Lagerbier – ein biologischer Zufall mit Migrationshintergrund



Aller Anfang war obergärig

Wer in Mitteleuropa ein Bier trinkt, trinkt meistens ein Lager oder ein Pils, also ein sogenannt Untergäriges. Ausnahmen mögen die Regionen Köln und Düsseldorf sein, deren «Normalbiere», Kölsch und Altbier, obergärig sind. Wer aber hierzulande eine «Stange», «ein Grosses» oder einfach «ein Bier» bestellt, bekommt ein Lager oder Spez. Untergärige Biere decken in der Schweiz über 80 % des Marktes ab. Das war aber nicht immer so. Historisch war Bier in der Regel obergärig. Erst ab dem 16. Jahrhundert entwickelte sich wohl eher zufällig in Bayern die untergärige Hefe und damit das Lagerbier, das Pils und die diversen andern untergärigen Bierstile.

Die ursprüngliche Bierhefe, Saccharomyces cerevisiae, von welcher viele verschiedene Stämme existieren, ist obergärig. Das heisst, sie braucht warme Temperaturen von 14 – 25°C, um die Bierwürze zu vergären und Alkohol zu produzieren. Bei weniger als 10°C stellt sie den Betrieb ein. Ausserdem bildet sie bei der Vermehrung Zellverbände, die von Gärgasen an die Oberfläche gehoben werden und auf dem Jungbier schwimmen. Im Gegensatz dazu findet die Gärung mit untergäriger Hefe bei etwa 4 – 9°C statt und die Hefezellen sinken auf den Boden des Gärfasses ab. So entstandene Biere weisen ein einfaches, klares Geschmacksprofil auf, da bei der langsameren Gärung bei tieferen Temperaturen praktisch keine Gärungsnebenprodukte wie fruchtige Ester oder würzige Phenole entstehen. Sie sind schlank und süffig – Lagerbier eben. Die Dominanz der obergärigen Hefen hat sich in Teilen Westeuropas, da wo die Ales zu Hause sind, insbesondere in Grossbritannien, aber auch in Belgien oder in der Region Köln-Düsseldorf erhalten. Nicht so in Bayern. Unter den bayrischen Biersorten ist heute einzig das Weizenbier noch obergärig.


Im Gegensatz zur untergärigen Hefe (rechts) bildet die obergärige (links) bei der Vermehrung Sprossverbände, da die neuen Zellen nicht vollständig abgetrennt werden. Deshalb wird die Hefe durch das die der Gärung entstehenden CO2-Blasen, die sich in den Zellverbänden verfangen, im Gärbottich an die Oberfläche gehoben, während die untergärigen Hefezellen sich auf dem Boden ablagern.



Das untergärige Bier entstand in Bayern

Im Bestreben, die oft schlecht schmeckenden Biere, die im Sommer gebraut wurden zu verbessern, wurden im 16. Jahrhundert in Bayern unbewusst Bedingungen geschaffen, welche zur Entstehung des Lagerbiers führten: Nachdem die 1516 erlassene, heute als deutsches Reinheitsgebot bekannte Verordnung über die zulässigen Bierinhaltsstoffe, keine Verbesserung der vor allem im Sommer oft schlechten Biere erreichte, erliess der Herzog von Bayern, Albrecht V., 1553 ein generelles Brauverbot für den Sommer. Heute wissen wir natürlich, dass die schlechte Qualität im Sommer durch bierverderbende Mikroorganismen verursacht wurde, die im warmen Sommer ideale Lebensbedingungen haben. Von Hefen und Mikroben wusste der Herzog von Bayern aber noch nichts.

Fortan durfte also nur noch zwischen dem Tag des Heiligen Michael am 29. September und dem Tag des Heiligen Georg am 23. April gebraut werden. Das Verbot hatte die erwünschte Wirkung, das Bier wurde besser.

Da die Brauereien in Sommer nun geschlossen waren, brauten sie im Winter umso mehr. Hier liegt übrigens auch der Ursprung des «Märzen», jenes Bieres, das im März für eine bessere Haltbarkeit etwas stärker eingebraut und für den Sommer eingelagert wurde. Verstärkt wurde der Effekt des Sommerbrauverbots zusätzlich durch die als «kleine Eiszeit» bekannte klimatische Abkühlung, welche den Winter kälter machte und um mehrere Wochen verlängerte.

Im bayrischen Winter war es für die «alte» Bierhefe S. cerevisiae nun ungemütlich kalt. Doch obwohl die wärmeliebende obergärige Hefe unter diesen veränderten Bedingungen Mühe hatte in die Gänge zu kommen, fand dennoch eine Gärung statt. Das lag daran, dass Hefen damals keine Reinzuchthefen waren, sondern ein Mischung verschiedener Stämme und Arten. Und da war eine Hefeart drin, welche die kalten Temperaturen liebt: Die S. pastorianus. Da sie bereits ab etwa 4°C Zucker in Alkohol und Kohlendioxid umwandeln kann, übernahm sie die Arbeit und sorgte für die Gärung. Erst wenn das Bier wärmer wurde, erwachte die S. cerevisiae, aber dann war der meiste Zucker schon «gefressen». Somit konnte sich die neue S. pastorianus auch wesentlich schneller vermehren und verdrängte die S. cerevisiae aus den Hefekulturen der bayrischen Brauereien und deshalb auch aus fast allen bayrischen Bieren. In dieser langen Periode – das Sommerbrauverbot hatte bis 1850 Bestand – konnte sich die S. pastorianus zu einer genetisch stabilen untergärigen Hefeart entwickeln. Behaupten konnte sich die obergärige S. cerevisiae in Bayern einzig in den Weizenbieren, denn für diese galt das Sommerbrauverbot nicht.

Bayern ist somit die Wiege des untergärigen Lagerbiers und seine Entstehung letztlich eine Folge von herzoglichen Erlassen aus dem 16. Jahrhundert, die das Ziel hatten, die sommerlichen Bierfehler auszumerzen, sowie der lange andauernden Temperatur-Anomalie während der Kleinen Eiszeit. Doch woher stammte diese neue Hefe?


Die Kleine Eiszeit, Wintertemperaturen 1708/09: In ganz Europa waren die Temperaturen während der kleinen Eiszeit deutlich tiefer als normal. In Bayern z.B. 6°C kälter, was den Winter nicht nur kälter sondern auch länger machte (Quelle: Wikipedia).







Die Lagerhefe hat Migrationshintergrund

Lange Zeit wussten die Brauer nichts über Hefen. Vielmehr verstanden sie wohl eher intuitiv, was bei der Gärung ablief und beobachteten, welche Unterschiede sich zwischen unter- und obergäriger Bierherstellung ergaben. Auch nachdem sich die Wissenschaft der Hefe angenommen hatte und entdeckte, dass es sich um einen lebenden Organismus handelt und nicht wie lange abgenommen, um eine chemische Substanz, war unklar, wo diese neue Hefe, die bei tiefen Temperaturen zu vergären vermochte, herkam. Erst mit Methoden der Genomanalyse gelang es 1996 die DNA von S. cerevisiae und Jahre später auch jene von S. pastorianus zu sequenzieren. Die Gen-Profile zeigten, dass S. pastorianus ein Hybride von S. cerevisiae und einer unbekannten andern Art ist. Ein Hybride ist eine Kreuzung, bei der von beiden Elternteilen praktisch das gesamte Erbgut im neuen Organismus enthalten ist, also ein sehr komplexes Genom besitzt. Der zweite Elternteil konnte nirgends in Europa gefunden werden. Eine weltweite Suche mit Beteiligung verschiedener Universitäten führte zu einer lokalen Wildhefe in Patagonien in den argentinischen Anden, deren Erbgut zu fast 100% jenem unbekannten Teil des Genoms

S. eubayanus
Zuckerreiche Cyttaria-Auswüchse an Südlichen Buchen

der S. pastorianus entspricht. Sie lebt dort in zuckerreichen Cyttaria-Auswüchsen an Südlichen Buchen. Über die Frage, wie diese südamerikanische Wildhefe, die vereinzelt auch in andern Weltgegenden wie China, Tibet oder Mongolei festgestellt wurde, nach Bayern gelangt sein könnte, kann nur spekuliert werden. Waren es die globalen Windsysteme oder eine Verschleppung mit transportierten Gegenständen oder Zugvögel? Die Erkenntnisse aus der Genanalyse belegen aber unzweifelhaft, dass diese, S. eubayanus genannte Hefe der zweite Elternteil sein muss, welcher in den Gärbottichen der bayrischen Brauereien des 16. Jahrhunderts die winterliche Gärarbeit übernommen hatte, sich dort mit der «alten» obergärigen Hefe vereinigte und zu einer neuen genetisch stabilen Art entwickelte. Üblicherweise pflanzen sich Hefen vegetativ, also durch Zellteilung fort, so dass alle Nachkommen genetisch identisch sind. Zu einer Hybridisierung unterschiedlicher Arten kommt es nur sehr selten unter extrem stressigen Bedingungen. Solche herrschten für die S. cerevisiae in den bayrischen Brauereien, als die winterlichen Temperaturen kaum noch den Wohlfühlbereich erreichten und die warme Sommersaison, in welcher sie sich hätte erholen und vermehren können, dem Sommerbrauverbot zum Opfer gefallen war. Diese Verbindung von S. cerevisiae und S. eubayanus hatte aber für beide Organismen Vorteile: Die Kältetoleranz und die Fähigkeit Dreifachzucker (Maltotriose) zu verstoffwechseln stammt von S. eubayanus, welche aber mit Ein- und Zweifachzuckern (Glucose, Maltose), die den Hauptteil des Zuckers in der Bierwürze ausmachen, nichts anzufangen weiss und den Alkohol schlecht verträgt. Diese Fähigkeiten brachte S. cerevisiae in die Fusion ein. Wahrscheinlich entstand eine Vielzahl solcher Hybride, die vielleicht weniger Vorteile oder viele Nachteile auf sich vereinigten und sich deshalb nicht weiter entwickeln konnten. Durchgesetzt hat sich mit der S. pastorianus jener Organismus, welcher sämtliche Vorteile für kalte Gärbottiche auf sich vereinigte. Die verschiedenen heute existierenden Stämme von S. pastorianus, die mal mehr Erbgut vom einen, mal mehr vom andern Elternteil enthalten, sind wahrscheinlich je durch eigene Hybridisierungsereignisse entstanden.


Der Siegeszug des hellen Lagerbiers

Anfänglich waren alle diese neu entstandenen Lagerbiere in Bayern dunkel. Diese erhielten erstmals 1841 Konkurrenz, als die Spaten Brauerei in München ein amberfarbenes Märzenbier und zeitgleich die Dreher Brauerei in Schwechat bei Wien das Wiener Lager auf den Markt brachten. Obwohl viele Münchner Brauereien das Dunkel als das einzig wahre Münchner Bier erhalten wollten und sich dem neuen Trend zu helleren Bieren verschlossen, war das helle Lagerbier nicht aufzuhalten. Bereits 1842 wurde in Böhmen das erste goldgelbe Pilsner gebraut. 1847 eröffnete die neue Lagerbierbrauerei Carlsberg in Kopenhagen, 1860 Anheuser in St. Louis (USA), 1864 Heinecken in Amsterdam. Dennoch wurden die wenigen Münchner Brauer, die helles Bier zu brauen wagten, noch Ende des 19. Jahrhunderts von ihren Berufskollegen angefeindet. Spätestens zu Beginn des 20. Jahrhunderts war aber klar, dass der Siegeszug der untergärigen Hefe und die weltweite Verbreitung des hellen Lagerbieres nicht mehr aufzuhalten war.


Die Renaissance des Dunklen

In neuster Zeit ist bei den Kreativbrauerinnen und -brauern nicht nur ein Trend zu untergärigen Bieren, sondern auch zu deren dunklen Sorten zu erkennen. Die spannende Geschichte der Entstehung der Lagerbier-Hefe, alles Wissenswerte über dunkle untergärige Biere und deren Brauprozess sowie eine Fülle von Brau-Rezepten finden sich im neuen Buch von Horst Dornbusch und Thomas Kraus-Weyermann «Untergärig und Dunkel – Die Brauwelt der dunklen Lagerbiere» aus dem Hancarl Fachverlag.



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