Bier - Zusammenfassung Produktbezogene Lebensmitteltechnologie PDF

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Summary

Das Modul "produktbezogene Lebensmitteltechnologie" umfasst die Themen: Milch, Joghurt, Käse, Butter, Sekundäre Inhaltsstoffe, Pektin, Fruchtsäfte, Konfitüren, Tomaten, Leguminosen, Getreide und Brot, Kaffee, Lipide, Kartoffeln, Zucker & Schokolade, Bier, Wein und Fleisch. Fisch und Aromastoffe ware...

Description

BIER REInhEItsgEBot von 1493: - Beschränkung der Bierproduktion auf die Rohstoffe Malz, hopfen und Wasser -> Das hefe im Bier ist, wusste man damals noch nicht. - originales Reinheitsgebot gilt nur für untergärige Biere. Untergärig = hefe setzt sich nach gärung ab - Zur Bereitung von obergärigem Bier darf Malz auch aus anderem getreide als gerste (ausgenommen Re Mais und Dari bzw. hirse) sowie bestimmte Zucker und daraus hergestellte Farbmittel (Zuckercouleur) ver wendet werden.

Verfahrensschritte bei der Herstellung von Bier Mälzerei

Würzebereitung Wasser

Wasser

Gerste

Gerstenmalz Weichen

Keimen

Darren

Schroten

Maischen

Klären

Abfüllen

Läutern

Läuterwürze

Hopfen

Bier Kochen

Klären

Kühlen

Gären

(zum Versand)

Gärung

- in der Mälzerei werden Enzyme aus der gerste gewonnen. gersteneigenen Amylasen reduzieren die komplexen stärkemoleküle, so dass später die hefe davon leben kann. - hopfen hat auch Konservierungseffekt. - Abfüllen geht anders als bei Apfelsaft, weil da ja Kohlensäure drin ist. Beim Abfüllen muss gegendruck herrschen, damit das Bier nicht schäumt. - Darren = trocknen bzw erhitzen

- gerste in Form von gerstenmalz geht ein. - Wasser dient als Lösungsmittel für alles - gerstenmalz liefert ein vergärbares substrat. Die hefe lebt davon und kann somit alkoholische gärun betreiben. - hefe als Biokatalysator ist zuständig für gärung. KLAssIFIZIERUng von BIER: 1.: Bierart: z.B. obergäriges und untergäriges Bier 2.: Biergattung: nach stammwürzegehalt (stammwürzegehalt ist ein Parameter über den Extrakt gehalt vor der gärung. sagt aus wie viel stoff drin ist, der für hefe vergährbar ist.) 3.: Biersorten und –typen: Farbe, geschmack,.. oBERgÄRIgEs BIER: - Zellen bzw. hefe steigen während der intensiven gärung nach oben - neben gerstenmalz darf auch Malz anderer getreidesorten verwendet werden - Deutschland: Weizenbier, Kölsch, Alt, Berliner Weißbier UntERgÄRIgEs BIER: - hefen setzen sich nach Ablauf der hauptgärung am Boden ab. Bodensatz. - nur gerstenmalz, hopfen, hefe und Wasser dürfen verwendet werden -

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ZUtAtEn: - WAssER: man kann nicht einfach irgendein Wasser nehmen. Inhaltstoffe des Wassers (Ionen) sind w für das Bier. salze im Wasser verändern ph-Wert von Maische und Würze • Auswirkungen auf pH-Wert der Maische und der Würze • Beeinträchtigung von Enzymaktivitäten ฀ ฀ ฀ •

a-Amylase: Verzuckerung dauert länger b-Amylase: Endvergärungsgrad wird niedriger b-Glucanasen: Schwächere Abbautätigkeit  Erhöhung der Viskosität Endopeptidasen liefern weniger löslichen Stickstoff

• Phosphatasen setzen weniger Phosphat aus Phytin frei  Pufferung leidet • Ausbeute um 2-3 % verringert • Verstärkte Auslaugung unerwünschter Spelzenbestandteile (bestimmte Polyphenole  Beeinträchtigung von Farbe und Geschmack)

- BIERhEFE: verschiedene Rassen von saccharomyces cerevisiae, durch selektion gewonnen. hefen zur herstell obergäriger Biere:vergärung erfolgt bei höheren temperaturen (15-25 °C). hefen zur herstellung untergäriger Bie vergärung bei tiefen temperaturen (5-22 °C) - gERstEnMALZ: Malz = künstlich zum Keimen gebrachtes getreide. stoffwechselvorgänge werden angeregt, d Keim treibt aus. Zusammensetzung der gerste: Wasser 15%, stärke 55 %, Eiweiß 10%, -> niedriger Proteingehalt is wichtig, denn sonst später trübung des Biers. Kohlenhydrate der gester ist die stärke, vorallem Amylose. Problem: Amylose muss abgebaut werden, sonst kann hefe sie nicht nutzen. - Cellulose der gerste: verlässt den prozess unverädert. Dient als Filterschicht beim Abläutern. sehr widerstand gegen chemische/enzymatische Einflüsse. -hEMICELLULosE: Maßgeblich am Aufbau der Zellwände beteiligt. Resultierender viskositätsanstieg erschwert Filtration der Würze. Müssen also abgebaut werden, sonst ist das Filtern schwierig, wenn die Flüssigkeit zu v (hemicellulosen: sammelbezeichnung für wasserunlösliche Polysaccharide in pflanzlichen Zellwänden besonders Zellen verholzter (holz) Pflanzenteile, die sich nur durch die Behandlung mit konzentrierten Alkali-Lösungen aus der Zellwand herauslösen lassen.) - PhEnoLIsChE vERBInDUngEn DER gERstE: hydroxybenzoesäuren. Flavanole: in originärer Form kein gerbvermögen, aber neigung zur Polymerisation, können oxidativ reagieren -> Reaktion mit Proteinen kann zu t gen führen. & Kondensierte tannine: höchste trübungsaktivität. - EnZyME DER gERstE: Wesentliche vorgänge beim Maischen werden durch Malzenzyme hervorgerufen. a- und b-Amylase spalten stärke. Peptidasen: spalten Proteinen zu Aminosäuren. Lipoxygenas nen Lipide abbauen und wenn das zu stark ist, kann es zu Fehlaroma führen.

: Red. Ende

Enzym

Produkt(e)

Pullulanase spaltet ausschließlich a-(1,6)-Bindungen. Es bleiben a(1,4)-Glucane übrig.

a-(1,4)-Glucane

b-Amylase ist eine exo-Glucanase, die Maltosylreste ausschließlich von a-(1,4)-Ketten abtrennt. Es bleibt neben Maltose ein hochverzweigtes Grenzdextrin übrig.

Maltose und hochverzweigte Grenzdextrine

Amyloglucosidase (Glucoamylase) ist eine exo-Glucanase, die Glycosylreste abspaltet, egal, ob diese (1,4)- oder (1,6)-verknüpft sind. Glucose ist dann das einzige Endprodukt.

Glucose

a-Amylase ist eine endoGlucanase, die innerhalb von a(1,4)-Ketten spaltet. Lineare und verzweigte Oligosaccharide mit 3 und mehr Glucosyleinheiten sind die Hauptprodukte.

Oligosaccharide mit 3 und mehr Glucoseeinheiten

-> Zeigt welches Enzym macht was und spaltet wo

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EInWEIChEn DER gERstE: - gerste wird eingeweicht. Wasser wird also dazu geführt. -> gerste keimt aus –> produziert Enzyme -> B stärke ab - stärke quillt langsam auf. - Belüftung ist wichtig, damit Prozesse gut ablaufen können. - nass-trocken-Prozess: Weichwasser wird periodisch zu und abgeführt KEIMUng DER gERstE: - Wachstum des Keimlings, Enzymsynthese wird angeregt (Amylasen, Proteasen, Phosphatasen, End canasen (für Abbau von hemicellulosen). - günstige Wachstumsbedingungen 14-18 °C, Wassergehalt 42-48 % - Erforderliche Energie wird durch Atmung gewonnen, daher Zufuhr von sauerstoff notwendig - gekeimte gerste heißt nun “grünmalz”: lange Wurzelkeime, Blattkeime vorhanden. - grünmalz ist sehr instabil, wegen hohem Wassergehalt. Daher folgt nun trocknen DARREn DEs gRünMALZEs: - Darren = erhitzen - Je nachdem wie hoch ich erhitze, kann ich entweder helles Malz oder dunkles Malz erzeugen. Dunkles Malz: Bilden vorläufern der Maillard-Reaktion, Enzyme sind noch lange aktiv sChRotEn DEs MALZEs: - Mechanische Zerkleinerung des Malzes auf Walzenstühlen mit dazwischengeschalteten sieben: Achtu Zu feine schrotung: Erhöhung der Extraktausbeute, aber Filtration der Würze erschwert - nassschroten (25-30 % Wassergehalt) vielfach bevorzugt: spelzen (hüllen der gerste) bleiben dabei in und dienen dann später als natürliches hilfsmittel bei der Filtration. für nassschroten muss Wasser w gegeben werden nach trocknung. MAIsChEn dafür: AKtIvItÄtsoPtIMA AUsgEWÄhLtER EnZyME erreichen: Enzym

pH-Wert

Temperatur (°C)

a-Amylasen

5,6-5,8

70-75

b-Amylasen

5,4-5,6

60-65

Endopeptidasen

5,0-5,2

50-60

Exopeptidasen

7,0-7,2

40-60

Ph-optima erreichen in dem man die temperatur ändert. Die temperatur wird in einem mehrstufigen verfahren immer weiter gesteigert. (Dazu gibt es viele verschiedene Abläufe)

MAIsChEn: - Weiterführung des Auflösungsprozesses des gerstenkornes - wasserlösliche stoffanteile müssen erhöht werden, sonst hat hefe zu wenig nahrung. - Dekoktionsverfahren: Maischeanteile werden gekocht. temperatur der gesamtmaische wird von der fangs(Einmaisch)- temperatur auf die End(Abmaisch)-temperatur dadurch gesteigert, dass teilmengen d Maische abgezogen, getrennt gekocht und dann wieder mit der Restmaische vermischt werden.

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Dreimaischverfahren

!!!!!

T/°C

Beginn bei ca 40 °. Enzymatischer Abbau beginnt. Ein Drittel der gesamtmaische wird abgenommen, genannt „Dickmaische“. Dickmaische sind vorallem die sachen, die noch nicht gelöst sind. Wird in eine Pfanne gebracht mit etwas Wasser und wird zum kochen gebracht. Kochen führt vorallem auch zu physikalischer veränderung: stärke verkleistert, Körner platzen auf. Den abgenommen teil tue ich wieder zurück zu dem Rest. Dadurch erhöht sich die gesamttemperatur. Das ganze wird drei mal wiederholt. Enzymatischer & Physikalischer Aufschluss beim kochen. Enzyme gehen durch kochen kaputt, aber dadurch dass man den Rest wieder zusammen kippt, sind wieder Enzyme drin. Davon nehme ich wieder ein Drittel weg und koche es. Dann wird wieder alles vermischt.

PRotEInABBAU WÄhREnD DEs MAIsChEns: - Proteine wichtig für sensorische Eigenschaften des Bieres: vollmundigkeit, Abrundung des Biergesc Bierschaum. (wenn man zu viel Proteine abbaut, dann kann sich der schaum nicht so gut bilden. scha Proteine. Es darf aber auch nicht zu viel drin sein, wegen der trübung.) - Abbauprodukte: nahrung für hefe! Daher Ziel: “Bereitstellung niedermolekularer nährstoffe für hefe“ u trotzdem “Erhalt schaumaktiver hochmolekularer Proteine” ABLÄUtERn: = Fest und Flüssig trennen - nach Beendigung des Maischprozesses: trennung löslicher stoffe des Malzes (Würze) von den unlösli Bestandteilen (treber, Rückstände). - Zweistufiger Prozess - Apparaturen: “Läuterbottich”: zylindrisches gefäß mit doppeltem Boden, wobei der obere ein siebbode “Maischefilter”: als Kammerpresse wirkende Plattenfilter hoPFEn: -Kulturhopfen: humulus lupulus L., - Zweihäusige Pflanze (Männliche und weibliche Blüten befinden sich nicht auf derselben Pflanze). nur weibliche Blüten bilden Dolden (Zapfen), d.h. unbefruchtete Blütenstände, die als Rohsto die Brauerei von Interesse sind - Rolle des hopfens im Bier: Aromaträger. Konservierungsmittel (antibiotisch wirksame Inhaltsstoff stützung der schaumbildung durch Pektinstoffe. Klärmittel durch Fällung der Proteine in der Würze

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Alkoholische Gärung zur Herstellung von Bier und Wein Wein beginnt direkt bei der glucose. saccharose muss nicht erst gespaltete werden, ist schon so in Frucht. Wichtig ist für uns hauptsächlich der linke Teil, der zu Ethanol führt. gärungskohlensäure entsteht.Bei alkoholfreiem Bier liegt also auch keine Kohlensäurebildung vor! Problem.

gÄRUng: - Animpfen der abgekühlten Würze („Anstellwürze“) mit der hefekultur - Unterschiedlich, jenachdem ob es ober,- oder Untergäriges Bier ist. - hefe wird danach wieder heraus genommen und kann wieder verwendet werden FILtRAtIon UnD ABFüLLUng von BIEREn: - Filtration hefefreier Biere über Kieselgur - schaumfreie Abfüllung in Dosen, Flaschen und Fässer durch isobarometrisch arbeitende Füllmaschine gegendruck muss herrschen beim Abfüllen. Wichtig: vermeidung von Luftzutritt (Bier ist sehr sauers fempfindlich!) BIERsChAUM: - schaum: Disperses system; Flüssigkeit = Dispersionsmittel, gas = disperse Phase - schaumbildung in Bier durch Proteine, Polysaccharide und Bitterstoffe Alkoholfreie Biere: - herstellung: Kältekontaktverfahren („gestoppte gärung“): Langsame Produktion von Alkohol du hefe; Einsatz bei Weizenbier oder: vakuumrektifikation: Bier nromal brauen, dann Abdampfen des Alkohols, Rückführung von Aro offen

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