BrewingScience is a peer-reviewed open access journal targeted at scientists and technicians from the brewing and malting industry and suppliers with an interest in background scientific knowledge. The purpose of this scientific journal is the transfer of knowledge from universities, colleges and other areas of research to the industry, to control institutes, and to official channels such as supervisory departments. BrewingScience publishes bimonthly original scientific papers that describe the most significant research in all areas of brewing science and beverage science, e.g. raw materials, brewing technology, microbiology, yeast technology, filtration, beer analytics, process engineering, quality control and taste stability.
Influence of high concentrations of aldehydes added at mashing-in on beer flavor stability: no evidence for direct contribution to aged beer aldehydes
Aldehydes are key markers of beer flavour stability, however, their origin during brewing and ageing remains debated, particularly with respect to de novo formation and release from bound-state forms. The present study investigated whether aldehydes present at the mashing stage contribute to the pool of free aldehydes in beer after fermentation and ageing. A mixture of selected aldehydes (2-methylpropanal, 2-methylbutanal, 3-methylbutanal, methional, phenylacetaldehyde, furfural, hexanal, and trans-2-nonenal) was added at mashing-in at concentrations corresponding to 3-fold and 10-fold levels relative to those quantified in a reference mash. Beers were produced in pilot scale and aldehyde concentrations were analysed in fresh samples and after 90 days of forced ageing at 30 °C using HS-SPME-GC-MS. The addition of aldehydes at mashing-in did not result in increased concentrations of free aldehydes in fresh beer. After forced ageing, all variants exhibited comparable aldehyde levels, and no consistent dose–response relationship between initial and final aldehyde concentrations was observed. These findings indicate that aldehydes present at early stages of brewing do not persist as a direct source of free aldehydes in finished or aged beer. The results indicate that aldehyde levels in aged beer are primarily determined by reactions occurring during storage, particularly Strecker degradation and other thermally driven pathways, rather than by the initial concentration of free aldehydes in the mash.
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Determination of repeatability and reprodubility of EBC accepted methods
Methods for barley analysis published in Analytica EBC, 4th ed. have been collaboratively tested by the European Brewery Convention Analysis Committee and other European laboratories involved in barley analysis. Repeatability (r₉₅) and reproducibility (R₉₅) values are presented. The answers to a questionnaire sent to all participating laboratories are discussed.
Copyright (c) 1996 BrewingScience https://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Die Automatisierung des Maisch- und Würzegewinnungsprozesses basiert heute noch vorrangig auf zeitgeführten Ablaufsteuerungen. Mit der Verfügbarkeit selektiver, in- bzw. on-line arbeitender Konzentrationsmeßverfahren können prozeßgeführte Qualitätssteuerungen realisiert werden. Im folgenden Beitrag werden die Möglichkeiten des Einsatzes von Biosensoren, prozeßnaher HPLC und NIR-Spektroskopie behandelt. Durch Variation der Arbeitsparameter und fortgeschrittener Auswertverfahren konnte die Zeitdauer der HPLC-Bestimmung vergärbarer Zucker auf ca. 3 Minuten verringert werden. Das ermöglicht die Überwachung und Steuerung des laufenden Maischprozesses. Die Anwendung eines eigens dafür entwickelten optisch-intrinsischen NIR-Sensors erlaubt noch schnellere Konzentrationsbestimmungen und bietet die Möglichkeit zur inline Messung ohne jegliche Probenaufbereitung.
Der Begriff Eiweißempfindlichkeit der Biere. Der heutige Stand der Forschung
Diese Arbeit wurde unternommen, um die Phenomäne genauer kennen zu lernen, die der Bestimmung der Eiweißempfindlichkeit der Biere zugrunde liegen. Die vom Autor 1961 vorgeschlagene Schnellmethode beruht auf der nephelometrischen Messung von Trübungen, die durch langsame Einspritzung einer Gallotanninlösung gebildet werden. Der dritte Teil ist ein Auswertungsversuch der verschiedenen Ergebnisse, die unter unterschiedlichen Bedingungen erhalten werden können, auf der Basis der klassischen Adsorptionstheorie. Die Rolle der Solvatation in allen Phänomenen, die die Löslichkeit und die Vergröberung der PT-Partikel bedingen, wird hervorgehoben. Diese Ergebnisse weisen die Berechtigung der für die Bestimmung der Eiweißempfindlichkeit vorgeschlagene Methode nach, indem sie ihre Grenzen genauer angeben. Sie eröffnen eine neue Perspektive in einem sehr komplizierten Bereich, dessen bessere Kenntnis für das Verständnis zahlreicher Phänomene des Alltagslebens, wo Polyphenole sehr verbreiet sind, nützlich sein könnten, vor allem in der Nahrungsindustrie.
Biomonitoring der Betriebshefen in praxi mit fluoreszenzoptischen Verfahren
Die stündliche Prozeßbeobachtung durch direkte, flußzytometrische Zellzyklusanalysen geben wertvolle Hinweise über den jeweiligen Stand der Hefe während der Gärung. Derartiges Biomonitoring macht die Gärung transparent. Zellzyklusanalysen sind empfindlicher als alle anderen Parameter die üblicherweise eingesetzt werden, da sie mit hoher statistischer Signifikanz das Wachstum und die Vermehrung der Betriebshefe on-line beschreiben, Gärstörungen, die auf Veränderungen in der Wachstumsgeschwindigkeit zurückzuführen sind, schon sehr früh anzeigen und eine Bestimmung des Zeitpunktes optimaler Zeuggebung bzw. Aufkräusung vermitteln.
fermentability (method for determination of)
Die Visualisierung von Strömungen in einem Modell eines zylindrokonischen Tanks
Diese Arbeit beschreibt den Versuchsaufbau, die Möglichkeiten und die Grenzen einer Visualisierung von Strömungen in einem 20l-Modell eines zylindrokonischen Tanks. Visualisierungen im Lichtschnittverfahren an Modellen zylindrokonischer Tanks sind in der Lage in qualitativer Übereinstimmung mit größeren Modellen und im Prozeß stehenden Tanks eine grundlegende Darstellung der Strömungen in zylindrokonischen Tanks zu liefern. Dies gilt sowohl für die Visualisierung der Blasensäule während der Hauptgärung, für die Wärmekonvektion, als auch für die verschiedenen Befüllungs- und Entleerungsvorgänge. Sollten weitere Untersuchungen ein scale-up möglich machen, könnte dieses Verfahren Optimierungsmöglichkeiten für Dimensionierung und Ausstattung von ZKTs darstellen und ohne großen experimentellen Aufwand visualisieren.
An update of analytical procedures for the determination of malt modification and malt homogeneity
In this review, to be published in four parts, an overview is presented of existing analytical methods for the evaluation of malt modification and malt homogeneity. The analytical limits and the precision (repeatability/reproducibility) are mentioned, if available, with the strength and weakness of each method. For the appreciation of the modification, 7 physical-mechanical methods, 7 physical methods, 8 visual and colorimetric methods, 13 solid-liquid extraction methods and 6 biochemical/enzymic methods are described. For the determination of the homogeneity, a restricted number of analytical methods are evaluated. In the malting and brewing industries, outdated analytical procedures continue to be applied and too much reliance is placed on them for the evaluation of malt quality.
EBC-Symposium "Immobilized Yeast Applications in the Brewing Industry"
Auswertung der Sommergerstensorten in der Tschechischen Republik
Diese Veröffentlichung präsentiert die Ergebnisse der Kleinmälzung sowie der Malz- bzw. der Würzeanalysen bei 21 in der "Liste der genehmigten Sorten in der Tschechischen Republik" eingetragenen Sorten von Sommergerste. Die dreijährigen Schnittwerte bestätigen, daß die Malzqualität durch die Sorte der Sommergerste im wesentlichen Maße beeinflußt wird.
The methods discussed in this second parte are: 1) Physical methods, some of which still play their part in maltings; other, more promising, techniques, such as near -infra-red-reflectance spectroscopy, have still to be optimised. This last approach is of special interest to laboratories dealing with a large number of samples, but requires recalibration for each harvest; 2) Visual and colorimetric methods have been found interesting in recent years both for research and quality assurance. Colorimetric methods are being made more reliable by replacing the use of the eye by image analysis. An overall summary is presented for each method, this integrates the strengths and the weaknesses of each.
Neben der differentiellen Zählung von Zellen, die bei allen flußzytometrischen Analysen erfolgt, ist vor allem ein Monitoring der Wachstumseigenschaften der Betriebshefe während der Gärung und Reifung möglich. Zwei Funktionalitätstests, die den Zustand der Hefepopulation zum Zeitpunkt der Probenahme beschreiben, sind während der Lagerung und Gärung eingesetzt worden: 1. Die Bestimmung der Esteraseaktivität, die auf der biochemischen Reaktion beruht, daß bei Anwesenheit von Esterasen in lebenden Hefezellen, fluorogene Substrate wie Fluoresceindiacetate (FDA) hydrolytisch gespalten werden, so daß der freigesetzte Farbstoff Fluorescein in der Hefezelle floureszenzoptisch nachgewiesen werden kann; 2. Der Gehalt an Reservestoffen (Neutrallipiden) wird durch Nilrot, einem stark lipophilen Fluoreszenzfarbstoff, spezifisch angefärbt und spiegelt den metabolischen Zustand der Hefezellen – ob gäraktiv bzw. gärinaktiv – wieder. Alle bisher beschriebenen fluoreszenzoptischen Verfahren gewinnen praktische Bedeutung, um Zustandsbeschreibungen und Informationen über die Hefe während der Lagerung, der Propagation sowie der Gärung und Reifung zu erhalten, so daß frühzeitig Gärstörungen erkannt und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
Untersuchungen zur Applikation des bulgarischen Enzympräparates "Trichozease SU-2" bei der Treberverarbeitung. Ein Ergebnisbericht
Es wurde mit dem bulgarischen pilzlichen Enzympräparat "Trichozease SU-2" Versuche zur Hydrolyse von Trebern zum Zwecke einer zusätzlichen Treberextraktgewinnung im Labormaßstab durchgeführt. Das Präparat wurde durch Kultivieren einer Mutante des Stammes "Trichoderma reesei M-27 g" gewonnen und besitzt einen deutlichen hemicellulolytischen und cellulolytischen Enzymkomplex. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß das Präparat eine hohe beta-Glucanaseaktivität im Temperaturbereich von 45–55° Celsius besitzt und die beim Extrahieren der Treber freigesetzten ß-Glucane vollkommen abbauen kann. Eine deutliche Zunahme der Treberhydrolyse und damit eine wirtschaftliche Erhöhung des zusätzlich gewinnbaren Treberextraktes konnte nicht erreicht werden.
EBC Method 13.4 Determination of moisture and nitrogen contents of barley and malt by near infrared spectroscopy (NIRS)
Determination of the moisture and nitrogen contents of barley and malt by near infrared spectroscopy (NIRS)
The determination of the moisture and nitrogen contents of barley and malt by near infrared spectroscopy (NIRS) has been tested by the Analysis Committee of the European Brewery Convention. In the collaborative trial ffour samples of barley and malt were analyzed by 17 laboraties. Repeatability (r₉₅) and reproducibility (R₉₅) values of 0.3 and 1.5% m/m respectively were obtained for barley moisture over the range 12.7 to 15.8% m/m. For malt moisture these values were 0.2 and 1.3% m/m over the range 4.0 to 4.3% m/m, for barley nitrogen 0.1 and 0.3% m/m on dry matter over the range 1.57 to 2.14% m/m, and for malt nitrogen 0.1 and 0.2% m/m on dry matter over the range 1.58 to 1.82% m/m, respectively.
Determination of the soluble iron content of filter aids. A collaborative trial
The International Method for the determination of the soluble iron content of filter aids has been collaboratively tested by members of the Analysis Committee of the European Brewery Convention to obtain repeatability (r₉₅) and reproducibility (R₉₅) values. It was judged that precision values were dependent on the quantity of the soluble iron content of the filter aids over the range 32 to 220 mg/kg. Repeatability (r₉₅) value of 0.050 m and reproducibility value (R₉₅) of 0.255 m were obtained over this range.
EBCM-Datenbank: Ergänzungen zu den EBC-Analysenmethoden Nr. 1/95
Eine umfassende Sammlung der Analysenmethoden der European Brewery Convention (EBC) erschien letztmals 1987 als Analytica-EBC IV, und zwar in Englisch, Deutsch und Französisch. 1994 wurde die Datenbank EBCM on-line verfügbar, die jetzt als Primärquelle für EBC-Analyslenmethoden dient. Diese Datenbank ist durch die Zusammenarbeit der Brewing Research Foundation International (BRFI) mit dem EBC-Analysenkomitee entstanden.
Zu den wesentlichen intrazellulären Parametern der Saccharomyces-Hefen zählen der DNS-Gehalt sowie die Gehalte an Neutrallipiden, Enzymen und membrangebundenen 3β-Hydroxysterolen. Sie haben großen Einfluß auf die Physiologie der Betriebshefen. Ein Biomonitoring der Gärung und Reifung muß neben der Proliferations-Kontrolle auch die Funktionalität der Hefezellen einbeziehen. Die 3β-Hydroxysterole übernehmen zwei Schlüsselfunktionen während des Wachstums und der Vermehrung der Hefe. Die "sparking function" wird als das auslösende Moment für die Proliferation (Zellzyklusinitiierung) der Hefezellen angesehen. Die "bulk membrane function" nimmt Einfluß auf die Permeabilität, Fluidität und Stabilität der Hefemembran. Das Zusammenspiel zwischen Umweltbedingungen und Signalübertragung durch die Hefezelle, ob die vorgegebenen Bedingungen ausreichen, einen Zellzyklus zu beginnen bzw. das Wachstum und die Vermehrung vorübergehend einzustellen, sind für den Ablauf der Gärung von großer Bedeutung. Mit fluoreszenzoptischen Analysen können die Zellzyklusphasen und die verschiedenen Zellzustände in einer Population während des Wachstums statistisch signifikant bestimmt werden.
A model describing the lautering process
This article describes modelling of the wort separation procedure in a lauter tun. It has been shown that viscosity and particle size distribution in the fines are the main parameters determining lautering performance when other raw material condition are constant. MPS and viscosity can be varied with conditions such as temperature of the mash of agitation. The background of how these two parameters influence the sedimentation, filtration performance and washing efficiency of the cake has been described. A computer model has been established which enables prediction of the main process parameters: wort run off rate, wort extract and height of the spent grains cake. It has been shown that the model predicts existing data with good accuracy.
Bewertung von Lösungseigenschaften von Malzen mittels Friabilimeter, Calcofluor- und FIA-Methode
In der vorliegenden Arbeit werden die derzeit am häufigsten eingesetzten Methoden zur Bestimmung der cytolytischen Lösung von Braumalzen beschrieben. Anhand von Mälzungsversuchen sowie der Untersuchung von Handelsmalzen wird abgeleitet, welche Aussagekraft die Friabilimeter- und die Calcofluormethode sowie die Bestimmung der löslichen beta-Glucane in der Kongreßwürze mittels Fließinjektionsanalyse haben. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden werden gegenübergestellt.
Internationale Harmonisierung durch neuen "Internationalen Kalibrier-Extrakt (ICE 1)"
Die European Brewery Convention (EBC) und die American Society of Brewing Chemists (ASBC) bildeten 1994 ein gemeinsames Subkomitee mit der Aufgabe, einen beidseits anerkannten Kalibrier-Extrakt für die HPLC-Analyse von alpha- und beta-Säuren in Hopfen und Hopfenprodukten zur Verfügung zu stellen. Dieses Subkomitee formierte sich durch die Zusammenarbeit zwischen dem EBC-Analysenkomitee und dem Technischen Komitee der ASBC. Dr. H. Pfenninger von der Versuchsstation Schweizerischer Brauereien (VSB) wurde zum Vorsitzenden des gemeinsamen EBC/ASBC Hopfenstandard-Subkomitees ernannt.
Hopfen und Hopfenprodukte (Analysenmethoden für)
hops and hop products (analysis method for)
In this third part, the solid-liquid extraction and solid-liquid separation methods are discussed. Thirteen different extraction techniques are assessed in relation to malt modification and the precision and their strengths and weaknesses are mentioned. The choice of methods is often a delicate task, but should always be related to the prediction of industrial wort quality. Several methods are obsolete, as they do not take into account basic biochemical and process engineering knowledge. The extract calculation by using volumentric methods should be abandoned in favour of mass determinations.
A practical at-line measurement of carbon dioxide production of barley during malting process
An at-line method to measuring carbon dioxide output of barley in malting process was developed. The method is based on the principle of recirculation. A barley sample taken from steep tank, germination box of koiln was placed in a chamber. Air from the chamber was pumped into a gas analyzer to monitore its carbon dioxide concentration and then returned back into the chamber. Carbon dioxide production rate of a sample was calculated by determining the slope of the increase of CO₂ concentration during recirculation. Determination took 10 to 15 min per sample. CO₂ production rates of the samples taken dring micro malting varied from 0 to ca. 800 mg h⁻¹ kg⁻¹ dry wt. and were in good agreement with the values presented in literature (Hough et a., 1971). As a rapid and convenient method the system allows research and practical studies on factors concerning the physiological activity of barley at different states of malting process.
EBC-Method 6.4.1 Fatty substances in solid adjuncts
EBC-Method 6.1.1 Moisture (Solid adjuncts)
Determination of moisture and fatty substances contents of solid adjuncts
Two new methods – moisture at 130–133°C and fatty substances extracted by petroleum ether – were collaboratively tested by 14 laboratories (EBC and IOB Analysis Committee members and other laboratories). For moisture the following values were obtained in the range 12 to 15% m/m, repeatability = 0.13% m/m and reproducibility = 0.60% m/m. For fatty substances in the range 0.3 to 0.9% m/m the following values were obtained: repeatibility =(0.06m+0.02)% m/m and reproducibility =(0.14m+0.09)% m/m. Both methods were accepted and will replace methods 6.1 and 6.4 respectively in Analytica EBC. The method for Fatty Substances will replace IOB methods 4.1.3 and 4.2.3. These modifications will become operative on 1st September, 1996.
EBC-Method 3.2.1 (Barley) 3.2.1 Total nitrogen of barley: Dumas combustion method EBC-Method 4.2.1 (Malt) 3.2.1 Total nitrogen of malt: Dumas combustion method
Determination of total nitrogen in barley and malt by combustion method. Collaborative trial
A combustion method, relying on the Dumas principle, fo the determination of total nitrogen in barley and malt, has been collaboratively tested by the Analysis Committee of the European Brewery Convention. Repeatability, r₉₅, and reproducibility, R₉₅, values were 0.063 and 0.116% of dry matter, respectively, for samples with nitrogen contents in the range 1.23 to 1.86% N of dry matter. There was no significant difference between these values for barley and malt. The Analysis Committee approved the adoption of the combustion method for inclusion in Analytica EBC as an alternative method.
1 Presentation on the Brewing Analytes Proficiency 2 EBC Microbiological Methods 3 Reports of Sub-committees 4 Publications
Zum Nachweis von Kontaminationen im filtrierten Bier wird in der biologischen Betriebskontrolle der Brauerei das CFU-Verfahren (colony forming units) auf Membranfiltern und Selektionsnährmedien durchgeführt. Dieses Verfahren birgt eine Reihe von Nachteilen: Kontaminanten, die sich in der Ruhephase des Zellzyklus befinden, werden nicht erfaßt, da sie nicht imstande sind in der relativ kurzen Bebrütungszeit auf künstlichem Nährmedium Kolonien zu bilden. Die Überführung von anaerob wachsenden Mikroorganismen auf künstliches Nährmedium dauert zu lange, so daß diese Spezies durch die Anwesenheit von Sauerstoff häufig absterben. Mit Hilfe der Bildanalyse können Kontaminanten direkt auf dem Membranfilter angefärbt und quantitativ anhand ihres Fluoreszenzlichtsignales als lebende oder tote Zellen differenziert werden. Gegenüber den konventionellen Analysenmethoden hat die Bildanalyse den Vorteil, direkt ein Ergebnis zu präsentieren, Anaerobier sofort zu erfassen, ebenso wie langsam proliferierende Spezies. Darüber hinaus sind aufgrund der schnellen Präparation und Auswertung der Proben Mehrfachanalysen möglich. Allerdings sind beide Verfahren mit der unbefriedigenden Erkenntnis behaftet, daß sie sich nicht auf eine statistisch abgesicherte Analyse stützen, sondern auf einem empirisch erarbeiteten Wert, der aus vielen Vergleichsmessungen zustande kommt. Somit ist aus einer einzigen Stichprobe keine quantitative Aussage über die Zuverlässigkeit des Rückschlusses auf die Grundmenge von 1000 hl bzw. bis 8000 hl/ZKG zu ziehen.
Nachweis mikrobiologischer Kontaminationen (Methode zum)
detection of microbial contaminants (method of)
Solid-state fermentation for enhanced brewers‘ spent grain protein valorisation: A comprehensive review of conventional and emerging techniques
Growing demand for sustainable plant-based protein sources has increased in recent years. Brewers’ spent grain (BSG), the most abundant brewing by-product by volume, has attracted considerable attention due to its high protein content (18 to 30%) and its desirable physicochemical and nutritional properties. In this review, the advantages and limitations of conventional and novel BSG protein (BSGP) extraction techniques were discussed and compared. Solid-state fermentation (SSF) was highlighted as a sustainable and industrially adaptable biological process that enhances protein accessibility and recovery for waste valorisation. The commercial viability of SSF-regulated BSG bioconversion, key operational factors and future insights were also examined. Overall, this review provides an updated evaluation of BSG protein extraction methods, thereby contributing to the advancement of sustainable resource utilization and promoting circular bioeconomy.