Herstellung alternativer Getränke in Brauerein: Wie lässt sich die analytische Kontrolle handhaben?

Alternative Getränke aus Brauereien sind fermentierte, gesäuerte oder alkoholfreie Produkte, die unter vollständiger oder teilweiser Nutzung von Anlagen und Verfahrensschritten hergestellt werden, die üblicherweise in der Bierproduktion zum Einsatz kommen. Dazu zählen unter anderem getreidebasierte Getränke, Pflanzendrinks, Aufgüsse sowie fermentierte Erzeugnisse, die nicht der Kategorie Bier zuzuordnen sind.

Das Sudhaus einer Brauerei kann als Ausgangspunkt für die Herstellung von Produkten dienen, die sich deutlich von Bier unterscheiden. Fermentationsbehälter, Heiz- und Kühlsysteme, Lagertanks sowie Abfüll- und Verpackungslinien lassen sich für die Entwicklung gesäuerter Getränke, getreidebasierter Produkte oder alkoholfreier Aufgüsse einsetzen.

Diese Möglichkeit wird in dem Beitrag „Alternative Getränke für Brauereien“ näher beleuchtet, der am 21. Oktober 2025 von der Redaktion der BrauBeviale veröffentlicht wurde. Die Autoren Andreas Brandl, Florian Huber und Lukas Schappals von Doemens untersuchen darin die Optionen für Brauereien, die ihr traditionelles Produktionsportfolio um neue Erzeugnisse erweitern und dabei bereits vorhandene Anlagen sowie betriebsinternes Fachwissen gezielt nutzen möchten.

Diversifizierung bedeutet jedoch nicht lediglich, eine neue Rezeptur auf bestehende Produktionsanlagen zu übertragen. Mit der Veränderung des Produkts verändert sich zugleich auch die zu untersuchende Probenmatrix.

Der Einsatz brauereitechnischer Anlagen bedeutet nicht zwangsläufig, dass das hergestellte Produkt als bierähnliche Matrix einzustufen ist. Entscheidend für die Anforderungen an die Probenahme, das Auftreten möglicher analytischer Interferenzen und die Anwendbarkeit der jeweiligen Prüfverfahren ist vielmehr die Zusammensetzung des Getränks. Daher ist zu untersuchen, welche der für Bier und Würze entwickelten Kontrollparameter weiterhin aussagekräftig und anwendbar sind, wenn brautechnologische Prozesse auf nicht traditionelle Produkte übertragen werden.

Ausgehend von den in der BrauBeviale diskutierten Produktionsbeispielen werden im Folgenden die spezifischen Auswirkungen auf die analytische Qualitätskontrolle in Brauereien untersucht.

Die Anlagen einer Brauerei können Verfahrensschritte durchführen, die sich auch für die Herstellung anderer Getränke eignen. Dazu zählen unter anderem das Mischen, die thermische Behandlung, die Extraktion, die Filtration, die Fermentation, die Kühlung und die Abfüllung. Im Sudhaus lassen sich Wasser und Getreide vermischen, unterschiedliche Temperaturprofile steuern, lösliche Bestandteile extrahieren und Substrate für die anschließende Fermentation herstellen. Eine Diversifizierung der Produktion ermöglicht somit die Herstellung verschiedener Sauer- und Mischbiere, haferbasierter Getränke sowie von Boricha, einem alkoholfreien koreanischen Getränk, das als Aufguss aus gerösteter Gerste zubereitet wird.

Die einzelnen Prozessschritte können dem Braumeister daher weiterhin vertraut sein, etwa das Maischen, die thermische Behandlung, die Filtration, die Fermentation und das Mischen. Das daraus hervorgehende Produkt und die zu untersuchende Probe können jedoch deutlich andere Eigenschaften aufweisen als Würze oder Bier.

Bei haferbasierten Getränken können Ballaststoffe, Proteine, Lipide und suspendierte Feststoffe die Viskosität und die Heterogenität der Matrix erhöhen. Dadurch wird die Gewinnung einer repräsentativen und reproduzierbaren Probe erschwert. Ein Aufguss aus geröstetem Getreide kann eine intensive Färbung aufweisen und Verbindungen enthalten, die während der thermischen Behandlung extrahiert wurden. Ein Getränk, das unter Einsatz anderer Mikroorganismen als konventioneller Brauhefen angesäuert wird, kann zudem ungewohnte Fermentationsverläufe sowie abweichende Dynamiken der pH-Absenkung zeigen.

Die Übertragung eines Produktionsprozesses auf ein neuartiges Getränk bedeutet daher nicht automatisch, dass auch die entsprechenden analytischen Verfahren unverändert angewendet werden können. Jede neue Matrix erfordert eine spezifische Überprüfung der Probenahme, des geeigneten Messbereichs und möglicher analytischer Interferenzen.

Für den Aufbau einer wirksamen Qualitätskontrolle bei alternativen Getränken ist es entscheidend, drei zentrale Elemente miteinander in Beziehung zu setzen: Verfahren, Matrix und Analysemethode. Der Prozess umfasst die Verarbeitungsschritte der Rohstoffe, beispielsweise thermische Behandlungen, Fermentation und Abfüllung, die auch bei unterschiedlichen Produkten ähnlich sein können. Aus dem Prozess entsteht eine spezifische Lebensmittelmatrix, also ein System, das sich aus dem Analyten und den übrigen Bestandteilen des Produkts zusammensetzt. Aus dieser Matrix wird die zu untersuchende Probe entnommen.

Viskosität, Trübung, Lipidgehalt, Proteine und suspendierte Partikel können die Repräsentativität der Probe und die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses beeinflussen. Auf Grundlage der jeweiligen Matrix wird daher die analytische Methode festgelegt, das heißt das spezifische Verfahren, das sich am besten zur Bestimmung eines einzelnen Parameters eignet.

CDR BeerLab^® ist ein Analysesystem für Bier, Würze und Wasser, das zur Überwachung der verschiedenen Phasen des Produktionsprozesses eingesetzt werden kann. Es ermöglicht die Durchführung der Analysen direkt in der Brauerei mithilfe vorgefüllter Reagenzienküvetten und liefert schnell Ergebnisse, die als Grundlage für produktionsbezogene Entscheidungen dienen.

Die im Analysepanel von CDR BeerLab^® verfügbaren Parameter können auch in alternativen Produktionskontexten von Nutzen sein, sofern ihre Anwendbarkeit auf die jeweilige Matrix im Vorfeld geprüft wird. Diese Vorprüfung muss die Eignung der Probenahmeverfahren, den Messbereich sowie mögliche chemisch-physikalische Interferenzen berücksichtigen.

Dabei ist zu beachten, dass die mit CDR BeerLab^® durchgeführten Bestimmungen der Optimierung des Produktionsprozesses dienen und weder offizielle analytische Referenzmethoden noch gesetzliche Anforderungen ersetzen.

Auch wenn sich das Getränk ändert, bleiben viele der während der Herstellung beobachteten Phänomene bekannt: Stärkeumwandlung, Zuckerverbrauch, Säuerung, Gärung, Alkoholbildung und Stoffwechselaktivität der Hefe. Die in der Brauerei gesammelten analytischen Erfahrungen lassen sich daher auf neue Produktionen übertragen, wobei die jeweils zu treffende produktionstechnische Entscheidung den Ausgangspunkt bildet.

Mit CDR BeerLab^® lassen sich Parameter wie Stärke, vergärbare Zucker und Hefevitalität bestimmen. Die Analyse der Zucker kann spezifischere Informationen liefern als die alleinige Messung der Dichte, da Proben mit ähnlicher Dichte eine unterschiedliche Zusammensetzung und Vergärbarkeit aufweisen können.

Die Stärkebestimmung ermöglicht es, die Entwicklung der Kohlenhydrate zu verfolgen. Die Messung der Hefevitalität liefert hingegen Hinweise auf den metabolischen Zustand der Hefe, insbesondere wenn die Rückgewinnung der Zellen für nachfolgende Fermentationen bewertet werden soll.

Bei der Anwendung auf nicht traditionelle Matrizes ermöglichen diese Kontrollen, einen wesentlichen Teil der bereits in der Brauerei erworbenen Erfahrung auf neue Getränke zu übertragen. Eine sachgerechte Bewertung der Ergebnisse und eine konsistente Probenahme erlauben es, die mit CDR BeerLab^® gewonnenen Daten in die Prozesskontrolle und in produktionstechnische Entscheidungen einzubeziehen.

Unter den alternativen Getränken kommt die Herstellung fermentierter oder gesäuerter Produkte den alltäglichen Erfahrungen in einer Brauerei wahrscheinlich am nächsten.

Bei diesen Prozessen können Mikroorganismen eingesetzt werden, die während der Fermentation Milchsäure bilden. Der rasche Abfall des pH-Werts verändert das Gärmilieu und kann die Stoffwechselaktivität der Hefe verringern oder beeinflussen. Daher sollte der pH-Wert stets gemeinsam mit der Zellvitalität, dem Zuckerverbrauch und der Alkoholbildung bewertet werden.

Der pH-Wert spiegelt Veränderungen des Gärmilieus wider, während die Bestimmung der Milchsäure eine direkte Verfolgung der Säuerung ermöglicht. Durch die kombinierte Analyse vergärbarer Zucker und des Alkoholgehalts lassen sich der Substratverbrauch beziehungsweise die Fermentationsausbeute beurteilen. Die Bestimmung der Hefevitalität trägt dazu bei, den metabolischen Zustand der zurückgewonnenen Zellen einzuschätzen. Der ermittelte Wert muss jedoch stets im Kontext des betrieblichen Kontrollplans der Brauerei interpretiert werden.

Ein möglicher Überwachungsplan kann wie folgt aufgebaut werden:

Die Grenzwerte und Probenahmezeitpunkte müssen von der Brauerei entsprechend der Rezeptur, dem verwendeten Mikroorganismus und dem angestrebtem Produktprofil festgelegt werden.

Wie im Beitrag der BrauBeviale hervorgehoben wird, kann das Maischen auch zur Herstellung haferbasierter Getränke genutzt werden. Aus verfahrenstechnischer Sicht bewegt sich die Brauerei dabei in einem vertrauten Umfeld: Getreide, Wasser, Temperaturführung, Kohlenhydratumwandlung und Filtration. Die Matrix weist jedoch andere Eigenschaften auf als Gerstenwürze. Ballaststoffe, Proteine, Lipide und Partikel können es erschweren, eine homogene und repräsentative Probe zu erhalten.

Bei Matrizes dieser Art werden im Allgemeinen pH-Wert, Stärke und Zucker überwacht. Mit CDR BeerLab^® kann die Stärkebestimmung gemeinsam mit der Analyse vergärbarer Zucker durchgeführt werden. Dadurch lassen sich differenziertere Informationen gewinnen als durch die alleinige Dichtemessung.

Für eine sachgerechte Bewertung der Ergebnisse ist es wichtig, konstante Probenahmebedingungen festzulegen, die Homogenität der Probe zu überprüfen und die spezifischen Eigenschaften des Getränks zu berücksichtigen. Die Stärkebestimmung kann wertvolle Hinweise auf verbleibende Reststärke liefern und dabei helfen, die Auswirkungen unterschiedlicher Prozessbedingungen miteinander zu vergleichen.

Ein weiteres Beispiel für ein Getränk, das unter Nutzung brauereitechnischer Anlagen hergestellt werden kann, ist Boricha, ein Aufguss aus gerösteter Gerste. Die in der Brauerei vorhandene Technologie kann eingesetzt werden, um das Getreide bei hoher Temperatur zu behandeln, lösliche Bestandteile zu extrahieren und anschließend die Formulierung des Getränks abzuschließen.

In diesem Fall ergibt sich die Vertrautheit vor allem aus der Nutzung der vorhandenen Anlagen, während die Endmatrix eine intensive Färbung, Schwebstoffe und eine von Extraktionstemperatur und -dauer abhängige Zusammensetzung aufweisen kann. Welche Parameter zu kontrollieren sind, hängt von der jeweiligen Rezeptur ab.

Der pH-Wert und die Zucker können nützliche Hinweise auf die Reproduzierbarkeit der Extraktion liefern. Der Alkoholgehalt wird relevant, wenn das Produkt eine fermentierte Basis enthält oder einen festgelegten Grenzwert einhalten muss. Auch in diesem Fall müssen die analytischen Daten der jeweiligen Prozessphase zugeordnet und anhand interner Referenzwerte bewertet werden, die durch den Vergleich verschiedener Chargen aufgebaut wurden.

Die Nutzung brauereitechnischer Anlagen zur Entwicklung alternativer Produkte eröffnet neue Möglichkeiten, erfordert jedoch einen Ansatz, der Technologie, Rohstoffe, Prozessführung, Fachkompetenz und analytische Kontrolle miteinander verknüpft.

Ein Teil der in der Brauerei gesammelten Erfahrung bei der Überwachung des Maischens, der Fermentation, der Säuerung und des Hefemanagements kann auf diese Produktionen übertragen werden. Dieser Transfer darf jedoch nicht automatisch erfolgen: Verändern sich Produkt und Matrix, können sich auch Probenahme, Messung und Interpretation der Ergebnisse verändern.

Um von der experimentellen Entwicklung zu einer reproduzierbaren Produktion zu gelangen, müssen daher die zu beobachtenden Umwandlungsprozesse definiert, die relevantesten Parameter ausgewählt, konsistente Probenahmeverfahren festgelegt und durch den Vergleich von Versuchen, Rezepturen und Chargen interne Referenzwerte aufgebaut werden.

CDR BeerLab^® kann diesen Prozess durch die Überwachung von Parametern wie pH-Wert, Milchsäure, vergärbaren Zuckern, Stärke, Alkoholgehalt und Hefevitalität unterstützen und direkt in der Produktion entscheidungsrelevante Daten bereitstellen.

Standardisierung entsteht somit aus dem Zusammenspiel von produktionstechnischer Erfahrung, Kenntnis der jeweiligen Matrix und analytischer Kontrolle, indem bekannte Prozesse auf neue Produkte und abweichende Prozessbedingungen übertragen werden.

Wird die Produktion auf Matrizes außerhalb des klassischen Brauereibereichs ausgeweitet, kann die analytische Kontrolle durch weitere spezialisierte Systeme der Produktlinie CDR FOODLAB^® ergänzt werden. CDR KombuchaLab und CDR DrinkLab^® ermöglichen Analysen von Kombucha sowie weiteren Getränken, darunter Erfrischungsgetränke, Kefir, Fruchtsäfte und Pflanzendrinks, und erweitern damit die Überwachungsmöglichkeiten entsprechend den spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Produkts.