DD263301A1 - Verfahren zur anreicherung von bierwuerze mit eiweissabbauprodukten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung von Bierwuerze mit Eiweissabbauprodukten. Die Anwendung des Verfahrens ist in Brauereibetrieben moeglich. Ziel der Erfindung ist, die Bierherstellung durch Einsatz eines Nebenproduktes einer bereits technisch realisierten mikrobiellen Fermentation ohne grossen Aufwand zu erreichen, so dass zumindest die Vorteile der Anwendung von neutralen Bakterienproteasen (Verkuerzung der Gaerungs- und Reifungszeit und Verringerung des assimilierbaren Restextraktes im Bier, Verbesserung der Filtrierbarkeit und der sensorischen Eigenschaften) erreicht werden. Erfindungsgemaess wird der Maische ein proteolytischer Enzymkomplex (PEK) zugesetzt, der aus Kulturloesungen eines Mikroorganismus der Art Streptomyces griseus, bevorzugt aus Kulturloesungen von Streptomycin - bildenden Staemmen, gewonnen wird oder mit Endo-Beta-Glucanase und Alpha-Amylase gemischt und als Komplexpraeparat der Maische zugesetzt wird.

Description

Die Eignung von PEK zur Erhöhung der Konzentration von Eiweißabbauprodukten in der Würze zeigt sich an der Erhöhung um 21% Stickstoff nach Kjeldah! und 20% Alpha-Amino-Stickstoff. Die Erhöhungen sind mit durch neutrale Bakterienprotease bewirkten Zunahmen vergleichbar.

Diese Wirkung ist nicht vorhersehbar,, weil das Aktivitätsmaximum von PEK bei einem pH-Wert von 9,0 liegt, die Acidität des Maischansatzes jedoch bei pH 5,2 bis 6,1 liegt. Die überraschend hohe Aktivität von PEK ist sicherlich auf die konzertierte Wirkung der zahlreichen unterschiedlichen Proteasen von PEK gegenüber dem Komplex in Schroten gebundenen Cerealieneiweiß zurückzuführen. Diese konzertierte Wirkung wird durch die verwendete Standar.dmethode der Aktivitätsbestimmung mit gelöst vorliegenden, relativ einfach aufgebauten Casein bei pH7,0 nicht erfaßt. Vorteilhaft ist, daß die gute Wirkung von PEK unter Bedingungen erhalten wurde, die für den Eingang der neutralen Bakterienprotease als optimal gefunden worden sind. Es kann abgeleitet werden, daß bei Einstellen von PEK-spezifischen Maischbedingungen die Wirksamkeit noch verbessert werden

PEK kann als Nebenprodukt der Streptomycinherstellung auf bekanntem Weg (DD-PS 248141; DD-PS 248604) in Form fester oder flüssiger Präparate hergestellt werden. Das Temperaturoptimum von PEK liegt bei pH 7,0 mit Casein als Substrat bei einer Temperatur von 45-55⁰C und ist mit dem der neutralen Bakierienprotease vergleichbar.

Im Temperaturbereich der Maltoserast (63°C) sind noch etwa 25% der Gesamtaktivität vorhanden. Bei der Abmaischtemperatur wird PEK wie auch die Bakterienprotease in wenigen. Minuten inaktiviert Bei pH 6,0 werden noch etwa 30% der am pH-Optimum von pH 9,0 gegenüber Casein als Substrat vorhandenen Aktivität bestimmt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand folgender Ausführungsbeispiele dargelegt werden:

I.Beispiel

Das verarbeitete Malz war von mi ttlererenzymatischer Qualität (Extraktdifferenz zwischen der Sch rot-und der Mehlanalyse 2,8% bezogen auf Trockensubstanz; Verzuckerung 10min; Viskosität 1,698mPa · s; Gehalt an löslichem Stickstoff 89,1 mg/100 ml bezogen auf 10% Extrakt; Eiweißlösungsgrad nach Kolbach 37,4; Diastatische Kraft in WK⁰ 304; Hartongzahl 5,4).

80kg Malzschrot und 101 kg Gerstenschrot wurden mit einem Einmaischverhäitnis von 1:3,5 nach dem Infusionsverfahren mit Rasten bei 35°C, 5O⁰C (60 min), 64⁰C (60 min), 72°C und 76°Cinsgesamt 190 min gemaischt. Beim Einmaischen wurden je kg Schüttung 80TE des PEK (bestimmt als neutrale Metalloprotease) sowie 183IE Beta-Giucanase (mit nicht standardisierter Nebenaktivität Alpha-Amylase) zugesetzt. Die Acidität der Maische betrug während der 50-°C-Rast pH 6,1 und während der

64-°C-Rast pH 5,8.

Vordem Kochen wurden 22 kg Zucker der Würze zugesetzt. Die Anstellwürze (Stammwürzegehalt 11,0%) enthielt 75,0 mg löslichen Stickstoff und 11,8 mg Alpha-Amino-Stickstoff je 100 ml — 20% mehr als die Vergleichssude ohne Zusatz von PEK.

Die-Hauptgärzeitvon7d war bei einer Temperaturführung von 6,3-8,5-6,0⁰C um 24h kurzer als bei den Vergleichssuden. Die Differenz zwischen dem scheinbaren End-und Aussjtoßvergärungsgrad des Bieres verringert sich von 8,5 auf 4,5%.

Bei dsr sensorischen Prüfung der Biere bevorzugten 17 Prüfungen von insgesamt 20 das Bier mit PEK (Signifikanzniveau

2. Beispiel

Der Rohstoffeinsatz und die Prozeßbedingungen entsprechen denen des !.Beispieles. Die Dosierung des PEK wurde auf 315TE je kg Schüttung erhöht, wodurch ein föslicher Stickstoffgehalt von 97,5 mg und ein Aipha-Amino-Stickstoffgehalt von 15,8 mg je 100 ml Anstellwürze erreicht wurde. Als Folge davon verkürzte sich die Hauptgärzait um 36h gegenüber den Vergleichssuden.

Claims (1)

1. - I - £UO OU I

   Erfindungsanspruch:

   Verfahren zur Anreicherung von Bierwürze mit Eiweißabbauprodukten unter Verwendung von Malz, ungemälzter Cerealien und Enzymen in der Maischebereitung, gekennzeichnet durch Zusatz eines proteolytischen Enzymkomplexes (PEK) zur Maische, der aus Kulturlösungen eines Mikroorganismus der Art Streptomyces griseus, bevorzugt aus Kulturlösungen von Streptomycin-bildenden Stämmen, gewonnen wird oder mit Endo-Beta-Glucanase und Alpha-Amylase gemischt und als Komplexpräparat der Maische zugesetzt wird.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Bierherstellung auf der Stufe der Würzebereitung. Die Erfindung ist ausschließlich im Brauereiwesen einsetzbar.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösung

   Die Anreicherung der Bierwürze mit Abbauprodukten des Cerealien-, vorzugsweise Gersteneiweißes durch Enzympräparate wird derzeitig nur mit neutraler Protease aus den Kulturflüssigkeiten ausgewählter Stämme von Bacilius subtilis {Bakterienprotease) erreicht. Diese Präparate werden in speziellen Fermentations- und Aufarbeitungsverfahren gezielt produziert und die Proteasen kommerziell gehandelt.

   10 bis20%dercaseoiytisch bei 25°C und neutraler Acidität von pH 7,0 bestimmten Gesamtaktivität der Bakterienprotease sind Serinproteai;en,ciie mitPhenylmethylsulfofluorid (PMSF) hemmbar sind (Farney und Gold: J. Americ. Chem. Soc.,35, [1963] 990-1000). Dieser Anteil sit in den Maischen, die einen Anteil ungemälzter Cerealien, insbesondere Gerste enthalten, praktisch unwirksam. Wirksam sind vor allem die neutralen Metalloproteasen, deren Anteil 80-90% der Gesamtaktivität beträgt. Das Temperaturoptimum der neutralen Bakterienprotease in Maische beträgt 45-55°C. Bei 63°C (Maltoserast) ist noch eine Restaktivität von etwa 50% vorhanden. Bei 78°C (Abmaischtemperatur) wird das Enzym in wenigen Minuten inaktiviert. Im pH-Bereich der Maischen (in Abhängigkeit von der Wasserhärte des Brauwassers pH 5,2-6,1) sind etwa 50-90% der beim pH Optimum von pH7,0 vorhandenen Aktivität wirksam.

   Bei einer mittleren Malzqualität und einem Malz/Gerste-Verhältnis von 1:1 werden der Maische 90 Tyrosin-Einheiten neutrale MetalloproteasefNach Hemmung derSerinproteasemit PMSF-Bestimmung nach Kunitz, M.: J. gen. physiol.30 [19471,291. Bergmeyer, H. U.: Method of Enzymmatic Analysis, Verlag Chemie International [Dearfield Beach/Florida] 2. Ausgabe [1S74]. TGL 43049/02, November 1985) je kg Schüttung (Malz, Gerste) beim Einmaischen zugesetzt. Unter den angeführten Bedingungen liegt die Zunahme der löslichen Eiweißverbindungen im Bereich von 15-20% (gemessen in der Anstellwürze als Stickstoff nach Kjeldahl) und zwischen 13 und 26% (gemessen als Alpha-Amino-Stickstoff; Analytica EBC, Zürich, Verlag Schweizer Brauereirundschau, 3. Auflage [1975] D 62-63).

   Die Zunahme an löslichen Eiweißverbindungen ist von der Größe der Enzymdosage bzw. deren spezifischer Aktivität gegenüber den in Form von Schrot vorliegenden komplexen Cerealienprotein abhängig. Hohe Werte, erkennbar beispielsweise an einem hohen Gehalt an Alpha-Amino-Stickstoff, sind für den weiteren Prozeß der Bierbereitung, insbesondere in Hinsicht auf die Ernährung der Hefe von entscheidender Bedeutung (Sollwert 15-16mg NH₂-N/100ml Anstellwürze). Eine unzureichende Ernährung der Hefe führt zur Bildung vor. geschmacksbeeinträchtigenden Substanzen und zu längeren Gärungs- und Reifungszeiten.

   Typisch für die Bacillus subtilis-Proteasen sind die relativ hohen Nebenaktivitäten an Aipha-Amylasen und Endo-Beta-Glucanase, .

   Ziel der Erfindung

   Die Erfindung beinhaltet das Ziel, die Bierherstellung durch Einsatz eines Nebenproduktes einer bereits technisch realisierten mikroblellen Fermentation auf einfachem und billigem Weg so weit zu verbessert, daß zumindest die Vorteile der Anwendung von neutralen Bakterienproteasen (Verkürzung der Gärungs· und Reifezeit, Senkung des assimilierbaren Restextraktes im Bier, Verbesserung der Fiitrierbarkeit und der sensorischen Eigenschaften) erreicht werden.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, liegt darin, ein Verfahren zur Anreicherung von Eiweißabbauprodukten in Bierwürze anzugeben, das eine volkswirtschaftlich günstige Alternative zur Verwendung von neutraler Bakterien-Protease darstellt. Die Erfindung beruht auf dem überraschenden Befund, daß mit.Hilfe des proteolytischen Enzymkomplexes (PEK) aus Kulturlösungen von Mikroorganismen der Art Streptomyces griseus eine vergleichbare Wirkung erreicht wird, wie mit der neutralen Metalloprotease aus Bacillus subtilis, wenn die Dosierung auf der Grundlage der nach Hemmung mit PMSF bei pH 7,0 und 25°C caseolytistfh bestimmbaren gleichen Aktivitäten erfolgt. (Bestimmungsmethode: Farney, Gold: J. Americ. Chem. Soc. 85 [1963] 990-1000). Der proteolytische Enzymkomplex kann auch mit Endo-Beta-Glucanase und Alpha-Amylase gemischt als Komplexpräparat der Maische zugesetzt werden.

   Die Herstellung der Würze erfolgt durch Maischen in an sich bekannter Weise. Malz und Gerstenschrot, Zucker und die Enzyme Beta-Glucanase und Alpha-Amylase werden mit Wasser eingemischt. Ein Ansatz wird verfahrensgemäß mit PEK versetzt. Die Bedingungen des Maischens entsprechen der Vorgehensweise für die Verwendung von neutraler Bakterienmaterieloprotease.