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Variationen des Hopfenmanagements zur gezielten Ausfällung oxidationsfördernder Metallionen im Verlauf des Brauprozesses
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 17439 N
Laufzeit: 01.01.2012
- 31.12.2014
Fördersumme: 249.350 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Sowohl Bier als auch andere Getränke und Lebensmittel unterliegen schon während der Verarbeitung, aber vor allem nach der Abfüllung bzw. Verpackung oxidativen Reaktionen, die sich bei Bier – wie zahlreiche Publikationen belegen – in deutlichen sensorischen Veränderungen äußern. Dabei spielen neben verschiedenen Intermediaten des oxidativen Fettsäureabbaus vornehmlich die Strecker-Aldehyde eine wichtige Rolle. Während das e-2-Nonenal aus der Fettsäureoxidation anfänglich für den so genannten 'Cardboard-Flavour' verantwortlich ist, spielen mit fortschreitender Alterung des Bieres vornehmlich die Strecker- Aldehyde die maßgebliche Rolle. Mit zunehmender Alterung führen diese zu Geschmackseindrücken, die anfänglich mit würze- und brotartig, hingegen in späteren Phasen mit süßlich und sherryartig beschrieben werden. Dafür sind insbesondere 2- und 3-Methylbutanal, aber auch Methional und Phenylethanal wesentliche geschmacksrelevante Verbindungen. Unabhängig vom Streckerabbau zählen 2- und 3-Methylbutanal sowie Phenylethanal zu den sogenannten Sauerstoff- bzw. Oxidationsindikatoren. Untersuchungen der letzten Jahre zeigten, dass die Intensität der Bierbittere während der Lagerung nachlässt und sich zu einer kratzigeren, nachhängenden Bittere hin entwickelt. Hierbei scheint Sauerstoff eine zentrale Rolle zu spielen, in dem er oxidative Abbauvorgänge bestimmter Hopfenbittersäuren bedingen kann. Eisenmetallionen wird ebenso zugeschrieben, in Oxidationsreaktionen als Katalysator zu fungieren und somit in sehr hohem Maße zum oxidativen Verderb von Bier beizutragen. Forschungsarbeiten der jüngeren Vergangenheit zielten im Wesentlichen darauf ab, oxidative Prozesse durch entsprechende technologische Maßnahmen zu verzögern, um dem Bier eine bessere sensorische Stabilität zu verleihen. Verschiedene Arbeiten haben gezeigt, dass vor allem die Reduzierung des Sauerstoffs im Verlauf des Herstellungsprozesses zu Verbesserungen führt. Wird Bier nach dem deutschen Reinheitsgebot gebraut, so ist der Zusatz von Antioxidantien, wie z.B. SO2 oder Ascorbinsäure, untersagt. Soll das Reinheitsgebot erfüllt werden, so bleibt deutschen Brauereien, im Gegensatz zu ausländischen, nur die Möglichkeit, mit möglichst geringem Sauerstoffeintrag im Prozessverlauf zu arbeiten und/oder den Eintrag von pro-oxidativ wirkenden Inhaltsstoffen (z.B. Metallionen) technologisch zu minimieren. Eine andere Alternative stellt die Erhöhung des endogenen antioxidativen Potentials (EAP) durch Eintrag antioxidativ wirkender Inhaltsstoffe über die Rohstoffe Malz und Hopfen oder auf gärungstechnologischem Wege durch Erhöhung des SO2-Gehaltes dar. Im Bezug auf die Hopfengabe ergibt sich in diesem Zusammenhang noch ein zusätzliches Potential, da Hopfen eine Vielzahl antioxidativ aktiver Inhaltsstoffe enthält. Die antioxidativen Eigenschaften der Hopfenpolyphenole wurden in diesem Kontext mehrfach diskutiert, die Auswirkungen sind jedoch in der Literatur teils widersprüchlich dargelegt. Neben den Hopfenpolyphenolen wurde in jüngster Vergangenheit ein besonderes Augenmerk auf das antioxidative Potential der Hopfenbittersäuren gelegt. Das Hopfengaberegime ist gegenwärtig hauptsächlich auf das Erreichen der dem Bier typischen Bittere ausgerichtet. Die antioxidativen Eigenschaften des Hopfens werden dabei nur bedingt genutzt und lassen sich durch Modifizierung der Hopfengabe daher noch in vielen Bereichen optimieren. Des Weiteren ist die Bitterstoffausbeute beim Würzekochen mit etwa 60 % und im Gesamtbrauprozess mit ca. 30 - 35 % als unbefriedigend zu werten.
In Vorversuchen der Forschungsstelle konnte demonstriert werden, dass die Hopfengabe die oxidative Stabilität von Würzen und Bieren in hohem Maße steigern kann. Insbesondere im Bereich der Würzekochung wurde ein starker positiver Effekt festgestellt, welchen es noch detaillierter zu untersuchen gilt. Es existieren bislang nur unzureichende Studien über das Potenzial geteilter Hopfengaben und des Einsatzes von Hopfenbittersäuren während des Maischens und Läutern zur Steigerung der oxidativen Würzestabilität und der Bitterstoffausbeute. Ferner wurde die Trubbildung bzw. Trubzusammensetzung während der Würzekochung in Hinblick auf die damit verbundene Komplexierung und Ausfällung oxidationsfördernder Übergangsmetallionen durch Hopfenbittersäuren im Bruch nur ungenügend untersucht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein dem Deutschen Reinheitsgebot getreues, optimales Hopfenmanagement zur Steigerung der oxidativen Bierstabilität bei gleichbleibender oder gesteigerter Bitterstoffausbeute zu erarbeiten.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Lebensmittelchemie
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
