FAN

Freier Stickstoff (FAN) ist der Pool aus Aminosäuren und kleinen Stickstoffverbindungen, die in einem flüssigen Medium gelöst sind und von Hefezellen direkt aufgenommen und verstoffwechselt werden können. In Brauerei und Gärung bestimmt die FAN-Konzentration, ob die Hefe kräftig wächst, die Gärung steckenbleibt oder Fehlgeschmäcke entstehen. Gemessen wird sie in Teilen pro Million (ppm) oder Milligramm pro Liter (mg/L), typischerweise zwischen 50 und 300 ppm in der Würze, abhängig von der Getreidezusammensetzung und den Läuterbedingungen.

Der Begriff umfasst freie Aminosäuren (die dominieren), Ammoniakionen und kleine Peptide, die kurz genug sind, um ohne vorherigen Abbau die Hefezellmembran zu durchqueren. Hefe kann größere Proteine nicht direkt verstoffwechseln; diese müssen während des Läuterns oder der Gärung durch proteolytische Enzyme abgebaut werden. FAN unterscheidet sich von Gesamtstickstoff, der auch gebundenen Stickstoff in Proteinen einschließt. Eine Würze kann hohen Gesamtstickstoff aufweisen, aber gefährlich niedriges FAN, wenn der Proteinabbau unvollständig war.

Quellen und Messung

Helle Malzsorten liefern typischerweise 80 bis 120 ppm FAN; dunklere Malzsorten und Zuschlagstoffe variieren stark. Proteolytische Rasten beim Läutern (um 50 bis 55 Grad Celsius) erhöhen FAN durch den Abbau größerer Proteine. Kommerzielle Labore messen FAN mit der Ninhydrin-Farbmethode oder Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC). Der Würzequalitätsstandard sieht 80 ppm als Schwellenwert in vielen Brauereispezifikationen vor, obwohl einige Ale-Hefestämme auch darunter ausreichend arbeiten.

Unzureichendes FAN führt zu steckend gewordener Gärung, bei der die Hefe die Stickstoffquellen vor Gärungsende verbraucht, Restzucker im Bier hinterlässt und Geschmacksfehler verursacht. Umgekehrt kann überschüssiges FAN die Bildung von Fehlgeschmäcken und Kontaminationsrisiko fördern, wenn nicht gärungsaktive Mikroorganismen vorhanden sind. Brauer passen FAN durch Auswahl von Malztypen, Kontrolle von Läutertemperatur und Dauer, Einsatz stickstoffreicher Zuschlagstoffe wie Weizen oder Roggen oder Zugabe von anorganischen Stickstoffsupplementen wie Diammoniumphosphat (DAP) an.

FAN wird kritisch beim Hochgradigbrauen, wo Hefe unter osmotischem Stress steht und mehr Aminostickstoff benötigt, um die Stoffwechselkapazität zu halten. Bei der Weinfermentation beeinflusst die FAN-Konzentration die Entstehung von Aromastoffen; unzureichende Werte machen oft Zugaben von Hefenährstoffmischungen notwendig. Das Konzept gilt für alle fermentierten Getränke und einige Lebensmittelgärungen, obwohl Terminologie und Messstandards je nach Branche variieren.