F – wie Fermentation

Was versteht man unter Fermentation?

Die Fermentation ist ein biologischer Prozess in der Whiskyproduktion, bei dem die in der Würze enthaltenen Zucker durch Hefe in Alkohol (Ethanol) umgewandelt werden. Der Begriff stammt aus dem Lateinischen (fermentum) und bedeutet übersetzt „Gärung“.

Was sind Hefen?

Hefen gehören zur Klasse der Schlauchpilze (Ascomyceten), die eine der großen Abteilungen im Reich der Pilze darstellen. Sie sind einzellige Mikroorganismen, bestehen also nur aus einer einzigen Zelle. Die am häufigsten verwendete Hefe für die Gärung von Bier, Wein und Whisky ist Saccharomyces cerevisiae.

Wo findet die Fermentation statt?

Die Fermentation, also die alkoholische Gärung, findet bei St. Kilian Distillers in den hölzernen Washbacks statt. Diese 10.800 Liter fassende Gärbottiche aus Douglasienholz werden mit der nach dem Maischen und Läutern gewonnenen, zuckerhaltigen Würze befüllt und währenddessen mit der benötigten Menge an Trockenhefe M1 versetzt.

Wie arbeitet die Hefe?

Die biologische Bestimmung der Hefe ist es, sich zu teilen – und dazu benötigt sie Energie. Diese gewinnt sie durch Verstoffwechselung von Zucker, die in der Würze enthalten sind. Die Energiegewinnung der Hefe kann sowohl durch Atmung als auch durch Gärung erfolgen. Die Hefe ist nämlich der einzige lebende Mikroorganismus, der in der Lage ist, Zucker sowohl in Gegenwart von Sauerstoff (aerobe Bedingungen) als auch unter dessen Ausschluss (anaerobe Bedingungen) zu verstoffwechseln.

Was passiert in Anwesenheit von Sauerstoff?

In Gegenwart von Sauerstoff, also während der Atmung, gedeihen Hefen prächtig. Sie „veratmen“ Zucker vollständig zu Kohlendioxid und Wasser und gewinnen dabei diejenige Energie, die sie für die Teilung und den Aufbau neuer Zellen benötigen. Unter diesen aeroben Bedingungen entstehen aus einem Molekül des vergärbaren Zuckers Glucose 38 Moleküle des für die Zellen wichtigen Energiemoleküls Adenosintriphosphat (ATP).

Was geschieht bei Abwesenheit von Sauerstoff?

Nachdem die Hefe den in der Würze gelösten Sauerstoff verbraucht hat, meist jedoch bereits viel früher, schaltet sie ihren Stoffwechsel auf Gärung um. Unter diesen anaeroben Bedingungen werden von der Hefe wesentlich mehr Zuckermoleküle verbraucht, um die Energieverluste zu kompensieren. Denn während der Gärung wird die Glucose unvollständig zu Kohlendioxid und Ethanol unter Bildung von lediglich zwei Molekülen ATP umgesetzt.

Wie lange dauert die Gärung?

Nach den zeitlich verschiedenen Phasen der Gärung – Orientierungsphase, Wachstumsphase und stationäre Phase – führt der Mangel an Nährstoffen und die steigende Alkoholkonzentration in der Wash letztlich zu einem Absterben der Hefezellen. Zu diesem Zeitpunkt sind etwa 40 bis 48 Stunden vergangen. Bei St. Kilian Distillers dauert die alkoholische Gärung im Durchschnitt 70 Stunden, mindestens jedoch 65 Stunden.

Welchen Einfluss haben Bakterien?

Nach dem Absterben der Hefe ist die Gärung noch nicht zu Ende. Denn nun können Bakterien und Wildhefen, die in den mikroskopisch kleinen Unebenheiten der Dauben der Washbacks Unterschlupf finden, die Inhaltsstoffe der toten und zerfallenen Hefezellen sowie noch vorhandene Zucker ihrerseits verstoffwechseln, um zu wachsen und sich zu vermehren. Diese Mikroben, bei denen es sich hauptsächlich um Essig- und Milchsäurebakterien handelt, produzieren bei ihrem Stoffwechsel chemische Verbindungen, wie Essigsäure und Milchsäure, die an die Wash abgegeben werden.

Bei welcher Temperatur wird die Fermentation durchgeführt?

Typischerweise wird in Schottland die Würze vor der Zugabe der Hefe auf eine Anstelltemperatur von 16°C bis 19°C abgekühlt. Da während der Gärung auch Wärme produziert wird, steigt die Temperatur in den Washbacks stetig an. Unsere vier Gärbottiche sind mit je zwei Kühlplatten ausgestattet. Dies ist eine Besonderheit, die beispielsweise in den schottischen Destillerien nicht zu finden ist. Wir stellen zunächst bei einer Temperatur von 28°C an und halten dann eine konstante Gärtemperatur von 31,5-32,0°C ein. Dies schafft die optimalen Arbeitsbedingungen für unsere Hefe, damit die entsprechende Ausbeute an Ethanol sowie die von uns gewünschten Aromen gebildet werden.

Welche Aromen werden bei der Gärung gebildet?

Die Fermentation wird auch als die Geburtsstunde des Whiskys bezeichnet. Denn hier entsteht nicht nur zum ersten Mal der Trinkalkohol Ethanol, sondern auch eine Vielzahl von chemischen Verbindungen, die mit ihren blumigen, fruchtigen, grasigen, seifigen, öligen, schwefligen sowie wachsigen Geruchs- und Geschmacksaromen die Aromatik des späteren Whiskys mitprägen. Darunter befinden sich:

• Glycerin und Abkömmlinge, wie Glyceride
• Essigsäureethylester und andere Ester
• Organische Säuren, darunter Essigsäure, Milchsäure
• Fettsäuren und Fettsäureester
• Mittlere und höhere Alkohole, sogenannte Fuselöle: allen voran Isoamylalkohol und Phenethylalkohol
• Phenolische Verbindungen
• Schwefelverbindungen mit ihren meist unangenehmen Aromen
• Aldehyde mit ihren grasigen und oftmals stechenden Aromen
• Keto-Verbindungen, darunter Diketone: allen voran das nach Butterscotch riechende Diacetyl