Was Proteine, Peptide und FAN mit Gärung, Schaum, Körper und Trübung zu tun haben

In den bisherigen Teilen unserer Malz-Serie haben wir uns Schritt für Schritt an den Rohstoff Malz herangearbeitet.

Wir wissen inzwischen, wie aus Gerste durch Weichen, Keimen und Darren Malz entsteht. Wir haben uns angeschaut, welche Bestandteile ein Malzkorn enthält, und anschließend die beiden wichtigsten Bereiche für das Maischen genauer betrachtet:

Stärke und Enzyme.

Die Stärke liefert das Ausgangsmaterial für die Zuckerbildung. Die Enzyme wandeln einen Teil dieser Stärke beim Maischen in verschiedene Zucker und Dextrine um.

Doch im Malzkorn steckt noch eine weitere Stoffgruppe, die für das Brauen eine große Rolle spielt:

Proteine.

Bei vielen Hobbybrauern hat Protein zunächst keinen besonders guten Ruf. Man denkt an:

• Trübung
• Eiweißbruch
• Filterprobleme
• Kältetrübung

Gleichzeitig sind Proteine aber wichtig für:

• Hefenährstoffe
• FAN
• Schaumbildung
• Schaumstabilität
• Mundgefühl
• Bierstabilität

Wie passt das zusammen?

Die Antwort ist:

Protein ist weder grundsätzlich gut noch grundsätzlich schlecht. Entscheidend ist, welche Proteinfraktionen vorhanden sind, wie stark sie beim Mälzen und Maischen verändert werden und welche Rolle sie im weiteren Brauprozess spielen.

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Protein ist nicht einfach „Protein“

Wenn auf einem Malzdatenblatt beispielsweise ein bestimmter Proteingehalt angegeben wird, klingt das zunächst nach einer eindeutigen Information.

Für den Brauprozess ist diese Zahl allein aber nur begrenzt aussagekräftig.

Denn Proteine unterscheiden sich unter anderem in:

• Größe
• Struktur
• Löslichkeit
• Hitzestabilität
• enzymatischer Abbaubarkeit

Außerdem bleiben die Proteine nach dem Mälzen nicht unverändert.

Während des Mälzens und später beim Maischen werden sie teilweise:

abgebaut, verändert, gelöst, gefällt oder von anderen Bestandteilen gebunden.

Aus großen Proteinmolekülen können kleinere Peptide und schließlich Aminosäuren entstehen.

Vereinfacht:

Protein → Peptide → Aminosäuren

Diese Umwandlung ist für das Brauen ausgesprochen wichtig.

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Warum enthält Gerste überhaupt so viel Protein?

Für die Pflanze sind Proteine unverzichtbar.

Sie werden für:

• Zellstrukturen
• Enzyme
• Wachstum
• Stoffwechsel
• und die Entwicklung des Keimlings

benötigt.

Ein Teil der Proteine ist im Endosperm des Gerstenkorns gespeichert.

Wenn das Korn während des Mälzens zu keimen beginnt, werden diese Reservestoffe schrittweise mobilisiert.

Dafür werden unter anderem proteolytische Enzyme aktiv.

Das bedeutet:

Die Veränderung der Proteine beginnt bereits während des Mälzens – lange bevor wir das Malz in unseren Maischekessel geben.

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Was passiert während der Keimung?

Während der Keimung beginnt das Korn, seine gespeicherten Nährstoffe für das Wachstum verfügbar zu machen.

Dazu werden unter anderem Proteine in kleinere Bestandteile zerlegt.

Dabei entstehen verschiedene:

• Peptide
• Aminosäuren
• lösliche Stickstoffverbindungen

Diese Stoffe sind später für den Brauprozess interessant.

Denn die Hefe benötigt Stickstoff für ihr Wachstum und ihren Stoffwechsel.

Und damit kommen wir zu einem der wichtigsten Begriffe in diesem Zusammenhang:

FAN – Free Amino Nitrogen

FAN steht für:

Free Amino Nitrogen

also vereinfacht für freien Aminostickstoff.

Der Begriff beschreibt eine Gruppe von niedermolekularen, stickstoffhaltigen Verbindungen, die von der Hefe genutzt werden können.

Dazu gehören vor allem bestimmte:

• freie Aminosäuren
• kleine Peptide
• weitere assimilierbare Stickstoffverbindungen

FAN ist damit ein wichtiger Teil der Hefenährstoffversorgung.

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Warum braucht die Hefe FAN?

Hefe benötigt Stickstoff für:

• Zellwachstum
• Zellteilung
• Aufbau von Proteinen
• Enzymsynthese
• einen normalen Gärverlauf

Gerade während der Vermehrung ist die Versorgung mit geeigneten Stickstoffquellen wichtig.

Deshalb hat das Malz nicht nur die Aufgabe, Stärke für Alkohol bereitzustellen.

Es liefert gleichzeitig einen Teil der Nährstoffe, die die Hefe für ihre Arbeit benötigt.

Malz ist also nicht nur Kohlenhydratquelle, sondern auch eine wichtige Nährstoffquelle für die Hefe.

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Bedeutet mehr Protein automatisch mehr FAN?

Nein.

Auch hier ist die Sache komplizierter.

Ein Malz mit hohem Gesamtproteingehalt liefert nicht automatisch entsprechend viel für die Hefe nutzbaren Stickstoff.

Entscheidend ist unter anderem:

• welche Proteine vorhanden sind,
• wie gut das Malz modifiziert ist,
• wie weit die Proteine während des Mälzens bereits abgebaut wurden,
• wie viel davon beim Maischen weiter in kleinere Bestandteile zerlegt wird.

Deshalb darf man:

Proteingehalt

und

FAN

nicht einfach gleichsetzen.

Ein hoher Proteingehalt kann mit einer hohen FAN-Versorgung einhergehen, muss es aber nicht in einem direkten Verhältnis tun.

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Was passiert mit den Proteinen beim Maischen?

Beim Einmaischen kommen Proteine mit:

• Wasser
• Temperatur
• Enzymen

in Kontakt.

Ein Teil der Proteinfraktionen geht in Lösung.

Andere bleiben zunächst unlöslich.

Proteinabbauende Enzyme können einen Teil der größeren Moleküle weiter zerlegen.

Vereinfacht:

große Proteine

↓

größere Peptide

↓

kleinere Peptide

↓

Aminosäuren / FAN

Dabei entsteht kein vollständiger Abbau aller Proteine.

Das ist auch gar nicht das Ziel.

Denn verschiedene Proteinfraktionen übernehmen im späteren Bier unterschiedliche Aufgaben.

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Proteine sind wichtig für die Hefe

Der positive Aspekt ist zunächst offensichtlich:

Ein Teil der aus dem Malz stammenden Stickstoffverbindungen steht der Hefe als Nährstoff zur Verfügung.

Eine angemessene FAN-Versorgung unterstützt:

• die Hefevermehrung,
• einen zügigen Gärstart,
• einen gesunden Gärverlauf
• und einen vollständigen Stoffwechsel der vergärbaren Bestandteile.

Bei einer sehr nährstoffarmen Würze kann die Hefe dagegen stärker unter Stress geraten.

Mögliche Folgen können sein:

• schleppender Gärbeginn
• unvollständige Gärung
• höhere Anfälligkeit für Gärprobleme

Natürlich ist auch hier das Gesamtbild entscheidend. Hefequalität, Anstellmenge, Sauerstoffversorgung, Temperatur und weitere Nährstoffe spielen ebenfalls eine wichtige Rolle.

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Aber Protein ist auch wichtig für den Schaum

Jetzt kommt eine Eigenschaft ins Spiel, die häufig unterschätzt wird:

Proteine und bestimmte Peptide können wesentlich zur Schaumbildung und Schaumstabilität beitragen.

Bierschaum ist schließlich keine reine Ansammlung von CO₂-Blasen.

Zwischen den Gasblasen bildet sich ein Flüssigkeitsfilm. Bestimmte oberflächenaktive Bestandteile des Bieres können diesen Film stabilisieren.

Dazu gehören unter anderem bestimmte Protein- und Polypeptidfraktionen.

Deshalb kann eine ausreichende Menge geeigneter Proteinbestandteile helfen, einen:

• feinporigen
• stabilen
• länger anhaltenden

Schaum aufzubauen.

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Ein bekanntes Beispiel: Weizenbier

Ein gutes Beispiel ist Weizenbier.

Weizenmalz besitzt eine andere Zusammensetzung als typische Gerstenbasismalze und trägt unter anderem zu den charakteristischen Schaumeigenschaften vieler Weizenbiere bei.

Das bedeutet nicht, dass der Schaum eines Weizenbieres ausschließlich auf Proteine zurückzuführen wäre.

Auch:

• Hopfenbestandteile
• Hefe
• CO₂
• Alkohol
• Temperatur
• Glas
• Ausschank

spielen eine Rolle.

Trotzdem zeigt das Beispiel sehr anschaulich:

Protein ist nicht einfach ein Stoff, den der Brauer möglichst vollständig loswerden sollte.

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Und warum kann Protein gleichzeitig Trübung verursachen?

Hier beginnt die andere Seite der Geschichte.

Bestimmte Proteine können mit anderen Inhaltsstoffen des Bieres Wechselwirkungen eingehen.

Besonders wichtig sind dabei:

Polyphenole.

Protein und Polyphenole können sich verbinden und größere Komplexe bilden.

Werden diese groß genug, können sie aus der Lösung ausfallen oder Licht stärker streuen.

Das kann zu:

• Kältetrübung
• dauerhafter Trübung
• schlechterer optischer Stabilität

führen.

Damit entsteht ein scheinbarer Widerspruch:

Das Protein hilft beim Schaum – und kann gleichzeitig zur Trübung beitragen.

Beides kann gleichzeitig stimmen.

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Protein-Polyphenol-Komplexe

Vereinfacht kann man sich den Zusammenhang so vorstellen:

Protein

Polyphenole

↓

Komplexbildung

↓

größere Partikel

↓

Trübung / Stabilitätsproblem

Die tatsächlichen chemischen Vorgänge sind komplexer und hängen unter anderem von:

• Temperatur
• pH
• Konzentration
• Proteinart
• Polyphenolzusammensetzung

ab.

Deshalb ist eine bestimmte Proteinmenge allein noch keine sichere Vorhersage für die Klarheit eines Bieres.

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Viel Protein bedeutet nicht automatisch trübes Bier

Das ist für Homebrewer eine wichtige Unterscheidung.

Es wäre falsch zu sagen:

„Proteinreiches Malz macht automatisch trübes Bier.“

Denn dafür spielen zu viele andere Faktoren eine Rolle.

Unter anderem:

• welche Proteinfraktionen vorhanden sind,
• wie stark sie beim Maischen verändert werden,
• welche Polyphenole vorhanden sind,
• wie das Bier gekocht und gekühlt wird,
• wie es vergärt,
• ob es kalt gelagert wird,
• und ob es später filtriert oder anderweitig geklärt wird.

Protein ist deshalb eher ein Teil des Trübungspotenzials als ein einfacher Trübungsregler.

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Protein beeinflusst auch Körper und Mundgefühl

Neben Schaum und Nährstoffversorgung spielen Proteine und Peptide auch beim Mundgefühl eine Rolle.

Sie können dazu beitragen, dass ein Bier:

• voller
• runder
• weicher
• strukturierter

wirkt.

Allerdings ist Protein auch hier nur ein Faktor unter mehreren.

Der Körper eines Bieres wird unter anderem beeinflusst durch:

• Restextrakt
• Dextrine
• Alkohol
• Glycerin
• Proteine und Peptide
• CO₂
• Wasserchemie

Deshalb wäre auch die Aussage:

„Mehr Protein = mehr Körper“

zu einfach.

Entscheidend ist das Zusammenspiel aller Komponenten.

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Proteinabbau – wie weit sollte man gehen?

Hier kommen wir zu einer zentralen Frage:

Sollten wir beim Maischen möglichst viel Protein abbauen?

Nein.

Denn ein vollständiger oder möglichst starker Proteinabbau wäre nicht automatisch vorteilhaft.

Wir möchten vielmehr unterschiedliche Aufgaben gleichzeitig erfüllen:

• genügend FAN für die Hefe,
• geeignete Proteinfraktionen für den Schaum,
• passendes Mundgefühl,
• möglichst gute Bierstabilität.

Das bedeutet:

Proteinmanagement ist eine Frage des Gleichgewichts.

Genau wie bei der Stärke geht es nicht darum, einen Inhaltsstoff maximal zu nutzen oder maximal zu entfernen.

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Die Proteinrast – warum wurde sie früher eingesetzt?

Hier kommen wir zu einem klassischen Begriff aus der Brautechnik:

Proteinrast

Dabei wird die Maische für eine gewisse Zeit in einem relativ niedrigen Temperaturbereich gehalten, in dem proteinabbauende Enzyme aktiv sein können.

Historisch konnte eine solche Rast dazu dienen:

• große Proteinstrukturen weiter abzubauen,
• FAN verfügbar zu machen,
• die Viskosität zu beeinflussen,
• und die Läuterbarkeit zu verbessern.

Besonders relevant war das in Zeiten, in denen Malze häufig deutlich weniger modifiziert waren als heute.

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Warum moderne Malze meistens keine Proteinrast brauchen

Heute sind viele gängige Basismalze bereits so hergestellt, dass ein großer Teil der notwendigen Proteinmodifikation während des Mälzens erfolgt.

Dazu gehören typische Basismalze wie:

• Pilsner Malz
• Pale Ale Malz
• Wiener Malz
• Münchner Malz

Bei solchen Malzen ist eine klassische Proteinrast in vielen Standardrezepten nicht erforderlich.

Anders gesagt:

Die Mälzerei hat bereits einen Teil der Arbeit übernommen, die früher der Brauer beim Maischen erledigen musste.

Das ist ein gutes Beispiel dafür, warum historische Braurezepte nicht immer eins zu eins auf modernes Malz übertragen werden sollten.

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Das bedeutet aber nicht: Proteinrast ist immer nutzlos

Auch hier sollte man nicht von einem Extrem ins andere wechseln.

Es gibt Situationen, in denen eine gezielte niedrigere Rast weiterhin sinnvoll sein kann.

Zum Beispiel bei:

• speziellen Rohstoffen,
• ungewöhnlich hoher Rohfrucht,
• bestimmten Weizen- oder Getreidemischungen,
• besonderen Anforderungen an Läuterung oder Würzeprofil,
• oder bei einem Malz, dessen Analysewerte eine entsprechende Prozessführung nahelegen.

Die richtige Frage lautet deshalb nicht:

„Braucht man heute noch eine Proteinrast?“

Sondern:

„Gibt es bei diesem Rohstoff und diesem Bier einen konkreten Grund für eine Proteinrast?“

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Warum eine lange Proteinrast sogar kontraproduktiv sein kann

Mehr Proteinabbau ist nicht automatisch besser.

Wenn wir die Proteinfraktionen zu stark abbauen, können auch Bestandteile verloren gehen, die für:

• Schaum
• Mundgefühl
• Körper

hilfreich sind.

Eine sehr lange Proteinrast kann deshalb unter Umständen zu einem dünneren Bier beitragen.

Auch hier gilt wieder:

Nicht maximal abbauen, sondern passend abbauen.

Das ist eines der wichtigsten Prinzipien beim Umgang mit Rohstoffen im Brauprozess.

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Ein moderner Blick auf Protein

Früher wurde Protein häufig eher unter der Frage betrachtet:

„Wie bekomme ich möglichst viel davon weg?“

Heute ist die Sicht differenzierter.

Wir interessieren uns vielmehr für:

Welche Proteinfraktionen sind vorhanden?

Welche davon brauche ich?

Welche möchte ich reduzieren?

Was soll am Ende im Bier übrig bleiben?

Damit wird aus dem Thema Protein kein Problem, das man einfach beseitigen muss, sondern ein Teil der Prozesssteuerung.

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Ein Beispiel: Was passiert vom Malz bis zum fertigen Bier?

Nehmen wir ein typisches Basismalz.

Im Malz

Es enthält:

Proteine + Peptide + weitere Stickstoffverbindungen

↓

Während des Maischens

Ein Teil geht in Lösung.

↓

Enzyme spalten einen Teil weiter auf.

↓

Peptide + Aminosäuren + FAN

↓

In der Würze

Ein Teil davon bleibt gelöst.

Andere Proteinfraktionen können während des Kochens ausfallen.

↓

Während der Gärung

Die Hefe nimmt bestimmte Stickstoffverbindungen auf.

↓

Ein Teil wird für das Zellwachstum und den Stoffwechsel genutzt.

↓

Im fertigen Bier

Verbleibende Protein- und Peptidfraktionen können unter anderem beeinflussen:

Schaum + Mundgefühl + Stabilität

Dieser Weg zeigt, dass das, was wir im Malzkorn messen, nicht identisch mit dem ist, was später im Glas landet.

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Warum der Rohstoff wichtiger ist als eine pauschale Maischregel

Für Homebrewer ist deshalb ein Punkt besonders wichtig:

Nicht jede Maische braucht dieselbe Proteinbehandlung.

Ein modernes, gut modifiziertes Pilsner Malz ist nicht dasselbe wie:

• eine alte historische Malztype,
• ein stark proteinreicher Rohstoff,
• ein hoher Anteil Rohfrucht,
• oder eine ungewöhnliche Getreideschüttung.

Deshalb sollte die Maischführung immer zu den Rohstoffen passen.

Eine gute Braupraxis beginnt also nicht mit:

„Ich mache immer eine Proteinrast bei 50 °C.“

Sondern mit:

„Welche Rohstoffe habe ich – und welche Eigenschaften bringen sie mit?“

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Welche Analysen sind bei Protein interessant?

Wenn wir später professionellere Malzdatenblätter betrachten, begegnen uns mehrere relevante Werte.

Dazu gehören unter anderem:

Protein

Der Gesamtproteingehalt des Malzes.

FAN

Ein Hinweis darauf, wie viel für die Hefe verfügbarer Stickstoff vorhanden ist.

Modifikation

Sie gibt Hinweise darauf, wie weit das Korn während des Mälzens strukturell entwickelt und abgebaut wurde.

β-Glucan

Kann bei der Verarbeitung und Filtration relevant sein.

Diese Werte sollten jedoch niemals isoliert betrachtet werden.

Ein hoher Proteinwert ist nicht automatisch schlecht.

Ein niedriger Proteinwert ist nicht automatisch gut.

Wie immer gilt:

Der Einsatzbereich entscheidet über die Bewertung.

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Drei typische Denkfehler

Denkfehler 1: „Protein ist schlecht.“

Nein.

Protein ist ein natürlicher und wichtiger Bestandteil des Malzes und erfüllt mehrere positive Funktionen.

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Denkfehler 2: „Mehr Protein bedeutet mehr Schaum.“

Auch das ist zu einfach.

Entscheidend sind bestimmte Protein- und Peptidfraktionen sowie ihr Zusammenspiel mit anderen Bierschaumfaktoren.

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Denkfehler 3: „Proteinrast ist bei jedem Bier notwendig.“

Bei modernen, gut modifizierten Basismalzen ist eine klassische Proteinrast oft nicht notwendig.

Sie sollte einen konkreten technologischen Zweck haben.

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Was sollte ein Homebrewer wirklich mitnehmen?

Nach diesem Beitrag sollte vor allem eine Vorstellung hängen bleiben:

Protein ist kein Abfallstoff.

Es ist ein Rohstoffbestandteil, der im Brauprozess verschiedene Rollen übernimmt.

Ein Teil:

→ versorgt die Hefe

Ein Teil:

→ unterstützt Schaum und Mundgefühl

Ein Teil:

→ kann mit anderen Stoffen zur Trübung beitragen

Und ein Teil wird während des Prozesses entfernt oder verändert.

Deshalb lautet das Ziel nicht:

Protein eliminieren.

Sondern:

Protein sinnvoll steuern.

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Die Malz-Grundlagen sind jetzt komplett

Mit diesem Beitrag haben wir den ersten großen Grundlagenblock unserer Malz-Serie abgeschlossen.

Wir kennen jetzt:

Woher kommt Malz?

Gerste → Mälzen → Malz

Was steckt im Malz?

Stärke + Enzyme + Proteine + weitere Bestandteile

Was passiert beim Maischen?

Stärke → Zucker

Protein → Peptide + FAN

Welche Rolle spielen die wichtigsten Bestandteile?

Stärke → Gärpotenzial

Enzyme → Zuckerbildung

Protein → Hefe, Schaum, Körper, Stabilität

Damit können wir nun den nächsten Schritt machen.

Denn bisher haben wir über Malz als Rohstoff gesprochen.

Jetzt geht es darum, die verschiedenen Malzsorten zu verstehen.

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Warum gibt es überhaupt so viele Malzsorten?

Wer zum ersten Mal in einem Braushop vor einem Malzregal steht, sieht schnell eine lange Liste:

• Pilsner Malz
• Pale Ale Malz
• Wiener Malz
• Münchner Malz
• Weizenmalz
• Roggenmalz
• Hafer
• Cara-Malz
• Crystal Malz
• Karamellmalz
• Röstmalz
• Chocolate Malt
• Black Malt

Warum diese Vielfalt?

Und noch wichtiger:

Welche dieser Malze sind eigentlich echte Basismalze – und welche sind vor allem dazu da, Farbe, Aroma oder Mundgefühl zu verändern?

Die Antwort beginnt mit den Basismalzen.

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In der nächsten Folge

Pilsner, Pale Ale, Wiener, Münchner – die wichtigsten Basismalze im Vergleich

Wir stellen die vier wichtigsten Basismalze gegenüber und schauen nicht nur auf Farbe und Geschmack.

Wir klären:

• Wie unterscheiden sie sich technologisch?
• Welche Enzymkraft bringen sie mit?
• Wie stark prägen sie das Bier?
• Warum eignet sich das eine Malz besser für ein Helles und das andere für ein kräftiges Ale?
• Und wie entscheidet man in der Praxis, welches Basismalz die richtige Grundlage für eine Rezeptur ist?

Damit wechseln wir von der Frage:

„Was ist Malz?“

zu der viel praktischeren Frage:

„Welches Malz brauche ich für mein Bier?“

Bild Quelle: DS stories von Pexels