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Gemäß dem Reinheitsgebot, werden Biere aus den vier Rohstoffen Malz, Hefe, Hopfen und Wasser hergestellt:

Aus Gerste wird Malz
Der wichtigste Rohstoff bei der Bierherstellung ist die Gerste. Jedes einzelne Korn enthält Stärke, Eiweiß, Fette und Vitamine fest umschlossen von der Spelze, der harten Hülse. Diese Inhaltsstoffe müssen vom Mälzer für den Brauprozess aufbereitet werden. Dazu wird die Gerste nach der Reinigung mit Wasser eingeweicht, beginnt zu keimen und wird anschließend gedarrt (getrocknet). Aus biologischer Sicht werden durch die Keimung im Korninneren Enzyme gebildet oder aktiviert. Sie bauen die Stärke im Gerstenkorn zu einfachem Zucker und Eiweiß zu Aminosäuren ab, die wiederum als organische Verbindungen dem Keimling als Nahrung dienen und ihn wachsen lassen. Diese natürlichen Lebensvorgänge steuert der Mälzer allein durch die richtige Dosierung von Feuchtigkeit, Temperatur und Belüftung. Im Malz sind folglich - im Unterschied zur Gerste - Zucker und eine Vielzahl von Enzymen vorhanden. Zudem weist das Malzkorn eine gröbere Struktur als das unvermälzte Korn auf.

Hefe zur Vergärung
Um Zucker in Alkohol und Kohlensäure zu verwandeln, bedarf es der Hefe - eines Sporenpilzes (Einzeller), der überall in der Luft vorkommt. Zum Brauen werden spezielle Bierheferassen verwendet. Man unterscheidet obergärige und untergärige Hefen.
Historisch gesehen waren es die obergärigen Hefen, die man zuerst für die Bierherstellung verwendete. Sie werden daher vom Ursprung her „Bierhefe“, nämlich Saccharomyces cerevisiae, genannt. Charakteristisch für die obergärige Hefe ist, dass sie sich an der Oberfläche der vergorenen Würze absetzt. Sie vergärt den Malzzucker der Bierwürze bei Temperaturen zwischen 18 und 20 Grad Celsius. Die untergärige Hefe heißt Saccharomyces carlsbergensis. Sie vergärt mit 8 bis 14 Grad Celsius bei deutlich niedrigeren Temperaturen als die obergärige Hefe. Die Hauptgärung dauert bei der obergärigen Hefe, wie sie bei der Kölschherstellung verwandt wird, etwa zwei bis drei Tage.
Da Hefe den Geschmack beeinflusst, züchten die Brauereien ihre Heferassen in Reinzucht aus jeweils einer Ursprungszelle, so dass alle Hefen die gleichen Eigenschaften haben.

Hopfen bringt die Würze
Der Hopfen gehört zu den Nesselarten und rankt sich an bis zu sieben Meter hohen Gerüsten empor. Zum Bierbrauen verwendet man ausschließlich die Fruchtzapfen der weiblichen Pflanze - sie enthalten die für das Bier so typischen Bitter- und Aromastoffe.
Neben ihren geschmacklichen Eigenschaften, wirken sie eiweißfällend und tragen so zur Haltbarkeit des Bieres sowie zur Schaumstabilität bei.
Aufgrund neuester Erkenntnisse in der Hopfenforschung und entsprechend den Wünschen der Brauereien werden aromareiche und bitterstoffreiche Sorten gezüchtet. Mit der Züchtung weitgehend resistenter Hopfensorten haben die Pflanzer die Pflanzenschutzspritzungen so reduziert, dass sie den Forderungen der Brauer nach einem schadstofffreien Hopfen entsprechen.

Reines Wasser
Brauwasser unterliegt den gleichen strengen Bestimmungen wie Trinkwasser. Um das Wasser für die Bierherstellung verwenden zu können, muss es aufbereitet werden. Hierzu kann es bspw. entkeimt und enthärtet, gefiltert oder gekocht werden. Chemische Zusätze sind grundsätzlich verboten. Die Brauer stellen an Brauwasser oft höhere Ansprüche als der Gesetzgeber an Trinkwasser.
Häufig haben Brauereien eigene Brunnen oder Quellen. Auch die Standortwahl der Braustätte wird nicht selten von der jeweils vorherrschenden Wasserqualität abhängig gemacht.

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