DE68909397T2

DE68909397T2 - Verfahren zur Steigerung des Wachstums von Hefe.

Info

Publication number: DE68909397T2
Application number: DE1989609397
Authority: DE
Inventors: Etzer Chicoye; Edward J Kot; Chris E Lindberg
Original assignee: Miller Brewing Co
Current assignee: Miller Brewing Co
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: DE68909397D1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Brauen von Bier, insbesondere auf ein von Zusätzen freies Verfahren zur Steigerung des Wachstums der Bierhefe während der Gärung, bei dem der Würze ein Hefenährböden, einschließlich Spurenelemente enthaltenes Produkt zugesetzt wird, das aus einem Brauprodukt erhalten wird, das üblicherweise verworfen wird.
Die Wirkung der Anwesenheit von Spurenelementen in der Würze wurde schon vor vielen Jahren erkannt. Es ist bekannt, daß verschiedene Metalle die physikalische Stabilität des Bieres beeinflussen können. Beispielsweise kann ein überschuß an Kupfer, Zinn oder Eisen in der Würze Trübungen, übermäßiges Schäumen, Geschmacksfehler sowie eine Verfärbung des Endproduktes hervorrufen.
Die gegenwärtigen Marktbedingungen fordern eine hohe Haltbarkeit des Bieres. Aus diesem Grunde haben sich die Brauer damit beschäftigt, die Faktoren zu steuern, die die physikalische Stabilität des abgefüllten Produktes ändern können. Ein Versuch, die physikalische Stabilität sicherzustellen, der von vielen Brauern unternommen wurde, bestand darin, den Gehalt der Würze an anorganischen Ionen zu reduzieren.
Die Marktbedingungen haben ferner dazu geführt, die traditionellen Braupraktiken nach und nach aufzugeben und leistungsstärkere Ausrüstungen und Verfahren einzusetzen. Das wirksamere Entfernen des Trubs und die Verwendung von Hopfenextrakten anstelle von frischem Hopfen hat auch zu einer Verringerung des Gehaltes an anorganischen Ionen in der Würze geführt. Das Ergebnis ist, daß die Würzen jetzt häufig eine Konzentration an Zink- und anderen Metallionen enthalten, die erheblich unterhalb der erforderlichen minimalen Gehalte liegt.
Kürzlich durchgeführte Studien haben bewiesen, daß Zink ein wichtiges Element ist, das das Hefewachstum steigert, eine starke Gärung begünstigt und Geschmacksfehler verringert. Die Notwendigkeit, daß Hefe ausreichende Mengen an Zink und anderen Spurenelementen benötigt, ist in Hinblick auf die große Anzahl von Enzymen nicht überraschend, die in sich kreuzende Stoffwechselwege verwickelt sind, die zweiwertige Kationen als Co-Faktoren benötigen. Beispielsweise benötigt das Hefeenzym Alkoholdehydrogenase, das Acetaldehyd in Ethanol umwandelt, vier Zinkatome, zwei zum Zusammenhalten der Moleküle und die anderen beiden, um dem Enzym Aktivität zu verleihen. Ein Mangel an Zink kann dazu führen, daß das Enzym seine Aktivität verliert und erhebliche Rückwirkungen auf die primären und sekundären Stoffwechselwege haben.
Viele Jahre lang wurden Hefezusätze im Brauverfahren als primäre Zinkquelle für die Hefe benutzt. Neuerdings jedoch sind diese Zinkquellen wegen der ansteigenden Beliebtheit zusatzfreier Brauverfahren bei der Herstellung vieler Würzen nicht mehr verwendet worden.
Es besteht ein Bedarf für ein von Zusätzen freies Verfahren, bei dem der Würze Zink und die anderen gewünschten Spurenelementen zugesetzt werden, die nötig sind, um das Hefewachstum zu steigern, eine starke Gärung sicherzustellen und Geschmacksfehler so weit wie möglich zu verringern.
Gegenstand der Erfindung ist ein von Zusätzen freies Verfahren zum Ergänzen der Würze mit für die Steigerung des Hefewachstums gewünschten Spurenelemente.
Die Erfindung schließt einen neuen Stoff ein, der Zink und andere gewünschte Elemente enthält und aus einem Produkt des Brauprozesses erhalten wird, das normalerweise von dem Brauer verworfen wird.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend erwähnten neuen Stoffes in einer stabilen und für den Gebrauch fertigen Form.
Die vorstehend beschriebenen und andere Ziele und Vorteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, das darin besteht, der Würze vor der Gärung des Bieres veraschten Trub zuzusetzen.
Der Zusatz von veraschtem Trub zu der Würze ist ein wirksames Mittel, um diese Spurenelemente, einschließlich Zink, zuzuführen, die für ein gutes Wachstum der Hefe wesentlich sind, ohne die physikalischen oder sensorischen Eigenschaften des Biers zu ändern. Zusätzlich werden durch den Zusatz von veraschtem Trub das Wachstum der Hefe gesteigert, Verbesserungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der Brauerei ermöglicht, die Klarheit der Würze verbessert und die Menge der Brauereiabwässer verringert.
Der Gesamttrub ist ein komplexer Stoff, der erhebliche Mengen an Lipiden, freien Fettsäuren und Spurenelementen, einschließlich Zink, Kupfer und Eisen enthält. Veraschter Trub wird dadurch hergestellt, daß der Gesamttrub erhitzt wird, um die brennbaren organischen Bestandteile zu zerstören und einen Stoff zu erhalten, der alle nicht brennbaren Bestandteile und anorganischen Stoffe, einschließlich Zink und andere Metallionen enthält, die in dem Gesamttrub vorhanden waren. Der Gesamttrub, der benutzt wird, um veraschten Trub herzustellen, kann aus dem gleichen oder einem Sud stammen, der von dem verschieden ist, dem der veraschte Trub zugesetzt werden soll.
Der Gesamttrub bildet sich, wenn die Würze gekocht wird, um die Proteine zu denaturieren und anschließend zu koagulieren. Beim Kochen reagieren einige Proteine zusammen mit ähnlichen stickstoffhaltigen Verbindungen mit Kohlenwasserstoffen und/oder Polyphenol-Verbindungen und bilden einen Niederschlag, der üblicherweise als "Trub" oder "Bruch" bezeichnet wird.
Übliche Praxis der Bierbrauer ist es gewesen, aus der Würze vor der Gärung so viel Trub wie möglich zu entfernen. Der Gesamttrub wird aus verschiedenen Gründen von der Würze entfernt, z. B. um eine reinere Hefe für die Rückgewinnung zu erhalten, die Filtrierbarkeit des Bieres zu verbessern und den Aufwand bei der Kühlung der Würze zu verringern. Es ist darüber hinaus einleuchtend, daß der Gesamttrub in der Würze dazu führen kann, daß die physikalische Stabilität verloren geht, das Bier zu herb und bitter ist und eine verringerte Haltbarkeit der Schaumkrone aufweist. Untersuchungen haben ferner zu der Vermutung Anlaß gegeben, daß die Oxidationsprodukte der Linolsäure, die in dem Gesamttrub gefunden wurden, mögliche Vorläufer von Trans-2-Nonenol sind, einer wichtigen Komponente des "Karton" oder "Papier"-Geschmackes von abgestandenem Bier ist.
Der Gesamttrub und seine Beziehung zu der Aktivität der Hefe während der Gärung ist untersucht worden; es wurde gefunden, daß erhöhte Mengen an Gesamttrub in der Würze die Geschwindigkeit der Gärung erhöhen und zu verminderten Gehalten an Estern und schwefeligen Aromastoffen und höheren Konzentrationen an Fuselölen in dem Endprodukt führen. Die Steigerung der Gärgeschwindigkeit ist in erster Linie auf die Linolsäure und andere ungesättigte Fettsäuren zurückzuführen, die in dem Gesamttrub gefunden wurden und vielleicht auch auf das Zink, das in dem Gesamttrub in gebundener Form vorliegt. Es wurde darüber hinaus vermutet, daß Fettsäuren in dem Gesamttrub verantwortlich sein können für die Reduktion bei der Estersynthese durch die Hefe während der Gärung. Ahnliche Ergebnisse wurden beobachtet und es ist behauptet worden, daß ungesättigte Fettsäuren eine Triglyzerid-Synthese in der Hefe hervorrufen, die ihrerseits den Pool für Acetyl-CoA erschöpft und sie damit für eine Estersynthese unbrauchbar macht. Es gab jedoch keine Erklärung dafür, aus welchem Grund erhöhte Mengen an Feststoffen des Gesamttrubs die Bildung von Fuselölen durch die Hefe vergrößern. Es sieht so aus, als wenn die ungesättigten Fettsäuren und Zink in dem Gesamttrub in erster Linie hierfür verantwortlich sind, und zwar einfach durch ihre Fähigkeit, die Geschwindigkeit der Gärung und das Hefewachstum zu steigern. Es liegen genügend Beweise dafür vor, daß zwischen gesteigertem Hefewachstum und einer erhöhten Bildung von Fuselöl Wechselbeziehungen bestehen. Daraus wurde der Schluß gezogen, daß der Gesamttrub das Hefewachstum und die Gärungsgeschwindigkeit beeinflußt und den Sauerstoffbedarf der Hefe ändern kann.
Die Nachteile und Risiken der Benutzung des Gesamttrubs in einem derartigen Verfahren ist jedoch mannigfach und bedarf einer ernsthaften Betrachtung. Am wichtigsten ist, daß Fettsäuren und Lipide, die im Gesamttrub vorliegen, den Geschmack, das Aroma und die physikalische Stabilität des Bieres beeinträchtigen können. Darüber hinaus besteht eine Schwierigkeit darin, übereinstimmmende Zusatzmengen an Gesamttrub zur Hefe zu erhalten, weil viele variable Größen die Qualität, die Menge und den Charakter des sich aus der heißen Würze bildenden Trubs beeinflussen. Wenn der Gesamttrub der Würze nicht in einer übereinstimmenden Form zugesetzt werden kann, muß mit größeren Unterschieden der sensorischen und physikalischen Eigenschaften der endgegorenen Würzen und des daraus hergestellte Biers gerechnet werden.
Die Bedeutung des Zusatzes des Gesamttrubs zur Würze, um Metallionen zuzuführen, ist fraglich, weil kein klarer Beweis dafür vorliegt, daß das Zink und andere Metallionen, die in gem Gesamttrub vorliegen, für die Hefe zugänglich oder verfügbar sind. Tatsächlich sind wegen der starken Bindungskapazität von unlöslichen organischen Stoffen, wie sie in dem Gesamttrub vorliegen, für Ionen derartige Ionen für das Hefewachstum wahrscheinlich nicht verfügbar. Dies trifft insbesondere für Zink, Kupfer und Magnesium wegen ihrer hohen Gleichgewichtskonstanten mit Liganden zu.
Andere Nachteile der Erhöhung der Menge an Gesamttrub in der Würze bestehen in einer schlechteren Filtrierbarkeit der Würze und Schwierigkeiten bei der Rückgewinnung reiner Hefe aus den Gärgefäßen sowie in Verstopfungen der Plattenaustauscher zur Kühlung der Würze. Es wurde vorgeschlagen, der Würze Zinksalze zuzugeben, jedoch steht die Verwendung derartiger Zusätze in Widerspruch zu dem Wunsch nach einem von Zusätzen freien Brauverfahren.
Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung besteht darin, der Würze veraschten Trub zuzusetzen und weist gegenüber der Verwendung des Gesamttrubs die folgenden Vorteile auf:
1. Der veraschte Trub ist einfacher zu handhaben als der Gesamttrub. Die Zugabemenge zu der Würze kann in einfacher Weise gesteuert werden, um das Verfahren quantitativ durchzuführen.
2. Die Zusammensetzung des veraschten Trubs kann standardisiert werden. Dadurch ist es möglich, Änderungen der Geschmacks- und Geruchseigenschaften des Endproduktes so gering wie möglich zu halten.
3. Die Verwendung von veraschtem Trub ermöglicht eine vollständigere Trennung des Gesamttrubs von der Würze, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Brauerei durch erhöhte Würzerückgewinnungen gesteigert wird. Die vollständige Entfernung des Gesamttrubs von der Würze erhöht deren Klarheit und die Produktstabilität und steigert wahrscheinlich die Haltbarkeit der Schaumkrone.
4. Eine vollständigere Entfernung des Gesamttrubs von der Würze reduziert größtenteils die Möglichkeit, daß die im Gesamttrub enthaltenen restlichen organischen Stoffe in der Würze als für Ionenarten nicht erreichbarer Sumpf wirken. Wenn daher der Gesamttrub vollständig entfernt wird, sind nur geringe Mengen an veraschtem Trub erforderlich, um die Konzentration an Zink und anderen Elementen auf ihre geeigneten Konzentrationen anzuheben.
5. Die Verwendung von veraschtem Trub eliminiert die negativen Geruchs- und Geschmacksstoffe, die durch die organischen Bestandteile des Gesamttrubs hervorgerufen werden, da bei der Veraschung alle organischen Verbindungen entfernt werden.
6. Veraschter Trub ist mikrobiologisch stabil.
7. Die vollständigere Entfernung des Gesamttrubs und die Verwendung von veraschtem Trub führt dazu, daß die zurückgewonnene Hefe reiner ist, weil sie weniger Gesamttrub enthält.
8. Die Verwendung von veraschtem Trub führt zu einer Verringerung der Wartungskosten für die Apparatur, die anfällig gegenüber Beschädigungen durch den Gesamttrub ist, insbesondere für die Plattenwärmetauscher für die Kühlung der Würze.
9. Durch die Verwendung von veraschtem Trub werden die Brauereiabwässer verringert.
Im Zusammenhang mit den nachstehend beschriebenen Versuchsergebnissen erfolgt eine mehr ins Einzelne gehende Beschreibung der Erfindung.
Die Wirkung des Zinkzusatzes auf die Geschwindigkeit der Gärung von gängigen Bierwürzen, die organischen flüchtigen Bestandteile in endgegorenen Würzen und auf die Geschmacktseigenschaften des abgefüllten Produktes wurden untersucht. Bei diesen Untersuchungen wurde den Gäransätzen Zink in Form eines Hefeextraktes in Form von Zinksulfat und in Form von veraschtem Trub zugesetzt.

Versuchsstoffe und Verfahren

Herstellung des Trubs.

Der Trub von handelsüblichen Biersud wurde vom Boden der Absetzbehälter für die heiße Würze gesammelt, nachdem 80% der Würze in die Gärungskeller überführt worden war. Der Trub wurde durch Zentrifugieren bei 4.000 x g während einer Zeit von 10 Minuten zum Zwecke der Mengenbestimmung zu einer feuchten Paste verarbeitet.
Abgemessene Mengen der Trubpaste wurden in Waring-Mischer eingegeben, mit kleinen Mengen Würze gemischt und 10 Minuten lang bei hoher Geschwindigkeit homogenisiert. Gärungsansätzen im Laboratoriumsmaßstab (1 Liter) und im halbtechnischen Maßstab (32 Liter) wurden mit dem homogenisierten Trub bei Zusatzmengen von 32 g feuchter Paste pro Liter bzw. 10 g feuchter Paste pro Liter erstellt.

Herstellung von veraschtem Trub.

Der in pastöser Form vorliegende Gesamttrub wurde bei 95 ºC vier Stunden lang in einem Ofen bei Luftumwälzung getrocknet. Der getrocknete Trub wurde in Porzellantiegeln mit einem Bunsenbrenner erhitzt, bis kein Rauch mehr aus dem Material austrat. Anschließend wurden die Porzellantiegel, die den veraschten Trub enthielten in einen Muffelofen gebracht und 4 bis 8 Stunden lang bei einer Temperatur von 500 ºC erhitzt, um alle brennbaren Bestandteile zu entfernen. Das sich ergebende Produkt war veraschter Trub.

Herstellung von Gärungszusätzen.

Hefeextrakt und Zinksulfat wurden zunächst vor ihrem Zusatz zu den Gärungsbottichen in Würze aufgeschlemmt. Veraschter Trub wurde zunächst in einer minimalen Würzemenge gelöst, deren pH-Wert bei 5,0 durch tropfenweise Zugabe von konzentrierter Phosphorsäure gehalten wurde. Alle Zusätze wurden der Würze vor dem Anstellen zugegeben und die benutzten Mengen so berechnet, daß die Zinkkonzentration in der Würze um 0,2 mg/Liter erhöht wurde.

Gärungsansätze.

Gärungsansätze von 1 Liter im Laboratoriumsmaßstab wurden durch Belüften von Würze, die von der kalten Seite des Kühlers für die heiße Würze gesammelt wurde, gewonnen und mit 0berhefe bei einem Gehalt von 10x10&sup6; Zellen/ml angestellt. Die Gärungsansätze wurden bei 15 ºC 9 Tage lang gebrütet. Von jedem Gärungsansatz wurden zu Analysenzwecken regelmäßig Proben entnommen.
Gärungsansätze (32 Liter) im halbtechnischen Maßstab wurden vorbereitet, hergestellt und für die Geschmacksanalyse abgefüllt.

Bestimmung des spezifischen Gewichtes.

Proben von gärender Würze für die Bestimmung des spezifischen Gewichtes wurden durch Filtration mit einem Membranfilter mit einer Maschengröße von 0,45 um geklärt und 3 Minuten lang durch eine Schallbehandlung entgast. Die spezifischen Gewichte wurden mittels eines Densitometers gemessen.

Headspace-Analyse der flüchtigen Bestandteile.

Proben der gärenden Würze wurden durch Filtration mittels eines Membranfilters mit einer Maschenweite von 0,45 um zur Zeit der Probenahme geklärt und für die spätere Analyse eingefroren. Konzentrationen verschiedener flüchtiger organischer Verbindungen wurden durch Headspace-Gaschromatographie gemessen.

Sensorische Analyse.

Biere von im halbtechnischen Maßstab durchgeführten Gärungen wurden organoleptisch mittels eines Geschmackstestpanels unter Verwendung der Duo-Triomethode analysiert.

Zink und Kupferbestimmungen.

Zink und Kupfer in Würzen, gärende Würzen und Bieren wurden direkt unter Anwendung der Atomabsorbtionsspektroskopie gemessen. Der Zinkgehalt des veraschten Trubs wurde durch Auflösen einer gemessenen Menge des veraschten Trubs in konzentrierter HCl, Verdünnen der Lösung mit destilliertem Wasser und direktes Messen des Zinks durch Atomabsorbtionsspektroskopie bestimmt.

Ergebnisse

Gärungsgeschwindigkeiten.

Die spezifischen Gewichte von gärenden Würzen mit Zusätzen von Hefeextrakt, Zinksulfat, homogenisiertem Trub und veraschtem Trub wurden verringert oder mit einer Vergleichsprobe verglichen. Der Gäransatz im Labormaßstab, der homogenisierten Trub enthielt, wurde schnell durch die Hefe vergoren. Nach einer Gärungszeit von 88 Stunden hatte das spezifische Gewicht der gärenden Würze einen minimalen Wert erreicht. Im Gegensatz dazu erreichte die Vergleichsgärung ein minimales spezifisches Gewicht erst nach 128 Stunden. Die restlichen vier Ansätze waren miteinander vergleichbar, nachdem sie nach einer Gärungszeit von 104 Stunden ein minimales spezifisches Gewicht erreicht hatten. Während diese Gärungsansätze nicht so schnell vergoren wurden wie die Gesamttrub enthaltenden Ansätze, waren sie auffallend schneller als die Vergleichsgärung, die weitere 24 Stunden benötigte, um ein minimales spezifisches Gewicht zu erreichen. Es ist darauf hinzuweisen, daß basierend auf dem Zinkgehalt die Zugabe des homogenisierten Trubs dreimal so schnell erfolgte wie die der anderen Zusätze.

Wirkung von Zink enthaltenden Zusätzen auf vicinale Diketone.

Gärungsansätze, denen Zink in Form von Hefeextrakt, Zinksulfat, homogenisiertem Trub oder veraschtem Trub zugesetzt wurden, haben bedeutend geringere Konzentrationen an vicinalen-Diketonen (VDK) als die Vergleichsansätze nach einer Gärungszeit von 73 Stunden und 178 Stunden. Die am meisten auffallenden Unterschiede wurden beobachtet zwischen der Vergleichsgärung und den Gärungen, die Hefeextrakt, homogenisierten Trub und veraschten Trub enthielten. Nach 178 Stunden Gärungszeit hatte die Vergleichsgärung 0,077 mg VDK/l und die Gärungsansätze, die Hefeextrakt, homogenisierten Trub und veraschten Trub (als Zusatz zur Würze) enthielten 0,038 mg VDK/l 0,036 mg VDK/l bzw. 0,036 mg VDK/l. Die beiden Gäransätze, die Zinksulfat und veraschten Trub enthielten, die der Anstellhefe zugesetzt wurden, hatten VDK-Konzentrationen von 0,045 mg/l bzw. 0,041 mg/l.

Wirkung der Zusatzmengen an veraschtem Trub auf die Gärung.

Gärungsansätze, die unterschiedliche Konzentrationen an veraschtem Trub (der der Würze vor dem Anstellen zugesetzt wurde) enthielten, wurden hinsichtlich der Triebkraft der Würze beobachtet. Generell vergrößerte eine Erhöhung der Menge an veraschtem Trub in der Würze den Grad der Triebkraft. Die größten Unterschiede wurden zwischen den Vergleichsgärungen ohne Trub und den Gärungen beobachtet, denen veraschter Trub zugesetzt worden war. Während eine Erhöhung des Gehaltes an veraschtem Trub in der Würze den Grad der Triebkraft erhöhte, waren die Unterschiede zwischen den fünf Gärungsansätzen, die unterschiedliche Mengen an veraschtem Trub enthielten, verhältnismäßig gering.

Wirkung der Menge des Zusatzes von veraschtem Trub zur Würze auf vikinale-Diketone.

Würzen, die 0,68 kg (1,5 lbs) veraschten Trub pro 117 hl (100 bbl) und 1,36 kg (3,0 lbs) veraschten Trub pro 117 hl (100 bbl) enthielten, hatten leicht höhere Konzentrationen an VDK nach einer Gärdauer von 94 Stunden. Bei Zusatz von veraschtem Trub in über 1,36 kg (3,0 lbs) pro 117 hl (100 bbl) liegenden Mengen nahmen die Konzentrationen an VDK in der Würze nach einer Gärdauer von 94 Stunden erheblich ab. Nach einer Gärdauer von 196 Stunden ergaben sich erhebliche Differenzen der VDK-Konzentrationen zwischen der Vergleichsgärung und den Gäransätzen, die veraschten Trub enthielten. Es wurde gefunden, daß die Vergleichsgärungen 0,064 mg VDK/l enthielten. Im Vergleich dazu lagen bei Gäransätzen, die 0,68 kg (1,5 lb), 1,36 kg (3,0 lb), 2,04 kg (4,5 lb) 2,72 kg (6,0 lb) und 3,4 kg (7,5 lbs) veraschten Trub pro 117 hl (100 bbl) Würze enthielten VDK-Konzentrationen von 0,054, 0,056, 0,053, 0,048 und 0,046 mg/l.

Sensorische Analyse von im halbtechnischen Maßstab hergestelltem Bräu.

Fertige Biere von Gärungsansätzen im halbtechnischen Maßstab, die Gesamttrub oder veraschten Trub enthielten, der der Würze vor dem Anstellen zugesetzt wurde, wurden mit Bier von einer Gärung im halbtechnischen Maßstab verglichen, die frei von jeglichen Zusätzen war. Die Unterschiede im Aroma und im Geschmack wurden von Verkostern (Geschmackstestpinelisten) geprüft, die die Duo-Triomethode für die Analyse benutzen. Bei beiden Tests waren die Verkoster in der Lage, das Vergleichsbier von den Bieren zu unterscheiden, die der Würze zugesetzten Gesamttrub oder veraschten Trub enthielten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Zusätzlich zeigten drei Verkoster in jeder Gruppe an, daß das Vergleichsbier sulfidischer/sulfitischer war als die Biere, deren Würzen Gesamttrub oder veraschten Trub enthielten.

Headspace-Analysen von im halbtechnischen Maßstab durchgeführten Gärungen.

Endgegorene Würzen von den Gärungen im halbtechnischen Maßstab, die keine Zusätze (Vergleichsproben), Gesamttrub und veraschten Trub enthielten, wurden mit einer Headspace-Gaschromatogaphie analysiert, um flüchtige organische Bestandteile festzustellen. Die Ergebnisse dieser Analysen sind in Tabelle 2 dargestellt. Allgemein ist festzustellen, daß der Zusatz von Gesamttrub oder veraschtem Trub zur Würze vor dem Anstellen die Konzentrationen einiger höherer Alkohole, die in der endgegorenen Würze anwesend sind, erhöhte. Zusätzlich erniedrigte die Verwendung beider Zusätze die Konzentrationen verschiedener Ester, die normalerweise in endgegorener Würze vorliegen. Die auffälligsten Unterschiede zwischen den Gärungen im halbtechnisch Maßstab waren die verringerten Konzentrationen an Ethylacetat und Isoamylacetat und erhöhte Konzentrationen an Amylalkohol in den Gärungsansätzen, die die Zusätze enthielten.
Die Ergebnisse dieser Studien bestätigen, daß der Gesamttrub und die anderen Zusätze, die Zink enthalten, dynamische Rollen bei dem Hefestoffwechsel während der Gärung spielen. Bei im Laboratoriumsmaßstab und im halbtechnischen Maßstab durchgeführten Gärungen steigerte der Zusatz von entweder Gesamttrub oder den anderen Zink enthaltenden Zusätzen die Gärungsgeschwindigkeit beträchtlich und führte zu einem Produkt, das ebenso gut oder besser war als das Produkt, das keine Zusätze enthielt.
Die Mechanismen, durch die der Gesamttrub und die anderen Zink enthaltenden Zusätze ihre Einflüsse ausüben, sind wahrscheinlich nicht identisch. Gesamttrub enthält relativ hohe Konzentrationen an Fettsäuren, insbesondere Linolsäure, die alle das Hefewachstum und die Lipidsynthese innerhalb der Zellmembran der Hefe anregen. Es wurde gefunden, daß Gesamttrub in der Würze die Aktivität der Hefe in ähnlicher Weise anregt wie die Belüftung. Jedoch erhöhte der Zusatz von Gesamttrub zur Würze anders als bei einer stärkeren Belüftung den Gehalt an Fuselalkohol und verringerte die Gehalte an Estern in den fertigen Bieren. Es ist daher möglich, daß der höhere Gärungsgrade, der bei den Gäransätzen beobachtet wurde, die einen Zusatz von Gesamttrub enthielten, in erster Linie auf die Anreicherung der Würze mit Fettsäuren zurückzuführen ist. Der Einfluß von Zink auf die Gärung, das in den Gesamttrub überführt wurde, kann etwas geringer gewesen sein, da der größte Teil des Zinks an Trubproteine gebunden ist.
Der Zusatz der anderen Zink enthaltenden Zusätze (insbesondere Hefeextrakt, Zinksulfat und veraschter Trub) hat einen unmittelbaren Einfluß auf den Gärungsgrad der Würze (Tabelle 1). Die Ergebnisse zeigen, daß die Gäransätze, die derartige Zusätze enthielten, den Vergleichsgäransätzen etwa einen Tag voraus waren. Diese Erhöhung war begleitet von Wechseln in den Konzentrationen von VDK in den Würzen nach einer Gärdauer von 73 und 187 Stunden. Gäransätze, die die Zusätze enthielten, hatten geringere Konzentrationen an VDK zur Zeit der Probenahmen. Diese Wechsel in den VDK-Konzentrationen sind wahrscheinlich auf Erhöhungen der Gärgeschwindigkeiten und nicht auf die Abnahme der Gesamtmengen an produziertem VDK zurückzuführen. Infolge der erhöhten Gärgeschwindigkeit stand für die Hefe in den letzten Stadien der Gärung mehr Zeit zur Verfügung, um die in der Würze vorhandenen VDK zu reassimilieren.
Die Mechanismen, aufgrund deren Zink enthaltende Zusätze die Vitalität der Hefe und die Geschwindigkeit der Gärung erhöhen, sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Die allgemeine Meinung ist jedoch, daß Zink eine wichtige Komponente vieler Enzymsysteme, die innerhalb der Hefezelle wirksam sind, ist. Es wurde berichtet, daß Hefen, die in zinkarmer Würze gewachsen sind, geringere Glykogengehalte haben und nicht in der Lage sind, so viel freies Alpha-aminonitrogen zu assimilieren, wie Hefe, die in mit Zink angereicherter Würze gewachsen ist.
Es scheint auch, daß die flüchtigen Bestandteile von endgegorenen Würzen sich mit den Zinkgehalten verändern und es wurde festgestellt, daß der Zusatz von Zink zur Würze die Bildung und anschließende Konzentration von Amylalkohol und Isoamylalkohol in der endgegorenen Würze erhöht. Diese Resultate wurden durch Analysen von endgegorenen Würzen durch Headspace-Gaschromotographie bestätigt, die von den halbtechnischen Gäransätzen der Würze genommen wurden, die mit veraschtem Trub (Tabelle 2) versetzt waren. Weitere Fuselöle wurden in ähnlicher Weise nicht angegriffen. Sensorische Analysen von den Bieren, die mit den halbtechnischen Gäransätzen hergestellt wurden, bestätigten diese Unterschiede (Tabelle 1). Verkoster waren in der Lage, das Vergleichsbier von den Bieren zu unterscheiden, die aus Würzen hergestellt wurden, die einen Zusatz von Gesamttrub oder veraschtem Trub enthielten. Zusätzlich wiesen die Verkoster darauf hin, daß die Vergleichsbiere sulfidisch/sulfitisch waren. Der erhöhte sulfidisch/sulfitische Charakter der Vergleichsbiere kann sich aus einem tatsächlichen Unterschied in den Konzentrationen der Komponenten ergeben, auf die dieser Geschmacksfehler zurückzuführen ist, oder er könnte durch höhere Gehalte an Amylalkoholen in den beiden Spezialbieren überdeckt worden sein. In milden Bieren kann die zuletzt genannte Begründung bedeutsam sein.
Tabelle 3 zeigt die Zinkgehalte verschiedener Brauereinebenprodukte. Es wurde gefunden, daß von den vier Nebenprodukten, die auf Zink untersucht wurden, Trub das meiste Zink in einer Menge von etwa 1.800 Gew.-ppm enthielt. Beim Zusatz des Gesamttrubs zur Würze ergeben sich jedoch die oben beschriebenen Nachteile. Würze die einen hohen Gehalt an Gesamttrub enthält, kann Würzenkühler verstopfen und Schwierigkeiten beim Filtern und Wiedergewinnen von "reiner" Hefe bereiten. Zusätzlich können bei Bieren, die aus Würzen hergestellt werden, die hohe Gehalte an Gesamttrub enthalten, Trübungsprobleme und Geruchsfehler auftreten, die durch erhöhte Mengen an Fuselalkoholen und geringere Konzentrationen an Estern verursacht werden.
Tabelle 4 zeigt die Zusammensetzung eines typischen veraschten Trubs mit ausreichenden Gehalten an metallischen Ionen. Tabelle 1 Halbtechnische Gärungen Sensorische Analysen von fertigen Bieren Paare Kennzeichnender Unterschied bei: 1). Bemerkungen der Verkoster Vergleichsprobe vs. Probe veraschter Trub ungenau gesamt angezeigt war sulfidisch 1). Duo-Trio Analyse siehe Peryman, D.R. and Swartz, V.W. (1950), Measurement of Sensory Differences, Food, Technol. 4, 390-395 Tabelle 2 Halbtechnische Gärungen Flüchtige Bestandteile von endgegorenen Würzen Bestandteil Probe 1). veraschter 2). Trub Gesamttrub 3). Propanol Ethylacetat Isobutanol Ethylpropanoat Amylalkohol Isoamylalkohol Isobutylalkohol Isoamylacetat Diacetyl 2,3-Pentanedion 3). Keine Zusätze 2). veraschter Trub, der der Würze in einer Menge von 1,31 kg (2,9 lbs) pro 117 Hektoliter (100 bbl) zugesetzt wurde. 3). Gesamttrub, der der Würze in einer Menge von 13,15 kg (29 lbs) pro 117 Hektoliter (100 bbl) zugesetzt wurde. Tabelle 3 Zinkgehalt der Brauereiprodukte Nebenprodukt Gesamttrub verbrauchte Hefe verbrauchtes Korn verbrauchte Hopfenblätter Tabelle 4 Zusammensetzung des veraschten Trubs (ppm) Gesamt Lösbar 1). 1). Lösbare Form hergestellt durch Auflösen von 5 g veraschtem Trub in 100 ml destilliertem Wasser und Einstellen des pH-Wertes auf 4,5 mit Phosphorsäure. 2). nicht durchgeführt
Die Gärungen, die mit dem veraschten Trub versetzt waren, verliefen ebenso schnell, wie die mit einem Zusatz von Yeastex-61 oder Zinksulfat (Tabelle 1) und enthielten gleichzeitig am Ende der Gärung weniger VDK (Tabelle 2). Während die Wirkungen durch Erhöhen der Menge des Zusatzes an veraschtem Trub zur Würze gesteigert wurden, waren die beobachteten Unterschiede nicht proportional (Tabellen 3 und 4). Die Verdoppelung der Menge von veraschten Trub, der der Würze zugesetzt wurde, erhöhte weder die Gärungsgeschwindigkeit zweifach, noch verringerte sie die VDK-Konzentrationen am Ende der Gärung um den Faktor 2. Die größten Unterschiede in den Gärungsgeschwindigkeiten und den Konzentrationen an VDK am Ende der Gärung lag zwischen der zusatzfreien Gärung und der Gärung, die 0,68 kg (1,5 lbs) veraschten Trub pro 117 hl (100 bbl) enthielt. Daraus ergibt sich, daß nur eine geringe Menge an veraschtem Trub erforderlich ist, um die Gärung beträchtlich zu beschleunigen. Vorzugsweise ist die Menge an veraschtem Trub die Menge, die erforderlich ist, um den Zinkgehalt der Würze bei etwa 0,10 bis etwa 0,5 ppm, vorzugsweise bei etwa 0,2 ppm zu halten.
Die vorliegende Erfindung, die darin besteht, der Gärung Hefenährböden erneut zuzuführen, die aus einem Brauereiprodukt stammen, das normalerweise verworfen wird, stellt einen wertvollen Beitrag beim Brauen von Bier ohne Verwendung von Zusatzstoffen dar.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Malzgetränkes durch Gären von Bierwürze mit Hefe, dadurch gekennzeichnet, daß der Würze eine wirksame Menge von veraschtem Trub zugesetzt wird, um das Hefewachstum zu steigern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veraschte Trub aus dem Gesamttrub des gleichen Suds hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veraschte Trub von einem anderen Sud stammt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein veraschter Trub benutzt wird, der dadurch hergestellt ist, das der Gesamttrub aus einer Würze entfernt und der Trub erhitzt wird bis er keine organischen brennbaren Bestandteile mehr enthält.