Das Maischen

Das Maischen

Wenn aus dem Malz die Würze wird und damit die Grundlage des Bieres, dann ist das der Brauschritt vom Maischen. Hier finden die wichtigsten Umwandlungsreaktionen statt und die wasserunlösliche Stärke des Malzes wird in Zucker zerlegt, um ein geeignetes Fressen für die Hefe im Anschluss zu bieten. Das Maischen gliedert sich in zwei Phasen. Die Verkleisterung ist die erste Phase. Hierbei wird von der Stärke im Malzkorn, durch die Hitze, Wasser aufgenommen.

Dabei platzen die Stärkekörner und die Struktur der Moleküle ändert sich. Es entsteht ein Stärkekleister, der bei etwa 60-62°C entstehen kann. Die Stärke muss erst verkleistern, bevor sie von den Enzymen in der zweiten Phase abgebaut werden kann. Ist die Temperatur zu hoch, dann büßt die Enzymaktivität schon bei nur 3°C Steigung auf etwa bei 65°C ca. 50% ihrer Aktivität ein. Aber um das Prinzip dahinter besser zu verstehen müssen wir einen Ausflug in die Welt der Amylasen machen.

Amylasen

Die Amylasen dienen dazu die Stärke für den Hefestoffwechsel in kleinere Bruchstücke zu zerlegen. Diese Bruchstücke braucht die Hefe als Substrat, um später daraus Ethanol und Kohlendioxid zu machen. Die dadurch entstehenden Produkte sind Abfallprodukte der Hefe und brauchen Energie, die bei der Gärung freigesetzt wird. Es gibt zwei verschiedene Amylasen:

α-Amylasen

Die Alpha Amylasen sorgen für die Vollmundigkeit und Restsüße im Bier. Das Enzym spaltet die A-1,4-Glycoseverbindungen, jedoch nicht die am Kettenende situationierten Bindungen. Darum sind das Ergebnis auch nur zwei Glucoseeinheiten oder auch Maltose genannt.

β-Amylasen

Die Beta Amylasen greifen die Enden der Stärkeketten an und spalten dabei ein Maltosemolekühl ab. Dieses Enzym ist maßgeblich für die spätere Alkoholproduktion der Hefe im Bier. Im Wesentlichen bedient sich die Amylase der doppelt gebundenen Sauerstoffe am Ende der Stärkekette.

Die Enzyme

Ferulasäurehydrolase
Dieses Enzym ist vor Allem bei Weißbier wichtig. Bei einem nach Nelken schmeckenden Weißbier, stellt die 4-Vinylguajacol die Aromakomponente dar. Diese wird durch bestimmte Hefestämme, aus der Ferulasäure, dem Vorläufer gebildet. Viel Ferulasäure ergibt viel Nelkenaroma. Die Ferulahydrolase katalysiert den Abbau der Ferulasäure und macht sie so in der Würze löslich und für die spätere Umwandlung der Hefe zugänglich.

Glucanasen
Die Glucanasen sind eine Zusammenfassung verschiedener Enzyme. Glucen sind Gerüstsubstanzen, die die Viskosität des Getreides und damit der Maische erhöhen. Ebenso erhöhen sie auch die Viskosität der Würze und können so zu Läuterproblemen führen. In der ersten Abbaureaktion steht die β-Glucan-Solubilase, welche katalysiert wird. Dabei wird das β-Glucan der Hemicellulose aus der Proteinmatrix gelöst. Mit dem zusätzlichen Glucanabbau lässt sich die Maische nachher besser läutern. Lässt man das Enzym länger wirken so kann der Abbau sogar bis zur Glucose erfolgen.

Grenzdextrinase
Die Grenzdextrinase sorgt für den Abbau des Amylopektins. Als Produkt entstehen dabei erst lineare Kettenmolekühle, die im weiteren Verlauf über die Maltotriose zur Laktose und dann zur Glucose abgebaut werden.

Lipasen
Die Lipasen sind Esterasen und bauen die lankettigen Fettsäuren ab. Das hat später Einfluss auf die Schaumhaltbarkeit. Sie bilden zusätzlich Alterungscabonyle, die später dem Schaumabbau entgegenwirken. Der Anstieg dieser Komponenten hängt von der Konzentration der Carbonylen als Ergebnis des Lipidabbaus ab. Diese sorgen dafür, dass ein Bier schneller altert. Entgegenwirken kann man hier indem der Brauer dafür sorgt, dass die Läuterwürzen klar sind, ohne zu viele Lipide zu enthalten. Oder dass die Malze vorher entfettet werden. Dafür entfernt man die fettreichen äußeren Schichten des Malzkorns. In Hobbykreisen sollte man von vornherein eine fettarmere Rohfrucht benutzen.

Maltase
Die Maltase kann, als einziges Malzenzym, die Glucoseeinheiten abspalten. Das Enzym ist umso aktiver, je kürzer die Kohlenhydratkette ist.

Phospatasen
Die sauren Phosphaten im Malz bauen organische Phosphate ab. Dadurch wird Phosphorsäure freigesetzt und die Acidität der Maische verschoben. Der PH-Wert der Maische verschiebt sich zeitgleich ins Saure.

Proteasen
Diese Enzyme sorgen dafür, dass niedermolekulare Stickstoffverbindungen abgebaut werden. Eine kurze Eiweißrast sorgt bei gut gelösten Malzen für eine gute Vergärung der Hefe, da die gelösten freien Aminostickstoffe in der Angärungsphase als Nahrung der Hefe dienen. Ein zu gründlicher Abbau der Proteine jedoch sorgt für einen schlechteren Bierschaum. Das heisst die Eiweißrasten dürfen nich zu lange sein.

Das Einmaischen

Unten dem Einmaischen versteht der Brauer das Vermischen des geschroteten Malzes mit Wasser. Das Einfüllen des Schrotes in das Wasser ist die Schüttung. Das Wasser muss in diesem Moment schon eine Einmaischtemperatur haben, damit sich das Malz gut in die Umgebung einfügen kann. Es muss eine vollständige Durchmischung stattfinden, um eine Verklumpen zu vermeiden. Früher wurde die Schüttung bei etwa 35°C gemacht, da hier vor Allem Eiweiß, Hemicellulose und Glucane abgebaut werden. Das führt war zu einem hohen Vergärungsgrad, aber der Schaum leidet später darunter. Deshalb maischt man heutzutage mit 60°C ein. Dadurch bleiben die hochmolekularen Proteine geschützt.

Die Gussführung

Dunkle Malze werden bei der Herstellung hohen Temperaturen ausgesetzt, daher sind einige Teile der Enzyme schon vor dem Maischen inaktiv. Um diesen fehlenden Enzymen entgegenzuwirken werden Dunkel-Malze mit weniger Wasser eingemaischt. Dadurch erhöht sich die Enzymkonzentration und der Abbau erfolgt genauso vollständig, wie bei hellen Malzen. Die Schaltung wird dafür als Zahlenpaar angegeben, also 1:3 bedeutet ein Teil Malz und zwei Teile Wasser.

Rasten und Maischarbeit

Witzigerweise heisst die reaktionsreichtste Phase des Maischens Rasten. Hier wird aber das Gegenteil gemacht. Die Enzyme sind voll aktiv und bauen alle Malzbausteine in dieser Rast ab. Die Rasten bieten den Enzymen die idealen Bedienungen ihre Arbeit zu verrichten. Dabei kann man bestimmte Enzymakitivtäten stärken oder abschwächen. Auch der PH-Wert sollte gut im Auge behalten werden. Die Rasten sind für den späteren Geschmack verantwortlich. Dadurch haben sich auch zwei Vorgehensweisen gebildet. Das Kesselmaischverfahren wird unter einem beheizten Gefäß durchgeführt, wie in unserem Fall mit dem Braumeister und das Bottichmaischverfahren in ungeheizten Gefäßen. Die Erwärmung erfolgt hier entweder durch Zugabe von heißem Wasser oder indem ein Teil der Maische separat gekocht wird.

Rasten Tabelle

RastTemperatur - BereichDauerEnzymVorgang
Gummirast oder Glukanrast35-40°C Typisch 39°C15-30 MinutenGlucanaseAbbau von Glucan (Gummistoffe aus den Zellwänden → Viskositätserniedrigung)
Ferulasäurerast oder Weizenrast40-48°C Typisch 44°C15 MinutenFeurlasäure - HydrolaseAbbau von Ferulasäure-Pentan-Komplexen zu Ferulasäure → Nelkenaroma in Weizenbieren
Maltaserast30-45°C Typisch 45°C30-60 MinutenMaltaseBildung von Glucose, die später von Hefen zu Ethylacetat und Isoamylacetat abgebaut werden kann → Bananenaroma in Weizenbieren
Eiweißrast oder Proteaserast50-58°C Typisch 54°C10-20 MinutenProteaseAbbau von Proteinen in kleinen Bruchstücken (Peptide, Aminosäuren, Stickstoffverbindungen) → Bildung von Freiem Aminostickstoff als Hefenährstoff
Maltoserast oder 1. Verzuckerung60-68°C Typisch 62°C30-90 Minutenβ-AmylasenAbbau von langkettigen Polysacchariden zu Maltose vom Kettenende her → Bildung von vergärbaren Zuckern zur Hefeernährung
2. Verzuckerung68-76°C Typisch 71°C15-45 Minutenα-AmylasenAbbau von langkettigen Polysacchariden in kurzkettige Dextrine → Aromabildung und Mundgefühl trägt zur Vollmundigkeit bei

Das Zubrühen

In diesem Schritt wird die Temperatur der Maische durch heißes Wasser erhöht. Dieses Verfahren wird als einstufige Infusion bezeichnet und ist für sehr viele Bierstile interessant. Das Malz wird dabei in den erwärmten Hauptguss eingerührt und die Temperatur so gewählt, dass beide Amylasen aktiv sind. Man muss dafür sorgen, dass der Behälter die Temperatur gut halten kann. Die Temperatur liegt dabei bei 65-70°C. Nach einer Rastdauer von 60-90 Minuten wird abgemaischt.

Ebenso gibt es eine weiter entwickelte Zubrühung. Man gibt am Ende der Maischearbeit heisses Wasser hinzu, bis die Abmaischtemperatur 78°C hat. Die Viskosität wird dabei heruntergesetzt und die Alpha Amylasen bleiben unbeschädigt.

Wie man sieht bedeutet eine niedrige Temperatur lange Rastzeiten und eine hohe Temperatur kurze Rastzeiten. Nur dadurch gewährleistet man die komplette Umsetzung der Stärke. In England wird bei niedrigen Temperaturen lange gerastet, da die obergärigen Ales auf hellen Basismalzen basieren. Durch die Zugabe von Dunkel- oder Karamellmalzen bekommen sie ihre Farbe. Möglicherweise hat sich der Beruf des Mälzers daher auch in England so stark druchgesetzt.

Die Dekoktion

Die Dekoktion wird oft als das deutsche traditionelle Maischverfahren dargestellt. Für ein böhmisches Pilsner mag das zutreffen. Die Dekoktion hat, wie das Zubrüllen einen gewaltigen Vorteil. Sie kommt ohne Temperaturregelung und Thermometer aus. Außerdem ist es schwer mit einem über dem Feuer schwebenden Kessel die Temperatur genau bestimmen zu können. Sind die Ausgangstemperaturen von zwei Flüssigkeiten bekannt, dann lässt sich durch einfache Volumenmessung und Durchmischen der beiden Flüssigkeiten die Temperatur zwischen beiden Flüssigkeiten liegt mischen. Dadurch kannten die Brauer die Temperatur der Kochmaische. Bei der Dekoktion wird also die Temperaturerhöhung damit erreich, dass ein Teil der Maische gekocht wird und der Restmaische wieder zugeführt wird, ähnlich wie beim Zubrühen. Dadurch ergibt sich ein rein physikalischer Abbau der Enzyme. Proteine denaturieren, Stärke verkleistert und die Zellstrukturen platzen auf.

Infusionsverfahren allgemein

Mehrstufige Infusionsverfahren eigenen sich am Besten um auf die unterschiedlichen Malzen einzugehen. Sie bringen die geringste Spelzenauslaugung und ein am wenigsten kerniges Aroma mit sich. Durch das Wegfallen von der Kochmaische ist das Verfahren enzymschonender, daher auch für enzymschwache Schätzungen perfekt geeignet, wie bei Karamellmalzen. Das Verfahren eignet sich perfekt für gut vorgelegte Malzen und die Rohfrucht kann, ohne Vorverhandlung daher nicht gut verarbeitet werden. Hält man jedoch die Rarsten sauber ein, dann kann der Arminostickstoff, welcher von der Hefe für die Gärung benötigt wird, die Gärung deutlich verbessern.

Stärkelieferanten Tabelle

RohfruchtStärkegehaltAmylose (%)Amylopektin (%)Fettgehalt (%)Temperatur Verkleisterung (°C)
Gerste70-7522782,356-62
Hafer40-502773756-62
Hirse60-7025754,269-75
Kartoffeln75-8523770,158-66
Mais trocken65-752872562-70
Reis80-9018820,361-70
Weizen65-7526742,553-65
Sorghum65-7525753,268-72
Hokkaido Kürbis35-452080565-75
Maische

Abmaischen

Beim Abmaischen gibt es zwei wichtige Schritte. Einmal das Erhöhen der Temperatur, so dass die letzten Bestandteile der Stärke aus dem Treber gelöst werden, ohne dabei die Aktivität der Beta Amylasen enzuschränken. Je wärmer die Abmaischtempratur ist, desto flüssiger ist die Würze. Die niedrige Viskosität macht sich vor Allem beim Läutern bemerkbar. Der letzte Schritt ist der Transfer der Maische in den Läuterbottich. Damit das Maischen vollständig beendet ist, folgt die Trennung der unlöslichen Masichebestandteile und der Würze.