DE202021003337U1

DE202021003337U1 - Einrichtung für eine verbesserte Hefeernährung, eine Erhöhung der Geschmacksstabilität von Bieren und anderen gärungsbasierten Produkten und eine gezielte Einflussnahme auf deren Aromazusammensetzung

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Publication number: DE202021003337U1
Application number: DE202021003337.8U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-10-27
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2031-10-28

Abstract

Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ein geeigneter, Hefenahrungstank (9), für die Aufbewahrung der fettsäureangereicherten Würze / mazerierte Überschusshefe eingesetzt wird.

Description

1. Stand der Technik
1.1 Fettsäuren in der Würze vor der Vergärung
Trübe Würzen bei der Abläuterung stehen in direktem Zusammenhang mit dem Gehalt an freien Fettsäuren. Freie Fettsäuren entstehen beim Maischen aus dem Abbau von Lipiden. Beim Abläutern werden die freien Fettsäuren durch das Filterbett der Treber weitgehend zurückgehalten. Nach Narziss¹ liegt die Summe der freien Fettsäuren in einer verzögerten Maische in der Summe bei 819,9 mg/Liter, in der Vorderwürze bei 7,9 mg/Liter und in der Gesamtwürze bei 43 mg/Liter. Den höheren Gehalt an freien Fettsäuren in der Gesamtwürze gegenüber der Vorderwürze führt Narziss darauf zurück, dass beim Abläutern durch das Aufschneiden des Treberkuchens (Aufhacken) Trübungsteilchen mitgerissen werden. Daraus wird ersichtlich, dass die Maische die ca. 19-fache Menge an Fettsäuren enthält wie die Gesamtwürze. Lange Zeit wurde davon ausgegangen, dass hohe Werte an freien Fettsäuren in der Würze eine negative Auswirkung auf die Geschmacksstabilität der Biere haben.² Hohe Trubstoffgehalte der Läuterwürze führen aber dazu, dass die Klärung der Würze bzw. die Stabilität des Trubkuchens im Whirlpool leiden. In diesen Fällen wurde eine Verschlechterung der Geschmacksstabilität, Schaumhaltbarkeit und der Bitterstoffausnutzung festgestellt. Aus diesem Grunde wird beispielsweise in der DIN 8777 gefordert, dass während 60 % der Abläuterzeit eine Trübung von unter 40 EBC (< 25° Vorwärtsstreuung) erreicht werden muss.³ Sehr moderne Läuterbottiche liefern äußerst blanke Würzen. Durch verbesserte Technologie der Abläuterung hat sich in der Praxis gezeigt, dass eine zu weitgehende Klärung der Würze bei der Abläuterung auch nachteilige Effekte hat. Hier sind zu nennen eine schleppende Gärung, eine geringe Hefevermehrung und somit negative Auswirkungen hinsichtlich Geschmack, Geschmacksstabilität und Schaum im fertigen Bier. Dies bedeutet, dass eine gewisse Trübung der Würze erforderlich ist für eine einwandfreie Bierqualität.⁴ Insgesamt gesehen wurde aus genannten Gründen eine starke Trübung in der abgeläuterten Würze mit hohen Feststoffanteilen insgesamt als negativ für die spätere Bierqualität erachtet. Mit der Einführung eines kontinuierlichen Läutersystems, welches vergleichsweise sehr trübe Läuterwürzen liefert, zeigte sich jedoch, dass sehr trübe Würzen auch Vorteile bei der Bierbereitung bieten.⁵ Insbesondere durch deutlich höhere Gehalte an Hefevitalstoffen wie Mangan und Zink aber auch durch mittel- und langkettige Fettsäuren resultierte eine deutlich beschleunigte Gärung. In diesem Zusammenhang ist von Bedeutung, dass im Vergleich zur Abläuterung mit dem Läuterbottich in der Würze vor der Gärung zwar erheblich größere Mengen vorgelegen haben, welche aber bei der Gärung nahezu vollständig abgebaut wurden. Im fertigen Bier konnten keine Unterschiede mehr festgestellt werden. Vielfach wurde berichtet, dass durch trübe und trubreiche Würzen, im Gegensatz zu klaren Würzen, eine Verbesserung des Hefezustands und eine Beschleunigung der Gärung erfolgt. Als ein wesentlicher Grund sind die zunehmenden Gehalte an Fettsäuren bei trüben Würzen. Ungesättigte Fettsäuren und Sterole sind wichtig für den Aufbau einer funktionsfähigen Zellplasmamembran. Freie C18:2 Fettsäure wird, wegen ihres vergleichsweise häufigen Vorkommens, ihrer physiologischen Wirkung und aufgrund ihrer schnellen Aufnahme in die Hefezelle als der wichtigste Wirkstoff angesehen. Da jedoch C18:2, C18:3 und andere mehrfach ungesättigte, langkettige Fettsäuren von der Hefe nicht synthetisiert werden können, müssen sie aus dem Medium Würze aufgenommen werden. Hefen sind jedoch in der Lage, C:16 und C18:1 Fettsäuren in Anwesenheit von Sauerstoff zu synthetisieren.⁶ Dies bedeutet, dass fettsäurearme Würzen beim Anstellen hohe Sauerstoffgehalte (Sättigung) haben müssen, um eine ausreichende Hefevermehrung(Zellteilung) zu gewährleisten, was die Alterung eines Bieres negativ beeinflusst.
1.2 Verwendung von Hefeinhaltsstoffen als Zusatz für die Hefeernährung während der Gärung
Geerntete Hefe besitzt einen Trockensubstanzgehalt von ca. 9-13%.7 In größeren Brauereien wird üblicherweise das Restbier aus der Überschusshefe zum großen Teil zurückgewonnen, die aufkonzentrierte Hefe normalerweise verkauft. Etwa 50 % der Hefemenge können als Bier zurückgewonnen werden.⁸ Die Überschusshefe besitzt sehr viele wertvolle Inhaltsstoffe, wie zum Beispiel Aminosäuren, Mineralstoffe und Vitamine.⁹ Bereits Ende der 70-er Jahre wurde daher der Einsatz von Überschusshefe, welche bei der Vergärung von Würze zu Bier anfällt, als Hefenahrungsmittel genutzt.¹⁰ Auffällig war dabei, dass insbesondere der Gehalt an Aminosäuren durch den Zusatz der Überschusshefe in den Würzen signifikant höher lag. Insbesondere bei der Verwendung von Rohfrucht zur Bierherstellung (außerhalb Deutschlands) ist der Rohfruchtanteil begrenzt, da durch die Rohfrucht nur marginale Mengen an Aminosäuren in die Würze eingebracht werden und somit ein ungünstiges Verhältnis von vergärbaren Zuckern und Aminosäuren entsteht, was für die Gäreigenschaften der Hefe ungünstig ist (insbesondere bei hohen Stammwürzegehalten).
2. Beschreibung
Einrichtung für eine verbesserte Hefeernährung, eine Erhöhung der Geschmacksstabilität von Bieren und anderen gärungsbasierten Produkten und eine gezielte Einflussnahme auf deren Aromazusammensetzung.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (Einheit), welche geeignet ist die Hefeernährung bei der Vergärung von Würze, hergestellt aus Malz, Malzersatzstoffen (Rohfrucht, Reis, Mais etc.) oder auch anderen zuckerhaltigen Rohstoffen, z.B. Trauben zu verbessern und somit jegliche alkoholische Gärung zu optimieren. Bei hohen Gehalten an Fettsäuren (bei sehr trüben Würzen) wird eine ausreichende Hefevermehrung über das hohe Angebot an Fettsäuren in der Würze erreicht. Dadurch wird das volumenmäßige Belüften der Würze beim Anstellen erheblich reduziert.
Durch die volumenmäßige Reduzierung der Würzebelüftung erfolgt auch entsprechend eine geringere Kontaktzeit von Sauerstoff und Würze, was dadurch eine geringere Oxidation der Würze bewirkt und somit eine bessere Geschmacksstabilität der fertigen Biere erreich wird. Durch hohe Gehalte an Fettsäuren in der Würze vor der Gärung werden auch Gärungsnebenprodukte wie höhere Alkohole und Ester beeinflusst.
Dies bedeutet, dass durch eine Steuerung des Gehaltes an Fettsäuren in der Würze vor und während der Gärung auch das Aromaprofil eines Bieres beeinflusst wird.
Diese Einrichtung gestattet es, die Hefeernährung entscheidend zu optimieren und somit die Produkteigenschaften, zum Beispiel Schaum und Geschmacksstabilität, zu verbessern, andererseits einen Einfluss zu nehmen auf das gewünschte Aromaprofil von Bieren. Dies gilt auch für Wein und andere Produkte, welche auf einer Gärung basieren.
Die Erfindung besteht aus einer Einheit, welche es ermöglicht, fettsäurereiche Würze zu ernten und, nach einer Maßnahme zur mikrobiologischen Stabilisierung der Würze, gezielt in verschiedenen Bereichen der Bierproduktion zurückzuführen. Infrage kommen hierfür die Würze vor der Gärung und den folgenden Produktionsschritten, die Hefereinzucht, sowie der direkte Zusatz zur Hefe, zum Beispiel vor einer Sudpause. Ein Ausführungsbeispiel ist in Anhang 1 dargestellt.
Bezugszeichenliste

(1): Maischbottich, Läuterbottich
(2): Würzepfanne
(3): Whirlpool
(4): Gärtank
(5): Lagertank
(6): Wärmeübertrager
(7): Volumenzähler
(8): Wärmeübertrager, Kurzzeiterhitzung, Mazerationseinheit
(9): Hefenahrungstank
(10): Hefetank
(11): Volumenzähler
(12): Eindicker - Trocknungseinheit

Claims

Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ein geeigneter, Hefenahrungstank (9), für die Aufbewahrung der fettsäureangereicherten Würze / mazerierte Überschusshefe eingesetzt wird.
Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein externer Wärmeübertrager (8), welcher geeignet ist, die mit Fettsäuren angereicherte Würze auf eine frei wählbare Temperatur zu erwärmen (zum Beispiel 80 °C), um die fettsäureangereicherte Würze mikrobiologisch zu stabilisieren, bzw. aufzuschließen, eingesetzt wird, a. auf dem Weg vom Maischbottich (1) alternativ Läuterbottich (1), der fettsäureangereicherten Würze zum Hefenahrungstank (9) und/oder b. Transport von Hefe aus einem Hefetank (10) über dem Wärmeübertrager/Kurzzeiterhitzer/Mazerationseinheit(8) zum Hefenahrungstank (9). c. im Kreislauf mit dem Hefenahrungstank(9); Hefenahrungstank (9), über Wärmeübertrager (8) zurück zum Hefenahrungstank (9)
Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenzähler (7) auf dem Weg vom Maischbottich (1) alternativ Läuterbottich (1), der fettsäure-angereicherten Würze zum Hefenahrungstank (9) eingesetzt wird.
Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenzähler (11), welche dem Hefenahrungstank (9) nachgeschaltet ist eingesetzt wird.
Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass optional eine Eindicker-Trocknungseinheit (12) zur Eindickung und/oder Trocknung der Hefenahrungssuspension und Weiterverarbeitung zu einem Hefenahrungspulver eingesetzt wird.
Einheit zur Verbesserung der Gäreigenschaften von beliebigen vergärbaren Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diverse Leitungswege genutzt werden können zum Einspeisen der Hefenahrungssuspension aus mazerierter Überschusshefe und/oder fettsäureangereicherter Würze bzw. zuckerhaltigen Lösungen vor oder während einer Gärung in: a. die Würzepfanne (2) b. den Whirlpool (3) c. die Würzeleitung zwischen Würzepfanne (2) und Whirlpool (3) d. die Würzeleitung zwischen Whirlpool (3) und Wärmeübertrager (6) e. Würzeleitung zwischen Wärmeübertrager (6) und Gärtank (4) f. Gärtank (4) g. Lagertank (5) h. Hefetank (10) i. Vom Hefetank (10) in den Hefenahrungstank (9)