Bierfehler des Quartals: Kahmhaut

Eine der häufigsten Diagnosen, und doch ist der Wissenschaft wenig darüber bekannt: die Kahmhaut. Wie entsteht sie? Was kann man dagegen tun? Und das Wichtigste: Soll man das Bier trotzdem noch abfüllen?

Steckbrief

Bierfehler: häufig, aber nicht zwingend Fehltöne nach Lösemitteln oder Phenolen (medizinartig; krautige, harte Bittere)

Ursache: (fakultativ) aerobe Mikroorganismen + Sauerstoffeintrag + Zeit

1. Entstehung

Kahmhaut bezeichnet eine milchig-trübe Schicht auf dem Bier. Sie wirkt in den Anfangsstadien schollenartig, später legt sie sich vollflächig und in Falten über die gesamte Oberfläche. Aufsteigendes Kohlendioxid verfängt sich unter der Kahmhaut und führt zu den charakteristischen Blasen. Vergleiche auch Abb. 1, Abb. 2.

Kahmhaut auf Jungbier

Abb.1: Kahmhaut auf Jungbier (Bildnachweis unter Quellen)

Die Kahmhaut ist ein Biofilm, der ausschließlich der auf der Oberfläche von Bier wächst. Ist Sauerstoff im Gasraum über dem Bier vorhanden, wird das Jungbier dicht unter der Oberfläche mit Sauerstoff angereichert. Genau hier siedeln sich nun Mikroorganismen an, die der vorherrschenden Theorie nach sowohl auf das nährstoffreiche Jungbier als auch – zumindest in Spuren – auf Sauerstoff angewiesen sind oder ihn unter höherem Energiegewinn verstoffwechseln können. Um an der sauerstoffreichen Grenzfläche zu bleiben, bilden sie einen „Schwimmteppich“ aus, die Kahmhaut. Sie setzt sich je nach beteiligten Mikroorganismen aus Proteinen, langkettigen Zuckern (EPS [2]) und den Mikroorganismen selbst zusammen. Die Mikroorganismen müssen nicht obligat aerob sein (d. h. nur unter Sauerstoffpräsenz wachstumsfähig), sie können auch lediglich von zusätzlichem Sauerstoffangebot profitieren. Sie könnten daher auch das restliche Bier kontaminieren und mit der Abfüllung in die Nachgärung gelangen.

Die für die Kahmhaut auf Bier verantwortlichen Mikroorganismen sind nicht genau bekannt. Tatsächlich sind die meisten typischen Bierschädlinge, d. h. jene Hefen und Bakterien die überhaupt mit den widrigen Bedingungen von Bier (-> Alkohol, Hopfen, niedriger pH, CO2) zurechtkommen, grundsätzlich in der Lage, einen Biofilm zu bilden. Selbst Wildformen der Gattung Saccharomyces cerevisiae, zu der auch alle obergärigen Bierhefen gehören, sind genetisch dazu in der Lage. Bei den heute Stämmen von S. cerevisiae aus Reinzucht wird das verantwortliche Gen jedoch – vermutlich aufgrund der jahrhunderte-, wenn nicht jahrtausendelangen Hefeselektion – nicht mehr exprimiert.

Typische Kahmhaut

Abb.2: Weiteres Erscheinungsbild einer Kahmhaut (Bildnachweis unter Quellen)

Eine Bestimmung der genauen Mikroorganismen ist bereits mikroskopisch anspruchsvoll. Eine Beurteilung der beteiligten Bakterien oder Hefen alleine auf Grundlage des Aussehens der Kahmhaut ist hingegen verschiedenen Experten zufolge derzeit nicht möglich [3]. Häufiger als andere Mikroorganismen scheinen jedoch in gehopftem Bier Essigsäurebakterien und Hefen der Gattung Brettanomyces an der Bildung einer Kahmhaut beteiligt zu sein. Während phenolische Fehltöne auf die Anwesenheit von Wildhefen hindeuten, wird der oft wahrnehmbare Essigstich/Lösemittelton durch Ethylacetat im Rahmen des oxidativen Stoffwechsels von vielen Mikroorganismen produziert. Ein starker Essig-/Lösemittelton deutet jedoch stärker auf die Beteiligung von Essigsäurebakterien hin (evtl. in Verbindung mit Brettanomyces), da diese durch die Veratmung von Ethanol als primäre Energiequelle gekennzeichnet sind.

2. Problemfelder

Zur Ausbildung einer Kahmhaut ist zwingend Sauerstoff erforderlich. Da eine sterile Arbeitsweise in der Praxis kaum erreichbar ist, ist ein Sauerstoffeintrag und dessen Kontaktzeit mit der Bieroberfläche daher die vorrangige Ursache.

CO2 bildet auf dem Bier niemals eine kompakte Decke, sondern eine Mischung mit der zuvor enthaltenen und nachträglich hinzugefügten Umgebungsluft. Sauerstoff in Spuren kommt daher im Gärbottich immer vor. Sehr wirksam schützen zu Beginn die Kräusen das Bier vor Sauerstoffkontakt und Mikroorganismen. Mit dem Durchbruch der Kräusen und der nachfolgenden Schlaucherdecke beginnt jedoch die Uhr zu ticken, da ab diesem Zeitpunkt Sauerstoff in das Bier diffundieren kann. Beschleunigt wird das durch das Öffnen des Deckels, was naturgemäß wiederum Sauerstoff an das Bier bringt und begleitend potenzielle Kontaminanten aus der Umgebungsluft. Auch hohe Temperaturen begünstigen diese Vorgänge sowohl in Bezug auf die Diffusion als auch auf das Wachstum der Kahmhaut selbst.

Idealerweise sollte Bier daher nach Abschluss der Hauptgärung zügig zur geschlossenen Nachgärung und schließlich Kühlung gelangen. Ist das im Interesse zum Beispiel einer Klärung oder des Abbaus von Gärungsnebenprodukten nicht gewollt, sollte zumindest auf das häufige Öffnen des Deckels und das Ziehen von Proben verzichtet werden. Durch das häufige Nachschauen, ob mit dem Bier noch alles in Ordnung ist, wird die Kontamination schnell zur selbsterfüllenden Prophezeiung.

3. Gesundheitliche und qualitative Aspekte

Kahmhaut auf Bier ist wissenschaftlich kaum erforscht, weshalb die genaue Identität der Mikroorganismen unbekannt ist. Verbindliche Aussagen über die gesundheitlichen Auswirkungen auf das Endprodukt sind daher kaum möglich. Auch wenn in der jüngeren Vergangenheit keine Fälle von Lebensmittelvergiftung durch Bier dokumentiert sind, sind grundsätzlich humanpathogene Keime in Bier (und in Würze ohnehin!) überlebensfähig [5]. Die Herstellung von Sauerbieren, bei denen häufig ebenso eine Kahmhaut (engl. „Pellicle“) beobachtet werden kann [Abb.2], sollte nicht als alleinige Orientierung herangezogen werden. Zum einen sind die verwendeten Kulturen und Verfahrenstechniken seit langem erprobt, zum anderen zeigen sich Sauerbiere durch ihren niedrigen pH nochmals als deutlich resistenter gegenüber pathogenen Keimen. Zudem führt die monatelange bis jahrelange Lagerung von Sauerbieren zum Absterben pathogener Keime. Der in Verbindung mit einer Kahmhaut häufig auftretende Essigstich ist auch in Sauerbieren in aller Regel unerwünscht. [4]

Kahmhaut unter Beteiligung von Brettanomyces

Abb. 3: Kahmhaut unter Beteiligung von Brettanomyces (Bildnachweis unter Quellen)

Keinesfalls mit einer Kahmhaut verwechselt werden sollte Schimmel. Bei Verdacht auf einen Schimmelpilz, mitunter erkennbar am typisch flauschig-haarigen Aussehen, sollte das Bier umgehend entsorgt werden, da Schimmelpilze Toxine an die Würze abgeben können.

Da viele der Kontaminanten auch ohne Sauerstoff wachsen können, birgt auch die Nachgärung unter Druck ein unterschätztes Risiko. Kommen etwa gärkräftige Wildhefen vor, die mittels externer Enzyme auch Dextrine verstoffwechseln, dann können bereits abgefüllte Biere weiter aufkarbonisieren und je nach Gebinde einen gefährlichen Druck erreichen.

Auch qualitativ gestaltet sich die Lage wenig rosig, da der Biofilm in der Praxis immer auch Stoffwechselprodukte an das Bier abgeben wird. Da es sich nicht um selektierte Kulturen handelt, wird das in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle zu fortschreitenden Beeinträchtigungen des Bieres führen. Neben dem bereits genannten Essigstich kommen auch häufig phenolische Fehltöne durch Wildhefen vor. Diese können sich in medizinischen, unangenehm krautig-gewürzartigen Aromen und einer harten, langanhaltenden Bittere äußern.

4. Zusammenfassung

Kahmhaut ist ein Biofilm, der sich aus einer Vielzahl auch gleichzeitig auftretender Mikroorganismen zusammensetzt und immer auf die Präsenz von Sauerstoff an der Grenzfläche angewiesen ist. Da dies mit fortschreitender Verweildauer im Gärbottich kaum zu vermeiden ist, sollte das Bier nach Abschluss der Hauptgärung zügig zur Nachgärung überführt werden. Gesundheitliche Gefahren sind zwar eher abstrakt, aber möglich. Qualitativ weisen Biere nach Ausbildung einer unerwünschten Kahmhaut häufig Fehltöne auf.


Andreas StaudtAutor Andreas Staudt ist studierter Informationswirt und Hobbybrauer seit 2007. Er interessierte sich von Anfang an vermehrt für die wissenschaftlichen Hintergründe der Bierentstehung und ließ dafür wohl die eine oder andere Gelegenheit zum Brauen bei einer guten Lektüre verstreichen.


Quellen:

  1. Matt Humbard, Beer Microbiology – What is a pellicle?
    https://phdinbeer.com/2015/01/30/beer-microbiology-what-is-a-pellicle
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Extrazelluläre_polymere_Substanzen
  3. Vgl. Diskussion mit Dan Pixley und Dr. Matt Humbard auf Facebook (Facebook-Account und Mitgliedschaft bei der Gruppe „Milk the Funk“ notwendig)
    https://www.facebook.com/groups/MilkTheFunk/permalink/1153845284643684/?comment_id=1153891934639019&reply_comment_id=1154095574618655&total_comments=5&comment_tracking=%7B%22tn%22%3A%22R2%22%7D

    1. Auszug: Dan Pixley: „Identification of microbes under a microscope based on cell physiology alone is not enough to be certain of that identification (I’ll reference Bryan Heit’s excellent Trois blog article here as an example), let alone attempting to identify microbes based on a visual „macro-level“ formation such as a pellicle.“
  4. Eine Ausnahme bilden etwa die sauren Rot-/Braunbiere aus Flandern  (bspw. Rodenbach Grand Cru). Hier können geringe Mengen Essigsäure eine zusätzliche Komplexität verleihen. Lösemittelartige Fehltöne die in Verbindung mit Essigsäure durch Ethylacetat entstehen sind jedoch auch hier unerwünscht.
  5. http://suigenerisbrewing.blogspot.de/2014/02/fact-or-fiction-can-pathogens-survive.html

Bildnachweis:

  • [Abb.1, Abb.2] Bild unter CC BY 2.0 Lizenz, Urheber „Naiserie“
    https://www.flickr.com/photos/naiserie/7606969182/, https://www.flickr.com/photos/naiserie/27605934031/
  • [Abb.3] Bild unter CC BY-SA 2.0 Lizenz, Urheber „FoodCraftLab“
    https://www.flickr.com/photos/134946786@N05/20270104953

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