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Verfahren zur Herstellung von Bier Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Herstellung von Bier unter Verwendung eines Hopfenextraktes.
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Der Hopfen ist bekanntlich bei weitem der teuerste Rohstoff bei der
Bierherstellung. Da die geringe Ausnutzung gerade der Bitterstoffe des Hopfens beim
Brauen seit langem bekannt ist, wird schon ebensolange danach gestrebt, eine bessere
Ausnutzung des wertvollen Hopfens zu erreichen. Bei den bislang hierzu verwendeten
Verfahren handelt es sich im wesentlichen um die Verwendung von Extrakten, die entweder
mit betriebseigenen Lösungsmitteln unter Benutzung der verschiedensten Apparaturen
(Hopfenentlaugern) oder mit be-
triebsfremden Lösemitteln (Alkohol, Äther
usw.) hergestellt werden. Der Gewinn an Bitterstoffen war bei diesen bekannten Verfahren
recht bescheiden. Darüber hinaus lohnte sich der Aufwand an Einrichtungen, Zeit
und Arbeitskraft nicht. Auch nahmen die Biere bei Anwendung zu weitgehender Extraktion
und zu hohen Druckes einen herben, bitteren Geschmack an und wiesen Nachfärbungen
auf, was darauf zurückzuführen sein dürfte, daß zuviel Gerbstoffe in die Würze gelangten.
Die bekannten Hopfensparmaßnahmen sind daher auch wieder immer weiter in den Hintergrund
getreten.
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Es ist weiterhin bekannt, Würze bzw. Bier mit Ultraschall zu behandeln,
um Trübungen zu verhindern (Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd. 7, S. 841,
Abs, a). Auch hat man schon im Brauverfahren bei der Hopfung der Würze Schwingungserzeuger
angewandt, um die Eiweißfällung zu begünstigen (vgl. französische Patentschrift
8o6 030). Bei diesen Schwingungserzeugern
handelt es sich um solche
der elastischen Bauart. Sie sind am Boden der Würzepfanne angeordnet. Die Schwingungserzeugung
vollzieht sich derart, daß die Würze, wenn sie ins Kochen gerät, automatisch die
Schwingungen der elastischen Platten hervorruft. Derartige Schwingungen reichen
selbstverständlich nicht aus, um eine Hopfenextraktion herbeizuführen, die eine
Intensivbehandlung erfordert. Da die Schwingungserzeuger lediglich zum Zwecke der
Ausfällung von Einweißkörpern eingesetzt sind, erfolgt die Hopfung der Würze als
solche bei dem bekannten Verfahren mit einer üblichen, unverminderten Hopfengabe.
Trotz Schwingungserzeuger wird daher eine Einsparung an dem teuersten Rohstoff der
Bierherstellung nicht erzielt. Die Schwingungserzeuger, auf welche kein Energiefeld
geschaltet ist, erfüllen daher lediglich die Aufgabe eines Rührwerks. Sie sollen
und können lediglich den Lösungsprozeß der Gerbstoffe des Hopfens in der Würze beschleunigen,
indem sie diese möglichst schnell über die gesamte Würze verteilen, wo sie dann
mit den Einweißstoffen in Verbindung kommen und unlösliche Gerbstoffeiweißverbindungen
bilden, die sich absetzen. Auch hier besteht wiederum die Gefahr, daß die Biere
einen herben, bitteren Geschmack annehmen und zu Trübungen neigen, weil durch die
erzeugten Schwingungen zuviel Gerbstoff in die Würze gelangen können.
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Eine wirtschaftlich interessante Lösung des Problems der Hopfeneinsparung
ist erstmals durch einen älteren Vorschlag des Erfinders gelungen, welcher ein Verfahren
zur Herstellung von Bier unter Verwendung eines getrennt gewonnenen Hopfenextraktes
betrifft, bei welchem die Bitterung der Würze nach vollzogener Eiweißfällung mit
einem unter Ultraschalleinwirkung hergestellten Hopfenextrakt vorgenommen wird.
Als Extraktionsflüssigkeit ist dabei z. B. Glattwasser vorgesehen.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird die, Herstellung von Bier unter
Verwendung eines Hopfenextraktes ebenfalls erheblich rationeller gestaltet und darüber
hinaus eine Erzeugung besserer Bier---. qualitäten erzielt, indem erfindungsgemäß
der Würze eine gegenüber der bisher üblichen weitgehend, z. B. bis um etwa 40°/o
verminderte Hopfenmenge zugegeben wird und die Extraktion des Hopfens unter Ultraschalleinwirkung
in der Würze vorgenommen wird. Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil,
daß bei der Ultraschallextraktion des Hopfens in Würzephase die Hartharzbildung,
wie im Großbetrieb durchgeführte Versuche bewiesen haben, besonders weitgehend hintan
gehalten wird, was darauf zurückzuführen sein dürfte, daß die dem Hopfen von Haus
aus zu Konservierungszwecken zugesetzte Schwefelsäure die Autoxydationsvorgänge,
die im Ultraschall-Bitterstoffauszug zu einer Hartharzbildung führen müßten, hintan
hält. Dadurch wird erreicht, daß die Bitterstoffe als solche in ihrer ersten Umwandlungsform
als Weichharze, also als ausgesprochene Bitterwertträger, in die Würze gelangen.
Bei der Ultraschall-Bitterstoffextraktion in der kochenden Würze tritt infolge der
bei dem Kochprozeß stattfindenden Oxydation partielle Hartharzbildung ein. Hierdurch
werden besonders gute degustative Wirkungen erzielt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist daher eine bis etwa q.oo/oige Ersparnis an Hopfen, dem teuersten Rohstoff der
Bierbrauerei, erzielbar. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt
sich auf Grund des selektiven Effektes der Ultraschallextraktion, indem der Übergang
von Gerbstoff in die Würze begrenzt wird, so daß wenig Gerbstoff, aber viel Bitturstoff
in sie gelangt. Die Gefahr, daß bei Anwendung zu weitgehender Extraktion die Biere
einen herben, bitteren Geschmack annehmen oder zu Trübungen neigen, ist daher beseitigt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das übliche
Brauverfahren unverändert ablaufen kann. Dies ist für die Brauereien deshalb von
großer Bedeutung, weil die räumlichen Verhältnisse die Unterbringung eines zusätzlichen
Beschallungsgefäßes oft nicht gestatten. Darüber hinaus ist es selbstverständlich
auch sonst wirtschaftlicher, das übliche Brauverfahren beibehalten zu können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren war durch den eingangs erwähnten Stand
der Technik nicht nahegelegt. Denn es war nicht ohne weiteres zu erwarten, daß aus
Hopfen durch Ultraschalleinwirkung außer der erheblich gesteigerten Ausbeute ein
Extrakt erhalten wird, der, zur Würzebitterung verwendet, ein geschmacklich gutes
Bier ergibt. Das Verhalten der empfindlichen, im Hopfen enthaltenen Bitterstoffe
gegenüber der Ultraschalleinwirkung war ungewiß. Auch ist es geläufig, daß eine
intensive Extraktion des Hopfens einen herben, bitteren Geschmack bewirken kann;
eine solche Intensivbehandlung stellt die Ultraschallextraktion aber dar, @so daß
auch in dieser Richtung mit einem ungünstigen Ergebnis gerechnet werden mußte. Endlich
ist auf den selektiven Effekt (wenig Gerbstoff usw., viel Bitterstoff im Extrakt)
der Ultraschallextraktion hinzuweisen, der nicht ohne weiteres zu erwarten war.
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Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Bitterung der Würze
nach vollzogener Eiweißfällung erfolgt, so ergibt sich- der weitere Vorteil, daß
die Gefahr von Bitterstoffverlusten ganz wesentlich herabgesetzt wird und eine maximale
Hopfenausnutzung erzielt wird, weil die wertvollen Bitterstoffe nicht zusammen mit
der Eiweißfällung zur Abscheidung kommen können.
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Der Extraktionsvorgang kann vorteilhaft bei erhöhter Temperatur, z.
B. zwischen 5o und ioo° C, unter zeitweiligem oder dauerndem Umwälzen durchgeführt
werden. Man kann z. B. derart verfahren, daß Naturhopfen und Vorderwürze im Verhältnis
i :Zoo bei langsamer Umwälzung bei Temperaturen zwischen etwa 85 und 9o° C der Ultrabeschallung
unterworfen werden. Die Behandlungsdauer kann dabei etwa i bis 2 Stunden betragen.
Nach Beendigung der Ultraschallextraktion werden die Hopfentreber von dem Vorderwürze-Bitterstoff-
Auszug
getrennt und der Bitterstoffauszug einer Kochung unterworfen, die im allgemeinen
nicht mehr als etwa 1/2 Stunde betragen soll.
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Die Hopfentreber werden nach Abtrennung von dem Bitterstoffextrakt
auf einmal, besser aber portionsweise in die kochende Würze eingeführt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der anzuwendende Hopfen
zum Teil mit Vorderwürze, zum anderen Teil mit Glattwasser unter Ultrabeschallung
extrahiert. Diese Ausführungsform sei nachstehend an einem Beispiel für die Erzeugung
von Bier nach Pilsener Art mit 173 hl Ausschlagwürze (11,5%) erläutert. An Stelle
der vollen Hopfengabe, die 58 kg Hopfen (Spaltei 1949) betragen würde, wurde mit
einer um 40% reduzierten Hopfenmenge (nämlich 3q.,8 kg) gearbeitet. Von der Vorderwürze
(Extraktgehalt 15,4%) wurden etwa 22,5111 in den Hopfenseiher abgelassen, auf eine
Temperatur von etwa 5o bis 6o° C eingestellt und mit 17,4 kg Hopfen (Spaltei 1949)
versetzt. Nach 1stündiger Ultraschallextraktion, während der etwa 45 % der im Hopfen
vorhandenen Bitterstoffe von der Vorderwürze aufgenommen wurden, wurden die Hopfentreber
von der Bitterstofflösung getrennt und sofort in die kochende Würze gegeben, woselbst
sie an der Eiweißfällung teilnahmen. Der Vorderwürze-Bitterstoffextrakt (22,5 hl)
wurde der kochenden Würze so zugeleitet, daß er noch etwa 11/2 Stunden mitkochte.
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Mit Anlauf des Glattwassers wurden die restlichen 17,q. kg Hopfen
in dem inzwischen frei gewordenen Hopfenseiher in i9 hl Glattwasser bei 5o bis 6o°
C mit Ultraschallbehandlung extrahiert. Nach 1stündiger Beschallung waren 17% der
Hopfenbitterstoffeaufgenommen. Nach Abtrennung des Glattwasser-Bitterstoffextraktes
von den Hopfentrebern wurden letztere ebenfalls sofort zu der kochenden Würze gegeben,
während der Glattwasser-Bitterstoffextrakt der kochenden Würze so zugegeben wurde,
daß z. B. 12 hl noch 1 Stunde und die restlichen 7 hl nur mehr 15 Minuten lang mitkochten.
Es wurde eine Ausschlagwürze erhalten, deren Bitterstoffgehalt 30,26 g je
hl betrug. Bei einem vergleichsweise durchgeführten Normalsud, bei dein mit gleichem
Malz., gleichem Maischverfahren, gleicher Hopfenart usw., aber mit voller Hopfengabe
(58 kg) zu der kochenden Würze gearbeitet wurde, enthielt die Ausschlagwürze infolge
der bekannten hohen Bitterstoffverluste nur 14,7 g Bitterstoffe je hl.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, Bitterstoffauszüge, welche nicht
sofort in die kochende Würze übergeführt werden, bei höherer Temperatur, z. B. etwa
70° C, aufzubewahren, um sie gegen den Einfluß von Termobakterien zu schützen.
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Zur Hopfung gemäß Erfindung kann in jedem Falle eine bis um 40% und
mehr reduzierte Hopfengabe verwendet werden. Durch Extraktion der reduzierten Hopfenmenge
mit Hilfe von Vorderwürze oder von Vorderwürze und Glattwasser gelingt es, den Bitterstoffgehalt
des vorgelegten Hopfens praktisch vollständig (im allgemeinen über 90-0%o) in die
Ausschlagwürze überzuführen. Versuche, bei welchen das vorliegende, mit etwa .ao°/oiger
Einsparung durchgeführte Verfahren mit bisher gebräuchlichen, mit voller Hopfengabe
in ormalen Kochverfahren arbeitenden Verfahren verglichen wurden, ergaben, daß bei
Anwendung des vorliegenden Verfahrens eine Verdoppelung der Bitterstoffausbeute
je hl Würze bzw. Bier erzielt wurde.
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Die Ultraschallextraktion des Hopfens und die Hopfung der Würze gemäß
Erfindung können so geleitet werden, daß das Sudverfahren in seinem normalen Verlauf
nicht gestört wird.
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Das vorliegende Verfahren kann auch in Kombination mit den bisher
üblichen Hopfungsverfahren Verwendung finden, z. B. so, daß man eine Hopf ung durch
Ultraschallbitterstoffauszüge mit einer N aturhopfengabe kombiniert. Ebenso liegen
Variationen innerhalb des neuen Verfahrens durchaus im Bereich der Möglichkeit,
wie etwa kürzere oder längere Beschallungsdauer oder Zuführung der Bitterstoffauszüge
zur Würze gleichzeitig mit den Trebern.
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Es wurde schließlich noch gefunden, daß es in gegebenen Fällen vorteilhaft
ist, die Hopfung der Würze zum Teil mit Hilfe von unter Ultrabeschallung gewonnenen
Bitterstoffextrakten und zum anderen Teil durch Einführung von Naturhopfen in das
Sudverfahren vorzunehmen. Man kann hierdurch die Bittere in gewünschter Weise beeinflussen.
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Der der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Gedanke der Beschallung
von Würze umfaßt naturgemäß auch die Beschallung von kochender Würze, z. B. mit
Hopfen in der Würzpfanne.