-
Aktive Trockenhefe und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung
betrifft mittels Vakuumtrocknung bei schrittweise fallender Außentemperatur hergestellte
aktive Trockenhefe von Saccharomyces cerevisiae und/oder Saccharomyces carlsbergensis
sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung.
-
weiterhin betrifft die Erfindung aktive Trockenhefe mit instantlöslicher
Schaumstruktur und deren Herstellung. Derartige fiefepräparate können für Back-
und Brauzwecke, aber auch beim Angären von Weinmost Verwendung finden.
-
Aktive Trockenhefe, insbesondere getrocknete Backhefe (Saccharomrces
cerevisiae) mit einem Trockensubstanzgehalt von üblicherweise 90 bis 95 yO hat gegenüber
frischer Hefe (z.i3. Preßhefe) den Vorteil, auch bei höheren Temperaturen z.B. in
tropischen Ländern, über Monate hinweg haltbar sowie mit geringerem Aufwand transportierbar
zu sein. Die biser wirtschaftlich angewandten Verfahren zur Herstellung von Trockenbackhefe
lassen sich in der Hauptsache einteilen in Rotationstrommeltrocknung, Luafbandtrocknung,
Sprühtrocknung und Fließbetttrocknung bzw. Wirdbelschichttrocknung (vgl.
-
t).H. Greup: Aktive Trockenbackhefe. - Getreide Mehl Brot 28, 259-163
81974)).
-
Von den bekannten Arbeitsweisen führt die neuerdings bevorzugte Fließbetttrocknung
mit sehr fein extrudierten Hefesträngen und kurzen Trocknungszeiten (vgl. DT-OS
19 56 146) zu relativ befriedigenden Ergebnissen hinsichtlich der Aktivitätserhaltung
der eingesetzten Backhefe. Ein schwerwiegender Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch,
daß das erforderliche lixtrudieren von sehr feinen Hefesträngen mit erheblichem
Kraftaufwand verbunden ist. Der hohe zum i'.xtrudieren erforderliche Druck führt
häufig zu unerwünschter Erwärmung der Hefe, die bei der weiterhin verfahrensbedingten
Sauerstoffgegenwart zu schädlichen Oxidationen führt, so daß empfindlichere Hefearten
(z.B. untergarige Bierhefe der Artsaccharomycescarlsbergensis) mit diesem Verfahren
nicht befriedigend getrocknet werden können.
-
Die entstehenden Trockenhefepartikel haben weiterhin den Nachteil,
nicht instantlöslich zu sein.
-
Auch die Trocknung von Hefe unter Vakuum (Vakuumwalzentrocknung) wurde
bereits in der Literatur in Betracht gezogen. ich der gängigen Meinung (vgl. Reiff
u.a.: Die Hefen, Bd. 2, S. 584, Verlag Carl Nürnberg (1963)) führt die Vakuumwalzentrocknung
zwar zur Erhaltung der Zymasewirkung, die getrocknete Hefe ist jedoch nicht mehr
vermehrungsfähig. In anderen Fällen (vgl. US-PS 2 894 842) wird Backhefe zur Entziehung
von Restwasser im Vakuum von 0,04 bis 0,005 mm Hg 20 bis 48 Stunden lang getrocknet.
-
Dieses Verfahren hat neben dem enormen Zeitaufwand den Nachteil, eine
Vortrocknung zu benötigen. Außerdem erfordert dieses Verfahren ein Iiochvakuum von
unter 0,04 mm Hg, das im technischen Maßstab nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand
möglich ist.
-
Es wurde nun jedoch gefunden, daß von den Hefearten Saccnaroinycescerevisiae
und Saccharomyces carlsbergensis Trockennprodukte mit hoher Aktivität und einer
Vermehrungsfähigkeit von über 80 70 erhalten werden können, wenn die
Ausgangshefe
als frische Feuchthefe mit einem Trockensubstanzgehalt von mindestens 25 ' im Vakuum
bei einem Druck von unter 50 mm Hg, vorzufgsweise 1 bis 15 mm Hg in der Weise getrocknet
wird, daß dis Temperatur des Hefegutes während der Trocknungszeit im wesentlichen
konstant gehalten wird. Die Temperatur des r:efeguts liegt dabei im Bereich von
200 bis 600C, vorzugsweise 300 bis 5000 wahrend einer (relativ kurtze) Trocknungszeit
von 5 mbis 90 Minuten.
-
erfindungsgemäß erfolgt Vakuumtrocknung in mehreren Reizzonen bei
fallenden Temperaturen. Die relativ feuchte Hefe wird beispielsweise zunächst zu
Hefefäden mit einem Durchmesser von 0,3 bis 1,0 mm extrudiert und dann durch eine
relativ heiße Zone von 400 bis 800C, die angetrocknete Hefe durch eine warme Zone
von 350 bis 650C und die fast trockene Hefe durch eine relativ kühle Zone von 300
bis 55°C unter Vakuum durchgeführt. Infolge der mit verschiedendem Feuchtegehalt
der Hefe unterschiedlich starken Verdunstung gelingt es durch die fortschreitende
Trocknung bei fallender Temperatur, die Temperatur des Gutes selbst während der
gesamten Trocknung relativ konstant z. B. bei 300 bis 500C zu halten.
-
Die plastisch verformbare Feuchthefe wird erfindungsgemäß durch einen
Extruder mit Düsenweiten von 0,3 bis 1,0 mm direkt in einen Vakuumtrockner, z.B.
einen Vakuumbandtrockner gedrückt. Durch das anliegende Vakuum wird dabei gleichzeitig
die Hefe in den Trockner gesaugt, so daß der normalerweise zum Extrudieren erforderliche
hohe Druck beträchtlich gemindert wird.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der plastisch
verformbaren Feuchthefe noch ein osmotisch wirkendes Mittel zugesetzt. Dadurch wird
25 - 40 % Trockensubstanz enthaltende Hefe weiter entwässert und sie wird ohne Wasserzusatz
allein durch Abgabe von intrazellulärem
Wasser in den extrazellulären
Raum wieder fließfähig, so daß auf Druckanwendung beim Extrudieren sowie die obengen.
DUsenweite verzichtet werden kann. Das nunmehr extrazellulär vorliegende Wasser
wird anschließend beim Trocknen leichter abgegeben als intrazelluläres Wasser, das
noch die Barrieren der Zellmembranen und der Zellwand zu überwinden hat. Der TrocknungS-vorgang
wird durch diese Maßnahme weiter abgekürzt.
-
Besonders gute Wirkung als osmotisch wirksamer Zusatzstoff hat 4alzextrakt,
insbesondere in getrockneter (z.B. sprühgetrockneter) Form. Entgegen den aus der
DT-OS 14 42 165 bekannten Befunden, daß vergärbare Saccharide als osmotisch wirksame
Zusatzstoffe zu Hefesuspensionen nicht in Frage kommen, wurde namlich festgestellt,
daß überraschenderweise keine Minderung der Aktivität der Hefe nach dem Trocknen
eintritt, wenn die vergärbaren Saccharide nicht - wie in der DT-OS 14 42 165 vorgesehen
- einer Hefesuspension, sondern einer mindestens 25 % Trockensubstanz enthaltenden
Hefe zugesetzt werden, wobei die im Extrazellularwasser gelösten Saccharide eine
so hohe Konzentration erhalten, daß vor der Trocknung keine Gärung mehr stattfinden
kann.
-
Je nach Trockensubstanzgehalt der Ausgangshefe kann die Zugabemenge
des Malzextraktes in relativ weiten Grenzen schwanken.
-
Neben oder anstelle von Malzextrakt kommen auch andere osmotische
wirksame Stoffe wie z.B. Saccharose, Maltose, Maltodextrine, Glucosesirupe oder
apdere Stärkehydrolyseprodukte z.B. Pentosen, Hexosen und die entsprechenden Zuckeralkohole
wie z.B. Sorbit, Mannit u.ä. infrage. Weiterhin können dem Gemisch gewünschtenfalls
an sich bekannte Quellstoffe, Emulgatoren, Lezithin oder Öle sowie andere übliche
Backmittelkomponenten zugesetzt werden.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können
vor der Trocknung pro 100 g Feuchthefe mit 25 bis 40 % Trockensubstanzgehalt noch
mindestens 20 g eines Stoffes der ein Aufschäumen des viskosen Hefe-Zusatzstoffgemisches
beim Eintritt in das Vakuum bewirkt zugemischt werden. Als derartige Zusatzstoffe
kommen insbesondere wiederum Malzextrakt und/oder
Maltodextrine
in Betracht. Infolge des Aufschäumens bei der Vakuumtrocknung vergrößert sich bei
Zugabe dieser Stoffe die Oberfläche des Trocknungsgutes, was zu einer weiteren Beschleunigung
des Trocknungsvorganges führt. Das Produkt wird weiterhin in der schaumiges Konsistenz
durch die Trocknung fixiert und erhält dadurch instantlöslichen Charakter bei späterer
Wiederauflösung.
-
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird der frischen Feuchthefe vor dem Trocknen enzymatisch aktiver Malzextrakt zugesetzt,
der gleichzeitig als osmotisches Mittel und als Schäumungshilfsmittel dient. Das
so entstehende instantlösliche Produkt bietet überdies insbesondere bei der Anwendung
im Bäckereibetrieb besondere Vorteile, da auf diese Weise Malzenzyme und Hefe gleichzeitig
in einem Produkt vereinigt sind und überdies der sonst üblicherweise in Sirupform
vorliegende Malzextrakt auf diese Weise nahezu unbegrenzt haltbar wird. Gewünschtenfalls
können bei diesem Verfahren ebenfalls weitere Backhilfsmittel wie z.B. Lecithine,
Emulgatoren, Malzmehl, Quellstoffe oder mikrobielle und/oder pflanzliche Enzyme
zugesetzt werden.
-
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie
einzuschränken. Die in Klammern gesetzten Zahlenangaben in den einzelnen Beispielen
beziehen sich dabei auf Figur 1.
-
Beispiel 1 Frische, handelsübliche Backhefe (Preßhefe) mit einem Trockensubstanzgehalt
von 31 % und einem Rohproteingehalt von 42 % in der Trockensubstanz wurde durch
einen Extruder (1) mit Düsen von 0,5 mm Durchmesser auf das teflonbeschichtete Band
(2) eines Vakuum-Bandtrockners gedrückt. Die entstandenen feinen Hefefäden wurden
von dem laufenden Band (2) zunächst über eine auf 800C thermostatisch eingestellte
Heizfläche bzw. Heiztasche (6), dann über eine auf 600C thermostatisch eingestellte
Heizflache bzw. Heiztasche (7) und schließlich über eine auf 5O0C thermostatisch
eingestellte Heizfläche bzw. Heiztasche (8) geleitet. Gleichzeitig wurde das Gut
von oben mittels Infrarotstrahler
(3,4 und 5) so stark bestrahlt,
daß die Temperatur an den zwischen Infrarotstrahlern und Band angebrachten Thermometern
(9,10 und 11) Temperaturen von 650C, 55°C und 500C anzeigten.Die Temperaturer im
Hefegut selbst lag infolge der dort stattfindenden Verdunstung niedriger, nämlich
bei 350 bis 400C wie durch versuchsweise angebrachte Thermoelemente festgestellt
wurde..Die Verweilzeit des Hefegutes auf dem Band (2) betrug 15 Minuten. Die getrockneten
Hefefäden fielen vom Band (2) über eine Vakuumschleuse in den Sammelbehälter (12).
Die Evakuierung des Bandtrockners erfolgte durch Anschluß (-13) an eine Vakuumpumpe
auf 5 mm Hg.
-
Beispiel 2 Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, jedoch mit der
Abänderung, daß die Hefe vor Eingabe in den Vakuumbandtrockner mit 3 g Saoharose
pro 100 g Feuchthefe vermischt wurde und mit der weiteren Abänderung, daß die entstehende
viskos fließende Hefepaste über verstellbare Düsen anstelle des in Beispiel 1 geschilderten
Extruders (1) auf das Band (2) auffließen gelassen wurde. Die Aufbringungsmenge
wurde dabei so bemessen, daß auf das Band (2) eine ca. 0,5 bis 1 mm dicke Hefeschicht
entstand.
-
Beispiel 3 Backhefe wie im Beispiel 1 wurde im Verhältnis 1:1 mit
sprühgetrocknetem Malzextrakt vermischt. Der entstandene viskose Brei wurde dann
über verstellbare Düsen anstatt über den in Beispiel 1 erwähnten Extruder (1) auf
das Band (2) in solcher Menge ausfließen gelassen, daß sich der Brei im Vakuum des
Trockners auf ca. 2 cm Höhe aufblähte. Im weiteren wurde wie in Beispiel 1 verfahren.
-
Beispiel 4 Uebliche Brauereihefe (Sdaromyces carlsbergensis Stamm
"Rh" der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin) wurde in einem handelsüblichen
belüfteten und gerührten Fermenter nach folgendem Züchtungsschema im Zulaufverfahren
umgezüchtet:
Substrat: 10 1 12%ige Bierwürze; 14efe-Linsatzmenge:
1,2 kg Feuchthefe mit 27 % Trockensubstanz; pH-Wert: 5, 0 (durch KOH-Titration geregelt);
Temperatur: 25Q? thermostatisch geregelt); Wassermenge bei Ziichtungsbeginn: 20
1; Es wurden folgende Zulaufmengen kontinuierlich zudosiert: Züchtungszeit (h 1
Substratzulauf [ml/h] O - 1 1180 1 - 2 1380 2- 3 1580 3-4 1600 4 - 5 1600 5-6 1400
6-7 1200 7 - 7,5 0 (Nachlüftung) Es resultierten 2,4 kg Feuchthefe mit 27 % Trockensubstanzgehalt
in 38 % Rohprotein in der Trockensubstanz. Diese Hefe wurde in üblicher Weise mittels
Separation aus der Fermentationsbrühe abgetrennt und gewaschen. Die gewaschene Hefe
wurde sodann über eine Filternutsche trockengesaugt. Die 28 % Hefetrockensubstanz
enthaltende Ernthefe wurde sodann wie in Beispiel 1 getrocknet.
-
Beispiel 5 Brauereihefe lt. Beispiel 4 wurde, wie in Beispiel 3 für
Backhefe dargestellt, mit Malzextrakt-Zugabe getrocknet.
-
Beispeil 6 1 Teil Backhefe wie im Beispiel 1 wurde mit 3 Teilen 80
96igem Malzsirup, der eine diastatische Kraft (DK nach Windisch u.
-
Kolbach) von DK = 300 aufwies, vermischt. Der entstandene viskose
Brei wurde wie in Beispiel 3 getrocknet. Es wurde festgestellt, daß die diastatische
Kraft durch den Trocknungsprozeß nicht gemindert wurde.
-
Die Eigenschaften der gemäß den Beispielen 1 bis 6 hergestellten Trockenhefen
sind Tabelle 1 zu entnehmen.
-
Tabelle 1
| Trockenesubstanzgehalt [%] 31,0 94,3 93,0 95,2 28,0 94,7 95,1
95,0 |
| Vermehrungsfähige |
| Zellen [%] 98,9 93,7 93,5 94,8 98,5 85,6 89,4 95,1 |
| Gäraktivität [ml CO2/h] 181 173 176 180 174 156 168 178 |
Zur Ermittlung der in Tabelle 1 wiedergegebenen Analysenwerte
wurden folgende Nethoden angewandt: Bestimmung des Trockensubstanzgehaltes Ungefähr
2 g briefe wurden im Sageglas 5 Stunden bei 1050C getrocknet. Aus den Gewichtsdifferenzen
wurde der Trockensubstanzgehalt in üblicher Weise bestimmt.
-
Bestimmung der Gäraktivität Es wurde eine genau 1,0 g Hefetrockensubstanz
enthaltende Hefemenge mit 5 ml auf 35 0C erwärmtem Leitungswasser suspendiert.
-
Diese Hefesuspension wurde in 50 ml 12%ige ungehopfte Bierwürze von
25 0C gegeben und unter Umrühren (Magnetrührer) die innerhalb von 1 Stunde unter
Normaldruck und bei 25 0C gebildete C02-Menge gemessen.
-
Bestimmung der vermehrungsfähigen Zellen Es wurde eine Hefesuspension
mit 100 bis 200 Zellen pro ml Leitungswasser hergestellt. Bei den Trockenhefen wurde
jeweils eine konzentriertere Vorsuspension hergestellt, bei der 0,5 g Trockenhefe
mit 2 ml Leitungswasser resuspendiert wurden, das zuvor auf 35 0C erwärmt worden
war. Die genaue Zellenzahl der 100 bis 200 Zellen enthaltenden Suspension wurde
mittels einer üblichen Thoma-Zählkammer ermittelt. Von der Hefesuspension wurden
sodann je 10 Drigalskiausstrichea 0,5 ml auf handelsüblichen Würzeagarplatten mit
pH-Wert 5,8 angelegt. nach dreitägiger Bebrütung bei 25°C wurden die zu Kolonien
angewachsenen Hefezellen ausgezählt und zu der aufgegebenen Zellzahl in Relation
gesetzt.
-
-Patentansprüche-