DE1642698C3 - Verfahren zur kontinuierlichen Garung und Reifung von Bier - Google Patents

Description

Gäraktivität und durch eine möglichst geringe Bildung von höheren aliphatischen Alkoholen, Estern, organischen Säuren, Jungbukettstoffen und anderen GeschmackssOffen gekennzeichnet ist. Die Bildung solcher Stoffe verläuft bei einem mehrstufigen, homogen-kontinuierlichen Gärprozeß im wesentlich stärkerem Maße als bei einem diskontinuierlichen Prozeß, jedoch in Abhängigkeit von der Verdünnungsgeschwindigkeit. Es wurde festgestellt, daß für eine Bierwürze, die 11 bis 12% Extrakt enthält, bei einer Gärtemperatur von 8 bis 9°C die gewünschte Verdünnungsgeschwrndigkeit bei 0,024 h¹ liegt. Gegebenenfalls kann in Abhängigkeit vom Hefestamm die Verdünnungsgeschwindigkeit auf 0,014 h¹ verringert werden, wodurch sich die Produktivität der homogen-kontinuierlichen Prcpagationsstufe vergrößert. Zur Sauerstoffversorgung kann Luft in den Gasraum des Propagationsgefäßes dosiert werden, so daß die Konzentration des gelösten Sauerstoffs 0,6 bis 0,8 mg in einem Liter gärender Würze beträgt.

Durch die bekannte Maßnahme der Zuführung eines unvergorenen zweiten Teilstromes der Würze und Vermischung mit der hefehaltigen, gärenden Würze des ersten Teilstromes erfolgt eine Verdünnung der im ersten Teilstrom enthaltenen Haupt- und Nebenprodukte der Gärung, was bezüglich bestimmter Nebenprodukte organoleptische Vorteile hat. Im Anschluß an den Propagationsprozeß folgt die erste Phase der Gärung und Reifung mit abnehmender Gärtemperatur. Wird diese Phase als heterogen-kontinuierlicher Prozeß durchgeführt, so entspricht der physiologische Zustand der Hefepopulation einem diskontinuierlichen Gärprozeß, von dem sich der heterogen-kontinuierliche Prozeß lediglich durch eine räumliche Varianz unterscheidet. Das bedeutet, daß bezüglich der Reaktionen dieser Phase das fertige Bier der herkömmlichen Verbrauchererwartung entsprechen muß.

Dadurch, daß der Prozeß in einer vertikal von oben nach unten strömenden Flüssigkeitssäule durchgeführt wird, tritt ein schneller Abfall des Redoxpotentials ein. In der zweiten Phase der Gärung und Reifung wird durch eine gegenüber der ersten Phase erhöhte Gärtemperatur die Vergärung des schwer vergärbaren Extraktanteiles sowie der Abbau des Diacetyls bei einem niedrigen Wert des Redoxpotentials beschleunigt. In der von oben nach unten strömenden, gärenden Flüssigkeitssäule sind günstige Bedingungen für das Austreiben der Jungbukettstoffe gegeben. Durch analytische Untersuchungen des Austreibens von Schwefelwasserstoff aus gärender Bierwürze und Jungbier wurde festgestellt, daß ein optimaler Effekt nur eintritt, wenn das Austreiben während der aktiven Gärphase erfolgt. Die Länge des Weges, den die Gasblasen beim Passieren des Gärmediums zurücklegen, bestimmt die Konzentration von Jungbukettstoffen in den Gasblasen, also den Effekt der Austreibung. Das Kohlendioxid durchströmt die gärende Würze im Gegenstrom, während die Bildung der Jungbukettstoffe korrespondierend mit der Gärintensität im oberen Teil der Säule am größten ist und in der Fließrichtung der gärenden Würze abnimmt.

Im Anschluß an die zweite Phase des Gär- und Reifungsprozesses kann die Hefe nach bekannten Verfahren-abgetrennt und zum Teil in die gärende Würze zurückgeführt werden.

Die Gegenüberstellung der Analysendaten eines herkömmlich hergestellten Bieres mit denen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, daß die Zusammensetzung des Bieres nicht untypisch ist

	Analysen	Herkömmliches	Bier nach
ig		Bier des Types	dein
	Vollbier Hell	emndungs-
10 Wahrer Extrakt ...		gemäßen
Starnmwürzegehalt	4,5 bis 5,5%	Verfahren
Farbe (Methode	11 bis 11,5%	3,67%
Brand)		11%
	bis 0,9 ml 0,1
t,5 Äthanolgehalt	a Jodlsg	0,8 ml 0,1
Kohlendioxidgei.al t	3,2 bis 3,6%	a Jodlsg.
Diacetylgehalt	0,3 bis 0,4%	3,8%
Gesamtisoamyl-	0,2 mg/I	0,4%
alkoholgehait ...		<0,2 mg/1
ao Äthyiacetatgehalt	50 bis 80 mg/1
	5 bis 10 mg/1	60 mg/1
6 mg/1

Die Erfindung wird an Hand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

B e i s ρ i e 1 1

A) Sterile und geklärte Würze mit einem Extraktgehalt von 11,5% wurde in zwei Teilströme aufgeteilt. Der erste Teilstrom, 135ml/h, durchlief ein Propagationsgefäß, dessen Inhalt vorher mit Saccharomyces carlsbergensis beimpft worden war. Das biologische Gleichgewicht, welches sich bei diesem homogen-kontinuierlichen Prozeß einstellte, war durch folgende Angaben gekennzeichnet:

Gärtemperatur f8°C

Verdünnungsgeschwindigkeit 0,0141h ·

Hefekon/entration 87 χ IQ" Zellen/ml

Wirklicher Extraktgehalt 5,10 Gewichtsprozent

Alkoholgehalt 3,07 Gewichtsprozent

Gelöst-Ojj-Konzentration 0,80 mg/1

Zur Einstellung der Gelöst-OyKonzentration wurde Luft in den Gasraum des Propagationsgefäßes dosiert.

B) Anschließend lief die hefehaltige, gärende Würze dem Kopfteil einer 12 m hohen Gärkolonne zu und wurde dort mit dem zweiten Teilstrom, 30 ml unvergorene Würze/Std., vermischt. In dieser Kolonne wurde ein heterogen-kontinuierlicherGärprozeß durchgeführt. Das biologische Gleichgewicht war gekennzeichnet durch folgende Angaben:

Gärtemperatur f 8"C (Einlauf)

bis +5⁰C (Auslauf)

Verweilzeit 36 Stunden

Mittlere Zahl in Suspension befindlicher Hefezellen 30 \ 10^e/ml

Die gärende Flüssigkeit verließ diese Stufe mit dem maximalen Diacetylgehalt, also bevor der Abbau des Diacetyls durch die Hefezellen begann.

C) Die gärende Würze wurde in dem sich anschließenden Reaktionsraum auf +12"C erwärmt, und in einem homogen-kontinuierlichen Gärprozeß wurde der Ausstoßvergärungsgrad erreicht sowie der Diacetylgehalt verhindert. Die Verweilzeit in der 12°C-Stufe betrug 75 Stunden. Es wurden 0,447 mg Diacetyl/I, 24 Stunden, 30 χ 10* Hefezellen abgebaut. Beim Ver-

lassen dieser Stufe hatte das Bier einen Alkoholgehalt von 3,8 Gewichtsprozent, einen wirklichen ,Extraktgehalt von 3,67 Gewichtsprozent und einen Kohlendioxidgehalt von 0,40 Gewichts-Volumprozent.

B e i s ρ i c 1 2

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Beispiel 1 durch die Stufe B.

Die Menge des zweiten Teilstromes wurde auf 100 ml unvergorener Würze je Stunde erhöht In der Kolonne wurde ein aehtstufiger, homogen-kontinuierlicher Gärprozeß unter sonst gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt. Die mittlere Hefekonzentration in der Kolonne wurde auf 100 χ ΙΟ⁶ Zellen/ml eingestellt. Zu diesem Zweck wurde die in der Stufe A gezüchtete Hefe ergänzt durch einen Teil der Hefe, die im Anschluß an Stufe C vom Bier abgetrennt wurde. Die Verweilzeit der beiden Teilströme in der Kolonne betrug 40 Stunden.

Beispiel 3

Die Stufen B und C wurden im Prinzip wie im Beispiel 1 oder 2 beschrieben durchgeführt. In der Stufe A betrug die Verdünnungsgeschwindigkeit 0,0244 h"¹ bei einer Gärtemperatur von 8 ⁰C. Bei dieser Verdünnungsgeschwindigkeit zeichneten sich die Hefezellen

ίο durch eine maximale Gäraktivität aus. Die Bildung, höherer aliphatischer Alkohole und Ester war geringer, die Diacetylbildung jedoch etwas erhöht gegenüber dem Beispiel 1. Das biologische Gleichgewicht war gekennzeichnet durch einen Alkoholgehalt

von 2,00 Gewichtsprozent, einen wirklichen Extraktgehalt von 7,15 Gewichtsprozent und eine Hefekonzentration von 70 χ 10^e Zellen/ml.

Claims (1)

1. 642 698

   Durchmesser sehr groß ist. Dabei steigt der hydro-

   Patentanspruch: statische Druck entsprechend dem am Austritt gewünschten Kohlendioxidgehalt an. Die vergorene

   Verfahren zur kontinuierlichen Gärung und Flüssigkeit wird anschließend einer aus einem oder Reifung von Bier, bei welchem optimal geklärte 5 mehreren Behältern bestehenden Reifungsanlage zu- und gekühlte Bierwürze,, oder ein Teilstrom von geführt, wobei die "Möglichkeit besteht, zwischen dem ihr, durch ein Propagationsgefäß geleitet wird, in Gärgefäß und der Reifungsanlage einen Teil der Hefe dem die Vermehrung der Hefe stattfindet und mittels bekannter Vorrichtungen abzutrennen. Beim ein Teil des Extraktes vergoren wird, wobei der Durchfließen der Reifungsanlage wird der in der Sauerstoffeintrag in die gärende Würze durch Ein- io Flüssigkeit herrschende Druck mit einem Mal oder leiten von Luft in den Gasraum des Propagations- stufenweise bis zu einem Enddruck gesenkt der mit gefäßes erfolgt und danach die aus dem Propa- dem Kohlendioxidgehalt des fertigen Getränkes gationsgefäß austretende, in Gärung befindliche korrespondieren muß. Die mit dem sich entbindenden Würze, im Falle eines Teilstromverfahrens mit Kohlendioxid destillierenden Jungbukettstoffe wereinem zweiten Teilstrom unvergorener Würze ver- 15 den über Ventile abgeführt. Die Gefäße können so mischt, durch einen Fermenter fließt, in dem die angeordnet sein, daß die Füeßrichtung absteigend im Gärung und Reifung vonstatten geht sowie Koh- Gärgefäß und aufsteigend in der Reifungsanlage ist.
   lendioxid gelöst wird- wobei ein Teil der Hefe im Dieses Verfahren bietet zwar den Vorteil eines voll-Kreislauf geführt wird und anschließend das Bier ständig kontinuierlichen Prozesses, jedoch ist die zwecks Abscheidung kälteinstabiler Eiweißstoffe 30 Verweilzeit noch verhältnismäßig lang und das Betiefgekühlt wird und dann eine Weiterbehandlung hältervolumen groß. Dies ist zurückzuführen auf die zur kolloidalen Stabilisierung nach bekannten Ver- getrennte verfahrensmäßige Durchführung des Gäfahren erfolgt, dadurch gekennzeich- rungs- und Reifungsprozesses. Der Zweck der Erfinn e t, daß die Würze zur Gärung, Reifung und Koh- dung besteht darin, diesen Nachteil zu beseitigen,
   lendioxidlösung in einem homogen-kontinuier- 25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine liehen Prozeß als Flüssigkeitssäule vertikal von zeitliche Verkürzung der Gärung und Reifung durch oben nach unten mit abnehmender Temperatur Schaffung besserer Bedingungen für die Auswaschung fließt, worauf im unteren Teil der Flüssigkeitssäule der flüchtigen Jungbukettstoffe, die Vergärung des die Temperatur wiederum erhöht wird und der schwer vergärbaren Extraktanteiles und den bioloschwer vergärbare Extraktanteil sowie das Diace- 30 gischen Abbau von Diacetyl zu schaffen,
   tyl bei dem niedrigsten Wert des Redoxpotentials, Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch geder sich unter den Verfahrensbedingungen einstellt, löst, daß die Würze zur Gärung, Reifung und Kohabgebaut werden. lendioxidlösung in einem homogen-kontinuierlichen

   Prozeß als Flüssigkeitssäule vertikal von oben nach

   35 unten mit abnehmender Temperatur fließt, worauf im

   unteren Teil der Flüssigkeitssäule die Temperatur

   wiederum erhöht wird und der schwer vergärbare Extraktanteil sowie das Diacetyl bei dem niedrigsten

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur konti- Wert des Redoxpotentials, der sich unter den Ver-

   nuierlichen Gärung und Reifung von Bier. 40 fahrensbedingungen einstellt, abgebaut werden.

   Es ist bekannt, daß man zur Herstellung von Bier Die Führung des Gemisches in Form einer von die Hauptgärung im kontinuierlichen Verfahren oben nach unten fließenden Flüssigkeitssäule erfolgt durchführen kann, wobei zwei- und mehrstufige in zwei Phasen. In der ersten Phase wird ein heterogenhomogen-kontinuierliche Verfahren angewendet wer- kontinuierlicher Gärprozeß durchgeführt. Die Schaumden. In der ersten Stufe erfolgt meistens die Vermeh- 45 oberfläche der Flüssigkeitssäule kann mit gärendem rung der Hefe unter Einblasen von Luft und in der Bier beregnet und gebrochen werden, welches aus dem zweiten oder den weiteren Stufen der Hauptgärungs- obersten Teil der Flüssigkeitssäule entnommen wird, prozeß. Die Reaktionsräume sind dabei horizontal Die Höhe der Flüssigkeitssäule wird unter Berückoder kaskadenförmig angeordnet. sichtigung des oberhalb der Flüssigkeitssäule wirken-Weiterhin ist ein verbessertes Verfahren zur konti- 50 den Druckes so gewählt, daß — korrespondierend mit nuierlichen Herstellung von Bier bekanntgeworden, der Gärtemperatur im untersten Teil — der im Bier bei dem gärende Würze kontinuierlich mit unvergore- gewünschte Kohlendioxidgehalt erreicht wird,
   ner Würze vermischt und diese Mischung der weiteren Das Verfahren kann nach einer zweiten Variante Gärung und Lagerung unterzogen wird. Auch die auch so durchgeführt werden, daß die erste Phase der Durchführung der Hauptgärung in einer steigenden 55 Gärung und Reifung als mehrstufiger, homogen-Flüssigkeitssäule ist bereits bekannt. Der Reifungs- kontinuierlicher Prozeß durchgeführt wird. Die Stufen prozeß erfolgt nach diesem Verfahren im Anschluß sind untereinander angeordnet und werden von oben an den· Hauptgärungsprozeß in der Regel stationär. nach unten durchflossen, so daß wiederum eine Flüs-In letzterer Zeit wurde nunmehr auch ein Verfahren sigkeitssäule bestimmter Höhe entsteht. Bei dieser zur Durchführung einer kontinuierlichen Nachgärung 60 Variante kann die Hefekonzentration höher gewählt und Reifung bekannt. Zur Erreichung einer voll wirk- werden und demzufolge auch die Menge des zweiten samen Kontinuität des Hefevermehrungs- und Gär- Würzestromes bei gleichem Behältervolumen erhöht prozesses sowie des sich anschließenden Reifungspro- werden.

   zesses hat man bereits ein Verfahren angewendet, bei Die Hefevermehrung erfolgt auf bekannte Weise ein-

   dem der Hefevermehrungsprozeß einstufig homogen 65 stufig und homogen-kontinuierlich. Mit Hilfe der

   kontinuierlich erfolgt und die hefehaltige Flüssigkeit Verdünnungsgeschwindigkeit wird ein solcher physio-

   anschließend ein temperierbares Gärgefäß von oben logischer Zustand der Hefepopulation eingestellt, daß

   nach unten durchfließt, dessen Verhältnis Höhe zu eine Biomasse gezüchtet wird, die durch eine große