Untersuchungen zum Prozeß des Bierbrauens

Kapitel

Maischebereitung

Mit einem hellem Darrmalz als Ausgangsprodukt wurde der Prozeß der Würzebereitung im Labormaßstab nachvollzogen. Die Würzebereitung gliedert sich hierbei in die zwei Hauptstufen: Maischprozeß und Würzekochen. Bei beiden Prozessen spielt die nicht-enzymatische Bräunung eine große Rolle. Durch den Zusatz von oPhD wurden die a-Dicarbonylverbindungen in der Maische bzw. Würze abgefangen. Parallel dazu wurde der Gehalt an Zuckern, Amadori-Verbindungen und Aminosäuren als potentielle Ausgangsverbindungen für die Bildung der Dicarbonyle bei den einzelnen Stufen der Würzebereitung bestimmt.
Während des zweistündigen Maischprozesses können insgesamt ca. 38 mg a-Dicarbonylverbindungen je 100 g eingesetztes Malz nachgewiesen werden. Obwohl hier keine Kupferionen zugegeben wurden, stellt das Glucoson die Hauptkomponente unter den a-Dicarbonylverbindungen dar. Bei den Verbindungen, die über den Weg der Enolisierungsreaktionen entstehen, überwiegt das 3-Desoxyoson; das 1-Desoxyoson bildet sich demgegenüber im untergeordneten Maße. Summiert man die Gehalte der Desoxyosone, die während des Maischens entstanden sind, so erhält man einen Gesamtgehalt, der in etwa der Menge des während dieser Stufe gebildeten Glucosons entspricht. Die autoxidative Bildung des Glucosons und die Bildung der Desoxyosone über die Enolisierungsreaktionen scheinen somit während des Maischprozesses relativ gleichberechtigt nebeneinander zu verlaufen - keiner der beiden Reaktionswege dominiert hier.

Würzekochen

Während des Würzekochens bilden sich insgesamt höhere Gehalte an a-Dicarbonylverbindungen. Als Summe ergibt sich in der fertigen Würze ein Gehalt von 56,3 mg je 100 g Malz. Die Verhältnisse der Bildungsraten der einzelnen a-Dicarbonylverbindungen zueinander verändern sich während des Kochvorgangs jedoch nur wenig. Die Bildung des 3-Desoxyosons scheint während der Würzebereitung von größerer Bedeutung zu sein, als dies in den wäßrigen Modellsystemen - die die Amadori-Verbindung als einzige Ausgangsverbindung enthielten - der Fall war. Für das 3-Desoxyoson sind allerdings im schwach sauren pH-Bereich (hier ca. 5,8) auch Bildungsmechanismen bekannt, die direkt von der Glucose aus auch in Abwesenheit von Aminokomponenten stattfinden und an der eigentlichen Maillard-Reaktion vorbeigehen. Da die freie Glucose in einem großen Überschuß vorliegt, sind solche parallelen Abbauwege um so wahrscheinlicher.
Auch in der realen Lebensmittelmatrix gewinnt die Bildung des Glucosons bei Zugabe von Kupferionen an Bedeutung. An Maischen und Würzen, die unterschiedliche Gehalte an Kupferionen enthalten, läßt sich nachweisen, daß genau wie bei den wäßrigen Modellen erst eine Schwellenkonzentration an Kupferionen überschritten werden muß, ab der es über die Kupferkatalyse zu einer vermehrten Bildung des Glucosons kommt. Dieser Schwellenwert liegt in den untersuchten Maischen und Würzen bei einer Kupferionenkonzentration von ca. 6 µmol/l und entspricht damit dem Wert in den wäßrigen Systemen.
Die Kupferkonzentration hat auf die Bildung der Desoxyosone, die über die beiden Enolisierungswege gebildet werden keinen Einfluß. Über den gesamten untersuchten Konzentrationsbereich verändern sich die Gehalte an 1-Desoxyoson und 3-Desoxyoson nicht signifikant. In den angesetzten Maischen und Würzen kommt es selbst bei Anwesenheit von Kupferionen zu keiner direkten Konkurrenz zwischen der Autoxidation und den Enolisierungsreaktionen. Vielmehr wird aufgrund der erhöhten Kupferkatalyse lediglich die Glucosonbildung zusätzlich begünstigt.