Ziel der Entwicklung
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollten Aussagen über den Einfluss von brauereitechnologischen Parametern in Mischgärungen getroffen und eine kontinuierliche Mischgärung etabliert werden. Stellvertretend für die verschiedenen Möglichkeiten der Getränkeproduktion in Mischgärungen wurde hier die Herstellung von Berliner Weiße untersucht. Des Weiteren sollte untersucht werden, ob über die Verwendung eines kontinuierlichen Betriebes Verfahrensschritte wie die sehr zeitaufwendige Nachgärung in der Weiße-Herstellung mit Brettanomyces bruxellensis (B. bruxellensis) deutlich verkürzt werden können. In einem abschließenden Arbeitspaket galt es, die Kenntnisse aus dem bestehenden Prozess auf andere in Mischkultur fermentierte Getränke, welche eine unterschiedliche Getränkebasis haben, sich aber bzgl. des Mikroorganismenkonsortiums Berliner Weiße ähneln, zu übertragen.
Vorteile und Lösungen
Zur Untersuchung der Fermentation verschiedenster Kombinationen von Mikroorganismen (MO) wurde ein Bioreaktor verwendet, mit dem es möglich war, unterschiedliche Fermentationsparameter (Belüftung, pH-Wert, Temperatur, Druck, Durchfluss, etc.) einzustellen und möglichst viele Daten im Prozess online zu erfassen. Weitergehend ermöglichte der verwendete Reaktor die Zurückhaltung der frei im Reaktor vorliegenden MO über den Einsatz moderner Crossflowfiltrationstechnologie. Dies eröffnete die Möglichkeit, die verwendeten MO gezielt einzusetzen, zu untersuchen und dem Prozess zu- und abzuführen. Somit konnte auch die Beeinflussung der MO untereinander eingehender betrachtet werden.
Des Weiteren sollte untersucht werden, ob über die Verwendung eines kontinuierlichen Betriebes Verfahrensschritte, wie die sehr zeitaufwendige Nachgärung in der Weiße-Herstellung mit Brettanomyces bruxellensis (B. bruxellensis), deutlich verkürzt werden kann. Über die Versuchsreihen konnte eine gleichbleibende und als hoch zu bewertende Produktqualität und Langzeitstabilität realisiert werden, jedoch nur auf Kosten der Produktivität. Diese sehr geringe Produktivität stellt den wirtschaftlichen Nutzen in Frage. Zudem wurde in einem letzten Arbeitspaket das System auf die Herstellung von Wasserkefir angewendet, um Erkenntnisse über die Stoffwechselleistungen (Säurebildung, Bildung von Gärungsnebenprodukten etc.) und die Möglichkeiten der Kombination von MO in Mischgärungen zu gewinnen, um ein alternatives Produkt mit einer hohen und gleichmäßigen Produktqualität und einer Langzeitstabilität des Systems zu gewährleisten. Dies konnte im Rahmen des Projektes realisiert werden und zusätzlich gelang es, die Produktivität des Systems um über 100 % zu steigern. Eine Gärung von Wasserkefir im kontinuierlichen System/Verfahren stellt somit eine realistische und wirtschaftlich interessante Alternative zur Chargengärung dar, muss jedoch noch weitgehender untersucht werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Durch die bereits erfolgreich beendeten Projekte Crossflow I (MF140083) und Crossflow II (49MF190085) konnte die Eignung des entwickelten Reaktors für die kontinuierliche Gärung von Bier gezeigt werden. Im weiteren Verlauf sollen der Reaktor und das etablierte Verfahren auf komplexere Gärgetränke angewendet und angepasst werden.
Demnach rücken neben Brauereien nun auch Getränke- und Lebensmittelhersteller in den Fokus, die mit komplexen Mikroorganismenpopulationen Speiseflüssigkeiten herstellen. Dies scheint umso wichtiger und auch für die potenziellen Hersteller der industriellen Anlage interessanter, da der Bierausstoß und -konsum trotz einer hohen Zahl an aktiven Braustätten in Deutschland seit Jahren weiter abnimmt.
Erschwerend kamen für die deutsche Brauwirtschaft die Auswirkungen der Corona-Pandemie hinzu, die auch im Jahr 2021 und im ersten Halbjahr 2022 zu massiven Einbußen für die deutsche Brauwirtschaft geführt haben. Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes ging der Inlandsabsatz 2021 im Vergleich zum Rekordminus des Vorjahres nochmals um 3,4 Prozent auf 7 Milliarden Liter zurück. Gegenüber 2019, dem Jahr vor der Corona-Krise, lag der Inlandsabsatz 2021 sogar um 8,6 Prozent niedriger.
Das gesteigerte Gesundheitsbewusstsein der Konsumenten und der Wunsch nach regionalen und ökologischen Produkten sorgt hingegen für ein gesteigertes Angebot an alkoholfreien bzw. -reduzierten Getränken. Die Brauwirtschaft hat auf das veränderte Konsumverhalten mit einem veränderten Produktangebot reagiert. Brauereien versuchen, mit immer neuen Biermischgetränken sowie alkoholfreiem Bier den Absatz bzw. ihre Wettbewerbsposition zu verbessern. So verdoppelte sich die Produktion von alkoholfreien Bieren von 2009 zu 2019, weiter steigend. Die Überkapazitäten und der enorme Preiswettbewerb im Inland sorgen jedoch dafür, dass die Renditen in der Regel im unteren einstelligen Prozentbereich liegen.
Im internationalen Vergleich hat die deutsche Brauwirtschaft nach wie vor einen ausgezeichneten Ruf. Der Export von deutschem Bier stieg in den Jahren von 2008 bis 2015 um 41,3 %. Dennoch sprechen wir hier von einem sehr niedrigen Niveau (Radeberger besaß <1 % Marktanteile in 2015), da der internationale Biermarkt von Marken wie AB InBev, Heineken und China Resources Breweries dominiert wird. Der Weltbiermarkt ist im Gegensatz zum deutschen weiterhin expandierend, vorwiegend im Ostpazifik-Raum.
Erschwerend kommt nach Angaben des Brauer-Bundes hinzu, dass für die Brauereien die Preise für Rohstoffe, Verpackungen, Energie und Logistik regelrecht durch die Decke gehen. So haben sich die Kosten für Transportpaletten innerhalb eines Jahres verdoppelt und die Preise für Malz als wichtigen Braurohstoff um bis zu 60 Prozent erhöht. Auch die stark gestiegenen Energie- und Rohstoffpreise in Folge des Krieges in der Ukraine verschärfen diese Situation zusätzlich.