Aufgabe C2 Bier
Das Bierbrauen hat in Deutschland eine lange Tradition. Die Erzeugung eines
„besonderen Gerstensaftes" im bayerischen Geisenfeld in der heutigen Hallertau wurde 736 erstmals urkundlich erwähnt. Das bayerische Reinheitsgebot von 1516, nach dem ausschließlich Gerste. Hopfen und Wasser für den Brauvorgang verwendet werden dürfen, ist eine der ältesten lebensmittelrechtlichen Verordnungen.
1. Zur Herstellung von Malz wird hauptsächlich Gerste als Getreide verwendet. Beim Maischen, einem Teilprozess der Bierherstellung, wird die in den Getreidekörnern enthaltene Stärke mithilfe des Enzyms Amylase hydrolytisch zu Maltose gespalten.
Führt man das Maischen in drei verschiedenen Versuchen bei unterschiedlichen
Temperaturen unter sonst gleichen Bedingungen durch, so lassen sich nach jeweils der gleichen Zeit unterschiedliche Mengen an Stärke und Maltose (Malzzucker) in der Maische nachweisen.
Abb. 1: Relativer Gehalt an Stärke bzw. Maltose vor dem Maischen (links) und 30 Minuten nach Beginn des Maischens (rechts)
Erläutern Sie den im Diagramm dargestellten Zusammenhang zwischen der Temperatur beim Maischen und dem relativen Gehalt an Stärke und Maltose in der Maische! 7 BE 2. Nach dem Maischen wird der entstandene Sud gereinigt, mit Hopfen und der zur Gärung erforderlichen Hefe versetzt. Nach Hydrolyse der Maltose durch die Hefe verläuft der weitere Abbau der gebildeten Glucose unter aeroben bzw. anaeroben Bedingungen unterschiedlich.
Um dies zu untersuchen, wurde eine Glucoselösung mit Hefezellen versetzt und dieses Gemisch auf zwei Versuchsansätze A und B aufgeteilt. Unter sonst gleichen Bedingungen wurde einer der Versuchsansätze belüftet, der andere luftdicht verschlossen.
Geben Sie die Bruttogleichungen für den aeroben und den anaeroben Abbau der Glucose unter Einbeziehung der Energiebilanzen an und erläutern Sie. welcher der beiden Versuche unter aeroben und welcher unter anaeroben Bedingungen durchgeführt wurde! Es kann davon ausgegangen werden, dass Anzahl und Aktivität der Hefezellen in beiden
Versuchsansätzen gleich bleiben.
8 BE
3. Der Geschmack eines Bieres ist wesentlich von den Bitterstoffen des Hopfens geprägt, deren Strukturen sich von der des Humulons ableiten:
Humulon wird auch als Bittersäure bezeichnet. Vergleichen Sie unter Mitverwendung mesomerer Grenzformeln die Acidität der Hydroxygruppen des Humulons! Nicht beteiligte Molekülbestandteile können abgekürzt werden. 8 BE 4. Zur Herstellung von Bierkästen werden Kunststoffe mit Zusatzstoffen (u. a. Farbstoffe, Weichmacher) als Granulat im beheizten Zylinder eines Extruders bis zum plastischen Fließen erhitzt und in ein der Schnecke nachgeschaltetes, formgebendes Werkzeug geleitet.
N N HO
Durch sofortige Kühlung bleibt der Kunststoff in der Form eines Bierkastens. In einem kunststoffverarbeitenden Betrieb stehen zur Bierkastenherstellung folgende Kunststoffe A und B zur Verfügung:
Geben Sie die Strukturformeln der Monomerbausteine von Kunststoff A an und benennen Sie die Art der Polyreaktion nach der dieser Kunststoff hergestellt wurde! Entscheiden Sie, ob die gegebenen Kunststoffe A und B zur Herstellung von Bierkästen nach dem
beschriebenen Verfahren geeignet sind, und begründen Sie Ihre Entscheidung!
11 BE
5. Die meisten Polymere sind in reiner Form farblos. Zu Herstellung farbiger Bierkästen werden dem Kunststoffgranulat deshalb Farbstoffe zugesetzt, die sich im Polymer lösen oder an der Oberfläche adsorbieren. Ein Vertreter der Azofarbstoffe hat folgende Molekülstruktur:
Abb. 6: Strukturformel eines Azofarbstoffes
Erläutern Sie am Beispiel dieses Farbstoffes den Zusammenhang zwischen der Molekülstruktur und dem Phänomen der Farbigkeit!
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