DE3939064C2 - Verfahren zur Herstellung alkoholarmer bis alkoholfreier Getränke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vornehmlich aus gesundheitlichen Gründen und zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr, generell zur Vermeidung von alkoholbedingten Ausfällen oder Minderungen der mensch­ lichen Leistungsfähigkeit besteht ein Bedarf an solchen alkoholarmen oder sogar alkoholfreien Getränken, die trotz ihres verminderten Alkoholgehalts oder ihrer Alkoholfreiheit die Geschmacks- und Geruchseigenschaften entsprechender alkoholischer Getränke nicht oder nur unwesentlich verloren haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein für die Herstellung alkoholarmer bis alkoholfreier Getränke aus Fruchtsäften geeignetes Ver­ fahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe dem entsprechenden Wein bzw. Fruchtwein im Geschmack, Geruch und Aussehen ähn­ liche Getränke herstellbar sind. Unter "Fruchtsaft" ist hier insbesondere Traubenmost zu verstehen.

Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Verfahren durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Nach dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren so durchgeführt, daß Fermentierungsvorgänge zur Bildung der natürlichen typischen Aromastoffe und die durch die Hefen bei Sauerstoffzuführung bewirkte Veratmung der im Fruchtsaft enthaltenen verwertbaren Zucker und des zwischenzeitlich gebildeten Alkohols bis zu Kohlendioxid und Wasser im wesentlichen gleichzeitig erfolgen. Dies wird durch die geregelte Zuführung von Sauerstoff und damit durch gezielte Beeinflussung des Fermentierungsver­ laufs erreicht. Dabei werden die Hefen unter ständiger Kon­ trolle mit gerade soviel Sauerstoff versorgt, daß der vor­ handene Zucker veratmet wird. Wahlweise können alkoholarme oder alkoholfreie Getränke unter größtmöglicher Schonung des Fruchtsafts und unter Erhaltung der natürlichen Aromastoffe hergestellt werden. Dabei wird durch die Um­ setzung des Zuckers bis zu Wasser und Kohlendioxid der physio­ logische Brennwert der Getränke in vorteilhafter Weise er­ heblich reduziert. Die ständige Messung des gelösten Sauerstoffs und/oder des Redox-Poten­ tials und die darauf abgestimmte durch einen Rechner steuer­ bare Zuführung des Sauerstoffs nach Art eines rechnerge­ stützten Ablaufplans minimiert die chemische Oxidation, so daß die typischen Geruchs- und Geschmacksstoffe des Ausgangs­ substrats geschont werden.

Das Verfahren erlaubt eine Beendigung der Fermentierung, d. h. des Abbaus von Alkohol bei einem beliebigen Punkt er­ wünschten Restalkoholgehalts. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte hohe Produktschonung resultiert in deut­ lich höheren Aromastoffgehalten als in bisherigen Produkten. Dies ist insbesondere für die Herstellung sortentypischer alkoholarmer/alkoholfreier Weingetränke aus Traubenmosten von Vorteil. Nach Absetzen und Entfernen der Hefe oder aktivem Abtrennen der Hefe aus der Flüssigkeit kann mit Hilfe einer Mikrofiltration eine allen Ansprüchen genügende Produkt­ klärung erfolgen. Für die Anwendung des Verfahrens eignen sich Obstsäfte, Moste, verdünnte Saftkonzentrate sowie auch angegorene Moste oder Säfte.

Das Verfahren läßt sich, wie im Anspruch 3 angegeben, im einfachsten Fall mit Luft als Sauerstofflieferant durchfüh­ ren.

Vorteilhaft wird das Verfahren entsprechend Anspruch 3 durch­ geführt, wodurch der Energiebedarf während der Fermentation gering ist, weil keinerlei Über- oder Unterdrucke benötigt werden und praktisch bei Raumtemperatur gearbeitet werden kann.

Die Verwendung bestimmter bevorzugter genetisch stabili­ sierter Hefestämme oder -rassen gemäß Anspruch 4 führt zu dem gewünschten vorteilhaften Gehalt an Estern, Acetaten und höheren Alkoholen im fertigen Getränk, wobei unter re­ produzierbaren Verfahrensbedingungen die gewünschten Aroma­ stoffe gebildet und Zucker veratmet wird.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorteilhaft die ge­ mäß Anspruch 5 zur Haltbarmachung vorbehandelten Frucht­ säfte unterworfen. Erforderlichenfalls kann das erfindungs­ gemäße Verfahren auch unter Verwendung von entsprechend An­ spruch 6 behandelten Fruchtsäften durchgeführt wer­ den.

Für bestimmte Fruchtsäfte ist es für den Fermen­ tierungsvorgang von Vorteil, wenn entsprechend Anspruch 7 eine Adaptionsphase eingehalten wird.

Bei nach der Fermentation zu erwartenden Filtrationsstörungen und zur Förderung des Aromas ist die Anwendung der Maßnahmen gemäß Anspruch 8 zweckmäßig. Durch den Einsatz von Pektinasen mit glucanhydrolytischer Nebenaktivität wird die Freisetzung weintypischer Aromastoffe gefördert.

Im Bedarfsfall können vor der Mikrofiltration entsprechend Anspruch 9 Klärmittel zugesetzt werden.

Je nach Beschaffenheit des erhaltenen Filtrates können zu­ sätzliche Maßnahmen entsprechend Anspruch 10 ergriffen wer­ den.

Zum Abschluß des Verfahrens können die in Anspruch 11 ange­ gebenen qualitätserhöhenden bzw. -sichernden Schritte folgen.

In den Zeichnungen sind in

Fig. 1 ein typischer Verfahrensablaufplan nach Art eines Blockdiagramms und in

Fig. 2 in prinzipieller Wiedergabe ein zur Verfahrensdurchführung geeigneter Fermentationsbehälter dargestellt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht wird ggf. vorbehandelter Frucht­ saft der Fermentation zugeführt, nachdem zuvor der einge­ setzte Fermentationstank oder -behälter desinfiziert wurde. Weiterhin können der Fermentation falls erforderlich Enzyme, wie Pektinasen mit glucanhydrolytischer Nebenaktivität oder Beta-Glucanasen, zugesetzt werden. Die Fermentation findet unter geregelter Sauerstoff- bzw. Luftzufuhr innerhalb eines Zeitraums von etwa 3 bis 5 Tagen statt. Anschließend können der resultierenden Getränkeflüssigkeit Klärmittel zur Unter­ stützung der Filtrierwirkung bei der nachfolgenden Cross Flow- Filtration zugesetzt werden. Der klargefilterten Flüssigkeit können im Bedarfsfall noch Kohlendioxid, Süßmittel und Kon­ servierungsstoffe im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen zu­ gesetzt werden. Nach der abschließenden Harmonisierung des hergestellten Getränks durch Zwischenlagerung erfolgt unter Sterilbedingungen die Abfüllung auf Flaschen.

Der in Fig. 2 in seinem grundsätzlichen Aufbau dargestellte Fermentationsbehälter 10 weist an seinem Außenumfang einen mit Zu- und Ablauf versehenen Mantel 12 auf, der zur Dampf­ sterilisation und zur Kühlung verwendet werden kann. Am Innenumfang des Behälters 10 sind Strombrecher 14 zur Unter­ stützung der Rührwirkung angebracht. Eine zentrale motorge­ triebene Rührwerkswelle 16 ist durch eine sterile Wellen­ lagerung 18 im oberen Behälterboden hindurchgeführt und trägt auf ihre Höhe verteilt mehrere radial ausliegende Paddelrührer 20. An den oberen Behälterboden ist einerseits ein Zufuhrstutzen 22 für den Fruchtsaft, die Hefe und eventuelle Zusatzstoffe und andererseits ein Abfuhrstutzen 24 für die Abluft und gebildetes Kohlendioxid angeschlossen.

Sauerstoff bzw. Luft wird über eine Zuleitung 28 über ein Luftfilter 26 zugeführt und tritt unterhalb des Rührwerks aus einem in der Nähe des unteren Behälterbodens befindlichen Verteiler 32 aus.

Zur permanenten Messung der Konzentration an gelöstem Sauer­ stoff und/oder die Messung des Redox-Potentials des Frucht­ safts sind in verschiedenen Höhen des Behälters 10 Meßsonden 34 angebracht, deren Meßwerte kontinuierlich einem Prozeß­ rechner oder Personal Computer 36 zugeführt werden. Im Prozeßrechner oder PC 36 erfolgt ein ständiger Vergleich der Meßwerte mit den in Form eines Programms eingegebenen Grenzwerten. Der Prozeßrechner oder PC 36 stellt die jeweils erforderliche Sauerstoff- bzw. Luftmenge fest und steuert dementsprechend ein in der Zuleitung 28 befindliches Regel­ ventil 38. Die Abnahme des Zuckergehalts wird gravimetrisch oder naßchemisch verfolgt. Der Alkoholgehalt wird über eine Alkoholsonde oder Alkohol-Refraktometer oder naßchemisch oder enzymatisch oder auch nach Destillation bestimmt.

Das Rührwerk sorgt einerseits für eine gleichmäßige Verteilung der Hefe in dem zu behandelnden Fruchtsaft und andererseits für eine gleichmäßige Verteilung der zugeführten Luft. Nach Erreichen des gewünschten Alkoholgehalts wird die Fermenta­ tion gestoppt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfol­ gend anhand mehrerer Beispiele noch näher erläutert.

Beispiel 1

Klarer pasteurisierter Traubenmost der Morio Muskat-Rebe wurde in einen desinfizierten Behälter filtriert und mit 2 Vol.% flüssiger Reinzuchthefe versetzt. Nach einer Adaptions­ zeit von 6 Stunden setzte die Sauerstoffmessung und -dosierung ein. Der Behälterinhalt wurde ständig gerührt. Unter perma­ nenter Sauerstoffzufuhr vermehrten sich die Hefen und ver­ werteten dabei den Mostzucker. Nach zwei Tagen wurde die Sauerstoffzufuhr auf ein Minimum gedrosselt. Nach vier Tagen war der Alkoholabbau beendet und die Belüftung wurde abge­ stellt. Nach Absetzenlassen der Hefe erfolgte eine Cross- Flow-Filtration. Das klare Produkt wurde durch Zuführung von Kohlendioxid auf 1,5 g/l CO₂ eingestellt und steril abge­ füllt. Das erhaltene Getränk wies ein ausgeprägtes rebsorten­ spezifisches Bukett auf.

Beispiel 2

Trüber Gewürztraminer-Most wurde mit 150 g/hl Bentonit, 5 g/hl Gelatine und 20 ml/hl Kieselsol geschönt und filtriert. Nach einer Hochkurzzeiterhitzung von 80 Sek. bei 85°C wurde der Most in einen desinfizierten Tank gepumpt. Es erfolgte die Zugabe von 2 Vol.% aktiver Reinzuchthefe. Weiterhin er­ folgte eine Zugabe von 20 ml/hl Pektinase und von 5 ml/hl Glucanase zur Vermeidung von Filtrationsstörungen. Nach einer Adaptionszeit von 6 Stunden erfolgte die Sauerstoff­ messung und die geregelte Zugabe von Sauerstoff. Der Tankin­ halt wurde ständig gerührt. Die Tanktemperatur wurde auf 20°C einreguliert. Nach vier Tagen wurde die Fermentation bei einem Restalkoholgehalt von 2 Vol.% beendet. Über einen hermetisch geschlossenen Separator wurde die Hefe abgetrennt. Danach erfolgte die Zugabe von stabilisierter Süßreserve bis auf einen Gehalt von 28 g/l Restzucker. Daraufhin erfolgte eine Kohlendioxidzugabe bis zur Erreichung einer Konzentration an gelösten Kohlendioxid von 1,5 g/l. Die erhaltene Verschnitt­ menge wurde anschließend einer Cross Flow-Filtration unter­ worfen. Danach erfolgte noch eine Nachdosierung von Kohlen­ dioxid und schließlich eine sterile Flaschenabfüllung. Das erhaltene Produkt besaß ein feines Traminerbukett.

Beispiel 3

Stummgeschwefelte Süßreserve aus Traubenmost der Baccus-Rebe wurde unter Erwärmung im Vakuum entschwefelt und steril in einen desinfizierten Tank gepumpt, in welchem sich 5 Vol.% aktiver Reinzuchthefe befanden, bezogen auf die spätere Ge­ samtmenge. Es erfolgte sofortige Sauerstoffmessung und der Beginn der Sauerstoffdosierung. Nach der Zuckerfermentation wurde das Produkt separiert und mit 2 g/hl Casein geschönt. Nach einer Standzeit von 10 Stunden wurde der Überstand vom Casein abgezogen und über eine Mikrofiltrationsanlage geführt. Bei Bedarf konnte vor der Filtration eine Süßreservedosage auf 30 g/l Restzucker durchgeführt werden. Danach erfolgte wiederum die sterile Flaschenfüllung. Das erhaltene Produkt zeichnete sich durch einen fruchtigen rebsortenspezifischen Geruch und Geschmack aus.

Beispiel 4

Apfelsaftkonzentrat wurde auf 65°Oe verdünnt und nach Pasteurisierung in einen des infizierten Tank gepumpt. Es er­ folgte die Zugabe von 3 Vol.% aktiver Reinzuchthefe und 100 g/hl Bentonit. Der Behälterinhalt wurde sofort und ständig ge­ rührt. Nach 8 Stunden erfolgte die geregelte Sauerstoffdo­ sierung. Nach fünf Tagen bei einer Temperatur von 18°C wurde das Rühren eingestellt und das Hefe-Bentonit-Gemisch zum Ab­ setzen veranlaßt. Anschließend erfolgte die Mikrofiltration der überstehenden Flüssigkeit. Durch CO₂-Zuführung wurde eine CO₂-Konzentration von 1 g/l eingestellt. Außerdem wurde frischer stabilisierter Apfelsaft zur Einstellung eines Zuckergehalts von 20 g/l zugeführt. Schließlich erfolgte die sterile Abfüllung auf Flaschen. Das Produkt besaß noch den typischen Fruchtcharakter.

Beispiel 5

Traubensaft der Scheurebe, stabilisiert und eingelagert nach dem SEITZ-BÖHL-Verfahren, wurde in einem zuvor desinfizierten Tank mit 15 ml/hl Pektinase mit glucanhydrolytischer Neben­ aktivität versetzt. Anschließend erfolgte die Zugabe von 2 Vol.% aktiver Reinzuchthefe. Der Tankinhalt wurde auf 18°C temperiert und ständig gerührt. Nach einsetzender Hefever­ mehrung, die etwa 10 Stunden nach der Beimpfung auftrat, wurde geregelt Sauerstoff zugeführt. Nach vier Tagen war der Zucker vollständig zu CO₂ und Wasser veratmet. Die Hefe wurde ab­ getrennt und die Kulturflüssigkeit über eine Mikrofiltrations­ anlage geklärt. Es erfolgte anschließend die Zugabe von CO₂ bis zu einer Konzentration von 2 g/l. Das kalorienarme Ge­ tränk wurde steril auf Flaschen abgefüllt und hatte ein feines Scheu-Bukett.

Claims (11)

1. Verfahren zur chargenweisen Herstellung alkoholarmer bis alkohol­ freier Getränke aus Fruchtsäften, denen zur Fermentation Hefen zugesetzt werden, wobei gärungstypische Aromastoffe er­ zeugt und fruchteigene Aromastoffe freigesetzt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Fruchtsaft während der Fermen­ tierung zur Umsetzung des verwertbaren Zuckers mittels Verat­ mung durch die Hefezellen und des zwischenzeitlich gebildeten Alkohols bis zu Wasser und Kohlendioxid geregelt Sauerstoff zugeführt und in dem Fruchtsaft verteilt wird, daß die in den Fruchtsaft gelöste Sauerstoffmenge und/oder das Redox-Poten­ tial des Fruchtsafts während der Fermentierung fortlaufend ge­ messen und mit einem einstellbaren Sollgrenzwert verglichen wird, wobei die Sauerstoffzufuhr während der Fermentierung nach Maßgabe der Meß- und Vergleichsergebnisse zur Erzielung einer Sauerstoffkonzentration in dem fermentierenden Fruchtsaft von weniger als etwa 0,3 mg/l geregelt wird, daß die Sauerstoffzu­ fuhr bei Erreichen des gewünschten Gehalts an noch nicht umge­ setztem Alkohol abgebrochen wird, und daß die Hefe von der er­ haltenen Flüssigkeit abgetrennt und die Flüssigkeit anschlie­ ßend zur Gewinnung eines klaren Getränks mikrofiltriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sauerstoff in Form eines sauerstoff­ haltigen Gases, vorzugsweise durch Luft, zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentierung bei Normal­ druck und abhängig von der Art der zugesetzten Hefen bei ei­ ner Temperatur zwischen etwa 20 und etwa 30°C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stämme der Hefe Saccharomyces cerevisiae zugesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fruchtsaft in pasteu­ risierter, erhitzter, kaltsterilisierter, unter Druck auf­ konzentrierter, schichtenfiltrierter, membranfiltrierter oder entschwefelter (nach vorhergehender Stummschwefelung) Form der Fermentierung und Sauerstoffzufuhr ausgesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegen Eisen- und Kristalltrübungen behandelter Fruchtsaft der Fer­ mentierung und Sauerstoffzufuhr ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzuführung erst nach Ablauf einer an die Zugabe der Hefen anschließenden Adaptionszeitspanne vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Fruchtsaft etwa 10 bis etwa 20 ml/hl Pektinase mit glucanhydrolytischer Neben­ aktivität und/oder etwa 1 bis etwa 4 ml/hl Glucanaseprä­ parate zugefügt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der aus der Fermentation resul­ tierenden Flüssigkeit vor der Mikrofiltration Bentonite und/oder andere Schönungsmittel zugesetzt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der filtrierten Flüssigkeit nach entsprechender organoleptischer Probe Kohlendioxid und/oder Süßungsmittel, ggf. auch Konservierungsstoffe zugesetzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Getränk durch Zwi­ schenlagerung harmonisiert und schließlich unter sterilen Bedingungen auf Flaschen abgefüllt wird.