Scheikundig proces van bier brouwen - het volledige brouwproces van bier

Water, graan, hop en gist zijn de vier basis ingrediënten van bier. Gooi dit bij elkaar en je krijgt bier. Helaas werkt het niet zo simpel. Er komt namelijk een hoop scheikunde kijken bij bier brouwen. Met deze vier ingrediënten kun je duizenden soorten bier brouwen. Het verschil tussen het brouwen van verschillende bieren zit hem in de hoeveelheid van de ingrediënten en variaties in het scheikundige proces. In deze blog wordt haarfijn uitgelegd hoe het brouwen van speciaal bier werkt.

bieren speciaalbierbier brouwen

Het proces van bier brouwen

Om het brouwproces van speciaalbier en bier in het algemeen zo goed mogelijk te kunnen uitleggen delen we het proces van bier brouwen in diverse kleine stappen in: gerstwassen, mouten, koelen, poetsen, schroten, maischen, klaren, wort koken, koelen, gisten, lageren en tot slot filteren. Naast het lezen van deze informatieve pagina raden we het ook zeer aan om eens een kijkje te nemen in een echte brouwerij. Hierbij laten de brouwers graag zien wat bij iedere stap gebeurt en wat het bier zijn bijzondere smaak geeft. Maar eerst duiken we dieper in het scheikundig proces van het brouwen van bier!

Alle bierpakketten bekijken

Scheikundige processen bierbrouwen

1. Gerstwassen

Voor het echte brouwproces begint moet een van de hoofdbestanddelen van bier behandeld worden: de gerst. Gerst is graansoort dat behoort tot de grassenfamilie en wordt ook doorgaans vervangen door andere graansoorten zoals tarwe (bij weizen bier), rogge en spelt. Bij het gerstwassen wordt de vuiligheid uit de gerst gewassen met water om een zo puur mogelijke grondstof te gebruiken in het bier.

2. Mouten

Na het wassen is de gerst klaar voor het mouten. Eerst wordt de gerst in een zogeheten weekbak gelegd om bevochtigd te worden. Als na enige tijd de gerst is volgezogen met water is het klaar om aan het ontkiemproces te beginnen. Hiervoor wordt de gerst in een kiemkast gelegd, in de praktijk is dit vaak een soort grote vloer of trommel waar de gerst de ruimte krijgt om zich te ontkiemen bij een temperatuur van 10-15 graden. Bij deze temperatuur worden de enzymen in de gerst actief waardoor diverse stoffen ontstaan zoals proteasen en amylasen. Ontkiemde gerst wordt mout genoemd.

Na een week, waarbij het vochtgehalte 8 tot 10% is, te hebben gelegen bij deze temperatuur wordt de temperatuur verhoogd om de enzymactiviteit te stoppen. Dit proces wordt afeesten genoemd. De temperatuur is het eerste belangrijke onderdeel van het brouwproces waar de brouwer zijn eigen ingeving aan het bier kan geven. Deze temperatuur bepaalt namelijk de kleur van de mout, en daarmee de kleur van het bier. Hoe hoger de temperatuur en hoe langer de verhitting, hoe donkerder het bier. Het is van essentieel belang dat de brouwer hier niet te veel verhit en te lang, omdat dit de enzymen kan vernietigen. 

  • Scheikundige reactie: "het reageren van gerst met water onder een bepaalde temperatuur waardoor de enzymactiviteit van onder andere vorming van amylasen en proteasen worden geactiveerd"

Het proces van mouten en gerstwassen is een proces wat vaak gedaan wordt door een speciale mouterij. Op deze manier hoeft de brouwers zich niet bezig te houden met dit ingewikkelde en tijdrovende proces, maar kan hij kiezen voor de mout die perfect bij zijn recept past.

gerst

3. Koelen

Na het mouten wordt de mout in een koelbunker gebracht om afgekoeld te worden. Door het verhitten in de eerdere stap zijn de enzymen (gedeeltelijk) gedenaturaliseerd waardoor veel eiwitactiviteit is gestopt. 

  • Scheikundige reactie: "door het koelen na de verhitting op het juiste moment is de goede hoeveelheid amylasen en proteasen gevormd zodat alle enzymactiviteit is gebruikt."

4. Poetsen

Als de mout volledig is afgekoeld is deze klaar om gepoetst te worden. Dit houdt in dat de mout door een grote zeef gehaald wordt om onbruikbare onderdelen van de mout te verwijderen. Hierbij vallen de worteltjes en kiempuntjes van de mout af en blijft 'pure' mout over die bruikbaar is om mee te brouwen.

De meeste brouwers beginnen het bierbrouwen bij deze stap. De mout wordt dan ingekocht van een mouterij en het poetsen en schroten doet de brouwer zelf. Dit komt omdat het schroten op de dag van het brouwen moet gebeuren.

5. Schroten

Zodra het poetsen voltooid is kan het schroten beginnen. Schroten is een methode om het buitenste deel van de gerstkorrel te verwijderen, het zogeheten kaf. Dit kaf is een beschermlaag wat zorgt dat mout erg lang houdbaar is. Brouwers zijn geïnteresseerd in de kern van de mout, daar zit namelijk de zetmeel, het kaf kan later gebruikt worden als een soort filtermiddel. 

Het schroten vindt in de meeste brouwerijen plaats in een graansilo die is verbonden met een schrootmodel. In de schrootmodel wordt de mout (inclusief de kaf) fijn vermalen, meestal tussen de 1,0 en 1,1 mm. Belangrijk hierbij is dat de mout niet te fijn vermalen wordt, hierdoor verliest het kaf zijn filterfunctie en hierdoor wordt de tannine die in de kaf zit fijn gemalen. Dit zorgt er voor dat de tannine zijn bittere smaak nog meer af geeft.

De afstelling van de schrootmolen is van groot belang, een fijnere maling zorgt voor een bitterder (en troebeler) bier omdat het kaf zijn filterfunctie verminderd wordt. Een grovere maling zorgt voor een helderder bier.

mout bier

Dorst gekregen van al dat lezen?

Bier proefpakket bestellen -of- Rondleiding met proeverij in de brouwerij

6. Maischen

Nadat de mout is bewerkt bij het schroten is het zetmeel vrijgekomen. De volgende stap in het proces is het maischen. Bij dit onderdeel wordt het brouwen erg scheikundig. Kortgezegd is maischen het proces waarbij geschrote mout wordt toegevoegd aan water, en in verschillende fasen op verschillende temperaturen wordt verhit, om de juiste stoffen te laten reageren waardoor suikers ontstaan. Deze suikers worden later in de vergisting omgezet tot alcohol en CO2.

Allereerst is het water dat gebruikt wordt (het brouwwater) van belang, zo worden voor lichtere bieren zoals pilsener zacht water gebruikt en voor donkere en krachtigere bieren hard water gebruikt. Hard water bevat veel calcium en magnesium. Over het algemeen wordt vervolgens de temperatuur van dit mengsel in vier fasen opgehoogd, voor enzymactiviteit van de volgende eiwitten: protease, alfa-amylase, beta-amylase en voor het uitmaischen (denaturaliseren van de eiwitten in het mengsel). 

1. Om het eerste eiwit, protease, te activeren moet het mengsel een temperatuur hebben van 35 tot 60 °C. Bij deze temperatuur zorgt de protease ervoor dat de ingewikkelde eiwitmoleculen in het mengsel worden 'geknipt' tot kortere eiwitketens en aminozuren. Deze aminozuren zijn nodig voor groeit van de gist. Er moet gestopt worden voordat alle ingewikkelde eiwitmoleculen zijn geknipt, dit is namelijk een must voor de schuimkraag. Hoe langer deze temperatuur wordt aangehouden hoe helderder het bier wordt.

  • Scheikundige reactie: "het eiwit protease zorgt er onder de juiste temperatuur voor dat de ingewikkelde eiwitmoleculen worden geknipt in aminozuren en korte eiwitketens."

2. Vervolgens wordt de temperatuur op tijd verhoogd naar 70 tot 75 °C om de alfa-amylase te activeren. De alfa amylase zorgt er voor dat de zetmeel (uit de kern van de mout) wordt geknipt in kleinere ketens. Hoe langer deze temperatuur wordt aangehouden, hoe zoeter het bier. 

  • Scheikundige reactie: "het eiwit alfa-amylase zorgt er onder de juist temperatuur voor dat de lange zetmeelketens in het mengsel worden geknipt tot kleinere ketens."

3. Hierna wordt de temperatuur verlaagd om de beta-amylase te activeren. Dit eiwit zorgt er op zijn beurt voor dat de geknipte zetmeelfragmenten worden geknipt tot mono-, di- en trisacheriden (suikers). Pas als de suikers deze vorm hebben aangenomen kunnen deze vergist worden. Hoe langer deze temperatuur wordt aangehouden, hoe alcoholischer het bier.

  • Scheikundige reactie: "het eiwit beta-amylase zorgt er voor dat de zetmeelfragmenten nog verder worden geknipt tot mono-, di- en tri-sachariden om gebruikt te kunnen worden voor de vergisting."

 4. Tot slot wordt de temperatuur opgevoerd naar boven de 80°C waardoor de eiwitten denatureren. Hierdoor stoppen de processen hierboven. De eiwitten zijn hierna niet meer bruikbaar (gedenatureerd). 

  • Scheikundige reactie: "om het omzetten van de diverse stoffen door de enzymen te stoppen wordt het mengsel verhit tot minimaal 80°C waardoor de eiwitten denatureren."

De hoeveelheid mout in het mengsel bepaald het alcoholpercentage en de soort mout bepaald de kleur en een deel van de smaak van het bier. Ook de duur van de verhitting bepaalt de smaak, als er onvergistbare suikers ontstaan zorgt dit namelijk voor een zoete smaak aan het bier.

temperatuur bier brouwen

7. Klaren

Het mengsel bevat een eiwitrijke koek die uit het mengsel gefilterd moet worden. Dit filteren wordt 'klaren' genoemd. Bij klaren wordt het mengsel in een klaringskuip gefilterd waardoor een heldere vloeistof overblijft. Deze heldere vloeistof is een soort suikerwater. De hoeveelheid suiker in het water bepaald de hoeveelheid alcohol van het bier. Deze overgebleven vloeistof wordt ook wel 'wort' genoemd.

Het residu uit de filtering, de draf, wordt vaak gebruikt voor veevoer aan varkens.

8. Wort koken

Bij de vorige stap is wort ontstaan uit het mengsel, een soort suikerwater door de oplossing van mout en het stationair verhogen van de temperatuur van het mengsel. Het wort gaat vervolgens naar het belangrijkste deel van de brouwerij: de brouwketel (ook wel wortketel genoemd). Hier wordt de wort gedurende 60 tot 90 minuten gekookt, terwijl de hop hieraan wordt toegevoegd. Tijdens dit proces vinden diverse scheikundige reacties plaats. De belangrijkste zijn: het omzetten van de hopbitterstoffen, het verdampen van nare geuren, het steriel maken van het mengsel en de grote eiwitvlokken verwijderen. De reacties worden hieronder nog eens toegelicht. 

  • Scheikundige reactie 1: "Door het mengsel te koken vindt de isomerisatie plaats van de hopbitterstoffen (de alfazuren). Hieruit ontstaan de iso-alfazuren, die zorgen voor de mooie hopbittere smaak van bier."
  • Scheikundige reactie 2: "Ongewenste geuren verdampen. Deze geuren ontstaan door de afbraak van eiwitten uit de mout, een voorbeeld is de verbinding dimethylsulfide. Deze stof is zeer vluchtig en verdampt snel bij verandering in temperatuur."
  • Scheikundige reactie 3: "Door het koken gaan veel van de eiwitten vlokken. Deze kunnen vervolgens door filteren makkelijk verwijderd worden."

Aan het begin van het brouwproces wordt de zogeheten bitterhop toegevoegd, die zorgt voor de isomerisatie van de alfa-zuren. Later in het kookproces wordt de aromahop toegevoegd die het bier ene bloemig, fruitig, of hoppig karakter geeft.

De wort wordt gekookt en steriel gemaakt om infecties aan het bier te voorkomen. Tijdens het gisten is het van belang dat er geen foute bacteriën in het bier terecht komen, dit zou zorgen voor groei van deze bacteriën en dit zou de smaak van het bier flink verpesten.

Door het toevoegen van hop geeft de brouwer het bier een eigen karakter, veel hop maakt het bier fruitiger maar ook bitterder. Weinig hop geeft meer ruimte aan de smaak van de mout om naar boven te komen.

hop bier speciaalbier

9. Koelen

Nadat de wort is gekookt wordt deze gebracht naar een zogeheten whirlpool (wervelkuip) om gekoeld te worden. Het wort moet afgekoeld worden tot 20-25 graden voor de meeste hooggist, er zijn ook gisten die bij lagere temperatuur werkzaam zijn: de laaggisten. Door te koelen worden de processen tijdens het koken gestopt en is het mengsel klaar om te gisten.

10. Gisten

De gist heeft een week de tijd nodig om de aanwezige suikers om te zetten in alcohol en CO2. Afhankelijk van de gewenste hoeveelheid alcohol kan er hierna nog nagegist worden op de fles, zaak is dan wel dat er genoeg aanwezige suikers zijn (of worden toegevoegd) om verder vergist te worden. Er zijn diverse giststammen die gebruikt kunnen worden (laaggistende en hooggistende stammen), en elke giststam heeft zijn eigen kenmerken. Zo zijn er champagnegisten voor het brouwen van champagnebieren die veel koolzuur produceren of juist gisten die zorgen voor een fruitigere smaak. Gist is dus niet alleen voor de vorming van alcohol en CO2 maar gist zorgt ook voor de toevoeging van extra smaak. Een voorbeeld is de verbinding ethylacetaat wat een fruitige smaak afgeeft.

Hiernaast ontstaan ook nare verbindingen bij de vergisting, zoals het vormen van diacetyl (boterbabbelaar achtige smaak) en zwavelhoudende verbindingen. Gelukkig is gist zelf in staat om deze verbindingen om te zetten in een niet geurige of onsmakelijke verbinding. Dit gebeurt later bij de lagering.

  • Scheikundige reactie: "Door de giststammen die worden toegevoegd aan het bier vormen onder anaerobe omstandigheden alcohol en CO2 uit het mengsel van wort (waarbij de suikers worden omgezet). Hiernaast ontstaan smaakstoffen zoals ethyl verbindingen en verbindingen zoals diacetyl en zwavelhoudende bindingen."

11. Lageren

Als het gisten klaar is spreekt men van 'jong bier'. Dit betekent dat de gist nog niet de kans heeft gekregen om zijn werk af te maken. Dit gebeurt in zogeheten lagertanks. In deze tanks wordt het bier op 0 graden gehouden tot het na enkele weken klaar is. Dan is het bier perfect op smaak en heeft het een zuivere smaak. Meestal wordt de hoeveelheid diacetyl gemeten, als deze onder een bepaalde waarde is gekomen is het bier klaar om gedronken te worden.

lagertank bier brouwen

12. Filteren

Na het filteren is het nog zaak om het bier te filteren. De vaste stoffen die zijn ontstaan tijdens het gisten worden verwijderd en het bier is klaar om gekoeld en gedronken te worden.

 

Meer lezen over bier?

Welke soorten speciaalbier zijn er? Hoe is bier ontstaan? 

Nieuwsgierig geworden naar speciaalbier?

Speciaalbier pakket

Bierpakket van een specifieke brouwerij 

Zelf bierpakket samenstellen

Bier cadeau  of bierpakket cadeau

Aanbieding speciaalbier (nieuw: voordeelboxen)

logo biervaneigenbodem

Bedankt voor het lezen!

Groeten,

Team Biervaneigenbodem

Beste verkochte bierpakketten

Cadeauverpakking 6 bieren (Kald Kletske) - Brouwerij Dockum Cadeauverpakking 6 bieren (Kald Kletske) - Brouwerij Dockum Dokkum
Product bekijken
Cadeaubox 6 snorren + opener - Brouwerij De Snor Cadeaubox 6 snorren + opener - Brouwerij De Snor Arnhem
Product bekijken
Koersprêt Giftset 6-Pack - Koersprêt Bier Koersprêt Giftset 6-Pack - Koersprêt Bier Grootebroek
Product bekijken
Klinker Bier Tas (8 bieren) - Brouwerij Klinker Klinker Bier Tas (8 bieren) - Brouwerij Klinker Maastricht
Product bekijken

Of ontdek onze andere producten:

Bierpakketten Cadeaubon Bier

Brouwerij voucher Bier brouwpakket Bierabonnement

Laat een reactie achter

Opmerkingen moeten worden goedgekeurd voordat ze worden gepubliceerd