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biologie artikel (Interpretation und charakterisierung)

Analyse von bier





Zielsetzung: / Bestimmung des Aschegehalts, des Dichte - und Alkohol- und Maltosegehaltes, des pH-Wertes, der flüchtigen Säure sowie der Extrakte und Stammwürze durch jene im Schweizer Lebensmittelbuch angeführte Standardverfahren.



1. SENSORISCHE TESTS



Geruch: Angenehm herb, typischer Geruch nach frischem Bier.

Geschmack: erfrischender Antrunk, kräftige Hopfenbittere (bitter-herb im Geschmack).

Klarheit und Farbe: Ocker-golden, mit freiem Auge keine Schwebstoffe oder Trübung erkennbar. Typgemäße Farbe.

Schaumbildung: Durch leichtes Schütteln starke Schaumbildung. Schaum bleibt zumal 20 Minuten bestehen.





2. ASCHEGEHALT


Geräte


Porzellanschale
Muffelofen , der eine Temperatur von 600 C° zu erreichen gestattet


Durchführung

Die Porzellanschale abwiegen, 25 ml Probe darin zum sieden erhitzen bis die Flüssigkeit verdampft und dannach wird bei 600°C das Konzentrat verascht. Die Schale mit dem Rückstand nach dem Abkühlen im Exsikkator zurückgewiegen.
Dies ergab einen Aschegehalt von 0,0463 g in 25 ml Bier.

Ergebnis: Der Aschegehalt beträgt 1,852g/l Bier













3. pH-WERT



Die Widerstandsfähigkeit eines Bieres gegen Trübungen nimmt mit steigendem pH-Wert ab. Deshalb kommt dieser Bestimmung große Bedeutung zu.



Geräte



Potentiometer mit Glaselektrode, Becherglas, Thermometer



Durchführung



Potentiometer mit Kalibrierlösungen einstellen bis der Messwert den pH-Werten der Lösungen entspricht. Sodann wird durch Eintauchen der Elektrode in das Bieraliquot der pH-Wert bestimmt. Es ist darauf zu achten das die Temperatur des Bieres 20°C beträgt.



Ergebnis: Der abgelesene pH-Wert beträgt 4,1 bei 20°C





4. DICHTE



Geräte



Pyknometer mit Schliffstopfen, Analysenwaage, Thermometer



Durchführung



Die Bestimmung der Dichte dient zur Berechnung des Alkoholgehaltes, der flüchtigen Säure, des scheinbaren Extraktes und des Extraktgehaltes der Stammwürze.

Die Dichte des von Kohlensäure befreiten Bieres ist pyknometrisch bei 20°C auf 4 Dezimalstellen genau zu bestimmen und anzugeben.



Pyknometergewicht [g] Pyknometer + Bier [g] Pyknometer + H2O [g]

30,3399 80,8091 80,3541



Dichte Bier:



Die Dichte des Bieres beträgt 1,0091g/cm3 bei 20°C



















3. DESTILLATIVE ALKOHOL-BESTIMMUNG



Geräte



Destillationsapparatur mit 250ml-Kolben, Heizhaube, Analysenwaage, Pyknometer, Wasserbad, 100ml-Messkolben



Durchführung



Die Bestimmung des Alkohols erfolgt durch Destillation einer abgewogenen Menge Bier und anschliessende pyknometrische Ermittlung der Dichte des wässrig-alkoholischen Destillates. Der zugehörige Alkoholgehalt wird dann aus der Tabelle nach Osborne entnommen.

In zuvor tarierten Destillierkolben 100,0g des zuvor von Kohlensäure befreiten Bieres einwägen und ca. 50 ml Wasser hinzufügen.

Kolben an Destillationsapparatur anschliessen. Als Vorlage einen tarierten 100ml-Messkolben , der mit 5 ml Wasser beschickt ist, verwenden. Die Verlängerung des Kühlrohres muß in das Wasser tauchen. Nach dem Destillieren Messkolben auf genau 100 g mit Wasser ergänzen und durchmischen. Nun die Dichte des Destillates bestimmen:



Ergebnis: Die Dichte entspricht nach Osborne: Alkoholgehalt von 4,12 Gew.%

Vol% Alkohol = Gew.%.ρ(H2O/EtOH).1,267 = 5,18 Vol.%


4. WIRKLICHER EXTRAKT



Definition



Unter wirklichem Extrakt (Ew) ist die Gesamtmenge der nichtflüchtigen löslichen Stoffe zu verstehen.



Prinzip



Der wirkliche Extrakt ergibt sich aus der Dichte des mit Wasser rückverdünnten Destillationsrückstandes.



Durchführung



Den bei der Alkoholbestimmung erhaltenen Destillationsrückstand nach dem Abkühlen durch Zugabe von Wasser auf das Gewicht des vorgelegten Bieres bringen. Nach gründlichem Durchmischen die Dichte der Extraktlösung pyknometrisch bestimmen und den zugehörigen Extrakt in % der Tabelle III des 1. Bandes Schweizer Lebensmittelbuch, Seite 800 entnehmen.







Ergebnis: Die Dichte entspricht einem wirklichen Extrakt von 3,94 Gew.%


5. EXTRAKT DER STAMMWÜRZE



Definition



Unter dem Extrakt der Stammwürze (St) ist der Trockensubstanzgehalt der unvergorenen Würze zu verstehen.



Berechnung



Der Extrakt der Stammwürze (St) eines fertigen Bieres berechnet sich nach der Balding-Formel wie folgt:



St: Extrakt der Stammwürze

A: Alkoholgehalt in % nach der destillativen Bestimmung

Ew: wirklicher Extrakt in Gew.%





Ergebnis: Der Extrakt der Stammwürze beträgt 13,9 Gew.%




6. SCHEINBARER VERGÄRUNGSGRAD



Definition



Der scheinbare Vergärungsgrad (Vs) des Bieres gibt in Prozenten an, wie viel des Extraktes der Stammwürze vergoren wurde.



Berechnung



Der Dichte des Bieres entsprechende scheinbare Extrakt (Es), welcher tabelliert ist (Schweizer Lebensmittelbuch 1.Band S.800 Tabelle III), dient zur Berechnung der scheinbaren Vergärungsgrades (Vs) in Prozent.

ρ(Bier) = 1,0091 g/cm3 ? Es = 2,31 Gew.%



Ergebnis: Der scheinbare Extrakt beträgt 2,31 Gew.%



Es gilt folgende Formel:



Ergebnis: Der scheinbare Vergärungsgrad beträgt 83,3%















7. BESTIMMUNG DER FLÜCHTIGEN SÄURE



Definition



Als flüchtige Säure wird die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen mit Wasserdampf aus dem Bier abdestillierbare organische Säure bezeichnet. Zur Hauptsache handelt es sich dabei um Essigsäure.



Prinzip



Die flüchtige Säure wird mittels Wasserdampf überdestilliert und im Destillat titrimetrisch bestimmt. Bei Bier handelt es sich nur um Essigsäure.



Geräte



Apparatur für Wasserdampfdestillation Büchi 316

250ml Erlenmeyerkolben

10ml-Bürette (zum Zeitpunkt der Messung gerade eine zu Handen)

50ml-Pipette AS



Reagenzien



NaOH c: 0,1 N

Phenolphtalein-Lösung, 1% in 70%igem Alkohol



Durchführung



50 ml Bier in der Büchiapparatur durch Wasserdampfdestillation unterwerfen, bis 200 ml Destillat resultieren. Zugabe von Phenolphtalein-Lösung und mit 0,1 N NaOH titriert.



Berechnung



Verbrauch NaOH: 0,65 ml

0,65 ml 0,1 N NaOH ? x mol CH3COOH



0,1 mol....1000ml

x..........0,65ml

x=0,000065 mol NaOH ? 0,000065 mol Essigsäure



M(CH3COOH): 60g/mol ? 0,0039g CH3COOH/50ml Bier

? X = 0,078g/l CH3COOH



% (CH3COOH) = X/[10. ρ(Bier)]

%(CH3COOH) = 0,008



Ergebnis: Das Bier enthält 0,078g/l oder 0,008 % Essigsäure. Dies entspricht der flüchtigen Säure





8. ALKOHOL UND MALTOSE MITTELS HPLC


Prinzip

Messung des Ethanol und Maltosegehaltes mittels quantitativer hochdruckflüssigkeits-chromatographischer Auswertung.


Reagenzien


Maltose Monochydrat
Ethanol, absolut


Geräte

HPLC-Apparatur bestehend aus: -Säule : BIO-RAD HPX-87H
-Detktor . PERKIN ELMER LC-25 RI
-Integrator : Shimadzu C-R6A.

Probenaufgabe

Probenaufgabe erfolgte manuell
Einspritztechnik: Direkteinspritzung mit gefüllter Nadel


Durchführung

Es wurden 2 g Ethanol und 0,1960 g Maltose.H2O in 100 ml H2O eingebracht, und eine Verdünnungsreihe hergestellt, welche anschließend gemessen wurde.
Die Bierprobe wurde ebenfalls verünnt gemessen.
Mit den Auswertungen konnte eine Kalibriergerade erstellt werden (Fläche gegen Konzentration).


Berechnung

Die Auswertung erfolgte über Excell, welche Beiliegend ist.

Ergebnisse: Das Bier enthält pro 100ml 5,97 g Ethanol, das sind 4,72 Gew.% oder 5,90 Vol.%


Das Bier enthält pro 100ml 0,206g Maltose.H2O

 
 




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