Bierbrauen

Bierbrauen: Die Schritte des Brauprozesses – vom Rohstoff zum fertigen Bier

Das Bierbrauen beginnt mit der Verarbeitung von Getreide, meist Braugerste, zu Malz. Beim Mälzen werden vor allem Enzyme gewonnen, die im weiteren Brauprozess eine wichtige Rolle spielen. Der eigentliche Brauprozess beginnt mit dem sogenannten Maischen, bei dem das geschrotete Malz mit Wasser vermischt wird. Durch die allmähliche Erwärmung setzt das Malz Enzyme frei, die die im Malz enthaltene Stärke in wasserlösliche Stoffe wie Maltose umwandeln. Im nächsten Schritt wird die Maische im Läuterbottich filtriert, wobei der Malztreber von der flüssigen Würze getrennt wird. Mit heißem Wasser werden die restlichen Zucker aus dem Treber gespült und der Würze zugegeben.

Die Würze, die so genannte Vorderwürze, wird dann zusammen mit dem Hopfen gekocht. Nach dem Kochen wird die Mischung in einem Whirlpool oder über einen Filter von geronnenem Eiweiß und Schwebstoffen befreit – ein Vorgang, der als Läutern bezeichnet wird. Die geklärte Anstellwürze wird nun im Kühler auf Gärtemperatur gebracht und mit Hefe versetzt, deren Art von der Biersorte abhängt: Obergärige Hefe benötigt 18-24 °C, untergärige Hefe 8-14 °C. Bei der alkoholischen Gärung wandelt die Hefe den Zucker in Ethanol und Kohlendioxid um. Ein Teil des Kohlendioxids bleibt als Kohlensäure im Bier gebunden.

Nach etwa einer Woche Hauptgärung reift das Jungbier weitere vier bis sechs Wochen, um seine Aromen zu entfalten. Das fertige Bier wird schließlich filtriert und in Flaschen, Fässer oder Dosen abgefüllt.

Malzherstellung – Von der Keimung bis zur Trocknung

Die Malzherstellung beginnt in der Mälzerei, wo die Gerste – oder bei Weizenmalz der Weizen – durch Zugabe von Wasser zum Keimen gebracht wird. Während dieses Keimvorgangs bildet sich im Korn das Enzym Amylase, das für die spätere Stärkespaltung notwendig ist. Nach einer Ruhephase von sechs bis acht Wochen, in der das Korn seine optimale Keimfähigkeit erreicht, wird es in speziellen Weichbehältern etwa zwei Tage lang eingeweicht, so dass der Wassergehalt auf etwa 45 % ansteigt. Überflüssige und leere Körner, die an die Oberfläche schwimmen, werden abgeschöpft.

Das feuchte Korn wird dann in den Keimkasten überführt, wo bei kontrollierter Temperatur und Frischluftzufuhr die Keimung in mehreren Phasen abläuft: Am ersten Keimtag durchbricht der Wurzelkeim die Schale und das Keimgut wird als Keimhaufen bezeichnet. Nach drei Tagen teilt sich die Wurzel und die Bezeichnung ändert sich in Gabelhaufen. Am fünften Tag greifen die Wurzeln der Körner ineinander und bilden den Greifhaufen – die Keimung ist abgeschlossen und das Ergebnis heißt Grünmalz.

Um die Keimung zu stoppen, wird das Grünmalz auf 85 bis 100 °C erhitzt, was als Darren bezeichnet wird. Das Darren wird in Schwelken und Abdarren unterteilt. Beim Schwelken bestimmt die Restfeuchte des Grünmalzes die spätere Farbe des Malzes, da vermehrt Ausgangsstoffe für die Maillard-Reaktionen gebildet werden. Beim Abdarren wird das Malz vollständig getrocknet. Dabei werden auch die Malzenzyme inaktiviert, was bei niedrigem Wassergehalt besonders schonend geschieht.

Die Eigenschaften des Malzes, die durch die Getreideart, die Keimdauer und die Temperatur sowie die Feuchtigkeit und Temperatur beim Darren beeinflusst werden können, bestimmen maßgeblich den Geschmack des Bieres. Hohe Darrtemperaturen führen beispielsweise zu Malzen mit teilweise karamellisierten oder gerösteten Noten, die sich in dunklen, aromatischen Bieren mit karamellisiertem oder rauchigem Geschmack widerspiegeln.

Schroten – Vorbereitung des Malzes für den Brauprozess

Das Schroten des Malzes ist ein wichtiger Schritt im Brauprozess, da es die Lösung der im Malz enthaltenen Nährstoffe im Wasser erleichtert. In einer Schrotmühle wird das Malz zerkleinert, wobei darauf geachtet wird, dass die Spelzen intakt bleiben, da sie beim späteren Läutern als natürliche Filterschicht dienen. Der verbleibende Malzkörper wird in verschiedene Feinheitsgrade, nämlich Schrot und Mehl, zerkleinert. Schrotmühlen unterscheiden sich nach der Anzahl der Walzen: Modelle mit zwei, vier oder sechs Walzen sind üblich, ebenso Varianten mit und ohne Siebung. Für größere Spelzenmengen kann über der Schrotmühle eine Konditionierschnecke mit Absetzbehälter installiert werden, die das Malz entsprechend konditioniert.

In der Hammermühle hingegen wird das Malz vollständig zerkleinert, wodurch das Schrot wesentlich feiner wird als in der konventionellen Schrotmühle. Da die Spelzen dabei zerkleinert werden und ihre Filterfunktion nicht mehr wahrnehmen können, ist beim Läutern der Einsatz eines Maischefilters notwendig.

Maischen – Enzyme, Temperaturen und der Weg zum fertigen Bier

Unter Maischen versteht man die Extraktion der Malzinhaltsstoffe durch enzymatische, chemische und physikalische Prozesse, wobei das geschrotete Malz zunächst in einem Maischbottich mit warmem Wasser vermischt wird. Dieser Schritt, das Maischen, beginnt in der Regel bei etwa 30 °C. Anschließend wird die Maische unter ständigem Rühren auf ca. 45 °C erhitzt, wo in der sogenannten Eiweißrast das Eiweiß in Aminosäuren aufgespalten wird. Danach wird die Temperatur allmählich auf gut 70 °C erhöht. In dieser so genannten Amylaserast wandelt das Enzym Amylase die Stärke in Malzzucker (Maltose) und Dextrine um. Höhere Temperaturen als 78 °C werden vermieden, da die Enzyme bei zu großer Hitze zerstört würden.

Die Wahl des Wassers spielt eine entscheidende Rolle für den Geschmack des Endprodukts, da sie den Mineral- und Salzgehalt des Bieres beeinflusst. So eignet sich weiches, kalkarmes Wasser besonders für herbe Biere wie Pilsener. Während des Maischens werden häufig eine oder mehrere Temperaturstufen – sogenannte Rasten – eingelegt, bei denen die Temperatur für eine bestimmte Zeit stabil gehalten wird, um bestimmte enzymatische Umsetzungen zu fördern.

So fördert eine Rast bei ca. 65 °C die Bildung von Maltose, die später bei der Gärung in Alkohol umgewandelt wird. Eine Rast bei ca. 70 °C hingegen fördert die Bildung von Dextrinen, die dem Bier Körper und Fülle verleihen. Das Maischen dauert in der Regel zwei bis vier Stunden und hat einen großen Einfluss auf den endgültigen Biergeschmack.

Es gibt zwei Hauptmethoden des Maischens: das Infusionsverfahren und das Dekoktionsverfahren. Moderne Brauereien verwenden häufig mehrstufige Infusionsverfahren, während britische Brauereien häufig eine einstufige Infusion bei konstanter Temperatur verwenden, um die Aktivität aller Enzyme gleichzeitig zu fördern. Charakteristisch für das Infusionsverfahren ist die gleichmäßige Erhitzung des gesamten Sudkesselinhalts.

Das Dekoktionsverfahren ist ein traditionelles Verfahren, das in Deutschland und vor allem in Bayern weit verbreitet ist. Dabei wird ein Teil der Maische in eine separate Pfanne abgezogen und dort erhitzt, wodurch die Stärkemoleküle thermisch aufgeschlossen werden. Die erhitzte Teilmaische wird dann wieder zurückgeführt und erhöht so die Temperatur im Maischbottich für die nächste Rast. Da eine exakte Temperaturführung früher kaum möglich war, wurde bei diesem Verfahren die Temperatur der Maische über das Volumen der Teilmaischen gesteuert.

Bei der klassischen dreifachen Dekoktion werden drei separate Teilmaischen erhitzt, so dass die Maische Temperaturen von 45 bis 55 °C, 62 bis 68 °C und schließlich 73 bis 77 °C erreicht. In diesen Temperaturphasen wirken die Enzyme Proteinase, Beta-Amylase und Alpha-Amylase, die es dem Braumeister ermöglichen, ein breites Spektrum an Aromen und Konsistenzen im Bier zu erzeugen.

Iodprobe – Letzter Schritt zur erfolgreichen Maischung

Das Maischen ist beendet, wenn die Stärke vollständig in Malzzucker aufgespalten ist. Um dies festzustellen, wird die Iodprobe durchgeführt. Iod ist ein Indikator für Stärke: Eine Probe der Maische färbt sich mit Iod dunkelblau, wenn Stärke vorhanden ist. Bleibt die Verfärbung aus, ist die Stärke vollständig vermaischt (in Malzzucker umgewandelt).

Für die Probe werden der heißen Maische einige Tropfen entnommen und mit Iodlösung versetzt. Da die Maischeflüssigkeit bräunlich ist, wird die Probe auf einem weißen Teller entnommen, um eine Blaufärbung besser erkennen zu können. Färbt sich die Probe mit Iod blau, ist die Maischung noch nicht beendet. Bleibt die Probe gelblich-braun, ist die Stärke vollständig aufgeschlossen und es kann mit dem Läutern begonnen werden.

Läutern – Trennung von Malz und Würze im Brauprozess

Beim Läutern wird das Malz von der Würze, der beim Maischen anfallenden Flüssigkeit, getrennt. Dazu wird der heiße Sud in einen Läuterbottich umgefüllt, in dem die Würze durch ihre „selbstfiltrierende“ Eigenschaft den Filtrationsprozess unterstützt. Die im Sud enthaltenen Malzreste, vor allem die Spelzen der Getreidekörner, sinken nach unten und bilden am Boden eine Filterschicht, den sogenannten Treberkuchen. Dieser wirkt wie ein natürlicher Filter und trennt alle Feststoffe von der Flüssigkeit.

Bei Getreidesorten wie Weizen, die keine Spelzen haben, wird oft Gerste zugesetzt, um den Filtrationsprozess zu unterstützen. Die aus dem Läuterbottich abfließende Flüssigkeit, die sogenannte Vorderwürze, ist die klare Würze, die für den Brauprozess weiterverwendet wird, während der verbleibende Treber meist als Viehfutter dient.

Während des Läuterns kann es vorkommen, dass die abfließende Würze stehen bleibt. Dann wird der Treberkuchen vorsichtig aufgelockert, um die Fließfähigkeit wiederherzustellen und eine gleichmäßige Extraktion zu ermöglichen. Nach der Vorderwürze wird mit heißem Wasser nachgereinigt, um die letzten Extraktstoffe aus dem Treber zu lösen. Menge und Häufigkeit des Nachgusses beeinflussen den Malzzucker- und Extraktgehalt und damit später den Alkoholgehalt und die Stammwürze des Bieres. Wird der Extraktgehalt zu gering, spricht man von Glattwasser, das zwar für kräftigere Würze verwendbar ist, aber auch mehr Gerbstoffe enthalten kann.

Alternativ zur klassischen Methode im Läuterbottich kann auch ein Maischefilter eingesetzt werden, in dem die Spelzen separat entfernt und behandelt werden. Hierdurch kann der Geschmackseinfluss von hitzebedingten Gerbstoffen im Filter reduziert werden. Eine Rückführung der Spelzenextrakte, die der Hefe wichtige Nährstoffe wie Zink liefern, ist jedoch notwendig. Der Einsatz eines Maischefilters ist technisch aufwändiger und erfordert einen höheren Automatisierungsaufwand, insbesondere bei der Reinigung und Entleerung.

Würzekochung – Hopfen verleiht Charakter und Haltbarkeit

In der so genannten Würze- oder Sudpfanne wird die Bierwürze auf hohe Temperaturen erhitzt und zum Kochen gebracht. Dabei wird Hopfen zugegeben, der heute meist in Form von Pellets oder Extrakt verwendet wird, während früher die Hopfendolden selbst verwendet wurden. Beim Erhitzen der Würze auf über 80 °C werden Malzenzyme wie die Amylase denaturiert und bilden mit anderen hitzeempfindlichen Proteinen den sogenannten Heißtrub, der sich an der Oberfläche absetzt.

Der Hopfen beeinflusst sowohl den Geschmack als auch die Haltbarkeit des Bieres: Mehr Hopfen verleiht dem Bier eine stärkere Bittere und verlängert die Haltbarkeit. Durch die Verdampfung des Wassers konzentriert sich die Würze auf die für die jeweilige Biersorte spezifische Stammwürze. Diese Stammwürze wird nach dem Kochen mit einer Bierspindel gemessen. Früher, vor der Erfindung der Sudpfanne, erhitzte man die Würze durch Auflegen heißer Steine – ein Verfahren, das als Steinbier bekannt ist.

Die Ziele des Würzekochens sind vielfältig: Zum einen wird der im Hopfen enthaltene Bitterstoff Alphasäure in Iso-Alphasäure umgewandelt, was zur Bitterkeit des Bieres beiträgt. Gleichzeitig sinkt der pH-Wert und unerwünschte Stoffe wie Dimethylsulfid (DMS) werden ausgetrieben. Durch die Bildung von Hydroxymethylfurfural (HMF) erhält die Würze außerdem eine leichte Färbung. Außerdem dient das Kochen der Entkeimung der Würze für eine einwandfreie Gärung und der Einstellung des Stammwürzegehaltes, der für den Alkoholgehalt und die Vollmundigkeit des Bieres entscheidend ist.

Ausschlagen und Abkühlen der Würze: Vom Heißtrub zur klaren Ausschlagwürze

Nach dem Würzekochen wird die Würze von ungelösten Hopfenbestandteilen und ausgefallenem Eiweiß, dem sogenannten Heißtrub, befreit. Dies geschieht heute meist im Whirlpool, früher im Kühlschiff. Die Würze wird durch seitliches Einleiten in eine Drehbewegung versetzt, wodurch sich der Heißtrub kegelförmig in der Mitte des Behälters absetzt. Die klare Würze, die so genannte Ausschlagwürze, wird dann seitlich abgezogen und für den nächsten Schritt vorbereitet.

Anschließend wird die Ausschlagwürze in einem Wärmetauscher im Gegenstromverfahren abgekühlt. Dabei wird zunächst Brauwasser und dann Eiswasser verwendet, um die Würze auf die für die Hefezugabe optimale Temperatur, die Anstelltemperatur, zu bringen. Dies geschieht unter Zufuhr von Sterilluft, die die Würze mit Sauerstoff anreichert, bevor sie in den Gärtank oder Gärbottich gelangt. Für spezielle Biersorten, die spontan vergären, wird nach wie vor das Kühlschiff verwendet, wie es vor der Einführung von Kühlanlagen üblich war. Kühlschiffe waren früher die einzige Möglichkeit, die Würze schonend abzukühlen und für den Anstellprozess vorzubereiten.

Hefe, Gärung und Reifung: Wie Bier Geschmack und Kohlensäure bekommt

Sobald die Würze die erforderliche Temperatur zwischen 5 °C und 20 °C erreicht hat, wird Hefe zugegeben. In den großen Gärbottichen, die früher in kühlen Gärkellern standen, setzt die Hefe die Gärung in Gang, bei der der Zucker in Alkohol (Ethanol) und Kohlensäure umgewandelt wird. Innerhalb von fünf bis acht Tagen werden 60 bis 70 Prozent des Malzzuckers in Alkohol und Kohlensäure umgewandelt. Das freiwerdende Kohlendioxid wird abgesaugt und aufbereitet, um es später bei Bedarf dem Bier wieder zuzuführen.

Je nach verwendeter Hefeart und Rezeptur entsteht obergäriges oder untergäriges Bier. Häufig werden speziell gezüchtete Reinzuchthefen verwendet. Früher wurde die Gärung jedoch von verschiedenen Hefestämmen und Bakteriengemeinschaften beeinflusst, die jede Brauerei durch ihre eigene Mikroflora prägten. Entweder wurde die Hefe von einem so genannten „Hefner“ gezüchtet oder die Gärung erfolgte durch Spontangärung, die auf natürliche Weise durch die Umgebungshygiene ausgelöst wurde. Insbesondere bei belgischen Bieren wie Lambic ist diese Art der Spontangärung noch heute anzutreffen.

Anschließend wird das Jungbier in Lagertanks umgefüllt und einer Nachgärung unterzogen. In diesen geschlossenen Tanks wird der restliche Zucker zu Alkohol vergoren, die dabei entstehende Kohlensäure bleibt gebunden und es entsteht ein leichter Überdruck im Tank. Durch diesen Prozess erhält das Bier seine Reife und den gewünschten Kohlensäuregehalt. Die Nachgärung, die je nach Biersorte zwischen zwei Wochen und drei Monaten dauert, sorgt außerdem dafür, dass sich die Trübstoffe absetzen, was die spätere Filtration erleichtert und dem Bier seine Klarheit und seinen endgültigen Geschmack verleiht.

Abfüllung und Lagerung: Der letzte Schliff für den Biergenuss

In modernen Brauereien wird das Bier nach der Lagerung in der Regel filtriert, um höchste Klarheit und Stabilität zu gewährleisten. Während früher Massenfilter verwendet wurden, kommen heute Kieselgurfilter, Cross-Flow-Filter oder Entkeimungsfilter zum Einsatz. In diesem Schritt werden Eiweiß-Gerbstoff-Verbindungen, Hopfenharze, Hefezellen und unerwünschte Bakterien, die durch die natürliche Klärung während der Lagerung nicht vollständig entfernt werden können, endgültig aus dem Bier gefiltert. Das Ergebnis ist ein kristallklares, optisch reines Bier, das länger haltbar und geschmacksstabil ist.

Nach der Filtration erfolgt die Abfüllung, die in den meisten Brauereien vollautomatisch abläuft. Hier wird das Bier in Flaschen, Dosen oder Fässer abgefüllt. Für das industriell hergestellte Hefetrübbier wird zuvor abgetötete Hefe zugesetzt, um die typische Trübung zu erzeugen. Früher wurden zur Lagerung Eichenfässer verwendet, die mit Brauerpech ausgekleidet wurden, um den Kontakt des Bieres mit dem Holz zu verhindern. Bei der Abfüllung wird mit Gegendruck gearbeitet, um das im Bier gebundene Kohlendioxid zu erhalten und die Aufnahme von Sauerstoff zu verhindern, was die Frische und Qualität des Bieres bewahrt.

Nach der Abfüllung kann das Bier getrunken werden. In den Flaschen und Fässern setzt sich die Reifung jedoch fort, und der Geschmack kann sich unter dem Einfluss von Licht und Temperatur verändern. Licht und Wärme fördern Zersetzungsprozesse, die mit der Zeit das Aroma des Bieres beeinflussen können.