DE60212111T2

DE60212111T2 - Verfahren zur herstellung von aktiver trockenhefe

Info

Publication number: DE60212111T2
Application number: DE60212111T
Authority: DE
Inventors: Katsumi Fuchu-shi OSHITA; Nobuyuki Mishima-gun FUKUI; Hideko Toyonaka-shi YOMO; Yusuke Kumamoto-shi UMEZAWA
Original assignee: Suntory Ltd
Current assignee: Suntory Holdings Ltd
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2022-02-01
Also published as: US7052724B2; EP1378565A1; DE60212111D1; ATE329008T1; DK1378565T3; JP4015949B2; CA2405125A1; WO2002062966A1; JPWO2002062966A1; ZA200207746B; CA2405125C; EP1378565B1; US20040018274A1; EP1378565A4

Description

Technisches Gebiet, zu dem die Erfindung gehört
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe mit einer hohen Fermentierbarkeit, das umfasst: Aufnahme eines Stabilisators wie Trehalose in eine Hefe, die aus dem Fermentationsschritt zurückgewonnen wurde, um den Widerstand gegenüber Trockenheit zu erhöhen, und dann Trocknen der Hefe bei niedriger Temperatur; ein Verfahren zur Herstellung alkoholischer Getränke durch Verwendung der aktiven Trockenhefe; und alkoholische Getränke, die durch das Herstellungsverfahren erhalten werden.
Stand der Technik
Wenn Hefen, die aus dem Fermentationsschritt bei der Herstellung von alkoholischen Getränken zurückgewonnen werden, lebend gelagert werden, nimmt ihre Aktivität, d.h. die Fermentierbarkeit, allmählich ab. Deshalb kann die Verwendung solch einer Hefe, die eine lange Zeitdauer gelagert wurde, als Starter bei der Herstellung von alkoholischen Getränken zu Fermentationsversagen führen oder eine schädliche Wirkung auf die Eigenschaften der erhaltenen alkoholischen Getränke haben. Angesichts dieses Problems wurden Verfahren entwickelt, um zurückgewonnene Hefen zu lagern, wobei ihre Aktivität aufrechterhalten werden soll. Jedoch wurde bisher noch kein wirklich praktizierbares oder zufriedenstellendes Verfahren entwickelt. JP (Kokai) Hei-8-266297 offenbart ein Verfahren zur Messung der Aktivität und Fermentierbarkeit einer Hefe und somit die Bestimmung ihrer Eignung als Starter.
Trocknen kann als Beispiel eines Mittels zur Lagerung von Hefen genannt werden, wobei ihre Aktivität aufrechterhalten wird. Trockene Bäckerhefe wurde zur Herstellung von Brot weit verwendet. Bezüglich der Herstellung von alkoholischen Getränken wurden Trockenhefen als Starter in kleinen Weinkellereien verwendet, die nicht mit einem System zur Herstellung von Startern ausgerüstet sind.
Der Ausdruck „Trockenhefen" ist ein generischer Ausdruck, der Hefen, die 8 bis 12% Feuchtigkeit enthalten, bezeichnet. Verfahren zur Herstellung von Trockenhefen wurde etabliert (Yeast Technology, 2. Ausgabe, herausgegeben von Genald Reed & Tilak W. Nagodawithana, 1991, Van Nostrand Reinhold, New York). Im allgemeinen werden Trockenhefen hergestellt durch aerobisches Kultivieren von Hefen in z.B. Restmelassemedium (black strap molasses medium) und dann Dehydratisieren/Trocknen der Hefen, bis der Feuchtigkeitsgehalt unter die oben beschriebenen Spiegel verringert ist. Die Praxis war, die Trockentemperatur auf ca. 30°C einzustellen. Weinhefen werden üblicherweise von Raumtemperatur bis ca. 35°C getrocknet (Wine Microbiology and Biotechnology, herausgegeben durch Graham H. Fleet, Harwood Academic Publishers). Jedoch ist bekannt, dass, wenn eine Hefe wie oben beschrieben kultiviert und getrocknet wird, sowohl die Überlebensrate als auch Aktivität der Hefe erniedrigt wird. Um diese Probleme zu überwinden, wurden Versuche unternommen, um Hefen auf verschiedene Arten zu behandeln, im Hinblick auf die Verbesserung des Widerstands gegenüber Trocknen. Z.B. offenbart JP (Kokai) Sho-60-27382 ein Verfahren, worin eine Nahrungsfasermischung, hergestellt aus Rübenfilterkuchen, zu einer Hefe gegeben wird, und die resultierende Mischung bei 30 bis 40°C luftgetrocknet wird. Um Hefen Widerstand gegenüber Trocknen zu verleihen, wurden viele feuchtigkeitsspeichernde Mittel untersucht. JP (Kokoku) Sho-41-146 offenbart ein Verfahren, das die Zugabe von 2 bis 40 g/kg Glycerin zu einer gepressten Hefe umfasst, zur Erhöhung der feuchtigkeitsspeichernden Eigenschaften und dann Trocknen der Hefe.
Wenn Trockenhefen als Hefen zur Herstellung alkoholischer Getränke verwendet werden, entsteht ein anderes Problem. Trockenhefen bestehen aus Hefen, die aerobisch als Ausgangsmaterial kultiviert wurden, um die Hefenzellausbeute zu erhöhen.
In Hefen, die aerobisch kultiviert wurden, wird ein aerobisches metabolisches System der Hefe beschleunigt, während das anaerobische metabolische System, das bei der alkoholischen Fermentation benötigt wird, inhibiert wird. Somit besitzen Trockenhefen, die aus aerobisch kultivierten Hefen hergestellt wurde, eine verminderte Fermentierbarkeit. Deshalb ist bekannt, dass, wenn diese Trockenhefen als Starter bei der Herstellung von alkoholischen Getränken verwendet werden, die Hefen unerwünschte Wirkungen (z.B. eine Erniedrigung der Geschmackskomponenten) auf die Qualität der alkoholischen Getränke ausüben. Tatsächlich enthalten alkoholische Getränke, die unter Verwendung von Trockenhefen, die aus Hefen hergestellt wurden, die aerobisch kultiviert wurden, wenige Ester, und besitzen deshalb organoleptisch ungünstige Eigenschaften. Wenn diese Trockenhefen, die aus Hefen hergestellt wurden, die aerobisch kultiviert wurden, als Starter verwendet werden, wird Schwefeldioxid während der Fermentation lediglich in einer geringen Menge gebildet, und als Ergebnis wird die Stabilität des Geschmacks der so erhaltenen alkoholischen Getränke verglichen mit dem Fall, wo Hefen, die anaerobisch kultiviert wurden, als Starter verwendet werden, erniedrigt.
Wenn Trockenhefen als Hefen zur Herstellung von alkoholischen Getränken verwendet werden, entsteht noch ein weiteres Problem. Restmelassen wurden als Medium zur Kultivierung von Hefen praktisch verwendet, die als Ausgangsmaterialien für Trockenhefen dienen. Trockenhefen, die aus Hefen hergestellt wurden, die mit der Verwendung von Restmelassen als Medium kultiviert wurden, sind nicht vorteilhaft als Starter. Restmelassen enthalten Sucrose als Zuckerkomponente, die durch Sucrase, die in der Zellwandoberflächenschicht von Hefen vorkommt, in Glucose und Fructose verdaut. Es ist bekannt, dass Glucose das metabolische System von Maltose, bei dem es sich um die Hauptzuckerkomponente von Maische handelt, inhibiert (d.h. sog. Glucoseunterdrückung). Es gibt deshalb die Sorge, dass, wenn eine Trockenhefe, die aus einer Hefe hergestellt wurde, die in einem Restmelassemedium kultiviert wurde, als Starter bei der Herstellung von alkoholischen Getränken, die aus Maische hergestellt werden (Bier, Whisky usw.) verwendet wird, das Maltosemetabolische System unterdrückt werden wird und deshalb ein Fermentationsversagen auftritt. Um diese üblichen Trockenhefen als Starter zu verwenden, sollten die Trockenhefen in Maische unter anaerobischen Bedingungen kultiviert werden und deshalb wird eine Ausrüstung zur Kultivierung der Starter benötigt.
Andererseits befindet sich Trehalose, bei der es sich um ein nicht reduzierendes Disaccharid, das aus zwei D-Glucosemolekülen, die aneinander über eine 1,1-Bindung gebunden sind, besteht, in einer großen Menge in Pilzen und Hefen. Es ist wohlbekannt, dass intrazelluläre Trehalose den Hefewiderstand gegenüber Trocknen und Gefrieren erhöht. Es wurde offenbart, dass, wenn eine Hefe mit einem hohen Trehalosegehalt in ihren Zellen gefriergetrocknet wird, oder eine Hefe in einer Trehaloselösung mit einer hohen Konzentration gefriergetrocknet wird, das Überlebensverhältnis der Hefen erhöht wird (FEMS Microbiology Letters, 48(1987), 249–254). Die Biosynthese von Trehalose in Hefen wird durch einen Wärmeschock induziert. Als Basis dieses Phänomens wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Trockenhefe offenbart, worin die Kulturtemperatur im letzten Schritt des Kultivierens einer Hefe, das als Ausgangsmaterial der Trockenhefe dient, erhöht wird, um dadurch die Biosynthese von Trehalose auszulösen. Somit kann der Trehalosegehalt in den Trockenhefen erhöht werden und als Ergebnis kann der Widerstand gegenüber dem Trocknen der Hefe verbessert werden (FEBS Let., 220, 113–115 (1987)). Jedoch wird die Biosynthese unter aeroben Kulturbedingungen kräftig ausgelöst. Deshalb scheint es unmöglich, die Biosynthese kräftig auszulösen und den Trehalosegehalt in Hefen zu erhöhen, um dadurch den Widerstand gegenüber Trocknen im Fall von Trockenhefen zur Verwendung beim Brauen zu verbessern, da es unter dem Gesichtspunkt der Verwendung als Starter wichtig ist, dass das anaerobische metabolische System in diesen Hefen beschleunigt wurde.
Anne T. Salek et al.: „Trehalose-stabilisation of osmophilicity and viability of baker's and distiller's yeast: applications to storage and drying" Chem. Mikrobiol. Technol. Lebensm. Band 17, Nr. 1/2, 1995, S. 14–21, (XP002950718) offenbart ebenfalls Trehalose-basierende Verfahren zum Erhalten von Saccharomyces cerevisiae während der Lagerung in einem Medium und beim Trocknen.
Probleme, die die Erfindung löst
Die vorliegende Erfindung stellt bereit: ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe, die eine hohe Fermentierbarkeit zur Erzeugung alkoholischer Getränke zeigt und es deshalb ermöglicht, alkoholische Getränke mit hervorragenden Geschmackseigenschaften ohne die Notwendigkeit einer Starterkultur zu erzeugen; ein Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken unter Verwendung dieser aktiven Trockenhefen; und alkoholische Getränke mit hervorragendem Geschmack, die durch dieses Verfahren hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Tränken einer Hefe in Trehaloselösungen und Beobachten der Änderungen der Trehaloseanteile in der Überständen erhalten werden.
2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Beobachten der Änderungen in den intrazellulären Trehaloseanteilen für ca. 20 Stunden unter den gleichen Bedingungen wie in 1 erhalten werden.
3 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Beobachten der Änderungen in den pH-Werten in den Zellen für ca. 20 Stunden unter den gleichen Bedingungen wie in 1 erhalten werden.
4 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Behandeln einer Hefe mit Trehalose für 8 Tage, Sammeln der Zellen, erneutes Behandeln der Zellen mit Trehalose und dann Beobachten der Veränderungen in den Trehaloseanteilen in den Überständen erhalten werden.
5 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Beobachten der Änderungen in den Trehaloseanteilen in den gefriergetrockneten Zellen an jedem Testtag unter den gleichen Bedingungen wie in 4 erhalten werden.
6 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die durch Beobachten der Änderungen in den pH-Werten in den Hefezellen unter den gleichen Bedingungen wie in 4 erhalten werden.
7 zeigt die Ergebnisse eines 2L-skalierten Fermentationstests unter Verwendung einer Hefe, die mit Trehalose für 4 Tage unter den gleichen Bedingungen wie in 4 behandelt wurde, worin 7A ein Diagramm ist, das die Änderungen im Scheinextrakt zeigt, während 7B ein Graph ist, der die Änderungen in einer lebensfähigen Zählung zeigt.
8 zeigt die Ergebnisse eines 2L-skalierten Fermentationstests unter Verwendung einer Hefe, die 8 Tage unter den gleichen Bedingungen wie in 4 behandelt wurde, worin 8A ein Graph ist, der die Änderungen in einem Scheinextrakt zeigt, während 8B ein Diagramm ist, das die Änderungen in einer lebensfähigen Zählung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das die Änderungen in dem Scheinextrakt in einem 70L-skalierten Fermentationstest unter Verwendung der Trockenhefe gemäß der vorliegenden Erfindung, hergestellt in Beispiel 5, zeigt.
10 stellt ein Diagramm bereit, das die Fermentierbarkeit einer Trockenweinhefe zeigt, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Ausführliche Beschreibung
Wie oben diskutiert erleiden Trockenhefen einen signifikanten Aktivitätsverlust beim Trocknen. Wenn sie als Starter zur Herstellung von alkoholischen Getränken verwendet werden, müssen diese Trockenhefen an die anaeroben Bedingungen für die alkoholische Fermentation akklimatisiert werden. Deshalb wurde niemals versucht, Hefen zu lagern, die von dem Fermentationsschritt bei der Herstellung alkoholischer Getränke als Trockenhefen zurückgewonnen wurden.
Die jetzigen Erfinder haben ihr Augenmerk auf die Tatsache gerichtet, dass die Expression eines Gens des α-Glucosidtransporters (AGT1), das Maltose in Zellen transportiert, in eine Hefe induziert wird, die in einem Medium kultiviert wurde, das Maltose oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerkomponenten enthält, und wobei von dem α-Glucosidtransporter bekannt ist, dass er nicht nur Maltose, sondern auch verschiedene α-Glucoside einschließlich Trehalose in Hefezellen transportieren kann (Mol. Microbiol., 17, 1093–1107 (1995)). Deshalb nahmen die Erfinder an, dass eine Hefe, die aus dem Fermentationsschritt von Maische enthaltend Maltose, oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerkomponenten zurückgewonnen wurde, den intrazellulären Trehalosegehalt auf Grund der Aufnahme von extrazellulärer Trehalose erhöhen könnte, und deshalb einen Widerstand gegenüber dem Trocknen erwerben könnte. Sie haben ferner erwartet, dass eine Trockenhefe mit einer hohen Fermentierbarkeit und verwendbar zur Herstellung von alkoholischen Getränken mit hervorragenden Geschmackeigenschaften ohne die Notwendigkeit der Verwendung einer Starterkultur aus einer Hefe hergestellt werden könnte, die einen derart erhöhten Trehalosegehalt besitzt. Sie haben ferner erwartet, dass Zucker oder Zuckeralkohole existieren könnten, die einen ähnlichen Effekt wie Trehalose ausüben könnten.
Angesichts dessen wurden Trockenhefen hergestellt durch Tränken einer Hefe, die aus einem Bierfermentationsschritt zurückgewonnen wurde, in wässrigen Lösungen, die jeweils Trehalose, verschiedene Zucker und Zuckeralkohole enthalten, um diese Zucker oder Zuckeralkohole in die Hefezellen aufzunehmen, und dann Dehydratisieren und Trocknen der Hefe bei einer niedrigen Temperatur, bis der Feuchtegehalt der Hefe auf 8 bis 12% reduziert war. Als Ergebnis wurde herausgefunden, dass Trockenhefen, die jeweils Trehalose, Mannitol, Maltitol und Xylose in ihre Zellen aufgenommen haben, alle vorteilhafte Fermentierbarkeiten in der Praxis zeigten, dass diese Hefen eine hohe Fermentierbarkeit oder Aktivität aufwiesen, was durch Messen der pH-Werte in diesen Zellen bestimmt wurde, dass Biere, die unter Verwendung dieser Trockenhefen als Starter hergestellt wurden, eine ähnliche Fermentierbarkeit mit Bieren zeigten, die unter Verwendung einer zurückgewonnenen, aber nicht getrockneten Hefe hergestellt wurden, und dass die Biere, die durch Verwendung der Trockenhefen als Starter hergestellt wurden, vergleichbare Geschmacksqualitäten mit denjenigen zeigten, die unter Verwendung der zurückgewonnenen Hefe als Starter hergestellt wurden. Die vorliegende Erfindung wurde auf Basis dieser Erkenntnisse vervollständigt.
Weiterhin wurde bestätigt, dass die durch Aufnahme eines Stabilisators wie Trehalose erzielte Wirkung weiter stabilisiert werden kann durch, nach Tränken der Hefe in der wässrigen Lösung eines Stabilisators, erneutes Tränken der Hefe in einer wässrigen Lösung enthaltend mindestens eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Maltitol und Xylitol, wodurch die Komponente in die Hefezellen aufgenommen wird, vor dem Trocknen. Somit kann eine Trockenhefe mit einer weiter erhöhten oder stabilisierten Fermentierbarkeit erhalten werden. Es wird angenommen, dass durch Glycerin etc. die Wasseraktivität in den Hefezellen und dadurch die Aktivitäten von Enzymen inhibiert werden würden, wodurch ein Stabilisator, wie Trehalose, verdaut werden könnte, obwohl die vorliegende Erfindung durch diese Annahme in keinster Weise eingeschränkt ist. In dem Fall, bei dem Glycerin, Maltitol und Xylitol für diesen Zweck angewendet werden, werden diese Komponenten in dieser Beschreibung nachstehend als Wasseraktivitätserniedrigungsmittel bezeichnet.
Somit umfasst die vorliegende Erfindung:
Ein Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe, gekennzeichnet durch Tränken einer Hefe, die in einem Medium enthaltend Maltose, oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerquellen anaerobisch kultiviert wurde, in einer wässrigen Lösung enthaltend mindestens einen Stabilisator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trehalose, Mannitol, Maltitol und Xylose, zur Aufnahme des Stabilisators in die Hefezellen, und dann weiteres Tränken in einer wässrigen Lösung enthaltend mindestens ein Wasseraktivitätserniedrigungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Maltitol und Xylitol, zum Aufnehmen des Wasseraktivitätserniedrigungsmittels in die Hefezellen, wodurch die Wasseraktivität in den Zellen erniedrigt wird; und dann Trocknen.
Die Erfindung umfasst ferner eine aktive Trockenhefe, erhältlich durch dieses Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator Trehalose ist und der Trehalosegehalt in der Hefezellen 10% oder mehr auf Basis des Trockengewichtsverhältnisses ist.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Verfahren zur Durchführung der Erfindung
Der Ausdruck „aktiv", wie in dem Ausdruck „aktive Trockenhefe" in dieser Beschreibung verwendet, bedeutet einen Zustand, worin die Hefe nicht nur lebende Zellen in einem hohen Anteil enthält, sondern auch eine vorteilhafte Fermentierbarkeit aufrecht erhält, die so nahe wie möglich der Fermentierbarkeit der Hefe vor dem Trocknen kommt, insbesondere in einem Fall, bei der sie zur Herstellung alkoholischer Getränke verwendet wird.
Der Ausdruck „Maische" betrifft eine verzuckerte Flüssigkeit, hergestellt aus Malz enthaltend Maltose als Hauptzuckerkomponente, zu der eine Zuckerlösung enthaltend Maltose als Hauptzuckerkomponente ggf. gegeben wird. Entsprechend schließt der in dieser Beschreibung verwendete Ausdruck „Bier" Biere ein, bei denen es sich um gebraute Produkte handelt, die durch Fermentierung von Maische erhalten wurden, und die als Bier unter dem Alkoholsteuergesetz tatsächlich kategorisiert oder nicht kategorisiert werden kann. Der Ausdruck „Fermentationsausgangsmaterialflüssigkeit" bezieht sich auf eine Fermentationsflüssigkeit vor Zugabe eines Starters. Im Fall der Bierherstellung bezieht es sich auf die Maische vor der Zugabe eines Starters.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Hefe ist eine Hefe, die anaerobisch kultiviert wurde in einem Medium enthaltend Maltose, oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerquellen. In dem Fall, bei der die zu verwendende Hefe unter anderen Bedingungen erhalten wird (z.B. aerobe Bedingungen), sollte sie einmal in einem Medium enthaltend Maltose, oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerquellen vor der Verwendung anaerobisch kultiviert werden. Dies ist eine wesentliche Bedingung zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe.
Die Hefe, die in einem Medium enthaltend Maltose, oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerquellen anaerobisch kultiviert wurde, ist nicht besonders eingeschränkt. Es ist jedoch bevorzugt, eine Hefe zu verwenden, die aus dem Alkoholfermentationsschritt bei der Herstellung alkoholischer Getränke wie Bier, Wein, Whisky oder Sake zurückgewonnen wurde; und es ist besonders bevorzugt, eine Hefe zu verwenden, die aus dem Fermentationsschritt bei der Herstellung von Bier gewonnen wurde. Obwohl solch eine Hefe üblicherweise als Starter in dem anschließenden Ansatz verwendet wird, wird sie in dem Fall verworfen, bei der kein anschließendes Schema zur Herstellung von Bier unter Verwendung des gleichen Hefestamms existiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann solch eine Hefe in eine Trockenhefe verarbeitet und gelagert werden, bis sie als Starter bei der Herstellung von Bier unter Verwendung des gleichen Hefestamms wieder verwendet wird.
Die Ausgangshefe wird in einer wässrigen Lösung enthaltend mindestens eines Stabilisator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trehalose, Mannitol, Maltitol und Xylose getränkt, um den Stabilisator in die Hefezellen aufzunehmen. Somit kann eine Abnahme der Hefeaktivität im Dehydratisierungs/Trockenschritt verhindert werden. Um die Hefe in der Stabilisatorlösung zu tränken, ist es notwendig, ca. 0,5 bis 5 Gewichtsteile (vorzugsweise ca. 1 bis 2 Gewichtsteile) pro Gewichtsteil der Aufschlämmungshefe, die zurückgenommen wurde aus einem Verfahren zur Herstellung von Bier usw. aus einer wässrigen Lösung des Stabilisators mit einer Konzentration von 5% oder mehr (vorzugsweise ca. 10 bis 20%) herzustellen. Dann wird die Hefe mit der wässrigen Stabilisatorlösung vermischt und die resultierende Mischung wird 1 bis 21 Stunden (vorzugsweise 1 bis 3 Stunden) bei einer Temperatur von ca. 5 bis 30°C (vorzugsweise ca. 10 bis 20°C) stehengelassen. Während dieser Periode sollten Versuche durchgeführt werden, um anaerobe Bedingungen soweit wie möglich aufrecht zu erhalten. Falls notwendig, kann die Mischung gerührt werden.
Somit nimmt die Hefe den Stabilisator in ihre Zellen aktiv auf und die Stabilisatorkonzentration in den Zellen wird auf ca. 8 bis 25 Gew.-% (vorzugsweise ca. 10 bis 20 Gew.-%) auf der Basis von Trockenhefezellen erhöht. Andererseits wird die Stabilisatorkonzentration in der äußeren Flüssigkeit allmählich vermindert. Im Fall, bei dem es notwendig ist, die Konzentration des Stabilisators (z.B. Trehalose), der in die Zellen aufgenommen wurde, zu messen, kann der Trehaloseanteil in der äußeren Flüssigkeit oder den Zellen in Übereinstimmung mit dem im nachstehenden Beispiel 1 beschriebenen Verfahren gemessen werden.
Die Behandlung mit dem Stabilisator in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hefe in die wässrige Lösung enthaltend den Stabilisator getaucht wird, um den Stabilisator in die Hefezellen aufzunehmen, in dem man die biologischen Funktionen der Hefe ausnutzt. Obwohl Studien von Hefestämmen enthaltend viel Trehalose oder Verfahren zum Tauschen von Hefe in eine wässrige Lösung enthaltend Trehalose, gefolgt durch Frieren durchgeführt wurden, war niemals ein Verfahren bekannt, bei dem ein äußerer Stabilisator wie Trehalose in Hefezellen zur Herstellung einer Trockenhefe aufgenommen wird.
Die Hefe mit der so erhöhten Stabilisatorkonzentration in den Zellen kann dehydratisiert und als solches getrocknet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Hefe jedoch weiter in eine wässrige Lösung getaucht, die mindestens ein Wasseraktivitätserniedrigungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Maltitol und Xylitol enthält, um das Wasseraktivitäterniedrigungsmittel in die Hefezellen aufzunehmen, wodurch die Wasseraktivität in den Zellen vor der Dehydratisierung/Trocknen erniedrigt wird. Das Wasseraktivitäterniedrigungsmittel (z.B. Glycerin) erniedrigt die Wasseraktivitäten in Zellen und verhindert dadurch, dass der Stabilisator (z.B. Trehalose), der in die Zellen aufgenommen wurde, durch Trehalose usw. verdaut wird. Außerdem verhindert das Wasseraktivitäterniedrigungsmittel eine Abnahme der Aktivität der Hefe während der Dehydratisierungs-/Trocknungsverfahren.
Das Wasseraktivitäterniedrigungsmittel wird in der Form einer wässrigen Lösung mit einer Konzentration von ca. 5 bis 30% (vorzugsweise ca. 10 bis 20%), in der die Hefe getränkt wird, verwendet. Um die Hefe zu tränken, ist es notwendig, ca. 0,2 bis 5 Gewichtsteile (vorzugsweise ca. 0,5 bis 2 Gewichtsteile) einer wässrigen Lösung des Wasseraktivitäterniedrigungsmittels wie Glycerin mit einer Konzentration von ca. 10 bis 60% (vorzugsweise ca. 20 bis 40%) pro Gewichtsteil der halbfesten oder aufgeschlämmten Hefe herzustellen, die dehydratisiert wurde durch ein geeignetes Verfahren wie Zentrifugieren, Filtration oder Filterdruck. Dann wird die Hefe mit der wässrigen Lösung des Wasseraktivitäterniedrigungsmittels vermischt und darin ausreichend suspendiert. Als nächstes wird die resultierende Suspension 0,1 bis 1 Stunde (vorzugsweise 0,2 bis 0,3 Stunden) bei einer Temperatur von ca. 5 bis 30°C (vorzugsweise ca. 10 bis 20°C) stehengelassen.
Nach Behandlung mit dem Wasseraktivitäterniedrigungsmittel wird die Hefe dehydratisiert/getrocknet, bis ihr Feuchtigkeitsgehalt auf ca. 8 bis 12% erniedrigt ist. In diesem Schritt wird die Hefe bei einer niedrigen Temperatur (z.B. 0 bis 25°C, vorzugsweise 5 bis 10°C) verglichen mit den üblichen Verfahren zur Herstellung von Trockenhefen dehydratisiert/getrocknet. Durch diese Einstellung der Temperatur kann eine Trockenhefe mit einer hohen Aktivität hergestellt werden. Die Bedingungen außer der Dehydratisierungs-/Trocknungstemperatur können gemäß üblicherweise zur Herstellung von Hefen verwendeten Bedingungen ausgewählt werden. Z.B. kann die Dehydratisierung durch Zentrifugieren, Filtration, Filterdruck usw. durchgeführt werden. Die derart dehydratisierte Hefe wird durch Extrusion granuliert und dann in einem Fließbetttrockner, einem Tunneltrockner usw. getrocknet. So kann die Trockenhefe erhalten werden.
Bei der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten aktiven Trockenhefe kann es sich um verschiedene Brauhefen handeln, z.B. Bierhefen, Weinhefen, Sakehefen und Whiskyhefen. Deshalb können verschiedene alkoholische Getränke zur Verwendung der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten aktiven Trockenhefe als Starter abhängig von dem gewünschten Zweck hergestellt werden.
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Trockenhefe kann als Starter zu einer Fermentationseinsatzmaterialflüssigkeit ohne die Notwendigkeit der Kultur des Starters gegeben werden, um dadurch alkoholische Getränke mit hervorragendem Geschmack herzustellen. Die Zugabe zum Fermentationseinsatzmaterialflüssigkeit kann durch direktes Gießen der aktiven Trockenhefen dazu geschehen. Alternativ kann die aktive Trockenhefe in Wasser oder der Fermentationseinsatzflüssigkeit, z.B. Maische (im Fall der Bierherstellung) suspendiert und dann zur Fermentationseinsatzflüssigkeit gegeben werden.
Beispiele
Durch Bezugnahme auf folgende Beispiele wird nun die vorliegende Erfindung genauer beschrieben.
Beispiel 1: Fähigkeit, Trehalose aufzunehmen, und Aktivität der zurückgewonnenen Hefe
50 g einer Aufschlämmungshefe, zurückgewonnen aus dem Bierfermentationsschritt (nachstehend als zurückgewonnene Hefe bezeichnet) wurde mit Trehalose durch Zugabe von 50 g einer 10% (w/w) oder 20% (w/w) wässrigen Trehaloselösung behandelt und gerührt. Nach Mischen mit der zurückgewonnenen Hefe enthielten die Trehalosebehandlungsflüssigkeiten 5% (w/w) bzw. 10% (w/w) Trehalose. Die Trehalosebehandlung wurde bei 10 oder 20°C durchgeführt. Den Trehalosebehandlungsflüssigkeiten wurden beim Verstreichen der Zeit Proben genommen und jede Probe wurde zentrifugiert und dadurch in Zellen und einen Überstand getrennt. Der Trehalosegehalt in dem Überstand wurde durch Flüssigchromatographie unter Verwendung einer Shimpack CLC-NH2-Säule (hergestellt von Shimadzu Corporation) gemessen. Durch Verwendung der feuchten Zellen wurde der intrazelluläre pH-Wert durch ³¹p-NMR gemäß öffentlich bekannten Verfahren gemessen (European Brewery Convention 26. Kongress, EBC; 423–430 (1997)). Nach Gefriertrocknen wurden 100 mg Zellen in einem Eppendorf-Röhrchen abgewogen, gründlich in 1 ml sterilisiertem Wasser suspendiert und 30 Minuten bei 100°C behandelt, um dadurch Zucker in den Zellen zu extrahieren. Dann wurden die Zellen durch Zentrifugieren bei 12.000 U/min für eine Minute abgetrennt und der Trehalosegehalt im Überstand durch oben beschriebenes Flüssigchromatographieverfahren gemessen. Dadurch wurde der Trehalosegehalt auf Basis des Trockenzellgewichts gemessen.
1 zeigt Änderungen in den Trehaloseanteilen in den Überständen, während 2 Änderungen in den Trehaloseanteilen der Zellen zeigt. Bei jeder Trehalosekonzentration (d.h. 5 oder 10%) und bei jeder Behandlungstemperatur (d.h. 10 oder 20°C) wurde die Trehalose in dem Überstand allmählich erniedrigt. Im Fall, dass die Behandlung bei einer Trehalosekonzentration von 5% und einer Temperatur von 20°C für ca. 20 Stunden durchgeführt wurde, wurde der Trehalosegehalt in dem Überstand 0. Andererseits erreichte der intrazelluläre Trehaloseanteil 12% oder mehr auf Basis des Trockenzellgewichts 3 Stunden nach Beginn der Behandlung bei jeder der Bedingungen. Anschließend wurde keine große Änderung im Trehaloseanteil beobachtet, außer im Fall, bei dem die Behandlung bei einer Trehalosekonzentration von 10% und einer Temperatur von 20°C durchgeführt wurde, und dabei wurde eine Erhöhung des Trehaloseanteils beobachtet. Unter diesen Bedingungen wurde keine große Änderung beobachtet, und die Aufnahme von Trehalose und die Abnahme der Trehalose auf Grund des Verdauens in Glucose und auf Grund des glycolytischen Metabolismus schienen wohl ausgewogen. Tatsächlich wurde durch ³¹P-NMR bestätigt, dass Zwischenproduktmetaboliten im Glycolysepfad in den Hefezellen, die mit Trehalose behandelt wurden, erhöht war. Auf Basis dieser Tatsachen wurde herausgefunden, dass der Trehalosegehalt in den trockenen Hefezellen 12% oder mehr nach Durchführen der Trehaloseaufnahmebehandlung für drei Stunden erreicht.
3 zeigt Änderungen in den intrazellulären pH-Werten während der Trehalosebehandlung. Es wurde herausgefunden, dass die mit Wasser behandelten Hefen einen geringeren intrazellulären pH-Wert zeigten, als die mit Trehalose bei der gleichen Temperatur behandelte Hefe. Da JP (Kokai) Hei-8-266297 offenbart, dass der intrazelluläre pH-Wert der Hefe mit ihrer Aktivität in Zusammenhang steht (d.h. eine niedrigere Aktivität bei geringerem intrazellulärem pH-Wert), weisen die oben beschriebenen Resultate darauf hin, dass eine Abnahme der Hefeaktivität durch die Trehalosebehandlung wirksamer verhindert werden kann, als durch die Wasserbehandlung.
Beispiel 2: Verbesserung des Widerstands gegen Trocknen durch Aufnahme von Trehalose
50 g einer 20% wässrigen Lösung von Trehalose wurde zu 50 g zurückgewonnener Hefe gegeben und die resultierende Mischung wurde drei Stunden bei 20°C gerührt, um dadurch die Trehalose in die Hefezellen aufzunehmen. Dann wurde die Hefe mit auf diese Weise aufgenommener Trehalose unter Ansaugen auf einem Filterpapier Nr. 2 unter Verwendung eines Nutsche-Filters filtriert. Die erhaltene Hefe wurde dann durch ein 14-Maschensieb gegeben und in einem Thermostat bei 30°C ca. 20 Stunden getrocknet zum Erhalt einer Trockenhefe. 0,1 g dieser Trockenhefe wurden suspendiert und rekonstituiert in 1 ml destilliertem Wasser bei Raumtemperatur. Dann wurde die Mortalität der Hefe durch das Methylenblau-Anfärbeverfahren gemessen. Da tote Zellen Methylenblau nicht reduzieren konnten, wurden die mit Methylenblau angefärbten Zellen als tote Zellen eingeschätzt. Dadurch konnte das Methylenblau-Anfärbeverhältnis als Mortalität bezeichnet werden. Wie 1 zeigt, starben im Fall, bei dem eine Trockenhefe durch oben beschriebenes Verfahren unter Verwendung der zurückführenden Hefe ohne Behandlung mit Trehalose hergestellt wurde, ca. 90% der Zellen auf Grund des Trocknungsverfahrens. Daher wurde Trehalose wie in Beispiel 1 aufgenommen und dann wurde die Hefe getrocknet.
Tabelle 1 zeigt die Mortalitäten vor dem Trocknen und nach dem Rekonstituieren der Trockenhefen mit Wasser wie oben beschrieben. Im Fall, bei dem 5% der Trehalose bei einer Temperatur von 10°C aufgenommen wurde, wurde das Verhältnis der toten Zellen auf ca. 60% durch Behandlung mit Trehalose für 1 bis 3 Stunden erniedrigt. In dem Fall, bei dem die Behandlung für 21 Stunden durchgeführt wurde und dann die Zellen getrocknet und mit Wasser rekonstituiert wurden, starben ca. 90% der Zellen. Bei der Behandlungstemperatur von 20°C konnte eine Abnahme der Mortalität ausschließlich in dem Fall bestätigt werden, bei der die Trehalosebehandlung eine Stunde durchgeführt wurde und dann die Hefe getrocknet und mit Wasser rekonstituiert wurde. Bei einer Konzentration der aufzunehmenden Trehalose von 10% wurde der Anteil der toten Zellen auf 60 bis 70% nach Behandlung für 1 bis 3 Stunden sogar in dem Fall erniedrigt, bei der die Behandlungstemperatur 10 oder 20°C betrug. Auf Basis dieser Resultate wurde herausgefunden, dass der Widerstand gegenüber Trocknen den zurückgewonnenen Hefen verliehen werden konnte durch Behandlung mit 5% oder 10% Trehalose für 3 Stunden, gefolgt von Trocknen und Rekonstitution mit Wasser. Tabelle 1: Methylenblau-Anfärbeverhältnie von Hefe unter verschiedenen Behandlungsbedingungen
Jeder Wert in obiger Tabelle gibt das Anfärbeverhältnis in Methylenblau wieder.
Beispiel 3: Verbesserung der Lagerungsbedingungen durch Aufnahme von Trehalose
250 g der zurückgewonnenen Hefe wurde im gleichen Gewicht gereinigtes Wasser oder einer 20% wässrigen Lösung Trehalose suspendiert und ca. 2 Wochen bei 5°C gehalten. Der Trehalosegehalt im Überstand und den Zellen und die intrazellulären pH-Werte wurden im Verlauf der Zeit wie in Beispiel 1 aufgezeichnet. Wenn der Trehaloseanteil im Überstand durch das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren gemessen wurde, erniedrigte sich der Trehaloseanteil von 10% beim Beginn der Behandlung auf 4% am Tag 7 auf Grund der Aufnahme in die Hefe, wie 4 zeigt. Da der Trehaloseanteil im Überstand auf 2% an Tag 8 nach Beginn der Behandlung erniedrigt wurde, wurde die Hefe unter Trehalosebehandlung durch Zentrifugieren abgetrennt und durch Zugabe von 20% wässriger Trehaloselösung wieder suspendiert. Dann wurde die Trehalosebehandlung fortgesetzt. 4 und 8 Tage nach Beginn der jeweiligen Behandlungen wurde eine Probe eines Teils der Hefe unter Trehalosebehandlung oder Wasserbehandlung gesammelt. Dann wurde jede Probe zu 2 l einer Maische mit einem Brix von 14% gegeben zum Erhalt einer lebensfähigen Zählung von 28 × 10⁶ Zellen/ml. Dann wurde ein Fermentationstest bei 15°C durchgeführt.
Wie 5 zeigt, erreicht der Trehaloseanteil in den Zellen 20% auf Basis der Trockenzellen am Tag 3 nach Beginn der Behandlung und hielt den Spiegel von 20% oder mehr bis Tag 16 aufrecht. Wie 6 zeigt, wurde der intrazelluläre pH-wert der Hefe mit Wasserbehandlung von 6,84 bei Beginn der Behandlung bis 6,35 am Tag 16 erniedrigt. Im Gegensatz dazu wurde keine Änderung im Fall der Trehalosebehandlung beobachtet. Hinsichtlich der Ergebnisse des 2L-skalierten Fermentationstests war die zurückgewonnene Hefe unter Trehalosebehandlung besser als die zurückgewonnene Hefe unter Wasserbehandlung bezüglich der Fermentationsleistung unter Gesichtspunkten der Fermentabilität (7A und 8A) und Hefeproliferation (7B und 8B), wie in 7 und 8 gezeigt. Wie oben diskutiert wurde herausgefunden, dass die Fermentabilität und Aktivität der zurückgewonnenen Hefe durch die Trehalosebehandlung verglichen mit der Wasserbehandlung erhöht werden kann. Es wurde nämlich bestätigt, dass die Lagerungseigenschaften der Hefe durch die Trehalosebehandlung verbessert werden könne.
Beispiel 4: Untersuchung der Trockentemperatur
Wie die Ergebnisse von Beispiel 2 zeigen, konnte die alleinige Trehalosebehandlung die Mortalität nach der Trocknungs/Wiederhydratisierung mit Wasser alleine nicht ausreichend erniedrigen. Deshalb wurde versucht, die Trockentemperatur zu erniedrigen. Die Hefe wurde einer Trehalosebehandlung wie in Beispiel 2 unterworfen und bei 30°C oder 5°C getrocknet und es wurde dann die Mortalität nach Rehydratisierung mit Wasser durch das Methylenblau-Anfärbeverfahren gemessen. Wie Tabelle 2 zeigt, wurde herausgefunden, dass das Überlebensverhältnis durch die Trehalosebehandlung und durch Erniedrigen der Trocknungstemperatur erhöht werden konnte. Tabelle 2: Untersuchung der Trocknungstemperatur
Beispiel 5: Auswirkung der Glycerinbehandlung
Wie Beispiel 4 zeigt, waren die Trehalosebehandlung und das Trocknen bei 5°C noch stets ungenügend zum Erhalt eines zufriedenstellenden Überlebensverhältnisses nach dem Trocken/Rehydratisieren mit Wasser. Deshalb wurde die Hefe mit Glycerin behandelt, um die Wasseraktivität in den Hefezellen zu erniedrigen. Nachdem somit die Aktivitäten verschiedener Enzyme wie des Trehalosehydrolisierungsenzyms und Enzymen im Glycolysepfad inhibiert wurden, wurden Dehydratisierung und Trocknen durchgeführt. 50 g der aus dem Bierfermentationsschritt zurückgewonnenen Aufschlämmungshefe wurden mit Trehalose wie in Beispiel 2 behandelt und dann zentrifugiert. Als nächstes wurden die Hefezellen in 50 g einer 300 g pro Liter wässrigen Glycerinlösung suspendiert und 15 Minuten bei Raumtemperatur gehalten. Anschließend wurde die Hefe unter Ansaugen auf einem Filterpapier Nr. 2 wie in Beispiel 2 filtriert. Die erhaltene Hefe wurde durch ein 14-Maschensieb gegeben und in einem Thermostat ca. 20 Stunden bei 5°C getrocknet. Die so erhaltene Trockenhefe wurde mit Wasser wie in Beispiel 2 rekonstituiert und mit Methylenblau angefärbt, um die Mortalität der Hefe zu messen.
Tabelle 3: Einfluss der Glycerinbehandlung auf Methylenblau-Anfärbeverhältnis
Jeder Wert in der Tabelle bedeutet das Methylenblau-Anfärbeverhältnis.
Wie Tabelle 3 zeigt, konnte die Hefe sofort nach der Behandlung mit Glycerin Methylenblau nicht reduzieren, da die Aktivität der Methylenblau-Reduktase durch Glycerin inhibiert wurde, und daher beinahe alle Zellen angefärbt wurden. Wenn jedoch die Hefe dehydratisiert und getrocknet wurde und dann die so erhaltene getrocknete Hefe mit Wasser rehydratisiert und mit Methylenblau angefärbt wurde, wurde das Methylenblau-Anfärbeverhältnis (d.h. die Mortalität) der Hefe deutlich erniedrigt, da die enzymatische Aktivität durch die Rehydratisierung mit Wasser wieder hergestellt wurde. Es wurde somit bestätigt, dass die auf die Trehalosebehandlung folgende Glycerinbehandlung außergewöhnlich wirksam ist, um das Überlebensverhältnis der Hefe nach Trocknen/Rekonstitution mit Wasser zu erhöhen.
Beispiel 6: Ergebnisse des 70L-skalierten Brautests
70L einer Maische mit einem Brix von 14% wurden hergestellt. Dann wurde die zurückgewonnene Hefe, die wie in Beispiel 5 hergestellte aktive Trockenhefe und eine vermarktete Trockenhefe zum Bierbrauen (Saflager S-189, hergestellt durch Lasaffre) dazugegeben, zum Erhalt einer lebensfähigen Zählung von jeweils 28 × 10⁶ Zellen/ml. Während dem Fermentieren bei 15°C wurde die Fermentierbarkeit im Laufe der Zeit aufgezeichnet. Nach Vervollständigung der Fermentation wurden der Anteil an Estern und Schwefeldioxid gemessen und jedes Bierprodukt wurde organoleptisch bestimmt.
Wie 9 zeigt, wurde kein großer Unterschied im bestimmten Fermentationsgrad auf Basis der Abnahme des Extrakts (d.h. des scheinbaren Extrakts) beobachtet unter diesen drei Startern. Tabelle 4 zeigt den Anteil an Estern und Schwefeldioxid am Vervollständigungspunkt der Fermentation. Tabelle 4: Antaile an Estern wird Schwefeldioxid am Vervollständigungspunkt der Fermentation
Jeder Wert in der Tabelle ist in mg/l ausgedrückt.
Im Fall der Verwendung der vermarkteten Trockenhefe als Starter wurden die Ester und Schwefeldioxid in geringen Mengen verglichen mit dem Fall der Verwendung der zurückgewonnenen Hefe als Starter gebildet. Im Falle der Fermentation und der Verwendung der aktiven Trockenhefe, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren als Starter, waren die Mengen an so gebildeten Estern und Schwefeldioxid mit dem Fall der Verwendung zurückgewonnener Hefe vergleichbar. Wie Tabelle 5 zeigt, besaß das unter Verwendung der vermarkteten Trockenhefe gebraute alkoholische Getränk einen schlechteren Geschmack als das durch Verwendung der zurückgewonnenen Hefe erhaltene alkoholische Getränk, während das unter Verwendung der aktiven Trockenhefe als Starter hergestellte alkoholische Getränk einen vergleichbaren Geschmack mit dem unter Verwendung der zurückgewonnenen Hefe erhaltenen alkoholische Getränk zeigte.
Tabelle 5: Ergebnisse der organoleptischen Auswertung
Beispiel 7: Bestimmung der Glycerinbehandlungskonzentration
Obwohl in Beispiel 5 eine 300 g/l wässrige Glycerinkonzentration verwendet wurde, wurde versucht, ob oder ob nicht ähnliche Resultate erhalten könnten unter Verwendung wässriger Glycerinlösungen mit geringer Konzentration.
Zu 50 g der aus dem Bierfermentationsschritt zurückgewonnenen Aufschlämmungshefe wurden 50 g einer wässrigen Trehaloselösung mit einer Konzentration von ca. 20% zugegeben. Nach 3 Stunden Rühren bei 20°C wurde die Hefe durch Zentrifugieren abgetrennt und in 50 g Portionen wässriger Glycerinlösungen von 500 g/l, 200 g/l, 150 g/l und 100 g/l Konzentration suspendiert. Nach 15 Minuten bei Raumtemperatur wurde jede Mischung unter Ansaugen mit einem Filterpapier Nr. 2 wie in Beispiel 2 filtriert. Die so erhaltene Hefe wurde durch ein 14-Maschensieb gegeben und in einem Thermostat ca. 20 Stunden bei 5°C getrocknet. Die so erhaltene Trockenhefe wurde mit Wasser sofort nach Vervollständigung der Herstellung und nach 8 Tagen Lagerung bei 25°C rekonstituiert. Dann wurden die Methylenblau-Anfärbeverhältnisse wie in Beispiel 2 gemessen. Tabelle 6: Auswirkung der Änderungen der Glycerinbehandlungskonzentration auf das Methylenblau-Anfärbeverhältnis (ausgedrückt in %)
Obwohl ähnliche Resultate durch Verwendung der wässrigen Glycerinlösungen von 200 g/l und 300 g/l erhalten werden konnten, waren die Methylenblau-Anfärbeverhältnisse in den Fällen der wässrigen Glycerinlösungen bei 150 g/l und 100 g/l nicht so hoch wie bei 300 g/l. Wenn die Hefe mit Wasser sofort nach dem Trocknen rekonstituiert und dann mit Methylenblau angefärbt wurde, beobachtete man keine großen Unterschiede in den Methylenblau-Anfärbeverhältnissen unter den wässrigen Glycerinlösungen bei verschiedenen Konzentrationen. Wenn die Hefe getrocknet, 8 Tage bei 25°C gelagert und dann mit Wasser rekonstituiert wurde, waren die Methylenblau-Anfärbeverhältnisse der Glycerinkonzentration von 150 g/l und 100 g/l höher als bei 300 g/l, was darauf hinweist, dass die ersteren Hefeproben schlechtere Qualitäten besaßen als die letzteren.
Beispiel 8: Untersuchung von Ersatz für Trehalose
Wie Beispiel 5 zeigt, wurde bestätigt, dass die Glycerinbehandlung nach der Trehalosebehandlung bemerkenswert effektiv ist, um das Überlebensverhältnis der Hefe nach Trocknen/Rekonstitution mit Wasser zu erhöhen. Dann wurde eine Untersuchung durchgeführt, ob oder ob nicht ähnliche Wirkungen erzielt werden können durch Verwendung von anderen Zuckern oder Zuckeralkoholen als Trehalose.
Zu 50 g der aus dem Bierfermentationsschritt zurückgewonnenen Aufschlämmungshefe wurden 50 g Portionen wässriger Lösungen (Konzentration: ca. 20%) verschiedener Zucker bzw. Zuckeralkohole gegeben. Nach 3 Stunden Rühren bei 20°C wurde die Hefe zentrifugiert, in 50 g einer 300 g/l wässrigen Glycerinlösung suspendiert und 15 Minuten bei Raumtemperatur gehalten. Anschließend wurde die Hefe unter Ansaugen auf einem Filterpapier Nr. 2 wie in Beispiel 2 filtriert. Die erhaltene Hefe wurde durch ein 14 Maschensieb gegeben und in einem Thermostat ca. 20 Stunden bei 5°C getrocknet. Die so erhaltene Hefe wurde mit Wasser wie in Beispiel 2 rekonstituiert und mit Methylenblau angefärbt, um die Mortalität der Hefe zu messen. Tabelle 7: Wirkung verschiedener Zucker und Zuckeralkohole, die als Ersatz für Trehalose angewendet werden bei der Herstellung von Trockenhefe auf Methylenblau-Anfärbeverhältnisse nach Rekonstitution mit Wasser
Wie die obigen Tabellen zeigen, wurde bestätigt, dass Xylose, Mannitol, Maltitol usw. wirksam sind, um das Überlebensverhältnis der Trockenhefe nach Rekonstitution mit Wasser ähnlich wie Trehalose zu erhöhen.
Beispiel 9: Untersuchung von Ersatz für Glycerin
Wie Beispiel 5 zeigt, wurde bestätigt, dass die Glycerinbehandlung nach der Trehalosebehandlung auffallend wirksam ist, um das Überlebensverhältnis der Hefe nach Trocknen/Rekonstitution mit Wasser zu erhöhen. Dann wurde untersucht, ob oder ob nicht ähnliche Wirkungen erhalten werden könnten durch Verwendung von anderen Zuckeralkoholen als Glycerin.
Zu 50 g der vom Bierfermentationsschritt zurückgewonnenen Aufschlämmungshefe wurden 50 g einer wässrigen Trehaloselösung (Konzentration: ca. 20%) gegeben. Nach 3 Stunden Rühren bei 20°C wurde die Hefe zentrifugiert, in 50 g Portionen 300 m/l wässriger Lösungen verschiedener Zuckeralkohole suspendiert und 15 Minuten bei Raumtemperatur gehalten. Anschließend wurde die Hefe unter Ansaugen auf einem Filterpapier Nr. 2 wie in Beispiel 2 filtriert. Die erhaltene Hefe wurde durch ein 14-Maschensieb gegeben und in einem Thermostat für 20 Stunden bei 5°C getrocknet. Die so erhaltene Trockenhefe wurde mit Wasser wie in Beispiel 2 rekonstituiert und mit Methylenblau angefärbt, um die Mortalität der Hefe zu messen.
Tabelle 8: Wirkung verschiedener Zuckeralkohole, die als Ersatz für Glycerin bei der Herstellung von Trockenhefe angewendet wurden auf Methvlenblau-Anfärbeverhältnisse nach Rekonstitution mit Wasser.
Wie Tabelle 8 zeigt, wurde bestätigt, dass Maltitol, Xylitol usw. wirksam sind, um das Überlebensverhältnis der Hefe nach Rekonstruktion mit Wasser ähnlich wie Glycerin zu erhöhen.
Beispiel 10: Ergebnisse der Untersuchung der Trockenbedingungen
In Beispiel 4 ist gezeigt, dass als Ergebnis der Untersuchung der Trockentemperatur auf die Hefe nach der Trehalosebehandlung das Überlebensverhältnis der Hefe durch Erniedrigung der Trockentemperatur auf 5°C erhöht werden konnte. In diesem Beispiel wurde die Temperatur zum Trocknen der Hefe nach der Trehalosebehandlung und der Glycerinbehandlung detaillierter diskutiert. Da angenommen wurde, dass das Überlebensverhältnis der Hefe durch schnelleres Trocken selbst bei 30°C erhöht werden könnte, wurde auch das Trocknen in einem Fließbetttrockner untersucht.
Zu 50 g der aus dem Bierfermentationsschritt zurückgewonnenen Aufschlämmungshefe wurden 50 g einer wässrigen Trehaloselösung (Konzentration: ca. 20%) gegeben. Nach 3 Stunden Rühren bei 20°C wurde die Hefe zentrifugiert, in 50 g einer ca. 300 g/l wässrigen Glycerinlösung suspendiert und 15 Minuten bei Raumtemperatur gehalten. Anschließend wurde die Hefe unter Ansaugen auf einem Filterpapier Nr. 2 wie in Beispiel 2 filtriert. Die erhaltene Hefe wurde durch ein 14-Maschensieb gegeben und in einem Thermostat bei 5 bis 30°C ca. 20 Stunden getrocknet. Alternativ wurde die Hefe unter Verwendung eines Fließbetttrockners eine Stunde bei 30°C getrocknet. Jede der so erhaltenen Trockenhefen wurde mit Wasser wie in Beispiel 2 rehydratisiert und mit Methylenblau angefärbt, um die Mortalität der Hefe zu messen.
Tabelle 9: Auswirkungen der Trockenbedingungen auf Methylenblau-Anfärbverhältnisse von Trockenhefe nach Rekonatitution mit Wasser
Wie obige Tabelle zeigt, waren die Methylenblau-Anfärbeverhältnisse nach Rekonstitution mit Wasser beinahe dieselben, unabhängig von der Temperatur im Falle der Verwendung des Thermostats, so lange die Temperatur 20°C oder weniger betrug. Im Fall von 30°C starben ca. 70% der Hefezellen. Im Falle des schnelleren Trocknens unter Verwendung des Fließbetttrockners war das Überlebensverhältnis der Hefe im Gegensatz dazu auch bei 30°C erhöht.
Beispiel 11: Herstellung von Trockenweinhefe und Ergebnisse des Brautests
Durch Verwenden einer Weinfermentationshefe wurde bestätigt, dass das Herstellungsverfahren einer Trockenhefe gemäß der vorliegenden Erfindung auf Verfahren zur Herstellung von anderen alkoholischen Getränken als Bier anwendbar ist.
Traubensaft wurde verdünnt zum Erhalt einer Dichtezahl (gemessen bei 15°C) von 1,0857. Dann wurde eine Weinfermentationshefe, die getrennt davon kultiviert wurde, zugegeben. Traubensaft enthält Glucose und Fructose als Hauptzuckerkomponenten in beinahe denselben Mengen (Hakko Handbook, S. 549, Kyritsu Shuppan (2001)). Nach 3 Tagen Fermentieren bei 20°C wurde die Hefe aus der fermentierten Flüssigkeit durch Zentrifugation abgetrennt. Zu 50 g der so zurückgewonnenen Aufschlämmungshefe wurden 50 g einer ca. 20% wässrigen Trehaloselösung gegeben. Nach 3 Stunden Fermentieren bei 20°C wurde die Hefe zentrifugiert, in 50 g einer wässrigen Glycerinlösung suspendiert (Konzentration: ca. 150 g/l) und dann 15 Minuten bei Raumtemperatur gehalten. Anschließend wurde die Hefe unter Ansaugen auf einem Filterpapier Nr. 2 wie in Beispiel 2 filtriert. Die erhaltene Hefe wurde durch ein 14-Maschensieb gegeben und in einem Thermostat ca. 20 Stunden bei 5°C getrocknet. Die so erhaltene Trockenhefe wurde mit Wasser wie in Beispiel 2 rehydratisiert und mit Methylenblau angefärbt, um die Mortalität der Hefe zu messen. Als Ergebnis betrug das Überlebensverhältnis der Hefe 70,15%. Die rekonstituierte Trockenhefe wurde zu 1,5 leines verdünnten Traubensafts (Dichtezahl: 1,0857) gegeben und die Fermentation wurde bei 20°C durchgeführt. Dadurch schritt die Fermentation auf vorteilhafte Weise fort (s. 10).
Wirkungen der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, wodurch eine Hefe zur Herstellung von alkoholischen Getränken über eine lange Zeit gelagert werden kann, wobei ein hohes lebensfähiges Zellverhältnis und eine hohe Fermentabilität aufrechterhalten wird. Obwohl es ein Praxis war, von einem Fermentationsschritt zurückgewonnene Hefen zur Herstellung von alkoholischen Getränken als Starter in dem anschließenden Produktionsschritt anzuwenden, denaturierten lebendige Hefen schnell und dadurch wurde die Fermentabilität beschädigt. Deshalb können diese zurückgewonnenen Hefen lediglich längstens eine Woche verwendbar bleiben. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Lagerungsbedingungen dieser Hefen, die Denaturierung erleiden können, beträchtlich verbessert werden und dadurch kann die Produktivität in Anlagen zur Herstellung von alkoholischen Getränken in der Praxis erhöht werden. Das bedeutet, dass die vorliegende Erfindung es ermöglicht, die Ausrichtung und Schritte für die sog. Starterentwicklung, die im üblichen Gebiet benötigt wird, weggelassen werden kann, worin eine Starthefe zuerst durch aerobische Kultur gewachsen und dann unter anaerobischen Bedingungen akklimatisiert wird, um dadurch eine Hefe zur Herstellung von alkoholischen Getränken herzustellen, und dadurch können Arbeit, Zeit und Kosten zur Herstellung von alkoholischen Getränken beträchtlich eingespart werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe, umfassend: Tränken einer Hefe, die in einem Medium enthaltend Maltose, oder Glucose und Fructose als Hauptzuckerquellen anaerobisch kultiviert wurde, in einer wäßrigen Lösung enthaltend mindestens einen Stabilisator ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trehalose, Mannitol, Maltitol und Xylose, zur Aufnahme des Stabilisators in die Hefezellen; Tränken der Hefe in einer wäßrigen Lösung enthaltend mindestens ein Wasseraktivitäts-Erniedrigungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Maltitol und Xylitol zum Aufnehmen des Wasseraktivitäts-Erniedrigungsmittels in die Hefezellen, wodurch die Wasseraktivität in den Zellen erniedrigt wird; und Trocknen der Hefe.
Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator Trehalose ist und der Gehalt der Trehalose in den Hefezellen 10% oder mehr, bezogen auf das Trockengewichtsverhältnis, ist.
Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Medium enthaltend Maltose als Hauptzuckerquelle Maische ist.
Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Verwendung einer Hefe, die aus dem Fermentationsschritt bei der Herstellung von Bier zurückgewonnen wurde.
Verfahren zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Verwendung einer Hefe, die aus dem Fermentationsschritt bei der Herstellung von Bier zurückgewonnen wurde, und worin das Medium enthaltend Maltose als Hauptzuckerquelle Maische ist.
Verfahren zur Herstellung eines alkoholischen Getränks, umfassend Herstellen einer aktiven Trockenhefe gemäß dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und Zugabe der aktiven Trockenhefe zu einer Fermentationsausgangsflüssigkeit.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 6, worin das alkoholische Getränk ein gebrautes alkoholisches Getränk ist.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 7, worin das gebraute alkoholische Getränk Bier ist.
Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 7, worin das alkoholische Getränk Wein ist.
Aktive Trockenhefe, erhältlich durch ein Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 2.