Katholieke Universiteit Leuven
Bierbrouwen: Verleden, heden en toekomst Lessen voor de 21ste eeuw Freddy Delvaux
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
WIJN
Gerst: zetmeel eerst omvormen tot suiker
Druiven: suiker aanwezig
-
- Persen
Mouten: enzymfabriek Brouwen: suikerfabriek Gisten Lageren Filteren Vullen 4-10% alc.
-
Gisten Lageren Filteren Vullen 10-13% alc.
Water • Meeste bieren voor 90% water • Veel brouwerijen gebruiken putwater • Opgeloste mineralen kunnen invloed hebben op de smaak • Waterbehandeling
Voorbeelden van mineralen in bier Mg/l
Burton
Pilsen
München
Ca2+
268
7
76
Mg2+
62
2
18
HCO3-
280
14
152
SO42-
638
5
10
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 Niet fermenteerbaar
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
zoethout
Kardamon
Kruidnagel
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 CO2 suiker 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
apparent extract cell counting
8,00E+07
14
7,00E+07
12
6,00E+07
10
5,00E+07
8
4,00E+07
6
3,00E+07
4
2,00E+07
2
1,00E+07
0
0,00E+00 0,00
4,00
20,00
44,00
68,00
Time (hours)
140,00
164,00
188,00
Cell Count
° Plato (apparent)
16
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 botersmaak bij 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 rectangulaire kuipen: - 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
Top 10 Februari 2008 Wereldproductie: 1.76 miljard hl Eerste 6 producenten: 54% 250
231,7 225,6
200
Eerste 10 producenten: 64% 164
150,7
150
120 50,4
Modelo
Tsingtao
50
41,1
39,5
Femsa
50,9
Yanjing
58,4
Molson Coors
100
Carlsberg
Anheuser-Bush
Heineken
Inbev
SAB Miller
0
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 accijns personeel promotie en verkoop afschrijvingen
€ 15 € 20 € 25 € 25 € 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 goede kwaliteit 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
