Bierbrauen
Unter Bierbrauen versteht man die Herstellung von Bier durch Einweichen einer Stärkequelle (in der Regel Getreidekörner, vor allem Gerste) in Wasser und die Gärung der daraus resultierenden süßen Flüssigkeit mit Hefe. Dies kann in einer Brauerei durch einen gewerblichen Brauer, zu Hause durch einen Heimbrauer oder in einer Gemeinschaft geschehen. Gebraut wird seit etwa dem 6. Jahrtausend v. Chr., und archäologische Funde deuten darauf hin, dass bereits die aufstrebenden Zivilisationen, darunter das alte Ägypten und Mesopotamien, Bier gebraut haben. Seit dem neunzehnten Jahrhundert ist die Brauereiindustrie Teil der meisten westlichen Volkswirtschaften. ⓘ
Die Grundzutaten für Bier sind Wasser und eine gärfähige Stärkequelle wie gemälzte Gerste. Das meiste Bier wird mit Bierhefe vergoren und mit Hopfen aromatisiert. Zu den weniger verbreiteten Stärkequellen gehören Hirse, Sorghum und Maniok. Manchmal werden auch sekundäre Quellen (Zusatzstoffe) wie Mais, Reis oder Zucker verwendet, um die Kosten zu senken oder um ein bestimmtes Merkmal hinzuzufügen, z. B. Weizen, um die Schaumkrone des Biers zu erhalten. Die gebräuchlichste Stärkequelle ist gemahlenes Getreide oder "Schrot" - der Anteil der Stärke- oder Getreidebestandteile in einem Bierrezept kann als Schrot, Getreideschrot oder einfach als Maischebestandteile bezeichnet werden. ⓘ
Der Brauprozess umfasst die Schritte Mälzen, Schroten, Maischen, Läutern, Kochen, Gären, Konditionieren, Filtrieren und Abfüllen. Es gibt drei Hauptgärungsmethoden: warme, kühle und spontane Gärung. Die Gärung kann in einem offenen oder geschlossenen Gärbehälter stattfinden; eine Nachgärung kann auch im Fass oder in der Flasche erfolgen. Es gibt verschiedene zusätzliche Brauverfahren wie Burtonisation, Double Drop und Yorkshire Square sowie Nachbehandlungen nach der Gärung wie Filtrierung und Fassreifung. ⓘ
Bierbrauen ist ein lebensmitteltechnischer Prozess zur Herstellung von Bier. Er findet normalerweise in einer Brauerei statt und wird von Brauern durchgeführt. ⓘ
Geschichte
Seit etwa dem 6. Jahrtausend v. Chr. wird Bier gebraut, und archäologische Beweise deuten darauf hin, dass bereits in den aufstrebenden Zivilisationen wie dem alten Ägypten und Mesopotamien Bier gebraut wurde. Beschreibungen verschiedener Bierrezepte finden sich in Keilschrift (der ältesten bekannten Schrift) aus dem alten Mesopotamien. In Mesopotamien war das Brauerhandwerk der einzige Beruf, der von weiblichen Gottheiten sozial sanktioniert wurde und göttlichen Schutz genoss, insbesondere von Ninkasi: Ninkasi, die für die Herstellung von Bier zuständig war, Siris, die in metonymischer Weise für Bier verwendet wurde, und Siduri, die für den Biergenuss zuständig war. In vorindustriellen Zeiten und in Entwicklungsländern sind Frauen häufig die Hauptbrauerinnen. ⓘ
Da fast jedes Getreide, das bestimmte Zucker enthält, durch wilde Hefen in der Luft spontan vergoren werden kann, ist es möglich, dass bierähnliche Getränke weltweit unabhängig voneinander entwickelt wurden, kurz nachdem ein Stamm oder eine Kultur Getreide domestiziert hatte. Chemische Untersuchungen alter Tongefäße zeigen, dass Bier bereits vor etwa 7.000 Jahren im heutigen Iran hergestellt wurde. Diese Entdeckung zeigt eine der frühesten bekannten Anwendungen der Gärung und ist der bisher früheste Beweis für das Brauen. In Mesopotamien ist der älteste Beweis für Bier vermutlich eine 6.000 Jahre alte sumerische Tafel, auf der Menschen abgebildet sind, die ein Getränk durch Schilfrohrstrohhalme aus einer Gemeinschaftsschüssel trinken. Ein 3900 Jahre altes sumerisches Gedicht zu Ehren von Ninkasi, der Schutzgöttin des Bierbrauens, enthält das älteste erhaltene Bierrezept, in dem die Herstellung von Bier aus Gerste über Brot beschrieben wird. Die Erfindung von Brot und Bier wird für die Fähigkeit der Menschheit, Technologie zu entwickeln und eine Zivilisation aufzubauen, verantwortlich gemacht. Das bisher älteste chemisch nachgewiesene Gerstenbier wurde in Godin Tepe im zentralen Zagros-Gebirge im Iran entdeckt, wo Fragmente eines mindestens 5.000 Jahre alten Kruges mit Bierstein, einem Nebenprodukt des Brauprozesses, überzogen waren. Bier war im neolithischen Europa möglicherweise schon vor 5.000 Jahren bekannt und wurde hauptsächlich im häuslichen Bereich gebraut. ⓘ
Das vor der industriellen Revolution hergestellte Bier wurde weiterhin im häuslichen Bereich gebraut und verkauft, obwohl ab dem 7. Während der Industriellen Revolution verlagerte sich die Bierherstellung von der handwerklichen auf die industrielle Produktion, und die häusliche Herstellung verlor gegen Ende des 19. Die Entwicklung von Aräometern und Thermometern veränderte das Brauwesen, indem sie dem Brauer mehr Kontrolle über den Prozess und eine bessere Kenntnis der Ergebnisse ermöglichte. Heute ist die Brauindustrie ein globaler Wirtschaftszweig, der sich aus mehreren dominierenden multinationalen Unternehmen und vielen Tausenden kleinerer Hersteller zusammensetzt, die von Brauereigaststätten bis hin zu regionalen Brauereien reichen. Jährlich werden mehr als 133 Milliarden Liter (35 Milliarden Gallonen) verkauft, was im Jahr 2006 zu einem weltweiten Gesamtumsatz von 294,5 Milliarden Dollar (147,7 Milliarden Pfund) führte. ⓘ
Zutaten
Die Grundbestandteile von Bier sind Wasser, eine Stärkequelle, wie z. B. gemälzte Gerste, die vergoren (in Alkohol umgewandelt) werden kann, eine Bierhefe, die die Gärung bewirkt, und ein Aromastoff, wie z. B. Hopfen, der die Süße des Malzes ausgleicht. Es kann eine Mischung von Stärkequellen mit einem sekundären Saccharid wie Mais, Reis oder Zucker verwendet werden, die oft als Zusatzstoffe bezeichnet werden, insbesondere wenn sie als kostengünstigerer Ersatz für gemälzte Gerste verwendet werden. Zu den weniger verbreiteten Stärkequellen gehören unter anderem Hirse, Sorghum und Maniokwurzeln in Afrika, Kartoffeln in Brasilien und Agaven in Mexiko. Die gebräuchlichste Stärkequelle ist gemahlenes Getreide oder "Schrot" - der Anteil der Stärke- oder Getreidebestandteile in einem Bierrezept kann als Schrot, Getreideschrot oder einfach als Maischebestandteile bezeichnet werden. ⓘ
- Wasser
Bier besteht zum größten Teil aus Wasser. In den Regionen gibt es Wasser mit unterschiedlichen mineralischen Bestandteilen; daher waren verschiedene Regionen ursprünglich besser für die Herstellung bestimmter Biersorten geeignet, was ihnen einen regionalen Charakter verleiht. So gibt es in Dublin hartes Wasser, das sich gut für die Herstellung von Stout wie Guinness eignet, während in Pilsen weiches Wasser für die Herstellung von hellem Lagerbier wie Pilsner Urquell geeignet ist. Das Wasser von Burton in England enthält Gips, der für die Herstellung von Pale Ale so vorteilhaft ist, dass die Brauer von Pale Ales dem örtlichen Wasser in einem als Burtonisation bekannten Verfahren Gips zusetzen. ⓘ
- Stärkequelle ⓘ
Die Stärkequelle in einem Bier liefert den gärfähigen Stoff und ist ein entscheidender Faktor für die Stärke und den Geschmack des Bieres. Die am häufigsten verwendete Stärkequelle für Bier ist gemälztes Getreide. Getreide wird gemälzt, indem man es in Wasser einweicht, es keimen lässt und dann das teilweise gekeimte Getreide in einer Darre trocknet. Beim Mälzen des Getreides werden Enzyme produziert, die die Umwandlung der Stärke im Getreide in vergärbaren Zucker während des Maischprozesses ermöglichen. Unterschiedliche Röstzeiten und -temperaturen werden verwendet, um aus demselben Getreide unterschiedliche Malzfarben zu erzeugen. Dunklere Malze ergeben dunklere Biere. ⓘ
Fast alle Biere enthalten Gerstenmalz als Hauptbestandteil der Stärke. Das liegt an seiner faserigen Spelze, die nicht nur für das Durchlüften beim Brauen wichtig ist (bei dem Wasser über die eingemaischten Gerstenkörner gespült wird, um die Würze zu bilden), sondern auch als reiche Quelle für Amylase, ein Verdauungsenzym, das die Umwandlung von Stärke in Zucker erleichtert. Es können auch andere gemälzte und ungemälzte Getreidesorten (wie Weizen, Reis, Hafer und Roggen sowie seltener Mais und Sorghum) verwendet werden. In den letzten Jahren haben einige Brauereien glutenfreies Bier aus Sorghum ohne Gerstenmalz für Menschen hergestellt, die glutenhaltige Getreidesorten wie Weizen, Gerste und Roggen nicht vertragen. ⓘ
- Hopfen ⓘ
Hopfen sind die weiblichen Blütenbüschel oder Samenzapfen der Hopfenrebe Humulus lupulus, die als Aroma- und Konservierungsmittel in fast allen heute hergestellten Bieren verwendet werden. Hopfen wurde seit der Römerzeit zu medizinischen Zwecken und zur Aromatisierung von Lebensmitteln verwendet; im 7. Jahrhundert wurde in den karolingischen Klöstern im heutigen Deutschland Bier mit Hopfen gebraut, doch erst im 13. Jahrhundert wird der Anbau von Hopfen zur Verwendung in Bier in großem Umfang erwähnt. Jahrhundert wurde das Bier mit Pflanzen wie Schafgarbe, wildem Rosmarin und Sumpfmyrte sowie anderen Zutaten wie Wacholderbeeren, Anis und Ingwer aromatisiert, die zu einer als Gruit bezeichneten Mischung zusammengefügt und wie der Hopfen verwendet wurden; zwischen dem 13. und dem 16. Jahrhundert, in dem der Hopfen als vorherrschende Geschmacksrichtung dominierte, wurde das mit Gruit aromatisierte Bier als Ale und das mit Hopfen aromatisierte Bier als Bier bezeichnet. Einige Biere, wie Fraoch der schottischen Firma Heather Ales und Cervoise Lancelot der französischen Firma Brasserie-Lancelot, verwenden heute andere Pflanzen als Hopfen zur Aromatisierung. ⓘ
Hopfen besitzt mehrere Eigenschaften, die von den Brauern im Bier gewünscht werden: Er verleiht dem Bier eine Bitterkeit, die die Süße des Malzes ausgleicht; er sorgt für Blumen-, Zitrus- und Kräuteraromen und -geschmack; er hat eine antibiotische Wirkung, die die Aktivität der Bierhefe gegenüber weniger erwünschten Mikroorganismen begünstigt; und er trägt zur Schaumbildung bei, d. h. zu der Zeit, die der Schaum auf dem Bier (die Schaumkrone) hält. Das Konservierungsmittel im Hopfen stammt aus den Lupulindrüsen, die Weichharze mit Alpha- und Betasäuren enthalten. Die konservierende Wirkung der Weichharze ist noch nicht vollständig erforscht, aber es wurde beobachtet, dass die konservierende Wirkung nachlässt, wenn der Hopfen nicht bei kühler Temperatur gelagert wird. Die einzige wichtige kommerzielle Verwendung des Hopfens ist das Brauen. ⓘ
- Hefe ⓘ
Hefe ist der Mikroorganismus, der für die Gärung des Bieres verantwortlich ist. Die Hefe verstoffwechselt den aus dem Getreide gewonnenen Zucker, wodurch Alkohol und Kohlendioxid entstehen und die Würze zu Bier wird. Neben der Gärung beeinflusst die Hefe auch den Charakter und den Geschmack des Bieres. Die vorherrschenden Hefearten bei der Bierherstellung sind Saccharomyces cerevisiae, bekannt als Ale-Hefe, und Saccharomyces pastorianus, bekannt als Lagerhefe; Brettanomyces vergärt Lambics, und Torulaspora delbrueckii vergärt bayerisches Weißbier. Bevor man die Rolle der Hefe bei der Gärung verstand, wurde die Gärung mit wilden oder luftgetragenen Hefen durchgeführt, und einige Stile, wie z. B. Lambics, verwenden noch heute diese Methode. Emil Christian Hansen, ein dänischer Biochemiker, der im Carlsberg-Laboratorium beschäftigt war, entwickelte Reinzuchthefen, die 1883 in der Carlsberg-Brauerei eingeführt wurden, und Reinzuchthefen sind heute die weltweit am häufigsten verwendete Gärquelle. ⓘ
- Klärmittel ⓘ
Einige Brauereien fügen dem Bier ein oder mehrere Klärmittel zu, die in der Regel zusammen mit Eiweißstoffen aus dem Bier ausfallen (sich als Feststoff ablagern) und nur in Spuren im Endprodukt enthalten sind. Dieses Verfahren lässt das Bier hell und sauber erscheinen, im Gegensatz zum trüben Aussehen von ethnischen und älteren Biersorten wie Weizenbieren. ⓘ
Beispiele für Klärmittel sind Isinglas, das aus den Schwimmblasen von Fischen gewonnen wird, Irisches Moos, eine Meeresalge, Kappa-Carrageenan, das aus der Meeresalge Kappaphycus gewonnen wird, Polyclar (ein handelsübliches Klärmittel) und Gelatine. Wenn ein Bier mit der Aufschrift "für Veganer geeignet" gekennzeichnet ist, wurde es in der Regel entweder mit Algen oder mit künstlichen Mitteln geklärt, obwohl das 2009 von Marston's erfundene "Fast Cask"-Verfahren eine andere Methode darstellen könnte. ⓘ
Brauprozess
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Gärbehälter
Wärmetauscher
Der Brauprozess umfasst mehrere Schritte, darunter Mälzen, Maischen, Läutern, Kochen, Gären, Konditionieren, Filtern und Abfüllen. Die für die Bierherstellung erforderliche Ausrüstung ist im Laufe der Zeit immer ausgefeilter geworden und deckt heute die meisten Aspekte des Brauprozesses ab. ⓘ
Das Mälzen ist der Prozess, bei dem das Gerstenkorn für das Brauen vorbereitet wird. Das Mälzen erfolgt in drei Schritten, um die Stärke in der Gerste freizusetzen. Beim Einweichen wird das Getreide zunächst in einen Bottich mit Wasser gegeben und etwa 40 Stunden lang eingeweicht. Während der Keimung wird das Getreide für etwa 5 Tage auf dem Boden des Keimraums ausgebreitet. Der letzte Teil des Mälzens ist das Darren, bei dem das Malz bei sehr hohen Temperaturen in einer Darre getrocknet wird, wobei die Temperatur über mehrere Stunden hinweg allmählich ansteigt. Nach dem Darren werden die Körner als Malz bezeichnet und geschrotet oder gequetscht, um die Körner aufzubrechen und das Keimblatt freizulegen, das den Großteil der Kohlenhydrate und Zucker enthält; so lässt sich der Zucker beim Maischen leichter extrahieren. ⓘ
Beim Maischen wird die beim Mälzen freigesetzte Stärke in Zucker umgewandelt, der vergoren werden kann. Das geschrotete Getreide wird in einem großen Gefäß, dem Maischebottich, mit heißem Wasser vermischt. In diesem Gefäß werden das Getreide und das Wasser zu einer Getreidemaische vermischt. Während des Maischens wandeln natürlich vorkommende Enzyme im Malz die Stärke (langkettige Kohlenhydrate) im Getreide in kleinere Moleküle oder Einfachzucker (Mono-, Di- und Trisaccharide) um. Diese "Umwandlung" wird Verzuckerung genannt und findet bei Temperaturen von 60-70 °C statt. Das Ergebnis des Maischvorgangs ist eine zuckerreiche Flüssigkeit oder "Würze", die dann durch den Boden des Maischbottichs in einem als Läutern bezeichneten Prozess abgeseiht wird. Vor dem Läutern kann die Maischetemperatur auf ca. 75-78 °C (167-172 °F) erhöht werden (sog. Maischeausschlag), um mehr Stärke freizusetzen und die Viskosität der Maische zu verringern. Die Körner können mit zusätzlichem Wasser besprengt werden, um weitere Zucker zu extrahieren (ein Verfahren, das als Durchlüften bezeichnet wird). ⓘ
Die Würze wird in einen großen Tank, den so genannten "Kupferkessel", umgefüllt, wo sie mit Hopfen und manchmal auch anderen Zutaten wie Kräutern oder Zucker gekocht wird. In diesem Stadium finden viele chemische Reaktionen statt, und es werden wichtige Entscheidungen über den Geschmack, die Farbe und das Aroma des Biers getroffen. Der Kochvorgang dient dazu, enzymatische Prozesse zu beenden, Proteine auszufällen, Hopfenharze zu isomerisieren und die Würze zu konzentrieren und zu sterilisieren. Der Hopfen verleiht dem Bier Geschmack, Aroma und Bitterkeit. Am Ende des Kochvorgangs setzt sich die gehopfte Würze zur Klärung in einem Gefäß ab, das als Whirlpool" bezeichnet wird und in dem die festeren Teilchen der Würze abgeschieden werden. ⓘ
Nach dem Whirlpool wird die Würze vom verdichteten Hopfentrub abgezogen und über einen Wärmetauscher rasch auf eine Temperatur abgekühlt, bei der die Hefe zugegeben werden kann. In Brauereien werden verschiedene Arten von Wärmetauschern verwendet, wobei die gängigste die Plattenbauweise ist. Wasser oder Glykol fließt in Kanälen in die entgegengesetzte Richtung der Würze und verursacht einen schnellen Temperaturabfall. Es ist sehr wichtig, die Würze schnell auf ein Niveau abzukühlen, bei dem die Hefe gefahrlos zugegeben werden kann, da die Hefe bei sehr hohen Temperaturen nicht wachsen kann und bei Temperaturen über 60 °C (140 °F) abzusterben beginnt. Nachdem die Würze den Wärmetauscher durchlaufen hat, wird die abgekühlte Würze in einen Gärtank geleitet. Eine bestimmte Hefesorte wird ausgewählt und in den Gärtank gegeben, d. h. "angezündet". Wenn die Hefe der Würze zugesetzt wird, beginnt der Gärungsprozess, bei dem sich der Zucker in Alkohol, Kohlendioxid und andere Bestandteile verwandelt. Wenn die Gärung abgeschlossen ist, kann der Brauer das Bier in einen neuen Tank, den sogenannten Konditionierungstank, umfüllen. Die Konditionierung des Biers ist der Prozess, bei dem das Bier reift, der Geschmack milder wird und unerwünschte Aromen verschwinden. Nach einer einwöchigen bis mehrmonatigen Konditionierung kann das Bier gefiltert und mit Kohlensäure versetzt werden, um es in Flaschen abzufüllen, oder es wird in Fässern gelagert. ⓘ
Keimung und Grünmalz
Beim Mälzen werden in der Mälzerei Gerste (oder für Weizenmalz Weizen, als Zutat für Weizenbier mindestens 50 %) unter Zugabe von Wasser zum Keimen gebracht. Beim Keimprozess wird das zur Stärkespaltung notwendige Enzym Amylase im Korn gebildet und angereichert. Nach der etwa sechs- bis achtwöchigen Keimruhe, bei der das Keimgut seine volle Keimfähigkeit ausbildet, wird es in Weichgefäßen etwa zwei Tage lang eingeweicht. Dabei erhöht sich der Wassergehalt auf etwa 45 % und leere Schalen sowie tote Körner werden aufgeschwemmt. Diese Schwimmgerste wird abgeschöpft. Nach der Weiche kommt das Korn in den Keimkasten. Unter genau eingestellter Temperatur und Frischluftzufuhr beginnt jetzt die Keimung, die sich in verschiedene Phasen unterteilt. ⓘ
- Phase 1: Am ersten Keimtag durchbricht der Wurzelkeim das Korn. Das Keimgut heißt jetzt in der Fachsprache Brechhaufen.
- Phase 2: Nach drei Tagen teilt sich die Wurzel. Das Keimgut heißt jetzt Gabelhaufen.
- Phase 3: Etwa am fünften Tag sind die Wurzeln der einzelnen Körner so weit gewachsen, dass sie ineinander greifen. Das Keimgut heißt jetzt Greifhaufen. ⓘ
Mit dem fünften Tag ist die Keimung abgeschlossen. Das Ergebnis der Keimung wird Grünmalz genannt. ⓘ
Darren
Beim Darren wird der Keimvorgang durch Erhitzen des Grünmalzes auf 85 bis 100 °C beendet, das Malz trocknet. Das Darren gliedert sich in die zwei Teile Schwelken und Abdarren. Beim Schwelken erfolgt weitgehend die Festlegung der späteren Farbe des fertigen Malzes, da in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Darrgutes vermehrt Ausgangsprodukte für die beim späteren Abdarren ablaufenden Maillard-Reaktionen gebildet werden. Je höher die Darrgutfeuchte beim Schwelken ist, desto dunkler wird das spätere Darrmalz ausfallen. Im zweiten Teilprozess, dem Abdarren, wird der gewünschte Trocknungsgrad des fertigen Malzes eingestellt. Durch das Erhitzen werden die Malzenzyme inaktiviert. Die Inaktivierung verläuft bei geringeren Feuchtegraden schonender. ⓘ
Das Ergebnis dieser Vorgänge ist das Malz. Dessen Eigenschaften beeinflussen den Geschmack des später gebrauten Biers wesentlich: Je nach verarbeiteter Getreidesorte, Dauer und Temperatur der Keimung, Wassergehalt vor dem Abdarren sowie Dauer und Temperatur des Abdarrens entstehen ganz verschiedene Malzsorten. So ergibt zum Beispiel durch sehr hohe Temperaturen beim Abdarren teilweise karamellisiertes oder verkohltes Malz dunkles, sehr aromareiches Bier mit karamelligem oder rauchigem Geschmack. ⓘ
Maischen
Beim Maischen wird ein Gemisch aus geschrotetem Getreide (in der Regel gemälzte Gerste mit Zusatzgetreide wie Mais, Sorghum, Roggen oder Weizen), das als Schrot" oder Getreideschrot" bezeichnet wird, und Wasser, das als Lauge" bezeichnet wird, zusammengeführt und in einem als Maischbottich" bezeichneten Gefäß erhitzt. Maischen ist eine Form des Einweichens und definiert den Vorgang des Brauens, wie bei der Herstellung von Tee, Sake und Sojasauce. Wein, Apfelwein und Met werden technisch gesehen nicht gebraut, sondern vinifiziert, da es keinen Einweichprozess mit Feststoffen gibt. Beim Maischen spalten die Enzyme im Malz die Stärke des Getreides in Zucker, in der Regel Malzzucker, und es entsteht eine malzige Flüssigkeit, die Würze. Es gibt zwei Hauptverfahren: das Infusionsmaischen, bei dem die Körner in einem Gefäß erhitzt werden, und das Dekoktionsmaischen, bei dem ein Teil der Körner gekocht und dann wieder in die Maische gegeben wird, wodurch die Temperatur erhöht wird. Beim Maischen werden bei bestimmten Temperaturen (vor allem 45-62-73 °C oder 113-144-163 °F) Pausen eingelegt, und das Maischen findet in einem Maischbottich" statt - einem isolierten Braugefäß mit einem doppelten Boden. Das Endprodukt des Maischens wird als "Maische" bezeichnet. ⓘ
Das Maischen dauert in der Regel 1 bis 2 Stunden, und während dieser Zeit werden durch die verschiedenen Temperaturpausen unterschiedliche Enzyme aktiviert, die von der verwendeten Malzsorte, ihrem Modifizierungsgrad und der Absicht des Brauers abhängen. Die Aktivität dieser Enzyme wandelt die Stärke des Getreides in Dextrine und dann in vergärbare Zucker wie Maltose um. Eine Maischestandzeit von 49-55 °C (120-131 °F) aktiviert verschiedene Proteasen, die Proteine abbauen, die sonst zu einer Trübung des Bieres führen könnten. Diese Maischestandzeit wird in der Regel nur bei untermälztem Malz, das in Deutschland und der Tschechischen Republik immer seltener verwendet wird, oder bei nicht gemälztem Getreide wie Mais und Reis, das in nordamerikanischen Bieren weit verbreitet ist, angewendet. Eine Maischestandzeit bei 60 °C (140 °F) aktiviert die β-Glucanase, die verharzte β-Glucane in der Maische abbaut, so dass der Zucker später im Prozess besser ausfließen kann. Beim modernen Maischverfahren kann kommerzielle β-Glucanase auf Pilzbasis als Zusatz zugegeben werden. Schließlich wird eine Maischetemperatur von 65-71 °C (149-160 °F) verwendet, um die Stärke im Malz in Zucker umzuwandeln, der dann später im Brauprozess von der Hefe genutzt werden kann. Wird die letzte Rast am unteren Ende des Bereichs durchgeführt, werden die β-Amylase-Enzyme begünstigt, wodurch mehr Zucker niedriger Ordnung wie Maltotriose, Maltose und Glukose entstehen, die von der Hefe besser vergoren werden können. Dies wiederum führt zu einem Bier mit weniger Körper und höherem Alkoholgehalt. Eine Ruhezeit, die näher am oberen Ende des Bereichs liegt, begünstigt die α-Amylase-Enzyme, die mehr Zucker höherer Ordnung und Dextrine erzeugen, die von der Hefe weniger gut vergärbar sind, so dass ein vollmundigeres Bier mit weniger Alkohol entsteht. Auch die Dauer und der pH-Wert der Gärung beeinflussen die Zuckerzusammensetzung der entstehenden Würze. ⓘ
Läutern
Das Malz kann von der Bierwürze, also der Flüssigkeit, die während des Maischvorgangs entsteht, getrennt werden. Der heiße Sud wird in einen Läuterbottich umgefüllt. Die „selbstfiltrierende“ Eigenschaft der Maische besteht darin, dass durch nach unten sinkende Malzreste (in erster Linie die Spelzen der Getreidekörner) eine Art Malzkuchen am Boden des Läuterbottichs entsteht, welcher als Filterschicht dient. Manche Getreidesorten, die zum Brauen verwendet werden (beispielsweise Weizen) haben keine Spelzen. Daher kann zur Unterstützung des Läuterprozesses Gerste beigemischt werden. Die Flüssigkeit wird langsam aus dem Läuterbottich in einen geeigneten Behälter abgelassen, daraus soll im Weiteren das Bier entstehen. Der Sud fließt durch den Malzkuchen (Treberkuchen) am Boden des Läuterbottichs, der wie ein Filter wirkt und die Schwebstoffe aus dem Sud zurückhält. Alle Feststoffe aus der Maische scheiden sich als Treber ab, die meist als Viehfutter verwendet wird. Die gewonnene, klare Flüssigkeit ist die Würze. Während des Läuterns versiegt immer wieder der Würzestrom und muss durch Verwendung des Hackwerks des Läuterbottichs wiederhergestellt werden. Ursache dafür ist, dass die ablaufende Würze die Treber auf die Durchlassschlitze des Senkbodens saugt und der Flüssigkeitsdruck über dem Treberkuchen für eine kompaktere Sedimentation sorgt. Durch das Aufhacken wird die Durchlässigkeit des Treberkuchens wiederhergestellt. ⓘ
Die Bezeichnung Vorderwürze deklariert den aus dem Läutergefäß gewinnbaren flüssigen Teil der Maische. Nachgüsse mit heißem Wasser erfolgen nach Ablauf der Vorderwürze als chargenweise oder permanente Wasserzugabe in das Läutergefäß und dienen zum Auswaschen des beim Maischen aufgeschlossenen Extraktes (im Wesentlichen der Eiweiß- und Stärkeabbauprodukte) aus dem Treber. Dabei entscheidet sich der Biergeschmack: Je nach Menge der Nachgüsse (Gussführung) verändern sich die Konzentrationen von Stärkeabbauprodukten und Malzzucker in der Würze. Dies ist wichtig für den späteren Alkoholgehalt und die Stammwürze des Biers. Sobald die Extraktion ökonomisch nicht mehr interessant ist, wird die zuckerarme Flüssigkeit als Glattwasser bezeichnet. Eine Wiederverwendung dieses Glattwassers rechnet sich bei stärkeren Maischen, ist jedoch mit Nachteilen wie erhöhtem Gerbstoffgehalt verbunden. ⓘ
Es gibt alternative Maisch-/Läutermethoden. So ist beispielsweise anstatt des Läuterbottichs die Verwendung eines Maischefilters möglich. Dabei können die Spelzen – da nicht als Filterkuchen erforderlich – vorher abgetrennt und beim Maischen separat verarbeitet werden, um thermisch bedingte Geschmacksnachteile (z. B. Gerbstoffe) durch das Maischekochen zu vermeiden. Eine spätere (mindestens teilweise) Wiederzufuhr eines Extrakts aus den Spelzen zur Gärung ist notwendig, um der Hefe die darin vorwiegend enthaltenen Nährstoffe, z. B. Zink, zur Verfügung zu stellen. Letzteres und die Entleerung/Reinigung des Filters sind schwerer zu automatisieren und daher relativ aufwändig. ⓘ
Unter Läutern versteht man das Trennen der Würze (die Flüssigkeit, die den beim Maischen gewonnenen Zucker enthält) vom Treber. Dies geschieht entweder in einem Maischebottich mit Doppelboden, in einem Läuterbottich oder in einem Maischefilter. Die meisten Trennverfahren sind zweistufig: der Würzeabzug, bei dem der Extrakt in unverdünntem Zustand vom Treber getrennt wird, und das Läutern, bei dem der im Treber verbliebene Extrakt mit heißem Wasser abgespült wird. Der Läuterbottich ist ein Tank mit Löchern im Boden, die klein genug sind, um die großen Teile des Schrots und der Schalen (des gemahlenen oder geschroteten Getreides) zurückzuhalten. Das Schrotbett, das sich darauf absetzt, ist der eigentliche Filter. Einige Läuterbottiche sind mit rotierenden Rechen oder Messern ausgestattet, die in das Schrotbett schneiden, um einen guten Durchfluss zu gewährleisten. Die Messer können so gedreht werden, dass sie das Getreide schieben, was dazu dient, das verbrauchte Getreide aus dem Behälter zu treiben. Der Maischefilter ist ein Platten- und Rahmenfilter. Die leeren Rahmen enthalten die Maische einschließlich der Treber und haben ein Fassungsvermögen von etwa einem Hektoliter. Die Platten enthalten eine Stützstruktur für das Filtertuch. Die Platten, Rahmen und Filtertücher sind in einem Trägerrahmen wie folgt angeordnet: Rahmen, Tuch, Platte, Tuch, mit Platten an jedem Ende der Struktur. Neuere Maischefilter haben Blasen, mit denen die Flüssigkeit zwischen den Durchspülungen aus den Körnern gepresst werden kann. Das Getreide wirkt in einem Maischefilter nicht wie ein Filtrationsmedium. ⓘ
Kochen
Nach dem Maischen wird die Bierwürze zusammen mit dem Hopfen (und ggf. anderen Aromastoffen) in einem großen Tank gekocht, der als "Kupferkessel" oder Braukessel bezeichnet wird. Beim Kochen finden chemische Reaktionen statt, darunter die Sterilisierung der Würze zur Entfernung unerwünschter Bakterien, die Freisetzung von Hopfenaromen, Bitterstoffen und Aromastoffen durch Isomerisierung, die Unterbrechung enzymatischer Prozesse, die Ausfällung von Proteinen und die Konzentration der Würze. Schließlich verflüchtigen sich durch die beim Kochen entstehenden Dämpfe die Nebenaromen, einschließlich der Vorstufen von Dimethylsulfid. Der Kochvorgang wird gleichmäßig und intensiv durchgeführt - ein kontinuierlicher "Rolling Boil". Der Kochvorgang dauert im Durchschnitt zwischen 45 und 90 Minuten, je nach Intensität, Zeitplan für die Hopfengabe und der Wassermenge, die der Brauer zu verdampfen gedenkt. Am Ende des Kochvorgangs werden die festen Bestandteile der gehopften Würze abgetrennt, in der Regel in einem Gefäß, das "Whirlpool" genannt wird. ⓘ
Sudkessel oder Kupfer
Kupfer ist aus zwei Gründen das traditionelle Material für das Kochgefäß: Erstens, weil Kupfer die Wärme schnell und gleichmäßig überträgt, und zweitens, weil die beim Kochen entstehenden Blasen, die als Isolator gegen die Hitze wirken könnten, nicht an der Kupferoberfläche haften bleiben, so dass die Würze gleichmäßig erhitzt wird. Die einfachsten Kochkessel sind direkt befeuert, mit einem Brenner darunter. Diese können einen kräftigen und günstigen Kochvorgang bewirken, neigen aber auch dazu, die Würze dort zu versengen, wo die Flamme den Kessel berührt, was zu Karamellisierung führt und die Reinigung erschwert. Die meisten Brauereien verwenden einen dampfbeheizten Kessel, bei dem die Würze mithilfe von Dampfmänteln im Kessel gekocht wird. Die Brauereien verfügen in der Regel über ein Kochaggregat innerhalb oder außerhalb der Pfanne, in der Regel ein hoher, dünner Zylinder mit vertikalen Rohren, eine so genannte Kalandrie, durch die die Würze gepumpt wird. ⓘ
Strudel
Am Ende des Kochvorgangs werden die festen Partikel in der gehopften Würze abgetrennt, in der Regel in einem Gefäß, das "Whirlpool" oder "Absetzbecken" genannt wird. Der Whirlpool wurde von Henry Ranulph Hudston entwickelt, als er 1960 für die Molson-Brauerei arbeitete, um das so genannte Teeblatt-Paradoxon zu nutzen und die dichteren Feststoffe, die als "Trub" bezeichnet werden (koagulierte Proteine, pflanzliche Stoffe aus dem Hopfen), in einen Kegel in der Mitte des Whirlpool-Tanks zu drücken. Whirlpoolsysteme sind unterschiedlich: Kleinere Brauereien verwenden in der Regel den Sudkessel, größere Brauereien einen separaten Tank, und auch das Design ist unterschiedlich: Der Tankboden ist entweder flach, schräg, konisch oder mit einem Becher in der Mitte. Das Prinzip besteht darin, dass durch die Verwirbelung der Würze die Zentripetalkraft den Trub in einen Kegel in der Mitte des Tankbodens drückt, wo er leicht entfernt werden kann. ⓘ
Anschließend werden die in der Würze vorhandenen nicht gelösten Hopfenbestandteile und ausgefallenes Eiweiß (zusammen heißen sie Heißtrub) aus der Würze entfernt. Dies geschieht im Whirlpool (früher im Kühlschiff), in dem die Würze durch tangentiales Einleiten in Rotation versetzt wird und sich der Trub als Kegel in der Mitte des Gefäßes absetzt. Anschließend kann seitlich die blanke (klare) Würze abgezogen werden. Diese wird als Ausschlagwürze bezeichnet. ⓘ
Hopfenrücklauf
Ein Hopfenboden ist eine traditionelle zusätzliche Kammer, die als Sieb oder Filter fungiert, indem ganzer Hopfen verwendet wird, um Trümmer (oder "Trub") aus der unvergorenen (oder "grünen") Würze zu entfernen, wie es der Whirlpool tut, und auch um das Hopfenaroma im fertigen Bier zu erhöhen. Es handelt sich um eine Kammer zwischen der Sudpfanne und dem Würzekühler. Der Hopfen wird in die Kammer gegeben, die heiße Würze aus der Pfanne wird durch die Kammer geleitet und dann sofort im Würzekühler abgekühlt, bevor sie in die Gärkammer gelangt. Hopfenbacken, die eine geschlossene Kammer verwenden, ermöglichen ein maximales Zurückhalten der flüchtigen Hopfenaromastoffe, die normalerweise durch den Kontakt des Hopfens mit der heißen Würze ausgetrieben werden würden. Ein Hopback hat zwar eine ähnliche Filterwirkung wie ein Whirlpool, funktioniert aber anders: Ein Whirlpool nutzt Zentrifugalkräfte, ein Hopback verwendet eine Schicht ganzen Hopfens als Filterbett. Während ein Whirlpool nur für die Entfernung von pelletiertem Hopfen geeignet ist (da sich die Blüten nicht so leicht ablösen), wird der Hopfenback im Allgemeinen nur für die Entfernung von ganzem Blütenhopfen verwendet (da die von den Pellets zurückbleibenden Partikel dazu neigen, durch den Hopfenback zu gelangen). In modernen Brauereien ist der Hopfenrücklauf hauptsächlich durch den Whirlpool ersetzt worden. ⓘ
Kühlung der Würze
Nach dem Whirlpool muss die Würze auf eine Gärtemperatur von 20-26 °C heruntergekühlt werden, bevor die Hefe zugegeben wird. In modernen Brauereien wird dies durch einen Plattenwärmetauscher erreicht. Ein Plattenwärmetauscher hat viele gerippte Platten, die zwei getrennte Pfade bilden. Die Würze wird in den Wärmetauscher gepumpt und läuft durch jeden zweiten Spalt zwischen den Platten. Das Kühlmedium, in der Regel Wasser, fließt durch die anderen Zwischenräume. Die Rippen in den Platten sorgen für eine turbulente Strömung. Ein guter Wärmetauscher kann 95 °C (203 °F) Würze auf 20 °C (68 °F) abkühlen und gleichzeitig das Kühlmedium von etwa 10 °C (50 °F) auf 80 °C (176 °F) erwärmen. Bei den letzten Platten wird häufig ein Kühlmedium verwendet, das bis unter den Gefrierpunkt gekühlt werden kann, was eine feinere Steuerung der Auswürztemperatur erlaubt und auch eine Kühlung auf etwa 10 °C ermöglicht. Nach der Kühlung wird der Würze häufig Sauerstoff zugesetzt, um die Hefe zu beleben und ihre Vermehrung zu fördern. Einige handwerkliche Brauereien, insbesondere diejenigen, die Dampfbier herstellen wollen, verwenden stattdessen das Kühlschiff. ⓘ
Während des Kochens ist es sinnvoll, einen Teil der für das Kochen der Würze verwendeten Energie zurückzugewinnen. Auf dem Weg aus der Brauerei wird der Dampf, der beim Kochen entsteht, über eine Spule geleitet, durch die unerhitztes Wasser fließt. Durch Einstellung der Durchflussmenge kann die Ausgangstemperatur des Wassers geregelt werden. Dies geschieht häufig auch über einen Plattenwärmetauscher. Das Wasser wird dann zur späteren Verwendung für die nächste Maische, zur Reinigung der Anlagen oder für andere Zwecke gespeichert. Eine weitere gängige Methode der Energierückgewinnung findet während der Würzekühlung statt. Wenn kaltes Wasser zur Kühlung der Würze in einem Wärmetauscher verwendet wird, erwärmt sich das Wasser erheblich. In einer effizienten Brauerei wird kaltes Wasser mit einer Geschwindigkeit durch den Wärmetauscher geleitet, die so eingestellt ist, dass die Temperatur des Wassers beim Verlassen des Wärmetauschers maximiert wird. Dieses nun heiße Wasser wird dann in einem Heißwassertank gespeichert. ⓘ
Gärung
Die Gärung findet in Gärbehältern statt, die es in verschiedenen Formen gibt, von riesigen zylindrischen Behältern über offene Steingefäße bis hin zu Holzbottichen. Nachdem die Würze gekühlt und belüftet wurde - in der Regel mit steriler Luft - wird ihr Hefe zugesetzt, und sie beginnt zu gären. In diesem Stadium wird der aus dem Malz gewonnene Zucker in Alkohol und Kohlendioxid umgewandelt, und das Produkt kann zum ersten Mal als Bier bezeichnet werden. ⓘ
Die meisten Brauereien verwenden heute zylindrokonische Gefäße (CCV), die einen konischen Boden und einen zylindrischen Deckel haben. Der Winkel des Kegels beträgt in der Regel etwa 60°, ein Winkel, der es der Hefe ermöglicht, zur Spitze des Kegels zu fließen, aber nicht so steil ist, dass er zu viel vertikalen Raum einnimmt. CCVs können sowohl die Gärung als auch die Konditionierung in ein und demselben Tank durchführen. Am Ende der Gärung können die Hefe und andere Feststoffe, die bis zur Konusspitze gefallen sind, einfach durch eine Öffnung an der Konusspitze ausgespült werden. Offene Gärgefäße werden ebenfalls verwendet, oft zur Schau in Brauereien und in Europa bei der Gärung von Weizenbier. Diese Gefäße haben keinen Deckel, was die Ernte von obergärigen Hefen sehr einfach macht. Durch die offenen Gefäße ist das Infektionsrisiko größer, aber mit ordnungsgemäßen Reinigungsverfahren und einem sorgfältigen Protokoll darüber, wer die Gärkammern betritt, kann das Risiko gut kontrolliert werden. Die Gärtanks sind in der Regel aus rostfreiem Stahl gefertigt. Wenn es sich um einfache zylindrische Tanks mit abgeschrägten Enden handelt, sind sie vertikal angeordnet, im Gegensatz zu den Konditionierungstanks, die in der Regel horizontal angeordnet sind. Nur wenige Brauereien verwenden noch Holzbottiche für die Gärung, da Holz nur schwer sauber und infektionsfrei zu halten ist und mehr oder weniger jährlich neu geflochten werden muss. ⓘ
Methoden der Gärung
Es gibt drei Hauptgärungsmethoden: die warme, die kühle und die wilde oder spontane Gärung. Die Gärung kann in offenen oder geschlossenen Behältern stattfinden. Es kann eine zweite Gärung in der Brauerei, im Fass oder in der Flasche stattfinden. ⓘ
Man unterscheidet traditionell zwischen "obergärigen" (oder "obergärigen") und "untergärigen" (oder "untergärigen") Hefen; die obergärigen Hefen werden im Allgemeinen für warme Gärungen verwendet, wo sie schnell gären, während die untergärigen Hefen für kühlere Gärungen verwendet werden, wo sie langsamer gären. Hefen wurden als ober- oder untergärig bezeichnet, weil die Hefe von der Ober- oder Unterseite der gärenden Würze gesammelt wurde, um sie für den nächsten Sud wiederzuverwenden. Diese Terminologie ist in der heutigen Zeit etwas unpassend; nach der breiten Anwendung der Brauereimykologie wurde entdeckt, dass es sich bei den beiden unterschiedlichen Sammelmethoden um zwei verschiedene Hefearten handelte, die unterschiedliche Temperaturregime bevorzugten, nämlich Saccharomyces cerevisiae beim Top-Cropping bei wärmeren Temperaturen und Saccharomyces pastorianus beim Bottom-Cropping bei kühleren Temperaturen. Als sich die Brauereimethoden im 20. Jahrhundert änderten, wurden zylindrisch-konische Gärgefäße zur Norm, und die Hefe wird bei beiden Saccharomyces-Arten vom Boden des Gärbehälters gesammelt. Die Art der Entnahme ist also nicht mehr mit der Art verbunden. Es gibt noch einige wenige Brauereien, die Hefe nach der Top-Cropping-Methode sammeln, z. B. Samuel Smiths Brewery in Yorkshire, Marstons in Staffordshire und mehrere deutsche Hefeweizenhersteller. ⓘ
Bei beiden Verfahren wird die Hefe während der Gärung vollständig im Bier verteilt, und beide Verfahren flocken nach Abschluss der Gärung aus (verklumpen und setzen sich auf dem Boden des Gefäßes ab). Dieses Verhalten ist keineswegs bei allen obergärigen Hefen anzutreffen, aber es ist bei vielen englischen Hefen sehr ausgeprägt, die auch eine Kettenbildung aufweisen können (d. h., dass sich die knospenden Zellen nicht von der Mutterzelle lösen), was im technischen Sinne etwas anderes ist als eine echte Flockung. Die am häufigsten vorkommende Bierhefe, Saccharomyces cerevisiae, ist die gleiche Art wie die gewöhnliche Backhefe. Back- und Bierhefe gehören jedoch typischerweise zu unterschiedlichen Stämmen, die mit dem Ziel gezüchtet werden, unterschiedliche Eigenschaften zu begünstigen: Backhefestämme sind aggressiver, um den Teig in kürzester Zeit zu karbonisieren; Bierhefestämme agieren langsamer, tolerieren aber tendenziell höhere Alkoholkonzentrationen (normalerweise sind 12-15 % Alkoholgehalt das Maximum, obwohl einige ethanoltolerante Stämme mit einer speziellen Behandlung auf etwa 20 % gebracht werden können). Die moderne quantitative Genomik hat die Komplexität der Saccharomyces-Arten so weit offenbart, dass es sich bei den Hefen, die für die Bier- und Weinherstellung verwendet werden, in der Regel um Hybride aus so genannten reinen Arten handelt. So kann es sich bei den Hefen, die in dem so genannten obergärigen Bier verwendet werden, sowohl um Saccharomyces cerevisiae als auch um komplexe Hybride aus Saccharomyces cerevisiae und Saccharomyces kudriavzevii handeln. Drei bekannte Biere, Chimay, Orval und Westmalle, werden mit diesen Hybridstämmen vergoren, die mit Weinhefen aus der Schweiz identisch sind. ⓘ
Warme Gärung
Im Allgemeinen werden Hefen wie Saccharomyces cerevisiae bei warmen Temperaturen zwischen 15 und 20 °C vergoren, gelegentlich sogar bei 24 °C, während die von der Brasserie Dupont für den Saisongärung verwendete Hefe bei 29 bis 35 °C sogar noch höher gärt. Sie bilden in der Regel einen Schaum auf der Oberfläche des gärenden Bieres, der als Barm bezeichnet wird, da die Flocken während des Gärprozesses aufgrund ihrer hydrophoben Oberfläche an CO2 haften und aufsteigen; daher werden sie oft als "obergärig" oder "obergärig" bezeichnet - obwohl diese Unterscheidung bei der modernen Brauerei mit der Verwendung von zylindrisch-konischen Tanks weniger klar ist. Im Allgemeinen sind warm vergorene Biere, die üblicherweise als Ale bezeichnet werden, innerhalb von drei Wochen nach Beginn der Gärung trinkfertig, obwohl einige Brauer sie mehrere Monate lang konditionieren oder reifen lassen. ⓘ
Kühle Gärung
Wenn ein Bier mit einer kühlen Gärung bei etwa 10 °C (50 °F) im Vergleich zu den typischen warmen Gärungstemperaturen von 18 °C (64 °F) gebraut und dann mehrere Wochen (oder Monate) bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt gelagert (oder gelagert) wurde, wird es als "Lagerbier" bezeichnet. Während der Lagerungsphase verschwinden mehrere Geschmackskomponenten, die während der Gärung entstanden sind, was zu einem "reineren" Geschmack führt. Obwohl die langsame, kühle Gärung und die kalte Lagerung den Charakter von Lagerbier ausmachen, liegt der wichtigste technische Unterschied in der im Allgemeinen verwendeten Hefe, Saccharomyces pastorianus. Zu den technischen Unterschieden gehören die Fähigkeit der Lagerhefe, Melibiose zu verstoffwechseln, und die Tendenz, sich am Boden des Gärbehälters abzusetzen (obwohl auch Bierhefen durch Selektion zu Bodensetzern werden können); obwohl diese technischen Unterschiede von den Wissenschaftlern als nicht ausschlaggebend für den Charakter oder den Geschmack des fertigen Bieres angesehen werden, sind die Brauer anderer Meinung - manchmal züchten sie ihre eigenen Hefestämme, die für ihre Brauanlagen oder für einen bestimmten Zweck, wie z. B. das Brauen von Bieren mit einem hohen Alkoholgehalt, geeignet sind. ⓘ
Die bayerischen Brauer selektierten seit Jahrhunderten kalt gärende Hefen, indem sie ihre Biere in kalten Alpenhöhlen lagerten. Der Prozess der natürlichen Auslese hatte zur Folge, dass die kältetolerantesten wilden Hefen diejenigen waren, die in dem in den Höhlen gelagerten Bier aktiv gären konnten. im Bier, das in den Höhlen gelagert wurde. Eine Probe dieser bayerischen Hefen wurde 1845 von der Spatenbrauerei in München an die Carlsberg-Brauerei in Kopenhagen geschickt, die damit zu brauen begann. 1883 schloss Emile Hansen eine Studie über die Isolierung von Reinzuchthefen ab, und der aus Spaten gewonnene Reinzuchtstamm ging 1884 als Carlsberg-Hefe Nr. 1 in die industrielle Produktion. Ein Jahr später wurde in der Heineken-Brauerei in Rotterdam eine weitere spezialisierte Anlage zur Herstellung von Reinzuchthefe installiert, und gemeinsam begannen sie mit der Lieferung von Reinzuchthefe an Brauereien in ganz Europa. Dieser Hefestamm wurde ursprünglich als Saccharomyces carlsbergensis klassifiziert, ein inzwischen nicht mehr gültiger Artname, der durch die heute akzeptierte taxonomische Klassifizierung Saccharomyces pastorianus ersetzt wurde. ⓘ
Spontane Gärung
Lambic-Biere werden in Brüssel und dem nahe gelegenen Pajottenland in Belgien traditionell ohne Hefeimpfung gebraut. Die Würze wird in offenen Fässern (so genannten Coolships") gekühlt, in denen sich die in der Brauerei vorhandenen Hefen und Mikroorganismen (z. B. Brettanomyces) ansiedeln können, um eine Spontangärung auszulösen, und anschließend konditioniert oder in Eichenfässern für in der Regel ein bis drei Jahre gereift. ⓘ
Konditionierung
Nach der ersten oder primären Gärung wird das Bier auf verschiedene Weise konditioniert, gereift oder gealtert, was je nach Absicht des Brauers 2 bis 4 Wochen, mehrere Monate oder mehrere Jahre dauern kann. Das Bier wird in der Regel in ein zweites Gefäß umgefüllt, damit es nicht mehr mit der toten Hefe und anderen Ablagerungen (auch "Trub" genannt) in Berührung kommt, die sich auf dem Boden des ersten Gärbehälters abgesetzt haben. Dadurch wird die Bildung von unerwünschten Aromen und schädlichen Verbindungen wie Acetaldehyd verhindert. ⓘ
- Kräusening
Kräusening ist eine Konditionierungsmethode, bei der dem fertigen Bier gärende Würze zugesetzt wird. Die aktive Hefe setzt die Gärung im fertigen Bier wieder in Gang und führt so frisches Kohlendioxid ein; der Konditionierungstank wird dann verschlossen, so dass sich das Kohlendioxid im Bier auflöst und eine lebendige "Kondition" bzw. einen hohen Kohlensäuregehalt erzeugt. Das Kräusening-Verfahren kann auch für die Konditionierung von Flaschenbier verwendet werden. ⓘ
- Lagern
Lagerbiere werden bei Kellertemperatur oder darunter für 1-6 Monate gelagert, während sie noch auf der Hefe sind. Der Prozess der Lagerung, Konditionierung, Reifung oder Alterung eines Biers bei niedriger Temperatur über einen langen Zeitraum wird als "Lagern" bezeichnet. Dieser Prozess wird zwar mit Lagerbieren in Verbindung gebracht, kann aber auch mit Bieren durchgeführt werden, mit dem gleichen Ergebnis - der Reinigung verschiedener Chemikalien, Säuren und Verbindungen. ⓘ
- Sekundäre Gärung
Bei der zweiten Gärung setzt sich der größte Teil der verbleibenden Hefe auf dem Boden des zweiten Gärbehälters ab, wodurch ein weniger trübes Produkt entsteht. ⓘ
- Flaschengärung
Einige Biere werden in der Flasche einer zusätzlichen Gärung unterzogen, wodurch eine natürliche Kohlensäure entsteht. Dabei kann es sich um eine zweite und/oder dritte Gärung handeln. Sie werden mit einer lebensfähigen Hefepopulation in Suspension abgefüllt. Wenn kein gärfähiger Restzucker mehr vorhanden ist, kann in einem als Priming bezeichneten Verfahren Zucker oder Würze oder beides hinzugefügt werden. Bei der daraus resultierenden Gärung entsteht CO2, das in der Flasche eingeschlossen wird, in Lösung bleibt und für natürliche Kohlensäure sorgt. In Flaschen abgefüllte Biere können entweder ungefiltert direkt aus dem Gär- oder Konditionierungstank abgefüllt werden oder gefiltert und dann erneut mit Hefe versetzt werden. ⓘ
- Konditionierung in Fässern ⓘ
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Cask Ale (oder fassgelagertes Bier) ist unfiltriertes, nicht pasteurisiertes Bier, das durch eine zweite Gärung in einem Metall-, Kunststoff- oder Holzfass gelagert wird. Es wird aus dem Fass entweder durch Schwerkraft aus einem Zapfhahn geschüttet oder mit einer Biermaschine (Handpumpe) aus dem Keller hochgepumpt. Manchmal wird ein Fassentlüfter verwendet, um das Bier frisch zu halten, indem Kohlendioxid den Sauerstoff ersetzt, wenn das Bier aus dem Fass gezapft wird. Bis 2018 definierte die Campaign for Real Ale (CAMRA) echtes Ale als Bier, das "ohne Verwendung von fremdem Kohlendioxid" serviert wird, was die Verwendung eines Fassentlüfters ausschließt. Diese Politik wurde im April 2018 revidiert, so dass Bier, das unter Verwendung von Fassentlüftern serviert wird, ihrer Definition von echtem Ale entspricht. ⓘ
- Barrel-ageing ⓘ
Barrel-ageing (US: Barrel aging) ist der Prozess der Reifung von Bier in Holzfässern, um eine Vielzahl von Effekten im Endprodukt zu erzielen. Saure Biere wie Lambics werden vollständig in Holz vergoren, während andere Biere in Fässern gelagert werden, die zuvor für die Reifung von Wein oder Spirituosen verwendet wurden. Im Jahr 2016 schrieb "Craft Beer and Brewing": "Fassgereifte Biere sind so im Trend, dass fast jede Schankwirtschaft und jeder Bierladen eine Abteilung mit ihnen hat. ⓘ
Filtern
Die Filtration stabilisiert den Geschmack des Bieres, hält ihn auf einem für den Brauer akzeptablen Niveau und verhindert eine weitere Entwicklung der Hefe, die unter schlechten Bedingungen negative Bestandteile und Aromen freisetzen kann. Durch die Filtration werden auch Trübungen entfernt, wodurch das Bier klarer wird und einen "polierten Glanz" erhält. Ein klares Bier ist seit der Entwicklung von Glasgefäßen für die Lagerung und den Ausschank von Bier und dem kommerziellen Erfolg von hellem Lagerbier, das aufgrund des Lagerungsprozesses, bei dem sich Trübungen und Partikel am Boden des Tanks absetzen und das Bier dadurch "hell" wird, ein natürliches, glänzendes Aussehen hat, für die Brauereien von großem Interesse. ⓘ
Es gibt verschiedene Formen von Filtern; sie können in Form von Blättern oder "Kerzen" vorliegen, oder sie können ein feines Pulver wie Kieselgur sein, das dem Bier zugesetzt wird, um ein Filterbett zu bilden, das die Flüssigkeit durchlässt, aber Schwebstoffe wie Hefe zurückhält. Das Spektrum der Filter reicht von Grobfiltern, die einen Großteil der Hefe und der im Bier verbliebenen Feststoffe (z. B. Hopfen, Getreidepartikel) entfernen, bis hin zu Filtern, die dicht genug sind, um dem Bier Farbe und Körper zu entziehen. Die Filtrationsgrade werden in grob, fein und steril eingeteilt. Bei der Grobfiltration bleibt eine gewisse Trübung im Bier zurück, aber es ist deutlich klarer als ungefiltertes Bier. Die Feinfiltration beseitigt fast alle Trübungen. Bei der Sterilfiltration werden fast alle Mikroorganismen entfernt. ⓘ
- Schichtenfilter (Pad-Filter)
Bei diesen Filtern werden Schichten verwendet, die nur Partikel durchlassen, die kleiner als eine bestimmte Größe sind. Die Schichten werden in einen Filterrahmen eingelegt, desinfiziert (z. B. mit kochendem Wasser) und dann zum Filtern des Biers verwendet. Wenn der Filter verstopft ist, können die Schichten gespült werden. Die Filterschichten sind in der Regel Einwegprodukte und werden zwischen den Filtrationsvorgängen ausgetauscht. Oft enthalten die Filterschichten pulverisierte Filtermedien, um die Filtration zu unterstützen. ⓘ
Vorgefertigte Filter haben zwei Seiten. Eine mit losen Löchern und die andere mit festen Löchern. Der Durchfluss erfolgt von der Seite mit den losen Löchern zu der Seite mit den dichten Löchern, so dass große Partikel in den großen Löchern hängen bleiben, während um die Partikel und das Filtermedium herum genügend Platz für kleinere Partikel bleibt, die in den engeren Löchern hängen bleiben. ⓘ
Die Filterschichten werden in Nennwerten verkauft, und normalerweise werden 90 % der Partikel, die größer als der Nennwert sind, von der Schicht aufgefangen.
- Kieselgur-Filter ⓘ
Filter, die ein pulverförmiges Medium verwenden, sind wesentlich komplizierter zu bedienen, können aber vor der Regenerierung viel mehr Bier filtern. Zu den üblichen Medien gehören Kieselgur und Perlit. ⓘ
Bei der Mehrzahl der industriell erzeugten Biere wird das Bier nach der Lagerung gefiltert (früher Massefilter, heute Kieselgurfilter, Cross-Flow Filter, Entkeimungsfilter). Dabei wird durch letztmalige Ausfilterung von Eiweißgerbstoff-Verbindungen, Hopfenharzen, Hefezellen und bierschädlichen Bakterien eine Klarheit erreicht, die durch die normale Klärung bei der Lagerung nicht möglich wäre. ⓘ
Nebenerzeugnisse
Bei den Nebenprodukten der Brauerei handelt es sich um "Treber" und das Sediment (oder "Bodensatz") aus dem Filtrationsprozess, das getrocknet und als "Trockenhefe" für Geflügelfutter weiterverkauft oder zu Hefeextrakt verarbeitet wird, der in Marken wie Vegemite und Marmite verwendet wird. Das Verfahren zur Umwandlung des Hefesediments in essbaren Hefeextrakt wurde von dem deutschen Wissenschaftler Justus von Liebig entdeckt. ⓘ
Biertreber (auch Treber, Biertreber oder Biertreber) ist das Hauptnebenprodukt des Brauprozesses; er besteht aus den Rückständen von Malz und Getreide, die nach dem Läutern im Läuterbottich verbleiben. Er besteht hauptsächlich aus Getreidespelzen, dem Perikarp und Fragmenten des Endosperms. Da er hauptsächlich aus Kohlenhydraten und Proteinen besteht und von Tieren leicht verzehrt werden kann, wird Biertreber als Tierfutter verwendet. Biertreber kann auch als Düngemittel, als ganzes Korn in Brot sowie zur Herstellung von Mehl und Biogas verwendet werden. Biertreber ist auch ein idealer Nährboden für Pilze wie Shiitake, und einige Brauereien züchten bereits ihre eigenen Pilze oder liefern Biertreber an Pilzzuchtbetriebe. Biertreber kann bei der Herstellung von roten Ziegeln verwendet werden, um die offene Porosität zu verbessern und die Wärmeleitfähigkeit der Keramikmasse zu verringern. ⓘ
Brauereiindustrie
Die Brauindustrie ist ein globaler Wirtschaftszweig, der aus mehreren dominierenden multinationalen Unternehmen und vielen Tausenden anderer Hersteller besteht, die je nach Größe, Region und Marketingpräferenz als Mikrobrauereien, regionale Brauereien oder Handwerksbrauereien bekannt sind. Jährlich werden mehr als 133 Milliarden Liter (3,5×1010 US-Gallonen; 2,9×1010 Imperial-Gallonen) verkauft, was im Jahr 2006 einen weltweiten Gesamtumsatz von 294,5 Milliarden Dollar (147,7 Milliarden Pfund) ergab. SABMiller wurde durch die Übernahme von Royal Grolsch, dem Hersteller der niederländischen Premium-Biermarke Grolsch, zum größten Brauereiunternehmen der Welt. InBev war das zweitgrößte bierproduzierende Unternehmen der Welt und Anheuser-Busch stand an dritter Stelle, aber nach der Übernahme von Anheuser-Busch durch InBev ist das neue Unternehmen Anheuser-Busch InBev derzeit die größte Brauerei der Welt. ⓘ
Das Brauen zu Hause unterliegt in vielen Ländern Vorschriften und Verboten. Im Vereinigten Königreich wurden die Beschränkungen für das Heimbrauen 1963 aufgehoben, Australien folgte 1972 und die USA 1978, obwohl die einzelnen Bundesstaaten ihre eigenen Gesetze zur Beschränkung der Produktion erlassen durften. ⓘ
Grundverfahren
Schroten
Schrotmühle
Das Malz wird mit einer Schrotmühle zerkleinert (geschrotet), um die spätere Lösung der darin enthaltenen Stoffe im Brauwasser zu erleichtern. Dabei kommt es darauf an, dass die Spelzen erhalten bleiben. Sie dienen als Filterschicht während des Läutervorgangs. Der Rest des Malzes sollte in Grieße und Mehle zerkleinert werden. Unterschieden wird zwischen Schrotmühlen mit zwei Walzen, vier Walzen oder sechs Walzen sowie mit oder ohne Siebung. Weiterhin kann zur Verbesserung des Spelzenvolumens eine Konditionierschnecke mit Abstehbehälter über der Schrotmühle installiert werden. ⓘ
Hammermühle
In einer Hammermühle wird das Malz komplett zertrümmert. Das durch das „Zerhämmern“ entstandene Schrot ist in seiner Zusammensetzung wesentlich feiner als das in einer Schrotmühle geschrotete, da die Spelzen „zertrümmert“ werden. Da die natürliche Filterdecke der Spelzen nicht mehr vorhanden ist, kommt beim Läutern überwiegend ein Maischefilter zum Einsatz. ⓘ
Iodprobe
Das Maischen ist beendet, wenn die Stärke vollständig in Malzzucker gespalten ist. Um das zu erkennen, wird die Iodprobe durchgeführt. Iod ist ein Indikator für Stärke: Eine Probe des Maische-Ansatzes verfärbt sich mit Iod bei Anwesenheit von Stärke dunkelblau. Verfärbt sie sich nicht, so ist die Stärke vollständig vermaischt (zu Malzzucker umgesetzt). Zur Probe werden der heißen Maische einige Tropfen entnommen und mit Iodlösung versetzt. Da die Maischeflüssigkeit bräunlich ist, wird zum besseren Erkennen einer Blaufärbung auf einem weißen Teller beprobt. Verfärbt sich die Probe mit Iod blau, so ist die Maischung noch nicht beendet und es ist weitere Zeit nötig, damit die Enzyme die restliche Stärke in Malzzucker umwandeln. Bleibt die Probe gelblich-bräunlich ist die Stärke vollständig vermaischt und das Läutern kann beginnen. ⓘ
Würzekochen
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In der Würzepfanne oder „Sudpfanne“ wird die Würze (bis zum Sieden) gekocht. Dabei wird Hopfen (ursprünglich in Form von Hopfendolden, mit zunehmender Industrialisierung des Bierbrauens jedoch immer öfter in Form von Hopfenpellets oder Extrakt) zugegeben und mitgekocht. Beim Kochen entstehen Temperaturen von über 80 °C, wodurch die ursprünglich im Sud enthaltenen Malzenzyme (Amylase) denaturiert werden und sich zusammen mit anderen denaturierten Eiweißen als Heißtrub an der Oberfläche der kochenden Würze absetzen. ⓘ
Sorte und Menge des Hopfens tragen bei zum Geschmack und zur Haltbarkeit des Biers. Mehr Hopfen ergibt eine längere Lagerfähigkeit und einen herben, bitteren Geschmack des Bieres. Durch das Verdampfen des Wassers beim Kochen wird die Würze auf die für jede Sorte spezifische Stammwürze aufkonzentriert. Am Ende der Würzekochung erfolgt die Bestimmung der Stammwürze mittels einer Bierspindel. Vor der Erfindung der Sudpfanne erfolgte das Erhitzen durch Einlegen heißer Steine in die Würze (Steinbier). Ziele der Würzekochung sind unter anderem die Isomerisation der im Hopfen vorhandenen alpha-Säuren zu iso-alpha-Säuren, das Absenken des pH-Wertes, Austreiben von Dimethylsulfid (DMS), es kommt zu einer Zufärbung durch Hydroxymethylfurfural-Bildung, Entkeimung der Würze und Einstellen auf den gewünschten Stammwürzegehalt. ⓘ
Abkühlen
In einem Wärmeübertrager wird die klare Würze im Gegenstromverfahren mit Brauwasser und anschließend mit Eiswasser auf die für die Hefezugabe erforderliche Temperatur (Anstelltemperatur) gekühlt, mit keimfreier Luft zur Sättigung mit Sauerstoff begast und in einen Gärtank oder Gärbottich geleitet. Eventuell findet vorher eine Flotation statt. Bei der Herstellung von spontan vergorenen Bieren ist noch die Verwendung eines Kühlschiffes gebräuchlich. Kühlschiffe waren vor Erfindung der Kältemaschine das gebräuchliche Mittel um die Würze zu kühlen und anzustellen. ⓘ
Lagerung
Das Jungbier wird anschließend in Lagertanks geschlaucht, wie der Brauer sagt. Hier wird nachgegoren: Der noch vorhandene Zucker wird in Alkohol umgesetzt. Die Lagertanks sind gasdicht verschlossen, so dass das entstehende Kohlenstoffdioxid nicht entweicht und als Kohlensäure im Bier gebunden wird. In den Lagertanks entsteht also ein Überdruck. Das so entstehende Bier hat vorzugsweise einen pH-Wert von 4,5 (manche Biersorten bis zu 3,5). Die Nachgärung kann – je nach Biersorte – zwei Wochen bis drei Monate dauern. Durch die Lagerung erhält das Bier seine Reife und den endgültigen Geschmack. Außerdem setzen sich bei der Lagerung Trübbestandteile ab, womit die darauffolgende Filtration leichter vonstattengeht. ⓘ
Flaschengärung
Bei unpasteurisierten Bieren kommt es in der Bierflasche nochmals zu einem letzten Gärprozess, der Flaschengärung. Da die Lagerung beendet wird, bevor aller Zucker vergoren ist oder das endvergorene Bier mit einer „Speisegabe“ versehen wird (meist gärende Würze im Hochkräusen-Stadium), verbleibt ein Rest Hefe im Bier. ⓘ
Berufsbild von Brauern und Mälzern (Deutschland)
Für den Ausbildungsberuf Brauer und Mälzer sieht die Ausbildungsverordnung seit dem Lehrjahr 2007/08 die gleichen Inhalte vor. Auf Anregung des Deutschen Brauer-Bundes und des Deutschen Braumeister- und Malzmeister-Bundes sind folgende Inhalte den Ausbildungsberufen hinzugefügt worden: die Herstellung alkoholfreier Erfrischungsgetränke, die Wartung, Steuerung und Regelung von Brauereianlagen sowie die Bedienung von Schankanlagen (Kegs). ⓘ
Mit mittlerem Bildungsabschluss und einer mindestens einjährigen Berufspraxis besteht die Möglichkeit, an der Doemens-Fachakademie eine viersemestrige Ausbildung zum Produktionsleiter für Brauwesen und Getränketechnik zu belegen. An der TU Berlin und der TU München (WZW) kann mit der Hochschulreife ein Studium zum Diplom-Braumeister, Diplom-Ingenieur für Brauwesen oder Master of Science/ Bachelor of Science durchgeführt werden. An der Hochschule-Weihenstephan Triesdorf kann mit der Hochschulreife ein Studium im Bereich Brau- und Getränketechnologie erfolgen mit dem Abschluss Bachelor of Engineering (B.Eng.). ⓘ