Die Stammwürze

Die Stammwürze

Stammwürze, Plato Grade, Würzeextrakt usw. Sind alles Begriffe aus der Brauwelt, doch was genau ist die Stammwürze? Wie wird sie ausgerechnet und wie setzt sie sich zusammen?

 

Herkunft und Geschichte

Das erste Saccharometer für die Bestimmung der Stammwürze wurde 1843 erstmals von Carl Joseph Napoleon Ballung konstruiert. Es zeigte in reiner Zuckerlösung den Saccharosegehalt an. Die Skala auf dem Saccharimeter zeigte die Messwerten in „Ballung-Grad“ an. Dabei entsprach ein „Ballung-Grad“ einem Prozent Saccharose.

Der Deutsche Chemiker Fit Plato entwickelte um 1900 das Maßsystem von Ballung weiter und stellte einen Zusammenhang zwischen der Dichte der Saccharoselösung (g/100ml) und einer von ihm benannten Maßeinheit – Grad Plato °P. Ein Grad Plato 1 °P hat die selbe Dichte (g/100ml) wie eine wässrige Saccharoselösung mit 1% Saccharose.
1 °P = 1 GG % = 1 %mas ≅ Dichte ρ(Rho) 1 g/100 g wässrige Saccharose-Lösung

Grad Plato

Das °P oder P das man auf einigen Kraft Bier Flaschen zu sehen bekommen kann bedeutet Grad Plato. Wenn ein Bier eine Angabe von 10°P hat bedeutet das, dass das Bier einen Stammwürzegehalt von 12,00-12,99 % aufweist. Der Plato Wert gilt allgemein als Grundlage für die Versteuerung des Bieres. Eine Würze mit einem Gramm Plato hat per Definition die selbe Massendichte wie die wässrige Saccharose-Lösung mit einem Gewichtsprozent Saccharose. Grad Plato bestimmt also die Dichte der gekochten und gefilterten Würze in Zuckerspindelgraden, das heisst, den Zuckergehalt der Würze.

Umrechnung zwischen Plato und Massendichte
Die Umrechnung jedoch zwischen Grad Plato und der Massendichte ist nicht linear. Mit der Formel p = 10°P und der Temperatur von 20° kann man sich schon gut der Formel nähern, die lautet:

P = ap + b
Massendichte = d
a= 4,13 kg/(m3*P)
b=997 kg/m3

Für die Werte a und B wird auch oft a = 4kg/(m3*P) und für b = 1.000 kg/m3 verwendet. Diese Parameter entsprechen der Faustregel, dass sich der Stammwürzegehalt aus den letzten zwei Stellen der Dichte (in kg/m2) dividiert durch vier ergibt. Eine Dichte von 1050 kg/m3 entspricht demnach einem Stammwürzegehalt von 12,5°P.

Extrakt

Der Würzeextrakt enthält einmal den Malzextrakt und den Hopfenextrakt. Der Malzextrakt besteht aus Zucker, Eiweiß, Gerbstoffen, Mineralstoffen, Vitaminen, Enzymen, Aroma und Farbstoffen. Der Hopfenextrakt, welcher die Bitter-, Aroma- und Gerbstoffe enthält, besteht außerdem noch aus Stärke, Eiweiß, Mineralstoffen und Vitaminen.

 

Stammwürze

Wenn ein Brauer von der Stammwürze spricht, meint er oftmals den Extraktgehalt der Ausschlag- oder Anstellwürze. Jedoch ist dieser Wert etwas ungenau, denn die Stammwürze ist ein zollrechtlicher Begriff, der als Grundlage der Besteuerung des Bieres gilt. Die Stammwürze wird aus den Analysierten des Restextrakt- und Alkoholgehalts des fertigen Bieres erechnet. Dabei werden mehrere Schnitte aus zwei oder mehreren Suden und die Verdünnungen berücksichtigt. Man kann sagen, dass der theoretische Extraktgehalt der Anstellwürze, kurz vor der Hefegabe, die Stammwürze darstellt. Diese ergibt sich, wenn man die Werte des abgefüllten Bieres zurückrechnet.

Der Zuckergehalt der Anstellwürze vor der Gärung wird also messtechnisch erfasst durch die Spindelung des Restextrakts (unvergorenem Extrakt) im fertigen Bier, die Ermittlung des Akhololgehalts und die Rückrechnung au den beiden Werten mit der Balling-Formel.

Die Stammwürze im Brauprozess

Malzherstellung
Der Brauer lässt das Getreide keimen und dabei beginnt die Umwandlung von stärke in Malzzucker, der später mit Hilfe von Hefe zu Alkohol und Kohlensäure vergoren wird. Die daraus entstehenden Extrakte lassen sich später und er Anstellwürze nachweisen. Nachdem das Getreide gedarrt wird, wird durch die Rüstung das Aroma beeinflusst und das Grünmalz schließlich für die Bierproduktion geschrotet.

Maischen
Das Malz wird nun eingemaischt, das bedeutet es wird ins Brauwasser gegeben und Stufenweise erhitzt. Im Wasser lösen sich dann die Inhaltsstoffe und die Umwandlung von Stärke in Malzzucker findet statt.

Läutern
Nach dem Maischen müssen die Feststoffe, also der Treber von er Flüssigkeit getrennt werden. Dafür wird die Flüssigkeit gefiltert und um so viel Extrakt wie möglich zu erhalten, das Ganze immer wieder mit Brauwasser übergossen. Diesen Prozess nennt man Läutern. Das Anschwänzen, also das immer wieder durchspülen mit Wasser reduziert die Konzentration des Extrakts. Der Extraktgehalt wird dabei immer wieder überprüft und liegt etwa bei 1,5-2% unterhalb der gewünschten Stammwürze. Wenn die Nachgüsse zu hoch ausfallen und die Würze zu schwach ist, lässt sich das im nächsten Arbeitsschritt noch ausgleichen. Jedoch sollte man achten nicht über 2% zu kommen.

Würzekochen
Um die Aromaöle, Bitterstoffe und Gerbstoffe aus dem Hopfen zu bekommen, wird dieser in die Würze hineingegeben und erhitzt bei 80-100° für 60-90 min. Das Würzekochen findet in der sogenannten Würze- oder Sudpfanne statt. Je längeren den Hopfen kocht, desto mehr Bitterstoffe können sich lösen und desto mehr ätherische Öle werden freigesetzt. Die Konzentration der Stammwürze hängt davon ab, wieviel Wasser man beim Würzekochen verdampfen lässt. Das Kochen dient auch der Sterilisation und dem Abbau unerwünschter Trübstoffe und Nebenaromen. Geronnenes Eiweiß setzt sich dabei in Form eines sogenannten Würzebruchs ab und kann besser entfernt werden. Zuviel Eiweiß würde das Bier trüben und sich negativ auswirken.

Ausschlagen
Sobald die Hopfengabe abgeschlossen und die Würze fertig gekocht ist, werden die Hopfenreste und das Eiweiß vom Sud getrennt. Dies geschieht durch die Kühlung mit Hilfe von Eiswasser.Die Temperatur hängt von der danach einzusetzenden Hefe ab.

Anstellen
Nach dem Ausschlagen wird die Würze mit Sauerstoff angereichert und ist dann bereit für die Hefezugabe. In diesem letzten Stadium, vor der Gärung wird der Stammwürzegehalt in der Anstellwürze gemessen.

Balling-Formel

Der Zuckergehalt der Anstellwürze vor der Gärung wird also messtechnisch erfasst durch die Spindelung des Restextrakts (unvergorenem Extrakt) im fertigen Bier, die Ermittlung des Akhololgehalts und die Rückrechnung au den beiden Werten mit der Balling-Formel.

Erklärung der Formel

  • Quotient ist gleich Stammwürzegehalt,
  • Dividend ist gleich 100 mal (2,0665 mal Alkohol plus Extrakt),
  • Divisor ist gleich 100 plus (1,0665 mal Alkohol),
  • dabei werden Alkohol und Extrakt jeweils in Gewichtshundertteilen angegeben.

Messinstrumente

Bierspindel
Mit der Bierspindel, auch Dichtespindel oder Aräometer genannt, lässt sich die Dichte, also Masse pro Volumeneinheit des Bieres bestimmen. Die Messung beruht auf dem Archimedischen Prinzip, nach dem ein Körper solange in eine Flüssigkeit eintaucht, bis seine Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit entspricht. Je Größer also die Dichte der Flüssigkeit, desto größer der Auftrieb und umso weniger tief taucht die Spindel in die Flüssigkeit ein. Die Dichte einer jeden Flüssigkeit ist von er Temperatur abhängig. Je höher die Temperatur des niedriger die Dichte. Spindeln sind immer etwa auf die Temperatur um die 20°C geeicht.

Pygnometer
Das Pyknometer bestimmt die Dichte von Festkörpern oder Flüssigkeiten durch Wägung. Es besteht aus einen Glaskolben mit einem speziellen Schliffstopfen, der einen dunen Durchlass hat und dort die Kapillare enthält. Das Füllvolumen ist damit genau justierbar. Im wesentlichen dient das Pyknometer zur Bereitstellung eines präzise reduzierbaren Volumens von Flüssigkeiten. Nach Wägung des leeren und gefüllten Pyknometers, kann die Dichte der Befüllung errechnet werden.

Biegeschwinger
Mit dem Biegeschwinger kann man die Dichte von Gasen und Flüssigkeiten bestimmen. Die Dichte wir Daus der Eigenfrequenz eines mit dem zu untersuchenden Medium gefüllten Biegeschwingers errechnet. Das Prinzip der Messung beruht also auf einem Feder-Masse-Schwinger, dessen Masse teilweise durch das zu messende Medium gebildet wird.

Brix-Refraktometer
Das Refraktometer ist eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Brechungsindex von – flüssigen oder festen – transparenten Stoffen durch Refraktometrie. Es nutzt dafür das Verhalten von Licht am Übergang zwischen einem Prisma mit bekannten Eigenschaften und dem zu prüfenden Stoff. Wenn die generelle Zusammensetzung einer Flüssigkeit bekannt ist, kann ein Refraktometer dazu dienen, die Konzentration darin gelöster Stoffe zu messen. Im Zusammenhang mit der Ernte von Wein oder Zuckerrüben wird auf diese Weise der Zuckergehalt der Pflanzen bestimmt. In der Augenheilkunde werden mit einem Refraktometer die Brechungsverhältnisse der Augen ermittelt.

Biersorten und °P

BiersorteStammwürzegehaltAlkoholgehalt
Berliner Weiße7-8 °P2,8%
Helles11-13 °P4,7-5,4%
Helles11-13 °P4,7-5,4%
Weizenbier11-13 °P5-6%
Pilsener11,3-12,3 °P4,8%
Kölsch11,3 °P4,8%
Altbier11,9 °P4,8%
Exportbier12-13,5 °P5,3-5,6%
Bockbier16-17,9 °Püber 7,5%
Doppelbock18 °Pbis zu 13%