DE2654160A1 - Mittel und verfahren zur schaumstabilisierung bei schaeumenden getraenken und ihren vorstufen - Google Patents
Mittel und verfahren zur schaumstabilisierung bei schaeumenden getraenken und ihren vorstufenInfo
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Description
Dr.Ve/sa
Gase 3/182 *} _
. G.H. BOEHRINGER SOHN, INGELHEIM AM RHEIN
Mittel und Verfahren zur Schaumstabilisierung bei schäumenden Getränken und ihren Vorstufen
Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Schaumstabilisierung
schäumender Getränke und ihrer Vorstufen, insbesondere von
Bier auf der Basievon thermisch inaktivierter Hefe oder aus
derartiger Hefe gewonnenen,nicht autolysierten Extrakten.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Herstellung sowie die Anwendung des genannten Mittels.
Als Mittel zur Schaumstabilisierung von Bier sind bisher
Metallsalze sowie Kombinationen von Metallsalzen mit Eiweißverbindungen
und Reduktionsmitteln bekannt (vgl. L. Narzißi Abriß der Bierbrauerei, 3. Aufl., S. 273» Verlag Enke, Stuttgart, 1972)* Weiterhin werden Alginsäurederivate,
Gummi arabicum, Polyäthylenoxide, Mannanphosphate, Agar sowie Celluloseäther zur Schaumstabilisierung
vorgeschlagen (vgl. -G. Kamm: über Bierschaum-stabilisierende
Mittel Brauwissenschaft 21, 209-217 (1968)}.
Eine Reihe der bekannten Mittel stört Jedoch die Harmonie
des Biergeschmacks und setzt auch die Geschmacksstabilität herab. Metallsalze führen darüberhinaus zu einer unerwünschten Bräunung des Schaumes, die nur durch,die zusätzliche
Verwendung von Reduktionsmitteln herabgesetzt werden
kann. Ein schwerwiegender Nachteil aller genannten Mittel
ist, daß sie in Deutschland als bierfremde Stoffe verboten
sind. ^
8 03822/040?
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Bier und andere Getränke, die Eiweißstoffe und Polyphenole (Gerbstoffe) enthalten, neigen häufig zum Trübwerden. Beim
Bier tritt diese kolloidale, nichtbiologische Trübung vor allem bei wechselwarmer und bei sehr kalter Lagerung auf.
Sie wird auch "Eiweißtrübung1· oder "Kältetrübung" genannt. Die Trubstoffe enthalten neben Polyphenyl-Polypeptidkomplexen
oft noch Kohlenhydrate und andere Substanzen in mehr oder weniger reversibler Bindung.
Mittel zur Stabilisierung von Bier sind grundsätzlich bekannt
(vgl. L. Narziss: Abriß der Bierbrauerei, S-. 274-278f
Erike Verlag, Stuttgart 1972). Sie basieren alle auf der mehr oder weniger selektiven Entfernung oder Modifizierung
der für die Trubstoffbildung im Getränk oder in den Getränkevorstufen vorhandenen Reaktionspartner, insbesondere
der Eiweißstoffeund der phenolischen Substanzen (Gerbstoffe).
Hierzu wird auf die IXf-PS 1 282 581 sowie die DT-OS 1 941 695» 2 339 268 und 2 339 975 verwiesen.
In der Bundesrepublik Deutschland haben nur adsorbierend wirkende Mittel für die Bierbehandlung größere Bedeutung erlangt, weil der Einsatz anderer Mittel (z.B. Enzyme» Tannin
u.a.) auf rechtliche Schwierigkeiten stößt. Die bekannten Mittel mit eiweißadsorbierender Wirkung, wie z.B. Aluminiumsilikate
(Bentonite) und Kieselgel (s. "Brauwelt" 114 (1974) Nr. 72. S* 1527-35}t haben vor allem den Nachteil, die
Schaumhaltbarkeit und den Bitterstoffgehalt des Bieres herabzusetzen. Ähnliche Verluste an Bitterstoffen treten auch
bei Anwendung von gerbstoffadsorbierenden Mitteln, wie z.B. Polyamiden (Nylon ^ \ Perlon1 / )auf. Diese Kunststoffe
sind zudem wegen ihrer nur unzureichend gegebenen Bierunlöslichkeit
rechtlich in der Bundesrepublik Deutschland nichts zugelassen.
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Eine bevorzugte Stellung zur Bierstabilisierung hat PoIyvinylpolypyrrolidon
(kurz PVPP genannt) erlangt, weil es die von den anderen Adsorptionsmitteln bekannten Nachteile der
Bitterstoff- und Schaumreduzierung nicht aufweist (s. "Brauwelt" 113 (1973) Nr. 21, S. 407-411). Nach neuesten Erkenntnissen
ist PVPP jedoch in gewissen Molekulargewichtsgrößen für den Menschen toxisch, so daß bei anwendungstechnischen
Pannen (z.B. unbemerkter Filterdurchbruch) gesundheitliche Schaden bei Genuß des Getränkes nicht auszuschließen sind.
Ein weiterer Nachteil von PVPP ist dessen aufwendige Herstellung und der dadurch bedingte hohe Preis.
Es wurde nun gefunden, daß mittels (gesundheitlich unbedenklicher)
thermisch inaktivierter Hefe neben einer Kältestabilisierung auch eine Schaumstabilisierung bei schäumenden Getränken
wie Bier erzielt werden kann. Hierzu wird die Hefe in das Bier suspendiert und die nicht in Lösung gehenden Bestandteile
anschließend wieder abgetrennt. Man kann auch so verfahren, daß man thermisch inaktivierte Hefe in kaltem
Wasser suspendiert und den dabei aus der Hefe in Lösung gehenden Extrakt in gelöster oder trockener Form dem Bier zusetat.
Die Hitzeinaktivierung (Abtötung) der Hefezellen kann in verschiedener
Weise, z.B. durch Sprühtrocknung bei hohen Temperaturen, durch Trocknung im Trockenschrank;, in Fließbett-Trocknern
oder auch durch einfaches Erhitzen in wäßriger Suspension erfolgen. Grundsätzlich hat sich eine plötzliche
Inaktivierung durch sprunghafte Temperaturerhöhung als günstiger herausgestellt als die allmähliche Inaktivierung, bei der es
zu autoIytisehen Effekten kommen kann.
Es wurde weiter gefunden, daß dann eine besonders gute Schaumstoffstabilisierung
erzielt wird, wenn die Hefe vor? während oder nach der Hitzeinaktivierung alkalisch gewaschen wird. Das
kann ζ .B0 mit O95 bis 2%Lger Na9CO,,- oder NaHCO -Lösung oder
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mit O,l%iger NaOH- oder KOH-Losung geschehen. Nach der
alkalischen Waschung können die Alkalisubstanzen durch Nachwaschen mit Wasser wieder entfernt werden, was normalerweise
im Sinne einer Reinhaltung des zu behandelnden Getränkes von Alkali gewünscht wird.
Eine Behandlung mit enzymfällenden Lösungsmitteln wie Aceton
oder Isopropanol vor, während oder nach der Hitzeinaktivierung hat sich ebenfalls als günstig erwiesen, während eine Lösungsmittelbehandlung
ohne Hitzeschritt nicht so gute Ergebnisse bringt. Auch hier werden die Lösungsmittel zweckmäßig durch
Nachwaschen mit Wasser wieder entfernt.
Die Aufwandmenge der hitzeinaktivierten Hefe liegt normalerweise in der Größenordnung von 5 bis 30 g/hl zu behandelnden
Getränks (z.B. Bier). Im Falle des Einsatzes von im wesentlichen nicht autolysiertem Hefeextrakt werden üblicherweise
2 bis 20 g Extrakttrockensubstanz pro hl eingesetzt. Die Dosierung kann jedoch erheblich von diesen Werten abweichen,
z.B. wenn nur eine sehr schwache Schaum- oder Kältestabilisierung gewünscht wird.
Die Herstellung von im wesentlichen nicht autolysiertem Hefeextrakt
kann in der Weise geschehen, daß nicht autolysierte intakte Hefe z.B. durch Sprühtrocknung getrocknet und anschließend
in kaltes Wasser suspendiert wird. Dabei wird etwa ein Drittel der Hefetrockenmasse als Extraktstoffe in das
kalte Wasser gelöst. Diese gelösten Extraktstoffe können gewünschtenfalls
von den unlöslichen Bestandteilen getrennt und in gelöster oder, falls erwünscht, auch in getrockneter Form
verwendet werden.
Die Behandlung von Bier mit dem erfindungsgemäßen Mittel kann in der Weise geschehen, daß die hitzeinaktivierte Hefe und/
oder der hieraus gewonnene im wesentlichen nicht autolysierte Hefeextrakt in das Bier oder dessen Vorstufe (z.B. die Bier-
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würze) eingebracht werden. Die Wirkling tritt in der Regel sofort
ein. Eine besondere Einwirkungszeit muß daher nicht eingehalten werden, längere Einwirkung ist jedoch unschädlich.
Die wasserunlöslichen Bestandteile der hitzeinaktivierten Hefe
können anschließend in üblicher Weise, z.B. durch Filtration oder Separation wieder aus dem Bier entfernt werden. Eine Vorquellung ist - im Gegensatz zu vielen bekannten Stabilisierungsmitteln - nicht erforderlich.
j.
Neben der Behandlung von Bier unterschiedlicher Typen kann das
erfindungsgemäße Mittel natürlich auch zur Schaum- und/oder
Trübungsstabilisierung anderer eiweiß- und/oder polyphenylhaltiger
Getränke (z.B. Berliner Faßbrause) verwendet werden.
Im übrigen ist der hier gebrauchte Ausdruck "Bier" in weitem
Sinne zu verstehen und schließt auch Getränke wie z.B. Ale,
Lagerbier, Malztrunk, Starkbier und andere ähnliche Flüssigkeiten
ein, bei welchen Schäumungs- und Trübungsprobleme auftreten»
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(Stand der Technik; Bier ohne Stabilisierung)
In eine Flasche mit 0,5 1 eines hellen^ 4°C warmen Handelsbieres vom Exporttyp wurde unter COp-Atmosphäre und unter Ausschluß
von Luft ein Magnetrührstab eingebracht. Die Flasche wurde sofort wieder verschlossen und 2 Minuten mit einem
Magnetrührer mit 300 Umdrehungen pro Minute durchgerührt. Dann wurde der Flascheninhalt durch Einpumpen von COp unter
Ausschaltung von Luftsauerstoff über einen Schichtenfilter (Seitz Type EK, 70 mm 0) in 2 farblose, klare Meßflaschen mit
180 ml Inhalt gedrückt. Der verbleibende Bierrest wurde verworfen. Die Meßflaschen mit Bier wurden jeweils sofort nach
der Befüllüng mittels Bügelverschluß geschlossen. Das Bier in diesen Flaschen zeigte bei der analytischen Bestimmung die
in Tabelle 1 wiedergegebenen Werte.
Zahl der Warmtage bis zum Erreichen von EBC-Trübungseinheiten bei wechselwarmer
Lagerung (40°/ 0° / 40°) 2
Anthocyanogengehalt [mg/1] 64
Bittereinheiten [BE] 23,8
Schaumzahl nach Ross und Clark 128
Die angewandten Analysenmethoden sind weiter unten erläutert .
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(Erfindungsgemäße Stabilisierung)
500 g Bäckerhefe (Preßhefe) wurden in 2 1 Leitungswasser bei Raumtemperatur suspendiert und über einen Laborsprühtrockner
mit Zweistoffdüse bei 2200C Luft-Eingangstemperatur, 120°C
Luft-Ausgangstemperatur, 2 atü Verdüsungsdruck und 450 Nnr/h
Luftdurchsatz sprühgetrocknet. 0,07 g der sprühgetrockneten, nicht mehr lebenden Hefe wurden bei 40C in 0,5 1 (= 1 Flasche)
Bier derselben Charge wie in Beispiel 1 eingebracht. Dabei und im weiteren wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen. Tabelle
gibt die Analysenwerte des derart behandelten Bieres wieder.
Zahl der Warmtage bis zum Erreichen von 2 EBC-Trübungseinheiten bei wechselwarmer
Lagerung (40°/ 0°/ 40°) 6
Anthocyanogengehalt [mg/l] 58
Bittereinheiten [BE] 23,8
Schaumzahl nach Ross und Clark 135 j
Die angewandten Analysenmethoden sind weiter unten erläutert.
(Erfindungsgemäße Stabilisierung)
500 g dickbreiige Bierhefe wurde mit 1 Liter l,5#iger Na2CO3-Lb"sung
30 Minuten lang verrührt. Dann wurde abzentrifuglert und der feuchte Heferückstand nochmals 30 Minuten lang mit
1 Liter l,5%iger Na2GO,-Lösung aufgerührt. Danach wurde wieder
zentrifugiert und der feuchte Heferückstand mit 1 Liter Wasser
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aufgerührt. Nach abermaligem Zentrifugieren wurde der feuchte Heferückstand mit 2 Liter destilliertem Wasser aufgerührt
und auf einem Labor-Sprühtrockner mit Zweistoffdüse bei 250°C
Luft-Eingangstemperatur, 14O°C Luft-Ausgangstemperatur, 2 atü Verdüsungsdruck und 500 Nm /h Luftdurchsatzmenge sprühgetrocknet.
0,2 g der sprühgetrockneten, nicht mehr lebenden Hefe wurden bei 40C zusammen mit einem Magnetrührstab in eine
Flasche Bier der gleichen Charge wie in Beispiel 1 eingebracht. Dabei und im weiteren wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen.
Tabelle 3 gibt die Analysenwerte des derart behandelten Bieres wieder
Zahl der Warmtage bis zum Erreichen von j
2 EBC-Trübungseinheiten bei wechselwarmer
Lagerung (40°/ 0°/ 40°) 5 j
Anthocyanogengehalt [mg/1] 54 j
Bittereinheiten [BE] 23,8 !
i Schaumzahl nach Ross und Clark 137 !
Die angewandten Analysenmethoden sind weiter unten erläutert.
(Erfindungsgemäße Stabilisierung)
500 g Bäckerhefe (Preßhefe) wurden in 2 Liter Leitungswasser bei Raumtemperatur suspendiert und wie in Beispiel 2 sprühgetrocknet.
Die sprühgetrocknete Hefe wurde in 4 Liter eiskaltem dest. Wasser suspendiert und über ein Schichtenfilter
(Seitz Typ 2/1250) filtriert. Das Filtrat, das im wesentlichen nicht autolysierten Hefeextrakt enthielt, wurde sprüh-
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getrocknet bei 2000C Luft-Eingangstemperatur, 1000C Luft-Ausgangstemperatur,
2,5 atü Verdusungsdruck und 560 Nm Luftdurchsatz pro h. 0^03 g des derart hergestellten Hefeextraktes
wurden bei Raumtemperatur in 0,5 1 (1 Flasche) Bier derselben Charge wie in Beispiel 1 eingebracht und
weiter wie in Beispiel 1 behandelt» Tabelle 4 gibt· die
Analysenwerte des derart behandelten Bieres wieder.
Zahl der Warmtage bis zum Erreichen von
2 EBC-Trübungseinheiten bei wechselwarmer
Lagerung(408/ 0°/ 40°) ..·........... ..... *... 3
Anthocyanogengehalt [mg/l] .-
63
Bittereinheiten [BE] ................... -......*.. 24,0
Schaumzahl nach Ross und Clark <>«>....... 138
Die angewandten Analysenmethoden sind weiter unten erläutert.
0:098-22/0407
-ie -
?üübungsstabiIität_ des_ Bieres
Zur Ermittlung der Trübungsstabilität des Bieres wurde wechselweise
24 h lang bei 4O0C und 24 h lang bei O0C temperiert. Jeweils
nach der Lagerung bei 00C wurde eine Trübungsmessung nach
EBC-Trübungseinheiten vorgenommen (siehe L.R. Bishop: Analytica
EBD, 2. Auflage, Seite 213, Verlag Elsevier Publishing Company, Amsterdam - London - New York, 1963)· Angegeben wurde die Zahl
der Warmtage bis das Bier 2 EBC-Trübungseinheiten erreichte.
Die Anthocyanogene als die wichtigsten Gerbstoffkomponenten des Bieres wurden bestimmt nach der Methode von Harries und Ricketts
(siehe J. de Clerck: Lehrbuch der Brauerei, 2. Auflage, Band 2, Seite 638, Verlag Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei, Berlin
1965).
Die Bestimmung der Bitterstoffe (Isohumulone) im Bier erfolgte nach der EBC-Methode (siehe L.R. Bishop: Analytica EBC, 2.
Auflage, Seite 210, Verlag Elsevier Publishing Company, Amsterdam - London - New York, 1963).
Schaumhaltbarkeit
Die Schaumhaltbarkeit des Bieres wurde nach Ross und Clark
bestimmt (siehe H.A. Bausch u.a.: Arbeitsvorschriften der chemisch-brautechnischen Betriebskontrolle, 4. Auflage,
Seite 124, Verlag Parey, Berlin und Hamburg, 1963).
809822/0401
Claims (9)
- Patentansprüche-1U). Mittel zur Schaumstabilisierung bei schäumenden Getränken und ihren Vorstufen, dadurch gekennzeichnet, daß es als wirkenden Bestandteil thermisch inaktivierte Hefe oder hieraus gewonnene im wesentlichen nicht autolysierte Extraktstoffe enthält.
- 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hefe mittels eines plötzlichen Temperatursprungs inaktiviert worden ist.
- 3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hefe außerdem mit Alkalisubstanzen und/oder enzyminaktivierenden Lösungsmitteln vorbehandelt und gewünschtenfalls anschließend mit Wasser ausgewaschen worden ist.
- 4. Verfahren zur Herstellung eines Mittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hefe thermisch inaktiviert und gewünschtenfalls mit üblichen Hilfs- und/oder Trägerstoffen abgemischt wird.
- 5· Verfahren gemäß Anspruch 4 zur Herstellung eines Mittels nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hefe mittels eines plötzlichen Temperatursprungs inaktiviert wird.
- 6. Verfahren gemäß Anspruch 4 zur Herstellung eines Mittels nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch inaktivierte Hefe mit Alkalisubstanzen und/ oder enzymfällenden Lösungsmitteln behandelt und gewünschtenfalls mit Wasser nachgewaschen wird.
- 7· Verfahren zur Herstellung eines Mittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hefe thermisch inaktiviert, anschließend in kaltem Wasser suspendiert, der Extrakt abfiltriert und gewünschtenfalls zur Trockne eingedampft wird, worauf die Trockensubstanz gewünschtenfalls mit üblichen Hilfs- und/oder Trägerstoffen abgemischt wird.
- 8. Verwendung eines Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Schaumstabilisierung bei schäumenden Getränken und ihren Vorstufen.
- 9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel nach Anspruch 1 in einer Aufwandmenge von 2-30 g/hl zu behandelnden Getränkes eingesetzt wird.809822/0407ORIGINAL INSPECTED
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