Arbeitsgruppe Rohstofforientierte Brau- und Getränketechnologie

 

Rohstofforientierte Getränke- und Biertechnologie, Produkt-Prozesswechselwirkung, Mälzereitechnologie, chemisch orientierte Aspekte

Gruppenleitung: Dr.-Ing. Martina Gastl

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit den Themenschwerpunkten Rohstoffdesign, Züchtung und Prozess- und Produktwechselwirkungen. Dies umfasst verschiedene Zerealien und Pseudozerealien, Hopfen und ggf. Hilfsstoffe. Mit dem Schwerpunkt auf Braugerste erfolgt die Beurteilung von Neuzüchtungen verschiedener Zerealien und Pseudozerealien im Hinblick auf ihre Mälzungseigenschaften, Beurteilung der Eignung bzw. Optimierung der Verarbeitung zur Getränkeherstellung sowie die Erarbeitung von Anforderungen an ein Zukunfts-orientiertes Rohstoffdesign. Grundlegende Forschungsbereiche beziehen sich daher auf die chemischphysikalischen, funktionellen und qualitätsrelevanten Eigenschaften der Rohstoffinhaltsstoffe (Stärke, Proteine, Polyphenole) und deren Umwandlung bzw. Veränderungen während des Mälzungsprozesses- und der Getränkeherstellung, mit dem Ziel deren funktionelle und qualitätsbeeinflussende Eigenschaften in Hinblick auf die Getränkeeigenschaften und -stabilitäten (Vollmundigkeit, Trübungsstabilität, Geschmacksstabilität, mikrobielle Eigenschaften, Schaumstabilität etc.) zu verfolgen.

Eine ausführliche Beschreibung der Projekte finden Sie hier

Arbeitsschwerpunkte der Arbeitsgruppe Rohstofforientierte Brau- und Getränketechnologie

Berliner Programm

Ziel des "Berliner Programms" ist die schnellere Markteinführung und Marktakzeptanz neu zugelassener Braugerstensorten, sodass der Zuchtfortschritt der gesamten Wertschöpfungskette Braugerste zeitnah zur Verfügung steht. Information, Kontakt


Frühvermälzung

Im Rahmen der Frühvermälzung wird anhand von der Industrie eingesandter Proben (Züchter, Mälzereien, Brauereien) die Qualität des neuen Jahrgangs, das Mälzungsverhalten sowie die Beschaffenheit der Malze ermittelt. Die Proben werden zu einem Sonderpreis vermälzt und analysiert. Gegenstand der Frühvermälzung sind Sommerbraugersten, Wintergersten und auch Brauweizen. Kontakt


AiF 19359 N - Entwicklung von Prozessstrategien zur homogenen Schichtung des Treberkuchens beim Läutern

 

Der Läuterbottich stellt in vielen Brauereien den zeitlich limitierenden Faktor im Produktionsplan dar. Es treten immer wieder Filtrationsprobleme auf, deren Ursachen häufig an schwankenden Rohstoffqualitäten und verfahrenstechnischen Randbedingungen liegen. Die Besonderheit am Läuterprozess ist, dass der Filterkuchen im Läuterbottich aus verschiedenen horizontalen Schichten aufgebaut ist. Eine besondere Rolle spielt dabei die Feinpartikelschicht, die auf dem Filterkuchen eine Deckschicht mit hohem Filterkuchenwiderstand ausbildet. Ziel des Projektes war es daher, diese Feinpartikelschicht zunächst zu charakterisieren. Anschließend wurden verfahrenstechnische Modifikationen am Läuterprozess vorgenommen, um die negativen Eigenschaften der Feinpartikelschicht zu minimieren. Dies führte zu verkürzten Prozesszeiten ohne negative Auswirkungen auf Produktqualität und Ausbeute in Kauf nehmen zu müssen.

Projektpartner: TUM Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik

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Wintergerste

Im Rahmen dieses Arbeitsfeldes werden Wintergerstenneuzüchtungen hinsichtlich Sorteneigenschaften sowie ihrer Mälzungs- und Braueignung beurteilt. Des Weiteren wird technologisches Know-How zur Verarbeitung von Winterbraugerstensorten erarbeitet. Langfristig ist angedacht ein Sortenempfehlungsprogramm zu etablieren. Information, Kontakt


Qualitätsbrauweizen

Grundlage war eine gezielte Züchtung und den gezielten Anbau von Qualitätsbrauweizen in Richtung Produkt- und Produktionssicherheit zu verfolgen und darzustellen. Es konnte gezeigt werden, dass in einigen Sorten enormes Entwicklungspotentials liegt, welches mit einer gezielten Züchtung gefördert und dadurch vielversprechende Sorten hervorgebracht werden könnten. Kontakt


Weizen

Weizen hat eine lange Tradition als Rohstoff für die Malz- und Bierproduktion. Dennoch gibt es bis heute keinen „brauspezifischen „Weizen nur sogenannte „braugeeignete“ Weizensorten. In diesem Projekt soll ein fundamentales Verständnis für den Rohstoff Weizen zum Mälzen, Brauen und die Produktion neuer funktioneller Getränke erarbeitet. Kontakt


Einsatz von Aromahopfen zur Verbesserung des Aromaprofils und der Geschmacksstabilität

Die Untersuchung der Einflüsse einer Aromahopfengabe zu Kochbeginn auf den Geschmack des Bieres und die daraus resultierenden Eigenschaften auf die Geschmacksstabilität sind von großem Interesse für die Brauindustrie. Durch ein unterschwelliges Hopfenaroma können Alterungsnoten maskiert werden, wodurch sich die sensorische Haltbarkeit des Bieres verlängert. Download Projektbericht, Kontakt


Gushing

Die aktuellen Schwerpunkte zielen auf ein ganzheitliches Konzept ab, genauere Einblicke auf Ursachen und Wirkmechanismen zu erhalten. So wird, angefangen von Feldversuchen über Mälzungsparameter bis hin zu Sudhaus- und Gärkellertechnologien, versucht, durch angepasste Vorgehensweisen das Gushing des fertig abgefüllten Bieres zu unterbinden. Kontakt


Chemisch-physikalische Eigenschaften von Stärke

Ziel dieser Arbeit ist es, eine brautechnologische Aussage über das Verhalten der Stärkeeigenschaften während des Mälzungs- und Maischprozesses treffen zu können. Die erhaltenen Ergebnisse sollen dem Technologen in der Praxis die Möglichkeit geben, den EVG während des Brauprozesses in Abhängigkeit von der Rohstoffqualität gezielt steuern zu können. Kontakt

Abgeschlossene Projekte:

AiF 18563N: Gewinnung und Charakterisierung Vollmundigkeit-induzierender Verbindungen aus Gerstenmalzen zur Entwicklung zerealienbasierter Getränke

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Identifizierung vollmundigkeitserhöhender Substanzen im Rohstoff. Diese Fraktionen sollen anschließend über die Prozessschritte gezielt angereichert und im präparativen Maßstab gewonnen werden. Hierdurch soll deren Applikationspotential für die Getränkebranche evaluiert werden.

AIF 18626 N Einsatzmöglichkeiten der Kalthopfung zur Modifizierung des Aromas von alkoholfreien Bieren

Alkoholfreie Biere stellen nach wie vor einen Wachstumsmarkt dar. Der Ausstoß von alkoholfreien Bieren ist seit 2008 um über 50 % gestiegen; insgesamt produzieren ca. 250 deutsche Brauereien alkoholfreie Biere. Das thermische Entalkoholisieren verschiedener Biersorten ist ein in der Industrie angewandtes Verfahren, welches jedoch zu Produkten führt, die oft als unausgewogen und wenig vollmundig beschrieben werden. Die Ursache hierfür ist, dass die Konzentrationen wichtiger Aromastoffe während der Entalkoholisierung signifikant sinken, da die Abtrennung des Alkohols nicht absolut selektiv verläuft. Somit werden flüchtige Aromastoffe, wie höhere Alkohole und Ester, die während der Gärung gebildet werden, ebenfalls ausgedampft. In Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde untersucht, in welchem Umfang bei den in der Praxis etablierten Herstellungsverfahren, die gestoppte Gärung und die thermische Entalkoholisierung, durch den Einsatz der Kalthopfung eine Variation des Bieraromas und hierdurch eine Verbesserung der sensorischen Qualität alkoholfreier Biere erzielt werden kann.

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AIF 18322 N Prozessanalyse der Malztrocknung zur Nivellierung rohstoff- und jahrgangsbedingter Schwankungen der Verkleisterungstemperatur

Für die Bierherstellung ist eine problemlose Verarbeitbarkeit der Rohstoffe von grundlegender Bedeutung, um eine gleichbleibende Prozess- und Produktqualität zu gewährleisten. Hierzu zählen die physikochemischen und strukturellen Eigenschaften der Stärke sowie die Verkleisterungstemperatur (VKT). Die Verkleisterung ist die Grundvoraussetzung für den Verzuckerungsprozess der Stärke (Substratherstellung: „Maischen“) und beeinflusst somit eine Vielzahl nachgelagerter Verarbeitungsschritte, wie die Fermentation, die Filtration sowie die Produktqualität.

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AiF18681 N Einfluss veränderter Malzqualitäten und Hopfenregimes auf die Trübungsneigung von Bier

Die kolloidale Stabilität von filtriertem Bieren stellt eine bedeutende Biereigenschaft dar. Frühzeitige Trübungsbildungen werden durch den Konsumenten als nicht akzeptable Qualitätsminderung angesehen. Um die Kundenzufriedenheit aufrecht zu erhalten und eventuelle Kosten durch Reklamationen abzuwenden, muss eine lange chemisch-physikalische Stabilität innerhalb der Mindesthaltbarkeit und darüber hinaus gewährleistet werden. Dafür wird in diesem Forschungsvorhaben der rohstoffseitige Einfluss auf die Trübungsbildung überprüft. Besonders die Auswirkungen der in der Realität üblichen Schwankungen der Malzqualitäten werden untersucht. Zudem ist der Trübungseinfluss verschiedener Hopfensorten und -produkten von Interesse. Ebenso soll der Einfluss von heutzutage üblichen, alternativen Hopfungstechnologien validiert werden. Durch diese späte Hopfengaben ergeben sich zwar deutlich aromaintensivere Biere, diese besitzen jedoch durch den zusätzlichen Eintrag von Trübungspartikeln eine erhöhte Trübungsneigung. Basierend auf diesen Grundlagen werden in Brauversuchen Biere mit unterschiedlicher Trübungsneigung hergestellt und mit gängigen und innovativen Trübungsuntersuchungen im frischen und gealtertem Zustand erfasst. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Aufklärung der Ursachen der Trübungsbildung mit anschließendem Erhalt von Informationen zur Trübungsvermeidung. Es soll dadurch möglich sein durch eine Kombination von gezieltem Rohstoffeinsatz und technologischen Maßnahmen, auch in Jahrgängen mit schlechterer Rohstoffqualität, die chemisch-physikalische Stabilität des Bieres zu verbessern.

 

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AiF 17221N: Auswirkungen von Fusarienkontaminationen auf Qualitätsmerkmale von Braugetreide

Nicht nur Weizen ist von Kontaminationen von Fusarien ssp. stark betroffen. Auch der Fusarienbefall von Braugerste zieht schwerwiegende wirtschaftliche Schäden nach sich. Ziel des Projektes ist die Erhebung systematisch erarbeiteter Daten zur Beurteilung des Befalls. Ebenso werden die proteinseitigen Veränderungen während des Mälzungsprozesses verfolgt und deren Auswirkungen auf qualitätsbeeinflussende Effekte sowie die resultierenden Qualitätsmerkmale erfasst. Projektbericht, Kontakt


AiF 16717N: Einfluss von Textur und molekularer Zusammensetzung des Schaumes auf die Aromastofffreisetzung aus Bier

Bierschaum ist einer der wichtigsten Qualitätsparameter des Bieres. Im Forschungsprojekt sollen schaumstabilisierende sowie schauminhibierende Bierinhaltsstoffe identifiziert werden. Ihr Zusammenspiel und ihr Einfluss auf die Schaumrheologie und die Aromastofffreisetzung im Bier erforscht werden. So soll der Brauindustrie neue Einflussmöglichkeiten zur gezielten technologischen Beeinflussung der Schaumstruktur und -stabilität an die Hand gegeben werden.
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AiF 17474N: Aktivitätsorientierte Charakterisierung antioxidativer Schlüsselinhaltsstoffe und deren Wirkung auf die sensorische Qualität von Bier

Ziel der Arbeit war es, die Struktur der bedeutendsten Antioxidantien in hellem Vollbier aufzuklären und zu ermitteln, inwiefern die Verbindungen in der Lage sind, die Geschmacksstabilität von Bier zu verbessern.

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Beurteilung der Mälzungseigenschaften von Zerealien und Pseudozerealien - Statistikmälzung

Kern der Malzbereitung ist die Keimung, sie wird im Allgemeinen über die Parameter Temperatur, Wassergehalt und Vegetationszeit sowie teilweise auch über den CO2-Gehalt in der Keimgutluft gesteuert. Um das Grundverhalten einer Sorte unter Variation der Keimungsparameter zu erhalten, wird die Response Surface Methodology angewandt. Kontakt


AiF/FEI 16542: Maischprozesssimulation - Modellbasierte Unterstützung bei der Entwicklung, Führung und Überwachung der Depolymerisation von Naturpolymeren am Beispiel des Maischprozesses

Die enzymatische Stärkedegradation ist sowohl beim Maischen im Rahmen der Bierbereitung, als auch in zahlreichen anderen Industriezweigen von Bedeutung. Der Stärkeabbau beim Maischen stellt ein komplexe Kombination aus Lösungsvorgängen und anschließender Polymerhydrolyse dar. Neben den enzymkinetischen Reaktionen sind dabei vornehmlich Stoffübertragungsmechanismen der beteiligten Reaktanten von Interesse.

Gemeinsam mit zwei anderen Instituten am Campus Weihenstephan (SVT, VDS) bestand die Zielsetzung des Projektes darin eine modellbasierte prädiktive Lösung des komplexen Zusammenspiels aus Stoffübertragung, Enzymkinetik und Lösung bereitzustellen. Download Projektbericht, Kontakt


Präparative Proteinfraktionierung

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, mittels präparativer Trenntechniken und konzentrationsabhängiger Rekombinationsversuche die für die Vollmundigkeit, den Geschmack und die Trübungsstabilität relevante Proteinfraktionen in der Bierherstellung zu identifizieren, zu charakterisieren und daraus Maßnahmen zur Technologieverbesserung abzuleiten. Download Projektbericht, Kontakt


NIR fingerprint

In this project it is proposed to specify those indications with NIR spectra as a kind of Fingerprint. The malt will be analyzed and immediately clustered into lautering ability. The aim will be achieved by direct correlation analysis using multivariate models to process data of Lautering. Kontakt