Die Biochemie von Bier: Warum die Quelle des Zuckers eine Rolle spielt

Unser letztliches Auflösen der Magie des Alkohols wurde durch die Tatsache verzögert, dass Biologie und Chemie die Welt auf ganz unterschiedliche Weise betrachten. Erst durch beides konnten die Menschen schließlich den Fermentationsprozess erklären, bei dem Hefe Zucker zu sich nimmt und Alkohol und Kohlendioxid ausscheidet.

Dies ist einer der einfachsten und ältesten biochemischen Prozesse der Welt. Aber bevor diese Umwandlung möglich ist, brauchen Sie den Zucker selbst. Zucker ist einer der wichtigsten Stoffe in der Natur. Die Konkurrenz dafür, das komplexe Zusammenspiel von Pflanzen, Tieren und mikroskopischen Pilzen, gibt uns letztendlich Alkohol. Um die Fermentation vollständig zu verstehen, müssen wir mit der Zuckerquelle beginnen. Die Art der Pflanze, aus der sie stammt, ist die Grundlage für die Unterscheidung zwischen Bier und anderen Getränken.

Pflanzen absorbieren Wasser und Kohlendioxid und wandeln diese mit Hilfe von Sonnenlicht und einigen Enzymen mithilfe von Photosynthese in Sauerstoff und Zucker um. Dieser einfache Prozess ist die Quelle für den gesamten Zucker der Welt. Es ist wie Pflanzen leben und es beginnt die Nahrungskette, die Tiere am Leben hält. Lassen Sie das Programm lange genug laufen, und die Pflanzen, die nicht gefressen werden, werden letztendlich auch zur Quelle all unserer fossilen Brennstoffe.

Dies bedeutet, dass die Nachfrage nach Zucker in der Natur oft das Angebot übersteigt. Wenn Sie sich die ständig wachsenden Taillen der entwickelten Welt ansehen, ist dies vielleicht schwer zu glauben, aber Zucker in der Natur ist eine knappe Ressource. Historisch gesehen sind die zuckerhaltigen Nahrungsmittel am schwersten zu bekommen und am schwierigsten zuzubereiten. Die Domestizierung und Raffination von Zucker reicht Tausende von Jahren zurück, aber im Westen haben wir erst seit dem 18. Jahrhundert raffinierten Zucker hinzugefügt.

Pflanzen erzeugen Zucker, damit sie wachsen können, und in bestimmten Stadien können sie Früchte oder Samen bilden, um neue Pflanzen zu schaffen, die das Überleben der Art sichern. Ein neuer Samen kann nicht photosynthetisiert werden und seine eigene Energie erzeugen, bis Blätter oder Triebe gewachsen sind, und in der Regel Wurzeln, um ihn zu verankern und andere Nährstoffe aus dem Boden zu ziehen. Die Eltern verpacken ihr Saatgut mit einer reichhaltigen Zuckerquelle, damit die Babypflanze überleben und wachsen kann, bis sie groß und stark genug ist, um ihren eigenen Zucker herzustellen.

Es gibt einen wichtigen Unterschied, wie Getreide und Obst dies tun. Manchmal hat die Frucht oder der Kern, der den Pflanzenembryo umgibt, eine geschickt angepasste Rolle. Wenn Sie ein Baum sind, möchten Sie nicht, dass sich Ihre Kinder zu nahe ansiedeln. Andernfalls konkurrieren Sie bald um Nährstoffe und Sonnenlicht. So haben viele Früchte eine symbiotische Beziehung zu Tieren entwickelt. Sie ziehen wandernde Tiere oder Insekten mit zuckerhaltigen, aromatischen Aromastoffen an. Tiere finden die Frucht nahrhaft zu fressen, dann tragen sie die unverdaulichen Samen vom Baum weg und deponieren sie in einem fruchtbaren Misthaufen in einiger Entfernung.

Wenn dies nicht schnell genug geschieht, stürzen sich Mikroorganismen ein, und wenn die Früchte zu faulen beginnen, beanspruchen sie den Zucker für sich. Hefe ist überall zu finden, besonders in heißen Sommern, wenn Früchte reifen, und sie ist immer bereit, verletzliche Pakete mit fermentierbarem Zucker zu fordern. Wenn es Zucker verdaut, entstehen Kohlendioxid und Alkohol als Nebenprodukte, ein Vorgang, den wir als Fermentation bezeichnen. Dies ist ein wunderbares Ergebnis für Menschen und andere Säugetiere höherer Ordnung, aber nicht so gut für die Samen, die auf dem Boden verbleiben, um ohne ihre Nahrungspakete zu sterben.

Getreide ist in mancher Hinsicht viel schlauer als Obst und hat raffinierte Abwehrkräfte gegen Hefe aufgebaut. Weil es kleiner und leichter ist, kann es vom Wind geblasen werden und braucht nicht so viel Abstand von der Mutterpflanze, so dass es sich nicht so wie Äpfel oder Kirschen zeigen muss. Das bedeutet, dass es klüger sein kann, wie es den Zucker für seine Nachkommen verpackt. Getreide wie Gerste sind wie gepanzerte, aufgebrachte Alternativen zu Früchten. Ein Kornkern hat, wenn er bereit ist, die Pflanze zu verlassen, eine Haut, die so hart ist, dass keine Mikroben oder Insekten hindurchgehen können - selbst Menschen müssen Stein- oder Metallmühlen einsetzen, wenn wir die äußere Hülle eines Korns effizient zerkleinern wollen. Und selbst wenn uns das gelingt, hat der Brennstoff einen weiteren Schutz: Er wird nicht als einfacher Zucker gespeichert, sondern als langkettige Stärkemoleküle, die zu groß sind, als dass Mikroorganismen angreifen könnten. Wenn ein Zuckermolekül ein Ziegel ist, ist Stärke eine Wand. Wenn die unaufhaltsame Kraft der Hefe auf das unbewegliche Objekt reifer Gerstenkörner trifft, passiert nichts.

Und so bilden einige der einfachsten und kompliziertesten Organismen der Erde eine unheilige Allianz, um den Gerstenembryo wegen seiner zuckerhaltigen Verpflegung zu trennen. Menschen ernten und modifizieren die Körner, damit die Hefe die Zucker angreifen kann, und im Gegenzug erzeugen die Hefen den Alkohol, den die Menschen lieben. Natürlich kann die Hefe nicht einmal die Existenz oder die Rolle ihrer menschlichen Partner im Verbrechen erkennen oder begreifen. Und die meiste Zeit haben wir das gemacht, wir hatten auch keine Ahnung, dass wir mit Hefen zusammenarbeiten würden. Wir waren in einem Bündnis, in dem keine Partei wusste, dass die andere Partei existierte. Während wir auf der menschlichen Seite wussten, was wir taten, hatten wir keine Ahnung, wie und warum es funktionierte. Wir haben Gerste umgestellt, indem wir sie vor tausenden von Jahren „mälzten“, bevor wir brauen. Wir wissen, warum wir dies für weniger als zweihundert tun.

Der obige Auszug stammt aus dem Buch von Pete Brown Miracle Brew: Hopfen, Gerste, Wasser, Hefe und die Natur des Biers (Chelsea Green Publishing, Oktober 2017) und wird mit Genehmigung des Herausgebers abgedruckt.