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Brauereien: Was den Geschmack von Bier bestimmt

Jetzt ein kaltes Bier! Bei den aktuellen Temperaturen sind die Biergärten voll, und aus den Zapfhähnen und Flaschenhälsen strömt hektoliterweise der Sud aus Malz, Hopfen, Hefe und Wasser. Wie aber schaffen es die Brauereien überhaupt, aus diesen wenigen Rohstoffen die große Vielfalt der Bierstile zu zaubern?
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Alles Brauen beginnt mit dem Mälzen. Beim Mälzen wird die Keimung eines Korns aktiv provoziert. Nahezu alle gängigen Biersorten nutzen Gerste, es gibt aber auch Biere mit Roggen- und natürlich mit Weizenanteil. Nach einer Keimruhe von mehreren Monaten wird das Korn in einem Keimkasten gewässert, bis die Feuchtigkeit 30 bis 40 Prozent beträgt. Dann wird die Temperatur mit warmer Luft erhöht. In dieser feuchtwarmen Umgebung keimt das Korn und bildet dabei jene Enzyme, die später im Brauprozess die im Korn gespeicherte Stärke in verschiedene Zucker umwandeln.

Nach drei bis fünf Tagen unterbricht der Mälzer die Keimung durch einen Prozess, der Darren genannt wird. Dabei wird trockene, heiße Luft durch das Gerstenbett im Keimkasten geblasen. Der Mälzer muss den Zeitpunkt des Darrens genau abpassen: Das Korn muss schon genügend Enzyme gebildet, der Keimling aber noch nicht alle Stärke verbraucht haben — meist ist das der Fall, wenn der Spross etwa die Länge des Korns selbst hat. Der genaue Temperaturverlauf in diesem Darrprozess bestimmt die Malzsorte. Und die ist für den Geschmack des Biers entscheidend.

Der Geschmack eines Biers hängt wesentlich von der Malzsorte ab

Der Geschmack eines Biers hängt wesentlich von der Malzsorte ab. Röstaromen und dunkle Farbe stammen fast vollständig aus den Maillard-Reaktionen beim Darren oder Rösten. Dabei verbinden sich die Kohlenhydrate — also Stärke und Zucker — mit Eiweißen aus dem gemahlenen Korn. So entstehen die verschiedenen Malzsorten.

Und von denen gibt es hunderte. Das »brau!magazin« etwa unterscheidet Basismalze, hoch gedarrte Malze, Spezialmalze, Karamellmalze, Rauchmalze, Röstmalze sowie Weizen- und andere Getreidemalze. Zu den Basismalzen gehören Pilsener-Malz und Pale-Ale-Malz, zu den hochgedarrten unter anderem Abbey-Malz, das für belgische Biere typisch ist. Standard-Pilsenermalze werden bei niedrigen Temperaturen gedarrt. Karamellmalze dagegen werden so heiß gedarrt, dass dabei schon ein paar Maillard-Reaktionen ablaufen.

Rauchbier dank geräuchertem Malz

Röstmalze für Stout-Biere (beispielsweise Guinness) werden wie Kaffee geröstet. Deswegen werden Röstmalze auch mit anderen Malzen gemischt, die die nötigen Enzyme für den weiteren Brauprozess mitbringen. Der typische Geschmack eines Rauchbiers, zum Beispiel beim Schlenkerla aus Bamberg, kommt daher, dass das Malz während des Darrprozesses geräuchert wird, ähnlich wie beim Whiskey – allerdings mit Eichenholzrauch statt mit Torfrauch. Früher hatten die meisten Biere so einen Rauchgeschmack, weil über dem offenen Feuer gedarrt wurde. Manchmal wird Rauchbier mit einer Heizspirale im Glas gestachelt, wodurch der Zucker im Bier karamellisiert.

Beim Darren und Rösten entstehen aber auch Stoffe, die die meisten Brauer als Fehlaroma ansehen. Zum Beispiel das Maillardprodukt Fufural, das eine Kochnote ins Bier bringt, oder Dimethylsulfid (DMS), ein Aroma von gekochtem Gemüse. Allerdings gibt es auch Brauereien wie Carlsberg, die bewusst viel DMS im Bier belassen – als geschmackliches Markenzeichen.

Mit seinem Maischprogramm hat der Brauer einen sehr starken Einfluss auf den Geschmack

Im Brauprozess geht es weiter mit dem Maischen. Dabei wird der fertig gemalzten Gerste Wasser hinzugefügt. In der so erzeugten Maische setzen die Enzyme aus der Mälzphase die Stärke des Korns in verschiedene Zucker um. Mit seinem Maischprogramm hat der Brauer einen sehr starken Einfluss auf den Geschmack. Es bestimmt die Zuckerarten, die später der Hefe zur Vergärung zur Verfügung stehen.

Stärke besteht aus 20 bis 30 Prozent Amylose und 70 bis 80 Prozent Amylopektin. Verschiedene Amylase-Enzyme (α-, β- und γ-Amylasen) schneiden diese Stärkemoleküle in kürzere Zucker. Weil diese Enzyme verschiedene Temperaturoptima haben, kann man über die Temperatur die Vergärbarkeit der Zucker steuern. Hefen, die in der Bierherstellung eingesetzt werden, vergären am liebsten Glukose, dann Fruktose, dann Sacharose, dann Maltose und dann Maltotriose. Das Verhältnis dieser fünf Zucker bestimmt die Süße und den Alkoholgehalt des fertigen Biers. Bei einem norddeutschen Pils zum Beispiel wird relativ viel vergärbarer Zucker erzeugt und auch vergärt, was dem Bier seinen schlanken Charakter verleiht.

Neben Zuckern werden beim Maischen andere Aromastoffe freigesetzt, die den Biergeschmack im späteren Brauprozess beeinflussen. So entsteht unter anderem Ferulasäure, die vor allem bei der Herstellung von Weizenbier einen entscheidenden Einfluss auf die sensorischen Merkmale hat. Auf diese wichtige Säure kommen wir gleich nochmal zurück. Wieder andere Aromen kann man einem Prozess namens Dekoktion erzeugen. Dabei wird ein Teil der Maische gekocht, wodurch andere Maillardprodukte entstehen. Bei alkoholfreiem Bier wiederum wird oft ein Springmaischverfahren verwendet. Dabei wird das Maischprogramm so kurz gehalten, dass nur ganz wenige kurzkettige Zucker entstehen — und damit wenig vergärbare Nahrung für die Hefe.

Läutern, Kochen und Hopfen

Nach dem Maischen wird die Maische geläutert. Dabei werden die festen Anteile der Maische – Treber genannt (Eiweiße, Zellstoff der Spelze et cetera) – vom flüssigen Anteil der Würze (gelöste Zucker, Maillardprodukte et cetera) getrennt. Dann wird die Würze gekocht und so sterilisiert. Außerdem verdampfen beim Kochen Fehlaromen wie DMS und dessen Vorläufer.

Nach einer Weile wird der kochenden Würze dann der zweite Hauptgeschmacksgeber hinzugefügt: der Hopfen. Er schenkt dem Bier seinen typisch bitteren Geschmack und einen ganzen Kosmos verschiedener Aromen. Die Hauptbittersubstanz im Hopfen ist die Alphasäure aus den Drüsenhaaren der weiblichen Pflanze. Beim Kochen werden Seitenketten der Alphasäure so umgebaut, dass die daraus resultierende Iso-Alphasäure siebenmal bitterer schmeckt als ihr Vorläufer und wesentlich besser in Wasser löslich ist.

Neben den Alphasäuren gibt es hunderte Hopfenölkomponenten, die den Biergeschmack stark prägen. Myrcen etwa ist ein Bestandteil vieler ätherischer Öle und wird außer von Hopfen auch von Kiefern, Wacholder oder Hanfpflanzen erzeugt. Linalool ist einer der Hauptstoffe der typischen Hopfenblume. Und das Hopfenthiol MBT erzeugt innerhalb bestimmter Grenzen ein beeriges Aroma, außerhalb dieser Grenzen aber eines von Katzenurin. In manchen Studien werden bis zu 60 unterschieden, und wahrscheinlich gibt es weit mehr im Nano- bis Mikrogrammbereich.

Ein volles Bierglas mit Ranke und Blüte des Echten HopfenLaden...
Bierglas und Hopfenblüte

Hunderte Hopfensorten existieren

Wie beim Malz gibt es hunderte Hopfensorten. Typische Bitterhopfensorten sind etwa Magnum, Taurus oder Herkules. Sie enthalten mit ungefähr zehn Prozent relativ viel Alphasäure. Traditioneller Aromahopfen wie Hallertau, Saazer, Perle oder Herbsbrucker enthält dagegen wenig Alphasäure, dafür aber einen hohen Anteil an Hopfenölen. Welche Geschmacksstoffe der Hopfen letztlich abgibt, hängt davon ab, wann er der Würze beigemischt wird.

Während der Kochung kann es mehrere Hopfengaben geben: zum Beispiel den Bitterhopfen am Anfang – dann isomerisiert ein Großteil der Alphasäuren, und man kriegt viel Bitterstoffe aus dem Hopfen heraus (Hopfen ist teuer). Die Hopfenöle sind allerdings leicht flüchtig und würden bei zu langem Kochen verdampfen. Deswegen gibt man den Aromahopfen erst später in der Kochung dazu – oder danach.

Beim Dry Hopping etwa, ein Kennzeichen der Craft-Beer-Bewegung, wird der Aromahopfen erst nach der Gärung (trocken) zugegeben. Bei der dann niedrigen Temperatur werden andere Aromastoffe freigesetzt als beim Kochen. Außerdem löst der nun vorhandene Alkohol die Hopfenthiole sehr gut. So kommen amerikanische IPAs zum Beispiel zu ihrer typischen Grapefruitnote. Vor 30 Jahren waren viele dieser Thiolgruppen noch nicht bekannt. Durch die Craft-Beer-Revolution sind die Hopfenthiole in den Fokus gerückt. So gibt es heute auf Brauereikonferenzen meist mehrstündige Seminare zu diesen Aromastoffen.

Gärung und Alkohol

Nach dem Kochen wird der Würze erst Sauerstoff und dann Hefe zugesetzt. Den Sauerstoff benötigen die Hefezellen zur Vermehrung. Haben sie den Sauerstoff verbraucht, schalten die Hefezellen auf den anaeroben Stoffwechsel um, bei dem sie aus Zucker und Wasser Alkohole und CO2 produzieren. Etwa 80 Prozent der Zucker, die beim Maischen entstehen, werden nun zu Alkohol vergärt. Die restlichen Zucker erzeugen im fertigen Bier einen Süßeeindruck. Je mehr Zucker die Hefe also verbraucht, desto mehr Alkohol bekommt das Bier und umso weniger süß ist es, es sei denn, es wird später noch Zucker zugesetzt.

Wie für unser Nervensystem ist der Alkohol aber auch für die Hefe ein Zellgift. Deshalb stirbt die Hefe bei der alkoholischen Gärung irgendwann ab – wann, das hängt von der Hefeart ab, wobei Bierhefen weniger Alkohol vertragen als Wein- oder Spirituosenhefen. Ein Starkbier etwa erreicht mit der normalen Gärung einen maximalen Alkoholgehalt von 14 bis 16 Prozent. Man kann aber weit höhere Alkoholgehalte erreichen, zum Beispiel mit dem Eisbock-Verfahren. Dabei wird das komplett vergorene Bier auf eine Temperatur gekühlt, bei der das Wasser gefriert, nicht aber der Alkohol. Das Resultat sind so genannte Eisbockbiere, wie das Armageddon der Brauerei Brewmasters, mit 65 Volumenprozent das stärkste deutsche Bier.

Alkohol ist vor allem Geschmacksträger. Als Lösemittel bringt es die Aromastoffe schnell in die Gasphase, wodurch es den Geschmackseindruck eines Biers stark prägt. Beim Reifen in der Flasche (oder im Fass) entstehen aus den Alkoholen durch Oxidation weitere Geschmacksstoffe, zum Beispiel Acetaldehyd, das ein Aroma von grünem Apfel und trockenem Cidre erzeugt. Bei Heineken alkoholfrei wird Acetaldehyd sogar zugesetzt.

Ameisensäure und anderes für den Geschmack

Aber auch die Hefe selbst trägt zum Biergeschmack bei. Neben Alkohol und CO2 erzeugt sie so genannte Gärungsnebenprodukte. Beim Hefeweizen zum Beispiel ist Milchsäure die Hauptsäure. Daneben produziert Hefe verschiedene andere organische Säuren, wie Essigsäure, Bernsteinsäure, Äpfelsäure, Ameisensäure et cetera.

Ein weiterer, zentraler Aromastoff ist Stoff 4-Vinylguaiacol, den die Hefe aus der oben erwähnten Ferulasäure erzeugt, die beim Maischen freigesetzt wird. In den meisten Bieren kommt das Molekül unterhalb der Geschmacksschwelle vor. In Hefeweizen und Rauchbier aber erzeugt es den typischen nelkenartigen (Phenol-)Geschmack. Ein anderer wichtiger Aromastoff ist Isoamylacetat. Der Ester aus Essigsäure und Isoamylalkohol wird von bestimmten Hefesorten verstärkt erzeugt und verleiht dem Hefeweizen seinen »bananigen« Beigeschmack, den manche Menschen noch mit Bananensaft verstärken.

Nelke und Banane erklären 90 Prozent des Hefegeschmacks

Nelke und Banane erklären 90 Prozent des Hefegeschmacks. Übrigens: Weizenbier enthält zwar eine Mischung aus Weizen- und Gerstenmalz (zwischen 55 und 60 Prozent). Erstaunlicherweise aber benötigt man für den typischen Geschmack von Hefeweizen kein Weizenmalz. Ketzerisch könnte man sagen, man kann ein Weizenbier nur aus Gerste herstellen. Man müsste dann nur eine Hefesorte verwenden, die Ferulasäure gut in 4-Vinylguaiacol umwandelt.

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Biersorten

Neben Malz, Hopfen und Hefe hat jedes Bier eine Geschmacksquelle, an die man oft nicht denkt, die die traditionellen Bierstile aber stark geprägt hat: das lokale Wasser. Ein klassisches Beispiel für den Einfluss von Wasser auf den Bierstil ist die englische Stadt Burton-upon-Trent. Zur Kolonialzeit war Burton die Brauhauptstadt in Großbritannien. Vor allem, weil das Bier von dort so lange genießbar blieb. Der Grund dafür wurde erst später klar: Das Wasser um Burton ist stark sulfathaltig. Hefe bildet aus Sulfat bei der Gärung Sulfit. Das wiederum hält Bakterien in Schach und verleiht dem Indian Pale Ale (IPA) aus Burton seine lange Haltbarkeit, so dass es in den Kolonien viel und gern getrunken wurde.

In Deutschland und Umgebung hat in erster Linie die Wasserhärte die lokalen Bierstile geprägt. Denn hartes Wasser (also solches mit viel Magnesium- und Kalziumionen) erzeugt zusammen mit den Hopfenbitterstoffen einen kratzigen, bitteren Nachgeschmack. Recht hart ist das Wasser zum Beispiel in München. Doch der starke Malzkörper des Münchner Dunkel aus Münchner Malz verdeckt den harten bitteren Geschmack gut und hatte deshalb traditionell viel Erfolg.

Im Norden ist das Bier bitter

Das Wasser in Pilsen in Tschechien dagegen ist besonders weich. Deshalb schmeckt Bier aus Pilsener Wasser auch bei höheren Hopfenanteilen noch weich. Pilsener ist deswegen hopfenbetonter, hat also mehr Bittere. Grob könne man sagen: Je weiter man in Deutschland nach Süden kommt, desto härter wird das Wasser und desto weniger Bittere hat das traditionelle Bier. Norddeutsches Pils wie Jever ist sehr herb. Auch Altbier aus Dortmund hat wegen des weichen Wassers noch etwas stärkere Bittere. Im Westen sind dann Biere wie Warsteiner, Veltins oder Krombacher schon etwas milder. Und in Bayern spielt Pilsener traditionell eine untergeordnete Rolle. Dort trinkt man Helles oder Hefeweizen, die beide vergleichsweise schwach gehopft sind.

Egal welches der 7900 Biere, die laut der Website biermap24.de allein in Deutschland gebraut werden, man am liebsten genießt; immer erzeugen mindestens 600 Geschmacksstoffe das Geschmacksprofil. Bei jedem Schluck binden Malzaromen, Hopfenaromakomponenten, Gärungsnebenprodukte, Maillardprodukte, Hefearomen an die Rezeptoren für Süße, Bittere, Säure, Salz und Umami auf der Zunge und gelangen mit dem verdampfenden Alkohol an die Geruchsrezeptoren auf den Nasenschleimhäuten. Wie ein Bier schmeckt, hängt also von der Kombinatorik der Rezeptoraktivität ab.

Es ist schwierig ein gutes Pils oder Helles zu brauen, weil es wenig maskierende Effekte hat

Es ist schwierig, ein gutes Pils oder Helles zu brauen, weil es wenig maskierende Effekte hat. Das Bier ist schlank und dünn, malzig in der Nase, hat aber wenig Körper. Bei einem Stout dagegen muss man sich über die Geschmacksstabilität keine Sorgen machen, weil die Röstaromen alles überdecken. Das kann man gut am Fehlaroma N2-Nonenal merken, ein Stoff der im Nanogrammbereich vorkommt und einen Geruch nach nasser Pappe hergibt. Bei Pils- und Lagerbieren, die sich der Mindesthaltbarkeit nähern, riecht man das sofort. Bei Stout, Pale Ale oder IPA, entsteht N2-Nonenal zwar auch, aber die Geschmacksschwelle liegt bei diesen Bieren manchmal um eine Größenordnung höher, weil die anderen Aromakomponenten den Eindruck überlagern.

Bei der Interpretation des Biergeschmacks bezieht das Gehirn aber noch weit mehr als Geschmack und Geruch ein. So berichtete eine Studie im »Journal Frontiers in Psychology« im Jahr 2016, dass Probanden den Geschmack eines Biers als angenehmer bewerteten, wenn die Verkostung mit Hintergrundmusik durchgeführt wurde statt in Stille. Jene Probanden, die die Band erkannten, mochten das Bier sogar am liebsten. Eine andere Studie im »Journal Food Quality & Preference« zeigte im Jahr 2017, dass sogar die Form des Bierglases den Biergeschmack beeinflusst. War das Glas kurviger, beurteilten 53 australische Probanden das gleiche Bier als fruchtiger.

Letztlich kommt es beim Biertrinken also nicht nur darauf an, welches Geschmacksprofil der Brauer aus den vier Rohstoffen gezaubert hat, sondern auch, was man als Biertrinker daraus macht. In diesem Sinn: Prost!

Anm. d. Red.: Die Wasserhärte wird durch den Anteil an Magnesium- und Kalziumionen bestimmt, nicht durch Natrium. Wir haben den Fehler ausgebessert.

27/2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 27/2019

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