DE102011053469A1

DE102011053469A1 - Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase

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Publication number: DE102011053469A1
Application number: DE102011053469A
Authority: DE
Inventors: Hendrich Quitmann; Peter Czermak; Holger Zorn; Marco A. Fraatz; Andrea Bosse; Kerstin Stemme
Original assignee: Justus Liebig Universitaet Giessen; Technische Hochschule Mittelhessen
Current assignee: Justus Liebig Universitaet Giessen; Technische Hochschule Mittelhessen
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-14
Also published as: WO2013034613A3; WO2013034613A2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase, bei dem in wenigstens einem Fermentationsprozess ein Medium fermentiert wird, bei dem das Medium pumpbar ist, und bei dem der Fermentationsprozess aerob durchgeführt wird, wobei das Medium durch Myzel von wenigstens einem Basidiomyceten fermentiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Getränken oder Getränkebasen unter Einbindung eines Fermentationsprozesses bekannt. Dabei wird meist ein Medium von einem Mikroorganismus fermentiert und anschließend zu einem Getränk weiter verarbeitet.
DE 10 2008 048 939 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur fermentativen Herstellung eines Getränks, bei dem eine Würze aus einem aufgeschlossenen Cerealienextrakt zunächst mit Lactobacillus-Mikroorganismen behandelt wird, um eine milchsaure Würze zu erhalten. Anschließend wird die milchsaure Würze mit Hefe-Mikroorganismen oder Hefe-Lysat behandelt, um eine hefehaltige Malzbase zu erzeugen, auf deren Grundlage das Getränk schließlich fertig gestellt wird. Die verwendeten Mikroorganismen bewirken hauptsächlich eine Säuerung des Getränks. Um ein auch in geschmacklicher Hinsicht ansprechendes Getränk zu erhalten ist in DE 10 2008 048 939 daher der Zusatz von verschiedenen Fruchtkonzentraten und Aromastoffen vorgesehen.
Der Zusatz von Fruchtkonzentraten und Aromastoffen ist stets mit relativ hohem Verfahrensaufwand verbunden und daher von Nachteil. Hinzu kommt, dass Konsumenten vermehrt natürlich hergestellte Produkte nachfragen, bei denen keine Zusätze, wie insbesondere Aromastoffe, enthalten sind. Selbst die Verwendung biozertifizierter Fruchtsäfte und -aromen ist unter diesem Gesichtspunkt prinzipiell unerwünscht. Außerdem bieten gerade die kostenintensiven und nur beschränkt verfügbaren biozertifizierten Fruchtsäfte und -aromen wenig Spielraum zur Bereitstellung von Getränken mit neuartigen Aromaprofilen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebasis zur Verfügung zu stellen, bei dem bei der Herstellung auf natürlichem Wege, d.h. ohne den Zusatz von Fruchtkonzentraten oder Aromastoffen, ein ansprechendes Aromaprofil erreicht wird. Das Verfahren soll ferner die Bereitstellung neuartiger Aromaprofile ermöglichen und zudem einfach und kostengünstig durchführbar sein.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 13.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase, bei dem in wenigstens einem Fermentationsprozess ein Medium fermentiert wird, sieht die Erfindung vor, dass das Medium pumpbar ist, und dass der Fermentationsprozess aerob durchgeführt wird, wobei das Medium durch Myzel von wenigstens einem Basidiomyceten fermentiert wird.
Im Unterschied zu niederen Pilzen und Bakterien verfügen Basidiomyceten über ein sehr breites biochemisches Transformationspotential. Dieses Transformationspotential wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt um auf natürlichem Wege ein Getränk oder eine Getränkebase mit einem attraktiven Aromaprofil herzustellen. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung eines Basidiomyceten zur Fermentation des Mediums können daher Getränke oder Getränkebasen bereitgestellt werden, bei denen auf den Zusatz von Fruchtkonzentraten oder Aromastoffen zur Verbesserung des Geschmacks verzichtet werden kann.
Hinzu kommt, dass durch Fermentation eines Mediums unter Verwendung eines Basidiomyceten Getränke oder Getränkebasen mit sehr interessanten und neuartigen Geschmacksprofilen erzeugt werden können. So sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielweise Getränke oder Getränkebasen mit einen blumigem, frischem, grünem und/oder Gras-artigem Geschmackseindruck herstellbar. Erreichbar sind sowohl angenehme bekannte Geschmacksnoten wie z.B. Fruchtnoten als auch neuartige Lifestyle-Getränke mit ungewöhnlichem, aber dennoch ansprechenden Geschmacksrichtungen, die sich von herkömmlichen oder weit verbreiteten Aromen unterscheiden.
Die Fermentation des Mediums wird erfindungsgemäß durch Myzel von einem Basidiomyceten bewirkt. Dies ist äußerst vorteilhaft, weil das Myzel innerhalb kurzer Zeit mit einfachen Mitteln kostengünstig kultiviert werden kann. Aufgrund der großen Oberfläche des fadenförmigen Myzels ist überdies die Kontaktfläche zwischen dem Mikroorganismus und dem pumpbaren Medium sehr groß. Außerdem wird zwischen den beiden Komponenten und dem zur aeroben Fermentation eventuell zugesetzten Sauerstoff mit einfachen Mitteln eine effiziente Durchmischung erreicht, weshalb die erfindungsgemäß vorgesehene Fermentation besonders effektiv und kostengünstig ist.
Die Tatsache, dass bei der Fermentation Myzel und ein pumpbares Medium eingesetzt werden, ermöglicht zudem, dass bei dem Verfahren in der Getränkeherstellung etablierte Anlagensysteme, wie insbesondere Brauereianlagen eingesetzt werden können, die lediglich kleinerer Modifizierungen bedürfen, z.B. um die Sauerstoffzufuhr beim Fermentationsprozess zu ermöglichen.
Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass einige Basidiomyceten in der Lage sind, Sekundärmetabolite auszubilden, die beim Menschen eine gesundheitsförderliche Wirkung haben. Aus diesem Grund können durch das erfindungsgemäße Verfahren daher auch gesundheitsförderliche, funktionelle Getränke oder Getränkebasen hergestellt werden. Außerdem ist es möglich, dass bei der Fermentation ein eventuell vorhandenes allergenes Potential des eingesetzten Mediums reduziert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zur aeroben Fermentation Myzel mehrerer Basidomyceten eingesetzt werden, wobei diese gleichzeitig oder nacheinander auf das Medium einwirken können.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Medium aus wenigstens einem Rohstoff gewonnen wird, wobei der Rohstoff ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend essbare Pflanzen oder Pflanzenteile (z.B. jegliche Art von Früchten, Samen, Blüten, Blätter, Blattstiele etc.), wie Getreide, Nüsse, Gemüse und/oder Obst. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe Getreide, Nüsse, Gemüse und/oder Obst nach ihrem allgemein üblichen Sprachgebrauch zu verstehen.
Unter Getreide sind beispielweise sämtliche Sorten von Reis, Weizen, Mais, Hirse, Roggen, Hafer, Dinkel, Triticale und Gerste zu verstehen. Das Getreide kann zudem gemälzt der ungemälzt verwendet werden.
Zu den Nüssen im Sinne der Erfindung zählen neben den Nüssen im botanischen Sinne, wie z.B. Haselnuss, Macadamianuss, Buchecker, Edelkastanie und Haselnuss, auch solche, die lediglich dem allgemeinen Sprachgebrauch nach als Nüsse bezeichnet werden. Hierzu zählen beispielsweise Cashewnüsse, Mandeln, Paranüsse, Pekannüsse, Pistazien und Sheanüsse.
Der Begriff Gemüse umfasst grundsätzlich sämtliche Gemüsearten. So ist beispielsweise der Einsatz von Blattgemüse (insbesondere Salate und Kohl), Blütengemüse (z.B. Artischocke, Blumenkohl, Broccoli), Fruchtgemüse (z.B. Gurken, Kürbisse, Tomaten), Wurzelgemüse, wie Knollengemüse (z.B. Fenchel, Kartoffel, Karotte, Knollen-Sellerie, Pastinaken) und Zwiebelgemüse (Küchenzwiebel, Perlzwiebel, Bärlauch), und/oder Hülsenfrüchte (Bohnen, Erbsen, Sojabohnen) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar.
Unter Obst sind alle heimischen und exotischen Obstsorten wie Kernobst, Steinobst, Beerenobst oder Schalenobst zu verstehen. Hierzu zählen z.B. Äpfel, Birnen, Trauben, Aprikosen, Kirschen, Pflaumen, Pfirsiche, Nektarinen, Andenbrombeere, Hagebutte, Brombeere, Himbeere, Erdbeere, Heidelbeere, Sanddorn, Johannisbeere, Stachelbeere, Holunder, Ananas, Bananen, Kumquat, Zitrusfrüchte (Orangen, Zitronen, Limette, Mandarine, Pampelmuse, Grapefruit), Drachenfrucht, Mispel, Quitten, Acerola, Datteln, Feigen, Granatäpfel, Guaven, Kiwis, Melonen, Papayas, Passionsfrucht, Maracuja, Mango, Sternfrucht, Litschi.
Basidiomyceten umfassen die für den Menschen zum Verzehr geeigneten, essbaren Ständerpilze, d.h. Ständerpilze mit essbarem Fruchtkörper.
Besonders bevorzugt sind ferner Basidiomyceten ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Hypsizygus tesselatus, Ischnoderma benzoinum, Pleurotus citrinopileatus, Pleurotus sapidus, Polyporus tuberaster, Tyromyces chioneus, Wolfiporia cocos, Pleurotus eryngii, Agaricus avensis, Flammulina velutipes, Clitocybe geotropa. Mit diesen Basidiomyceten können interessante Geschmackseindrücke erreicht werden.
Daneben sieht eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Medium bereitgestellt wird, indem der Rohstoff verflüssigt wird. Hierzu können bereits vorbehandelte oder unvorbehandelte Rohstoffe oder Rohstoffgemische eingesetzt werden. Möglichkeiten zur Verflüssigung sind beispielsweise Einmaischen, Saftherstellung (z.B. durch Pressen, Dampfentsaften oder durch Enzymeinsatz), Emulgieren (z.B. zur Herstellung von Getreidetrunk oder Mandeltrunk etc.), der Einsatz von Enzymen zur Verflüssigung, Pasteurisieren, Tyndallisation, Kochen oder Sterilisieren. Insbesondere abhängig von der Rohstoffbeschaffenheit kann es hierbei zweckmäßig sein, dem Rohstoff Wasser zuzusetzen.
Unter Verflüssigen im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass eine fließfähige, zumindest breiartige Masse bereitgestellt wird, die pumpfähig und rührfähig ist und die bevorzugt mit in den der Getränkeherstellung und insbesondere in der Brauereitechnik üblichen Gerätschaften und Reaktoren gehandhabt werden kann. Besonders bevorzugt weist das Medium nach der Verflüssigung eine Konsistenz auf, die eine Fermentation in einem gewöhnlichen Rührkesselreaktor ermöglicht.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein weiterer Fermentationsprozess durchgeführt wird, an dem ein zweiter Organismus beteiligt ist. Auf diese Weise kann z.B. das Geschmackprofil des hergestellten Getränks oder der Getränkebase verbessert, eine Säuerung und/oder ein zusätzlicher gesundheitsförderlicher Nutzen (z.B. bei dem Einsatz eines probiotischen Stamms) erzielt werden. Bevorzugt ist der zweite Organismus ein einfacher Pilz, ein Bakterium oder eine Hefe. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Bacillus coagulans, Lactobacillus paracasaei.
Dabei sind unterschiedliche Verfahrensführungen denkbar. Zum einen ist möglich, dass die Fermentation durch den zweiten Organismus und die Fermentation durch den Basidiomyceten nacheinander durchgeführt werden. Hierbei wird das eingesetzte Medium zunächst von dem einen Organismus, z.B. von dem Basidiomycten, fermentiert. Anschließend wird das hierbei erhaltene Verfahrensprodukt zur weiteren Fermentation mit dem nächsten Organismus, z.B. einem als zweiten Organismus vorgesehen Milchsäurebakterium oder einer Hefe, in Kontakt gebracht. Dies kann durch Weiterleiten des bereits fermentierten Mediums in einen nachgeschalteten Bioreaktor, oder, z.B. nach Inaktivierung des zuerst eingesetzten Organismus, durch Einbringen des nächsten Organismus in das Medium erfolgen.
Ein Verfahren, bei dem die Fermentation durch den zweiten Organismus und die Fermentation durch den Basidiomyceten nacheinander durchgeführt werden, liegt beispielweise dann vor, wenn bei dem Verfahren der Rohstoff während oder nach dem Verflüssigen durch den zweiten Organismus vorfermentiert wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Organismus, der zur Vorfermentierung eingesetzt wird, ein Säurebildner. Man kann den Rohstoff nach der Fermentation durch den Basidiomyceten auch mit Hilfe des zweiten Organismus nachfermentieren.
Daneben ist es aber auch denkbar, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten und die Fermentation durch den zweiten Organismus parallel durchgeführt werden. Parallel kann dabei bedeuten, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten und die Fermentation durch den zweiten Organismus zusammen in einem Fermenter durchgeführt werden. Hier können die beiden Organismen entweder im Gemisch vorliegen, oder z.B. durch eine Membran voneinander getrennt sein. Denkbar ist aber auch, dass das Medium vor dem Fermentationsprozess aufgeteilt und dann zu einem ersten Teil der Fermentation durch den Basidiomyceten und zu einem zweiten Teil der Fermentation durch den zweiten Organismus zugeführt wird. Hierzu können zwei getrennte Bioreaktoren oder ein zweiteiliger Bioreaktor vorgesehen sein.
Der oder die vorgesehen Fermentationsprozesse werden bevorzugt in einem Temperaturbereich von 4°C bis 36°C durchgeführt. Für die Fermentation mit Basidiomyceten-Myzel ist – abhängig von dem jeweiligen Basidiomyceten-Stamm – ein Temperaturbereich von 18°C bis 28°C, und vor allem von 20°C bis 26°C besonders geeignet. Die Fermentation mit dem zweiten Organismus wird bevorzugt in einem Temperaturbereich von 15°C bis 70°C, bevorzugt 25°C bis 60°C und ganz besonders bevorzugt 35°C bis 50°C durchgeführt.
Die Dauer der Fermentationen durch den oder die Basidiomyceten und/oder den zweiten Organismus liegt bevorzugt zwischen 15 min und 72 h, besonders bevorzugt zwischen 30 min und 36 h.
Der Sauerstoffbedarf bei der aeroben Fermentation variiert in Abhängigkeit von dem eingesetzten Basidiomycetenstamm. Der Sauerstoff wird entweder durch Rühren der Masse an Luft oder durch aktive Begasung zugeführt. Möglich ist aber auch, dass bereits der in dem Medium vorhandene Sauerstoffgehalt zur Fermentation ausreicht. Es kann zweckmäßig sein, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Medium im Verlauf des Fermentationsprozesses verändert wird.
Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten nach Erhalt des gewünschten geschmacklichen Ergebnisses durch Inaktivierung des Organismus oder durch Abtrennung des Organismus gestoppt wird. Bei Verfahren, bei denen zusätzlich eine Fermentation durch einen zweiten Organismus vorgesehen ist, ist dementsprechend bevorzugt, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten und/oder die Fermentation durch den zweiten Organismus durch Inaktivierung oder durch Abtrennung des jeweiligen Organismus gestoppt wird. Zur Inaktivierung sind verschiedene Methoden denkbar. Besonders geeignet sind Verfahren zur Pasteurisierung, Sterilisierung, die Ultrahocherhitzung, Einkochen, Tyndallisation und die Thermisation. Diese Methoden können gegebenenfalls an einem oder mehreren verschiedenen Verfahrensstadien wiederholt werden, um das Verfahrensprodukt haltbar zu machen.
Daneben können weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein. Hierzu zählen insbesondere Maßnahmen zur Klärung des Zwischenprodukts. Hierbei kommen vor allem folgende Schritte in Betracht, die für sich allein oder nacheinander durchgeführt werden können: Zentrifugation, Grobfiltration, ein- oder mehrstufige Feinfiltration sowie Mikrofeinfiltration.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann außerdem ein Karbonisierungsschritt vorgesehen sein, bei dem einem Zwischenprodukt des Verfahrens CO₂ zugeführt wird. Hierbei sind alle gängigen Methoden denkbar wie z.B. das Einleiten oder Aufpressen von CO₂-Gas.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von alkoholfreien Getränken oder Getränkebasen. Im Hinblick auf die Herstellung einer Getränkebase kann es von Vorteil sein, wenn im letzten Verfahrenschritt eine Extraktion der Geschmacks- und Aromastoffe aus dem fermentierten Produkt durchgeführt wird. Das bei diesem Verfahrensschritt erhaltene Verfahrensprodukt kann dann als Zutat bei der Herstellung eines (kohlensäurehaltigen) Getränks verwendet werden.
Denkbar ist weiterhin, dass das Fermentationsprodukt in einem weiteren, möglicherweise nachgeschalteten Verfahrensschritt mit einem Saft, einem Saftkonzentrat, Wasser, Tee, einem anderen Getränk oder einer Getränkebase, einem alkoholischen Getränk, wie einem Wein (auch Apfelwein oder Reiswein, Schaumwein, Perlwein etc.), einem Bier, einem Likör oder einem Branntwein, gemischt wird, wobei die Verwendung eines natürlich hergestellten Produkts bevorzugt ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Ausführungsbeispiele
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase, bei dem in wenigstens einem Fermentationsprozess ein Medium fermentiert wird, wobei das Medium pumpbar ist und der Fermentationsprozess aerob durchgeführt wird, und wobei das Medium durch Myzel von wenigstens einem Basidiomyceten fermentiert wird, können prinzipiell alle erfindungsgemäß vorgesehenen Medien eingesetzt werden. Insbesondere können solche verwendet werden, die aus wenigstens einem Rohstoff gewonnen werden, wobei der Rohstoff ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend essbare Pflanzen oder Pflanzenteile (z.B. jegliche Art von Früchten, Samen, Blüten, Blätter, Blattstiele etc.), wie Getreide, Nüsse, Gemüse und/oder Obst. Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe Getreide, Nüsse, Gemüse und/oder Obst sind nach ihrem allgemein üblichen Sprachgebrauch zu verstehen.
Unter Getreide sind beispielweise sämtliche Sorten von Reis, Weizen, Mais, Hirse, Roggen, Hafer, Dinkel, Triticale und Gerste zu verstehen. Das Getreide kann zudem gemälzt der ungemälzt verwendet werden.
Zu den Nüssen im Sinne der Erfindung zählen neben den Nüssen im botanischen Sinne, wie z.B. Haselnuss, Macadamianuss, Buchecker, Edelkastanie und Haselnuss, auch solche, die lediglich dem allgemeinen Sprachgebrauch nach als Nüsse bezeichnet werden. Hierzu zählen beispielsweise Cashewnüsse, Mandeln, Paranüsse, Pekannüsse, Pistazien und Sheanüsse.
Der Begriff Gemüse umfasst grundsätzlich sämtliche Gemüsearten. So ist beispielsweise der Einsatz von Blattgemüse (insbesondere Salate und Kohl), Blütengemüse (z.B. Artischocke, Blumenkohl, Broccoli), Fruchtgemüse (z.B. Gurken, Kürbisse, Tomaten), Wurzelgemüse, wie Knollengemüse (z.B. Fenchel, Kartoffel, Karotte, Knollen-Sellerie, Pastinaken) und Zwiebelgemüse (Küchenzwiebel, Perlzwiebel, Bärlauch), und/oder Hülsenfrüchte (Bohnen, Erbsen, Sojabohnen) bei dem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar.
Unter Obst sind alle heimischen und exotischen Obstsorten wie Kernobst, Steinobst, Beerenobst oder Schalenobst zu verstehen. Hierzu zählen z.B. Äpfel, Birnen, Trauben, Aprikosen, Kirschen, Pflaumen, Pfirsiche, Nektarinen, Andenbrombeere, Hagebutte, Brombeere, Himbeere, Erdbeere, Heidelbeere, Sanddorn, Johannisbeere, Stachelbeere, Holunder, Ananas, Bananen, Kumquat, Zitrusfrüchte (Orangen, Zitronen, Limette, Mandarine, Pampelmuse, Grapefruit), Drachenfrucht, Mispel, Quitten, Acerola, Datteln, Feigen, Granatäpfel, Guaven, Kiwis, Melonen, Papayas, Passionsfrucht, Maracuja, Mango, Sternfrucht, Litschi.
Zur Herstellung des Mediums wird der Rohstoff verflüssigt. Hierbei werden bereits vorbehandelte oder unvorbehandelte Rohstoffe oder Rohstoffgemische eingesetzt. Praktikalbe Möglichkeiten zur Verflüssigung sind beispielsweise Einmaischen, Saftherstellung (z.B. durch Pressen, Dampfentsaften oder durch Enzymeinsatz), Emulgieren (z.B. zur Herstellung von Getreidetrunk oder Mandeltrunk), der Einsatz von Enzymen zur Verflüssigung, Pasteurisieren, Tyndallisation, Kochen oder Sterilisieren. Insbesondere abhängig von der Rohstoffbeschaffenheit kann es hierbei zweckmäßig sein, dem Rohstoff in definierten Mengen Wasser zuzusetzen.
Basidiomyceten, die erfindungsgemäß in dem Verfahren verwendet werden, umfassen die für den Menschen zum Verzehr geeigneten essbaren Ständerpilze, d.h. Ständerpilze mit essbarem Fruchtkörper.
Besonders bevorzugt sind Basidiomyceten ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Hypsizygus tesselatus, Ischnoderma benzoinum, Pleurotus citrinopileatus, Pleurotus sapidus, Polyporus tuberaster, Tyromyces chioneus, Wolfiporia cocos, Pleurotus eryngii, Agaricus avensis, Flammulina velutipes, Clitocybe geotropa. Mit diesen Basidiomyceten werden interessante Geschmackseindrücke erreicht, die sich von herkömmlichen Aromen unterscheiden können und die als Basis für neuartige Geschmackssorten dienen.
Im Folgenden ist beispielhaft die Herstellung von Basidiomycet-Myzel-Kulturen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase beschrieben. Des Weiteren sind beispielhaft verschiedene Fermentationsprozesse zur aeroben Fermentation eines aus einem Rohstoff hergestellten, pumpbaren Mediums unter Verwendung von Basidiomyceten-Myzel verschiedenener Basidiomycetenstämme dargestellt. Die gezeigten Fermentationsprozesse sind Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase.
1. Aerobe Fermentation von Bierwürze
1.1. Basidiomyceten
In den nachfolgend beschriebenen Bespielen zur aeroben Fermentation von ungehopfter Bierwürze wird beispielhaft Myzel der Basidiomyceten Ischnoderma benzoinum, Tyromyces chioneus und Wolfiporia cocos verwendet.
Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29) und Wolfiporia cocos (CBS 279.55) können vom Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS, Baarn, NL) bezogen werden. Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) kann von der Deutschen Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, D) bezogen werden.
1.2. Nährlösungen zur Bereitstellung der Basidiomyeten-Stamm- und Vorkulturen
Zur Bereitstellung von Basidiomyeten-Vorkulturen wird ein SNL-H-Medium gemäß Tabelle 1.1. verwendet. Wie die Tabelle zeigt, wird diese Nährlösung hergestellt, indem D-(+)-Glucose-Monohydrat (c = 30,0 g L^–1), L-Asparagin-Monohydrat (c = 4,5 g L^–1), Kaliumdihydrogensulfat (c = 1,5 g L^–1), Magnesiumsulfat-Heptahydrat (c = 4,5 g L^–1), Hefeextrakt (c = 3,0 g L^–1) und eine Spurenelementlösung gemäß Tabelle 1.2. (c = 1,0 mL L^–1) eingesetzt werden. Zur Herstellung werden die einzelnen Bestandteile bevorzugt in destilliertem Wasser gelöst und mit Natronlauge auf pH 6,0 eingestellt.
Tabelle 1.1.: Zusammensetzung der Nährlösung SNL-H; c = Konzentration in g L^–1 bzw. mL L^–1; Glc = D-(+)-Glucose-Monohydrat, Asn = L-Asparagin-Monohydrat, MgSO₄ = Magnesiumsulfat-Heptahydrat, Hefe = Hefeextrakt (z.B. von Firma Fisher Scientific GmbH, Schwerte (Hefeextrakt, Pulver; Artikelnummer 10697612)), SE-Lsg = Spurenelementlösung (s. Tabelle 1.2.), ¹ = modifiziert nach Sprecher in Sprecher, E. (1959) Über die Guttation bei Pilzen, Planta 53, 565–574.

Glc Asn KH₂PO₄ MgSO₄ Hefe SE-Lsg

c[gL^–1] c[gL^–1] c[gL^–1] c[gL^–1] c[gL^–1] c[mLL^–1]

SNL-H¹ 30,0 4,5 1,5 1,0 3,0 1,0
Tabelle 1.2. zeigt die Zusammensetzung der in Tabelle 1.1. angeführten Spurenelementlösung. Man erkennt, dass hierbei FeCl₃·6 H₂O (c = 0,080 g L^–1), ZnSO₄·7 H₂O (c = 0,090 g L^–1), MnSO₄·H₂O (c = 0,030 g L^–1), CuSO₄·5 H₂O (c = 0,005 g L^–1), EDTA (Ethylendiamintetraacetat, c = 0,400 g L^–1) eingesetzt werden. Als Lösungsmittel wird bevorzugt destilliertes Wasser verwendet. Tabelle 1.2.: Zusammensetzung einer Spurenelementlösung SE-Lsg (EDTA = Ethylendiamintetraacetat)

Substanz Konzentration c [g L^–1]

FeCl₃·6H₂O 0,080

ZnSO₄·7H₂O 0,090

MnSO₄·H₂O 0,030

CuSO₄·5H₂O 0,005

EDTA 0,400
1.3. SNL-H-Agar
Für die Plattenkultivierung des Basidiomyceten-Myzels wird zu einer gemäß Punkt 1.2. der Ausführungsbeispiele hergestellten SNL-H-Medium zusätzlich 15 g L^–1 Agar-Agar zugegeben. Um hierbei eine Kontamination mit Mikroorganismen zu vermeiden, wird das so hergestellte SNL-Medium vor der weiteren Verwendung autoklaviert (beispielsweise durch Erhitzen auf 121°C für 20 min).
1.4. Bereitstellung einer Basidiomyceten-Stammkultur
Zur Bereitstellung einer Basidiomyceten-Stammkultur werden von den einzusetzenden Basidiomyetenstämmen (Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) und Wolfiporia cocos (CBS 279.55)) jeweils zwei Stammkulturen auf Agarplatten mit SNL-H-Medium angelegt werden. Dazu wird je eine Agarplatte mit einem ca. 1 cm² großen, mit Myzel des entsprechenden Basidiomycetenstamms (Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) bzw. Wolfiporia cocos (CBS 279.55)) bewachsenen Agarstück, beimpft, mit Parafilm verschlossen und im Brutschrank bei 24 °C kultiviert (Durchführung z.B. gemäß Taubert et al. in Taubert, J.; Krings, U.; Berger, R. G. (2000) A comparative study on the disintegration of filamentous fungi, J. Microbiol. Methods 42, 225–232, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird).
Nachdem die Platten zur Hälfte mit Myzel bewachsen sind, werden die Kulturen bei 4 °C gelagert. Die so gewonnenen Stammkulturen von Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) und Wolfiporia cocos (CBS 279.55) können regelmäßig nach dem gleichen Verfahren überimpft werden.
1.5. Anzucht einer Vorkultur (Submerskultur im Schüttelkolben)
Für die Anzucht der Myzel-Vorkultur des jeweiligen Basidiomyceten (Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) bzw. Wolfiporia cocos (CBS 279.55)) kann das in Punkt 1.2. der Ausführungsbeispiele beschriebene SNL-H-Medium verwendet werden. Die Anzucht der Vorkultur wird beispielsweise folgendermaßen durchgeführt:
Von einer beispielsweise gemäß Punkt 1.4. hergestellten Stammkultur wird ein ca. 1 cm² großes, mit Myzel des jeweiligen Basidiomyceten (Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) bzw. Wolfiporia cocos (CBS 279.55)) bewachsenes Agarstück steril in einen mit 100 mL SNL-H-Medium gefüllten 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt und mit einem Ultra-Turrax-Homogenisator (T25 digital Ultra-Turrax IKA^®, Staufen) homogenisiert (15 s, 9.800 U min^–1). Anschließend wird die Kultivierung unter Lichtausschluss im Inkubationsschüttler (Multitron, Infors, Einsbach; 24 °C, 150 U min^–1, Auslenkung 25 mm) für beispielsweise 6 bis 9 Tage durchgeführt, wobei sich jeweils Pellets des Basidiomyceten-Myzels (Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) und Wolfiporia cocos (CBS 279.55)) bilden.
1.6. Fermentation eines Mediums durch das Basidiomyceten-Myzel (Submerskultur im Schüttelkolben, Hauptkultur)
Die Hauptkulturen der zu verwendenden Basidiomyceten Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) und Wolfiporia cocos (CBS 279.55) werden bei 24 °C und 150 U min^–1unter Lichtausschluss inkubiert. Zur Verifizierung, der durch die Fermentation erreichten geschmacklichen Veränderung, wird analog eine Blindprobe geführt.
Nachfolgend ist ein Beispiel für eine Fermentation unter Verwendung von ungehopfter Bierwürze als Medium und den Basidiomyceten Ischnoderma benzoinum (CBS 311.29), Tyromyces chioneus (DSMZ 5242) und Wolfiporia cocos (CBS 279.55) beschrieben. Hierbei wird ungehopfte Bierwürze nach Kölsch-Art (BWU) eingesetzt, die heiß abgefüllt wird.
Für die Anzucht der Hauptkultur (Pilz_BWU) werden 100 mL ungehopfte Bierwürze (BWU) in einen 250-mL-Erlenmeyerkolben gegeben. Für das Inokulum werden 10 mL einer beispeilsweise gemäß 1.5. hergestellten Vorkultur mit 30 mL Reinstwasser versetzt und zentrifugiert (4.000 U min^–1, 2.880 × g, 5 min, 20 °C). Der wässrige Überstand wird verworfen und der Waschschritt wiederholt, wobei vor der Zentrifugation je 30 mL Reinstwasser zugegeben werden. Das auf diese Weise erhaltene Pellet wird in 10 mL ungehopfte Bierwürze aufgenommen und in den 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt. Die Kultivierung erfolgt unter Lichtausschluss im Inkubationsschüttler (24 °C, 150 U min^–1, Auslenkung 25 mm) für beispielsweise 6 bis 27 Stunden (Dauer s. in Tabelle 1.3.).
Zur sensorischen Bewertung des durch die Fermentation des Mediums mit dem Basidiomyceten-Myzel erhaltenen Fermentationsprodukts wird zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils eine Probe (hier 80 mL) von der Hauptkultur entnommen. Um das Myzel des Basidiomyceten abzutrennen, wird die Probe anschließend abzentrifugiert (4.000 U min^–1, 2.880 × g, 5 min, 20 °C). Zur geschmacklichen Beurteilung des Getränks bzw. der Getränkebase ist es zweckmäßig, die Proben anschließend auf ca. 8°C zu temperieren und dann sensorisch zu beurteilen.
1.7. Ergebnis der in Punkt 1.6. beschriebenen aeroben Fermentation
Zur Beurteilung des geschmacklichen Ergebnisses der in Punkt 1.6. der Ausführungsbeispiele beschriebenen Fermentation werden die Proben bei ca. 8°C olfaktorisch untersucht. Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in den Tabellen 1.3. und 1.4 zusammengefasst.

Man erkennt, dass nach aerober Fermentation von ungehopfter Bierwürze (BWU) durch I. benzoinum (IBE), T. chioneus (TCH) und W. cocos (WCO) ansprechend riechende und gut schmeckende Getränke erhalten werden, die sich deutlich von nicht fermentierter Bierwürze (Blindprobe) unterscheiden. Tabelle 1.3.: Olfaktorische Beurteilung von nicht fermentierter und durch Basidiomyceten-Myzel fermentierter ungehopfter Bierwürze

Geruch der Blindprobe	Geruch nach aerober Fermentation	Basidiomycet	Dauer [h]
Malz, süßlich, würzig, leicht herb			0
Malz, süßlich, würzig, Honig	süßlich, Malz, Honig, frisch, sehr angenehm	IBE	6
Malz, süßlich, leicht würzig	süßlich, herb, würzig	TCH	18
Malz, süßlich	Cidre, frisch, Zitrone	WCO	27

Tabelle 1.4.: Verkostung von nicht fermentierter und durch Basidiomyceten-Myzel fermentierter ungehopfter Bierwürze

Geschmack der Blindprobe	Geschmack nach aerober Fermentation	Basidiomycet	Dauer [h]
süß, Malz, würzig			0
süß, weniger Malz¹, würzig	grün, Gras	IBE	7
süß, Malz	blumig, Melone, fruchtig, süß	TCH	17
süß, Malz	blumig, fruchtig, Honig, Früchtetee, süß	WCO	25

¹im Vergleich zur Blindprobe nach 0 Stunden

2. Fermentation eines Hafer-Trunks
2.1. Basidiomyceten
In den nachfolgend beschriebenen Bespielen zur aeroben Fermentation eines Hafer-Trunks wird beispielhaft Myzel des Basidiomyceten Pleurotus citrinopileatus verwendet. Pleurotus citrinopileatus (DSMZ 5341) kann beispielsweise von der Deutschen Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ, Braunschweig, D) bezogen werden.
2.2. Nährlösungen zur Bereitstellung der Basidiomyeten-Stamm- und Vorkulturen
Zur Bereitstellung von Basidiomyeten-Vorkulturen wird ein SNL-H-Medium gemäß Tabelle 2.1. verwendet. Wie die Tabelle zeigt, wird diese Nährlösung hergestellt, indem D-(+)-Glucose-Monohydrat (c = 30,0 g L^–1), L-Asparagin-Monohydrat (c = 4,5 g L^–1), Kaliumdihydrogensulfat (c = 1,5 g L^–1), Magnesiumsulfat-Heptahydrat (c = 4,5 g L^–1), Hefeextrakt (c = 3,0 g L^–1) und eine Spurenelementlösung gemäß Tabelle 2.2. (c = 1,0 mL L^–1) eingesetzt werden. Zur Herstellung werden die einzelnen Bestandteile bevorzugt in destilliertem Wasser gelöst und mit Natronlauge auf pH 6,0 eingestellt.
Tabelle 2.1: Zusammensetzung der Nährlösungen; c = Konzentration in g L^–1 bzw. mL L^–1; Glc = D-(+)-Glucose-Monohydrat, Asn = L-Asparagin-Monohydrat, MgSO₄ = Magnesiumsulfat-Heptahydrat, Hefe = Hefeextrakt (z.B. von Firma Fisher Scientific GmbH, Schwerte (Hefeextrakt, Pulver; Artikelnummer 10697612)), SE-Lsg = Spurenelementlösung (s. Tabelle 1.2.), ¹ = modifiziert nach Sprecher in Sprecher, E. (1959) Über die Guttation bei Pilzen, Planta 53, 565–574.

Glc Asn KH₂PO₄ MgSO₄ Hefe SE-Lsg

c[g L^–1] c[g L^–1] c[g L^–1] c[g L^–1] c[g L^–1] c[mL L^–1]

SNL-H1 30,0 4,5 1,5 1,0 3,0 1,0
Tabelle 2.2. zeigt die Zusammensetzung der in Tabelle 2.1. angeführten Spurenelementlösung. Es ist erkennbar, dass hierbei FeCl₃·6 H₂O (c = 0,080 g L^–1), ZnSO₄·7 H₂O (c = 0,090 g L^–1), MnSO₄·H₂O (c = 0,030 g L^–1), CuSO₄·5 H₂O (c = 0,005 g L^–1), EDTA (Ethylendiamintetraacetat, c = 0,400 g L^–1) eingesetzt werden. Als Lösungsmittel wird bevorzugt destilliertes Wasser verwendet. Tabelle 2.2.: Zusammensetzung der Spurenelementlösung SE (EDTA = Ethylenamintetraacetat)

Substanz Konzentration [g L^–1]

FeCl₃·6H₂O 0,080

ZnSO₄·7H₂O 0,090

MnSO₄·H₂O 0,030

CuSO₄·5H₂O 0,005

EDTA 0,400
2.3. SNL-H-Agar
Für die Plattenkultivierung des Basidiomyceten-Myzels werden dem gemäß Punkt 2.2. der Ausführungsbeispiele hergestellten SNL-H-Medium zusätzlich 15 g L^–1 Agar-Agar zugegeben. Um eine Kontamination mit Mikroorganismen zu vermeiden, wird das so hergestellte SNL-Medium vor der weiteren Verwendung autoklaviert (beispielsweise durch Erhitzen auf 121°C für 20 min).
2.4. Bereitstellung einer Basidiomyceten-Stammkultur
Zur Anzucht einer Basidiomyceten-Myzel-Stammkultur werden von dem verwendeten Basidiomyceten Pleurotus citrinopileatus jeweils zwei Stammkulturen auf Agarplatten mit SNL-H-Medium angelegt. Dazu wird je eine Agarplatte mit einem ca. 1 cm² großen, mit Myzel des Basidiomycetenstamms Pleurotus citrinopileatus bewachsenen Agarstück beimpft, mit Parafilm verschlossen und im Brutschrank bei 24 °C kultiviert (Durchführung gemäß Taubert et al. in Taubert, J.; Krings, U.; Berger, R. G. (2000) A comparative study on the disintegration of filamentous fungi, J. Microbiol. Methods 42, 225–232, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird).
Nachdem die Platten zur Hälfte mit Myzel bewachsen sind, werden die Kulturen bei 4 °C gelagert. Die so gewonnenen Stammkulturen können regelmäßig nach dem gleichen Verfahren überimpft werden.
2.5. Anzucht einer Basidiomyceten-Vorkultur (Submerskultur im Schüttelkolben)
Für die Anzucht der Myzel-Vorkultur des jeweiligen Basidiomyceten kann das in Punkt 2.2. der Ausführungsbeispiele beschriebene SNL-H-Medium verwendet werden. Die Anzucht wird beispielsweise folgendermaßen durchgeführt:
Von einer beispielsweise gemäß Punkt 2.4. hergestellten Stammkultur wird ein ca. 1 cm² großes, mit Myzel des Basidiomyceten Pleurotus citrinopileatus bewachsenes Agarstück, steril in einen mit 100 mL SNL-H-Medium gefüllten 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt und mit einem Ultra-Turrax-Homogenisator (T25 digital Ultra-Turrax IKA^®, Staufen) homogenisiert (15 s, 9.800 U min^–1). Anschließend wird die Kultivierung unter Lichtausschluss im Inkubationsschüttler (Multitron, Infors, Einsbach; 24 °C, 150 U min^–1, Auslenkung 25 mm) für beispielsweise 6 bis 9 Tage durchgeführt, wobei sich Pellets des Basidiomyceten-Myzels Pleurotus citrinopileatus bilden.
2.6. Aerobe Fermentation eines Mediums durch Basidiomyceten-Myzel (Submerskultur im Schüttelkolben, Hauptkultur)
Die Hauptkulturen des Basidiomyceten Pleurotus citrinopileatus werden bei 24°C und 150 U min^–1unter Lichtausschluss inkubiert. Zur Verifizierung der durch die Fermentation erreichten geschmacklichen Veränderung wird analog eine Blindprobe geführt.
Beispielhaft ist nachfolgend eine Fermentation unter Verwendung von einem Hafer-Trunk als Medium dargestellt. Die Anzucht der Hauptkultur wird beispielsweise folgendermaßen durchgeführt werden:
Für die Anzucht der Hauptkultur werden 100 mL Hafer-Trunk in einen 250-mL-Erlenmeyerkolben gegeben. Für das Inokulum werden 10 mL einer beispeilsweise gemäß 2.5. hergestellten Vorkultur mit 30 mL Reinstwasser versetzt und zentrifugiert (4.000 U min-1, 2.880 × g, 5 min, 20 °C). Der wässrige Überstand wird verworfen und der Waschschritt wiederholt, wobei vor der Zentrifugation je 30 mL Reinstwasser zugegeben werden. Das auf diese Weise erhaltene Pellet wird in 10 mL Hafer-Trunk aufgenommen und in den 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt. Die Fermentation erfolgt unter Lichtausschluss im Inkubationsschüttler (24 °C, 150 U min^–1, Auslenkung 25 mm).
2.7. Ergebnis der gemäß 2.6. durchgeführten aeroben Fermentation eines Mediums
Zur Beurteilung des geschmacklichen Ergebnisses der in Punkt 2.6. der Ausführungsbeispiele beschriebenen Fermentation werden Proben entnommen und bei ca. 8°C olfaktorisch und durch Verkostung untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2.3. und 2.4. zusammengefasst.

Nach aerober Fermentation des Hafer-Trunks durch P. citrinopileatus (PCI) wird ein wohlriechendes, frisch säuerlich, leicht nach Getreide schmeckendes Getränk erhalten, das sich deutlich von nicht fermentiertem Hafer-Trunk (Blindprobe) unterscheidet (Tabellen 2.3 und 2.4). Tabelle 2.3: Olfaktorische Beurteilung von nicht fermentiertem und durch P. citrinopileatus fermentiertem Hafer-Trunk

Geruch der Blindprobe	Geruch nach aerober Fermentation	Basidiomycet	Dauer [h]
süßlich, Hafer, Getreide, Apfel			0
Hafer, Getreide	angenehm, Anis, leicht säuerlich, leicht metallisch	PCI	4

Tabelle 2.4: Verkostung von nicht fermentiertem und durch P. citrinopileatus fermentiertem Hafer-Trunk

Geschmack der Blindprobe	Geschmack nach aerober Fermentation	Basidiomycet	Dauer [h]
Hafer, Getreide, süß, Stärke			0
Hafer, Getreide, süß	weniger süß¹, säuerlich, Getreide, frisch	PCI	5

¹im Vergleich zur Blindprobe

3. Aerobe Fermentation eines Reis-Trunks
3.1. Basidiomycet
In den nachfolgend beschriebenen Bespielen zur aeroben Fermentation eines Reis-Trunks wird beispielhaft Myzel des Basidiomyceten Wolfiporia cocos verwendet. Wolfiporia cocos (CBS 279.55) wurde vom Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS, Baarn, NL) bezogen.
3.2. Nährlösungen zur Bereitstellung der Basidiomyeten-Stamm- und Vorkulturen
Zur Bereitstellung von Basidiomyeten-Vorkulturen von Wolfiporia cocos wird ein SNL-H-Medium gemäß Tabelle 3.1. verwendet. Wie die Tabelle zeigt, wird das SNL-H Medium hergestellt, indem D-(+)-Glucose-Monohydrat (c = 30,0 g L^–1), L-Asparagin-Monohydrat (c = 4,5 g L^–1), Kaliumdihydrogensulfat (c = 1,5 g L^–1), Magnesiumsulfat-Heptahydrat (c = 4,5 g L^–1), Hefeextrakt (c = 3,0 g L^–1) und eine Spurenelementlösung gemäß Tabelle 3.2. (c = 1,0 mL L^–1) eingesetzt werden. Zur Herstellung werden die einzelnen Bestandteile bevorzugt in destilliertem Wasser gelöst und mit Natronlauge auf pH 6,0 eingestellt.
Tabelle 3.1: Zusammensetzung der Nährlösungen; c = Konzentration in g L^–1 bzw. mL L^–1; Glc = D-(+)-Glucose-Monohydrat, Asn = L-Asparagin-Monohydrat, MgSO₄ = Magnesiumsulfat-Heptahydrat, Hefe = Hefeextrakt (z.B. von Firma Fisher Scientific GmbH, Schwerte (Hefeextrakt, Pulver; Artikelnummer 10697612)), SE-Lsg = Spurenelementlösung (s. Tabelle 3.2.), ¹ = modifiziert nach Sprecher in Sprecher, E. (1959) Über die Guttation bei Pilzen, Planta 53, 565–574.

Glc Asn KH₂PO₄ MgSO₄ Hefe SE-Lsg

c[g L^–1] c[g L^–1] c[g L^–1] c[g L^–1] c[g L^–1] c[mL L^–1]

SNL-H1 30,0 4,5 1,5 1,0 3,0 1,0
Tabelle 3.2. zeigt die Zusammensetzung der in Tabelle 3.2 angeführten Spurenelementlösung. Es ist erkennbar, dass FeCl₃·6 H₂O (c = 0,080 g L^–1), ZnSO₄·7 H₂O (c = 0,090 g L^–1), MnSO₄·H₂O (c = 0,030 g L^–1), CuSO₄·5 H₂O (c = 0,005 g L^–1), EDTA (Ethylendiamintetraacetat, c = 0,400 g L^–1) eingesetzt werden. Als Lösungsmittel wird bevorzugt destilliertes Wasser verwendet. Tabelle 3.2: Zusammensetzung der Spurenelementlösung SE (EDTA = Ethylenamintetraacetat)

Substanz Konzentration c[g L^–1]

FeCl₃·6H₂O 0,080

ZnSO₄·7H₂O 0,090

MnSO₄·H₂O 0,030

CuSO₄·5H₂O 0,005

EDTA 0,400
3.3. SNL-H-Agar
Für die Plattenkultivierung des Basidiomyceten-Myzels (Wolfiporia cocos) wird dem gemäß Punkt 3.2. der Ausführungsbeispiele hergestellten SNL-H-Medium zusätzlich 15 g L^–1 Agar-Agar zugegeben. Um hierbei eine Kontamination mit Mikroorganismen zu vermeiden, wird das so hergestellte SNL-Medium vor der weiteren Verwendung autoklaviert (beispielsweise durch Erhitzen auf 121°C für 20 min).
3.4. Bereitstellung einer Basidiomyceten-Stammkultur
Von dem verwendeten Basidiomycetenstamm Wolfiporia cocos werden jeweils zwei Stammkulturen auf Agarplatten mit SNL-H-Medium angelegt. Dazu wurde je eine Agarplatte mit einem ca. 1 cm² großen, mit Myzel bewachsenen Agarstück beimpft, mit Parafilm verschlossen und im Brutschrank bei 24 °C kultiviert (Durchführung gemäß Taubert et al. in Taubert, J.; Krings, U.; Berger, R. G. (2000) A comparative study on the disintegration of filamentous fungi, J. Microbiol. Methods 42, 225–232, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird).
Nachdem die Platten zur Hälfte mit Myzel bewachsen sind, werden die Kulturen bei 4 °C gelagert. Die so gewonnenen Stammkulturen können regelmäßig nach dem gleichen Verfahren überimpft werden.
3.5. Anzucht einer Basidiomyceten-Vorkultur (Submerskultur im Schüttelkolben)
Für die Anzucht der Myzel-Vorkultur des Basidiomyceten (Wolfiporia cocos (CBS 279.55)) wird das in Punkt 3.2. der Ausführungsbeispiele beschriebene SNL-H-Medium verwendet. Die Anzucht wird beispielsweise folgendermaßen durchgeführt:
Von einer beispielsweise gemäß Punkt 1.4 hergestellten Stammkultur wird ein ca. 1 cm² großes, mit Myzel des Basidiomyceten Wolfiporia cocos (CBS 279.55) bewachsenes Agarstück steril in einen mit 100 mL SNL-H-Medium gefüllten 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt und mit einem Ultra-Turrax-Homogenisator (T25 digital Ultra-Turrax IKA^®, Staufen) homogenisiert (15 s, 9.800 U min^–1). Anschließend wird die Kultivierung unter Lichtausschluss im Inkubationsschüttler (Multitron, Infors, Einsbach; 24 °C, 150 U min^–1, Auslenkung 25 mm) für beispielsweise 6 bis 9 Tage durchgeführt, wobei sich Myzel-Pelltes bilden.
3.6. Fermentation eines Mediums durch das Basidiomyceten-Myzel (Submerskultur im Schüttelkolben, Hauptkultur)
Beispielhaft ist nachfolgend eine Fermentation unter Verwendung von Reis-Trunk (Reis natural, Natumi AG, Eitorf) als Medium dargestellt. Die Anzucht der Hauptkultur wird beispielsweise folgendermaßen durchgeführt:
Die Hauptkultur wird bei 24 °C und 150 U min^–1 unter Lichtausschluss inkubiert. Als Referenz für die durch den Fermentationsprozess erzielbare olfaktorische Veränderung wird analog eine Blindprobe geführt.
Für die Anzucht der Hauptkultur werden 100 mL Reis-Trunk in 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt. Für das Inokulum werden 10 mL einer beispeilsweise gemäß 3.5. hergestellten Vorkultur mit 30 mL Reinstwasser versetzt und zentrifugiert (4.000 U min^–1, 2.880 × g, 5 min, 20 °C). Der wässrige Überstand wird verworfen und der Waschschritt wiederholt, wobei vor der Zentrifugation je 30 mL Reinstwasser zugegeben werden. Das auf diese Weise erhaltene Pellet wird in 10 mL Reis-Trunk aufgenommen und in den 250-mL-Erlenmeyerkolben überführt. Die Kultivierung erfolgt unter Lichtausschluss im Inkubationsschüttler (24 °C, 150 U min^–1, Auslenkung 25 mm).
Zum sensorisch favorisierten Inkubationszeitpunkt werden jeweils 80 mL Kultur entnommen und das Myzel abzentrifugiert (4.000 U min^–1, 2.880 × g, 5 min, 20 °C). Die Proben werden auf 8 °C temperiert und anschließend sensorisch beurteilt.
3.7. Ergebnis einer gemäß 3.6. durchgeführten aeroben Fermentation
Zur Beurteilung des geschmacklichen Ergebnisses der in Punkt 3.6. der Ausführungsbeispiele beschriebenen Fermentation wurden Proben entnommen und bei ca. 8°C olfaktorisch und durch Verkostung untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 3.3. und 3.4. zusammengefasst.
Nach Fermentation des Reis-Trunks durch W. cocos (WCO) wurde ein leicht nach Zitrone riechendes Getränk erhalten, das fruchtige und blumige Geschmackseindrücke zeigte. Das Getränk unterschied sich sensorisch deutlich von nicht fermentiertem Reis-Trunk (Blindprobe) (Tabellen 3.3 und 3.4). Tabelle 3.3: Olfaktorische Beurteilung von nicht fermentiertem und durch W. cocos fermentiertem Reis-Trunk

Geruch der Blindprobe Geruch nach aerober Fermentation Basidlomycet Dauer [h]

wässrig, Stärke, Reiskochwasser 0

Reiskochwasser Reiskochwasser, leicht Zitrone WCO 6

Tabelle 3.4.: Verkostung von nicht fermentiertem und durch W. cocos fermentiertem Reis-Trunk

Geschmack der Blindprobe Geschmack nach aerober Fermentation Basidiomycet Dauer [h]

sehr süß, Reis, wässrig 0

süß, Reis, Getreide süß, fruchtig, blumig, citrus WCO 6
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Ausführungsbeispielen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich der Verfahrensschritte oder verfahrenstechnischer Einzelheiten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Die Ausführungsbeispiele 1. bis 3. zeigen, dass durch die Verwendung von Basidiomyceten-Myzel zur aeroben Fermentation eines Mediums auf natürlichem Wege Getränke mit interessanten und neuartigen Geschmacksprofilen hergestellt werden können, ohne dass zusätzliche Komponenten, Zusatzstoffe oder Aromen beigefügt werden müssen.
Die in den Ausführungsbeispielen 1.6., 1.7, 2.6., 2.7., 3.6. und 3.7. beschriebenen Fermentationsprozesse wurden bei einer Temperatur von 24°C durchgeführt. Die Fermentation ist aber auch bei anderen Temperaturen möglich. Prinzipiell ist für die Fermentation mit Basidiomyceten-Myzel – abhängig von dem jeweiligen Basidiomyceten-Stamm – ein Temperaturbereich von 4°C bis 36°C, von 18°C bis 28°C und vor allem von 20°C bis 26°C besonders geeignet.
Zusätzlich zur Fermentation mit wenigstens einem Basidiomyceten ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Fermentation mit einem zweiten Organismus, wie beispielsweise einem einfachen Pilz, einem Bakterium oder einer Hefe möglich. Die Fermentation mit dem zweiten Organismus wird bevorzugt in einem Temperaturbereich von 15°C bis 70°C, bevorzugt 25°C bis 60°C und ganz besonders bevorzugt 35°C bis 50°C durchgeführt.
Die Dauer der Fermentationen durch den oder die Basidiomyceten (Myzel) und/oder den zweiten Organismus liegt bevorzugt zwischen 15 min und 72 h, besonders bevorzugt zwischen 30 min und 36 h.
Der Sauerstoffbedarf bei der aeroben Fermentation variiert in Abhängigkeit von dem eingesetzten Basidiomycetenstamm. Der Sauerstoff wird entweder durch Rühren der Masse an Luft oder durch aktive Begasung zugeführt. Möglich ist aber auch, dass bereits der in dem Medium vorhandene Sauerstoffgehalt zur Fermentation ausreicht. Zum Teil ist es zweckmäßig, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Medium im Verlauf des Fermentationsprozesses verändert wird.
Zu dem Zeitpunkt, in dem das gewünschte geschmackliche Ergebnis erreicht ist, kann der Fermentationsprozess durch den Basidiomyceten durch Inaktivierung des Organismus oder durch Abtrennung des Organismus gestoppt werden. Bei Verfahren, in denen zusätzlich eine Fermentation durch einen zweiten Organismus vorgesehen ist, kann dementsprechend die Fermentation durch den Basidiomyceten und/oder die Fermentation durch den zweiten Organismus durch Inaktivierung oder durch Abtrennung des jeweiligen Organismus gestoppt werden. Zur Inaktivierung sind grundsätzlich alle bei der Herstellung von Lebensmitteln zweckmäßigen Methoden denkbar. Besonders geeignet sind Verfahren zur Pasteurisierung, Sterilisierung, die Ultrahocherhitzung, Einkochen, Tyndallisation und die Thermisation. Diese Methoden können gegebenenfalls an einem oder mehreren verschiedenen Verfahrensstadien wiederholt werden um das Verfahrensprodukt haltbar zu machen.
Daneben sind weitere Verfahrensschritte möglich, beispielsweise eine Klärung eines Zwischenprodukts z.B. nach beendeter Fermentation. Die Klärung ist insbesondere durch Zentrifugation, Grobfiltration, ein- oder mehrstufige Feinfiltration sowie Mikrofeinfiltration möglich, die sowohl einzeln, als auch nacheinander durchgeführt werden können.
Außerdem kann bei dem Verfahren ein Karbonisierungsschritt vorgenommen werden, bei dem einem Zwischenprodukt des Verfahrens CO₂ zugeführt wird. Hierzu sind alle gängigen Methoden möglich, wie z.B. das Einleiten oder Aufpressen von CO₂-Gas.
Zur Herstellung einer Getränkebase kann eine Extraktion der Geschmacks- und Aromastoffe aus dem fermentierten Produkt durchgeführt werden. Die kann z.B. gegen Ende des Verfahrens durchgeführt werden. Das bei diesem Verfahrensschritt erhaltene Verfahrensprodukt kann dann als Zutat bei der Herstellung eines (kohlensäurehaltigen) Getränks verwendet werden.
Das Fermentationsprodukt kann in einem weiteren Verfahrensschritt mit einem Saft, einem Saftkonzentrat, Wasser, Tee, einem anderen Getränk oder einer Getränkebase, einem alkoholischen Getränk, wie einem Wein (auch Apfelwein oder Reiswein, Schaumwein, Perlwein etc.), einem Bier, einem Likör oder einem Branntwein, gemischt werden, wobei die Verwendung eines natürlich hergestellten Produkts bevorzugt ist.
Zusätzlich zu dem in den Punkten 1. bis 3. der Ausführungsbeispiele gezeigten Fermentationsprozessen durch einem Basidiomyceten kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ein weiterer Fermentationsprozess durchgeführt werden, an dem ein zweiter Organismus beteiligt ist. Bei dem zweiten Organismus kann es sich beispielsweise um einen einfachen Pilz, ein Bakterium oder eine Hefe handeln. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Bacillus coagulans, Lactobacillus paracasaei. Außerdem können zur aeroben Fermentation Myzel mehrerer Basidomyceten eingesetzt werden, wobei diese gleichzeitig oder nacheinander auf das Medium einwirken können.
Das Verfahren kann in unterschiedlicher Weise durchgeführt werden. Zum einen ist es möglich, dass die Fermentation durch den zweiten Organismus und die Fermentation durch den Basidiomyceten nacheinander durchgeführt werden. Hierbei wird das eingesetzte Medium zunächst von dem zuerst vorgesehenen Organismus z.B. von dem Basidiomycten fermentiert. Anschließend wird das hierbei erhaltene Verfahrensprodukt zur weiteren Fermentation mit dem nächsten Organismus, z.B. einer als zweiten Organismus vorgesehen Milchsäurebakterium oder einer Hefe, in Kontakt gebracht. Dies kann durch Weiterleiten des bereits fermentierten Mediums in einen nachgeschalteten Bioreaktor, oder, z.B. nach Inaktivierung des zuerst eingesetzten Organismus, durch Einbringen des nächsten Organismus in das Medium erfolgen.
Eine solche Verfahrensführung kommt zum Einsatz, wenn bei dem Verfahren der Rohstoff während oder nach dem Verflüssigen durch den zweiten Organismus vorfermentiert wird. Bei dem Organismus, der zur Vorfermentierung eingesetzt wird, kann es sich um einen Säurebildner handeln.
Außerdem ist es möglich, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten und die Fermentation durch den zweiten Organismus parallel durchgeführt werden. Parallel kann dabei bedeuten, dass die Fermentation durch den durch den Basidiomyceten und die Fermentation durch den zweiten Organismus zusammen in einem Fermenter durchgeführt werden. Hier können die beiden Organismen entweder im Gemisch vorliegen, oder z.B. durch eine Membran voneinander getrennt sein. Möglich ist aber auch, dass das Medium vor dem Fermentationsprozess aufgeteilt und dann zu einem Teil der Fermentation durch den Basidiomyceten und zu einem Teil der Fermentation durch den zweiten Organismus zugeführt wird. Hierzu können zwei getrennte Bioreaktoren oder ein zweiteiliger Bioreaktor vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008048939 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Taubert, J.; Krings, U.; Berger, R. G. (2000) A comparative study on the disintegration of filamentous fungi, J. Microbiol. Methods 42, 225–232 [0051]
Taubert, J.; Krings, U.; Berger, R. G. (2000) A comparative study on the disintegration of filamentous fungi, J. Microbiol. Methods 42, 225–232 [0066]
Taubert, J.; Krings, U.; Berger, R. G. (2000) A comparative study on the disintegration of filamentous fungi, J. Microbiol. Methods 42, 225–232 [0079]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Getränks oder einer Getränkebase, bei dem in wenigstens einem Fermentationsprozess ein Medium fermentiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium pumpbar ist, und dass der Fermentationsprozess aerob durchgeführt wird, wobei das Medium durch Myzel von wenigstens einem Basidiomyceten fermentiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium aus wenigstens einem Rohstoff gewonnen wird, wobei der Rohstoff ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Getreide, Nüsse, Gemüse und/oder Obst.
Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basidiomycet ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Hypsizygus tesselatus, Ischnoderma benzoinum, Pleurotus citrinopileatus, Pleurotus sapidus, Polyporus tuberaster, Tyromyces chioneus, Wolfiporia cocos, Pleurotus eryngii, Agaricus avensis, Flammulina velutipes, Clitocybe geotropa.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium bereitgestellt wird, indem der Rohstoff verflüssigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Fermentationsprozess durchgeführt wird, an dem ein zweiter Organismus beteiligt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Organismus ein einfacher Pilz, ein Bakterium oder eine Hefe ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentation durch den zweiten Organismus und die Fermentation durch den Basidiomyceten nacheinander durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohstoff während oder nach dem Verflüssigen durch den zweiten Organismus vorfermentiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Organismus, der zur Vorfermentierung eingesetzt wird, ein Säurebildner ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten und die Fermentation durch den zweiten Organismus parallel durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentation durch den durch den Basidiomyceten und die Fermentation durch den zweiten Organismus zusammen in einem Fermenter durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten durch Inaktivierung des Organismus oder durch Abtrennung des Organismus gestoppt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fermentation durch den Basidiomyceten und/oder die Fermentation durch den zweiten Organismus durch Inaktivierung oder durch Abtrennung des jeweiligen Organismus gestoppt wird.