Bittere im Bier: Prognose, Messung und Innovation mit CDR BeerLab®

Die in Brauwelt (Ausgabe 13/2025) veröffentlichte Studie zielt darauf ab, die analytische Leistungsfähigkeit von CDR BeerLab^® bei der Bestimmung der Bittere in Bier zu bewerten und die Ergebnisse mit der offiziellen Referenzmethode EBC 9.8 zu vergleichen.
Ziel war es, die Genauigkeit, Wiederholbarkeit und die praktischen Vorteile in Bezug auf Schnelligkeit, Nachhaltigkeit und Benutzerfreundlichkeit für die routinemäßige Qualitätskontrolle in Brauereien zu überprüfen.

Die Bittere im Bier stammt hauptsächlich von den im Hopfen enthaltenen α-Säuren, die beim Kochen in Iso-α-Säuren umgewandelt werden. Diese Umwandlung wird durch Faktoren wie pH-Wert, Kochdauer und Stammwürze beeinflusst. Die Bittere wird in International Bitterness Units (IBU) – auf Deutsch Bittereinheiten (BE) – gemessen.

Diese standardisierte Messgröße wird insbesondere in der industriellen Bierproduktion zur Qualitätskontrolle und Gewährleistung der Chargenkonstanz verwendet. Obwohl die Bittereinheit einen technischen Messwert für die Bittere liefert, wird ihre Bedeutung im Craft-Bereich diskutiert, da die sensorische Wahrnehmung auch von Aromastoffen, Alkoholgehalt und individueller Sensibilität abhängt. Trotz dieser Kritik bleibt die Bittereinheit ein wertvolles Werkzeug für die Rezeptentwicklung, wenn auch mit unterschiedlichen Zielsetzungen, in der Craft-Brauerei sowohl als auch in der Industrie.

In der Brauindustrie werden Prognosen anhand empirische Formeln aufgestellt, die auf den Parametern der Hopfengabe basieren – wie dem Gehalt an α-Säuren im Hopfen, dem Hopfengewicht, der Ausbeute und dem Volumen der Würze, doch sie können nicht alle Variablen berücksichtigen.

Um Qualität und Konsistenz zu gewährleisten, bleibt die tatsächliche Quantifizierung der Bittereinheiten durch analytische Verfahren unverzichtbar. Die offiziellen Referenzverfahren sind von der ASBC, EBC und MEBAK definiert und umfassen zwei Hauptansätze:

• UV-spektrofotometrisches Verfahren – ASBC Beer-23A / EBC 9.8 / MEBAK B-400.17.110:
  Iso-α-Säuren werden aus angesäuertem Bier mit Isooctan extrahiert. Die Extinktion des Isooctan-Extrakts wird bei 275 nm gemessen, und die BE durch Multiplikation mit 50 berechnet: BE = A _(275nm) x 50. Obwohl dieses Verfahren häufige Anwendung findet, benötigt es große Probenmengen, händische Bedienung und es können auch ungewollte Substanzen wie Polyphenole mitgemessen werden.
• Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) – ASBC Beer-23C / MEBAK B-400.19.131:
  Die HPLC erlaubt eine präzise Bestimmung spezifischer Iso-α-Säuren. Sie ist genauer, erfordert jedoch ein teures Analysegerät und fachlich geschultes Personal, was ihre Anwendung für kleine Brauereien erschwert.

Die schnelle Bestimmung der Bittereinheit in Bier mittels CDR BeerLab^®-System basiert auf einer modifizierten spektrofotometrischen Technik. Das System misst die Iso-α-Säuren bei 270 nm, verwendet nur 1 mL Probe und liefert verlässliche Ergebnisse in 5-6 Minuten, während die offiziellen Verfahren zwischen 15-55 Minuten benötigen.

Einige Hauptvorteile:

• Minimale Proben- und Reagenzienmengen, reduzierte Abfallmenge und ökologische Nachhaltigkeit.
• Vorgefüllte Reagenzien, haltbar bis zu 12 Monate.
• Keine Glaswaren oder komplexe Vorbereitung.
• Intuitive Benutzeroberfläche, geeignet auch für Anwender ohne technische Fachausbildung.

Neben der Bestimmung der Bittereinheiten ermöglicht CDR BeerLab^® auch die Analyse weiterer wichtiger Brauparameter wie Alkoholgehalt (Vol%), freie Aminostickstoffe (FAN), vergärbare Zucker und VDKs (vicinale Diketone) und unterstützt damit ein umfassendes internes Qualitätskontrollprotokoll in der Brauerei.

Zur Validierung der analytischen Leistungsfähigkeit des CDR BeerLab^®-Systems bei der Quantifizierung der Bittere wurde im chemischen Labor "Francesco Bonicolini" von CDR eine Korrelationsstudie durchgeführt. Es wurde eine Reihe von Bierproben mit unterschiedlichen Bittereinheiten mit CDR BeerLab^® und der offiziellen Referenzmethode EBC 9.8 analysiert.

Die gewonnenen Daten zeigten einen hohen Grad linearer Korrelation, mit einem Bestimmungskoeffizient von R² = 0,9994. Dieser Wert bestätigt die ausgezeichnete Übereinstimmung zwischen den beiden Methoden (siehe Abbildung). Der Vergleichsdatensatz zeigte nahezu identische Werte für alle untersuchten Proben, was auf eine analytische Konsistenz hinweist.

Die Messung wurde mehrere Male an derselben Probe durchgeführt, um die analytische Reproduzierbarkeit zu bewerten. Der erhaltene niedrige RSD-Wert von etwa 0,55 % weist auf eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit der Methode hin und zeigt, dass das Gerät unter identischen Prüfbedingungen sehr konsistente Ergebnisse liefert. 

Tabelle: Werte aus der Korrelation zwischen CDR BeerLab^® und der Referenzmethode zur Quantifizierung der Bittere

Darüber hinaus bestätigte eine Vergleichsstudie zur Bestimmung der Bittere, die von der Universität Hamburg durchgeführt wurde, dass die CDR BeerLab^®-Methode statistisch äquivalent zur MEBAK-Referenzmethode ist.

Die Korrelation zwischen den BE-Mittelwerten, die mit der MEBAK-Referenzmethode und dem CDR BeerLab^® gemessen wurden, betrug R² = 0,9993.

Durch die deutliche Reduzierung des Probenvorbereitung, der Analysedauer und der Reagenzienmengen ermöglicht CDR BeerLab^® eine Echtzeitkontrolle direkt in der Brauerei und unterstützt schnelle Entscheidungen während der Produktion oder bei der Optimierung von Rezepturen.

Die Kombination aus analytischer Zuverlässigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Kosteneffizienz macht das System sowohl für Craft- als auch für Industriebrauereien geeignet. Darüber hinaus tragen die geringere Umweltbelastung und das Fehlen gefährlicher Reagenzien zu den modernen Nachhaltigkeitszielen im Qualitätsmanagement der Brauereien bei.

Die in der Brauwelt (Ausgabe 13/2025) veröffentlichte Studie zeigt, wie CDR BeerLab^® eine schnelle, benutzerfreundliche und zuverlässige Alternative zu den traditionellen Methoden der Bittereinheiten-Analyse bietet. Mit nachgewiesener Korrelation zur Referenzmethode EBC 9.8 und hervorragender Wiederholbarkeit stellt es ein Analysewerkzeug der Next-generation für die Überwachung der Bittere und die umfassende Qualitätskontrolle in der Brauindustrie dar.