es werden Mono-, Oligo und Polysaccharide unterschieden.

Monosaccharide bestehen aus mindestens 3 Kohlenstoffatomen, einer Carbonylgruppe und mindestens einer Hydroxygruppe. Der bekannteste Monosaccaried ist die Glucose (C6H12O6). Je nach Lage und Bindung der funktionalen Gruppen, gibt es verschiedne Glucosearten (L-Clucose, D-Clucose usw.). Monosaccharide sind weniger süß und in Wasser löslich.

Oligosaccharide bestehen aus mehreren (bis zu 10) gleichen oder unterschiedlichen Monosacchariden. Diese können grade oder verzweigte Ketten bilden. Je nach Anzahl der am Aufbau beteiligten Monosaccharide spricht man von Di-(2) und Trisaccharieden(3). Der im Brauprozess wichtigste Oligosaccharid ist der Disaccharid Maltose.

Polysaccharide sind langkettige Zucker, die aus mehr als 10 Monosacchariden bestehen. Die Ketten können gerade oder verwzweigt sein. Sie sind geschmacksneutral und nicht in Wasser löslich. Der im Brauprozess wichtigste Polysaccharid ist die Stärke.