Berech­nung und Mes­sung der Bierfarbe

Die Bier­far­be ist eine der offen­sicht­lichs­ten Eigen­schaf­ten eines Biers. Wie wird sie benannt, wodurch wird sie beein­flusst, wie kann ich sie berech­nen und wie mes­sen? Die­se Fra­gen stel­len sich beson­ders Neu­lin­ge der Brau­kunst – die­ser Arti­kel wird sie beantworten.

Fan­ta­sie­vol­le Namen

Die Bier­ken­ner haben eine erstaun­li­che Fan­ta­sie bei der Benen­nung von Bier­far­ben ent­wi­ckelt. Bei den hel­len Bie­ren beginnt das mit Gelb­tö­nen wie hell‑, stroh- oder gold­gelb, geht über ver­schie­de­ne Bernstein- und Bron­cenu­an­cen wei­ter zu Braun­tö­nen und ver­schie­de­nen Schat­tie­run­gen von Schwarz. Die röt­li­chen Bie­re haben ihre eige­ne Farb­ska­la von Oran­ge über Kup­fer und Rubin bis zum Maha­go­ni. Oft wer­den die Far­ben auch mit wei­te­ren Attri­bu­ten wie hell, dun­kel, leuch­tend oder blass versehen.

Allen Farb­na­men gemein­sam ist, dass sie nicht klar defi­niert sind. Was dem einen noch ein dunk­les Gold­gelb ist, erscheint dem ande­ren schon als hell leuch­ten­der Bern­stein. Das mag in der blu­mi­gen Bier­be­schrei­bung eines Som­me­liers noch durch­aus inter­es­sant ein­falls­reich erschei­nen, erweist sich aber spä­tes­tens dann als Pfer­de­fuß, wenn man die Bier­far­be als Kri­te­ri­um ansieht, das ver­gleich­bar und vor allem wie­der­hol­bar sein muss. Es braucht also eine mess­tech­nisch nach­voll­zieh­ba­re Defi­ni­ti­on der Bierfarbe.

(Nicht nur) das Malz macht die Farbe

Natür­lich beein­flusst zual­ler­erst die Zusam­men­set­zung der Schüt­tung die Far­be. Mal­ze haben sehr unter­schied­li­che Farb­tö­ne, vom stroh­far­be­nen Pils­ner bis zum tief­schwar­zen Röst­malz. Vom Mäl­zer wer­den die Far­ben in Euro­pa in der Ein­heit EBC, in den USA in SRM oder Lovi­bond ange­ge­ben. Extre­me sind auf der hel­len Sei­te extra hel­les Pils­ner Malz mit ca. 2 EBC (etwa 1 SRM) und Röst­malz Typ III mit ca. 1400 EBC (etwa 500 SRM) am dunk­len Ende der Ska­la. Was bedeu­ten die­se Angaben?

Die Wer­te bezie­hen sich nicht, wie man zunächst anneh­men könn­te, direkt auf die Far­be des Mal­zes, son­dern auf die Far­be der dar­aus her­ge­stell­ten Bier­wür­ze. Das ist durch­aus ein Unter­schied, denn auf den ers­ten Blick fast gleich­far­bi­ge Mal­ze kön­nen durch­aus sehr unter­schied­li­che Wür­ze­far­ben erzeugen.

Um die Wür­ze­far­be fest­zu­stel­len, wird unter stan­dar­di­sier­ten Bedin­gun­gen eine Mai­sche, die soge­nann­te Kon­gress­mai­sche ([1] S. 184ff), gefah­ren, die ent­stan­de­ne Wür­ze fil­triert und deren Far­be gemes­sen – die Mess­me­tho­den erklä­ren wir wei­ter unten.

Die Wür­ze­farbe der Kon­gress­mai­sche wird in der Mal­zana­lyse als Malz­farbe ange­ge­ben. Sie lässt aber nur begrenzt auf die Far­be des Bie­res schlie­ßen, da die Bier­farbe auch von der Stamm­würze abhän­gig ist und sich auch wäh­rend Kochung und Gärung noch ver­än­dert. Meist fin­det man in der Ana­ly­se auch noch die Koch­far­be, die unmit­tel­bar nach Ende einer zwei­stün­di­gen Koch­zeit ermit­telt wird.

Berech­nung der Bierfarbe

Die resul­tie­ren­de Bier­far­be kann über­schläg­lich aus den ein­zel­nen Malz­far­ben und den jewei­li­gen Schüt­tungs­an­tei­len berech­net wer­den. Die Stamm­wür­ze wird mit einem Kor­rek­tur­fak­tor berücksichtigt.

Die Zufär­bung wäh­rend des Kochens nimmt mit der Koch­zeit zu und wird mit etwa 1,5 EBC pro Stun­de ein­be­rech­net [5]. Ein zusätz­li­cher Kor­rek­tur­wert gleicht die ver­gleichs­wei­se hohen Zufär­bun­gen bei hel­len Bie­ren aus. Er muss empi­risch ermit­telt wer­den und liegt typisch zwi­schen 2 und 4 EBC.

c_B – Resul­tie­ren­de Bier­far­be in EBC
c₁ … c_n  – Malz­far­ben in EBC
m₁ … m_n  – Schüt­tungs­men­gen in kg
Stw – Stamm­wür­ze in °P
t_k – Koch­zeit in Stunden
f_k – Zufär­bung beim Kochen in EBC/​h
k – Kor­rek­tur­wert, bei hel­len Bie­ren 2 … 4 EBC

Ver­gleich mit Farbkarten

Ohne beson­de­re Hilfs­mit­tel ist es sehr schwer, die Bier­far­be zu bestim­men. Man kann zwar ver­su­chen, das Bier im Glas mit einer Farb­kar­te zu ver­glei­chen, das gelingt aber nur mit etwas Erfah­rung und unter stets glei­chen Bedin­gun­gen halb­wegs gut.

Ent­schei­den­den Ein­fluss auf die Wahr­neh­mung der Far­be hat zunächst die Schicht­di­cke der Bier­pro­be, also in die­sem Fall der Durch­mes­ser des Gla­ses: je grö­ßer der Glas­durch­mes­ser ist, des­to dunk­ler erscheint das Bier. Die Farb­kar­te soll­te also im Ide­al­fal­le auf das Test­glas abge­stimmt sein.

Dazu kommt die Stär­ke und Far­be der Beleuch­tung: Je hel­ler die Beleuch­tung, des­to hel­ler erscheint auch das Bier. Unter­schied­li­che Licht­far­ben wer­den außer­dem auch unter­schied­lich vom Bier absor­biert, so das bei röt­li­chem oder bläu­li­chem Licht die Ergeb­nis­se durch­aus sehr unter­schied­lich aus­fal­len können.

Ein sol­cher Ver­gleich kann also nur halb­wegs zuver­läs­sig funk­tio­nie­ren, wenn stets mit dem glei­chen Glas und unter iden­ti­scher Beleuch­tung ver­gli­chen wird. Etwas Erfah­rung und ein Abgleich der eige­nen Schät­zun­gen mit gemes­se­nen Wer­ten hilft zusätzlich.

Farb­be­stim­mung mit dem EBC-Komparator

Die­se Mess­me­tho­de beruht auf dem Ver­gleich der Wür­ze­far­be mit einem Satz von Farb­schei­ben. Für defi­nier­te Licht­ver­hält­nis­se sorgt dabei der Kom­pa­ra­tor, der mit einer stan­dar­di­sier­ten Glüh­lam­pe beleuch­tet wird. Die Mes­sung wird unmit­tel­bar nach Been­di­gung der Kon­gress­mai­sche aus­ge­führt, um Farb­än­de­run­gen durch Oxi­da­ti­on weit­ge­hend auszuschließen.

Die Wür­ze wird in eine Küvet­te mit defi­nier­tem Durch­mes­ser (5, 10, 25 oder 40mm) ein­ge­füllt und im Kom­pa­ra­tor mit einem Farb­schei­ben­satz ver­gli­chen. Je nach Wür­ze­far­be wird der ent­spre­chen­de Schei­ben­satz benutzt, der zum Bei­spiel von 2,0−6,0, 6,0−10,0, 10–18 oder 19–27 EBC reicht. Dunk­le­re Wür­zen wer­den in dün­ne­ren Küvet­ten gemes­sen und müs­sen even­tu­ell zusätz­lich ver­dünnt wer­den. Die Ergeb­nis­se wer­den immer auf eine Schicht­di­cke von 25mm umgerechnet.

Ver­schie­de­ne Per­so­nen wer­den auf­grund indi­vi­du­el­ler Unter­schie­de bei Mes­sung im Kom­pa­ra­tor für die glei­che Wür­ze mehr oder weni­ger ver­schie­de­ne Ergeb­nis­se lie­fern. Um die Feh­ler zu begren­zen, dür­fen die­se Mes­sung nur farb­tüch­ti­ge Per­so­nen aus­füh­ren. Zusätz­lich kann die indi­vi­du­el­le pro­zen­tua­le Abwei­chung anhand einer Kon­troll­lö­sung bestimmt und dann bei Mes­sun­gen die­ser Per­son berück­sich­tigt werden.

Ein moder­ner EBC-​Komparator ist der Lovi­bond EBC Com­pa­ra­tor 3000.

Spek­tral­pho­to­me­tri­sche Messung

Bei die­ser Mes­sung wird die Absorp­ti­on von Licht mit 430nm Wel­len­län­ge (Blau-​Violett) beim Durch­leuch­ten einer Bier­pro­be fest­ge­stellt. Die Pro­be wird ent­kar­bo­ni­siert und in einer Küvet­te in das Mess­ge­rät ein­ge­bracht. Dunk­le Bie­re müs­sen ent­spre­chend ver­dünnt werden.

Der Null­wert wird mit einer mit kla­rem Was­ser gefüll­ten Küvet­te ein­ge­stellt. Wenn das Mess­ge­rät kei­ne Kom­pen­sa­ti­on der Trü­bung durch eine zwei­te Mes­sung bei 700nm durch­führt, müs­sen trü­be Bie­re fil­triert werden.

Gemes­sen wird der Absorp­ti­ons­fak­tor, also das Ver­hält­nis der Licht­stär­ke von ein­tre­ten­dem zu aus­tre­ten­dem Licht.

Mit fol­gen­der For­mal kann dar­aus der EBC-​Wert berech­net werden:

A₄₃₀ – Log­arith­mus des Abs­op­ti­ons­fak­tors bei 430nm Wellenlänge
D – Ver­dün­nungs­fak­tor, 1 für unver­dünnt, 2 für 1:1 ver­dünnt usw.

Bei­spiel: unver­dünn­te Pro­be, aus­tre­ten­des Licht ist 1/​100 des ein­tre­ten­den, Log­arith­mus ist 2, also EBC = 2 * 1 * 25 = 50

Moder­ne Gerä­te erle­di­gen die­se Rech­nung natür­lich selb­stän­dig und geben direkt den EBC-​Wert aus. Ein Bei­spiel für ein aktu­el­les Spek­tral­pho­to­me­ter ist das Lovi­bond PFXi-​195/​4.

Eigenbau-​Photometer

Ein ein­fa­ches Spek­tral­fo­to­me­ter lässt sich für den geüb­ten Elek­tro­ni­ker mit gerin­gen Mit­teln auch selbst bau­en. Licht­quel­le ist dabei eine blaue LED, die Licht von 430nm Wel­len­län­ge abgibt. Ein Foto­wi­der­stand, des­sen Emp­fangs­spek­trum sicht­ba­res Licht abdeckt und des­sen maxi­ma­le Emp­find­lich­keit mög­lichst nahe an 430nm liegt, dient als Empfänger.

Das gan­ze wird so in ein licht­dich­tes Gehäu­se ein­ge­baut, dass dazwi­schen eine Küvet­te ein­ge­setzt wer­den kann. Der Null­wert wird mit kla­rem Was­ser ein­ge­stellt. Die Kali­brie­rung erfolgt mit einer Kon­trol­lö­sung bestehend aus 0,1g Kali­um­dichro­mat (K₂Cr₂O₇) und 3,5g Nitroprussid-​Natrium (Na₂[Fe(CN)₅NO]*2H₂O) in Was­ser gelöst und auf 1 Liter auf­ge­füllt ([1] S. 194). Die­se Lösung ist im Dunk­len etwa einen Monat halt­bar. Sie besitzt eine Far­be von exakt 15 EBC [1].

Der Hob­by­brau­er der ers­ten Stun­de Earl Scheidl hat ein sol­ches Pro­jekt schon 2009 umge­setzt [3].

Rot oder Braun?

Die­se Fra­ge kann der EBC-​Wert nicht beant­wor­ten. Er beschreibt ja eigent­lich gar kei­ne Far­be, son­dern die Stär­ke der Absorp­ti­on von blau­em Licht. Statt Bier­far­be wäre ein tref­fen­de­rer Name eher Hel­lig­keit oder noch bes­ser Lichtdurchlässigkeit.

Komplementärfarben

Dazu kommt, dass Bie­re mit unter­schied­lich getön­ten Far­ben das blaue Licht auch unter­schied­lich stark absor­bie­ren. Am stärks­ten wird Licht einer bestimm­ten Far­be von einem Medi­um mit sei­ner Kom­ple­men­tär­far­be absorbiert.

Im Krei­se der Kom­ple­men­tär­far­ben liegt blau gegen­über von gelb. Gel­bes und brau­nes Bier absor­biert blau­es Licht also stär­ker als zum Bei­spiel röt­li­ches Bier. Damit wird ein röt­li­ches Bier immer hel­ler gemes­sen als bräunliches.

Weil in der Pra­xis aber nicht blau­es, son­dern wei­ßes (also aus allen Spek­tral­far­ben gemisch­tes) Licht auf ein Bier fällt, neh­men wir die Hel­lig­keit der Far­ben mit dem Auge ganz anders wahr. Im Ergeb­nis wir­ken Bie­re mit unter­schied­li­chen Farb­tö­nen, die nach EBC-​Messung die glei­che Far­be haben, für einen Betrach­ter höchst verschieden.

Ein sehr schö­nes Bei­spiel hat die Fir­ma Briess in [4] foto­gra­fiert. Auf Sei­te 13 der Prä­sen­ta­ti­on sind sechs Bie­re abge­bil­det, die nach EBC-​Verfahren gemes­sen die glei­che Bier­far­be haben, aber für das Auge deut­li­che Unter­schie­de in der Hel­lig­keit und im Farb­ton aufweisen.

Cui bono?

Wem nützt die Farb­mes­sung? Für gro­ße Braue­rei­en ist die Mes­sung der Bier­far­be ein essen­ti­el­ler Bestand­teil der Qua­li­täts­si­che­rung. Hier kommt es auf die exak­te Repro­duk­ti­on des Pro­dukts auch unter Ein­satz von Roh­stof­fen schwan­ken­der Qua­li­tät an. Die Far­be ist einer der Para­me­ter, der dem Kun­den direkt augen­fäl­lig ist und muss daher mög­lichst kon­stant gehal­ten werden.

Auch auf den Eti­ket­ten der Hobbybrauer-​Biere fin­det man die Farb­an­ga­be oft gleich­be­rech­tigt neben ande­ren Para­me­tern wie Stamm­wür­ze und Malz-​Zusammensetzung. Gemes­sen wird sie aber in den sel­tens­ten Fäl­len; man ver­lässt sich auf die berech­ne­ten Anga­ben der ver­schie­de­nen Rezept­kal­ku­la­to­ren oder die eige­ne Schät­zung. Sie ist so meist eher eine Erwar­tung als eine Tatsache.

Ich hal­te es bei der Far­be ähn­lich wie bei den Bier­sti­len: die Anga­be ist sinn­voll, um ande­ren Brau­ern eine Idee davon zu ver­mit­teln, was sie bei einem Bier erwar­ten kön­nen. Auf die exak­te Ein­hal­tung der Anga­ben wür­de ich aber nicht wetten.