Bierbrauen im Kochtopfmaßstab

BIERBRAUEN
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Elke Entenmann, Anja Faatz; Jörg Schmitt (2005, 2009, 2012)
Rezeptur variiert nach Monika Kallfelz
Bierbrauen im Kochtopfmaßstab
Jede Schülergruppe besorgt
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1 Kochtopf ca. 10 Liter
1 weiteres großes Gefäß, z.B. sehr sauberen Putzeimer
1 leistungsstarke Kochplatte
1 Meßbecher
1 Schaumlöffel, 1 Suppenkelle,
1-2 Tücher zum Abläutern (gut geeignet: Windel, ohne Waschmittel ausgekocht)
1 großen Kochlöffel
1 Teelöffel pro Schüler ( zum Probieren)
Handtücher für Hände, zum Spülen und Putzen
saubere Kanister um weiches Wasser zu transportieren
Kühlakkus
genügend Flaschen, möglichst mit Bügelverschluß
Die Schule besorgt:
 Platten und Töpfe
 Thermometer
 Würzespindel ( oder Oechslewaage oder Aräometer)
 pH-Stick
 Malz geschrotet (1,25 kg pro Ansatz),
 Hopfen (Pellets: 10 g pro Ansatz, bzw. 1 g/l Bier) von Brauerei
 Hefe
 weiches Wasser
 Testsatz für Härtebestimmung
 Schlauch, Trichter
 Literatur: Lexikon, Bücher über Bier
 Uhrgläser
 Pipette und J2 / KJ für Stärkenachweis
Vorarbeiten: Gruppen einteilen, Töpfe und Platten durchzählen,
Aufräumdienst klären
Arbeitsblätter ausgeben
Aufgaben:
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Markiere mit einem Textmarker alle Temperatur und Zeitangaben
Markiere mit einer anderen Farbe alle Zutaten
Schreibe vorgesehene Uhrzeiten an die einzelnen Stationen
Besorge die Geräte laut Liste, bringe Deinen Namen an und gib alles rechtzeitig in der
Schule ab
Beantworte mit eigenen Worten folgende Fragen:
 Warum kann man nicht Gerste direkt zum Brauen verwenden, sondern muß erst Malz
herstellen?
 Warum ändert sich der Extraktgehalt und der pH-Wert während der Gärung?
 Fasse die Aussagen des Reinheitsgebotes zusammen! Warum werden nur 3 Zutaten
genannt?
 Brauerei ist ein uraltes biotechnologisches Verfahren. Was versteht man unter
Biotechnologie? Wie lange ist Bier schon bekannt?
 Nenne verschiedene Biersorten; Was ist Malzbier? Wie bekommt man dunkles
Bier? - Wie stellt man alkoholfreies Bier her?
 In welchen Gebieten Deutschlands wird Hopfen angebaut?
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Elke Entenmann, Anja Faatz; Jörg Schmitt (2005, 2009, 2012)
Jetzt geht's los: Pro Gruppe:
1. Einmaischen:
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4,5 Liter weiches Wasser (max. 10 dH)
Wasserhärte sorgfältig bestimmen
auf 40°C erwärmen
1,25 kg Malz zugeben
umrühren
Exkurs Malz: Malz gewinnt man aus Gerste durch Keimung und anschließende Trocknung.
Während der Keimung werden Enzyme gebildet bzw. aktiviert, die beim Brauen die Stärke der
Gerstenkörner zu Zucker abbauen können (Amylasen). Den Zucker soll die Hefe vergären.
Andere Enzyme (Glucanasen, Zellulasen) lösen die Zellwände auf.
2. Eiweißrast:
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auf 52 °C erwärmen, Temp. 30 min halten, gelegentlich umrühren
alle Temperaturen müssen genau (auf 1 K) eingehalten
werden! Thermometer in der umgerührten, freien Flüssigkeit
ablesen, kein Fieberthermometer!
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weitere 4,5 Liter weiches Wasser für 6. holen
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Experiment: jetzt oder später:
a)
Vergleiche den Geschmack von Getreidekörnern und
Malzkörnern (Härte?, süß?)
b) Zerstoße jeweils einige Gerstenkömer und Malzkörner im Mörser
und weise Stärke nach:
Jodprobe: 1 Trpf Iod-Kaliumiodid ergibt mit Stärke eine violette
Färbung
Exkurs Eiweißrast: Bei dieser Temperatur arbeiten die Enzyme optimal, die die Eiweiße des
Gerstenkorns zu Aminosäuren abbauen. Aminosäuren werden zur Ernährung der Hefe
gebraucht. Es muß aber etwas Eiweiß übrigbleiben, damit das Bier Schaum bildet! Also: nicht zu
lange 52°C halten!
3. Maltoserast I:
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auf 65°C erwärmen, Temp. 20 min halten, gelegentlich umrühren
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Experiment: a) Stärkenachweis wie oben
b) Experiment zu Beginn und am Ende dieser Station auf süßen
Geschmack prüfen!
Exkurs ß-Amylase: Dieses Enzym baut Stärke ab. Es spaltet bei 65°C besonders gut von außen
her Maltose (=Malzzucker = Zucker aus 2 Glucose Einheiten) ab.
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4. Maltoserast II:
 auf 72°C erwärmen , ca. 30 min halten, gelegentlich umrühren
 Experiment: Stärkenachweis wie oben
 es wird weitergearbeitet, sobald der Stärkenachweis negativ ist d.h. keine
Blaufärbung mehr, sondern gelbbraun durch Jod
 Gefäß und Tuch für 6. vorbereiten
 weitere 4,5 l Wasser für 6. auf 80°C erwärmen
Exkurs α-Amylase: Dieses Enzym baut Stärke besonders gut bei 72°C von innen her ab. Dabei
werden willkürlich Glucose-Einheiten getrennt. Übrig bleiben Bruchstücke von ca. 6-8
Glucose-Einheiten.
5. Enzymdenaturierung
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auf 78°C erwärmen, ca. 10 min halten
Exkurs Inaktivierung: Bei 78°C werden die Enzyme durch eine Veränderung ihrer räumlichen
Struktur inaktiv. So bleiben einige Bruchstücke, die für den Geschmack des Bieres wichtig sind,
erhalten.
6. Abläutern
 auf ein großes Gefäß wird ein Tuch gespannt, Volumen und Masse des
Trebers abschätzen!
 mit dem Schaumlöffel werden die festen Bestandteile auf den Filter gegeben
und mit der verbleibenden Flüssigkeit ausgewaschen, (nicht rühren!!, nicht
auspressen!!)
 der Filterrückstand (Treber) wird mit 4,5 l 80°C heißem Wasser ausgewaschen
Die Flüssigkeit im Gefäß heißt jetzt Würze. Die Würze soll klar sein.
Der Treber kann in einer Plastiktüte mitgenommen und eingefroren werden. Er eignet sich zur
Herstellung von Treberbrötchen. Andere Verwendung: Viehfutter!
Bitte das Tuch keinesfalls im Waschbecken reinigen, akute Verstopfungsgefahr, sondern in
einem Eimer auswaschen und über die Toilette entsorgen!
7. Würzekochen:
 Würze zum Kochen bringen und 10 g Hopfenpellets (1 g/L Bier) oder eine
entsprechend Menge Hopfenextrakt ( 7,5 g reichen für 50 Liter Bier) zusetzen.
 60 - 90 min sprudelnd kochen bei geöffnetem Deckel, verdampftes Wasser
ersetzen!
Exkurs Hopfen: Gitterstoffe und Gerbstoffe des Hopfens sind wichtig für den Geschmack und die
Haltbarkeit des Bieres.
8. Hopfenseihen:
 Würze einige Minuten abkühlen und ruhig stehen lassen;
Man beobachtet einen großflockigen Niederschlag (Eiweiß - Heißtrub)
 Über ein Tuch wird die warme Würze in den Gärbehälter filtriert;
Experiment: Extraktgehalt der Stammwürze bestimmen
(Umrechnung Dichte/Extraktgehalt Bier / Öchslegrade Wein).
Der Extraktgehalt gibt den Anteil an gelösten Stoffen, z.B. Zucker, Proteine,
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Geschmacksstoffe etc. an.
Sollwert ca. 12 % (10-14) bei 20 C, evtl. Temperaturkorrektur!
Experiment: pH-Wert bestimmen (pH-Stick verwenden, da 1 Kommastelle
notwendig; Ausschalten nicht vergessen!) Sollwert: pH 5,0 - 5,6
Ab jetzt steril (hier keimarm) arbeiten!!
9. Abkühlen der Würze
 möglichst zügig, Hilfsmittel benutzen, z.B. Wasserbad, Kühlakkus,
Eiswürfel unbedingt unter 20°C kühlen!
10. Hefe zugeben
 zur Verfügung stehende Hefe aufrühren und auf den Kurs verteilen,
umrühren Gefäß abdecken (ca. 0,5 l Hefe auf 50 l Bier)
Exkurs Hefe: Es handelt sich um Pilze, sehr ähnlich der Bäckerhefe, die zur Deckung des
eigenen Energiebedarfs Zucker (z.B. Glucose und Maltose, nicht aber Stärke!) auch ohne
Sauerstoff abbauen können. Wir setzen untergärige Hefe ein, sie sammelt sich am Ende der
Gärung unten im Topf.
11. Gärung
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Ansatz in einem kühlen Raum deponieren, Temp. möglichst unter 10°C!
täglich Schaumbildung beobachten und evtl. Extrakt und pH messen
Die Gärung dauert 6-8 Tage, dann Extrakt ca. 2,5 %, pH 4,6,
schwache CO2 Entwicklung
Exkurs Gärung: Zucker  Alkohol + Kohlenstoffdioxid
Gleichung mit Strukturformeln??
Der Alkoholgehalt läßt sich näherungsweise bestimmen nach der Faustregel:
(Stammwürzegehalt vor der Gärung - Extraktgehalt im. Bier) : 2 = Vol%Alkohol.
Es gibt auch andere Arten von Gärung, z.B. die Milchsäuregärung (Joghurt etc.)
12. Nachgärung
 Abfüllen mit sauberem Schlauch in sterile Flaschen (Flaschen 30 min bei 150°C im
Backofen sterilisieren, Gummidichtungen nicht in den Backofen, sondern in
Wasser auskochen)
 kalt lagern (optimal 1°C)
 in den ersten 2-3 Tagen werden die Flaschen täglich entlüftet, damit
überschüssiges CO2 entweichen kann.
 Die Nachgärung dauert 2-3 Wochen.
 Das Bier sollte nicht älter als 6 Wochen werden
Prost!
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Elke Entenmann, Anja Faatz; Jörg Schmitt (2005, 2009, 2012)
Literatur und Material zum Thema Bier
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Narziß,L. Abriß der Bierbrauerei Enke Verlag Stuttgart, 1995
Schuster, Weinfurter, Narziß: Die Technologie der Malzbereitung Enke Verlag Stuttgart
Vogel,W: Bier aus eigenem Keller Ulmer Verlag Stuttgart, 1984
Hlatky,M.; Reil,F.: Bierbrauen für Jedermann Stocker Verlag Graz, Stuttgart, 1995
Pütz,J. Das Hobbythek - Buch 7 VGS Köln 1982
Udo Krause, Bier Brauen – Das Praxisbuch, ISBN 3-7787-3640-X
Jan Koolman, Hans Moeller, Klaus-Heinrich Röhm, Kaffe, Käse, Karies..., Biochemie im Alltag,
Wiley-VCH, ISBN 3-527-29530-5
Broschüren und Unterrichtsmaterial:
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z.B. Broschüre Vom Halm zum Glas", Gesellschaft für Öffentlichkeitsarbeit der deutschen
Brauwirtschaft e.V. Annabergstr. 28 53175 Bonn Fax 0228 9590617
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Folienserie 20 Biotechnologie/ Gentechnik"(1 996) des Fonds der Chemischen Industrie
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Foliensatz: Ökologisches Management (am Beispiel einer Brauerei) Commerzbank, Zentraler Stab
Kommunikation, 60261 Frankfurt am Main, Schulinformation: Frau Keller, Tel 069 1362-2726 ;
Fax 069 1362-4068
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Materiallesebuch zum Thema Alkohole ( 10 Bände!» ( insgesamt DM 30 ) Kölner Modell am Institut
für Anorganische Chemie der Universität zu Köln
Greinstraße 6 50939 Köln, Tel. (Mo 15-17) / Fax 0221 470 3914
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VIERKA - Friedrich Sauer GmbH & Co, Postfach 1328, 97628 Königshofen, Tel. 09761 91880
Fax 09761 918844
(Bezugsquelle für Rohstoffe und Zubehör, z.B.Würzespindel ( ca. DM 15),
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Kelco International GmbH, Neuer Wall 63 20354 Hamburg, Tel 040 373 591, Fax 040 365 747
(Bezugsquelle für Alginat und andere Biopolymere für Immobilisierungsversuche, für Schuien kostenlos)
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Malz, Hopfen und Hefe werden oft auch von Brauereien problemlos (und kostenlos) abgegeben.
Webadressen
http://www.brauherr.de/ (2009, 2012)
http://www.brauen.de/ (2009, 2012)
http://www.bierundwir.de/ (2009, 2012)
http://www.vlb-berlin.org/cms/front_content.php (2009, 2012)
http://www.dbmb.de/ (2009, 2012)