DE10043867A1 - Immobilisat mit an einem Feststoffträger gebundenem, beta-Glucane spaltenden Enzym - Google Patents

Immobilisat mit an einem Feststoffträger gebundenem, beta-Glucane spaltenden Enzym

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Immobilisat mit einem Feststoffträger und einem an den Feststoffträger gebundenen, beta-Glucane spaltenden Enzym, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von Bier.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Immobilisat mit einem Feststoffträger und einem an den Feststoffträger ge­ bundenen Enzym, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung.
Technologischer Hintergrund der Erfindung
Die Herstellung von Bier, einem durch Gärung gewonne­ nen, alkoholischen Getränk, ist ein komplizierter, aber seit langem bekannter biotechnologischer Prozeß, der Brauprozeß. Nach dem Reinheitsgebot aus dem Jahre 1516 wird Bier in Deutschland ausschließlich aus Malz, Hopfen, Hefe und Wasser erzeugt. Andere Zusätze sind nicht erlaubt.
Der Brauprozeß läuft im Einzelnen wie folgt ab. Malz wird aus gekeimten und gedarrten Getreide gewonnen. Beim Keimen werden durch die Wasserzugabe biologische Prozesse in Gang gesetzt. Die Aktivität natürlicher­ weise enthaltener Enzyme nimmt zu und die Zellwände werden aufgeweicht. Durch das Darren bzw. Trocknen werden diese Prozesse wieder gestoppt. Die Qualität des Malzes hängt von der Qualität der Rohgerste, aber auch von den eingestellten Bedingungen beim Keimen und Darren ab. Idealerweise ist das Malz homogen und gut gelöst bzw. löslich. Das Malz wird dann in einer Schrotmühle zu Malzschrot zerkleinert und im Maische­ bottich mit Wasser vermischt. In der Maischever­ fahrensstufe wird die enthaltene Stärke verkleistert, verflüssigt und verzuckert. Bei der Verzuckerung wird die Stärke praktisch restlos zu Dextrinen, Maltotrio­ sen, Maltose und Glucose abgebaut. Während der Maischeverfahrensstufe wird die Temperatur stufenweise von 40°C auf 77°C erhöht. Die fertige Maische ist ein kohlenhydrathaltiges Gemisch, welches beim Abläutern in Vorderwürze und Treber getrennt wird. Die Treber bestehen aus ungelösten Malzrückständen und werden meist als Futtermittel weiter verwendet. Die Vorderwürze ist eine wäßrige Lösung von Malzex­ traktstoffen und stellt das eigentliche Ausgangspro­ dukt zur Gärung des Bieres dar. Die Vorderwürze wird mit zusammen mit dem Hopfen in die Würzepfanne ge­ bracht und dort gekocht. Dabei gelangen die bitteren und aromatischen Hopfenbestandteile in die Würze und Eiweißstoffe fallen aus und werden abgeschieden. Das Endprodukt dieser Verfahrensstufe wird Ausschlagwürze genannt und besitzt einen β-Glucan-Gehalt von typ­ ischerweise 0,02 bis 0,04 Gew.-%. Die gekühlte und von Kochtrub befreite Würze, nun Anstellwürze genannt, wird zusammen mit Hefe in den Gärreaktor gebracht. Um die Gärung zu beschleunigen und die Reifezeit des Bieres zu verkürzen, wird meist das Druckgärverfahren, welches bei etwas erhöhten Temperaturen arbeitet, angewandt. Die enthaltenen Zucker werden nach ihrer unerschiedlichen Vergärbarkeit eingeteilt. Glucose wird sofort vergoren und als Angärzucker bezeichnet.
Dann wird der Hauptbestandteil, die Maltose (auch Hauptgärzucker genannt), vergoren. Zuletzt wird Mal­ totriose, der Nachgärzucker, vergoren, da dieser Zucker zunächst in einfachere Zuckerbausteine zerlegt werden muß. Dextrine werden nicht vergoren. Das mit der Vergärung erhaltene Jungbier wird in Lagertanks überführt, wo es bis zum fertigen Bier heranreift. Vor der Abfüllung wird das gereifte Bier über eine oder mehrere Filtrierverfahrensstufen geführt, um Hefereste und Trubstoffe abzuscheiden. Optional kann eine Pas­ teurisierung und/oder eine Sterilfiltrierung erfolgen.
In diesen Zusammenhängen stellt sich regelmäßig das folgende Problem. In der Maischeverfahrensstufe werden u. a. natürlicherweise enthaltene β-Glucanasen bei Tem­ peraturen zwischen 55°C und 65°C inaktiviert und ein Abbau von β-Glucanen kommt zum Erliegen. Natürlicher­ weise enthaltene β-Glucan-Solubilasen, welche bei 73 °C noch Aktivität aufweisen, bringen weitere β-Glucane in Lösung, so daß dessen Konzentration sogar noch erhöht wird. In allen der Maischeverfahrensstufe fol­ genden Filtrierverfahrensstufen, insbesondere nach der Gärverfahrensstufe, ist das Vorliegen von β-Glucanen problematisch, da diese zur Gelbildung neigen und Fil­ ter in kürzester Zeit zusetzen können. Dann muß die Filtration abgebrochen werden, die Filter müssen gere­ inigt, neu angeschwemmt und angefahren werden. Dies führt zu einem erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand und ist daher störend. Zudem sind die Energiekosten aufgrund des Druckanstieges in den Filtern hoch. Diese Problematik stellt sich in besonderem Maße im Falle der Sterilfilter aufgrund deren Auschlußgrenze.
Stand der Technik
Aus der Praxis ist es bekannt, β-Glucane, welche sich im Gelzustand befinden, durch sogenanntes Cracken in den Solzustand zu überführen. Das Cracken ist mit einer speziellen Temperaturführung zu erreichen, was allerdings mit hohem Energieaufwand und folglich hohen Kosten verbunden ist. Zudem kann die vermehrte Hitzee­ inwirkung sich negativ auf die Eigenschaften, insbe­ sondere die geschmacklichen Eigenschaften, des fertigen Bieres auswirken.
Weiterhin ist es aus der Praxis bekannt, technische Enzyme zum Abbau der β-Glucane direkt in den Gäransatz oder in das Rohprodukt zu geben. Diese verbleiben dann in dem fertigen Bier. Technische Enzyme besitzen je­ doch einen geringen Reinheitsgrad und können dadurch auch zu anderen, meist unerwünschten Reaktionen führen, die sich beispielsweise negativ auf die Schaumqualität auswirken können. Für ein Bier, welches dem deutschen Reinheitsgebot genügen soll, ist diese Methode zudem grundsätzlich ausgeschlossen.
Aus vielfältigen Zusammenhängen sind Immobilisate des eingangs genannten Aufbaus bekannt. Keines der bekannten Immobilisate enthält jedoch β-Glucane spal­ tende Enzyme.
Technisches Problem der Erfindung
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Immobilisat anzugeben, mittels welchem ein dem Reinheitsgebot und allen geschmacklichen sowie er­ scheinungsmäßigen Anforderungen genügendes Bier bei reduziertem Aufwand in den Filtrierverfahrensstufen erhalten werden kann.
Grundzüge der Erfindung
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Er­ findung ein Immobilisat mit einem Feststoffträger und einem an den Feststoffträger gebundenen, β-Glucane spaltenden Enzym.
Weiterhin lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Her­ stellung eines erfindungsgemäßen Immobilisats, mit den folgenden Verfahrensstufen: a) die Oberfläche eines Feststoffträgers wird optional durch Behandlung mit einem Reagenz aktiviert, b) der Feststoffträger aus Stufe a) wird mit einer Lösung enthaltend ein β- Glucane spaltendes Enzym inkubiert, c) das Immobilisat aus Stufe b) wird einer Waschverfahrensstufe unterwor­ fen. Die Verfahrensstufe a) kann entfallen, wenn der Feststoffträger per se bereits eine für eine Bindung eines Enzyms hinreichend aktive Oberfläche aufweist.
Schließlich lehrt die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Immobilisats zum Abbau von β- Glucanen in Verfahren zur Herstellung von Lebensmit­ teln, insbesondere von Bier, sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen Immobilisats in einem Ver­ fahren zur Herstellung von Bier mit folgenden Ver­ fahrensstufen: a) aus gekeimten und gedarrten Getreide wird Malz hergestellt und zu Malzschrot zerkleinert, b) das Malzschrot wird in einer Maische-Verfahrensstufe zu Maische umgesetzt, c) aus der Maische wird eine Anstellwürze gewonnen, d) die Anstellwürze wird unter Zugabe von Hefe in einer Gär-Verfahrensstufe zu einem Jungbier umgesetzt, e) das Jungbier wird zum fertigen Bier gereift und dieses dann abgefüllt, wobei nach der Stufe b) eine oder mehrere Filtrierverfahrensstufen eingerichtet sind, und wobei vor zumindest einer Fil­ trierverfahrensstufe das zu filtrierende Fluid durch einen Reaktor, enthaltend das Immobilisat, geleitet wird und wobei durch Spaltung von in dem Fluid enthal­ tenen β-Glucanen mittels des einen Teil des Immobili­ sats bildenden Enzyms β-Glucan-haltige Gele solubilisiert werden. Eine Filtrierverfahrensstufe ist meist unmittelbar vor dem Abfüllen eingerichtet. An­ sonsten können Filtrierverfahrensstufen in üblicher Weise zwischen den verschiedenen Prozeßstufen eingerichtet sein. Grundsätzlich kann die Durchleitung von Fluid durch einen Reaktor enthaltend das er­ findungsgemäße Immobilisat vor einer oder mehrerer beliebigen Filtrierverfahrenstufen nach der Stufe b) erfolgen.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Er­ kenntnis, daß keinerlei störender Zusatz im Rahmen des Prozesses der Bierherstellung zum Abbau von β-Glucanen bzw. Gelen daraus erforderlich ist, wenn ein β-Glucane spaltendes Enzym an einen Feststoffträger gebunden ist, Dann kann ein Fluid aus beliebiger Ver­ fahrensstufe vor einer Filtrierung über das Immobili­ sat geleitet werden, ohne daß dem Fluid irgendwelche Zusätze zugegeben zu werden brauchen. Insbesondere wird den Anforderungen des Reinheitsgebotes genügt.
Dennoch werden störende β-Glucane in sehr effektiver Weise abgebaut und eine Filtrierverfahrensstufe kann mit vergleichsweise sehr hoher Standzeit des Filters durchgeführt werden mit entsprechender Reduktion des Aufwandes und der Kosten. Ebenso tritt eine störende Druckerhöhung erst nach vergleichsweise sehr langer Betriebszeit des Filters ein. Weiterhin vorteilhaft ist, daß hoch reine Enzyme, welche an sich teuer sind, eingesetzt werden können, wodurch störende Nebenreak­ tionen zuverlässig vermieden werden. Aufgrund der Tat­ sache, daß die hochreinen Enzyme immobilisiert sind, sind diese nämlich nicht gleichsam verloren, sondern können über einen sehr beachtlichen Zeitraum genutzt werden. Die ggf. höheren Kosten für die Enzyme werden mehr als kompensiert durch die Einsparungen aufgrund besserer Filtrierbarkeit der bezeichneten Fluide.
Als Immobilisate sind alle Konstrukte bezeichnet, welche aus einem oder mehreren Festkörpern bestehen, deren Oberfläche das Enzym trägt. Die Festkörper kön­ nen kleine Partikel, beispielsweise mit Partikelgrößen zwischen 100 µm und 10 cm, sein, und in einem Reaktor beispielsweise als Schüttung bzw. Bett vorliegen, es kann sich aber auch um größere, fest angeordnete Anordnungen innerhalb eines Reaktors handeln. Die Bindung des Enzyms an den Festkörperträger sollte so stark sein, daß unter den Einsatzbedingungen des Immo­ bilisats praktisch kein Enzym von dem Festkörperträger abgelöst werden kann. Hierzu kann die Oberfläche des Festkörperträgers vor der Bindung des Enzyms daran auf geeignete Weise aktiviert werden. Es versteht sich, daß sowohl der Festkörperträger als auch ein Reagenz zur Aktivierung so ausgewählt werden, daß aus dem Immobilisat keine Substanzen in nennenwertem Maße in das darüber geleitete Fluid übergehen können. Insbe­ sondere ist auf den Einsatz lebensmittelverträglicher Stoffe zu achten. Als lebensmittelverträglich sind alle Stoffe bezeichnet, die den einschlägigen le­ bensmittelrechtlichen Vorschriften entsprechen. Ein Feststoffträger kann neben einem Festkörper im engen Sinne auch ein Gel sein. Das Immobilisat wird zur Ver­ hinderung der Abgabe von störenden Substanzen, insbe­ sondere nicht reagiertem Reagenz hinreichend gewaschen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Der Feststoffträger kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus "Silikate, Zeolithe, keramische Träger, Gläser, RGS-Polymere, organische Polymere, Oxiran-Acrylharze, Polyacrylamide, Agarosen, Vinyl­ polymere und Mischungen dieser Stoffe". Der Feststoffträger ist vorteilhafterweise porös, wodurch die für ein Fluid zugängliche spezifische Oberfläche wesentlich erhöht und folglich Umsetzraten erhöht sind. Als Zeolith kommt beispielsweise Wessalith® in Frage. Als Glas kann beispielsweise Novainert® einge­ setzt werden.
Als Enzym kommt grundsätzlich jedes natürlicherweise vorkommendes oder synthethisch hergestelltes, beispielsweise gentechnisch hergestelltes, Enzym in Frage, welches Bindungen in β-Glucanen zu spalten in der Lage ist und gleichzeitig chemische Gruppen ent­ hält, welche eine Bindung an einen Feststoffträger erlauben, und zwar vorzugsweise ohne Verlust der enzy­ matischen Aktivität bzw. mit lediglich Reduktion der enzymatischen Aktivität um vorzugsweise weniger als 95%, besser weniger als 50%, bezogen auf die Aktivität des gleichen Enzyms in Lösung. Bei der Spaltung ent­ stehen beispielsweise Glucose, Laminarbiose und Cellu­ biose. Das Enzym ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus "β-Glucanasen, Cellulasen und Mischungen dieser Enzyme", und ist vorzugsweise aus­ gewählt aus der Gruppe bestehend aus "endo-1,3-1,4- β-Glucanase, endo-1,3-β-Glucanase, endo-1,3(4)-β-Glu­ canase, endo-1,6-β-D- Glucanase, exo-1,3-β-Glucanase, endo-1,4-β-D-Xylanase, 1,4-(1,3;1,4)-β-D-Glucan- 4-Glucanohydrolase und Mischungen dieser Enzyme". Es kann sich empfehlen, Mischungen an Enzymen einzuset­ zen, welche spezifisch für verschiedene β-Glucan Bindungen sind. Denn natürliche β-Glucane weisen sta­ tistisch 70-74% β-1,4-Bindungen und 26-30% β-1,3-Bindungen auf, wobei es auch Glucanstrukturen mit nur einer dieser Bindungen oder 1,6-Bindungen gibt. β-Glucanasen sind käuflich erhältlich, können aber auch mit dem Fachmann geläufigen Verfahren aus verschiedenen Organismen gewonnen bzw. gereinigt wer­ den. Solche Organismen sind beispielsweise Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, Penicillium emer­ sonii, Humicola insolens, Pleurotis ostreatus, Asper­ gillus niger, Trichoderma reesei, Trichoderma harzianum, Arthrobacter sp., Arthrobacter luteus, He­ lix pomatia, Rhizoctonia solani, Trichoderma sp., Trichoderma vivide und Bacillus circulans. Die Aktivi­ tät einer β-Glucanase läßt sich beispielsweise mit dem β-D-Glucanase Assay Kit von Megazyme International Ireland Limited gemäß Herstellerangaben bestimmen.
Vorzugsweise sind Bindungsstellen für das Enzym an dem Feststoffträger durch Aktivierung der Oberfläche des Feststoffträgers mit einem Reagenz, vorzugsweise aus­ gewählt aus der Gruppe bestehend aus "2,2,2-Trifluor­ ethansulfochlorid, 1,4-Butandioldiglycidoxyether, 1,1'-Carbonyldiimidazol und Mischungen dieser Reagen­ zien", eingerichtet. Nach einer Aktivierungsver­ fahrensstufe kann überschüssiges Reagenz durch eine oder mehrere Waschverfahrenstufen sicher entfernt wer­ den. Gleiches gilt für eine Kopplungsverfahrenstufe bzw. Inkubationsverfahrenstufe. In diesem Falle kann zudem der Kopplungserfolg bestimmt werden, durch Bi­ lanzierung der eingesetzten Enzymmenge und der heraus­ gewaschenen Enzymmenge. Der Kopplungserfolg kann auch durch Vergleich einer Bestimmung der Aktivität des gekoppelten Enzyms mit einer Bestimmung der Aktivität des gelösten Enzyms erfolgen.
Ein erfindungsgemäßes Immobilisat läßt sich in allen Bereichen der Lebensmitteltechnologien anwenden, in welchen β-Glucane in störendem Maße auftreten und Fil­ trationsverfahrenstufen eingesetzt werden. Neben dem bevorzugten Einsatz in der Bierherstellung sind hierzu insbesondere die Weinherstellung und die Frucht­ saftherstellung zu nennen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsformen darstellenden Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1 Herstellung eines Feststoffträgers mit für die Bindung eines Enzyms aktivierter Oberfläche
15 g (Trockengewicht) Wessalith® wurden in einer Fritte subsequenten Waschverfahrenstufen mit jeweils 150 ml 30 Vol.-%igem, 50 Vol.-%igem, 70 Vol.-%igem und 99 Vol.-%igem Aceton unterzogen. Abschließend erfolgte ein Waschschritt mit 300 ml getrocknetem Aceton. Das gewaschene Produkt wurde in ein trockenes Becherglas überführt und mit 9 ml getrocknetem Aceton und 660 µl getrocknetem Pyridin versetzt. Unter vorsichtigem Rühren wurden 660 µl Tresylchlorid (2,2,2-Trifluor­ ethansulfochlorid) tropfenweise zugegeben. Nach 10 min. wurde der Ansatz in einer Glasfritte mit jeweils 150 ml 99 Vol.-%igem, 70 Vol.-%igem, 50 Vol.-%igem, 30 Vol-%igem Aceton und 1 mM HCl gewaschen. Abschließend wurde der Feststoffträger mit 300 ml 0,5 M NaCl und 0,1 M NaHCO3, pH 8,0, gespült.
Beispiel 2 Oxiran-Aktivierung einer Oberfläche eines Feststoffträgers
Eine Aktivierung von Oberflächen verschiedenartiger Substrate kann durch Einführung von Orixangruppen er­ folgen, beispielsweise durch Behandlung des Feststoffträgers mit 1,4-Butandioldiglycidoxyether in Gegenwart von NaBH4 und 600 mM NaOH. Ein solchermaßen aktivierter Feststoffträger kann in Gegenwart von 50- 100 mM Carbonat-, Phosphat- oder Boratpuffer mit Amino-, Thiol- und/oder Hydroxylgruppen eines Liganden reagieren. Eine solche Inkubation dauert typischer­ weise 24-48 h bei 20°C.
Beispiel 3 Bindung eines β-Glucane spaltenden Enzyms an das Produkt aus Beispiel 1
In einem Reaktionsgefäß mit Deckel wurden 15 g (Trock­ engewicht) des Produkts aus Beispiel 1 mit 12 ml einer β-Glucanaselösung (3 mg Endo-1,3(4)-β-Glucanase (E. C. 3.2.1.6) aus Humicola insolens je ml wäßriger Lösung, 0,5 M NaCl, 0,1 NaHCO3, pH 8,0) 4 h bei 25°C unter Schütteln inkubiert. Nach der Kopplung wurde der Feststoffträger in einer Fritte mit jeweils 150 ml 0,5 M NaCl, 0,1 M Na-Acetat, pH 4, 5; 0,5 M NaCl; sowie destilliertem Wasser gewaschen.
Beispiel 4 Bindung eines β-Glucane spaltenden Enzyms an Eupergit®
Eingesetzt wurde Eupergit®, ein Perl(co)polymerisat aus Methacrylamid, N-Methylen-bis-methacrylamid, Gly­ cidylmethacrylat und/oder Allylglycidylether. Dieses Polymerisat bedarf keiner eigenständigen Ak­ tivierungsverfahrensstufe aufgrund der vorhandenen reaktiven Oxirangruppen. Oxirangruppen reagieren mit Amino- und/oder Hydroxylgruppen eines Enzyms, und zwar ohne eine elektrochemische Veränderung des Liganden zu bewirken. Das Enzym wird in 100 mM Kaliumphosphat­ puffer, pH 7,5, gelöst. Der Feststoffträger wird ca. 70 h mit dieser Lösung bei 20°C inkubiert.
Beispiel 5 Bindung eines β-Glucane spaltenden Enzyms an Affi-Gel®
Das Enzym wird in einer wäßrigen Phase, beispielsweise MOPS, pH 7,5, gelöst. Eine Koppelung an Affi-Gel® 10 oder Affi-Gel® 15, erhältlich von der Firma BIORAD, erfolgt durch Inkubation für 4 h bei 4°C. Die Kop­ plung erfolgt spontan. Affi-Gel® ist ein vorak­ tiviertes Produkt, wobei Affi-Gel® 10 für neutrale oder basische Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 6,5-11 und Affi-Gel® 15 für saure Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von unter 6,5 geeignet ist.
Beispiel 6 Einsatz des Produktes aus Beispiel 2 in der Bierherstellung
In einem üblichen Bierherstellungsprozeß im Tech­ nikumsmaßstab wurde das Bier vor einer Sterilfiltra­ tion durch einen Reaktor enthaltend 300 g des Produkts aus Beispiel 3 kontinuierlich hindurch geleitet. Die Standzeit des Sterilfilters erhöhte um einen Faktor 10 gegenüber dem gleichen Herstellungsverfahren, nur ohne β-Glucan Abbau mittels der Erfindung.

Claims (8)

1. Immobilisat mit einem Feststoffträger und einem an den Feststoffträger gebundenen, β-Glucane spalten­ den Enzym.
2. Immobilisat nach Anspruch 1, wobei der Feststoffträger ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus "Silikate, Zeolithe, keramische Träger, Gläser, RGS-Polymere, organische Polymere, Oxiran-Acrylharze, Polyacrylamide, Agarosen, Vinyl­ polymere und Mischungen dieser Stoffe".
3. Immobilisat nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Enzym ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus "β- Glucanasen, Cellulasen und Mischungen dieser En­ zyme", vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus "endo-1,3-1,4-β-Glucanase, endo-1,3-β-Glucanase, endo 1,3(4)-β-Glucanase, endo-1,6-β-D-Glucanase, exo-1,3-β-Glucanase, endo-1,4-β-D-Xylanase, 1,4-(1,3; 1,4)-β-D-Glucan-4-Glucanohydrolase und Mischungen dieser Enzyme".
4. Immobilisat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Bindungsstellen für das Enzym an dem Feststoff­ träger durch Aktivierung der Oberfläche des Feststoffträgers mit einem Reagenz, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus "2,2,2-Trifluorethansulfochlorid, 1,4-Butandioldi­ glycidoxyether, 1,1'-Carbonyldiimidazol, und Mischungen dieser Reagenzien", eingerichtet sind.
5. Verfahren zur Herstellung eines Immobilisats nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit den folgenden Verfahrensstufen:
  • a) die Oberfläche eines Feststoffträgers wird op­ tional durch Behandlung mit einem Reagenz aktiviert,
  • b) der Feststoffträger aus Stufe a) wird mit einer Lösung enthaltend ein β-Glucane spaltendes En­ zym inkubiert,
  • c) das Immobilisat aus Stufe b) wird einer Wasch­ verfahrensstufe unterworfen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei vor der Stufe a) und/oder unmittelbar nach der Stufe a) Waschver­ fahrensstufen eingerichtet sind.
7. Verwendung eines Immobilisats nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, zum Abbau von β-Glucanen in Ver­ fahren zur Herstellung von Lebensmitteln, insbesondere von Bier.
8. Verwendung eines Immobilisats nach einem der An­ sprüche 1 bis 4 in einem Verfahren zur Herstellung von Bier mit folgenden Verfahrensstufen:
  • a) aus gekeimten und gedarrten Getreide wird Malz hergestellt und zu Malzschrot zerkleinert,
  • b) das Malzschrot wird in einer Maisch- Verfahrensstufe zu Maische umgesetzt,
  • c) aus der Maische wird eine Anstellwürze gewonnen,
  • d) die Anstellwürze wird unter Zugabe von Hefe in einer Gär-Verfahrensstufe zu einem Jung­ bier umgesetzt,
  • e) das Jungbier wird zum fertigen Bier gereift und dieses dann abgefüllt,
wobei nach der Stufe b) eine oder mehrere Filtrier­ verfahrensstufen eingerichtet sind, und
wobei vor zumindest einer Filtrierverfahrensstufe das zu filtrierende Fluid durch einen Reaktor, ent­ haltend das Immobilisat, geleitet wird und wobei durch Spaltung von in dem Fluid enthaltenen β- Glucanen mittels des einen Teil des Immobilisats bildenden Enzyms β-Glucan-haltige Gele solubilis­ iert werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Acta Biotechnol. 1992, 12(6), S. 497-507 *
Biotechnol. Bioeng. 1986, 28(12), S. 1876-8 *
SO Adv. Biotechnol., [Proc. Int. Ferment. Symp.], 6th (1981), Meeting Date 1980, Vol. 1, 685-90. Editor(s): Moo-Young, Murray: Robinson, Campbell W., Vezina, Claude. Publisher: Pergamon, Toronto, Ont. *

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