Lesen und beurteilen einer Malzanalyse

Ist-Situation

Auf den ersten Blick beschränkt sich für uns Hobbybrauer der Inhalt einer Malzanalyse auf das was der Onlinehändler davon Preis gibt. Hier erhält man meist Informationen zur Malzsorte bzw. zum Malztyp, zur Farbe in EBC und mit ein wenig Glück, einen Verwendungshinweis mit möglichen Einsatzmengen. In der Konsequenz bleiben die meisten Qualitätsmerkmale des Rohstoffs Malz im Verborgenen.

Dass es für uns Hobbybrauer trotzdem funktioniert, liegt u.a. daran, dass wir beim Kauf eines Malzes von einem Rohstoff mit guten und gleichmäßigen Qualitäten und einem hohen Brauwert ausgehen können. Weiter überzeugt die schiere Masse an gelungenen Endprodukten davon, dass es offensichtlich nicht mehr braucht als die o.g. Angaben, um gute Biere zu brauen.

Trotz alle dem haben Parameter die der Malzanalyse entlehnt sind in Hobbybrauerdiskussionen längst Einzug gehalten und das Interesse am Innenleben unseres Rohstoffs Malz wächst – wie ähnlich zuvor beim Hopfen oder beim Brauwasser.

Diskussionsfäden die Themen wie „Eiweißgehalt“, „gut gelöste Malze“, „schlecht gelöste Malze“ usw. zum Inhalt haben sind keine Seltenheit mehr und teilweise tauchen auch schon Begriffe wie „Kolbachzahl“, „pH-Wert“ , „löslicher Stickstoff“ oder gar „ß-Glucangehalt“ auf.

Anzutreffen sind die o.g. Größen meist dann, wenn es um die Auswahl eines Maischverfahrens geht oder wenn Probleme bei der Sudhausarbeit, der Gärung oder im Endprodukt auftauchen.

Die Verwunderung darüber, dass dem so ist, hält sich in Grenzen da den meisten von Euch bekannt ist, dass die Drehscheibe zwischen Malzqualität und Würzequalität durch die Sudhausarbeit repräsentiert wird und dem Teilprozess „Maischen“ in diesem Zusammenhang eine ganz besondere Bedeutung zu kommt.
Um die Abhängigkeiten zwischen Malz- und Würzequalität im Sinne eines gelungenen Endproduktes aufzulösen, muss oder sollte das Maischverfahren eine Ausrichtung bezüglich der zum Einsatz bestimmten Malzqualität erfahren.

Zum Artikel selbst

Im folgenden Artikel werden zunächst ein paar Grundlagen behandelt und dann die wichtigsten Parameter bzw. Untersuchungsmethoden einer Malzanalyse tabellarisch aufgelistet und erklärt. Am Ende des Artikels folgen Analysenbeispiele aus der Praxis, die dazu dienen sollen unterschiedliche Rohstoffqualitäten zu bewerten und Maßnahmen für die Würzegewinnung abzuleiten.

Der Inhalt des Artikels ist zum einen so ausgerichtet, dass man in einer Malzanalyse lesen und ein paar Schlussfolgerungen daraus ziehen kann, zum anderen soll er als Referenz oder Nachschlagewerk dienen können.

Da der hier behandelte Themenkreis für viele, auch für erfahrene Hobbybrauer, so etwas wie „Neuland“ darstellt ist es nötig geworden, an manchen Stellen etwas weiter auszuholen. Weiter bringt das ein oder andere Untersuchungsergebnis einfach mit sich, dass die Art und Weise wie das Untersuchungsergebnis ermittelt wird erst offenbart wie der Ergebniswert zu verstehen und im Kontext mit anderen Ergebnissen einzusortieren ist. Dieses flankierende Drumherum führt bedauerlicher Weise zu einer etwas ausladenden Länge des Artikels.

Wird im Artikel ugs. von Malz gesprochen ist damit Helles Gerstenmalz gemeint. Spezialmalze oder Malze die aus anderer Rohfrucht als Gerste hergestellt werden, finden in diesem Artikel keine gesonderte Erwähnung.

Im dieser Ausgabe des Brau!magazins finden sich noch weitere Artikel zum Thema Malz. Wer noch etwas querlesen möchte, kann das hier tun:

Vom Korn zum Malz
Malzübersicht
Auswahl eines Maischverfahrens


Grundlagen – Erster Teil: Häufig anzutreffende Begriffe

Begriffe die im Rahmen von Malz- oder Bieranalysen immer wieder auftauchen.

EBC
steht für „European Brewery Convention“. Diese Organisation vertritt nach eigenen Aussagen die wissenschaftlichen und technischen Interessen der Europäischen Brauer und erarbeitet in verschiedenen Ausschüssen Analysenmethoden u.a. für Würze und Bier. Nicht selten erhält ein Ergebnis das durch eine von der EBC erarbeitete Analysenmethode ermittelt wird die Einheit „EBC“. Das bekannteste dürfte wohl die Würze-oder Bierfarbe sein die in EBC-Einheiten anzugeben ist. In einschlägiger Fachliteratur ist auch oft der Zusatz „nach EBC“ oder „EBC-Methode“ zu finden. Damit ist gemeint, dass die so gekennzeichnete Methode den Analysenvorschrift der EBC-Kommission folgt.

MEBAK
steht für „Mitteleuropäische Brautechnische Analysenkommission“. Die MEBAK macht es sich seit Jahrzehnten zur Aufgabe die brauereibezogene Analytik zu prüfen und als Sammlung
Brautechnische Analysenmethoden“ in verschiedenen Bänden zu veröffentlichen. Die MEBAK-Bände sind Standardwerke die in keinem Betriebslabor fehlen und die meisten Analysenergebnisse für Wasser, Würze und Bier werden genau so ermittelt wie in den MEBAK-Bänden beschrieben. Dort aufgeführte Analysenmethoden die den Verarbeitungsvorschlägen der EBC folgen sind, wie oben beschrieben, mit dem Zusatz „nach EBC“ oder „EBC-Methode“ gekennzeichnet.

α-Glucane, ß-Glucane, Pentosane, Gummistoffe, α-und ß-glycosidisch verbundene Kohlenhydrate, Hemicellulosen
Nicht gleich erschrecken 😉

Die Begriffe oben tauchen in Zusammenhang mit der Malz- und Bierherstellung immer wieder auf. Liest man Forenbeiträge oder ein Stück Fachliteratur, beschleicht einen nach kurzer Zeit das Gefühl, dass es kaum einen Prozessschritt gibt der nicht zumindest mit einem der o.g. Begriffe in Verbindung gebracht werden kann.
Bei genauerem Hinschauen wird allerdings klar, warum das so ist:
Es geht um den Abbau der Kohlenhydrate .

Die Kohlenhydratfraktion stellt immerhin rund 63 % des Korninhaltes. Die Kohlenhydratfraktion ist damit der größte Brocken im Korn und sie kommt in ganz unterschiedlichen Gewändern daher. Welche Gewänder das sind, möchte ich hier nur kurz anreißen. Wer tiefer in die Materie einsteigen möchte, dem sei an dieser Stelle der ANHANG A und der ANHANG B empfohlen.

Kohlenhydratabbau im Schnelldurchgang:
Die Kohlenhydrate im Korn bestehen aus hochmolekularen Zuckern, die ß-glycosidisch (ß-Glucane) verbunden als Gerüstsubstanzen und α-glycosidisch(α-Glucane) verbunden als Energielieferanten daher kommen.

Die α-glycosidisch verbundenen Kohlenhydrate (α-Glucane) werden hauptsächlich durch die Stärke gestellt. Diese teilt sich wiederum in zwei Fraktionen auf. Ein Anteil von 17-24 % der Gerstenstärke besteht aus Amylose, die restlichen 76-83 % der Stärke werden durch das Amylopektin gestellt.

Die ß-glycosidisch verbundenen Kohlenhydrate stellen die Gerüstsubstanzen. Hier interessiert uns vorzugsweise die Cellulose und die Hemicellulose (Zellwandpolysaccharide). Während sich Cellulose ausschließlich in den Spelzen befindet, findet sich die Hemicellulose hautsächlich im Mehlkörper (Typ „Endosperm“) aber auch in den Spelzen (Typ „Spelz“). Die Hemicellulose der Spelzen enthält wenig ß-Glucan aber viel Pentosan, bei den Hemicellulosen im Mehlkörper verhält sich das genau umgekehrt.

Kongressmaischverfahren und Kongresswürze

Neben den Analysenergebnissen die sich direkt mit oder aus dem Korn gewinnen lassen (mechanische und physiologische Untersuchungen) überwiegt doch die Anzahl der Ergebnisse die eine Würze als Probemedium verlangen (Chemisch-technische Untersuchungen). Um diese Würzen zu gewinnen sind unterschiedliche, aber bis ins Detail standardisierte Verfahren in Gebrauch. Das bekannteste ist das Kongressmaischverfahren.
Die daraus gewonnene Würze wird Kongresswürze genannt und diese dient als Grundlage für eine Vielzahl weiterer Untersuchungen:

Kongressmaischverfahren

Abbildung 1: Kongressmaischverfahren

 

Es ist noch interessant zu wissen, dass immer zwei Kongresswürzen hergestellt werden. Eine mit Grobschrot und eine mit Feinschrot. Durch die Unterschiede die sich aus den Messungen der beiden Würzen ergeben, lassen sich Verarbeitungshinweise und allgemeine Aussagen über die Kornlösung ableiten. Werte die solche Vergleiche betrachten, sind oft mit dem Zusatz „Mehl-Schrotdifferenz“ zu finden bzw. sind explizit danach benannt.

45°C Maische für VZ 45°C und Isotherme 65°C-Maische (nach Hartong-Kretschmer)

Zwei weitere Maischverfahren die im Rahmen der Analytik zur Würzegewinnung zum Einsatz kommen sind in Abbildung 2 zu sehen.

Die Würze die aus der 45°C Maische gewonnen wird, dient zur Ermittlung der Kennzahl VZ 45 (VZ=Verhältniszahl). Von dieser Würze wird der Extraktgehalt ermittelt und daraus eine Verhältniszahl VZ errechnet die angibt, wie viel % der höchstmöglichen Extraktausbeute der Kongresswürze bereits bei 45°C gebildet wird. Die VZ 45 erlaubt Rückschlüsse auf die amylolytische Enzymaktivität insgesamt (ausgenommen a-Amylase) und auf die Eiweißlösung.

Der Würze der Isothermen 65°C-Maische kommt in Zukunft eine ganz besondere Bedeutung zu. Wie im Abschnitt Kongressmaischverfahren und Kongresswürze bereits erwähnt, dient die Kongresswürze als Grundlage für eine Vielzahl von (Malz)Untersuchungen. Von 2012 – 2015 läuft eine Übergangsfrist und ab 2015 wird die Würze aus der Isothermen-65°C Maische die Aufgaben der Kongresswürze im Rahmen der Sortenzulassung durch das Bundessortenamt (Wertprüfung/WP I bis III), Frühvermälzungen und Verarbeitungshinweise, sowie im „Berliner Programm“ der „Braugersten-Gemeinschaft e.V.“ übernehmen.

In wie weit diese Umstellung auch Einzug in die bestehende Analytik (siehe oben, MEBAK, EBC) hält, ist derzeit noch nicht abzusehen.
Wer jetzt schon ab und an im Internet nach Rohstoffqualitäten sucht, z.B. für die Ernte 2014, sollte unbedingt die Fußnoten lesen. Meist findet sich dort eine Angabe mit welchem Maischverfahren die Würze gewonnen wurde.

Warum ist das so wichtig?
Aus der Kongresswürze wird z.B. der Eiweißgehalt, der lösliche Stickstoff, der Eiweißlösungsgrad ELG, teilweise der ß-Glucangehalt und die Viskosität (siehe Erklärungen weiter unten) ermittelt und wenn man sich das Kongressmaischverfahren und das Isotherme 65°C-Maischverfahren vergleichend ansieht, fällt sofort auf, dass diese beiden Maischverfahren Welten trennt und dem nach auch das Ergebnis, die Würzezusammensetzung, nach der Umstellung auf die Isotherme-65°C Maische ein ganz anderes sein muss.

Ergo: die bisherigen Normwerte die seit Jahrzehnten in der Fachliteratur, dem Internet, in Vorlesungen usw. Verbreitung gefunden haben, passen u.U. nicht mehr zu den Würzen die Mittels Isotherme-65°C Maische gewonnen werden. Ein direkter Umrechnungsfaktor der Datenbasis Kongressmaischverfahren auf die Datenbasis Isotherme 65 °C-Maische wird es nicht geben, und in der Übergangszeit wird eine ganze Reihe von Vergleichsanalysen nötig sein, um das neu gewonnene Zahlenmaterial in der Praxis zu etablieren.

Warum dann die Umstellung auf das Isotherme 65°C-Maischverfahren ?
Der Rohstoff Malz kommt heutzutage mit einer sehr weit fortgeschrittenen Proteolyse und Cytolyse daher. Das Kongressmaischverfahren beinhaltet durch die ausgeprägte 45°C Rast einen weitgehenden Abbau des ß-Glucans, aber bedingt durch das sofortige Aufheizen auf 70°C nur eine unzureichende ß-Glucan-Solubilase-Rast. Damit werden Unterschiede in der cytolytischen Lösung von Malzchargen nur ungenügend erfasst.

Die 65°C-Maische stellt die Unterschiede durch die hohe Einmaischtemperatur und die intensive ß-Glucan-Solubilase-Rast besser dar. Am Ende ist die Umstellung einem Trend geschuldet der in der Praxis längst stattgefunden hat (-> hohe Einmaischtemperaturen).

Abbildug 2 zeigt die beiden Maischverfahren nebeneinander und man kann sich unschwer vorstellen, dass die Umstellung auf die Isotherme-65°C-Maische einen nicht unerheblichen Einfluß auf die Würzezusammensetzung haben wird. Analysenergebnisse die künftig auf Basis einer so hergestellten Kongresswürze(65°C-Maische) ermittelt werden, sind mit ihren Vorgängern, auf Basis einer 45°C-Maische, kaum mehr vergleichbar:

45°C Maische und Isotherme 65°C-Maische

Abbildung 2: 45°C Maische für VZ 45°C und Isotherme 65°C-Maische (nach Hartong-Kretschmer)


Grundlagen – Zweiter Teil: Ein Blick in das Gerstenkorn und wie man es löslich macht

Unser Gerstenkorn besteht aus (Wasser)unlöslichen Makromolekülen, die sich in der Hauptsache aus Stärke und Eiweiß zusammensetzen. Die Stärke als größte Kohlenhydratfraktion stellt dabei rund 63% der Trockenmasse, gefolgt von Eiweiß mit ca. 11 % der Trockenmasse.

Die korneigenen Enzyme, oder solche die erst während des Mälzens gebildet/freigesetzt werden, sind in der Lage, die genannten Makromoleküle abzubauen bzw. in kleinere, für den Blatt- und Wurzelkeim während des Wachstums verwertbare, Bestandteile zu zerlegen. Der Brauer, sowie der Mälzer machen sich diese Eigenschaft der Enzyme zu Nutze und sie forcieren die Lösungsvorgänge dort wo nötig und unterdrücken sie da, wo keine Notwendigkeit besteht.

Dem Mälzungsvorgang kommt also u.a. die Aufgabe zu, die Kornauflösung durch die korneigenen Enzyme so weit voran zu treiben, bis der Korninhalt wasserlöslich geworden ist (->für den Blatt- und Wurzelkeim verwertbar), während dem Brauer die Aufgabe zukommt, den vom Mälzer vorgelösten Korninhalt im gewünschtem Maß in Lösung zu bringen (Würzegewinnung).

Die Qualität der Lösungsvorgänge in der Mälzerei nimmt eine zentrale Rolle für die spätere Beurteilung einer Malzqualität ein. Es macht also Sinn, die Analysenparameter spezifischen Lösungsvorgängen zuzuordnen. Solch eine Einteilung ist zwar nicht durchgängig möglich, da manche Ergebnisse einfach nur eine Menge oder ein Qualitätsmerkmal beschreiben, aber in weiten Teilen lässt sich so vorgehen.
Vielen von Euch werden die Gruppierungen nicht ganz unbekannt vorkommen, da sie auch im Kontext eines Maischverfahrens anzutreffen sind und generell in der Fachliteratur weite Verbreitung finden:

Weitere Gruppen, innerhalb derer sich Einzelergebnisse einer Malzanalyse zusammenfassen lassen

  • Stoffmengen und Brauwerte ( z.B. Farbe in EBC, pH-Wert und Extraktgehalt)
  • Homogenität (Hinweise auf gleichmäßige Verarbeitung einer oder mehrere Gerstenpartien)
  • Sonstige Enzymtätigkeit (z.B. Fett- und Phosphatabbau)

Grundlagen – Dritter Teil: Amylolyse, Proteolyse, Cytolyse (Zytolyse)

Amylolyse – Stärkeabbau

Die Amylolyse beschreibt die Lösungsvorgänge rund um den Stärkeabbau (α-glycosidisch gebundene Kohlenhydrate, siehe ANHANG A und ANHANG B). Die wichtigsten Enzyme die hier wirken sind α-Amylase, ß-Amylase, Maltase und Grenzdextrinase.

Enzyme der Amylolyse - Stärkeabbau

EnzymOptimum °C Inaktivierung °COptimum pHwirkt aufBildung von
α-amylase70-75805,6-5,8hoch- und niedermolekulare
α-Glucane(Stärke)
Oligosaccharide, hochmolekulare Dextrine, Dextrine,(Maltose,Glucose)
ß-Amylase60-65705,4-5,6α-GlucaneMaltose, Maltotriose, Glucose
Maltase35-40406,0MaltoseGlucose
Grenz-
dextrinase
60-62,5 (1)655,1GrenzdextrineDextrine
Saccharase50(2)555,5SaccharoseGlucose, Fructose
(1) In der Maische wurde ihre Optimaltemperatur bisher bei 55-60 °C angegeben; Lt. Narziss lassen neue Untersuchungen bei 62-62,5 °C ein Optimum erkennen.
(Quelle: Die Bierbrauerei Band 2: Die Technologie der Würzebereitung)
(2) Untersuchungen lassen vermuten, dass die Saccharase auch noch zwischen 62 und 67°C wirkt.
(Quelle: Die Bierbrauerei Band 2: Die Technologie der Würzebereitung)

Proteolyse – Eiweißabbau

Die Proteolyse beschreibt die Lösungsvorgänge rund um den Eiweißabbau. Die wichtigsten Enzyme die hier wirken sind Endopeptidase, Carboxypeptidase, Aminopeptidase und Dipeptidase

Enzyme der Proteolyse

EnzymOptimum °CInaktivierung °COptimum pHwirkt auf
Bildung von
Endo-
peptidase
45-5060 (1)3,9-5,5ProteinePeptide, Aminosäuren
Carboxy-
peptidase
5060 (1)4,8-5,6Proteine, PeptideAminosäuren
Amino-
peptidase
4550 (1)7,0-7,2Proteine, PeptideAminosäuren
Di-
peptidase
4550 (1)8,8DipeptideAminosäuren
(1) Die Enzyme der Proteolyse entwickeln je nach den vorgelagerten Prozessen eine mehr oder minder hohe Hitzestabilität. Im Rahmen des Maischprozesses hat sich gezeigt, dass tiefe Einmaischtemperaturen mit moderater Temperaturführung zu einer Erhöhung der Hitzestabilität führen. So bleibt z.B. die Endopeptidasenaktivität bei einer Einmaischtemperatur von 35°C auch bei 65°C noch weitgehen erhalten.
(Quelle: Die Bierbrauerei Band 2: Die Technologie der Würzebereitung)

Cytolyse (Zytolyse) – Gerüstsubstanzenabbau, ß-Glucanabbau

Die Cytolyse beschreibt die Lösungsvorgänge rund um den Abbau von Gerüstsubstanzen (ß-glycosidisch gebundene Kohlenhydrate, siehe ANHANG A und ANHANG B). Die wichtigsten Enzyme die hier wirken, sind ß-Glucan-Solubilase, Endo-1,3-ß-Glucanase, Endo-1,3-ß-Glucanase und Exo-ß-Glucanase.

Wichtig !!!

Der Cytolyse kommt eine ganz besondere Bedeutung zu, da sie vollständig in der Mälzerei stattfinden sollte. Die Einflussmöglichkeiten die der Brauer auf die Cytolyse hat, sind verschwindend gering UND: Ohne Cytolyse keine Proteolyse und keine Amylolyse!

Enzyme der Cytolyse

EnzymOptimum °CInaktivierung °COptimum pHwirkt auf
Bildung von
ß-Glucan-Solubilase62-65 (1)736,8unlösliches hochmolekulares ß-Glucanlösliches hochmolekulares ß-Glucan
Endo-1,3-ß-Glucanase< 60 (1)704,6lösliches hochmolekulares ß-Glucanniedermolekulares ß-Glucan, Cellobiose, Laminaribiose
Endo-1,4-ß-Glucanase40-45 (1)554,5-4,8lösliches hochmolekulares ß-Glucanniedermolekulares ß-Glucan, Cellobiose, Laminaribiose
Exo-ß-Glucanse< 40 (1)404,5Cellobiose, LaminaribioseGlucose
(1) Die Cytolyse sollte volständig in der Mälzerei stattfinden. Lt.Narziß ergibt sich für die Cytolyse folgendes - Zitat:
„…dass aber selbst ein sehr intensives Maischverfahren nicht ausreicht, um die hohen ß-Glucangehalte eines schlecht gelösten Malzes auf ein Niveau abzusenken, das eine weitere, unproblematische Verarbeitung ermöglicht. Die Dominante für den ß-Glucangehalt ist die Malzqualität: sie bestimmt den Bereich desselben, das Maischverfahren kann nur eine Korrektur bewirken.“
(Quelle: Die Bierbrauerei Band 2: Die Technologie der Würzebereitung)

Sonstige Enzyme

Enzyme des Phosphat- und Fettabbaus

EnzymOptimum °CInaktivierung °COptimum pHwirkt aufBildung von
Lipase55-65676,8-7,0Lipide, Oxi-LipideGlycerin, freie langkettige Fettsäuren
Lipoxygenase45-55606,5-7,0Freie langkettige FettsäurenFettsäurehydro-
peroxide
Polyphenoloxydase60-65676,5-7,0Polyphenoleoxidierte Polyphenole
Phosphatase50-53555,0organisch gebundenes Phosphatanorganisches Phosphat


Die Malzanalyse im Detail

In der folgenden Tabelle findet Ihr eine Auflistung von Ergebnisbezeichnungen, wie man sie häufig in publizierten Malzanalysen findet. Die Tabelle hat keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit, und die Auswahl der Ergebnisse hat mehr oder weniger willkürlich stattgefunden – beruht die Auswahl doch ausschließlich auf meinen persönlichen Erfahrungen.

Die gängigsten Parameter einer Malzanalyse

Ord.BezeichnungAngabe
der
Ergebnisse
NormwertBeispielwertBeurteilung von / Einfluss auf / Hinweise
1Wassergehalt%3-5 %4,00 %Brauwert/sonst. Eigensch.:
Hohe Wassergehalte verringern die Extraktausbeute und vermindern die Lagerfähigkeit
2pH-Wert5,60 – 6,005,59Brauwert/sonst. Eigensch.:
Einfluss auf Enzymtätigkeit beim Maischen insgesamt, Löslichkeit von Eiweiß und Hopfenbitterstoffen, Zufärbung, Haltbarkeit, Geschmack,…

3(Würze)FarbeEBC-Einheiten
Helle Malze: bis 4 EBC
Mittel: 5 – 9 EBC
Dunkle Malze: 10 – 20 EBC
2,8 EBCBrauwert/sonst. Eigensch.:
Die Würzefarbe liefert zwar keinen sicheren Hinweis auf die zu erwartende Bierfarbe, sie wird im Rahmen der Malzanalyse aber gemessen, weil sie eine Aussage über den Malztyp gestattet oder eine Zuordnung zu einem Malztyp zulässt.
4KochfarbeEBC-EinheitenHelle Malze: 4-6 EBC5,0 EBCBrauwert/sonst. Eigensch.:
Im Gegensatz zur (Würze)Farbe wurde mehrfach bestätigt, dass aus der Kochfarbe von hellen Kongresswürzen Rückschlüsse auf die Bierfarbe gezogen werden können
5DMS
(Dimethylsulfid)
bzw. DMS-P (P steht für
Precursor=Vorläufer)
mg/kg
ppm
DMS-P < 7 mg/kg4,5 mg/kgBrauwert/sonst. Eigensch.:
Dimethysulfid(DMS) in zu hohen Konzentrationen verleiht dem Bier ein gemüseartiges Aroma. Während der Würzekochung bzw. bei >92°C wird aus DMS-P freies DMS gebildet, welches bei der Kochung ausgetrieben werden muss.
6Extrakt(gehalt)% lftr. oder % in TrSHelles Malz: 79-82 % in TrS
Dunkles Malz: 75-78 % in TrS
77,5 % lftr.
Das entspricht bei einem Wassergehalt von 5 %
81,6 % in TrS
Amylolyse:
Niedere Extraktgehalte verringern die Extraktausbeute. Bei gleicher Zielstammwürze muss mehr Malz geschüttet werden.
7Extraktdifferenz
(Mehl/Schrot-Differenz,
MS-Differenz )
%< 2 %1,80 %Amylolyse, Cytolyse:
Die Differenz einer doppelten Exraktmessung weist einen zu großen Fehler auf. Die Methode wurde daher aus der Methodensammlung der MEBAK gestrichen.
8Verzuckerungszeit„unter 10 min“
„10-15 min“
„15-20 min“ usw.
Bei hellen Malzen <15 min,
bei dunklen Malzen <35 min
10-15 minAmylolyse:
a-Amylasenaktivität
9Endvergärungsgrad
VGs End
(der Kongress-Würze)
%Helle Malze: 77-83 %
(meist > 82 %)
Dunkle Malze: 63-78 %
82 %Amylolyse:
I.d.R. findet die Untersuchung mit untergäriger Kulturhefe statt. Die Hefe ist wenn möglich zu spezifizieren.
10VZ 45 °C
(nach Hartong-Kretschmer, Hartongzahl)
Verhältniszahl
in %
36-41 %38,5 %Proteolyse, Amylolyse (teilweise, außer a-Amylase):
Die Verhältniszahl gibt an, wie viel % der höchstmöglichen Extraktausbeute(ermittelt in einer Feinschrot-Kongresswürze) bereits bei einer Maischtemperatur von 45 °C erreicht wird.
11Gesamtstickstoff
(Eiweißgehalt, Rohprotein)
% in TrSGerstenmalz
9-11 % in TrS
Weizenmalz
9,5-11,5 % in TrS
10,4 % in TrSProteolyse:
Da Eiweißgehalt ist abhängig von Sorte, Düngung, Witterung und Jahrgang. Normwerte sind daher nur unter Vorbehalt anzugeben.
12Löslicher Stickstoffmg/l oder in
g/100 g Malz-TrS
550 - 750 mg/l
oder
0,55 – 0,75 g/100 g MTrS
660 mg/lProteolyse:
Unter löslichem Stickstoff wird die Menge der unter den Bedingungen des Kongressmaischverfahrens in Lösung gegangenen Stickstoffverbindungen verstanden.
13Eiweißlösungsgrad
(ELG, Kolbachzahl, Kolbachindex)
%35-45 %38,50 %Proteolyse:
Der ELG ist ein Maß für die proteolytische Lösung und liefert einen Hinweis auf den Gehalt an proteolytischen Enzymen. Der ELG muss immer in Zusammenhang mit dem Gesamtstickstoffgehalt betrachtet werden.
14Freier Amino-Stickstoff
(FAN)
mg/ 100 g Malz-
TrS
Gerstenmalz:
120-160 mg/100 g MTrS
Weizenmalz:
90-120 mg/100 g MTrS
150 mg/100 g MTrSProteolyse:
Die Angabe beschreibt den Gehalt an unspezifischen Aminosäuren in der Kongresswürze.
15FriabilimeterMürbig- und
Ganzglasigkeit in %
Helles Gerstenmalz mit einem Wassergehalt von 3,5-5 %.
Mürbigkeit: >80 %
Ganzglasigkeit: <2,5 %
Mürbigkeit:
88,5 %
Ganzglasigkeit:
1,8 %
Cytolyse und Homogenität:
Eine mechanische Untersuchung die schnell im sog. Friabilimeter durchgeführt werden kann. Oft anzutreffen bei der Wareneingangskontrolle in der Brauerei.
16Viskosität
(der Kongress-Würze oder
65°C Maische)
mPa x s
(Millipascal x Sekunde)
1,5–1,6 mPa x s
Bezogen auf eine 8,6 GG-% Kongress-
würze
1,512 mPa x sCytolyse:
Bei der Angabe der Ergebnisse ist darauf zu achten, ob die Werte aus der Kongresswürze oder aus einer 65°C Maische gewonnen wurden. Die Angabe lässt eine gewisse Aussage auf die zu erwartende Läuterzeit und die Filtrierbarkeit zu.
17ß-Glucangehalt
(bestimmt in der Kongress-Würze)
mg/lAuf Basis der Isothermen 65°C
Maische ermittelt.
Sehr gut: < 100 mg/l
Gut: 100-180 mg/l
Mittel: 180-250 mg/l
Mäßig: 250-320 mg/l
Schlecht: >300 mg/l
200 mg/lCytolyse:
Das Enzym Endo-ß-Glucanase wird während des Keimprozesses gebildet. Endo-ß-Glucanasen bauen die Zellwände des Endosperms(Mehlkörper) ab. Während des Maischens findet ein weiterer Abbau der Hemicellulosen und Gummistoffe statt, was die Viskosität verringert.
Begriffserklärung:
lftr.: lufttrocken, „mit Wasser“
TrS: Trockensubstanz, „ohne Wasser“. Angaben wie wfr. für wasserfrei, MTrs oder MTRS für Malztrockensubstanz sind auch anzutreffen.
GG-%: Gewichts-Gewichtsprozent (%mas oder g/100g) oder
GV-%: Gewichts-Volumenprozent (g/100ml)
ppm parts per million („Teile von einer Million“)

Teilweise wird auch ein sog. Malzqualitätsindex MQI mit angegeben. Zur Berechnung des Malzqualitätsindexes werden folgende Malzqualitätsparameter herangezogen und noch gesondert transformiert, gewertet und gewichtet:

  • VZ 45 °C (Hartongzahl)
  • Friabilimeter
  • Extrakt
  • Endvergärung

Die Klassifizierung der MQI-Werte erfolgt nach diesem Muster und auf Basis der Braugerste aus dem das Malz gewonnen wurde:

  • 8,1 – 9,0 = +++ sehr gute Braugerste
  • 7,1 – 8,0 = ++ gute bis sehr gute Braugerste
  • 6,1 – 7,0 = + gute Braugerste
  • 5,1 – 6,0 = (+) bedingt Braugerste
  • 4,1 – 5,0 = 0 Futtergerste

 

Detailbetrachtung ausgewählter Ergebnisse

Die meisten von Euch werden Ihre Biere nicht filtrieren und auch der chemisch-physikalischen-Haltbarkeit (kolloidale Stabilität) (z.B. Eiweißtrübung) keine besondere Beachtung schenken. Der Kostenfaktor rund um den Malzeinsatz steht zwar im Einkauf zur Diskussion, aber wenn es mal eine kleine Menge Malz mehr sein muss, löst das auch nicht gleich eine Panik aus.
Der besondere Charme liegt jetzt darin, dass uns schon eine paar wenige Angaben zur Malzqualität genügen, um einen guten Einblick, in die für uns wichtigen Malzqualitäten zu erhalten.

Ich versuche nun mal, ein paar wenige zentrale Forderungen zu formulieren, die für unsere Hobbybrauerprodukte allgemein von Bedeutung sind (die Reihenfolge ist zufällig):

  • Die im Rezept angegebene Farbe sollte so gut wie möglich getroffen werden
  • Der im Rezept angegebene Vergärungsgrad sollte erreicht werden
  • zügige Haupt-und Nachgärung
  • feinporiger, stabiler Schaum
  • kein DMS
  • keine Läuterprobleme

Klar, hier findet sich der eine mehr, der andere weniger wieder und die Liste hat auch keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit, aber sie genügt erst einmal, um wesentliche Anforderungen an die Bierherstellung und an das Endprodukt mit Qualitätsmerkmalen einer Malzcharge abzugleichen.

Farbe und Kochfarbe in EBC

Die Farbe in EBC lässt keine Rückschlüsse auf die zu erwartende Bierfarbe zu, sie repräsentiert aber in einem gewissen Maß den Malztyp und sie kann der Orientierung beim Mischen von Malzen oder bei der Erstellung von Rezepten dienen. Die Kochfarbe in EBC hingegen erlaubt, zumindest für helle Malze, eine gewisse Aussage hinsichtlich der zu erwartenden Farbe im Endprodukt.

Eiweißgehalt (Gesamtstickstoffgehalt), Eiweißlösungsgrad ELG und löslicher Stickstoff

Diese drei Angaben bieten im Verbund einen tiefen Einblick in die proteolytische Lösung und in den proteolytischen Enzymhaushalt. Die Betonung liegt hier auf „Verbund“. Viel zu oft findet man Angaben zum Eiweißlösungsgrad ELG alleine stehend ohne Angaben zum Eiweiß- und löslichem Stickstoffgehalt.

Beispiel:
Der Eiweißlösungsgrad von 39 % ist zu knapp, du kannst noch eine kurze Eiweißrast machen

Die Aussage ist so nicht richtig bzw. nicht zulässig. Der ELG gibt in % an, wie viel vom Gesamtstickstoffgehalt (Eiweißgehalt) unter den Bedingungen des Kongressmaischverfahrens in Lösung gegangen ist (löslicher Stickstoff).

Das bedeutet, dass ein Malz (I.) mit einem Eiweißgehalt von 11,2 % und einem ELG von 39 % mit einer bereits gelösten Stickstoffmenge von rund 700 mg/l Würze daher kommt, während ein Malz (II.) mit einem Eiweißgehalt von 9,2 % und ebenfalls mit einem ELG von 39 % nur mit rund 570 mg/l Würze löslichem Stickstoff aufwarten kann.

Für Malz I. kann man annehmen, dass die Hefe auch ohne Eiweißrast mit genügend Aminosäuren versorgt sein wird, während Malz II. als proteolytisch knapp gelöst einzustufen ist und ein paar Gedanken Richtung Eiweißrast durchaus angebracht sind – bei gleichem ELG !

Diese drei Angaben zur Proteolyse geben Hinweise darauf, wie unser Maischverfahren rund um die Eiweißrasten aussehen könnte. Einen tieferen Einblick bietet in Grenzfällen die Ermittlung des „freien Amino-StickstoffsFAN.
Dieser Wert gibt den Blick frei auf den Aminosäuren-Gehalt in der Würze (Hefe, Gärung). Für Malz II. könnte z.B. bei einem Wert von 130 mg/100 g MTrS FAN die Entscheidung fallen, doch keine Eiweißrast zu halten um die hochmolekularen, Schaum positiven Stickstofffraktionen bei diesem knappen Eiweißgehalt zu schonen.

Friabilimeterwert. Mürbigkeit und Ganzglasigkeit

Friabilimeter

Abbildung 3: Friabilimeter
Quelle:http://branchenbuch.agrarheute.com/i-data/websolution.de/product-images/4644_original.JPG

Die Friabilimeterwerte bieten einen Einblick, in die cytolytische Lösung des Malzes, und in die Homogenität der Malzprobe bzw. der Malzverarbeitung. Die Angabe der Ergebnisse erfolgen zumeist als „Mürbigkeit“ und als „Ganzglasigkeit“.

Messprinzip:
Die Malzprobe wird mechanisch in seine harten (nicht gelösten) und mürben Bestandteile getrennt.

Dazu werden die Körner 8 Minuten von einer gummierten Walze mit konstantem Federdruck gegen eine rotierende Siebtrommel gedrückt. Die mürben Anteile fallen durch das Drahtgeflecht. Ganz- und Teilglasige Körner verbleiben in der Siebtrommel. Die unterschiedlichen Fraktionen werden verwogen und in % als Mürbigkeit bzw. Ganzglasigkeit (oder zusätzlich auch als Teilglasigkeit) ausgedrückt.

In der Literatur finden sich Normwerte für die Mürbigkeit von > 80 % und für die Ganzglasigkeit von < 2,5 %. Wer sich mal ein paar Analysen der letzten Jahre ansieht wird feststellen, dass für die Mürbigkeit Werte von > 90% und für die Ganzglasigkeit von < 1 % keine Seltenheit sind. Ein deutliches Zeichen dafür, dass es um die cytolytische Lösung der heutigen Malze sehr gut bestellt ist.
Im Zusammenspiel mit der Angabe zur Viskosität und dem ß-Glucangehalt erlauben die Friabilimeterwerte einen tiefen Einblick in die Cytolyse.

Der Friabilimeter liefert kostengünstig, schnell und zuverlässig Ergebnisse und er kommt gerne im Rahmen einer Eingangskontrolle zum Einsatz – auch in kleineren Brauereien. Neben der Cytolyse lässt sich auch eine Aussage hinsichtlich der Homogenität der Probe/Lieferung treffen, denn man nimmt an, dass mit zunehmender Mürbigkeit die Ganzglasigkeit etwas abnimmt oder konstant bleiben sollte. Ist dies nicht der Fall, z.B. in solch einer Konstellation der Ergebnisse:

Mürbigkeit 91,1 %, Ganzglasigkeit 4,1 %,

dann kann man davon ausgehen, dass etwas im „Busch“ ist. Solche Rohstoffpartien bereiten bei der Bierherstellung Probleme, da sich kein klares Bild ergibt, welche technologischen Maßnahmen zu ergreifen sind, um der Situation Herr zu werden („Wie stelle ich die Schrotmühle ein„, „wie maische ich ein“ usw.).

Anmerkung:
Zufällig auftretende heterogene Rohstoffpartien, inhomogene Maischen, Würzen oder Biere (Qualität, Temperatur, Konzentration) sind für den Brauer nicht beherrschbar. Ein heterogenes Umfeld wird oft begleitet von nicht reproduzierbaren Fehlern, die im dümmsten Fall und unkontrolliert, bis in das Endprodukt durchschlagen können.
Die besondere Tücke liegt darin, dass Kontrollen und Messungen zunächst keine Abweichungen erkennen lassen und die Wirkung erst in einem zeitlichen Versatz transparent zum Vorschein kommt.

VZ 45 °C (nach Hartong-Kretschmer)

Die VZ 45 (Verhältniszahl) hat eine bewegte Geschichte hinter sich. Im Lauf der Jahre haben ihr unterschiedliche Technologen immer wieder unterschiedliche Bedeutungen zugeschrieben. Im Moment scheint man sich darüber einig (MEBAK 3.1.4.11), dass die VZ 45 Rückschlüsse sowohl auf die Proteolyse als auch auf die Amylolyse (außer der a-Amylase) zulässt. Die Normwerte werden mit 36-41% angegeben, wobei für uns Werte am unteren Rand der Skala kein Problem darstellen. Höhere Werte sind eher gewünscht, wenn chemisch-physikalische Haltbarkeiten (z.B. Eiweißtrübung, kolloidale Stabilität) gefragt sind.

pH-Wert

Der pH-Wert (der Würze) übt Einfluss auf die enzymatischen Vorgänge beim Maischen, auf die Löslichkeit von Eiweißstoffen, auf die Löslichkeit von Hopfeninhaltsstoffen, auf die Haltbarkeit, den Geschmack usw. aus. Da es sich bei der Bierbrauerei meist um Lösungs- und Ausscheidungsprozesse handelt, ist der pH-Wert immer irgendwie mit im Spiel und kennt meist für jeden Prozessschritt eigene Normwerte. Der pH-Wert wird im Rahmen einer Malzanalyse in der Kongresswürze bestimmt.

Die Kongresswürze wird aus Malzschrot und destilliertem Wasser gewonnen, so dass man für einen zu erwartenden pH-Wert in der Maische über den Daumen gepeilt annehmen kann:

Wenn ich dieses Malzschrot mit einem Brauwasser von Restalkalität RA = 0° dH einmaische, müsste sich ein Maische pH-Wert einstellen wie auf der Analyse angegeben“.

DMS und DMS-P (Dimethysulfid und Dimethylsulfid-Precursor)

DMS ist eine schwefelhaltige organische Verbindung, die beim Kochen von verschiedenen Gemüsen, Kohl oder Getreide aus seinem Vorläufer DMS-P entsteht. Freies DMS erzeugt ein unangenehmes, gemüseartiges, schwefeliges Aroma und hat einen niederen Geruchsschwellenwert (in geringen Konzentrationen deutlich wahrnehmbar).

Man ist daher bestrebt, ein möglichst niederes Niveau des Vorläufers durch das Malz in die Würze einzutragen, damit die Vorgänge „Umwandlung des Vorläufers in freies DMS“ und „austreiben des entstandenen freien DMS mit den Kochschwaden“ in möglichst kurzer Zeit und vollständig ablaufen können.

Während der Würzekochung laufen die Vorgänge Umwandlung DMS-P in DMS und austreiben des DMS parallel ab. Dieser parallel ablaufende Prozess gerät erst dann ins trudeln, wenn die Kochung beendet ist.

Die Temperatur der Würze liegt noch in einem Bereich der eine weitere Umwandlung von DMS-P in freies DMS ermöglicht, allerdings ist zu diesem Zeitpunkt die Ausdampfung nahezu abgeschlossen und das in dieser Phase gebildete freie DMS verbleibt in der Würze, sofern der DMS-P Eintrag durch das Malz zu hoch war und/oder die Umwandlung des DMS-P in DMS noch nicht abgeschlossen ist.

Ähnliche Phänomene treten bei ungenügender Eindampfleistung der Pfanne auf. Die Umwandlung des Vorläufers DMS-P findet statt, während das gebildete freie DMS durch den mangelhaften Austrieb durch die Brüden in der Würze verbleibt. Um solch einem Szenario zu entgehen, verschafft man sich am Besten Einblick dadurch, dass man die Verdampfungsziffer VZ % seiner Pfanne und die Gesamtverdampfung GV % je Sud ermittelt.

Endvergärungsgrad EVG

Der Endvergärungsgrad EVG (VGsEnd) gibt Aufschluss über die Amylolyse. Je höher der Wert, um so aktiver sind die Amylasen – vor allem die ß-Amylasen. In der Maische ist die ß-Amylase bei 60-65°C am aktivsten. Die Rastdauer in diesem Temperaturbereich bestimmt in weiten Teilen und mit der Betriebshefe vergoren den Endvergärungsgrad der Betriebswürzen. Dort ist dann auch in einem ersten Schritt anzusetzen, wenn man die angestrebten Vergärungsgrade erhöhen oder erniedrigen möchte.

Die Bestimmung des EVG ist vor Ort immer mit der jeweiligen Betriebshefe durchzuführen. Erhält man Zugang zu diesem Wert im Rahmen einer (externen)Malzanalyse, ist der verwendete Hefetyp zu hinterfragen – man kann jedoch davon ausgehen, dass der EVG mit einer „Standard-Hefe-untergärig“ ermittelt wurde.


Analysenbeispiele: Bewertung der Sommerbraugerste 2011

Nach all der Theorie ist es nun an der Zeit, einen Blick auf ein paar Malzanalysen aus der Praxis zu werfen. Im Beispiel wurde im Rahmen von Frühvermälzungsversuchen die Qualität des Braugerstenjahrgang 2011 untersucht. Die Untersuchungen wurden über verschiedene Braugerstensorten hinweg und für das Bundesland Bayern gemacht.

Die Gerstensorten Grace und Marte machen knappe 80% der gesamten Anbauflächen aus, Quench liegt im Trend und Propino ist eine neue Empfehlung für den Gerstenanbau (gelb markiert).

Malzqualiteat 2011

Abbildung 4: Brauqualität der Sommergerste 2011
Quelle:http://www.lfl.bayern.de/. XIV Braugerstentag 2012, M. Herz, IPZ 2b

 

Zur Beurteilung der Malzanalysen geht man am besten so vor, dass man bekannte Rezepte und Maischverfahren erst einmal ausblendet und nur das Zahlenmaterial, so wie es da steht, betrachtet. Es bietet sich an, die Beurteilung gruppiert nach den oben im Artikel erklärten Lösungseigenschaften (Amylolyse, Proteolyse, Cytolyse, …) vorzunehmen.

Bis auf die Untersuchung „Brabender in Nm“ finden sich alle Angaben mit Normwerten versehen in der Tabelle Parameter einer Malzanalyse.

Brauwert/sonst. Eigenschaften – Farbe in EBC

Angaben zum Wassergehalt, pH-Wert, DMS und zur Kochfarbe fehlen in diesem Beispiel. Die Ursache ist darin zu suchen, dass diese Untersuchungsergebnisse einen starken Chargenbezug haben und u.U. deshalb für die Bewertung eines ganzen Jahrgangs weniger Aussagekraft besitzen.

Die Farbe in EBC fällt mit einem Mittelwert von 4,7 eher kräftig aus. Interessant ist, dass obwohl identischer Mälzungseigenschaften über die Sorten verteilt und innerhalb eines Jahrgangs Werte zwischen 3,7 und 6,3 EBC möglich sind. Ist man bestrebt sehr helle Biere zu brauen und der Jahrgang 2010 ist in der Farbe heller ausgefallen, z.B. mit einem Mittelwert um die 3,5 EBC, sollte man dies beim Jahrgangswechsel berücksichtigen.

Amylolyse – Extrakt, Verzuckerungszeit, EVG, VZ 45 (bedingt in der Gruppe Amylolyse), Mehl-Schrot-Differenz (bedingt in der Gruppe Amylolyse)

Zur Verzuckerungszeit und zur MS-Differenz liegen keine Untersuchungsergebnisse vor, was aber auch nicht weiter tragisch ist – die amylolytische Lösung lässt sich trotzdem bewerten.

Der Extrakt ist nur in % angegeben – die Angabe ob luftrocken oder wasserfrei (TrS) fehlt leider. Es kann aber davon ausgegangen werden, dass es sich um den Extrakt in % TrS handelt. Der Extraktgehalt mit einem Mittelwert von 86,7 ist enorm hoch und man kann gesichert annehmen, dass sich der Extrakt leicht in Lösung bringen lässt. Schon dieser hohe Wert deutet auf eine sehr gute amylolytische Lösung hin.

Der EVG und die VZ 45 sprechen ebenfalls eine deutliche Sprache. Beide Werte sind ausgesprochen hoch und zusammen mit dem hohen Extraktgehalt ergibt sich für die Amylolyse ein Bild der vollständigen Lösung und für die Amylasenaktivität eine 1+. Die VZ 45 schwankt über die Gerstensorten zwischen 42,2 und 53,3 %. Das liegt u.U. an der Untersuchungsmethode selbst, da in ihr auch ein Hinweis auf die proteolytische Lösung gesehen wird und in der Folge keine klare Abgrenzung zur Amylolyse möglich ist.

Proteolyse – Eiweißgehalt (Gesamtstickstoffgehalt), Eiweißlösungsgrad ELG, löslicher Stickstoff, FAN, VZ 45 (bedingt in der Gruppe Proteolyse)

Für den FAN liegen keine Untersuchungsergebnisse vor – wie oben ist das auch hier nicht tragisch – die proteolytische Lösung lässt sich trotzdem bewerten.

Was sich hier an Zahlenmaterial entlang der proteolytischen Lösung offenbart, ist ein wahrer Kracher. Obwohl sich die Eiweißgehalte eher am unteren Ende der Normskala bewegen, ist nur eine Probe dabei die unterhalb des Höchstwertes für den löslichen Stickstoff liegt (750 mg/l) liegt.

Der Eiweißlösungsgrad ELG spiegelt das Szenario wieder – dessen Mittelwert liegt beinahe 10 % über dem zulässigen Normwert. Die Malze so wie sie hier vorliegen und vermälzt worden sind, sind proteolytisch überlöst. Die Hefe wird sich freuen während der Schaum u.U. in die Knie geht.

Im Verbund mit einer schlechten Cytolyse ist ein Rohstoff der eiweißseitg überlöst ist ein Problem. Die Cytolyse beim Maischen verlangt eher nach tiefen Einmaischtemperaturen und die Folge wird sein, dass man beim maischen durch die Optima der proteolytischen Enzyme durchheizen muss bzw. sich ohnehin bei der Cytolyse im grenznahen Bereich der proteolytischen Enzyme befindet. Damit lässt sich ein weiterer Eiweißabbau kaum verhindern, der eigentlich nicht gewünscht und auch nicht nötig ist (Schaum negativ).

Hier bleibt eigentlich nur die Möglichkeit präventiv zu handeln. Solche Malze sollte man erst gar nicht abladen (im übertragenen Sinne) und wenn doch, dann sind vor Sudbeginn mit anderen Rohstoffen Malzmischungen zu machen die verhindern sollen, dass solche Probleme bis ins Maischgefäß gelangen (Kenntnis der Malzanalyse vorausgesetzt!).

Cytolyse – Friabilimeter, Viskosität, ß-Glucangehalt

Für den ß-Glucangehalt liegen auch hier keine Untersuchungsergebnisse vor – wie oben ist das auch hier nicht tragisch – die cytolytische Lösung lässt sich trotzdem bewerten.

Für den Friabilimeter ist nur die Mürbigkeit angegeben. Betreffend der fehlenden Angabe zur Ganzglasigkeit sind keine Rückschlüsse auf die Homogenität der Malzpartien möglich.

Die Viskosität liegt im unteren Bereich der Normwerte und die Mürbigkeit ist mit einem Mittelwert von 94,7 % mehr als ausgeprägt. Mit Blick auf die bereits bewerteten Größen kann man sagen, dass diese Malze cytolytisch hervorragend gelöst ist.

Zusammenfassung – Brauqualität der Sommergerste 2011

  • Die Malze sind durchgängig sehr gut gelöst, mit hohen Extrakt- und niederen Eiweißgehalten ausgestattet. Die Proteolyse ist zu weit fortgeschritten und muss bei der Weiterverarbeitung beachtet werden.
  • Die hohen Extraktwerte sorgen für einen guten Brauwert. Die ausgeprägte amylolytische Lösung lässt hohe Endvergärungsgrade bei kurzen Maltoserast-Zeiten erwarten.
  • Die Malze sind für Hoch-Kurz-Maischverfahren sehr gut geeignet, von tiefen Einmaischtemperaturen und Eiweißrasten ist abzusehen.
  • Die Cytolyse hat wie gefordert vollständig in der Mälzerei stattgefunden und auch dieser Umstand erlaubt und unterstütz die Einmaischtemperaturen höher zu wählen.
    War der Jahrgang zuvor mit einer sehr hellen Würzefarbe ausgestattet, ist bei sehr hellen Bieren auf die Farbänderung zu achten.

Ana­ly­sen­bei­spiele: Bewer­tung der Som­mer­brau­gerste 2014

Kurz vor Redaktionsschluss hat „Der Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie, Technische Universität München“ die Frühvermälzungsversuche des Gerstenjahrgangs 2014 in der Brauwelt[1] veröffentlicht. Dabei wurden eingesandte Praxismuster (Sommer- und Wintergersten, Brauweizen) auf verschiedene Qualitätsmerkmale und auf das Mälzungsverhaltens hin untersucht.

Im Kern weist der Braugerstenjahrgang 2014 niedere bis sehr niedere Eiweißgehalte auf, weniger Extrakt als in den Vorjahren und eine hohe Mürbigkeit bei guten Endvergärungsgraden. Im Durchschnitt ist die Qualität der Ernte 2014 als gut einzustufen. Auffällig sind die heterogenen Qualitäten der eingesandten Proben. Zwischen den Bundesländern und den verschiedenen Erntezeitpunkten ergaben sich erhebliche Qualitätsunterschiede vor allem im Bereich der Stickstoffausstattung und der Cytolyse.

In welchen Ausprägungen sich heterogene bzw. inhomogene Qualitäten schon innerhalb eines Jahrgangs zeigen können, wird auszugsweise in Abb.5 dargestellt:

Frühvermälzung 2014 - Bundesland

Abb. 5: Frühvermälzung 2014 – Bundesland
Quelle: Brauwelt, Mälzungs- und Malzqualitätsdaten der Ernte 2014 – Heterogene Qualitäten, Jahr: 2014 – Ausgabe: 49 – Seite: 1527-1532

 

Ohne ins Detail gehen zu wollen:
Wer den Artikel bis hier hin gelesen hat erkennt auf den ersten Blick, dass die Braugerstenqualität aus Rheinland-Pfalz mit der aus Thüringen in keinster Weise vergleichbar ist (und umgekehrt). Es handelt sich, obwohl aus einem Jahrgang stammend, um zwei komplett unterschiedliche Rohstoffe die sowohl in der Mälzerei, als auch in der Brauerei sehr differenziert zu behandeln sind – zumindest dann, wenn sie im Falle einer Brauerei, chargenrein in die Schrotmühle gelangen sollten.

Zum Abschluss noch ein Blick auf die Mälzungs- und Malzqualitäten der Gersten-Hauptsorten des Jahrgangs 2014:

Frühvermälzung 2014 - Hautptgerstensorten

Abb. 6: Frühvermälzung 2014 – Hautptgerstensorten
Quelle: Brauwelt, Mälzungs- und Malzqualitätsdaten der Ernte 2014 – Heterogene Qualitäten, Jahr: 2014 – Ausgabe: 49 – Seite: 1527-1532

 

Für unsere drei Hauptgerstensorten Grace, Marthe und Quench lässt sich zusammenfassen:

  • Die Viskosität der 65°C-Maische ist ein wenig erhöht, dafür bleibt der ß-Glucan-Gehalt im Rahmen. Gepaart mit der sehr hohen Mürbigkeit und der geringen Glanzglasigkeit ist trotzdem von einer guten bis sehr guten cytolytischen Lösung auszugehen.
  • Der Eiweißgehalt von Ø 9,5 % fällt sehr knapp aus. Die Mengen an FAN lassen keine Unterversorgung der Hefen mit Aminosäuren erwarten.
    Entlang der knappen Ressource Eiweiß wird bei der Vermälzung der Gersten die Kunst darin bestehen, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen hoch- und niedermolkularen Stickstofffraktionen zu finden.
    Ein proteolytisch überlöstes Malz oder auch schon ein proteolytisch sehr gut gelöstes Malz lässt in diesem Umfeld negative Folgen für den Schaum erwarten, da bei diesen geringen Eiweißgehalten davon ausgegangen werden kann, dass die hochmolekulare Stickstofffraktion (Schaum positiv)bereits einen zu weitgehenden Abbau erfahren hat.
  • Hohe Endvergärungsgrade und gute Extraktgehalte, wenn auch etwas gringer ausgeprägt als die Jahre zuvor, deuten auf amylolytisch gut gelöste Malze hin.

 

Abschlussbetrachtung / Zusammenfassung

Um einen Einblick in die Rohstoffqualitäten unserer Malze zu bekommen sind für uns Hobbybrauer nur sehr wenige Analysendaten nötig. Die Anzahl der Analysenergebnisse die in Malzanalysen immer wieder anzutreffen sind ist recht überschaubar und mit ein wenig Übung wird auch für uns Hobbybrauer aus der „Black-Box“ Malzqualität eine recht durchschaubare technologische Größe.

In der Realität ist es für den Hobbybrauer eher schwieriger an die Ergebnisse zu gelangen als sie richtig zu interpretieren. Die meisten Hobbybrauer werden ihr Malz bei/in diversen Internet-Shops beziehen und leider ist es im Moment noch so, dass auf diesem Weg nur sehr wenig über den gekauften Rohstoff bekannt wird.
Wer sich trotzdem dafür interessiert, kann sich Online, zumindest im Jahrgangsbezug, Detailinformationen zu Gersten- und Malzqualitäten beschaffen (wie in diesem Artikel geschehen, siehe Onlineressourcen unten).

Die Abhängigkeiten zwischen Malzqualität und Würzequalität über eine Malzanalyse mit entsprechendem Maischverfahren aufzulösen, ist eine eben so komplexe als auch spannende Aufgabe – birgt der Vorgang doch schon einen großen Teil von dem, was die Bierbrauerei ausmacht.
Vielleicht kann dieser Artikel ja dazu beitragen, die Zusammenhänge noch ein wenig näher zu beleuchten und bisher offene Fragen helfen zu beantworten.

Viele Spaß 🙂
Oli


Quellen:
Abbildungen:
Abb. 1: Autor, http://brewrecipedeveloper.de/
Abb. 2: Autor, http://brewrecipedeveloper.de/
Abb. 3: Friabilimeter, http://branchenbuch.agrarheute.com/i-data/websolution.de/product-images/4644_original.JPG
Abb. 4: Brau­qua­li­tät der Som­mer­gerste 2011, http://www.lfl.bayern.de/. XIV Brau­gers­ten­tag 2012, M. Herz, IPZ 2b
Abb. 5: Auszüge aus Brauwelt, Mälzungs- und Malzqualitätsdaten der Ernte 2014 – Heterogene Qualitäten, Jahr: 2014 – Ausgabe: 49 – Seite: 1527-1532
Abb. 6: Brauwelt, Mälzungs- und Malzqualitätsdaten der Ernte 2014 – Heterogene Qualitäten, Jahr: 2014 – Ausgabe: 49 – Seite: 1527-1532
Tabellen:
Autor, http://brewrecipedeveloper.de, Enzyme der Amy­l­o­lyse
Autor, http://brewrecipedeveloper.de, Enzyme der Proteolyse
Autor, http://brewrecipedeveloper.de, Enzyme der Cytolyse
Autor, http://brewrecipedeveloper.de, Enzyme des Phos­phat– und Fettabbaus
Autor, http://brewrecipedeveloper.de, Die gän­gigs­ten Para­me­ter einer Malzanalyse
Literatur:
[1] Brauwelt, Mälzungs- und Malzqualitätsdaten der Ernte 2014 – Heterogene Qualitäten, Jahr: 2014 – Ausgabe: 49 – Seite: 1527-1532
Ludwig Narziß, Abriss der Bierbrauerei, 7. Auf­lage, Wiley-​Vch, 1999
Ludwig Narziß und Werner Back, Die Bierbrauerei Band 2, Technologie der Würzebereitung, 8. Auf­lage, Wiley-​Vch, 2009
Wolfgang Kunze, Technologie Brauer und Mälzer, 10.neu überarb. Aufl., VLB (Verlag), 2011
MEBAK, Brautechnische Analysenmethoden, Band Rohstoffe, 1. Auflage 2006
Gastl, M., Grundlegende Brautechnologie, Lehrstuhl für Brau-und Getränketechnologie, TU München
Torsten Dickel, Dissertation, Untersuchungen zu enzymatischen Abbauprodukten beim Maischen im Hinblick auf die Entwicklung eines Prozessführungssystems, TU München, 2003
Krottenthaler, M., Entwicklung innovativer Technologien zur Optimierung der Würze- und Bierqualität(Habil)
Onlineressourcen:
www.lfl.bayern.de
www.braugerstengemeinschaft.de

 

Anhang A: Kohlenhydratabbau

 

Kohlenhydratabbau_AmylolyseUndCytolyse

Übersicht über den Kohlenhydratabbau – Amylolyse und Cytolyse


Anhang B: α- und ß-Konfiguration der Glucose

 

a- und ß-Konfiguration der Glucose

Abbildung: a- und ß-Konfiguration der Glucose

Die Stellung der OH-Gruppe (Hydroxygruppe, veraltet auch Hydroxylgruppe, blauer Kreis) am ersten C-Atom (Kohlenstoff) (blau, von 1-6 durchnummeriert) entscheidet, ob das Glucosemolekül in der alpha- oder in der beta-Konfiguration vorliegt.
Deshalb spricht man bei einem Polymer (aus vielen gleichen Teilen aufgebaut) das sich aus Glucosemolekülen der α-Konfiguration zusammensetzt von α-Glucanen, bei einem Polymer das sich aus Glucosemolekülen der ß-Konfiguration zusammensetzt von ß-Glucanen und ganz allgemein von Glucanen, wenn es sich um ein Polymere der Glucose handelt.

Das für uns wichtigste α-Glucan ist die Stärke und die wichtigsten ß-Glucane werden durch die Cellulosen und die Hemicellulosen gestellt.
Bildet die Glucose mit anderen Glucosemolekülen lange Ketten, spricht man von Polymerisiation. Dabei verbindet (siehe Sauerstoffbrücken bzw. glykosidische Bindung) sich ein C-Atom einer Glucoseeinheit mit einem C-Atom der nachfolgenden Glucoseeinheit.

Da je Glucosemolekül sechs C-Atome zur Verfügung stehen (blau, von 1-6 durchnummeriert), sind mehrere Verbindungskombinationen möglich. So kann sich das erste C-Atom der einen Glucoseeinheit mit dem vierten C-Atom der nachfolgenden Glucoseeinheit verbinden aber auch z.B. mit dem sechsten.
Im ersten Fall spricht man dann von einer 1,4-Bindung und im zweiten Fall von einer 1,6-Bindung.

Da sowohl die α-Konfiguration als auch die ß-Konfiguration diese oder ähnlich Spielarten zulassen, sind Verbindungstypen in α-1,4, ß-1,4, α-1,6, ß-1,6 usw. möglich. Die daraus resultierenden α- und ß-Glucane unterscheiden sich gänzlich in ihren Eigenschaften und müssen im Rahmen der Amyolyse und der Cytolyse sowohl in der Mälzerei als auch in der Brauerei entlang ihrer Eigenschaften und des Brauwertes entsprechend behandelt werden.

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