Brauen 15.04.2021, 07:53 Uhr

Bier: Forscher entwickeln daraus etwas völlig Neues

Aus der TU Delft kommt alkoholfreies Bier, das wie „richtiges“ schmeckt, und US-Forscher gewinnen aus Brauabfällen einen wichtigen Stoff.

Bier wird seit Jahrtausenden gebraut - und immer noch erforscht. Foto: Panthermedia.net/ArturVerkhovetskiy

Bier wird seit Jahrtausenden gebraut - und immer noch erforscht.

Foto: Panthermedia.net/ArturVerkhovetskiy

Seit rund 5.000 Jahren wird Bier gebraut. Man sollte meinen, dass dieses Getränk nach so langer Zeit kein Forschungsthema mehr ist. Doch weit gefehlt. Gleich zwei Gruppen haben jetzt rund um das „kühle Helle“ aufsehenerregende Forschungsergebnisse präsentiert. An der Technischen Universität (TU) Delft in den Niederlanden wird alkoholfreies Bier gebraut, das nicht wie üblich ein wenig süßlich schmeckt, Biertrinker also nicht von vornherein abschreckt.

Es schmeckt fast wie richtiges Bier. Und Forscher an der Virginia Polytechnic and State University (Virginia Tech) in Blacksburg/USA gewinnen aus dem Treber, also dem ausgelaugten Getreide, Proteine, die als Lebensmittelzusatzstoff eingesetzt werden können. Was übrig bleibt vergären die Forscher zu 2,3-Butandiol, aus dem sie schließlich den Biotreibstoff 2-Butanol herstellen.

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Alkoholfreies schmeckt eher süßlich

Deborah Gernat, Doktorandin im Bereich Biotechnologie an der TU Delft, hat eine besondere Beziehung zu Bier. Sie gehört zur wachsenden Zahl von Heimbrauern, würde auch gern alkoholfreies Bier trinken, doch das hat einen süßlichen Nachgeschmack.

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Der stammt aus der Würze, das ist die Flüssigkeit, die während des Läuterns aus dem Brauwasser, dem Hopfen und Zucker entsteht. Der Zucker verwandelt sich während des Gärprozesses in Alkohol, was für die Herstellung von alkoholfreiem Bier jedoch eher hinderlich ist.

Deborah Gernat, Doktorandin im Bereich Biotechnologie an der TU Delft. Foto: TU Delft

Deborah Gernat, Doktorandin im Bereich Biotechnologie an der TU Delft.

Foto: TU Delft

 

Mit vielerlei Tricks versuchen die Brauer, die Alkoholbildung zu verhindern oder diesen nachträglich zu entfernen. Andere erhitzen den Gerstensaft, um den Alkohol verdunsten zu lassen. Stets leidet dabei der Geschmack. Gernat geht einen anderen Weg. Sie setzt molekulare Siebe ein, das sind Materialien, an denen nur bestimmte Moleküle hängen bleiben. Adsorption heißt dieser physikalische Effekt.

Zeolith als molekulares Sieb

Nach Tests mit zahlreichen Werkstoffen hatte sie gefunden, was sie suchte: Ein Mineral namens Zeolith, das über und über von Poren durchzogen ist. Sie nehmen die Alkoholmoleküle auf und rücken sie nicht wieder heraus. Das Mineral kann pulverförmig dem Bier zugegeben und später abgefiltert werden.

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Oder das Bier fließt durch eine Schüttung aus Zeolith-Pellets. „Andere Eigenschaften des Biers wie Farbe und Bitterkeit ändern sich während dieses Prozesses nicht, sodass der ursprüngliche Charakter des Getränks erhalten bleibt“, sagt Gernat. Das bestätigten ein paar Probetrinker. Der Geschmack ähnele dem von „richtigem“ Bier.

83 Prozent der Wertstoffe zurückgewonnen

In den USA ging es dagegen um Abfallverwertung. Getreide wie Gerste und Weizen, die Grundbestandteile des Bierbrauens sind, liefern den Zucker, der für die Alkoholvergärung nötig ist. Übrig bleiben feuchte Körner, die allenfalls als Viehfutter durchgehen.

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Der Doktorand Haibo Huang und der graduierte Student Yanhong He wollten sich nicht damit abfinden, denn der Rückstand enthält große Mengen an Proteinen. Diese galt es kostengünstig von dem fasrigen Rest abzutrennen. Das gelang ihnen mit einem Nassmahlverfahren, bei dem sie das Enzym Alcalase zusetzten. Auf diese Weise konnte sie 83 Prozent des Proteingehalts abtrennen.

Hilfreicher Bazillus aus dem Yellowstone-Nationalpark

Übrig blieb eine fasrige Masse, die noch Zucker enthält, doch nicht die Art, die Mikroorganismen lieben und ihn in Alkohol umwandeln. Da konnte Joshua O’Hair helfen. Im vergangenen Jahr entdeckte der kürzlich promovierte Biotechnologe im Yellowstone-Nationalpark eine Abart des Bacillus licheniformis, der in der Lage ist, die verbliebenen Zuckerarten zu verstoffwechseln.

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Dabei entsteht die gefragte Chemikalie 2,3-Butandiol, die zur Herstellung von Epoxidharzen und Kunststoffen genutzt wird, oder von 2-Butanol. Das ist ein biologischer Kraftstoff, der in leicht modifizierten Benzinmotoren verbrannt werden kann, ohne zusätzliches Kohlendioxid zu emittieren. Er ist ein naher Verwandter des Alkohols und klopffester als Benzin. Lediglich bei der Energiedichte liegt er ganz leicht hinten.

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Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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