CH628086A5

CH628086A5 - Verfahren zum brauen von bier.

Info

Publication number: CH628086A5
Application number: CH1292676A
Authority: CH
Inventors: Dietrich Holger Von Wettstein; Bent Ahrenst-Larsen; Inga Barbro Jende-Strid; Jorgen Axel Sorensen
Original assignee: Forenede Bryggerier As
Priority date: 1975-10-15
Filing date: 1976-10-13
Publication date: 1982-02-15
Also published as: MY8500077A; IT1070261B; IE44178L; CA1088440A; BE847191A; GR61687B; HK54783A; NL185357C; IE44178B1; MX4506E; ATA756976A; TR19002A; FI59119C; AU1866876A; ES452698A1; DK149570B; GB1567634A; PT65703B; FR2328044A1; YU253176A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brauen von Bier mit verbesserter Stabilität unter Verwendung eines als Würze bezeichneten Auszuges aus Gerste oder Gerstenmalz.

Beim Brauen von Bier unter Verwendung von Gerste oder Gerstenmalz werden durch die bekannten Methoden Produkte mit mehr oder weniger begrenzter Stabilität oder Haltbarkeit erhalten. Das Bier wird nach dem Abfüllen und Pasteurisieren in Flaschen oder Fässern nach Verweilen eine Zeitlang trübe werden. In Abhängigkeit der Art des Biers, der Lagerungszeit und der Temperatur werden verschiedene Trübheitsgrade von einem schwach verschleierten Aussehen bis zu sichtbaren Flok-ken oder Rückständen entstehen. Diese Änderung des Biers beschleunigt sich bei höheren Temperaturen wie z. B. bei 40 bis 60 °C. Je länger sich das Bier klar hält, um so grössere chemische oder kolloidale Haltbarkeit soll das Bier haben.

Im Anschluss an die erhöhte Trübheitsbildung nach dem Abfüllen des Biers erfolgt auch eine Erhöhung der Kältetrübheit des Biers, welche diejenige Trübheit ist, die dann im Bier entsteht, wenn es nach Aufbewahrung bei Temperaturen von 10bis60°Clbis2Tage auf T emperaturen von etwa 0 °C gekühlt wird. Die Grösse der Kältetrübheit wird als ein Mass für die chemische oder kolloidale Haltbarkeit des Biers benutzt; je geringer die Kältetrübheit ist, um so grösser soll die Haltbarkeit des Biers sein.

Manchmal ist in der Brauereiliteratur eine andere Definition für die Kältetrübheit des Biers angegeben, und zwar die Differenz zwischen der Trübheit des Biers, gemessen bei 0 °C, und der Trübheit desselben Biers, gemessen nach Aufbewahrung bei Zimmertemperatur in einem näher festgesetzten Zeitraum. Auch diese Kältetrübheit, die sich ebenfalls mit dem Alter des Biers vom Abfüllen an erhöht, wird als ein Mass für die Haltbarkeit des Biers benutzt; je geringer die Trübheit ist, um so grössere Haltbarkeit hat das Bier.

Die übliche Trübheitsbildung hat mehrere Gründe; zu den wichtigsten, auf die Trübheitsbildung einwirkenden Faktoren gehört aber der Gehalt des Biers an Sauerstoff, Proteinen und Polypeptiden sowie Polyphenolen.

Im allgemeinen werden Proteine und Polypeptide zusammen mit mehreren verschiedenen Polyphenolen in Bier nicht lösliche Verbindungen bilden, und Sauerstoff wird die Oxydation und Polymerisation von Polyphenolen zur Folge haben, so dass sie eine höhere Fähigkeit zur Bildung nicht löslicher Verbindungen mit Proteinen und Polypeptiden als die monomeren

Verbindungen entwickeln.

Es ist allgemein bekannt, dass die sogenannten Anthocya-nogene (3,4-Flavandiole), die eine Gruppe innerhalb der Poly-phenole bilden, in besonderem Grade zur Trübheitsbildung beitragen, und Versuche haben gezeigt, dass die Haltbarkeit von Bier unter im übrigen denselben Bedingungen bei Proben am grössten ist, die aus Gerste mit dem niedrigsten Gehalt an Anthocyanogenen gebildet sind. Chemisch gesehen gehören die Anthocyanogene zu den Flavanoiden, und die Bezeichnung ist von Harris und Ricketts (Journal of the Institute of Brewing 1958,22-32, und European Brewery Convention, Proceedings of the Congress, Rome, 1959,290-302) eingeführt worden, die die Formel:

0«

HÖ

0H

OH

in der R1 und R2 entweder H, OH oder OCH3 sein können, angeben.

Eine andere Gruppe chemischer Verbindungen innerhalb der Flavanoide, dïe auch an der Trübheitsbildung des Biers beteiligt ist, sind die Catechine. Sie werden nicht als so ausschlaggebend betrachtet wie die Anthocyanogene. Die Formel dieser Verbindungen ist:

■0H

HO

in der R1 und R2 entweder H, OH oder OCH3 sein können.

Gerste enthält gewöhnlich 120 bis 200 mg Anthocyanogene und gewöhnlich 120 bis 200 mg Catechine pro 100 g Trockenstoff.

Aus mehreren Arbeiten aus Ende der sechziger Jahre geht hervor, dass die monomeren Anthocyanogene oder Catechine nicht imstande sind, hochmolekulare Proteine auszufällen und damit Trübheit im Bier zu bilden, dass sie aber zunächst polymerisiert werden müssen. Dies erfolgt auch im Bier, und die Polymerisation kann nicht allein innerhalb derselben Molekülart, sondern auch zwischen Anthocyanogen und Catechin stattfinden; die gebildeten Polymerisationsprodukte werden als Bi-, Tri-, Tetra-Flavanoide usw. bezeichnet. Ein Biflavanoid ist in Gerste und Malz gefunden worden. Weiterhin weiss man, dass die Polymerisation von Sauerstoff stark gefördert wird.

Die Einführung der Bezeichnung «Anthocyanogene» durch Harris und Ricketts wurde schnell in der Brauliteratur akzeptiert. Indessen bezeichneten Freudenberg und Weinges (Tetrahedron, London 1960,8,336) dieselbe Gruppe von Stoffen als «Proanthocyanidine», und diese Bezeichnung hat in den letzten Jahren eine gewisse Verbreitung in der Brauereiliteratur gewonnen.

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Es ist erwünscht, Bier mit der möglichst grossen Haltbarkeit herzustellen, d. h. die gewöhnliche Trübheitsbildung zu vermeiden oder zu verzögern. Um dies zu erzielen, hat man sich teils bemüht zu vermeiden, dass das Bier während des Filterns und Abfüllens mit atmosphärischem Sauerstoff in Berührung kommt, teils versucht, die die Trübheit bewirkenden Stoffe, insbesondere die Anthocyanogene, auszuscheiden oder zu entfernen.

Um die Anthocyanogene unschädlich zu machen oder zu entfernen, hat man Zusatzstoffe verschiedener Art benutzt. Solche Zusatzstoffe oder Stabilisiermittel können entweder durch Reagieren mit Sauerstoff oder Polyphenolen, durch Absorbieren oder Ausfällen dieser Stoffe wirken.

Beispiele für verwendbare Zusatzmittel dieser Art sind nicht lösliches Polyvinylpyrrolidon und Kieselgel, die ganz oder teilweise die Anthocyanogene adsorbieren und entfernen und dadurch die Haltbarkeit des Biers erhöhen. Falls man in dieser Weise ein vollständiges Entfernen der Anthocyanogene und Catechine durchführen sollte, müsste man unakzeptabel grosse Mengen Stabilisiermittel benutzen, und der nachfolgende erforderliche Filtriervorgang würde erschwert werden.

Da der Anthocyanogengehalt und der Catechingehalt in den verschiedenen Gerstenarten unterschiedlich sind, ist es zwecks Erzielung einer verbesserten Stabilität naheliegend, eine Gerstenart mit einem niedrigst möglichen Gehalt an Anthocyanogenen und/oder Catechinen als Ausgangsmaterial für die Bierherstellung zu verwenden. Man kann sich weiterhin vorstellen, dass es durch Kreuzen natürlich vorkommender Gerstenarten möglich sein sollte, Arten mit einem niedrigeren Gehalt an Anthocyanogenen zu entwickeln, um dadurch die Herstellung eines haltbareren Biers zu ermöglichen (B. Trolle, Brygmesteren, Nr. 2,1960, Seite 45-55). Diese Idee hat jedoch zu keinem praktischen Ergebnis geführt.

Mittels mutationserzeugender Mittel hat man Genmutanten in Gerstenarten hergestellt, die Anthocyane in Blättern, Stengeln und Ähren nicht synthetisieren (Â. Gustafsson, A. Hagberg, U. Lungqvist and G. Persson, Hereditas 62,409-414 [1969]; R.A. Nilan, The Cytology and Genetics of Barley 1951 -1962, Washington University Press [1964]).

Anthocyane oder Anthocyanidin-Derivate sind Pigmente, welche unter derselben Flavonoid-Synthese gebildet werden, die auch zu Anthocyanogenen führt. Während der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Versuchsarbeit sind nähere Untersuchungen einer Anzahl anthocyanfreier Mutanten vorgenommen worden, von denen jedoch lediglich einer einzelne zum Brauen von Bier mit verbesserter Stabilität geeignet war.

Methoden zur Herstellung von Gersten-Mutanten durch Behandlung mit ionisierenden Strahlen oder mit mutationser-zeugenden Chemikalien wie z. B. Glycidol, Epichlorhydrin, Äthylenimin, Äthylmethansulfonat oder Propylmethansulfonat sind von L. Ehrenberg, À. Gustafsson und U. Lundqvist (Hereditas 47:243-282,1961) sowie N. Nybom (Acta. Agric. Scand. 4: 430-456,1954) beschrieben worden. Hier sind auch Selektionsmethoden zum Auswählen spezifischer Gersten-Mutanten wie z. B. ANT-13 beschrieben worden.

Der als ANT-13 bezeichnete geeignete Mutant erwies sich frei von Anthocyanogenen, so dass er genetisch eingebaute Sperrung der Anthocyanogensynthese erworben haben muss.

Die vorliegende Erfindung gründet sich somit auf die Erkenntnis, dass eine Verbesserung der erwünschten Eigenschaft lediglich dann erzielt wird, wenn ein Mutant mit einer Blockierung einer frühen Stufe des gemeinsamen biochemischen Syntheseweges verwendet wird, der zu Anthocyanogenen oder Proanthocyanidinen führt, wogegen der Effekt nicht mit anderen anthocyanfreien Mutanten erreicht wird, wobei lediglich der für die Synthese von Anthocyanidinen vorkommende Zweig berührt ist.

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Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, die Stabilität von aus Gerste oder Gerstenmalz gebildetem Bier zu verbessern.

Weiterhin hat die Erfindung den Zweck, ein Bier mit verbesserter Stabilität ohne Zusatz von Fällungsmitteln oder anderen Zusatzstoffen zu erreichen. Dies hat sich erfindungsgemäss dadurch als möglich erwiesen, dass ein Auszug oder eine Würze benutzt wird, die unter Verwendung einer Gerstenart mit genetisch eingebauter ganzer oder teilweiser Sperrung der Anthocyanogensynthese und/oder Catechinsynthese in der Gerste gebildet ist.

Die Herstellung des Biers aufgrund anthocyanogen- und/ oder catechinarmer Gerste kann durch gewöhnliches Brauen, beispielsweise mittels der üblichen Hefepilze oder durch Umsetzen mit Enzymen, erfolgen.

Zwecks Erzielung einer erheblich verbesserten Stabilität sollte die für die Herstellung der Würze benutzte Gerstenart einen Gehalt an Anthocyanogenen und/oder Catechinen von weniger als 100 mg pro 100 g Trockenstoff haben. Der erfindungsgemäss besonders bevorzugte Gehalt an Anthocyanogenen und Catechinen beträgt weniger als 20 mg pro 100 g Trok-kenstoff, und optimale Ergebnisse werden bei einem Anthocyanogen- und Catechingehalt von weniger als 10 mg pro 100 g Trockenstoff erreicht.

Die natürlich vorkommenden Gerstenarten haben gewöhnlich einen Gehalt von mehr als 100 mg Anthocyanogenen und mehr als 100 mg Catechinen pro 100 g Trockenstoff, indem der Anthocyanogengehalt durch eine von M. Dadic vorgeschlagene Methode: ASBC Proceedings 1971, Seite 159, bestimmt ist.

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert, das parallele Brauversuche betrifft, und zwar teils mit einem als ANT-13 bezeichneten anthocyanogenfreien und catechinfreien Mutanten, teils mit einer üblichen Gerstenart (Ymer). Aus den beiden Gerstenarten sind Malz und Bier in herkömmlicher Weise hergestellt worden. Analysen sind für das Ausgangsmaterial, das Malz, die Würze und das fertiggebraute Bier vorgenommen worden. Die erzielten Ergebnisse gehen aus dem nachfolgenden Beispiel hervor.

Beispiel

Gerstenart ANT-13 Ymer

Gerste:

Anthocyanogene, mg/100 g

0

140

Trockenstoff

Catechine, mg/100 g Trockenstoff

1

147

Malz:

Auszug, Feinmehl, %/Trockenstoff

79,6

78,6

(Plato)

Anthocyanogene, mg/100 g

1

110

Trockenstoff

Catechine, mg/100 g Trockenstoff

4

130

Würze:

Einbrauen, % Plato

10,9

offensichtliche Endvergärung, %

77,0

77,5

Anthocyanogene, mg/Liter

0

73

Bier:

Einbrauen, % Plato

10,8

10,7

offensichtliche Vergärung, %

74

Anthocyanogene, mg/Liter

1

57

Schaumhalbwertszeit, Sekunden

99

• 90

ml Luft pro Flasche

0,8

Zuwachs an Kältetrübheit nach Aufbewahrung bei 45 °C:

1 Woche, EBC-Einheiten

0,2

4,4

4 Wochen, EBC-Einheiten

0,8

>20

3

5

10

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30

35

40

45

50

55

6G

65

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Die in diesem Beispiel benutzte Gersten-Mutante ANT-13 wurde im Frühjahr 1959 durch Behandlung von Gerstenkörnern der Sorte FOMA mit einem Wassergehalt von 11% 24 Stunden lang mit 0,25% v/v Äthylmethansulfonat isoliert. Die Körner wurden auf dem Feld angebaut, Pflanze für Pflanze eingeerntet und als M2-Generation im Feld im Jahre 1960 zum Auswählen von homozygot-rezessiven Mutanten ausgesät. Im Sommer 1960 wurde daraus eine anthocyanfreie Mutante Nr. 13 als eine Pflanze ohne sichtbare Anthocyan-Pigmentierung in Blättern, Stengeln und Ähren isoliert. Die Mutante wurde im Jahre 1969 als ex-rubrum 13 mit dem Gensymbol rub-13 bezeichnet und wird seitdem in der ständigen Sammlung von Gersten-Mutanten aufrecht erhalten, die dem im Jahre 1886 gegründeten, vom schwedischen Staat und vom Genetischen Institut an der Universität Lund, Schweden (Sveriges utsädes-föreningen», Svalöv), gehört. Die amtliche Registrierbezeichnung ist Nr. 1974:1141:2283. Die Mutante ist der Öffentlichkeit zugänglich und kann von Interessenten durch Hinweis auf die erwähnte Bezeichnung angefordert werden. Die Mutante ex-rubrum 13 wurde auf Bitte von Vertretern des United States Department of Agriculture (Dr. J.G. Moseman) im Internationalen Komitee für die Festsetzung von Gen-Symbolen für Gerste zu anthocyan-frei 13 mit dem Gensymbol ant 13-13 neu symbolisiert.

Das Auswählen der Gersten-Mutante ANT-13 ist durch Bestimmung des Gehaltes an Anthocyanogenen und Catechinen mittels Methoden erfolgt, die von M. Dadic (American Society of Brewing Chemistry, Proceedings 1971,159-170) oder Dadic und Morrison (American Society of Brewing Chemistry, Proceedings 1972,50-56) beschrieben worden sind.

Die aktuelle Methode wurde in der folgenden Weise ausgeführt:

5,0 g frisch vermahlene Gerste oder frisch vermahlenes Malz (Mühle des Typs Prometer) werden durch Schütteln mit 100 ml 50% v/v Äthanol und 50 |il gesättigter Vitamin E (D-tocopherol-succinat)-Lösung eine Stunde lang extrahiert. Nach 10 minütigem Zentifugieren bei 4100xg in einer Sorval Kühlzentrifuge wird die Supernatante in einem Büchner-Trich-ter gefiltert. Das Filtrat wird mit 50% Äthanol auf 100 ml eingestellt und sofort verwendet. 6,0 g Nylon 66 Pulver wird dem hergestellten Extrakt vom 100 ml zugesetzt. Die Suspension wird 30 Minuten lang mit einem magnetischen Rührwerk umgerührt und dann durch ein Membranfilter (Millipore 1,2 um) gefiltert. Das Filtrat wird zwecks Verwendung als Blindprobe beiseite gestellt. Die Übertragung von Nylon 66 mit den adsorbierten Anthocyanogenen und Catechinen auf das Filter und das anschliessende Waschen erfolgen mit 200 ml destilliertem Wasser. Das gewaschene Nylon 66 Pulver wird 15 Minuten lang luftgetrocknet, und dann werden 90 ml Propanol und konzentrierte Salzsäure (5:1 v/v) oder 90 ml Butanol und konzentrierte

Salzsäure (5:1 v/v) zugesetzt. Das Gemisch wird unter Rückküh-lung 30 Minuten lang in einem siedenden Wasserbad unter magnetischem Umrühren gekocht. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur erfolgt Messen der Extinktion der Lösung bei 455 und 545 nm, die nahe an den Absorptionsmaxima für Cate-chin und Cyanidin sind, an einem Zeiss PMQ III Spektrophoto-meter unter Verwendung der beiseite gestellten Blindprobe. Die Blindprobe wird in der gleichen Weise wie der Gersten-mehlextrakt behandelt. Die Bestimmung des Gehaltes an Anthocyanogen und Catechin erfolgt mittels Kalibrierkurven, die mit in Propanol-HCl oder Butanol-HCl gelösten bekannten Mengen von Cyanidinchlorid und D-(+)-catechin erstellt worden sind. Binäre Analyse wird zur Berechnung von Anthocyanogen- und Catechin-Konzentrationen benutzt.

Die Gerstensorte FOMA ist von Aufhammer et al. European Brewery Convention, Barley Varieties-EBC (1968) beschrieben worden.

Bei Wiederholung der vorstehend beschriebenen Mutations- und Selektionsmethoden hat sich herausgestellt, dass durchschnittlich 6 anthocyanogen- und catechinfreie Mutanten pro 150 000 behandelte Körner erhältlich sind.

Analysenmethodik Anthocyanogene :

M. Dadic: A.S.B.C. Proceedings 1971,159-170, M. Dadic & N.M. Morrison, A.S.B.C. Proceedings 1972,50-56 Catechine:

siehe Anthocyanogene

Auszug in Malz:

Analytica-EBC, 3. Ausgabe, E 25

Einbrauen der Würze:

Analytica-EBC, 3. Ausgabe, E 55

Offensichtliche Endvergärung der Würze:

Analytica-EBC, 3. Ausgabe, E 58

Einbrauen des Biers:

Analytica-EBC. 3. Ausgabe, E 55

Offensichtliche Vergärung des Biers:

Analytica-EBC, 3. Ausgabe, E 58

Schaumhalbwertszeit:

Bloms Methode: EBC. Proceedings 1957,51

Kältetrübheit des Biers:

Tuborgs Methode: Neu abgezapftes Bier verweilt 48 Stunden bei 0 °C; die Trübheit wird mittels des Zeiss-Nefelometers gemessen, rotes Licht, Umrechnung in EBC-Einheiten.

Nach Aufbewahrung des Biers bei 45 °C 1 bis 4 Wochen lang wird die Kältetrübheit wie vorstehend angegeben bestimmt. Der Zuwachs ist der Unterschied zwischen den Werten bei den beiden Messungen.

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5

10

15

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Claims

628086 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Brauen von Bier mit verbesserter Stabilität unter Verwendung eines als Würze bezeichneten Auszuges aus Gerste oder Malz, dadurch gekennzeichnet, dass die Würze unter Verwendung einer Gerstenart mit genetisch eingebauter ganzer oder teilweiser Sperrung der Anthocyanogensynthese und/oder Catechinsynthese in der Gerste gebildet ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Herstellung der Würze benutzte Gerste einen Gehalt an Anthocyanogenen von weniger als 20 mg pro 100 g Trockenstoff, vorzugsweise weniger als 10 mg pro 100 g Trockenstoff, und/oder einen Gehalt an Catechinen von weniger als 20 mg pro 100 g Trockenstoff, vorzugsweise weniger als 10 mg pro 100 g Trockenstoff, hat.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Herstellung der Würze benutzte Gerste ein Mutant der Gerstenart Foma mit genetisch eingebauter Sperrung der Anthocyanogensynthese und/ oder Catechinsynthese in der Gerste ist.