DE2209530C3 - Verfahren zur Herstellung eines wässrigen Extraktes, insbesondere von Würze - Google Patents

Description

Bazillus subtilis, Bazillus megaterium, Bazillus cereus, Bazillus amyioliquefaciens oder Bazillus polymyxa gewonnen werden kann. Statt dessen kann jedoch das stärkeverflüssigende Enzym z. B. auch durch Malz geschaffen werden.

Wird die Stärkeverflüssigung vor der Proteinumsetzung durchgeführt, so liegt die Temperatur der Proteolyse vorteilhaft bei 60 bis 70° C und bevorzugt etwa 62⁰C, und der pH-Wert vorteilhaft zwischen 5 und 6 und bevorzugt bei etwa 5,5.

Wird ein wäßriger Brei, insbesondere einer aus ungemalzter Gerste, gleichzeitig mit dem stärkeverMssigenden bzw. aufschließenden Enzym und dem proteolytischen Enzym behandelt, so wird die Behandlung vorzugsweise bei einer Temperatur von 63 bis 75° C, z. B. bei 65 bis 70°C, und bevorzugt bei etwa 65° C durchgeführt, wobei der pH-Weit zwischen 5,5 und 8,5, z. B. zwischen 6,5 und 8,5, und bevorzugt bei etwa 7,5 liegt.

Ein Standardschrot aus Rohgetreide oder Rohgetreide und Malz würde normalerweise 0,5% herkömmlichen proteoiytischen Enzyms und 0,5 % a-Amylase jeweils mit Standardaktivität erfordern und einen 4-Stunden-Zeitraum bei 55°C gefolgt und von einem 4-Stunden-Zeitraum bei 65 bis 70⁰C benötigen, um Stärke zu verflüssigen und Protein zu lösen. Bei dem Verfahren nach der Erfindung hingegen, bei dem gleichzeitig das thermostabile proteolytische Enzym und λ-Amylase bei gleichen Aktivitätshöhen verwendet werden, sind nur 4 Stunden Digerierung bei 65 bis 70^J C notwendig, um die gleichen Resultate zu erreichen.

Gemäß einem Beispiel für die Durchführung bzw. Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Rohkorn oder eine Mischung aus Rchkorn und Malz trocken oder naß gemahlen und bei einer Temperatur unter etwa 55°C mit Wasser zu einer glatten, nicht gelatinierenden Paste verarbeitet, woraufhin die Temperatur auf 65° C erhöht wird. Es werden dann handelsübliche «-Amylase und thermostabile Proteinase zugesetzt und ein Digerieren ermöglicht, bis angemessene Stärkeverflüssigung und Umsetzung von Protein zu löslichen stickstoffhaltigen Verbindungen erfolgt ist. Erforderlichenfalls wird die Temperatur dann auf 70 bis 75⁰C angehoben, um das Verflüssigen der Stärke und die Proteinlösung zu vervollständigen. Ist der Gehalt an fermentierbarem Zucker nunmehr ausreichend, so wird die Temperatur auf 60 bis 65° C gesenkt und ein Verzuckerungsenzym, das fermentierbaren Zucker aus Dextrinen lösen kann, zugesetzt und die Digerierung fortgesetzt.

Das Verzuckerungsenzym kann ein handelsübliches Enzym sein oder z. B. aus in Form von gemahlenem Malz zugesetzter /?-Amylase bestehen. Handelsübliche /3-Amylase kann z. B. aus Soja gewonnen werden. Auch andere Verzuckerunpsenzyme, z. B. Amyloglukosidase, können Verwendung finden.

Das Verzuckerungsenzym wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 55 bis 60° C und einem pH-Wert von 4,5 bis 6 verwendet. Wird jedoch Amyloglukosidase verwendet, kann es zweckmäßig sein, außerhalb *>» dieses pH-Bereiches zu arbeiten.

Nach der Enzymbehandlung wird die entstandene Würze z. B. gefiltert und/oder geschleudert und anschließend direkt einer normalen Verarbeitung zum Erzeugen von Bier zugeführt. Eine andere Möglichkeit besteht z. B. darin, die Würze zu filtern und zu einem Sirup einzudampfen, der gelagert und später zur BiI-dune einer Würze für eine normale anschließende Verarbeitung verdünnt wird. Die Würze wird vorzugsweise ohne vorheriges Abkühlen gefiltert.

Bei einem anderen Anwendungsbeispiel besteht das anfängliche Mahlgut bzw. Schrot aus einer Mischung aus ungemalztem Korn und Malz. Das Malz wird zunächst mit einem wäßrigen Präparat dei «-Amylase und Proteinase besprüht, und das entstehende Malz-Enzym-Präparat wird dem rohen oder gekochten Getreide bei einer Temperatur von 60 bis 70⁰C, vorzugsweise einer Temperatur von 65° C, zugesetzt. Hierbei ist die bevorzugte untere Temperaturgienze von 6O⁰C niedriger als im Falle von ungemalztem Getreide, bei dem die bevorzugte untere Temperaturgrenze 63⁰C beträgt. Das Verfahren wird alsdann in vorstehend beschriebener Weise fortgesetzt.

Bei einem weiteren Anwendungsbeispiel wird das proteolytische Enzym einem normalen Braumalz oder eine Maische aus Malz und ungemalztem Getreide zugesetzt und die Würze in einer, keine handelsüblichen Enzyme verwendenden, herkömmlichen anderen Weise hergestellt. Da das proteolytische Enzym während des gesamten zum Maischen gefundenen Temperaturbereiches (von 55 bis 75°C, mit Optimalwert bei 65"C) relativ beständig ist, wird das Malzprotein durch die Einwirkung des proteoiytischen Enzymi weiter lösbar gemacht. Unerwarteterweise hat das zusätzliche Malzprotein, das lösbar gemacht worden ist, den normalen Bestand an in der Würze zu erwartenden Anteilen mit hohem und niedrigem Molekulargewicht, so daß das Protein-Kohlehydrat-Verhältnis in der Würze erhöht wird. Demzufolge kann die Maische zum Wiederherstellen des Verhältnisses bzw. Gleichgewichts von Protein zu Kohlehydrat auf den Wert, der für ein spezielles Brauverfahren am wünschenswertesten ist, mit zusätzlichem ungemalzten Getreide derart angereichert werden, daß ein größerer Anteil an ungemalztem Kohlehydratstoff als üblich verwendet wird.

Wenn außerdem Malzsorten mit einem niedrigen Gehalt an lösbarem Protein beim Brauen verwendet werden müssen, z. B. Gerste schlechter Qualität für Malzzwecke Verwendung findet, führt das Zusetzen der thermostabilen Proteinase beim Maischen zu einem Lösbarmachen von zusätzlichem Protein und bringt das Protein-Kohlehydrat-Verhältnis auf den gewünschten Stand.

In den nachfolgenden Beispielen werden bestimmte Einheiten zum Ausdrücken der Enzymaktivität verwendet. Diese Einheiten werden wie folgt definiert:

1. Xn-Einheiten

Bei einem Proteinasepräparat wird eine Aktivität von 36 Xn-Einheiten pro Gramm angenommen, wenn 5 ml einer 2-g/l-Konzentration eines Enzyms in Einwirkung auf 10 ml einer wäßrigen »Hammerstein«- Caseinlösung von 2 Gewichtsprozent bei einem phosphatgepufferten pH-Wert von 6,5 und einer Temperatur von 35°C eine Gesamtmenge von 4 Milligramm von in 4°/₀iger Trichlorsäurelösung in 30 Minuten lösbarem Stickstoff erzeugen.

2. X-Einheiten

Fin bakterielles a-Amylasepräparat hat eine Aktivität von ] X-Einheit pro Gramm, wenn 250 Milligramm des Präparates auf 1 g Trockengewicht Farinastärke in einem Gesamtvolumen von 55 ml bei 30°C und einem pH-Wert von 6,0 (Phosphatpuffer) derart reagieren, daß Dextrinisation in 15 Minuten erreicht ist. Unter »Dextrinisation« ist zu verstehen, wenn die

durch Zusetzen von 1 ml der obigen Reaktionslösung zu S ml von 0,0007 N Jodlösung erhalten«: Farbe einer Standardfarbe entspricht. Diese Farbe ksnn an Hand einer »Lovibond^Farbenmesserscheibe Nr. 4/29, A. S. B. C-Standard, für Amylase in Malz visuell geprüft werden oder vorzugsweise an einem Spletrophotometer mit 1-cm-Glaszellen bei einer Wellenlänge von 6175 A gegen destiüliertes Wasser abgelesen werden, wenn die optische Dichte 0,800 beträgt,

3. Tyn-Einheiten

Eine Tyn-Einheit ist der Betrag an Enzymaktivität, der bei Reaktion mit 200 Milligramm Hammerstein-Casein in einem Gesamtvolumen von 15 ml, gepuffert mit Phosphat zu einem pH-Wert von 6,5 und bei einer Temperatur von 35° C, über einen Reaktionszeilraum von 30 Minuten pro Minute ein Microgramm-Tyrosine-Gegenwert von in 4%iger Trichloressigsäurelösung löslichem Gesamt-Stickstoff erzeugt.

1 K Tyn = tOOO Tyn und 1 Xn = 5860 Tyn.

4. Tys-Einheiten

Eine Tys-Einheit ist der Betrag an Enzymaktivität, der bei Reaktion mit 200 Milligramm Hammerstein-Casein in einem Gesamtvolumen von 15 ml, gepuffert mit Phosphat auf pH-Wert von 6,5 und bei einer Temperatur von 35°C, über einen Reaktionszeitraum von 30 Minuten pro Minute ein Microgramm-Tyrosine-Gegenwert von Aromastoffe enthaltenden Stickstoffverbindungen erzeugt, die in 4%iger Trichloressigsäurelösung lösbar sind, wie durch Messen der optischen Dichte in 1-cm-Siükazellen gegen eine Reagensprobe bei einer Wellenlänge von 2750 A bestimmt wird.

1 K Tys = 1000 Tys.

Beispiel I

Vergleich einer 100 %-Gerstendigerierung
unter Verwendung einer herkömmlichen

bakteriellen Proteinase und einer thermostabilen
bakteriellen Proteimase

Experiment A — Normale bakterielle Proteinase

Einem wäßrigen Brei aus gemahlener Gerste wurden 0,5% Proteinase 36 Xn (36 Xn-Einheiten/g — von A. B. M. Industrial Products Limited auf dem Markt gebracht) und 0,5% Nervanase (α-Amylase 9 X-Einheiten/g — von A. B. M. Industrial Products Limited auf den Markt gebracht) zugesetzt, wobßi beide Enzymgewichte sich auf das ursprüngliche Gerstengewicht beziehen. Die Digerierung wurde 4 Stunden auf 55°C (proteolytischer Stand) und 4 Stunden auf 65° C (amylolytischer Stand) gehaken. Die entstandene Würze wurde gefiltert und ergab nach Einstellen auf eine Wichte (gravity) von 1,040 die folgende Analyse:

Extraktausbeute 73,6%

Scheindämpfung der Würze .. 78,1 %
Gesamtstickstoff der Würze .. {12,6 mg/100 ml
α-Aminostickstoff der

Würze 39,4 mg/100 ml

Proteinase-Aktivitätszeit- _{() 5}

produkt -— · 36 · 8 = 1,44

100

Experiment B — Proteinase T

Einem wäßrigen Brei aus gemahlener Gerste mit einer Temperatur von 65⁰C wurde 0,5% Proteinase T (36 Xn-Einheiten/g) und 0,5% Nervanase (.v-Amylasc-9 X-Einheiten/g) zugesetzt, wobei beide Enzymgewichte sich auf das ursprüngliche Gerstengewicht beziehen. Die Digerierung wurde 4 Stunden auf 65⁰C gehalten, und die entstandene Würze wurde geiilten. ίο Nach Einstellen der Würze auf eine Wichte von 1,040 ergab sich folgende Analyse:

Extraktausbeute 73,1 %

Würze-Scheindämpfung 79,0%

Würze-Gesamtstickstoff 88,7 mg/100 ml

Würze-Ä-Aminostickstoff 20,1 mg/100 mi

Proteinase Aktivitätszeit- ₀ 5

produkt -:- ·³⁶ ·⁴ =- 0,72

100

Bei einem Vergleich der Ergebnisse aus den Experimenten A und B zeigt sich, daß die Würzen einander sehr ähnlich sind. Jedoch beträgt das Proteinaseaktivitätszeitprodukt bei Experiment B etwa die Hälfte des

zu Experiment A angegebenen. Demzufolge ergibt sich. daß durch Verwendung der thermostabilen Proteinase im Vergleich zu dem Verfahren unter Verwendung einer normalen Proteinase entweder die Anlageausnutzung verdoppelt oder die Proteinaseaktivität um

die Hälfte reduziert werden kann. In ähnlicher Weise beträgt das Λ-Amylaseaktivitätszeitprodukt entsprechend Experiment B die Hälfte desjenigen nach Experiment A.

Beispiel II

Verwendung von hitzebeständiger Proteinase
zum Vergrößern des Würze-Stickstoffgehaltes

Es wurde eine Malzwürze durch zweistündiges Maischen von 1 Gewichtsteil gemahlenem Malz mit 7 Gewichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 65°C bereitet. Die Würze wurde durch Filtern aufgefangen. Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Maische hergestellt. Jedoch wurde C,5% Proteinase T (46 Xn-Einheiten/g) in bezug auf das Gewicht des Malzes bei Beginn des Maischens zugesetzt. Die Würzen aus beiden Verfahren wurden analysiert und die folgenden Ergebnisse vermerkt:

Normale
Maische

(Kontrolle)

Maische

4 ProteinaseT

Ausbeute
Scheindämpfung,
Gesamtstickstoff,
mg/'iOO ml
Lundin Fraktion A,
Lundin Fraktion B,
Lundin Fraktion C,
Λ-Aminostickstoff,

o/

/O

o/

/O
O/

/o

78,5
81,9
78,4

24,6
10,2
65,4
20,1

79,1
82,3
90,1

25,1
10,8
64,1
23,6

mg/100 ml

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß das Zusetzen von Proteinase T zu der Maische den Grad der Stickstofflösbarmachung unter Aufrechterhaltung des Gesamtstickstoffspektrums der Würze erhöht. Wie ersichtlich, ist die Scheindämpfung beim Kontrollansatz niedriger.

Beispiel ΠΙ

Fermentationsschema für mit thermostabiler Protcinase bereitete Würzen

Eine Kontrollvvürze und eine thermostabile Proteinase-Würze wurden mit dein in Beispiel Il angegebenen Verfahren bereitet. Es wurde ein Bruchteil von 22 ml von jeder Würze genommen und diesem 0,5 g gepreßte Hefe zugesetzt. Die durch den Abfall des spezifischen Gewichtes festgestellte Fermentationsgeschwindigkeit wurde gemessen.

OSid. 32SId. 24 Sld. 36 Std. 48 Std.

Normale Würze 1,040 1,035 1,021 1.009 1,007 (Kontrolle)

Thermostabile 1,040 1,032 1,014 1,006 1,006 Proteinase-Würze

Aus diesen Ergebnissen zeigt sich, daß die unter Verwendung der thermostabilen Proteinase bereitete Würze mit einer größeren Geschwindigkeit und in einem größeren Umfang fermentierte als die Kontroll-Wiirze.

Beispiel IV

Verwendung thermostabiler proteolytischer Enzyme zum Digerieren von gemischtem Mahlgut bzw. Schrot

aus Gerste und Malz Experiment A — Herkömmliche Proteinase

lytisches Enzym hat zu einem vollständigeren Abbau des Proteins im Schrot geführt.

Beispiel V

Vergleich zwischen einer naßgemahlenen Digerierung von 95% Gerste und 5% Malz unter Verwendung
einer herkömmlichen Proteinase und einer
thermostabilen Proteinase

ίο Experiment A — Herkömmliche bakterielle Proteinase

Die Gerste wurde naßgemahlen und bei einer Temperatur von 53⁰C mit Wasser zu Brei verarbeitet. Es wurden eine Λ-Ainylase (Nervanase 10 X) und ein proteolytisches Enzym (Proteinase 36 Xn) jeweils mit einer Konzentralion von 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gegengewicht, zugesetzt. Die Maische wurde 30 Minuten auf einer Temperatur von 53⁰C gehalten (proteolytischer Stand), und die Temperatur wurde

ao dann auf 72° C erhöht und 40 Minuten auf diesem Stand gehalten (amylolytischer Stand). Die Maische wurde dann auf 62° C heruntergekühlt, und es wurden 5% gemahlenes Malz zugesetzt. Nach 1 Stunde wurde die Temperatur auf 75⁰C erhöht. Diese Temperatur wurde 15 Minuten gehalten und dann wurde die Würze durch Filtrieren gewonnen. Die gesamte Verfahrenszeit, während der die Enzyme mit dem Korn eine Reaktion eingingen, einschließlich der Zeiten zum Erreichen der verschiedenen Temperaturen, betrug 175 Minuten. Die Würzanalyse war wie folgt:

Einem wäßrigen Brei aus 50% gemahlener Gerste und 50% gemahlenem Malz wurde 1,0% Pioteinase 36Xn (36 Xn-Einheiten/g) zuzüglich 3,0% Nervanase (Λ-Amylase 9 X-Einheiten/g), zugesetzt, wobei beide Enzyme sich auf das Gerstengewicht beziehen. Die Digerierung wurde 2 Stunden auf 65²C gehalten, die entstandene Würze dann gefiltert und auf eine Wichte von 1,040° eingestellt. Die Analyse der Würze war wie folgt:

Extraktausbeute 76,9⁰O

Würze-Scheindämpfung .... 81,7%

Würze-Gesamtsticksloff 70.6 mg/100 ml

Würze-.-v-AminostickstofT . . . 13,7 mg/100 ml

Experiment B — Thermostabile Proteinase

Einem wäßrigen Brei aus 50% gemahlener Gerste und 50% gemahlenem Malz wurde 1,0% Proteinase T 36 (36 Xn-Einheiten/g) zuzüglich 1,0% Nervanase («-Amylase 9 X-Einheiten/g) zugesetzt, wobei sich beide Enzyme auf das Gerstengewicht beziehen. Die Digerierung wurde 2 Stunden auf einer Temperatur von 65°C gehalten, die entstandene Würze dann gefiltert und auf eine Wichte von 1,040 eingestellt. Die Analyse der Würze war wie folgt:

Extraktausbeute 73,4%

Würze-Scheindämpfung ... 73,8 %

Gesamtstickstoff 113,6 mg/100 ml

Λ-Aminostickstoff 19,9 mg/100 ml

Proteinaseaktivitätszeil- _.

produkt i£ . ₃₆ . ill == 1,05

100 60

Experiment B — Thermostabile Proteinase

Extraktausbeute

Würze-Scheindämpfung ...
Würze-Gesamtstickstoff ...
Würze-Ä-Aminostickstoff..

. 77,3%

- 82,9%

. 81,6 mg/100 ml

. 20,4 mg/100 ml

Das Ersetzen des normalen Proteinase-Enzyms durch ein Aktivitätsäquivalcnt thermostabiles proteo-Die Gerste wurde naßgemahlen und mit Wasser zu Brei angesetzt. Eine Λ-Amylase (Nervanase 30 X) wurde in einer Konzentration von 1,0% (in bezug auf das Gerstengewicht) zugesetzt. Weiter wurde eine thermostabile Proteinase (Proteinase T 36) in einer Konzentration von 0,5% (in bezug auf das Gerstcngewicht) zugesetzt. Die Temperatur wurde schnell aul 65° C erhöht. Diese Temperatur wurde 60 Minuten gehalten. Die Maischtemperatur wurde dann auf 72⁰C erhöht, 10 Minuten lang gehalten und dann auf 62° C heruntergekühlt. Das gemahlene Malz wurde zügesetzt und nach 1 Stunde die Temperatur auf 75°C erhöht. Die Würze wurde dann durch Filtern gewonnen. Die gesamte Verfahrenszeit betrug wiederuir 175 Minuten. Die Würzenanalyse war wie folgt:

Extraktausbeute 74,7 %

Würze-Scheindämpfung 72,9 %

Gesamtstickstoff 168 mg/100 ml

«-Aminostickstoff 23,9 mg/100 ml

Proteinaseaktivitätszeit- _nc , _1-7ς

produkt ^rL . _ . Hi ₌ q 52'

100 1 60

10

Ein Vergleich zwischen den Experimenten A und B zeigt, daß das Proteinaseaktivitätszeitprodukt herabgesetzt und die Proteindigerierung durch die Verwendung des thermostabilen Enzyms verbessert worden ist.

B e i s ρ i e 1 VI

Vergleich von üblichen Bieren hergestellt aus Würzen,

die unter Verwendung einer herkömmlichen und einer thermostabilen Proteinase bereitet wurden heruntergekühlt und die andere Maische, der das thermostabile Enzym zugesetzt wurde, wurde auf 62⁰C heruntergekühlt. Jeder Maische wurde eine proteolytr.che Enzymkonzentration, gleichwertig mit 1 "₀ Proteinase 36 Xn (in bezug auf das Gerstengewicht), zugesetzt. Es wurden dann Digerierungen von 6 Stunden gestattet, wonach jede Probe auf lösbaren Gesamtstickstoff- (TSN₂) und (v-Aminostickstoff-(.\-Amino N-)Gehalt geprüft wurde. Die Ergebnisse sind

ίο nachstehend tabellarisch zusammengestellt:

601 Würze wurden unter Anwendung der im Beispiel I, Experimente A und B, angegebenen Verfahren bereitet, und die Würze wurde jeweils zum Erhalten eines Herbheitswertes von 40 p. p. m. Isohumulone ¹⁵ mit Hopfen gekocht. Die Würzen wurden auf 16° C heruntergekühlt und es wurden der Würze jeweils ge preßte Hefe in einem Verhältnis von 3,5 g/l zugesetzt. Das jeweilige Gebräu durfte dann insgesamt 5 Tage gären, und das Bier wurde von der Hefe abgefiltert ^a0 Proteinase 36 Xn und analysiert. Proteinase T 36

Tabelle über den Grad der Proteinlösbarmachung
in gelierter Gerste bei Verwendung proteolytischer
Enzyme

Enzyme 6 Std.

TSN2	Λ-Amini
47	7,9
55	11,9

Bieranalyse	Nonnale Proteinase	Thermostabile Proteinase
	1,040	1,040
Ursprüngliche Wichte bzw. Extraktgehalt	1,007	1,006
Endgültige Wichte bzw. Extraktgehalt	46,8	53,9
Gesamtstickstoff, mg/100 ml	11,0	12.5
Farbe0E. B. C.	4,0	3,9
pH	110	108
Schaumerhaltung Σ sec	28,5	28,0
Isohumulone p. p. m.	6	8
Geschmacksbewertung

Die Werte sind als mgNj/lOO ml der Digerierung

»5 ausgedrückt.

Diese Ergebnisse zeigen die verbesserte Lösbarmachung von Protein bei Verwendung des thermostabilen Enzyms, ungeachtet der Tatsache, daß beide Enzyme bei gleichen Aktivitätshöhen und unter opti-

malen pH- und Temperaturverhältnissen Anwendung fanden.

Weiter hat sich das System durch Verwendung des thermostabilen Enzyms und Digerieren bei einer höheren Temperatur als biologisch beständiger ee-

zeigt. So fiel z. B. nach 6 Stunden Digerieren bei 55°C der pH-Wert der Reaktionsmischung von 5,8 auf 4,9, wogegen bei 62° C der pH-Wert von 5,8 auf 5,6 hei abgesetzt war.

40

45

Die Zahlen des endgültigen Extraktgehaltes sind wiederum bemerkenswert. Unerwarteterweise war der Geschmack des aus der Verwendung thermostabiler Proteinase stammenden Biers bedeutend besser als der des auf Grund normalen Verfahrens gebrauten Biers. Der Unterschied machte sich insofern bemerkbar, als der strenge bittere Nachgeschmack fehlte, der häufig bei mit normaler Proteinase gebrauten Bieren auftritt.

B e i s ρ i e 1 VII

55

Vergleich zwischen thermostabilen proteolytischen

Enzymen und einer herkömmlichen Proteinase beim Abbau des Proteins in vorgelierten Getreiden

Zwei einzelne 50-g-Proben feingemahlener Gerste wurden mit 150 ml Wasser und 1 % (in bezug auf das Gerstengewicht) Nervanase 1OX (stärkelösender ot-Amylase) gemaischt. Die Temperatur wurde für 1 Stunde schnell auf 70⁰C erhöht, gefolgt von 1 Stunde bei 8O⁰C. Die Maische, der die r jrmale Proteinase (Proteinase 36 Xn) zugesetzt wurde, wurde auf 55°C Beispiel VIII

Charakterisierung von Proteinase T

(Daiwa Kaiseis Thermoase oder Thermolysin)

Beschreibung

Proteionase T ist ein proteolytisches Enzym, das aus dem Bazillus thermoproteolytikus Rokko gewonnen w_ird und ausgezeichnete Wärmestabilität "und Sub· stratspezifität hat.

Enzymatische Eigenschaften

(a) Molekulargewicht: 37,500 (angenähert).

(b) Optimaler pH-Standard Tys bei 35⁰C: PH: 5,5 6,5 8,5 10,2 K Tys: 10,0 20,0 21,2 4,8

(c) Optimale Temperatur — Standard Tys bei pH 6,5:

K Tys

²⁵°^C 10,0

³⁵°^c _;.. 20,0

⁵⁵°^c 48,9

⁶⁰⁰C 60.2

⁷⁰°C 81,2

⁸⁰°C 66,0

(d) Temperaturstabilität — Enzymlösung erhitzt bei pH 5,5 über eine Dauer von 30 Minuten vor Prüfen bei pH 6,5 auf 35°C:

Heizlemperatur	Rest
	aktivität
550C	100%
60° C	100%
65°C	100%
70° C	98%
75°C	94%
800C	49%
85°C	0
(e) Verhältnis lE. = 33.
Tys
(f) Inhibitoren:
Phosphat, E. D. T. A.

(g) Aktivator:
Calcium.

Zur weiteren Kennzeichnung wird ausdrücklich auf die nachfolgend angeführten Veröffentlichungen verwiesen, deren Inhalt Gegenstand der Beschreibung bilden soll.

(a) M a t s u b a r a, H., S i η ge r, Α., S a s a k i, R., ίο und Jukes, T. H., Biochem. Biphys. Res. Commun., 21, 242 (1965).

(b) E d d o, S., J. Fermentation Tech., 40, 346 (1962).

ι-, (c) Ohta, Y., Ogura, Y., und Wada, A., J.Biol. Chem., 241, 5919 (1966).

(d) Biotechnology
Nr. 2/1970.

and Bioengineering, Bd. 12,

Claims (2)

1 2 setzen und statt dessen handelsübliche «-Amylase und Patentansprüche: normale handelsübliche proteolytische Enzyme zum Abbauen von Protein und Stärke in rohem oder ge-

1. Verfahren zum Herstellen eines wäßrigen Ex- kochtem Korn verwenden, und zwar bn Temperaturen traktes, insbesondere von Würze, aus einem wäß- 5 bis etwa 50°C. Handelsübliche Enzyme sind dabei rigen Brei aus stärke- und proteinhaltigem Pflanzen- solche, die industriell (z. B. durch Fermentation) in stoff (z. B. Gerste), bei dem Stärke durch Behan- zur Verwendung in industriellen Verfahren geeigneter dein des Breis mit einem stärkeverflüssigenden Form hergestellt worden sind. Die Enzyme uli solche Enzym, z. B. handelsüblicher bakterieller «-Amy- können z. B. in Form einer Lösung oder in Verbinlase, verflüssigt bzw. aufgelöst und Protein mit io dung mit einem festen Verdünnungsmittel verwendet einem proteolytischen Enzym zu löslichen, stick- werden.

stoffhaltigen Verbindungen umgesetzt wird, ge- Der Behandlung mit «-Amylase und Pruteinase

kennzeichnet durch eine Behandlung folgt häufig eine Behandlung mit einem verzuckernden mit einem thermostabilen proteolytischen, aus dem Enzym, um lösliches Kohlehydrat — entweder durch Thermoproteolytikus-Rokko-Bazillus gewonnenen 15 Verwendung von j3-Amylase (wie bei Malz oder Soja( Enzym. oder eines Amyloglukosidase-Enzyms oder beider, je

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- nach dem erforderlichen Grad der Verzuckerung — zeichnet, daß die Behandlung bei einer Temperatur zu fermentierbaren Zuckern zu verzuckern.

von über etwa 55° C, vorzugsweise einer Tempe- Das Verfahren nach der Erfindung ist demgegenüber

ratur zwischen 60 und 75°C, durchgeführt wird. 20 gekennzeichnet durch eine Behandlung mit einem

thermostabilen proteolytischen, aus dem Thermoproteolytikus-Rokko-Bazillus gewonnenen Enzym.

Eine Behandlung mit einem solchen thermostabilen

proteolytischen Enzym erbringt im Vergleich zu hei-25 kömmlichen proteolytischen Enzymen überraschender-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur weise eine höhere Löslichkeit von Protein. Ferner kann Herstellung eines wäßrigen Extraktes, insbesondere das Verfahren mit höheren Temperaturen durchgevon Würze, aus einem wäßrigen Brei aus stäike- und führt werden, so daß gleichzeitig mit dem thermoproteinhaltigem Pflanzenstoff (z. B. Gerste), bei dem stabilen proteolytischen Enzym und einem stärkever-Stärke durch Behandeln des Breis mit einem stärke- 30 flüssigenden Enzym Stärke verflüssigt und Protein zu verflüssigenden Enzym, z. B. handelsüblicher bakte- löslichen, stickstoffhaltigen Verbindungen umgesetzt rieller a-Amylase, verflüssigt bzw. aufgelöst und Pro- werden kann. Votteilhaft wird die Behandlung bei tein mit einem proteolytischen Enzym zu löslichen, einer Temp-raiur von über etwa 55⁰C, vorzugsweise itickstoffhaltigen Verbindungen umgesetzt wird. Nach zwischen 60 und 75°C, durchgeführt, die damit innereinem solchen Verfahren gewonnene Extrakte können 35 halb eines Arbeitsbereiches für das stärkeveiflüssibiispielsweise bei der Herstellung industrieller Aiko- gende Enzym und oberhalb des normalen Arbeitshole verwendet werden, finden jedoch bei Wahl ge- berebhes für herkömmliche proteolytische Enzyme eigneter pflanzlicher Ausgangsstoffe, z. B. Geiste, vor- liegt. Auf diese Weise kann der Digerierungszeitraum nehmlich als Warze für Brauzwecke Anwendung, wes- im Vergleich zu früher vorgeschlagenen Verfahren, bei halb die nachfolgenden Ausführungen auf dies An- 40 denen Stärkeverflüssigung und Proteinumsetzung bei Wendungsgebiet abstellen. verschiedenen Temperaturen durchgeführt werden,

Bei normaler Herstellung von Würze wird Malz verkürzt werden.

oder eine Mischung aus Malz und ungemalztem Korn Ein thermostabiles proteolytisches, aus dem Thermit heißem Wasser gemaischt und anschließend gefil- moproteolytikus-Rokko-Bazillus gewonnenes Enzym tert. Das entstehende Filtrat enthält lösliche Kohle- 45 ist Proteinase T (A. B. M. Industrial Products Limited, hydrate, die aus gelöster Stärke und löslichen stick- Woodley, Cheshire, England), das ursprünglich von •toffhaltigen Stoffen, einschließlich Proteinen und Daiwa Kasei K. K., Osaka, Japan, unter den Bezeichderen Abbauprodukten, stammen. Das Filtrat ist ein nungen »Thermoase« oder »Thermolysin« entwickelt geeignetes Gärungsmittel für Hefe bei der Herstellung wurde.

von Alkohol. Die meisten der stickstoffhaltigen Stoffe 50 Bei einer nach dem erfindungsgeniäßen Verfahren in der Würze stammen aus dem Malz, das vorher bei hergestellten Würze wird deren Scheindampfung erdem Malzverfahren gewonnen worden ist. Das lösliche höht und die anschließende Fermentation der Würze Kohlehydrat resultiert aus der Einwirkung der amylo- erleichtert. Auch hat sich der Geschmack von aus einer lyrischen Malzenzyme auf die Stärke in dem Malz und derartigen Würze gebrautem Bier ganz unerwarteterdie Stärke in dem ungemalzten Korn. Daher trägt 55 weise im Vergleich zu einer Probe, bei der herkömmirgendein im Verfahren verwendetes ungemalztes liches proteolytisches Enzym verwendet wurde, als Korn hauptsächlich zu dem Kohlehydratanteil in der besser herausgestellt. Ferner werden durch das Durch-Würze bei. Soll eine zufriedenstellende Fermentation führen der Proteolyse bei höherer Temperatur mögstattfinden, so ist es wesentlich, in der Würze das liehe Infektionsgefahren auf ein Mindestmaß herabrichtige Gleichgewicht zwischen Kohlehydrat und 60 gesetzt.

Protein beizubehalten. Da ungemalztes Kohlehydrat Beispiele für stärke- und proteinhaltige Pnanzen-

jedoch billiger als Malz ist, nehmen die meisten stoffe sind in erster Linie Gerste, Weizen, Mais, Reis Brauereien ein maximales Kohlehydrat-Protein-Ver- und sonstige Getreide, aber auch Wurzeln, Schwammhältnis bei einer der Qualität eines Produktes ange- bzw. Pilzmaterialien und Nebenprodukte von Vermessenen Würze. 65 fahren, denen Getreue unterworfen wurde, sowie

Unlängst sind Verfahren für die Herstellung von Sorghum und Tapioka.

Würze vorgeschlagen worden, die eine Verwendung Als stärkelösendes Enzym wird eine handelsübliche

von Malz vermeiden oder auf ein Mindestmaß herab- bakterielle Λ-Amylase bevorzugt, die z. B. aus dem