Bierfehler des Quartals: Autolyse

Naturtrübe Biere aus Flaschengärung sind geradezu das Markenzeichen des Hobbybrauers. Mit dem alternden Hefesediment kann sich jedoch ein unangenehmer Bierfehler einschleichen: Autolyse. Dieser Artikel gibt einen Überblick über dessen Entstehung und zeigt Wege, ihn zu vermeiden.

Steckbrief

Marmite – Brotaufstrich mit Guinness-Hefeautolysat. Quelle: [Abb1]

Leitsubstanzen: Kurzkettige Fettsäuren und Aminosäuren

Geruch: Unangenehm hefig-muffig, nach Brühwürfel, „Marmite“.

Herkunft: Exkretion der toten Hefezelle

Hintergrund

Zelltod und Autolyse bilden den letzten Abschnitt im Lebenszyklus der Hefezelle. Im Rahmen der Autolyse werden zunächst innere Strukturen, später auch die Zellmembran durch zelleigene Enzyme abgebaut. Zellinhalte und Abbauprodukte der Autolyse können schließlich durch die beschädigte Zellmembran in das Bier gelangen. Darunter führen insbesondere kurzkettige Fettsäuren und Aminosäuren zu den vorgenannten Aromen, die besonders in hellem Bier als störend empfunden werden. Höhermolekulare Bruchstücke etwa aus der Zellmembran können ferner eine Trübung herbeiführen. [Bou01] Die ans Bier abgegebenen Proteasen bauen ferner auch schaumpositive Eiweißfraktionen ab.

 

Autolyse und Autophagie

Die Frage, warum Hefe überhaupt autolysiert, ist bisher nicht geklärt. Seit langem kursiert der anekdotische Erklärungsversuch, dass Hefe im Rahmen ihres Zelltodes als „letzten Akt“ ihre gespeicherten Nährstoffe für die noch lebende Hefepopulation abgibt. Diskutiert wird in der aktuellen Forschung eine andere Perspektive, nämlich ein möglicher Zusammenhang zwischen Autolyse und Autophagie.[Ceb06] Autophagie ist ein Mechanismus der Hefezelle und anderer Eukaryoten, eigene Zellbestandteile abzubauen, wenn diese defekt sind oder nicht mehr benötigt werden. Dies kann als eine Form von zelleigenem Recycling verstanden werden, durch das defekte Komponenten aus dem Verkehr gezogen und eingebundene Nährstoffe wieder freigesetzt werden.[Wik1] Autophagie stellt insofern gerade in Notzeiten einen wichtigen Überlebensmechanismus der Hefe dar, indem weniger kritische Zellbestandteile dem Überleben der kritischen Zellsysteme geopfert werden. Die Folgefrage ist daher: Könnte Autolyse nicht lediglich eine Form von Autophagie sein, die in einem „verzweifelten“ Versuch der Hefezelle zu Überleben über das Ziel hinausschießt und damit gar das Gegenteil bewirkt?

Maßnahmen

Vitale Hefe neigt weniger zu vorzeitiger Autolyse. Vitalität beschreibt den physiologischen Zustand der lebenden Hefezelle, betrachtet also nicht die Frage „ob“ sie lebt (Viabilität), sondern „wie gut“ es der Hefe geht. Der Schlüssel zu einer vitalen Hefepopulation ist eine im Durchschnitt junge Population mit kräftigen Zellmembranen, die gut mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt ist und sich in der exponenziellen Wachstumsphase befindet. Eine derartige Hefepopulation ist im Kleinmaßstab über Propagation [vgl. Artikel Der ideale Starter, brau!magazin Sommer 2015] und Trockenhefe erreichbar.

Großbrauereien sind bei Erntehefe aus vorgegangenen Suden oft einer Hefe mit suboptimaler Vitalität ausgesetzt. Dies ist durch den Alkoholgehalt, die Nährstoffarmut, den hohen hydrostatischen Druck am Boden bzw. Konus des Gärtanks, die damit einhergehende hohe CO2-Sättigung und – anlagenabhängig – eine höhere Temperatur im Hefesediment bedingt.

Von diesen Problemen ist der Kleinmaßstab lediglich bezüglich der unvermeidbaren Alkoholgehalte und Nährstoffarmut betroffen. Zudem weisen die im Hobby gerne eingesetzten obergärigen Hefestämme eine höhere Autolysetoleranz auf. Längere Standzeiten auf dem Hefesediment, die in Großbrauereigärungen inakzeptabel wären, können daher ohne (erkennbare) Beeinträchtigung im Kleinmaßstab bleiben. Zwar mag ein präventives Umschlauchen die Befürchtungen bezüglich Autolyse ausräumen, führt jedoch durch den dabei fast unvermeidlichen Sauerstoffeintrag möglicherweise zu neuen Problemen.

Bei Abfüllung in KEGs mit anschließendem Gegendruckabfüllen bietet sich die frühere Abfüllung womöglich an. Durch ein gekürztes Steigrohr oder leicht geneigtes KEG lässt sich anschließend mit wenig Sediment ab- bzw. umfüllen.

Maßnahmen bei der Abfüllung

Sind die Möglichkeiten für eine möglichst autolyseresistente Hefepopulation ausgeschöpft, gilt es bei der Abfüllung eine möglichst geringe Hefemenge in das finale Gebinde einzubringen. So kann die Gesamtmenge an Autolysat rein quantitativ unter Kontrolle gebracht werden. Zur Karbonisierung genügen 0,5 – 1 Mio. Hefezellen/ml, falls Hefe neu zugesetzt wird – etwa nach einer physikalischen Abtrennung der Hefe aus der Hauptgärung durch Filtration oder sehr lange Standzeiten (etwa bei klassischen Märzen oder Sauerbieren). Denn grundsätzlich ist die Hefemenge in Schwebe selbst bei optisch bereits fast klaren Bieren in der Regel für eine Karbonisierung ausreichend.

Fazit

Autolyse lässt sich nicht verhindern, jedoch durch stresstolerante, vitale Hefe und niedrige Lagertemperaturen hinauszögern. Gepaart mit niedrigen Hefezellzahlen im finalen Gebinde kann die geschmackliche Beeinträchtigung auf ein Minimum reduziert werden.


Quellen:

  • [Bou01] Boulton, Quain; Brewing Yeast and Fermentation, Blackwell Science Ltd, 2001, S. 231.
  • [Ceb06] Cebollero, Gonzalez; Induction of Autophagy by Second-Fermentation Yeasts during Elaboration of Sparkling Wines, Appl Environ Microbiol., 2006 Jun; 72(6): S. 4121–4127.
  • [Wik1] https://en.wikipedia.org/wiki/Autophagy#Functions
  • [Ale11] Alexandre, „Kapitel 2.45: Autolysis of Yeasts“, Comprehensive Biotechnology, Newnes, 2011.

Abbildungen:

  • Titel: Cícero R. C. Omena, Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Timão_(12987880155).jpg
  • [Abb1] Autor „Tamorlan“, Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Marmite?uselang=de#/media/File:Marmite-Guinness_edition.JPG

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