Die Bestimmung der Bitterkeit (IBU) ist ein Schlüsselaspekt bei der Herstellung von hochwertigem Bier und spielt eine grundlegende Rolle bei der Bierherstellung. In diesem Artikel werden wir uns mit verschiedenen IBU-Messtechniken befassen, die jeweils einen spezifischen Beitrag zur Bierherstellung leisten können. Wir werden untersuchen, wie diese Methoden den Brauern dabei helfen, das perfekte Gleichgewicht zwischen Bitterkeit und dem natürlichem süßen Würzegeschmack zu erreichen.
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Methoden zur Bestimmung des IBU
Spektrophotometrische Methode
Die spektrophotometrische Methode ist die am häufigsten verwendete Technik zur Bestimmung des IBU. Sie basiert auf der Messung der Absorption von Iso-Alphasäuren im Bier, die in erster Linie für die Bitterkeit verantwortlich sind. Die Analysemethode beinhaltet die Extraktion dieser Bitterstoffe mit einem Lösungsmittel. Die Bestimmung erfolgt mit einem Spektralphotometer, das die Absorption dieser Verbindungen bei einer bestimmten Wellenlänge (ca. 275 nm) misst.
Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)
Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) bietet einen allgemeineren Ansatz. Diese Methode trennt, identifiziert und quantifiziert die einzelnen Bestandteile des Biers, einschließlich der verschiedenen für die Bitterkeit verantwortlichen Verbindungen. Die HPLC zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, zwischen den verschiedenen Alphasäuren und ihren Isoformen zu unterscheiden und so ein detailliertes Profil der Bierbitterkeit zu erstellen.
Neben den spektrophotometrischen und HPLC-Methoden ist es wichtig, die theoretische Berechnung des IBU zu erörtern, die einen anderen Blickwinkel auf die Bewertung der Bierbitterkeit bietet.
Theoretische IBU-Berechnung
Die theoretische Berechnung von IBU basiert auf der Kenntnis der Hopfengabe und des Alphasäuregehalts. In die Formel fließen Faktoren wie die Hopfenmenge, der Alphasäuregehalt des Hopfens, das Würzevolumen, das spezifische Gewicht der Würze und die Kochzeit ein. Die am häufigsten verwendete Formel lautet:
IBU = (Ausnutzung × %AA × Hopfengewicht × 1000) / (Würzevolumen × Dichtefaktor)
- Ausnutzung: Bezieht sich auf die Effizienz der Alphasäureisomerisierung, die mit der Kochzeit und der Würzegravität variiert.
- %AA (Alphasäureanteil): Dies ist der Prozentsatz der Alphasäuren im Hopfen, die die Hauptquelle der Bitterkeit sind.
- Hopfengewicht: Die Menge des verwendeten Hopfens, normalerweise in Unzen oder Gramm gemessen.
- Würzevolumen: Das Volumen der Würze, in der der Hopfen gekocht wird.
- Dichtefaktor: Ein Faktor, der das spezifische Gewicht der Würze berücksichtigt. Würzen mit höherer Dichte haben eine geringere Hopfenausnutzung.
Diese Formel gibt einen theoretischen IBU-Wert an, wobei zu beachten ist, dass es sich um eine Schätzung handelt. Die tatsächlich wahrgenommene Bitterkeit kann durch verschiedene Faktoren wie die Art des Hopfens, das Vorhandensein anderer Zutaten und die allgemeine Ausgewogenheit des Bieres beeinflusst werden.
Vergleich der Methoden
Spektrophotometrische Methode
Vorteile:
- Relativ einfach und kostengünstig.
- Bekannt und akzeptiert von der Bierbrauindustrie.
Nachteile:
- Mögliche Überschätzung des IBU bei Vorhandensein bestimmter Verbindungen, wie z. B. Polyphenole.
- Weniger genau als HPLC, da nicht zwischen den Bitterstoffen unterschieden werden kann.
Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)
Vorteile:
- Bietet hohe Genauigkeit und Spezifität.
- Kann zwischen verschiedenen Hopfenverbindungen unterscheiden.
Nachteile:
- Erfordert erhebliche Investitionen in Ausrüstung und Ausbildung.
- Zeitaufwendiger und komplexer als andere Methoden.
Theoretische Berechnung
Vorteile:
- Ermöglicht dem Brauer, den Bitterkeitsgrad während der Rezepturformulierung abzuschätzen.
- Erleichtert das Erreichen von Konsistenz beim Brauen verschiedener Chargen.
Nachteile:
- Es handelt sich um einen Näherungswert, der möglicherweise nicht die vom Verbraucher wahrgenommene Bitterkeit widerspiegelt.
- Berücksichtigt nicht die komplexen Wechselwirkungen, die während des Brauens und der Gärung auftreten.
Vergleichsanalysen der IBU-Messmethoden
Messmethode | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Spektrophotometrische M. | einfach, billig, bekannt | kann IBU überbewerten, weniger spezifisch |
| Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) | sehr genau, detaillierte Analyse | teuer, komplex, erfordert Fachwissen |
| Theoretische Berechnung | nützlich für Rezeptformulierung, Konsistenz | Näherungswert, berücksichtigt nicht vollständig die Komplexität der Produktion |
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entscheidung, welche IBU-Messmethode verwendet werden soll, von verschiedenen Faktoren abhängt, u. a. von den technischen Möglichkeiten der Brauerei, dem Budget und wie detailiert die Analyse gefordert wird. Die spektrophotometrische Methode ist eine einfache und kostengünstige Option, die sich ideal für Routinekontrollen und Standardproduktionsprozesse eignet.
Die HPLC mit ihren detaillierten Analysemöglichkeiten ist hingegen eher für forschungsorientierte, hochpräzise Produktionsanforderungen geeignet.
Wir haben in unseren Vergleich auch die theoretische Berechnungsmethode aufgenommen, um ein umfassenderes Verständnis der verschiedenen Ansätze zur Messung des IBU in der Bierproduktion zu ermöglichen.
Das Wissen über die Vorteile und auch die Grenzen dieser Methoden ermöglicht den Brauern, fundierte Entscheidungen zu treffen, ihr Wissen zu erweitern und die Qualität ihres Bieres zu verbessern.
CDR BeerLab® für die IBU-Analyse beim Bierbrauen
Der IBU-Test von CDR BeerLab® misst den Bitterwert durch die Quantifizierung von Iso-α-Säuren.
Dieser Test kann während der Kochphase oder der Gärung durchgeführt werden und ermöglicht den Brauern die tatsächlichen Ergebnisse mit den theoretischen Berechnungen zu vergleichen und somit hohe Qualitätsstandards zu gewährleisten.
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Das Prinzip des Tests besteht in der Extraktion der Iso-α-Säuren mit einem geeigneten Lösungsmittel. Nach dem Zentrifugieren wird der Extrakt bei 270 nm gemessen, wobei die Farbe mit der Bitterkeit der Probe korreliert.
Diese Methode optimiert die EBC-Referenzmethode und ist effizienter als herkömmliche Methoden, da sie nur 6-7 Minuten dauert und die Analyse auch ohne ein gut ausgestattetes Labor durchgeführt werden kann.
Die Genauigkeit der Methode wird durch die Kalibrierungskurve garantiert, die in Vergleichstests mit der UKAS-akkreditierten spektrophotometrischen Referenzmethode (Campden BRI Method AM/003 based on EBC Analytica 9.8, 2004) im Rahmen der vergleichenden Studie der CDR BeerLab® Analysemethoden und der Referenzmethoden des internationalen Referenzlabors Campden BRI erstellt wurde.
Analysen in der Bierproduktion mit CDR BeerLab®: Geschichten aus der realen Welt
Die Studie der englischen Brauerei Hackney Brewery
Es ist ein weit verbreiteter Glaube, dass die späte (late-hopping) und trockene Hopfenzugabe (dry-hopping) nicht zum IBU-Wert im Bier beiträgt. In der Hackney Brewery in England konnten die Brauer jedoch mit Hilfe von CDR BeerLab® eine Untersuchung durchführen, die diese Annahme widerlegt.
Die Studie lieferte Erkenntnisse darüber, wie sich verschiedene Hopfenzusätze auf die Bitterkeit des Bieres auswirken, und bietet praktische Nutzungsraten, die auf Braurezepte angewendet werden können.
Die Brauer der Hackney Brewery fanden, dass das CDR BeerLab® eine wertvolle Hilfe bei der Projektentwicklung ist, wobei folgende Merkmale hervorzuheben sind:
- Schnelle Analyse: Im Gegensatz zu den traditionellen Methoden, die 15 bis 30 Minuten dauern können und ein voll ausgestattetes Labor erfordern, kann mit CDR BeerLab® die Bitterkeit einer Bierprobe in etwa 6 bis 7 Minuten auch in der Produktionslinie bestimmt werden.
- Benutzerfreundlichkeit: Die Analyse kann von jedermann durchgeführt werden, ohne dass ein spezialisierter Labortechniker erforderlich ist.
- Empfindlichkeit gegenüber Produktionstechniken: Die Studie hat gezeigt, dass CDR BeerLab® die IBU-Werte in verschiedenen Stadien der Bierherstellung effektiv messen kann - einschließlich der Zugabe von spätem und trockenem Hopfen, die bei modernen Braustilen entscheidend sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CDR BeerLab® einen schnellen, benutzerfreundlichen und intuitiven Ansatz für die IBU-Analyse bietet, der besonders bei modernen Braupraktiken von Vorteil ist, bei denen die verschiedenen Stufen der Hopfenzugabe das Bitterkeitsprofil des Bieres erheblich beeinflussen.
In der Fallstudie wird neben dem CDR BeerLab® auch die UV/Vis-Spektralphotometrie als Methode zur IBU-Bestimmung erwähnt.
In der folgenden Tabelle werden die Merkmale der traditionellen UV/Vis-Spektralphotometrie und der CDR BeerLab®-Methode zur Messung des IBU, wie in der Fallstudie dargestellt, hervorgehoben:
Messmethode | UV/Vis-Spektralphotometrische Messmethode | CDR BeerLab® |
|---|---|---|
| Prinzip | Extraktion der Iso-α-Säuren, Messung bei einer bestimmten Wellenlänge (275 nm) | Extraktion der Iso-α-Säuren, Messung des Extrakts bei 270 nm |
| Zeitaufwand | 15-30 Minuten | 6-7 Minuten |
| Erforderliche Fachkenntnisse | erfordert einen Laborfachmann | kann von jedem durchgeführt werden |
| Erforderliche Ausrüstung | Spektralphotometer, Glaswaren, Lösungsmittel, usw. | CDR BeerLab® |
| Komplexität der Methode | komplexer, erfordert ein Labor | einfach und schnell, kein Labor erforderlich |
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Die Meinung der italienischen Brauerei BrewFist
Matteo Ambrosetti - Labortechniker bei BrewFist - sagt über den IBU-Test von CDR BeerLab®: "Von allen CDR BeerLab®-Analysesets verwende ich am häufigsten das zur Bestimmung der Bitterkeit (IBU), die mit der klassischen Methode in ca. 55 Minuten durchgeführt wird und eine erhebliche Fehlerwahrscheinlichkeit aufweist. Mit CDR BeerLab® hingegen verkürzt sich die Analysezeit auf 5-6 Minuten, und, was noch wichtiger ist, der Test ist einfach durchzuführen. Das Menü ist intuitiv und die Analyse kann von jedem durchgeführt werden, ohne z. B. Kenntnisse über Labortechniken zu haben. Man erhält in sehr kurzer Zeit ein Ergebnis mit einer sehr geringen Fehlerquote, da alles sehr sorgfältig konzipiert ist und die Möglichkeit, Fehler zu machen, wirklich sehr gering ist".
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Schlussfolgerungen
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CDR BeerLab® eine umfassende und benutzerfreundliche Lösung darstellt, die zuverlässige Ergebnisse bei der IBU-Bestimmung liefert.
Während herkömmliche Methoden wie Spektralphotometrie und HPLC Vorteile in Bezug auf Spezifität und Detailgenauigkeit bieten, stellt das CDR BeerLab® einen schnellen und zugänglichen Ansatz dar, der für moderne Braustile und die interne Qualitätskontrolle entscheidend ist.
Es schließt die Lücke zwischen den traditionellen Methoden, die komplex, zeitaufwendig und kostspielig sind sowie eine Chemieausbildung fordern und dem Bedarf an schnellen und zuverlässigen Ergebnissen in den verschiedenen Phasen der Bierherstellung.
Diese Integration der Eigenschaften verschiedener Methoden bereichert die Ausrüstung des Brauers und verbessert sowohl die Wissenschaft als auch die Kunst des Bierbrauens.