DE877135C - Verfahren zur Herstellung von Zuckercouleur - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Zuckercouleur

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DE877135C
DE877135C DEU1445A DEU0001445A DE877135C DE 877135 C DE877135 C DE 877135C DE U1445 A DEU1445 A DE U1445A DE U0001445 A DEU0001445 A DE U0001445A DE 877135 C DE877135 C DE 877135C
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DEU1445A
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Joseph B Longenecker
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Union Starch and Refining Co
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Union Starch and Refining Co
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23GCOCOA; COCOA PRODUCTS, e.g. CHOCOLATE; SUBSTITUTES FOR COCOA OR COCOA PRODUCTS; CONFECTIONERY; CHEWING GUM; ICE-CREAM; PREPARATION THEREOF
    • A23G3/00Sweetmeats; Confectionery; Marzipan; Coated or filled products
    • A23G3/32Processes for preparing caramel or sugar colours

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Zuckercouleur Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Herstellung von Karamelfarbe (Zuckercouleur) und ein nach dem Verfahren gewonnenes verbessertes Produkt.
  • Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren können geeignete Kohlehydrate, wie Saccharose, Invertzucker, reduzierende Zuckerarten, Stärkehydrolyseprodukte von Mais, Tapioka, Reis, Sago, Weizen usw. und insbesondere Maiszucker verwendet werden. Auch können Stärkehydrolyseprodukte mit einem niedrigeren Gehalt an reduzierenden Zuckern als die handelsüblichen Maiszucker verwendet werden. Beispielsweise kann eine auskristallisierte Mutterlauge, wie Melasse, karamelisiert und auf Zuckercouleur verarbeitet werden.
  • Das bevorzugte Ausgangsmaterial ist reine Glukose, welche durch Säurehydrolyse von Stärke guter Qualität und geeigneten Raffinationsmethoden erhalten wurde. Die erfindungsgemäße Karamelfarbe kann für mannigfache Zwecke verwendet werden und ist in der Qualität den bisher bekannten Produkten überlegen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein technisches Herstellungsverfahren für Zuckercouleur, ausgehend von .Produkten der Stärkehydrolyse oder anderen geeigneten Kohlehydraten, welches ein Produkt von hoher Säurebeständigkeit, d. h. Stabilität in saurer Lösung, liefert.
  • Die bisher bekannten Karamelfarben haben den Nachteil, in saurer Lösung eine ungenügende Stabilität aufzuweisen. Wird ein Getränk oder Konzentrat mit einer solchen Zuckercouleur gefärbt, so wird durch die Acidität der Flüssigkeit die feinverteilte Karamelfarbe als kolloidales System verhältnismäßig rasch koaguliert. Die Neigung der Farbe zum Ausflocken wird auch durch andere Bestandteile des Getränkes, z. B. Tannin, gefördert. Dadurch werden Aussehen und gewisse Qualitäten des Getränkes nachteilig verändert.
  • Zweck vorliegender Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile durch die Bereitstellung einer Karamelfarbe, welche gegen Säuren und andere die Koagulation der Farbe verursachende Bestandteile des gefärbten Getränks beständig ist, sich beim Lagern nicht verdickt und durch Altern kaum verändert wird.
  • Die Überlegenheit der erfindungsgemäß hergestellten Karamelfarbe im Vergleich mit den handelsüblichen Produkten ergibt sich aus folgendem: Die Säurebeständigkeit, d. h. die Stabilität in saurer Lösung, wird durch Laboratoriumsteste bestimmt, wobei die Zuckercouleur schwierigeren Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Acidität unterworfen wird, als bei dem normalen praktischen Gebrauch.
  • Ein üblicher Säuretest wird wie folgt durchgeführt: 2,50 cm3 einer o,2°/oigen wäßrigen Lösung der Karamelfarbe werden mit Salzsäure in solcher Menge versetzt, daß die Lösung hinsichtlich ihres Säuregehaltes 0,33 n ist. Die Lösung wird in einen Kolben gefüllt, welcher mit einem umgestülpten Becherglas bedeckt wird, und 5 Min. gekocht. Sodann wird beobachtet, ob eine Trübung eintritt oder ob sich ein Niederschlag bildet.
  • Die Resultate werden folgendermaßen klassifiziert: Glanzhell nach dem Kochen und 24 Std. später A Geringe Trübung nach dem Kochen ....... B Geringer Niederschlag 24 Std. nach dem Kochen C Eine erschwerende Variante dieses Tests sieht vor, einen Teil der Lösung 30 Min. lang zu kochen.
  • Die Beständigkeit der Karamelfarbe gegen ein in Getränken häufig vorkommendes anderes Koagulationsmittel, das Tannin, kann durch den sogenannten Tannintest ermittelt werden. Häufig wird ein neutraler und ein saurer Tannintest gemacht. Diese sind beschrieben in Anal. Ed. of Ind. & Eng. Chem. 10. 349 (1936).
  • Die erfindungsgemäß hergestellte Karamelfarbe liefert glanzhelle Lösungen. Alle Resultate sind A, sofern das richtige Ausgangsmaterial verwendet und das Produkt richtig raffiniert- wurde. Die bisher bekannten Karämelfarben liefern nur etwa zwei A:Resultate bei den erwähnten vier Tests. Die erfindungsgemäße Karamelfarbe wird auch durch Phosphorsäure nicht ausgefällt, ferner ist sie in hohem Maße gegen Alterung beständig.
  • Die erfindungsgemäße Karamelfarbe erhöht beim Lagern ihre Viskosität nur sehr langsam. Eine Anzahl von Mustern mit einer Konzentration von 28° B6 zeigten noch nach 2jähriger Lagerung bei einer Durchschnittstemperatur von 32° Leichtflüssigkeit. Neben außergewöhnlicher Stabilität in saurer Lösung; Hitzebeständigkeit, Beständigkeit gegen Tan ninkoagulation und Alterung, zeigt die erfindungsgemäße Karamelfarbe noch andere erwünschte Eigenschaften. Sie ist in hohen Alkoholkonzentrationen sehr stabil, bei niedrigen Temperaturen leichtflüssig, frei von Kohlenstoffteilchen und von Charge zu Charge sehr gleichmäßig in der Färbekraft. Das erfindungsgemäße Produkt ist praktisch frei von dem unangenehmen Geruch und dem bitteren Geschmack, die für manche Karamelfarben charakteristisch sind. Ferner ist die erfindungsgemäße Karamelfarbe mit anderen Farben von guter Qualität verträglich und gegen Gärung beständig.
  • Unter der Voraussetzung anderer zufriedenstellender Eigenschaften ist die Färbekraft der Karamelfarbe von größter Bedeutung. Die Färbekraft wird gewöhnlich als Lovibond-Wert einer o,i°/oigen Lösung der Karamelfarbe in einer 2,5-cm-Zelle bestimmt. Gemäß vorliegender Erfindung kann eine Karamelfarbe hergestellt werden, die ohne Verlust an Stabilität oder anderen erwünschten Eigenschaften eine erhöhte Färbekraft besitzt.
  • Die erwähnten Resultate werden dadurch erreicht, daß das zu karamelisierende Kohlehydrat einer Vorbehandlung unterworfen wird, bevor die Hauptkarämelisation des Materials erfolgt: Diese Vorbehandlung besteht in einem kontrollierten Erhitzen in Gegenwart verschiedener Reagentien.
  • In der Zeichnung ist Fig. i ein Diagramm, welches zeigt, wie die Temperatur und die Acidität des behandelten Sirups sich mit dei Zeit bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verändern. Fig.2 zeigt die Folge von Arbeitsstufen im erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Wie Fig.2 zeigt, wird ein Maissirup mit einem Gehalt von 6o bis ioo °/o an reduzierenden Zuckern zunächst angesäuert auf den px-Wert o,2 bis 4,0 und dann während einer Periode von 1/4 bis 2 Std. auf 93 bis 12i° erhitzt. Diese Vorbehandlung vermindert den D.E. (Dextrose Equivalent =Gehalt an reduzierenden Zuckern) um 2o bis 65 °/o auf einen Wert zwischen 3o und 6o0/" nach der Methode von Munson & Walker bestimmt. Die Vorbehandlung bei einem niedrigen pu verursacht eine chemische Reaktion, die sich bemerkbar macht durch eine starke Verminderung des Gehalts an reduzierenden Zuckern (D.E.), als Dextrose berechnet. Anscheinend handelt es sich hierbei um eine Art Kondensation oder Polymerisation, wodurch die einfachen Zucker in größere Einheiten übergeführt werden, z. B. in Polysaccharide. Das Ausmaß der Inversion nach Vervollständigung der Hydrolyse in verhältnismäßig dünner Stärkesuspension beträgt nur etwa 8 °/o der vorhandenen Trockensubstanz. Wird die Reaktion in konzentrierten Lösungen von Dextrose oder von Stärkehydrolyseprodukten durchgeführt, so ist die Verminderung des Gehalts an reduzierenden Zuckern und die Bildung von nicht reduzierenden Verbindungen noch stärker und kann durchgeführt werden, bis bei der Prüfung mit Fehlingscher Lösung oder ihren Modifikationen die Reduktionskraft verschwunden ist. Die Reaktion kann leicht in der Weise kontrolliert werden, daß das gewünschte Ausmaß der Kondensation, Inversion oder Degradation der reduzierenden Zucker erreicht wird.
  • Die Säurebehandlung in konzentrierter Lösung verwandelt die Kohlehydrate in Stoffe, welche die nachfolgende Karamelisierung erleichtern und verbessern. Sodann wird ein Neutralisiermittel, vorzugsweise wasserfreies Ammoniak, dem vorbehandelten Zuckersirup zugesetzt, um den pH-Wert auf 3,o bis 7,5 zu bringen. An Stelle von Ammoniak kann auch ein Alkali- oder Erdalkalioxyd oder -hydroxyd oder ein Alkalikarbonat oder -phosphat oder eine Mischung derselben als Neutralisationsmittel verwendet werden. Zweckmäßig wird wasserfreies Ammoniak verwendet, weil dadurch weder Wasser noch andere Fremdstoffe zugeführt werden und es einen doppelten Zweck erfüllt. Es wirkt außer als Neutralisationsmittel auch als Förderungsmittel fürrdie Farbstoffbildung bei der Karamelisierung der Zuckerlösung. Nach dem Zusatz von Ammoniak wird die Flüssigkeit 15 Min. bis "2 Std. lang auf eine Temperatur von etwa iio bis 132° erhitzt. Diese zweite Arbeitsstufe der Vorbehandlung ist von großer Wichtigkeit, weil dadurch die Säurebeständigkeit der Karamelfarbe erhöht wird, doch ist sie nicht unbedingt notwendig.
  • Nach der Vorbehandlung wird die Reaktionsmischung auf etwa 88 bis zio° abgekühlt. Es ist unwirtschaftlich und unnötig, die Lösung weiter abzukühlen. Sodann werden der Lösung Ammoniumsalze zugesetzt. Abgesehen von der oder den zur Karamelisierung angewendeten weiteren Verfahrensstufen verbessern die Vorbehandlungsstufen, insbesondere die erste dieser Stufen, die Qualität des Endproduktes.
  • Wie Fig. i zeigt, fällt der pzi-Wert des Sirups mit dem Fortschreiten der Karamelisierung. Wird der PH-Wert vor dem Erhitzen auf Karamelisierungstemperatur auf 6 bis 7 erhöht, so bleibt der p11-Wert des Sirups während einer zur Vervollständigung der Karamelisierung ausreichenden Zeit über 2,o. Wird jedoch der pH-Wert nur auf etwa 3,o erhöht, so besteht die Notwendigkeit, öfters Ammoniak oder Alkali zuzusetzen, um das Absinken des pH-Wertes auf 2,o oder weüiger zu verhüten.
  • Der Ausdruck stabile Karamelfarbe soll eine Karamelfarbe bezeichnen, die in saurer oder alkoholischer Lösung sowie in Tannin enthaltenden Lösungen stabil ist, und die ferner beständig ist gegen Polymerisation und Gelierung während der Lagerung.
  • Wird Ammoniak verwendet, so wird es in Mengen von 0,4 bis 3,o °j, berechnet auf die Trockensubstanz, zugesetzt, wobei ein Teil in der Form von Ammoniumsulfat beigegeben werden kann. In dem Ausführungsbeispiel wird o,82 °/o Ammoniak als Neutralisationsmittel und in der Folge zusätzlich o,16 °/o Ammoniak in Form von Ammoniumsulfat zugesetzt, zusammen also o,98 °/o Ammoniak. Im Beispiel ist das Verhältnis freier Ammoniak zu als Sulfat gebundenem Ammoniak 5: 1, doch kann dies Verhältnis bis auf 3: 1 ermäßigt werden.
  • Nachdem die Katalysatoren zugesetzt sind, wird die Lösung auf eine Temperatur zwischen 127 und 16o'' erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten, bis der gewünschte Karamelisierungsgrad erreicht bzw. die gewünschte Färbekraft erhalten wurde. Mittels Durchleiten von Kühlwasser durch den Mantel des Reaktionsgefäßes und Zusatz von kaltem Wasser bis zur Einstellung der Konzentration des Produktes auf etwa 38' B6 wird die Lösung sodann rasch auf etwa 65 bis 66° abgekühlt. Beispiel 6ooo 1 Maiszuckersirup von 62 D.E. (Gehalt an reduzierenden Zuckern) mit einem pil von etwa 4,5 wurde mit 41 1 5o°/oiger Schwefelsäure versetzt, wodurch der pH-Wert auf 1,o erniedrigt wurde. Die Mischung wurde i Std. auf iio° erhitzt, wodurch der D.E.-Wert auf :12 erniedrigt wurde. Sodann wurde o,82 °,'o wasserfreies Ammoniak, berechnet auf die Trockensubstanz an Zucker, zugesetzt. Der pH-Wert wurde dadurch auf 6,7 gebracht.
  • Der Sirup wurde dann 15 Min. lang auf eine Temperatur von 93 bis z21° erhitzt (vgl. Temperaturkurve der Fig: 2) und auf 99" abgekühlt, worauf die Katalysatoren zugesetzt wurden. Bezogen auf das Trockengewicht des Zuckers wurden etwa 2,7 °/o Natriumbisulfit und o,i2 °/o Ammoniak in Form von Ammoniumsulfat zugesetzt.
  • Das Gemisch wurde dann auf die Kararnelisierungstemperatur von 1383 erhitzt. Wie Fig. i zeigt, wird der pH-Wert während der Karamelisierung allmählich erniedrigt. Das Karamelisieren wird für etwa 2 Std. fortgesetzt und die Lösung dann abgekühlt. Die Karamelisierung wurde in einem offenen Kessel durchgeführt.
  • Das beschriebene Verfahren liefert eine Karamelfarbe, welche sich besonders gut eignet für gesäuerte, moussierende Getränke.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit einem minimalen Verlust an Trockensubstanzen durch die Karamelisierung und unterscheidet sich dadurch sehr deutlich von anderen bereits bekannten Karamelisierungsverfahren. Es scheint, daß die Vorbehandlungsstufen die Zucker in eine besondere Form überführen, wobei stufenweise Zwischenprodukte zwischen Zuckern und Karamel gebildet werden, was auf das Stattfinden einer kontrollierbaren chemischen Reaktion schließen läßt, die über das bloße Brennen hinausgeht. Die Notwendigkeit zum Überbrennen sowie zur übermäßigen Konzentration, die bei den üblichen Verfahren in offenen Kesseln besteht, fällt hierbei weg. Die minimalen Mengen an kohlenstoffhaltigen Rückständen werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in schnell laufenden Zentrifugen beseitigt.
  • Es wird darauf hingewiesen, daß bevorzugte Aus= gangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren Lösungen von reiner Dextrose oder Maiszuckersirupe mit 8o bis 85 D.E. (Dextrose Equivalent) sind. Diese Lösungen werden zweckmäßig auf etwa q.5° B6 konzentriert. Die genannten Ausgangsmaterialien eignen sich bei den genannten Konzentrationen und D.E.-Gehalten besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren. Es besteht jedoch die Möglichkeit, auch Stärke oder Produkte der Stärkehydrolyse und andere Kohlehydrate, die ganz oder teilweise mit Säure hydrolysiert wurden, zu verwenden.
  • Die Verwendung solcher Ausgangsmaterialien verlangt mehr Zeit und genaue Kontrollen, jedoch liegt es dabei im Rahmen der Erfindung, Kohlehydrate zu verwenden, die durch die Vorbehandlung in einen der Karamelisierung günstigen Zustand gebracht werden können. Sind die Ausgangskohlehydrate noch nicht vollständig hydrolysiert bevor die wichtigste Funktion der Vorbehandlung, nämlich die Erniedrigung des Dextrose-Äquivalents einsetzt, so wird die weitere Wärmebehandlung im sauren Zustand sowohl zur Konzentration wie zur Vervollständigung der Hydrolyse führen, wobei die Konzentration schon dadurch erreicht werden kann, daß ein offener Kessel verwendet bzw. ein geschlossener Kessel gelüftet wird. Es wird aber nachdrücklich darauf hingewiesen, daß der Hauptzweck der Vor-Behandlung nicht eine einfache Hydrolyse ist, sondern vielmehr die Reaktion, welche einsetzt, nachdem die Hydrolyse nicht weiter geht und die Inversion bzw. Erniedrigung der Reduktionskraft beginnt.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE:: z. Verfahren zur Herstellung einer gegen Säuren und andere koagulierende Stoffe beständigen, lagerfähigen Zuckercouleur, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kohlehydratsyrup mit einem Gehalt an reduzierenden Zuckern, als Dextrose berechnet, von 6o bis =oo °/o durch Zusatz von Säure auf einen pzr-Wert zwischen o,2 und 4,o eingestellt und der angesäuerte Sirup auf eine Temperatur von 93 bis 12i° erhitzt wird, bis der Gehalt an reduzierenden Zuckern um 2o bis 6o °/o erniedrigt und damit auf einen Gehalt zwischen 30 und 6o °/o gebracht ist, und daß sodann ein alkalisches Reagens; wie Ammoniak oder Anunoniumverbindungen, dem Reaktionsgut zugesetzt und dadurch dessen pH-Wert auf 3,o bis 7,5 gebracht wird, worauf der Sirup karamelisiert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der pu-Wert des Sirups während der Karamelisierung auf über 2,o gehalten wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch z oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wärrnebehandlungsstufe während einer Periode zwischen =5 Min. und 2 Std. durchgeführt wird. q:.
  4. Verfahren nach Anspruch z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Karamelisierung in Gegenwart einer Ammoniumverbindung durchgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch x bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisches Reagens Ammoniak verwendet wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1231537B (de) * 1965-09-04 1966-12-29 Maizena Werke G M B H Deutsche Verfahren zur Herstellung von tanninfester Zuckercouleur
FR2485887A1 (fr) * 1980-07-04 1982-01-08 Lavie Louis Procede de fabrication de caramel de sucre sous forme pulverulente

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1231537B (de) * 1965-09-04 1966-12-29 Maizena Werke G M B H Deutsche Verfahren zur Herstellung von tanninfester Zuckercouleur
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