Bierbrouwen:Verleden, heden en toekomst

Lessen voor de 21ste eeuw

Freddy Delvaux

Katholieke Universiteit Leuven

Inhoud

• Bier door de eeuwen heen

• Het brouwen van bier

• Sensorische aspecten van bier

• De toekomst van het brouwen: technologische aspecten

• Sociale en economische aspecten

• Tot slot

Bier door de eeuwen heen

• Mesopotamië- 10000 jaar geleden:

* gerst geteeld als voedsel* ook alcohol

- 5000 jaar geleden:* gerstemout: gekiemd* graan en gistoverdracht

• Egypte- verschillende soorten

• Grieken en Romeinen- drank der armen- dure wijn

• Galliërs- meesters cervoise- nog veel bierpap

• Germanen en onze streken:- eerst bier, dan brood- mout: gekiemd graan en beslag- gruit: ook koken- Beieren: tegen infecties- kloosterbrouwerijen- 13de eeuw: ook hop- brouwersgilden- accijnzen- 1516: Reinheitsgebot: gerstmout, hop, water en gist

• 19de eeuw- diastase: versuikerend moutenzym- koelmachine: lage gisting- Pasteur:

* gistcellen (+ Hansen)* verschillende gisten* pasteurisatie

• - 1900: 3200 brouwerijen in België, 185000 herbergen- lage gisting neemt bovenhand: behalve België en vooral Engeland

BIER

Gerst: zetmeel eerst omvormen tot suiker

- Mouten: enzymfabriek- Brouwen: suikerfabriek- Gisten- Lageren- Filteren- Vullen- 4-10% alc.

WIJN

Druiven: suiker aanwezig

- Persen

- Gisten- Lageren- Filteren- Vullen- 10-13% alc.

Water

• Meeste bieren voor 90% water

• Veel brouwerijen gebruikenputwater

• Opgeloste mineralen kunneninvloed hebben op de smaak

• Waterbehandeling

Voorbeelden van mineralen in bier

105638SO42-

15214280HCO3-

18262Mg2+

767268Ca2+

MünchenPilsenBurtonMg/l

Mouten• Gerst (zomer – winter): vermouten• Weken: 36 uur watergehalte van 15% naar 45%• Kiemen: 5 dagen, vorming van enzymen• Eesten:

- drogen tot 5%- ventileren en verwarmen- eesten tot 85°C: pilsmout- eesten tot 110°C: kleurmout - eesten tot 180°C: karamelmout- eesten tot 260°C: geroosterd mout

• Mouterij is enzymenfabriek: amylasen, proteasen en cytolytische enzymen

• Mout = melig

Gerst

40-43% vocht

Inductie kieming

Groei gerstplant

Enzym vorming

Groenmout

Statisch

a) drogen

b) afeesten

Tot 120°C

Pils en kleurmout

Dynamisch

Tot 240°C

Caramel en geroosterd mout

Brouwen (50 tot 1000 hl)

- Malen = schroten van melig mout

- Beslag met warm water in beslagkuip

- 45°C= cytolytische enzymen (celwand-afbraak)

- 52°C: proteolytische enzymen: afbraak van eiwitten tot aminozuren

- 63°C: β-amylase: afbraak van zetmeel tot maltosesuiker en dextrinen

- 72°C: α-amylase: afbraak van zetmeel tot eenvoudige suikers en dextrinen

zetmeel proteine

Sturing van de brouwzaal

Alpha Amylase

Beta Amylase

Fermenteerbaar

Niet fermenteerbaar

Filteren

- Opwarmen tot 78°C

- Filteren: in filterkuip of wortfilter

- Wassen van de draf

- Wort naar kookketel

- Draf naar silo (voor veevoeder)

Koken

- Zoete wort in kookketel- 200 g hop per hectoliter- Humulonen omzetten tot bittere isohumulonen- Verschillende hop: sterk verschillende flavours- Mouten: bepalen kleur en smaak van wort- Overmaat eiwitten slaan neer- Hoprestanten en eiwitten vormen trub: wordt

neergeslagen en verwijderd- Wort: koelen en lucht toevoegen

Kruiden

Koriander Kardamon Kruidnagel

zoethout Kaneel Anijs

Bepaling van densiteit

- Voor 1 hl wort voor pilsbier: 16 kg mout

- Mout bevat 75% extraheerbare bestanddelen: hoofdzakelijk zetmeel, ook andere koolhydraten, eiwitten en kleine hoeveelheden lipiden, mineralen en vitamines

- Dus 12 g extract (opgeloste bestanddelen) per 100 g wort = 12° Plato = oorspronkelijk extract

- Van 12° Plato is 2/3 vergistbaar (glucose, fructose, sacharose en zeer veel maltose en maltotriose)

Gisting

- Aan belucht wort gist toevoegen

- Gisting: batchproces

- Van open rechthoekige kuipen tot grote gesloten cylindroconische tanks

- C6H12O6 � 2 C2H5OH + 2 CO2suiker alcohol koolzuurgas

- Ook vrijzetting van warmte: koeling nodig

- Eerste fase: vermenigvuldiging van de gist van 2 . 107 tot 108 cellen per ml= 0.5 l papgist/hl wort

Gist

- Gist: 7 u

- Alle brouwerijen hebben eigen giststammen

- Op het einde van de gisting flocculeert de gist

- Hoge gist: stijgt naar boven op einde van de gisting en gist bij 23°C: Saccharomyces cerevisiae

- Lage gist: zakt naar de bodem op einde van de gisting en gist bij 10°C: Saccharomyces carlsbergensis

- Spontane gisting: menging van verschillende gisten en bacteriën: geuze en zure bieren

Foto cellen

Gisting en lagering

- Gist neemt de eenvoudige vergistbare suikers op

- Ook aminozuren neemt de gist op; kan zelf alle nodige aminozuren vormen

- Gist doet talloze omzettingen: de belangrijkste gistflavours zijn hogere alcoholen en fruitige esters, die vooral aan hoge gistingsbieren typische eigen karakters geven

DS08

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0,00 4,00 20,00 44,00 68,00 140,00 164,00 188,00

Time (hours)

° Pla

to (

appa

rent

)

0,00E+00

1,00E+07

2,00E+07

3,00E+07

4,00E+07

5,00E+07

6,00E+07

7,00E+07

8,00E+07

Cel

l Cou

nt

apparent extractcell counting

Cilindroconische tank

Ckt’s

Moderne gistingen

- cylindroconische tanks: Daling van het estergehalte

- Nu: dikwijls lagere en bredere tanks

- Brouwen aan hoge densiteit (18° Plato) van Pils:- Gisting bij hogere temperatuur

- Verdunning tot 12° Plato

- Gevolg: disproportionele verhoging van esters

- Productiviteitsverhogingen: moeilijke procesaanpassingen om smaakveranderingen te vermijden

Diacetyl

- Tijdens gistgroei: nood aan aminozuren

- Threonine belemmert opname van valine

- Gist maakt zelf valine, maar …- Vorming voorloper van diacetyl: α-acetolactaat

Diacetyl

- α-acetolactaat wordt in gistend bier omgezet tot diacetyl: geeft botersmaakbij 80 ppb

- Diacetyl wordt door gist omgevormd tot butaandiol: niet waarneembaar

- Vroeger: 3 maanden lagering

- Moderne systemen: 10 dagen

Lagering

- Diacetylreductie

- Rijping van het bier

- Natuurlijke verzadiging met koolzuur door vergisting van laatste vergistbare suikers

- Afzetten van overbodige eiwittroebels

Filtratie en afvullen

- Na lagering wordt bier gefilterd om gist en eiwittroebels te weerhouden

- Bier: eventueel gepasteuriseerd om microbiologische troebels te voorkomen

- Bier: afgevuld in flessen, blikken of vaten

Hergisting

Bieren kunnen snel verouderen- Kleine hoeveelheden zuurstof - Voor hergisting: kleine hoeveelheden gist en

suiker - Zuurstof wordt deels opgenomen door gist- Gist zorgt voor verjonging van het bier- Het bier wordt ronder en evenwichtiger- CO2-gehalte wordt opgedreven

Densiteit

- Pils: oorspronkelijk extract van 12° Plato- 12° P = 12 g extract / 100 g wort

- Tijdens brouwen: Afbraak macromoleculen- 12 g oplosbare bestanddelen:

- 8 g vergistbare suikers (glucose, fructose, sacharose, maltose, maltotriose)

- 4 g niet-vergistbare dextrinen- Andere niet-vergistbare componenten

- 1 g vergistbare suikers: 0,5 g ethanol + 0,5 g CO2

- Soortelijk gewicht van ethanol: 0,8 kg/m³- Pils: ±5 %v/v alcohol- Oorspronkelijk extract = resterend extract + gewichtsprocent

ethanol x 2

Sensorische eigenschappen van mens

- Sensorische input van bier: interactie met deel in onze hersenen, geassocieerd met emoties en geheugen

- Aangename smaken: gevoelens van blijheid en nostalgie

- In mond en neus: proteïnen-receptoren van geur- en smaakmoleculen

- Genetische aspecten, maar ook psychologische, culturele en ervaringsfactoren

- Zwarte Amerikanen: veel meer functioneel gecodeerde receptoren dan anderen

Sensorische aspecten van bier

- Smaak: zuur, zout, bitter, zoet en umami

- Geur:- vierhonderd receptoren

- genen: 2% van genoom

- toch duizenden geurcomponenten te onderscheiden

- Saccharomyces cerevisiae: ook proteïnegebonden receptoren: modelsysteem voor mens

Toekomst van brouwen: technologische aspecten

- Bier: harmonieuze mix van natuur, koken, kunst en wetenschap

- Traditie vs. Innovatie- Geglobaliseerde grootindustrie vs. Kleinschalige

brouwerijen- Bier vs. Wijn: verschillende veroudering- weinig R&D-investeringen- gericht naar grondstoffen en stabiliteit- Gerst: wintergerst minder goed dan 2-rijïge wintergerst,

maar meer opbrengst, prijsdruk door bioethanol- Hop: veel nieuwe producten, hoge prijs zet aan tot

innovatie

Technische uitrusting en automatisering

- Toegenomen kennis laat automatisering toe: productiviteit op paar decennia vertienvoudigd

- Brouwzalen: van 4 naar 12 brouwsels/dag

- Grote cylindroconische tanks vervangen rectangulairekuipen:- betere hygiëne, sturing en productiviteit

- dikwijls smaakverandering

- Productontwikkeling:- nieuwe producten in kleine brouwerijen

- automatisering vraagt grote hoeveelheden

Biotechnologie

- Omvormen grondstoffen tot producten door levende organismen

- Brood, wijn en bier: 10.000 jaar oud- Nieuwe: genetische modificatie

- 1953: DNA dubbele helix- 25 jaar geleden: moleculaire genetica- genomen: gist eerst- klonen- veel toepassingen in farmacie- risico’s: horrorverhalen- Europa: indien meer dan 0.9% genetisch gewijzigd materiaal

aanwezig: etiket- VS: aantonen van geen bijkomend gevaar: voldoende

Toepassingen in granen

- Beter afbreken van zetmeel

- Veroudering van bier tegengaan

- Granen bestand maken tegen insecten: toegepast in VS. Europese brouwerijen eisen certificaat: GMO-vrij

Toepassingen in brouwerij

- Algemene anti-GMO-gevoelens

- Omzeggens geen additieven toegelaten

- Brouwers willen imago van natuurlijke drank behouden

- Voorspellingen ?

- DNA-technologie wel gebruikt in onderzoek van planten en gist

Toepassingen in gist• Nieuwe efficiëntere gisten creëren is mogelijk

– Biergisting en –lagering: paar dagen- diacetyl- beter suikerverbruik- uitvlokking van de gist- beheersing bierflavour

– Brouwers: geen GMO-gisten

Continue gisting en gistimmobilisatie

• Nog steeds batchproces

• Continu proces: veel voordelen (tijd, reiniging, …)

• Continu proces geeft andere verhouding van flavours

• Gistcellen immobiliseren: vandaag alleen voor lagering en bieren zonder alcohol

• Nog veel onderzoek nodig

Sociale en Economische aspecten

• Van 1900 tot 1987• In 1900 had men in België 3200 brouwerijen• Grote diversiteit van bieren van hoge gisting in onze

streken, relatief laag in densiteit (9° P), witbier, seefbier, peeterman, …

• Doorbraak van bieren van lage gisting vanaf 1920: koeling en zware investeringen nodig: doorbraak van enkele grote brouwerijen

Mede door invloed van oorlogen: nog slechts 126 brouwerijen in 1987

De laatste 20 jaar (1987 – 2007)

- 1987: officiële fusie van Artois en Piedboeuf: Interbrew + overname Hoegaarden en Belle-Vue

- 1995: Interbrew neemt Labatt over- Overname Whitbread, Bass, Oost-Europese

brouwerijen, …- Scottish & Newcastle neemt Kronenbourg over (w.o.

Alken-Maes)- 1970: pils gestegen tot 90% in België, maar daalt terug

tot 70% in 2000- Minder bittere pils

De laatste 20 jaar (1987 – 2007)

- Na Duitse, Engelse, Deense bieren maken eigen speciale bieren opgang in België: amber-, wit-, trappisten-, abdij-, streek-, kriek-

- Lightbieren en bieren zonder alcohol: geen succes

- Belgische consumptie daalt van 130 naar 90 liter/hoofd/jaar

- Export van Belgisch bier stijgt tot 10 miljoen hl/jaar, meer dan de eigen consumptie

Uitdagingen en opportuniteiten in bierindustrie

Bevindingen van CEO’s van de grootste brouwerijconcerns:- Meest opvallende veranderingen in biersector

- globalisering van de economie en bedrijven- veel meer wetgeving in Europa- meer druk van de aandeelhouders- bezorgdheid voor overmatig alcoholverbruik van bepaalde bierdrinkers

- Oplossingen van overheden:- restricties i.v.m. communicatie en producten- hogere heffingen

- Problemen zo niet op te lossen- Brouwindustrie wil meewerken: innovatie + dragen van

verantwoordelijkheid

Vergrijzing

Invloed van de vrouw

Nieuwe levensstijl = Genieten

Positieve reacties

• Minder defensief denken: minder verontschuldigen• ‘s werelds favoriete alcoholische drank• Met mate drinken: gezond, genotvol, verfrissend• gezellig, democratisch, sociale café’s (vs. eenzaam)• levert vele directe en indirecte jobs• rijk aan cultuur en traditie• veel inkomsten voor de staat (hoge accijnzen), veel

kleine nevenbedrijven• Bier niet laten behandelen als tabak: met mate

drinken is gezond

Sociale elementen

- In westerse landen is bierconsumptie de laatste 30 jaar gedaald

- Dit heeft economische en sociale gevolgen- Internationale maatschappijen krijgen meer macht, de

regeringen minder- Bierindustrie moet op sociaal vlak verantwoordelijkheid

opnemen- Drinkgewoonten van sommige jongeren: brouwers

moeten hen inlichten over voordelen van gematigde consumptie en risico van onveilige consumptie

- Europese en nationale organisaties werken hard aan zelfregulatie

Verwachtingen van grootindustrie: schaal van 1 tot 4

• 3.57: in verzadigde markten resulteren innovaties in succes en winst, grootste innovaties verwacht in de verpakkingen

• 3.14: overnames en allianties behoren tot de 3 succesfactoren van de toekomst, SAB-Miller en Inbev: op 10 jaar x 5

• 3.14: marketing is belangrijker dan brouwexpertise: 95% van de markt is Pils (geautomatiseerd)

• 2.90: sterke merken zijn belangrijk, maar meer dan één nodig

• 2.57: brouwen in de originele brouwerijen wordt minder belangrijk

Wereldproductie: 1.76 miljard hl

Eerste 6 producenten: 54%

Eerste 10 producenten: 64%

Top 10 Februari 2008

231,7 225,6

164150,7

120

58,4 50,9 50,4 41,1 39,5

0

50

100

150

200

250

SA

B M

iller

Inbe

v

Hei

neke

n

Anh

euse

r-B

ush

Car

lsbe

rg

Mol

son

Coo

rs

Mod

elo

Tsi

ngt

ao

Yan

jing

Fem

sa

miljoen hl

Globalisering

- In bijna alle landen: oligopolisering: 3 brouwerijen hebben 80-90% van de markt

- Wereld: enkele brouwerij-groepen hebben samen meer dan 50%

- Val van de muur van Berlijn: start van zeer snelle globalisering

- Traditionele sector in België dient als voorbeeld- Vrije markt wordt wilde markt: geen rem meer op

fusies- Grote maatschappijen: verschuiving van productie naar

marketinginvesteringen- Automatisering: slechts betaalbaar voor grote volumes

Globalisering (vervolg)

- Winstmarges steeds opdrijven: winstmaximalisatie

- Belangen van personeel en R&D ?- sluitingen van hoofdkwartieren bij fusies- onderzoek: leveranciers en outsourcing

- Bierwereld: enorme paradox- bier = globalisering- bier = lokaal en streekgebonden

- Bieren worden aangestuurd door hoofdkwartier: meer en meer gelijkenis

Globalisering: reactie

- Westerse wereld: bierverbruik dalend- Pils verliest marktaandeel- VS:

- enorme bierplas met eenvoudige smaak- verschillende culturen, genetische verschillen vragen

verandering- 20 jaar geleden: 40 brouwerijen- vandaag: 1400 (kleine) brouwerijen met

- slechts 4% van de markt- jaarlijkse groei van 20%

- consument is bereid hogere prijs te betalen voor ambachtelijke producten

- ambacht vs. reclame

België

- 270.000 mensen: in bierindustrie = 8% van werkgelegenheid- Slechts 5000 werknemers in brouwerijen- Belgische biercultuur: zelfs gekloond in VS- Kleine brouwerijen kunnen overleven door speciale biersmaken- Kostprijs hl Pils: € 105

- grondstoffen € 15- accijns € 20- personeel € 25- promotie en verkoop € 25- afschrijvingen € 20

- KMO’s: rijkdom in België- wetgeving hier niet op ingesteld- wetgeving: papierberg

België (vervolg)

- 70% pils: vnl. 3 brouwerijen

- 30% speciale bieren: ook kleinere brouwerijen

- 20.000 café’s (afname van 20.000 in 30 jaar)

- Arnoldus groep- verantwoord matig biergebruik

- bier met liefde gebrouwen drink je met verstand

- Belgische Brouwers: mede-oprichter van BOB

Slot

– Steeds meer interesse in speciale bieren met goedekwaliteit in de hele wereld met VS op kop

– Uitdagingen van de Vlaamse brouwerijen:• Moderniseren productieapparaat (kwaliteit en kwantiteit

maximaliseren)

• Productdiversiteit behouden en uitbreiden

= INNOVATIE EN VERNIEUWING

= INNOVATIE EN TRADITIE SAMEN

Slotbemerkingen

- Brouwindustrie sterk geautomatiseerd: zeer kapitaalintensief

- Megagroepen

- Reactie tegen egalisering van de smaak: voorbeelden zijn bierland België en VS

- Beweging tegen alcohol dreigt bier in verdomhoekje te duwen: reglementering en etikettering

- Jacht naar goederen, veel eenzaamheid

- Matige consumptie is positief voor gezondheid en goed voor sociaal leven