Gersten- und Malzanalytik von der Kjeldahl-Methode bis zur KI, Teil I

Ein Bier ist nur so gut wie seine Rohstoffe. Um bei Braugerste und Malz eine einwandfreie Qualität zu gewährleisten, ist die Kontrolle mithilfe verschiedener Analyseverfahren nötig. Von den ersten Spezifikationen von Malz hat sich die Analytik hin zu modernsten technischen Lösungen entwickelt. Winfried Manke ist in der Qualitätssicherung bei Avangard Malz tätig und gibt in dieser zweiteiligen Artikelreihe einen Überblick.

Bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts waren Mälzen und Brauen untrennbar miteinander verbunden – noch heute spiegelt sich das im Berufsbild „Brauer und Mälzer“ wider. Mit der fortschreitenden Industrialisierung zog die Arbeitsteilung in zunehmendem Maße auch in die Braubranche ein. Im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts wurden Handelsmälzereien gegründet, die mehr und mehr die Brauereien mit Malz versorgten. In diesem Zuge wurden Spezifikationen vereinbart, die die wichtigsten Merkmale des Malzes beschreiben sollten. Ein Beispiel für eine solche Spezifikation um die Jahrhundertwende zeigt die untenstehende Abbildung. Sie enthält Merkmale wie hl-Gewicht, 1000-Korn-Gewicht, Feuchte, Blattkeimentwicklung, Beurteilung des Mehlkörpers und einen Maischversuch, bei dem die Merkmale Verzuckerungszeit, Geruch, Ablauf, Farbe, Vergärbarkeit, Extrakt und das Verhältnis von Maltose zu Nichtmaltose bestimmt wurden [1].

Einige dieser Parameter sind bis heute noch in den Spezifikationen von Brauereien enthalten. Im Laufe der Zeit kam es zu einer Standardisierung der Methoden. Eine der wichtigsten und bis heute noch gültigen Festlegungen ist das sog. Kongressmaischverfahren. Es wurde 1907 als einheitliches Verfahren zur Bestimmung von Extrakt, Farbe und anderen Parametern verbindlich vereinbart [2]. In vielen Bereichen, z.B. beim Berliner Program, das neu zugelassene Braugerstensorten auf ihre Verarbeitungseignung in Mälzerei und Brauerei prüft und bewertet, wurde das Kongressmaischverfahren allerdings durch das Isotherme 65 °C-Maischverfahren abgelöst. Dieses Maischverfahren ist besser dazu in der Lage, die modernen, gut gelösten Malze zu differenzieren.

Im Lauf der Zeit kamen weitere Methoden dazu, die die wertgebenden und qualitätsbestimmenden Eigenschaften des Malzes beschreiben. Einen kleinen Überblick vermittelt die folgende Abbildung:

Beta-Glucan und Calcofluor

In den letzten 50 Jahren wurden vermehrt Analyseverfahren entwickelt, die die Verarbeitbarkeit des Malzes in der Brauerei und ihren Einfluss auf die Bierqualität vorhersagen sollten. Eine Schlüsselfunktion erlangte die Bestimmung der hochmolekularen beta-Glucane als Indikator für nicht abgebaute Zellwände, die häufig schlechte Läuterbarkeit und Filtrierbarkeit verursachen. Man macht sich dabei die fluoreszierenden Eigenschaften von Calcofluor zu Nutze, das sich spezifisch an hochmolekulares beta-Glucan bindet. Dies lässt mit der Fließ-Injektions-Analyse (FIA) und einem UV-Detektor die Bestimmung in Würze zu. Da in Mälzereilaboren selten FIA Apparate vorhanden sind, hat sich mittlerweile die Kongorotfärbung mit Messung in einem herkömmlichen Fotometer als Standard etabliert. Die erzielten Werte der beiden Methoden unterscheiden sich nicht wesentlich. Beide sind in der MEBAK [3] und Analytica EBC [4] enthalten.

Messungen mit dem Friabilimeter

Eine fest etablierte Schnellmethode zur Bestimmung des Lösungsgrades von Malz und dessen Gleichmäßigkeit stellt das Friabilimeter dar. Die Messung von Mürbigkeit und Ganzglasigkeit ("glasharte" Malzkörner) ist eine Standardmethode, die bei Mälzereien und Brauereien gleichermaßen eingesetzt wird. Bei sorgfältiger Beachtung der Abnutzungs- und Ermüdungserscheinungen von Rollen und der Feder ergeben sich im Normalfall akzeptable Bereiche der Wiederhol- und Vergleichbarkeit. Ist dies nicht gewährleistet, kann es schnell zu erheblichen Abweichungen kommen. Das gilt auch, wenn die Geräte in Räumen mit hoher Luftfeuchte oder warmen Temperaturen aufgestellt sind. Auch bei schwülem Wetter im Sommer können die Spelzen Wasser aus der Umgebung aufnehmen und damit elastisch und weniger mürbe werden. Die Messwerte können sich dadurch drastisch verschlechtern.

Methoden der Gerstenanalytik

Auf Seiten der Gerstenanalytik sind auf den meisten Gebieten nur geringe Fortschritte zu verzeichnen. Wie aber gerade die Künstliche Intelligenz in die Sortenbewertung und die Gerstenanalytik Einzug hält, lest ihr in Teil 2 unserer kleinen Artikelserie zur Gersten- und Malzanalytik.

Quellen

1. Schifferer, A.: Technische Handbibliothek Bd. 2, Praktische Betriebskontrolle eines Mälzerei- und Brauereibetriebes, 1901, S. 62–86.
2. Wochenschrift für Brauerei, XXIV. Jahrgang, Nr. 40, 1907, S. 533–534.
3. MEBAK Methoden R 205.15.111 und R205.15.170 (MEBAK Band Rohstoffe 2016_03).
4. Analytica EBC Methode 4_16_2 und 4_16_3, https://brewup.eu/ebcanalytica