dcsimg Bier - RÖMPP, Thieme

Bier

Bearbeitet von: Jörg WingenderMarc Stamm   

Sammelbezeichnung für aus stärkehaltigem Malz (vermälztem Getreide oder Pseudocerealien) oder aus stärkehaltiger Rohfrucht (Malzersatzstoffe) durch alkoholische Gärung gewonnene Kohlensäure-haltige, nicht destillierte Getränke.

Bei der Herstellung werden Hopfen oder andere Würzstoffe zugesetzt. Je nach Art der Hefe (siehe Bierhefen) unterscheidet man untergäriges Bier und obergäriges Bier (zu den verschiedenen Biersorten siehe Biereinteilung). In Deutschland liegt der Anteil der gesamten obergärigen Biere am Gesamtbierausstoß zwischen 10 und 15 %.

Die drei wichtigsten obergärigen Biertypen sind das süddeutsche Weizenbier (auch bayerisches Weißbier) mit einem Anteil von etwa 8 bis 10 % am deutschen Gesamtbierausstoß; das niederrheinische Altbier aus dem Düsseldorfer Raum mit einem Anteil von ca. 1 bis 2 % und das Kölsch aus dem Kölner Raum ebenfalls mit einem Anteil von etwa 1 bis 2 %[1].

Die wichtigsten untergärigen Biersorten in Deutschland sind das Pils, das mehr als 60 % des gesamten Bierabsatzes in Deutschland ausmacht, das Lagerbier (80 bis 90 % aller weltweit untergärig hergestellten Biere), in Deutschland auch Vollbier genannt. Zudem kommt noch das Export hinzu, das mit einem Anteil von 10 % am Gesamtbierabsatz in Deutschland hinter dem Pils an zweiter Stelle steht (Literatur[2], S. 881–883).

Bier ist das wohl meistgetrunkene alkoholische Getränk und auch eines der ältesten Lebens- und Genussmittel der Menschheit[3].

Abbildung: Verschiedene Sorten von Bier: von links nach rechts Stout, helles Lagerbier, Weißbier, belgisches Ale (mit freundlicher Genehmigung von Jörg Wingender).
Abbildung: Verschiedene Sorten von Bier: von links nach rechts Stout, helles Lagerbier, Weißbier, belgisches Ale (mit freundlicher Genehmigung von Jörg Wingender).

Nach dem Verständnis des Bayerischen Reinheitsgebotes, welches in Deutschland und Griechenland Gültigkeit besitzt, dürfen zur Herstellung nur die vier Grundstoffe Malz, Wasser, Hopfen und Hefe verwendet werden (siehe auch Vorläufiges Biergesetz).

Die Hefe als Auslöser der alkoholischen Gärung war im 16. Jahrhundert noch nicht bekannt[3].

Herstellung:

Die Stärke muss vor der Vergärung verzuckert werden. Dazu benutzt man größtenteils die malzeigenen, hydrolytisch wirkenden Enzyme (Amylasen, Maltasen u. a.) von keimender Gerste, die die Stärke in nicht vergärbare Dextrine und vergärbare Glucose, Maltose und Maltotriose überführen. Andererseits können auch exogene Enzyme (siehe Additive im Brauwesen) mit den gleichen Wirkmechanismen zugegeben werden, wenn die Menge an extraktreichem Gut (Schüttung) auch aus stärkehaltigen Früchten besteht, die keine eigenen Enzyme mit einbringen (siehe Rohfrucht).

Die Herstellung gliedert sich in Malzbereitung, Würzebereitung, Bierbereitung (Haupt- und Nachgärung).

Malzbereitung: Zuerst lässt man geweichte Gerste (Wassergehalt 40–46 %) bei 12–18 °C keimen und unterbricht den Keimprozess, sobald Enzymbildung und Lösungsvorgänge (Eiweiß- und Zellwandlösung) das gewünschte Maß erreicht haben (siehe dazu auch Malz). Dies ist der Fall, sobald der Wurzelkeim das 1 bis 1 1/2fache und der Blattkeim 3/4 der Kornlänge erreicht haben (6 Tage). Das so erhaltene Grünmalz (siehe Malz) sollte zur Fixierung der Lösungsvorgänge, Aroma- und Geschmackbildung, Ausdampfung unerwünschter Geschmacksstoffe (z. B. Dimethylsulfid) und zur Haltbarmachung gedarrt werden (Darrmalz, siehe Malz).

Würzebereitung: Das geschrotete Malz wird mit Brauwasser vermischt (Maische) und durch die beim Keimen gebildeten Enzyme verzuckert (Maischen, siehe auch Würze). Mittels Anlagen zur Fest-Flüssig-Trennung (z. B. Läuterbottich, Maischefilter) wird dann die extrakthaltige Würze von den festen Bestandteilen getrennt (Läutern). Anschließend wird die Würze durch einen Kochprozess konzentriert und auf den gewünschten Extraktgehalt (Stammwürze) eingestellt. Während dieses Prozesses wird der Hopfen zugegeben, welcher dem Bier die charakteristische Bitterkeit und das Hopfenaroma verleiht (siehe dazu auch Hopfen). Der dabei entstandene Trub (hauptsächlich Eiweiß-Gerbstoffverbindungen) wird über Abscheidevorrichtungen (z. B. Whirlpool, Separator) abgetrennt. Die geklärte Würze wird dann auf Anstelltemperaturen, abhängig von der Bierhefe (untergärige und obergärige Hefe), mittels Plattenwärmetauschern (früher Kühlschiff) abgekühlt [Näheres siehe auch Würze (1.)].

Haupt- und Nachgärung: Durch Zusatz von Kulturhefe (ober- oder untergärige Bierhefe), Aussaatdichte ca. 2–30 ⋅ 106 Hefezellen/mL, wird die Hauptgärung eingeleitet. Am Ende der Hauptgärung scheidet sich die Hefe zum größten Teil am Boden oder im Konus des Gärgefäßes ab. Das Jungbier wird etwas zurückgekühlt und zur Nachgärung (Vergärung des Restextraktes, Klärung des Biers) und Reifung (Abbau von 2-Acetolactat und Reduktion des entstehenden Butan-2,3-dions durch die Hefe) in Lagertanks umgedrückt (Schlauchen), wo es bei Temperaturen bis −1 °C bis zur Filtration verbleibt (je nach Biertyp und Verfahren 2–12 Wochen, normales untergäriges Vollbier ca. 4–6 Wochen). Beim klassischen hefehaltigen bayerischen Weizenbier werden Nachgärung und Reifung über eine Flaschengärung durchgeführt. Hefefreie Biere werden vor der Abfüllung auf Fass, Flasche oder Dose filtriert (Kieselgur- und Schichtenfiltration). Zur Haltbarmachung siehe Bierstabilisierung.

Zur Bierherstellung siehe auch Brauerei.

Zusammensetzung:

Das Wasser hat mit rund 91 bis 92 % den größten Anteil am Bier (920 g/L). Alkohol, mit in der Regel 4,5 bis 5,5 Volumen-% (ca. 40 g/L), ist einer der wichtigsten Inhaltsstoffe im Bier. In Tabelle 1 sind durchschnittliche Alkoholgehalte von einigen wichtigen Biersorten aufgeführt[2].

Tabelle 1: Die durchschnittlichen Alkoholgehalte einiger Biersorten (nach Literatur[2]).
BiersortenAlkohol
[Massenprozent; Mittel]
Alkohol
[Volumenprozent; Mittel]
helles Vollbier3,84,9
Export hell4,35,4
Märzen4,35,5
Pilsner3,95,0
Bockbier5,06,4
Diätbier3,84,8
alkoholfreies Bier0,30,4
Leichtbier2,22,8
Weizenvollbier4,05,2

Neben dem Ethanol werden während der Gärung auch geringe Mengen von anderen höheren Alkoholen durch den Stoffwechsel der Hefe gebildet, wie z. B. (Durchschnittswerte in mg/L): Propan-1-ol (siehe Propanole) 9,8; Isobutylalkohol (siehe Butanole) 9,6; Pentan-1-ol (siehe Pentanole) 60,1; 2-Phenylethanol 19,8[2].

Der Extrakt im Bier besteht zu etwa 75 bis 80 % aus Kohlenhydraten (etwa 28 g in einem Liter Bier), insbesondere aus kleineren Dextrinen (Maltotetraose, Maltopentaose usw.). 6 bis 9 % des Bieres sind Eiweißstoffe (ca. 5 g/L), 4-5 % Glycerol sowie β-Glucane, Mineralstoffe (siehe Tabelle 2), Gerb- und Bitterstoffe, organischen Säuren und eine Reihe von Verbindungen in sehr geringen Mengen.

Folgende Werte von Eiweißstoffen können im Extrakt als normal angesehen werden: Gesamtstickstoff im Bier 600–1100 mg/L; koagulierbarer Stickstoff 2–3 mg/L; MgSO4-fällbarer Stickstoff 130–160 mg/L; α-Aminostickstoff (FAN) 80–120 mg/L; Formol-Stickstoff 160–210 mg/L. Diese Eiweißstoffe stammen zu 80 bis 85 % aus dem Malz und zu etwa 10 bis 15 % aus der Hefe. Sie haben Einfluss auf Schaumhaltbarkeit, Vollmundigkeit und Stabilität des Bieres. Kohlendioxid ist mit ca. 5 g/L enthalten, Fett/Cholesterol hat einen Anteil von 0,0 g/L[2,3].

Tabelle 2: Mineralstoffe im Bier.
MineralstoffMenge im Bier
[mg/L]
Natrium30–32
Kalium500–600
Calcium35–40
Magnesium100–110
Phosphate300–400
Sulfate150–200
Chloride150–200
Nitrate10–80

Die im Bier enthaltenen phenolischen Verbindungen, insbesondere die Anthocyanogene, sollen bakterientötend wirken, die Herztätigkeit anregen und krampflösend im Magen wirken. Sie sollen ferner zur Resorption von Eisen und Magnesium beitragen, ein starkes Reduktionsvermögen haben und die Oxidation verhindern[2].

Im Bier sind wertvolle Vitamine enthalten, vor allem aus der B-Gruppe [Thiamin (B1), Riboflavin (B2), Niacin (B3) und Vitamin B6] sowie Biotin (Vitamin H) und Nicotinsäure. Da die Hefe den größten Teil des wertvollen Vitamins B1 speichert, ist es gesünder, unfiltriertes, hefereiches Bier zu trinken[2,3].

Die Viskosität des Bieres liegt bei etwa 1,40 bis 1,60 mPa ⋅ s, der pH-Wert der Biere liegt bei 4,3 bis 4,7; Weizenbiere haben einen etwas niedrigeren pH-Wert[2].

Ernährungsphysiologie:

Der physiologische Brennwert ist abhängig von Stammwürze und Vergärungsgrad. Der Kaloriengehalt von Bier beträgt 26 (alkoholfreies Bier) bis 60 (Starkbier) kcal/100g[4].

Bier regt den Appetit an, die Verdauung wird gefördert, es hat eine starke diuretische Wirkung (die Ursache hierfür liegt in den Hopfenbestandteilen und Kaliumsalzen), Bier hat eine schlaffördernde Wirkung (siehe Literatur [2,3], dort auch weitere Details).

Der Inhaltsstoff, der mit Bier am meisten in Verbindung gebracht wird, ist der Alkohol. Mit Hilfe der Alkohol-Dehydrogenase kann der Mensch das Ethanol zu Acetaldehyd abbauen, das im Körper über Acetat weiter zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser abgebaut wird; Näheres siehe bei Ethanol.

Zu den Wirkstoffen des im Bier enthaltenen Hopfens siehe dort.

Wirtschaft:

Im Jahre 2014 betrug der Bierkonsum in Deutschland ca. 99,5 L je Einwohner[5].

Geschichte:

Der Startpunkt der Bierherstellung hängt wahrscheinlich mit dem Sesshaftwerden der Sammler und Jäger vor rund 12000 Jahren zusammen, der auch den Anbau von Getreide begründet. Getreidesorten wie Emmer, Dinkel, Gerste, Weizen, Roggen oder Hafer wurden ab dem Zeitpunkt kultiviert. Den Überschuss dieses Getreides – der nicht lebensnotwendig für die Broterzeugung war – konnte durch Vergärung in Bier oder vielmehr in ein bierähnliches Getränk verwandelt werden[2,3].

Ausgrabungen in Mesopotamien belegen, dass die ersten historisch nachweisbaren Bierbrauer die Sumerer, Assyrer und Babylonier waren. Die Ausgrabungen in Catal Hüyük in Kleinasien ergaben, dass um 6000 v.Chr. die Bewohner einer der ältesten Steinzeitsiedlungen bereits Gerstenbier kannten. Wahrscheinlich ist Bier in den verschiedenen Kulturen unabhängig voneinander mehrmals erfunden oder entdeckt worden. Man geht davon aus, dass Brotreste in einen Behälter mit Wasser gelangt waren, die Sonne erwärmte das Wasser und die in der Luft enthaltenen „wilden“ Hefen begannen daraufhin, den Gärungsvorgang einzuleiten. Sehr bald begann man dann, diesen spontanen, ungeplanten Prozess gezielt und bewusst herbeizuführen. Bereits gegen Ende des 4. Jahrtausends vor Christus verbuken die Sumerer gemälztes Getreide zu „Getreidebrot“, lösten diese Fladenbrote dann in Wasser auf und ließen das Gemisch vergären. Dieses bei einer wilden Gärung entstandene bierähnliche Getränk ist mit Bier, wie wir es uns heute vorstellen, nicht zu vergleichen. Vielmehr waren die ersten Biere trüb und enthielten Reste der beim Brauvorgang verwendeten Getreidesorten. Abbildungen Bier trinkender Sumerer zeigen diese beim Biertrinken mit Trinkhalmen, damit sie die im Bier enthaltenen Treberreste und Trubstoffe nicht mittrinken mussten. Auch war die erfrischende, prickelnde Kohlensäure aus dem Bier zu einem großen Teil bereits entwichen, ganz zu schweigen von der fehlenden Kühlung in den heißen Regionen. Die Herstellung und der Ausschank des Bieres wurden in dem Gesetzeswerk des babylonischen Königs Hammurabi (1728 bis 1686 v. Chr.) genau geregelt[2,3,6].

Die Biererzeugung war auch eine Form der Lagerhaltung, konnte doch das „flüssige Brot“ in Tonkrügen leichter vor Ungeziefer, Mäusen und Ratten geschützt werden als das lose gelagerte Getreide, das schutzlos den Schädlingen ausgesetzt war[2,3,6].

Auch im alten Ägypten erlebte das Bier eine Blüte als Volksgetränk. Man hatte sehr zeitig bemerkt, dass das Bier frei von Krankheit erregenden Keimen war und dass man auch Wasser, das sehr häufig nicht in einwandfreiem Zustand zur Verfügung stand, durch die Gärung und die natürlichen Säuren, die dabei erzeugt wurden, aufbereiten konnte. Über viele Jahrhunderte hinweg war deshalb nicht das Wasser, sondern das Bier – und in manchen Gegenden der Wein – der natürliche tägliche Durstlöscher für den Herrscher wie für den kleinen Mann.

In Europa war das Bier schon bei den Germanen wie bei den Skythen und Kelten ein beliebtes Getränk. Um 650 n. Chr. begann das Bierbrauen in den deutschen Klöstern. Erstmals wurde dabei auch Hopfen verwendet, dessen Inhaltsstoffe heute als besondere Gesundheitsfaktoren erkannt werden, nachdem vorher vor allem ein Gemisch verschiedener Gewürze verwendet wurde, das mit dem Namen „Grut“ bezeichnet wurde. In Deutschland unterschieden sich im Mittelalter die Verhältnisse beim Bierbrauen im Norden deutlich von denen im Süden. Im Norden war das Brauen bürgerliches Recht und fand in den großen Braustädten, wie Bremen, Hamburg oder Einbeck, statt. Im Süden Deutschlands vollzog sich im 14. Jahrhundert allmählich der Übergang vom Hausbrauen zum gewerblichen Brauen. Dadurch setzte vor allem in den Städten eine obrigkeitliche Einflussnahme auf die Entwicklung des Braugewerbes ein, die darin ihren Ausdruck fand, dass das Braurecht als landesherrliches Privileg verliehen wurde. Das ist von besonderer Bedeutung, da das Braurecht im frühen Mittelalter im süddeutschen Raum zu einem verbreiteten Gewerbe wird. Um Missstände durch die Verwendung von allermöglichen Zutaten zu vermeiden, wurde durch obrigkeitliche Gebote festgelegt, dass für die Herstellung des Bieres nur mehr Malz, Hopfen und Wasser zu verwenden sei (siehe Reinheitsgebot)[2,3,6].

Die Bierherstellung war im Babylonien, aber auch bis ins europäische Mittelalter ein Domäne der Frauen, bis Mönche in den Klosterbrauereien die Frauen langsam zu verdrängen begannen[3,6].

Bier als Arzneimittel:

Bis ins Mittelalter war Bier auch eines der wichtigsten Arzneimittel und sein Alkoholgehalt diente hauptsächlich als Trägermedium bzw. Lösemittel für die Wirkstoffe vieler verschiedener Heilkräuter und Zusatzstoffe, welche vor dem Bayerischen Reinheitsgebot von 1516 dem Getränk beigegeben wurden. Dabei wurden Zutaten wie Bilsenkraut, Wacholder, Hanfblätter, Wermut, Rosmarin bis hin zu getrocknetem Fliegenpilz, verwendet. Bier wurde vor allem bei kultischen – man kann sagen vorchristlichen – Handlungen getrunken und die psychedelischen Wirkungen des rituellen Biergenusses wurden dazu verwendet, den Kontakt zwischen den Menschen und den Göttern herzustellen[3].

Bier wurde bereits im alten Mesopotamien und in Ägypten zu Heilzwecken verwendet. Dort wurde die Bierhefe – als Schlamm der Biererzeugung bezeichnet – als Naturheilmittel und Schönheitsmittel für die Haut eingesetzt. Aus den Aufzeichnungen der hl. Hildegard von Bingen (1089–1179) geht hervor, dass sie sehr viel von Bier als Heil- und Stärkungsmittel hielt. Noch zu Beginn der Neuzeit wurde eine Vielzahl von Heilbieren gebraut und ärztlich verordnet. Wermut- und Salbeibier gegen Magen- und Gallenbeschwerden, Beifußbier bei Frauenleiden, Melissenbier, um aus melancholischen Leuten fröhliche Zeitgenossen zu machen. Die Wikinger brauten bis ins 13. Jahrhundert ein starkes sogenanntes Grutbier mit der Zugabe von Sumpfporst, welches die sprichwörtliche „Berserkerwut“ auslöste. Auch in Norddeutschland wurde diese Grutbier lange Zeit als Relikt einer heidnischen Tradition gebraut. Medizinisch wird Bier heute vor allem als Kosmetikum verwendet. Haarspülungen mit Bier nach dem Haarewaschen – eventuell auch noch mit Biershampoo – geben dem Haar natürliche Festigkeit und Glanz und ersetzen den Haarfestiger[3].

Literatur: 
[1] Annemüller, G.; Manger, H.-J., Gärung und Reifung des Bieres, 2. Aufl.; VLB: Berlin, (2013), S. 427
[2] Kunze, W., Technologie Brauer & Mälzer, 10. Aufl.; VLB: Berlin, (2011), S. 21–23, 27–29, 31–32, 853–858
[3] Walzl, M.; Hlatky, M., Jungbrunnen Bier, 4. Aufl.; Verlagshaus der Ärzte GmbH: Wien, (2014), S. 10–12, 16–17, 19–21, 24–26, 28, 38–44, 48–50, 91
[4] Universität Hohenheim, Institut für Biologische Chemie und Ernährungswissenschaften, Ernährungsinformationssystem; https://www.uni-hohenheim.de/wwwin140/INFO/LM/plm.htm [Prüfdatum 13.08.2015]
[5] Statistisches Bundesamt, Hrsg., Verbrauchsteuern – Annähernder Verbrauch alkoholischer Getränke in Deutschland; https://www.destatis.de/DE/ZahlenFakten/GesellschaftStaat/... [Prüfdatum 13.08.2015]
[6] Werner, P.; Werner, R.; Nißl, K., Mythos Bier, Verlag Anton Plenk: Berchtesgaden, (2013), S. 42, 46–55
Biendl, M.; Engelhard, B.; Forster, A.; Gahr, A.; Lutz, A.; Mitter, W.; Schmidt, R.; Schönberger, C., Hopfen- Vom Anbau zum Bier, Fachverlag Hans Carl GmbH: Nürnberg, (2012)
Narziß, L., Die Bierbrauerei, Bd. 2: Die Technologie der Würzebereitung, 8. Aufl.; Wiley-VCH: Weinheim, (2009)
Übersetzungen:
Ebeer
Fbière
Ibirra
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