Verfahren zur Herstellung stiekstoffreieher Gärmaischen. Für die Ernährung aller Gärungsorganis men ist die Stickstoffquelle von ganz beson derer Wichtigkeit, -da einerseits die Stick stoffquelle die Eiweissbildung in den Organis men bedingt, anderseits das Ausmass der Ver gärung der in der Maisehe dargebotenen stärke- und zuckerhaltigen Bestandteile in erster Linie von der Ausgiebigkeit und Re- sorbierbarkeit der als Stickstoffquelle ge botenen Eiweissstoffe abhängt.
Die eiweisshaltigen Zusätze zur Maische strllen aber auch ein verhältnismässig teures Material dar, weshalb eine vollständige -und restlose Ausnützung desselben angestrebt werden muss.
Die in den Rohmaterialien der zu ver- gärenden Maischen enthaltenen genuinen (nativen) Eiweisss.to.ffe können ja von den meisten Gärungsorganismen nicht direkt re- sorbiert werden, sie müssen erst über die Albumosen zu Peptonen, schliesslich zu Amiden und leicht resorbierbaren Amino- säuren abgebaut werden, um in den @Stoff- wechsel der Organismen eintreten zu kön nen.
Noch schwieriger gestaltet sich die Re sorption des koagulierten Eiweiss bei Ver- gärung jener Maischen, die zum Zwecke der Aufschliessung (Verkleisterung) der stärke haltigen Bestandteile hohen Temperaturen oder gar auch noch hohem Druck ,ausgesetzt werden mussten.
Allerdings sucht man durch Aufschlie ssen mit Säuren oder Alkalien die unver daulichen Eiweissstoffe den Gärungsorganis men zugänglicher zu machen und .durch Zu satz von anorganischen Stickstoffverbindun gen den Stickstoffgehalt der Maischen zu erhöhen. Bekanntlich lassen seich aber -die bereits oben erwähnten wertvollen Endpro dukte des Eiweissabbaues, die Aminosäuren (Asparagin, Leucin, T'yrosin usw.) nicht -durch anorganische Stickstoffquellen erset zen.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Eiweissstoffe der zu vergärenden Maischen auf rascheln und billigem Wege verlustlos derartig abzubauen, .dass die ent stehenden Endprodukte restlos assimiliert und zur Deckung des Stickstoffbedarfes herangezogen werden können. Erfindungs gemäss erfolgt dies in der Weise, dass die Eiweissstoffe der zu vermaischenden Roh materialien vorerst mit Hilfe zusätzlicher eiweissabbauender tierischer Fermente (Pan kreatin oder .dessen Fermentkomponenten, Pepsin)
aufgeschlossen werden; die Verar beitung der Maische kann hierauf in üblicher Weise erfolgen.
Als eiweisshaltige Rohmaterialien, die in der erfindungsgemässen Weise für die Vergärung sozusagen vorverdaut werden sol len, kommen zum Beispiel in Betracht: Alle Cerealien, Hülsenfrüchte aller Art und deren Mehle, Kleie, Malz, Malzkeime, Presskuchen von öl- und eiweisshaltigen Samen, so ins besondere der Erdnuss und der Sojabohne (Schrott, Kuchen und Mehle), ferner abge tötete (plasmolysierte) Hefe und schliess lich auch eiweissreiche Produkte aus dem Tierreich (zum Beispiel Milch, Molke, Kasein, Blut, Fisch- und Fleischmehl etc.)
Die Aufschliessung der Eiweissstoffe die ser Rohmaterialien auf fermentativem Wege kann in verschiedener Weise erfolgen. Zweckmässig wird man die eiweisshaltigen Rohmaterialien gesondert für sich in konzen trierter Form durch Fermente aufschliessen und die so- aufgeschlossenen Zusatzmaisehen .der Hauptmaische zumischen.
Da jeder Gä rungsorganismus andere Abbauprodukte be vorzugt, der eine weiter abgebaute, der andere weniger abgebaute, ist es von Vorteil, die Ein wirkung der Eiweissstoffe abbauenden Fer mente auf die Eiweissstoffe der Maische in dem Augenblick zu unterbrechen, in welchem .der für den. anzuwendenden Gärungsorganis mus geeignetste Grad des Eiweissabbaues er reicht ist. Die Unterbrechung der Einwir kung erfolgt zweckmässig durch längeres, Er hitzen .der Maische auf jene Temperaturen, die das in Anwendung gelangende Ferment unwirksam machen.
Bei Verwendung von Pankreatin wirkt .die im Pankreatin enthaltene Lipase auch ab bauend auf das eventuell vorhandene Fett und bewirkt hierdurch eine weitere Verbes serung der Maische für die nachfolgende Gärung.
Ein weiterer Vorteil beider Verwendung von Pankreatin ergibt .sich aus der An wesenheit .der im Pankreatin enthaltenen Amylase, die verflüssigend und verzuckernd auf die stärkehaltigen Bestandteile der Mai sche einwirkt.
Ein kleiner Zusatz pflanzlicher oder tierischer Kohlen, insbesondere aber von Aktivkohlen, hat sich bei der fermentativen Behandlung der eiweisshaltigen Rohmateria lien als beschleunigendes Agens erwiesen; auch bei .der folgenden Vergärung wirkt die beigegebene Kohle bekanntermassen als will- komTmener Katalysator.
Bei Verwendung von Pankreatin erfolgt die Aufschliessung der Eiweissstoffe im all gemeinen folgendermassen: Die eiweisshaltigen Rohmaterialien wer den in einer genügenden Menge von Wasser unter Zugabe einer entsprechenden Menge von Pankreatin unter Einhaltung der gün stigsten Temperatur und der jeweils not wendigen Wasserstoffionenkonzentration ein geweicht und solange digeriert, bis der Ei weissabbau zu jener Stufe vorgeschritten ist, die für .den betreffenden Gärungsorganis mus am günstigsten erscheint.
Von Vorteil ist bei .diesem Vorgang .der bereits oben erwähnte geringe Zusatz von Aktivkohle. Das im Pankreatin enthaltene Trypsin baut hierbei die genuinen Eiweisskörper über die Albumosen nur bis zum Pepton ab.
Das im Pankreatin enthaltene Erepsin, welches native Eiweisskörper anzugreifen nicht im stande ist, besorgt,den weiteren Abbau der Peptone zu Polypeptiden und Aminosäuren.
Nachdem .die erwünschte Stufe des Ei weissabbaues erreieht ist, wird die weitere Tätigkeit .der proteolytischen Fermente durch Erhitzen unterbrochen und es können dann die übrigen Zusätze (zum Beispiel Stärke, Zucker, Salze, etc.) zur Maische, sowie die Einstellung auf die für die in Betracht kommende Gärung notwendige Wasserstoff- e2 und Temperatur erfolgen.
<I>Beispiel:</I> Es wird eine Zusatzmaische in folgender Weise hergestellt: 100 gr Sojabohnenschrott -.erden in 1000 cm' Wasser, welches durch Zusatz von Sodalösung alkalisch (pH = 7,5) gemacht wurde, unter Hinzufügung von 1 gr Pankrea- tin eingeweicht, auf eine Temperatur von 40' C gebracht und solange unter Um rühren auf dieser belassen, bis der ge wünschte Abbau erreicht ist. Die jeweilige Stufe desselben lässt sich durch die bekann ten Reaktionen prüfen.
Diese Zusatzmaische wird nun der Hauptmaische als Stickstoff quelle für die Vergärung zugegeben und wirkt überdies infolge ihres Amylasege- haltes verzuckernd auf eventuell vorhandene stärkehaltige Bestandteile der Hauptmaische. Die Hauptmaische wird sodann in üblicher Weise weiterbehandelt.
Wenn der Abbau der eiweisshaltigen Rohmaterialien nur bis zu den Peptonen er folgen soll, kann statt des Pankreatins Pep sin in Anwendung gebracht werden. Da das Pepsin nur in saurer Lösung wirksam ist, wird die Wasserstoffionenkonzentration ent sprechend eingestellt, vorzugsweise auf pH 1,5 bis 2,:5. Für die Behandlung man cher eiweisshaltiger Rohstoffe ist es auch von Vorteil nach einer Vorverdauung mit Pepsin, den weiteren Abbau mittelst Pankreatin bezw. Erepsin durchzuführen.
In besonderen Fällen können auch andere Kombinationen verschiedenartiger Fermente oder Ferment komponenten in Anwendung gelangen.
Mit der erfindungsgemässen Behandlung der Maische bezw. der eiweisshaltigen Zu satzmaischen mit tierischen Fermenten lassen sich folgende ausschlaggebende Vorteile er reichen.
1. Während eiweisshaltige Maischen, wel che noch Albumine oder Albumosen ent halten, stark schäumende Würzen und pep- tonhaltige Maischen dickflüssige Würzen liefern, ergeben eiweisshaltige Maischen nach fermentativer Behandlung dünnflüssige Würzen, welche sich klar und rasch ab läutern oder filtrieren lassen und keine un liebsamen Schaumgärungen verursachen.
2. Das Verfahren erspart Zeit und Geld, da es rascher als der Abbau durch Säure oder Laugen arbeitet und weder Druck oder hohe Temperatur, noch irgendwelche umständliche Manipulationen erfordert. Auch lässt sich mittelst .des gegenständlichen Verfahrens der Eiweissabbau vorsichtiger und schonender als nach den bisher üblichen Methoden durchführen, stufenweise kantrollieren und auf beliebiger Stufe unterbrechen.
3. Das Verfahren verhindert das Ent stehen von Eiweissverlusten, wie sie bei dem sonst üblichen Aufkochen eiweisshaltiger Maischen -dadurch entstehen, dass das Eiweiss koaguliert beim Abläutern in den Trestern zurückgehalten wird und gar nicht oder nur zum geringsten Teil in die Würze gelangt.
4. Besonders bei der Herstellung der Presshefe hat sich gezeigt,,dass diese fermen- tativ behandelten eiweisshaltigen Maischen selbst bei grösster Ökonomie in der Zucker darreichung ein viel stärkeres Wachstum der Hefezellen und bedeutend erhöhte Ausbeuten ergeben, weil einerseits viel Eiweiss in der leichtest .resorbierbaren Form (Aminosäuren, zum Beispiel Asparaginsäure)
geboten und anderseits nur sehr geringe Mengen des das Hefewachstum störenden Alkohols gebildet werden. Die Endgärung der gebotenen Zuk- kermengen ist bei dem gegenständlichen Verfahren eine vollständige und hinterlässt keinen Restzucker.
Die beispielsweise aus der Bierbrauerei und verwandten Industrien bekannte Ein- wirkun- der im Malz enthaltenen Malz- peptase auf die Eiweissstoffe der zu ver- maischenden Rohmaterialien ist viel zu ge ring, um die vorgenannten Effekte auch nur annähernd zu erzielen.
Bei den in der Bierbrauerei in Betracht kommenden Malz- peptasemengen und bei der sehr langsamen Einwirkung dieser Malzpeptase auf Eiweiss stoffe kann nur ein geringer Bruchteil der mit den Rohmaterialien in die Maische ein gebrachten Eiweissstoffe durch die vorhan Jene Malzpeptase abgebaut werden. Der überwiegende Teil der Eiweissstoffe wird in ,der Bierbrauerei durch das Erhitzen der Maische koaguliert und bleibt beim Abfiltrie- ren zurück.
Gegebenenfalls setzt man der klaren Würze noch peptasereiche Holzaus züge zu, um den geringen Anteil an bereits gelösten Eiweissstoffen, die die Würze noch enthält, weiter abzubauen. Diese nach trägliche Peptonisierung erfolgt jedoch nicht zu dem Zwecke der Anreicherung der Würze mit Stickstoff, sondern zur Erzielung völlig glutinfreier Biere.
Wollte man die ge samten in den Rohmaterialien enthaltenen Eiweissstoffe oder gar noch zusätzliche Ei weissstoffe zwecks Anreicherung des Gär- mediums mit Stickstoff mit Hilfe peptase- reicher Malzauszüge abbauen, so wären hier zu ungeheure Malzmengen erforderlich,
die an sich scholl das Verfahren praktisch un rentabel gestalten würden. Abgesehen hier von würden während .der für eine solche Pep- tonisierung erforderlichen langen Zeit ein schneidende und sehr unerwünschte Verän derungen mit dem Gärmedium vor sich gehen.