Weizensamen in vier verschiedenen Stadien des Endospermabbaus
Archäologen haben experimentell eine Möglichkeit getestet, Spuren von Bier und anderen Getränken und Lebensmitteln zu entdecken, bei deren Herstellung Getreidekörner gemälzt wurden, so PLoS ONE. Es stellte sich heraus, dass dieser Prozess die Mikrostruktur der Aleuronschicht des Getreides beeinflusst - mehrere Reihen proteinreicher Zellen: Ihre Wände werden dünner. Dies macht sich auch nach dem Mahlen und Verkohlen der Körner bemerkbar. Ähnliche Veränderungen wurden an echtem archäologischem Material gefunden.
Bier spielt seit Jahrtausenden eine wichtige Rolle im gesellschaftlichen Leben der Menschen. Wenn wir wissen, wer, wann und wie es getrunken hat, können wir mehr über die alten Völker verstehen. Allerdings ist es nicht immer möglich, archäologische Funde von Bier genau zu identifizieren: Viele Kriterien, was den Spuren der Zubereitung dieses Getränks zugeschrieben werden soll, sind nicht klar genug. Daher versuchten Forscher aus Österreich, Deutschland, Irland und mehreren anderen Ländern unter der Leitung von Andreas G. Heiss vom Österreichischen Archäologischen Institut ein Zeichen zu finden, anhand dessen man mit Sicherheit sagen kann, ob das archäologische Material mit dem Bierbrauen in Verbindung gebracht wird.
Wissenschaftler haben Bier als nicht destilliertes alkoholisches Getränk definiert, das aus Rohstoffen mit hohem Stärkegehalt hergestellt wird. Der Rohstoff muss zwei Hauptstufen durchlaufen: Mälzen - die Aufspaltung von Stärke in Mono- und Oligosaccharide (Glucose bzw. Maltose) und die Fermentation dieser Substanzen, wodurch Ethylalkohol gebildet wird. Zu diesen Kriterien zählen unter anderem Bili-bili aus dem Tschad, Porter aus Großbritannien, Weizen aus Süddeutschland, Lambic aus Belgien und einige Chicha-Sorten aus Peru.
Die Prozesse, die bei der Bierherstellung ablaufen und die dabei entstehenden Stoffe. Die erforderlichen Stufen sind blau hinterlegt. Die vertikalen roten Pfeile markieren die Stadien, in denen Mono- und Oligosaccharide gebildet werden
Im Endosperm von Getreidesamen, aus denen am häufigsten Bier hergestellt wird, befindet sich viel Stärke. Es besteht aus Tausenden von Glukosemolekülen, die miteinander verbunden sind und dient als Nährstoffversorgung für den sich entwickelnden Pflanzenembryo. Wenn der Samen zu keimen beginnt, wird die Stärke des Endosperms durch hydrolytische Enzyme abgebaut und der Embryo verwertet die daraus gebildete Glukose. Daher wird das Getreide in der ersten Stufe eingeweicht und gekeimt: Dies erhöht den Gehalt an Oligo- und Monosacchariden. Auch Glukose kann aus Zellwänden gewonnen werden: Sie werden hauptsächlich aus Zellulose gebildet, und auch diese Substanz besteht aus vielen Glukosemolekülen. Daher ist davon auszugehen, dass die Getreidekörner, die als Rohstoffe für Bier verwendet werden sollten, eine veränderte Struktur des Endosperms und der Zellwände aufweisen.
Glukose wird von Mikroorganismen - Hefe oder einigen Bakterien - fermentiert. Um die Umwandlung von Zucker in Alkohol zu beschleunigen, werden die Körner zerkleinert: Dies erhöht die Fläche, auf der Fermenter arbeiten können. Es hilft auch, Stärkerückstände abzubauen, da es hydrolytischen Enzymen den Zugang zu ihnen erleichtert. Das Mahlen kann jedoch Spuren der Fermentation von archäologischem Material verbergen. Es folgt oft eine Röstung, die auch die Identifizierung alter Rohstoffe für Bier erschwert.
Die Forscher machten darauf aufmerksam, dass in der Gerste (Hordeum vulgare), aus der oft Bier hergestellt wird, Zellen mit Aleuronkörnern, die unter der Schale des Korns liegen, ziemlich dicke Zellulosewände aufweisen. Es ist bekannt, dass diese Wände während der Keimung dünner werden. Archäologen haben vorgeschlagen, dass dies nach dem Mahlen und Verkohlen der Körner bemerkbar ist. Um dies zu testen, ließen sie die Gerste 1–5 Tage keimen und maßen dann die Zellwanddicke der Aleuronschicht der Gerstenkörner durch elektronenmikroskopische Aufnahmen ihrer Schnitte. Einige Samen wurden verkohlt, indem sie 24 Stunden lang in einem Muffelofen auf 230 Grad Celsius erhitzt wurden.
Auch die Dicke der Zellwände wurde für archäologische Funde geschätzt - verkohlte organische Überreste, geformt wie Gefäße zum Mälzen, aus dem ägyptischen Hierakonpolis (3764-3537 v. Chr.) und Tell el-Farah (3600-3500 v. Chr.), Deutsch Hornstad-Hörnle (3910 v. Chr.) und eine Reihe anderer. Einige von ihnen enthielten Körner nicht von Gerste, sondern von Zweikornweizen (Triticum dicoccum).
Zellwände der Aleuronschicht (A) von teilweise verkohlter Gerste aus Hornstad-Hörnle
Sowohl Versuche mit modernen Getreidesorten als auch die Untersuchung antiker Überreste haben gezeigt, dass sich die Zellwände der Aleuronschicht während der Keimung von Getreidesamen abbauen, was auch beim Mahlen und Verkohlen zu sehen ist. Obwohl die Zellwände theoretisch durch die Aktivität von parasitären Pilzen oder Erhitzung auf hohe Temperaturen und nicht durch biochemische Prozesse in den Zellen des Getreides während der Keimung dünner werden könnten, schlagen die Autoren dies als zuverlässigen Indikator dafür an, dass das Getreide zum Mälzen vorbereitet werden.
Die Erforschung von Bier und ähnlichen Getränken hat Archäologen bereits Daten über die unterschiedlichsten Gesellschaften der Vergangenheit gebracht. Wissenschaftler erfuhren, dass im Huari-Reich, das von etwa 600 bis 1100 n Entscheidungen dort. Und bei den alten Kelten hat der Wohlstand eines Menschen beeinflusst, woraus das Bier besteht, das er trinkt: wenn reich, dann aus Gerste, und wenn arm, dann aus Hirse.
