Mit einer Verordnung unterband der Bayernherzog Wilhelm IV. 1516 manche obskure Braupraxis und begründete das "Deutsche Reinheitsgebot". Seitdem darf Bier hier zu Lande nur aus den Grundstoffen Gerste, Hopfen und Wasser hergestellt werden. Und natürlich mit Hilfe von Hefe, die auch damals schon für Gärung sorgte, von deren Existenz aber noch niemand wusste: Sie wurde nicht zugesetzt, sondern war in der Luft der Gärkeller allgegenwärtig.

Bevor aus Gerste Bier werden kann, muss sie gemälzt werden. Dazu wird das Getreide in Wasser eingeweicht und zum Keimen gebracht. In den nächsten Tagen entstehen Enzyme, die später Stärke in Zucker umwandeln sollen – in der Natur ernährt sich davon die keimende Pflanze. Doch bevor diese Moleküle aktiv werden, kommt das "Grünmalz" zum Trocknen auf die Darre, wo die Keimung gestoppt wird. Je nachdem, wie lange und wie heiß die Luft über die Körner streicht, entsteht helles bis dunkles Malz, später dementsprechend helleres oder dunkleres Bier.

In der Brauerei wird das Malz geschrotet, in der Maischpfanne mit Wasser zu einem Brei vermischt und stufenweise erwärmt. Bei bestimmten Temperaturen – dem ein- oder zweistündigen Rasten – kommen die erwähnten Enzyme in Gang und die Maische wird allmählich süßer. Neben der Verzuckerung laufen noch eine Vielzahl anderer biochemischer Reaktionen ab, wobei wichtige Nährstoffe für die Hefe entstehen - ebenso Stoffe, die für ansehnlichen Schaum sorgen werden.

Sind die Stärkemoleküle vollständig in Zucker umgewandelt, wird die Maische in den Läuterbottich überführt. Auf einem Filterboden bleiben dort die unlöslichen Malzbestandteile zurück. Diese Treber sind wertvolles Viehfutter.

Anschließend fließt die so gewonnene Würze in die Sudpfanne, wo sie gekocht und mit Hopfen (Humulus lupulus) versetzt wird. Der Hopfen wurde in einem Text des Jahres 768 zum ersten Mal erwähnt. Lange Zeit diente er allein dazu, Bier haltbar zu machen. Denn seine Bitterstoffe hemmen Milchsäurebakterien, die vor der Pasteurisierung der größte Feind des Biers waren. Heute gibt es Dutzende von Hopfensorten mit unterschiedlichem Bitterstoffgehalt, und es liegt ganz in der Kunst des Braumeisters, welche er wann der Würze zugibt, um den gewünschten Geschmack zu erreichen.

Im Kühlhaus beginnt dann das Werk der zugegebenen Hefen. Vor der Erfindung der Kältemaschine im Jahr 1873 durch Carl von Linde wurden fast nur "obergärige" Biere gebraut. Denn die Hefeart Saccharomyces cerevisiae fühlt sich besonders wohl, wenn die Temperaturen nicht unter 15 Grad Celsius sinken. Und sie neigt dazu, sich nach getaner Arbeit an der Oberfläche der Würze anzureichern, daher der Name. Altbiere, Weizenbiere und das Kölsch gehören zu den bekanntesten obergärigen Sorten.

Die untergärige Saccharomyces carlsbergensis benötigt hingegen Temperaturen unterhalb von zehn Grad Celsius und setzt sich nach der Gärung am Boden des Gefäßes ab. Früher konnten solche Biere nur im Winter gebraut werden. Heute wird hier zu Lande der weitaus größte Teil des Biers – dazu gehören Pils, Export und Märzen – untergärig gebraut.

Die Hefe verbraucht zunächst den Sauerstoff in der Würze zum aeroben Wachstum und schaltet nach einigen Stunden auf den anaeroben Stoffwechsel um, die eigentliche Gärung. Erst jetzt setzt sie Zucker in Alkohol um. Dabei entstehen zudem Kohlendioxid und Wärme, aber auch Substanzen, die den "dicken Kopf" am nächsten Morgen verursachen.

Die Gärung ist beim obergärigen Bier schon nach zwei bis drei Tagen abgeschlossen. Untergärige Biere müssen hingegen mehrere Wochen lagern, bevor sie gefiltert und schließlich unter Druck in Flaschen abgefüllt werden.

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"Wissenschaft im Alltag" ist eine regelmäßige Rubrik in Spektrum der Wissenschaft. Eine Sammlung besonders schöner Artikel dieser Rubrik ist soeben als Dossier erschienen.

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