Hefe
Hefe
Hefe ist ein einzelliger Pilz, der bei der Herstellung von Bier, Wein, Brot und anderen fermentierten Lebensmitteln eine wichtige Rolle spielt. Hefen können Zucker durch Gärung in Alkohol und Kohlendioxid umwandeln.
Beim Bierbrauen ist Hefe neben Wasser, Malz und Hopfen einer der wichtigsten Bestandteile des Herstellungsprozesses.
Die verwendete Hefe beeinflusst maßgeblich den Geschmack, das Aroma, den Alkoholgehalt und den Charakter eines Bieres.
Hefe beim Bierbrauen
Beim Brauen wird Hefe zur Gärung der aus dem Malz gewonnenen Würze eingesetzt.
Die Hefe nimmt dabei vergärbare Zucker auf und wandelt sie hauptsächlich in:
Alkohol Kohlendioxid Aromastoffe um.
Vereinfacht lässt sich die alkoholische Gärung darstellen als:
Zucker → Alkohol + Kohlendioxid + Energie
Neben Alkohol und Kohlendioxid entstehen zahlreiche weitere Stoffe, die das Aroma des Bieres beeinflussen.
Hefepilze
Hefen gehören biologisch zum Reich der Pilze.
Im Gegensatz zu vielen anderen Pilzen bestehen Hefen überwiegend aus einzelnen Zellen.
Sie können sich unter geeigneten Bedingungen stark vermehren.
Für die Bierherstellung sind vor allem Hefen der Gattung Saccharomyces von Bedeutung.
Bierhefen
Für die Herstellung von Bier werden hauptsächlich zwei große Gruppen unterschieden:
Obergärige Hefe Untergärige Hefe Daneben existieren zahlreiche weitere Hefen und Mikroorganismen, die insbesondere bei speziellen Bierstilen eingesetzt werden.
Obergärige Hefe
Obergärige Hefen werden häufig der Art beziehungsweise Gruppe Saccharomyces cerevisiae zugeordnet.
Sie arbeiten typischerweise bei höheren Temperaturen als untergärige Hefen.
Während der Gärung können sie größere Mengen an fruchtigen Aromastoffen bilden.
Obergärige Hefen werden beispielsweise für folgende Bierstile eingesetzt:
Weizenbier Kölsch Altbier IPA Pale Ale Stout Porter Saison
Untergärige Hefe
Untergärige Hefen werden überwiegend der Art Saccharomyces pastorianus zugeordnet.
Sie arbeiten typischerweise bei niedrigeren Temperaturen.
Untergärige Hefen erzeugen häufig ein vergleichsweise sauberes und neutrales Aromaprofil.
Sie werden beispielsweise für folgende Bierstile eingesetzt:
Pils Helles Exportbier Märzen Kellerbier Bockbier
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae ist eine der wichtigsten Hefen für die Lebensmittelherstellung.
Sie wird unter anderem verwendet für:
Bier Wein Brot Spirituosen Bei der Bierherstellung wird sie vor allem mit obergärigen Bierstilen verbunden.
Unterschiedliche Hefestämme derselben Art können jedoch sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen.
Saccharomyces pastorianus
Saccharomyces pastorianus ist die wichtigste Hefegruppe für die Herstellung klassischer untergäriger Biere.
Sie entstand wahrscheinlich durch eine natürliche Hybridisierung verschiedener Saccharomyces-Linien.
Diese Hefen sind besonders an die für Lagerbiere typische niedrige Gärtemperatur angepasst.
Hefestamm
Nicht jede Bierhefe besitzt dieselben Eigenschaften.
Brauereien verwenden deshalb unterschiedliche Hefestämme.
Ein Hefestamm kann unter anderem beeinflussen:
Vergärgrad Gärgeschwindigkeit Alkoholgehalt Esterbildung Schwefelverbindungen Phenole Flockungsverhalten Mundgefühl Aroma Die Auswahl des Hefestamms gehört deshalb zu den wichtigsten Entscheidungen beim Brauen.
Gärung
Die Gärung ist der zentrale Prozess, bei dem die Hefe Zucker in Alkohol und Kohlendioxid umwandelt.
Die für Bier wichtige alkoholische Gärung beginnt, nachdem die gekühlte Würze mit Hefe versetzt wurde.
Dabei kann vereinfacht folgende Reaktion dargestellt werden:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
Glucose wird dabei zu Ethanol und Kohlendioxid umgesetzt.
In der tatsächlichen Biergärung laufen zahlreiche weitere biochemische Prozesse ab.
Gärtemperatur
Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Arbeit der Hefe.
Obergärige Hefen werden typischerweise bei höheren Temperaturen eingesetzt.
Untergärige Hefen arbeiten typischerweise bei niedrigeren Temperaturen.
Eine höhere Temperatur kann die Gärung beschleunigen und die Bildung bestimmter Aromastoffe fördern.
Eine niedrigere Temperatur führt bei geeigneten Hefestämmen häufig zu einem saubereren Aromaprofil.
Die optimale Temperatur ist jedoch immer vom jeweiligen Hefestamm abhängig.
Hefe und Aroma
Hefe ist nicht nur für die Bildung von Alkohol verantwortlich.
Sie produziert während der Gärung zahlreiche Aromastoffe.
Dazu gehören unter anderem:
Ester höhere Alkohole Phenole organische Säuren Schwefelverbindungen Diese Stoffe können das Bier fruchtig, würzig, phenolisch, mineralisch oder anderweitig charakteristisch erscheinen lassen.
Ester
Ester sind wichtige Aromastoffe, die während der Gärung entstehen können.
Sie können beispielsweise Aromen erzeugen, die an:
Banane Birne Apfel Steinfrüchte tropische Früchte erinnern.
Bei bestimmten Bierstilen sind solche Aromen erwünscht.
Ein klassisches Beispiel ist Weizenbier, bei dem bestimmte Hefestämme für charakteristische Bananen- und Gewürzaromen sorgen können.
Phenole
Phenole sind ebenfalls wichtige Aromastoffe.
Sie können unter anderem würzige oder rauchige Eindrücke hervorrufen.
Bei bestimmten obergärigen Bierstilen können phenolische Aromen erwünscht sein.
Insbesondere bei Weizenbier können Hefestämme zur Bildung von würzigen beziehungsweise nelkenartigen Aromen beitragen.
Schwefelverbindungen
Während der Gärung können Schwefelverbindungen entstehen.
Einige davon können in höheren Konzentrationen unerwünschte Aromen erzeugen.
Bestimmte Schwefelverbindungen sind bei manchen Bierstilen jedoch Teil des gewünschten Aromaprofils.
Durch geeignete Gärführung und anschließende Lagerung können sich viele dieser Verbindungen verändern oder abbauen.
Hefevermehrung
Hefe vermehrt sich unter geeigneten Bedingungen durch Zellteilung beziehungsweise Knospung.
Vor der eigentlichen Hauptgärung muss eine ausreichende Menge gesunder Hefe vorhanden sein.
Die benötigte Hefemenge wird als Anstellmenge oder Pitching Rate bezeichnet.
Eine passende Hefemenge unterstützt eine kontrollierte und zuverlässige Gärung.
Anstellen
Als Anstellen bezeichnet man das Einbringen der Hefe in die gekühlte Würze.
Vor dem Anstellen wird die Würze typischerweise auf eine geeignete Temperatur gekühlt.
Anschließend wird die Hefe hinzugegeben.
Die Bedingungen beim Anstellen beeinflussen den weiteren Verlauf der Gärung.
Sauerstoff und Hefe
Vor beziehungsweise zu Beginn der Gärung benötigt die Hefe Sauerstoff für bestimmte Stoffwechselprozesse und den Aufbau ihrer Zellmembranen.
In der professionellen Brauerei wird die Sauerstoffversorgung kontrolliert.
Nach Beginn der Gärung wird Sauerstoff möglichst vermieden, da Sauerstoff später zur Oxidation des Bieres beitragen kann.
Nährstoffe
Hefe benötigt neben Zucker weitere Nährstoffe.
Dazu gehören unter anderem:
Stickstoff Mineralstoffe Vitamine Spurenelemente Eine ausreichende Versorgung unterstützt eine gesunde Gärung.
Die Zusammensetzung der Würze beeinflusst daher auch die Leistungsfähigkeit der Hefe.
Vergärgrad
Der Vergärgrad beschreibt vereinfacht, welcher Anteil der vergärbaren beziehungsweise ursprünglich vorhandenen Extraktstoffe durch die Hefe umgesetzt wurde.
Ein hoher Vergärgrad führt typischerweise zu:
weniger Restextrakt trockenerem Geschmack geringerem Körper Ein niedrigerer Vergärgrad kann dagegen zu einem volleren und süßlicheren Eindruck führen.
Der Vergärgrad ist abhängig von:
Hefestamm Würzezusammensetzung Temperatur Anstellmenge Gärführung
Hefe und Alkoholgehalt
Der Alkoholgehalt eines Bieres hängt wesentlich davon ab, wie viel vergärbarer Zucker in der Würze vorhanden ist und wie stark die Hefe diesen Zucker vergärt.
Dabei spielen unter anderem folgende Faktoren eine Rolle:
Stammwürze + Hefestamm + Vergärgrad → Alkoholgehalt
Ein Bier mit hoher Stammwürze kann daher einen höheren Alkoholgehalt erreichen, wenn genügend vergärbare Zucker vorhanden sind.
Hefe und Kohlensäure
Das bei der Gärung entstehende Kohlendioxid ist ein wichtiger Bestandteil von Bier.
Ein Teil des Kohlendioxids löst sich im Bier.
Die Menge der Kohlensäure beeinflusst:
Mundgefühl Schaum Frische Wahrnehmung von Säure und Bittere Zusätzlich kann Bier nach der Gärung gezielt karbonisiert werden.
Hefesediment
Nach der Gärung setzt sich ein Teil der Hefe am Boden des Gärgefäßes ab.
Die Menge und Struktur dieses Hefesediments hängt unter anderem vom Hefestamm und vom Gärverfahren ab.
Das Verhalten der Hefe beim Absetzen wird als Flokkulation bezeichnet.
Flokkulation
Flokkulation beschreibt die Fähigkeit von Hefezellen, sich zusammenzulagern und aus der Schwebe abzusetzen.
Stark flokulierende Hefen setzen sich schnell ab und können zu klareren Bieren beitragen.
Schwach flokulierende Hefen bleiben länger in der Schwebe.
Das Flokkulationsverhalten ist deshalb für die Bierklärung und das Erscheinungsbild des fertigen Bieres relevant.
Hefe und Biertrübung
Hefe kann wesentlich zur Trübung eines Bieres beitragen.
Bei Kellerbier und bestimmten Weizenbieren ist eine natürliche Hefetrübung teilweise erwünscht.
Bei vielen filtrierten Lagerbieren wird dagegen versucht, die Hefe weitgehend aus dem fertigen Bier zu entfernen.
Hefe bei der Flaschengärung
Bei bestimmten Bieren wird nach der Hauptgärung erneut Hefe für eine Flaschengärung eingesetzt.
Dabei befinden sich weiterhin vergärbare Zucker im Bier.
Die Hefe erzeugt Kohlendioxid, das sich in der verschlossenen Flasche löst.
Dieses Verfahren wird beispielsweise bei einigen traditionellen Weizenbieren und Spezialbieren verwendet.
Hefe bei der Fassreifung
Auch bei der Reifung in Fässern kann Hefe eine Rolle spielen.
Bestimmte Bierstile werden bewusst über längere Zeit mit Hefe beziehungsweise verschiedenen Mikroorganismen gereift.
Dies ist beispielsweise bei traditionellen Sauerbieren und bestimmten Sour Ales von Bedeutung.
Brettanomyces
Brettanomyces ist eine Hefegattung, die bei bestimmten traditionellen und modernen Bieren eingesetzt wird.
Sie kann charakteristische Aromen erzeugen, die unter anderem an:
Leder Stall Gewürze Trockenfrüchte Erde erinnern können.
Brettanomyces spielt insbesondere bei einigen traditionellen Sauerbierstilen und spontan beziehungsweise gemischt vergorenen Bieren eine Rolle.
Hefe und Sauerbier
Bei Sauerbieren sind neben Hefen häufig auch Milchsäurebakterien beteiligt.
Dazu gehören unter anderem:
Lactobacillus Pediococcus Diese Mikroorganismen können Milchsäure bilden und dadurch für die charakteristische Säure sorgen.
Nicht jedes Sauerbier wird ausschließlich durch Hefe hergestellt.
Spontangärung
Bei der Spontangärung wird keine definierte Reinzuchthefe als alleinige Gärquelle eingesetzt.
Stattdessen gelangen natürlich vorkommende Hefen und Mikroorganismen aus der Umgebung in die Würze.
Diese Methode wird traditionell beispielsweise bei bestimmten belgischen Bieren eingesetzt.
Der Gärverlauf ist weniger kontrollierbar und kann deutlich länger dauern.
Reinzuchthefe
Bei der modernen Bierherstellung wird häufig eine definierte Hefekultur verwendet.
Eine solche Reinzuchthefe besteht aus einem gezielt ausgewählten Hefestamm beziehungsweise einer kontrollierten Hefekultur.
Dadurch können Brauereien die Eigenschaften des Bieres wesentlich besser reproduzieren.
Flüssighefe
Flüssighefe enthält lebende Hefezellen in einer flüssigen Kultur.
Sie wird häufig von Brauereien verwendet, die gezielt bestimmte Hefestämme einsetzen möchten.
Ein Vorteil ist die große Auswahl an unterschiedlichen Hefestämmen.
Flüssighefe benötigt allerdings eine geeignete Lagerung und sollte möglichst frisch verwendet werden.
Trockenhefe
Trockenhefe wird durch ein Verfahren hergestellt, bei dem der Wassergehalt stark reduziert wird.
Dadurch lässt sie sich länger lagern und einfacher transportieren.
Moderne Bier-Trockenhefen sind in zahlreichen Stämmen für unterschiedliche Bierstile erhältlich.
Sie werden sowohl von Hobbybrauern als auch von professionellen Brauereien eingesetzt.
Hefeernte
Nach einer Gärung kann Hefe unter geeigneten Bedingungen geerntet und für weitere Sude wiederverwendet werden.
Dies wird insbesondere in professionellen Brauereien praktiziert.
Die Wiederverwendung kann wirtschaftliche Vorteile haben und ermöglicht die Nutzung eines bereits an die Brauereibedingungen angepassten Hefestamms.
Dabei müssen Reinheit, Vitalität und Generationenzahl der Hefe kontrolliert werden.
Hefemanagement
Ein professionelles Hefemanagement umfasst unter anderem:
Auswahl des Hefestamms Lagerung Vermehrung Anstellmenge Temperaturführung Sauerstoffversorgung Nährstoffversorgung Kontrolle des Gärverlaufs Ernte und Wiederverwendung Ein gutes Hefemanagement ist entscheidend für eine gleichbleibende Bierqualität.
Hefe und Bierstile
Die Hefe ist ein wesentliches Stilmerkmal vieler Biere.
Bierstil !! Typische Hefeeigenschaften Pils - Helles - Weizenbier - Kölsch - Altbier - IPA - Pale Ale - Stout - Saison }
Die Tabelle beschreibt typische Ausprägungen. Die tatsächlichen Eigenschaften hängen vom verwendeten Hefestamm und der Gärführung ab.
Hefe und Temperatur
Die Gärtemperatur gehört zu den wichtigsten Stellgrößen beim Brauen.
Eine Temperaturerhöhung kann:
die Gärung beschleunigen die Esterbildung erhöhen bestimmte Nebenprodukte verstärken Eine niedrigere Temperatur kann bei geeigneten Hefestämmen:
die Gärung verlangsamen bestimmte Aromastoffe reduzieren zu einem saubereren Profil beitragen Die optimale Temperatur muss deshalb auf den jeweiligen Hefestamm abgestimmt werden.
Hefe und Hygiene
Hefe ist besonders empfindlich gegenüber Verunreinigungen durch unerwünschte Mikroorganismen.
Brauereien müssen deshalb Gärbehälter, Leitungen, Schläuche und andere Kontaktflächen sorgfältig reinigen und desinfizieren.
Eine Kontamination kann zu:
Fehlgeschmack Übersäuerung Überkarbonisierung unerwünschter Gärung führen.
Eine konsequente Hygiene ist daher ein zentraler Bestandteil des Hefemanagements.
Hefe in der Geschichte des Bieres
Die Bedeutung der Hefe für die Bierherstellung war bereits lange vor ihrer wissenschaftlichen Erforschung bekannt.
Historische Brauer wussten aus Erfahrung, dass eine erfolgreiche Gärung notwendig war.
Erst im 19. Jahrhundert wurde der biologische Zusammenhang zwischen Hefen und Gärung wissenschaftlich untersucht.
Die Arbeiten von Louis Pasteur trugen wesentlich zum Verständnis der Gärung bei.
Die Entwicklung kontrollierter Hefekulturen revolutionierte anschließend die moderne Brauindustrie.
Wissenschaftliche Erforschung
Im 19. Jahrhundert wurde zunehmend erkannt, dass Mikroorganismen für die Gärung verantwortlich sind.
Wichtige wissenschaftliche Entwicklungen betrafen:
Verständnis der alkoholischen Gärung Mikroskopie Hefereinzucht Reinzuchtverfahren industrielle Hefekulturen Dadurch konnte die Bierherstellung zunehmend unabhängig von zufällig vorhandenen Mikroorganismen kontrolliert werden.
Bedeutung für die moderne Brauerei
Moderne Brauereien können Hefestämme gezielt auswählen und deren Eigenschaften für bestimmte Bierstile nutzen.
Durch kontrollierte Gärung lassen sich unter anderem:
Geschmack Aroma Alkoholgehalt Vergärgrad Klarheit Kohlensäure Reifung gezielt beeinflussen.
Hefe ist damit nicht lediglich ein Hilfsstoff, sondern ein zentraler Bestandteil der Bierherstellung.
Kurzüberblick
| Eigenschaft | Hefe |
|---|---|
| Biologische Einordnung | Pilz |
| Wichtigste Biergattungen | Saccharomyces |
| Hauptaufgabe | Gärung |
| Hauptprodukte | Alkohol und Kohlendioxid |
| Einfluss auf Aroma | Sehr hoch |
| Einfluss auf Alkohol | Sehr hoch |
| Einfluss auf Kohlensäure | Hoch |
| Typische Bierhefen | Ober- und untergärige Hefen |
| Weitere Mikroorganismen | z. B. Lactobacillus, Pediococcus, Brettanomyces |
Siehe auch
Bier Bierherstellung Biergeschichte Bierstile Biersorten Bierlexikon Gärung Obergäriges Bier Untergäriges Bier Obergärige Hefe Untergärige Hefe Malz Gerstenmalz Hopfen Würze Stammwürze Alkohol Kohlendioxid Lagerbier Weizenbier Pils Helles Kölsch Altbier IPA Pale Ale Stout Porter Saison Sauerbier Sour Ale Flaschengärung Spontangärung Reinzuchthefe Hefestamm