Bierbrauen 2015

Bierbrauen im Chemie-Unterricht

„Zwischen Leber und Milz … passt immer ein Pils“, sagten die Chemiker der 11. Jahrgangsstufe, nachdem sie heute den ganzen Nachmittag Bier gebraut haben. Die vielen Schritte des Brauvorgangs wurden im Kochtopfmaßstab durchgeführt. Parallel dazu bearbeiteten sie in Kleingruppenarbeit die unterschiedlichsten Stationen, von den Auswirkungen des Alkohols auf den Körper, über Berechnungen zum Alkoholgehalt, vielen chemischen Formeln und Reaktionsgleichungen zum Alkoholstoffwechsel bis zum Mikroskopieren der Hefen. Besonders interessant waren auch die Informationen zum „Kater“ am nächsten Tag. Trotz des vielen Inputs, gab es noch genügend Zeit zum gemeinsamen Pizzaessen.
 
  
   
 
Von der Gerste zum Malz

Am Anfang des Bierbrauens steht die Getreideart Gerste. Der Grundstoff für die alkoholische Gärung ist nicht die reichlich vorhandene Stärke, sondern ihre Bausteine Maltose und Glucose. Das Gerstekorn besitzt die passenden Enzyme, die in der Lage sind Stärke abzubauen. Diese werden bei 42 °C aktiviert. Dieser Keimvorgang wird durch Trocknung unterbrochen (Malz).

Die Zusammensetzung des Brauwassers ist für die Qualität des Bieres entscheidend. Salzgehalt und pH-Wert des Wassers beeinflussen das Lösen der Geschmacks- und Bitterstoffe aus dem Malz und aus dem Hopfen.
 

Maischen ist mehr als Mischen

Der wichtigste Vorgang beim Maischen ist der enzymatische Abbau der im Malz vorkommenden Stärke. Die Enzyme wurden beim Keimen der Gerste bereits hergestellt, und können jetzt bei den passenden Temperaturen zum Einsatz kommen. Neben der Stärke werden auch Proteine, Fette und Cellulose abgebaut. Haltbarkeit und Schaumentwicklung sind stark vom Proteingehalt abhängig. Entstanden ist eine trübe zähe Flüssigkeit, die nach dem Absetzen filtriert wird. Aus dem Treber werden wir in der nächsten Chemiestunde Pizzabrötchen herstellen.

Zu der kochenden Würze gaben wir Hopfen, der dem Bier seinen angenehm bitteren Geschmack verleiht. Wir können die Lösung der Bitterstoffe aus dem Hopfen steuern, da der Extraktionsgrad stark vom pH-Wert der Lösung abhängt.
 

Hefen sind Pilze

Im Mittelalter verließ man sich beim Bierbrauen darauf, dass die natürlichen Hefen früher oder später die Würze befielen. Wir bekamen unsere Zutaten vom Blesius Garten. Man unterscheidet obergärige und untergärige Hefe. Die optimale Gärtemperatur von Hefen liegt zwischen 5 °C und 10 °C, sodass wir das Bier 6-8 Tage im Kühlschrank deponieren müssen.

 

Woher kommt der Alkohol?

Die Hefen müssen, wie alle anderen Organismen, aus ihrer Nahrung verwertbare Energie in Form von ATP gewinnen. Bei Anwesenheit von Sauerstoff bauen sie, Glucose zu Kohlenstoffdioxid und Wasser ab. Bei Sauerstoffmangel ist die Hefe gezwungen eine alkoholische Gärung durchzurühren. Hierbei wird Ethanol (Alkohol) und Kohlenstoffdioxid frei.

 

Zu guter Letzt

Nach der Gärung wird das Bier filtriert, und so von der Hefe getrennt. Nach dem Stabilisieren, Klären und Pasteurisieren kommt das Bier unter Kohlenstoffdioxid-Überdruck in Lagertanks und muss bei niedrigen Temperaturen noch ca. drei Monate reifen.