DE2158319A1 - Verfahren zur Herstellung einer Brauerei würze - Google Patents

Description

DR, ING. E. HOFFMANN > DIPL·. ING, W, ΕΓΓΙ,Β ■ PB, HKB. NAT, K. HOFFMANN

P.80QO MÖNCHEN 81 - ARABEUASTRAS5E 4 · TiUFON (0811) ?MQ87

eingegangen am..

P 21 58 319,7 ' 2158319 19, Januar 1972 Verfahren zur Herstellung einer Brauereiwürze

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Brauereiwürze aus einem Maischansatz, der wenigstens 2o Gewichtsteile an Enzymen reiche, rohe Getreidekorner und etwa 5 bis 35 Gewichtsteile Malz, bezogen auf das Gewichts des Maischansatzes enthält. 6o bis loofo des Extraktes in einer Brauereiwürze stammen normalerweise aus gemalzten Getreidekornern, insbesondere aus Gerstenmalz, Selbst wenn stärkehaltige Zusätze mit niedrigem Enzymgehalt, wie Mais, Reis, Sorghum (Zuckerhirse) und dergleichen vom Brauer verwendet werden, ist die Malzmenge selten auf weniger als auf ein Malz : Zusatz-Verhältnis von 6o ι H-o wegen der bedeutenden Rolle verringert, die Malz oder Malzbestandteile während des Brauverfahrens spielen, indem sie Hefenahrung, Enzyme und andere Faktoren liefern. Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung von Brauereiwürze ein wäßriger Brei von gemahlenen, ungemalzten (rohen) Getreidekörnern, wie Gerste, mit einem isolierten proteolytischen Enzym behandelt, was eine Verringerung des Malzgehaltes des Maischansatzes von den üblichen 6o bis

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loo Teilen auf etwa 25 bis etwa 5 Teile erlaubt, und docheine zufriedenstellende Würze ergibt. Die erhaltene Würze kann direkt zu Bier oder dergleichen- vergoren oder als Alternative zu beispielsweise einem Sirup konzentriert werden, der nachher verdünnt wird, bevor er zu Bier vergoren wird.

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Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines Rohstoffes, der bei der Herstellung von nicht-destillierten alkoholischen Getränken verwendet werden kann. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung einer Brauereiwürze, die Konzentrierung einer solchen Würze zu einem Sirup oder zu einem trockenen Pulver und daraus die Herstellung von nichtdestillierten alkoholischen Getränken, wie Bier,* Porter, Stout (starkes Porterbier), Ale (englisches helles Bier), Lagerbier und dergleichen.

Bekanntermaßen stellt man bei der Herstellung solcher Getränke normalerweise zuerst eine zuckerige, stickstoffhaltige Würze in einem Maischverfahren her, auf das ein Gärverfahren folgt, bei dem in der Würze vorhandene vergärbare Zucker, wie Maltose, in Alkohol und Kohlendioxid umgewandelt werden. Beim Bierbrauen stellt man die Würze üblicherweise her, indem man einen Brei von Gerstenmalz und Zusätzen, wie vorbereiteten Getreiden, rohen Getreidekörnern, wie Mais und Reis, oder einer anderen Kohlenhydratquelle, maischt. Unmodifizierte, stärkehaltige htoffe, wie rohe Maisgrütze, sollten in einem getrennten Kocher vorgekocht werden, bevor sie zur Hauptmaische gegeben werden. Dies erfolgt im allgemeinen dadurch, daß man sie' mit Wasser und einer kleinen Menge von feingemahlenem Malz oder einem U- -Amylase-Enzym mischt und dann das Gemisch kocht. Das Malz-oder Amylase-Enzym verflüssigt das stärkehaltige Material und erleichtert dadurch die anschließende Umwandlung von Stärke zu Zucker, während des Maischverfahrens. Brauereiwürze ist ein komplexer Stoff, der nicht nur vergärbare Zucker, sondern auch Aminosäuren, Vitamine, Mineralsalze, Melanoidine und andere Nährund Aromafaktoren enthält.

Bekanntermaßen spielt Malz wegen der darin enthaltenen Enzyme eine wichtige Rolle bei der Gewinnung von Brauereiwürze mit charakteristischen Eigenschaften. Die im Malz enthaltenen wichtigsten Enzyme sind: ·Χ -Amylase, ß-Amylase und proteolytische Enzyme, -x. -Amylase verflüssigt oder hydrolysiert jedes im Kaischansatz enthaltene v-tärkeha] t-ige Material und produziert haupt-

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sächlich Zucker und Dextrine. ß-Amylase verzuckert die Dextrine der verflüssigten Stärke zu einfachen vergärbaren Zuckern, zu denen hauptsächlich Maltose gehört. Die proteolytischen Enzyme sind eine Reihe von Enzymen, die Proteine mit hohem KoIekulargewicht unter Bildung von niedrig-molekularen Peptiden und beträchtlichen Kengen von Aminosäuren abbauen. Diese Abbauprodukte von Proteinen ergeben nicht nur Nährstoffe für das anschließende, während der Gärung stattfindende Hefewachstum, sondern bestimmen weitgehend den Charakter des Biers und beeinflussen deutlich seinen Geschmack und Geruch wie auch die Schaumstabilität.

Dieses Arbeiten mit gemalzten Getreiden, insbesondere mit gemalzter Gerste, wie es ein Merkmal der gegenwärtigen Praxis ist, hat mehrere deutliche Nachteile. Bei der Falzherstellung werden die Körner von Gerste oder, was weniger üblich ist, von beizen oder anderen Getreiden zuerst in Wasser eingeweicht und zum Quellen gebracht; man läßt sie keimen oder wachsen, trocknet sie, trennt sie von den begleitenden Wurzelfasern ab und zerkleinert sie schließlich. Da die normale Einweich- oder Quellzeit einen halben Tag bis zwei Tage, die Keim- oder Wachszeit zwei bis sechs Tage und die Trocknungs- oder Darrzeit etwa einen bis zwei Tage betragen, braucht man für das gesamte Malzverfahren zwischen vier und zehn Tage. Diese Zeit sieht man als notwendig an, um die Proteinkörper, Abbauprodukte, Geruch-, Geschmack- und Farbfaktoren angemessen zu entwickeln, die für Malz charakteristisch sind, das bei dem anschließenden Maischverfahren verwendet wird. Demnach ist ein beträchtliches Ausmaß an Anlagen, Kaum und Versorgungseinrichtungen für die rechte Durchführung dieses Verfahrens erforderlich und das Verfahren muß während der verschiedenen Stufen von erfahrenem technischen Personal überwacht werden. Ferner zieht man es im allgemeinen vor, Malz nicht direkt von der Darre zu verwenden, weil die getrockneten Körner einen ungleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt haben, und man empfiehlt, daß man Malz vor dem Gebrauch zwei bis drei Wochen lagert. Dies alles hat zur Folge, daß Malz verhältnismäßig teuer ist und im-

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mer noch teurer wird. Darüber hinaus kann Malz während seiner Herstellung bakteriell verseucht werden; wenn dies vorkommt, so verleiht es gewöhnlich der Brauereiwürze eine unerwünscht dunkle Farbe und einen abnormalen Geschmack.

Seit einiger Zeit kennt man nun im Brauereigewerbe diese Nachteile von Malz und es sind Vorschläge gemacht worden, die Wichtigkeit von Malz bei der Herstellung von Brauereiwürze durch die Verwendung von isolierten, handelsüblichen Enzymzubereitungen zu verringern.

Ein Weg, bei der Herstellung von Brauereiwürze Malz zu ersetzen, ist in der USA-Patentschrift 3 353 960 (196?, Bavisotto erteilt) beschrieben. Bei dem darin beschriebenen Verfahren verwendet man herkömmliche Brauereistoffe, d.h. Malz, und die üblichen durch Malz oder Amylase verflüssigten Getreidezusätze, wobei das Verhältnis von Malz zu Zusatz von dem herkömmlichen Verhältnis 65 : auf etwa 50 : ^O oder sogar auf 40 : 60 verringert ist. Mit anderen Worten ist es Ziel des Bavisotto-Verfahrens, den Malzgehalt eines sonst herkömmlichen Maischansatzes um 15 bis 25 Gewichtsteile zu verringern; die Verwendung von rohen, an Enzymen reichen Getreidekörnern, wie Gerste, ist darin nicht beschrieben. Die Patentschrift lehrt ferner, daß die zum Kompensieren des verringerten Malzgehaltes erforderliche gesamte Enzymaktivität von v<-~Amylase-Enzymeri und proteolytischen Enzymen erhalten wird, die in dem Malz (die Verwendung von rohen Getreidekörnern, die selbst eine signifikante Enzymaktivität haben, ist nicht beschrieben) vorhanden sind, das durch Zusatz eines proteolytischen Enzyms, wie Papain, Picin, Bromelain, Pancreatin oder einer Pilzoder Bakterienprotease, ergänzt ist.

Nach der genannten Patentschrift ist der Zusatz eines Oc -Amylase-'Enzyms, wie einer bakteriellen qC-Amylase, bevorzugt, da das Verhältnis Malz : Zusatz auf 45 : 55 und bis herab zu der genannten unteren Malzgehaltgrenze sinkt, nämlich 40 Teile Malz auf 60 Teile verflüssigten Getreidezusatz (40 : 60). Bei dem Bavi-

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sotto-Verfahreh gibt mau aas proteolytische Enzym und, wenn der Salzgehalt auf unter 4i> Oewichtsteile fällt, das Ά-Amylase-Enzym zu einer Kaizmaisehe bei einer Temperatur bis zu 70^C, halt die enzymnaltige Maische bei dieser Temperatur 10 bis §Q Minuten und gibt danach den verflüssigten Getreidekornzusatz hinzu.

Bei einem radikaleren Weg, das Malz zu ersetzen, verwendet man ungemalzte, d.h. rohe, an Enzymen reiche Getreidekörner, insbesondere Gerste, in dem MaiöChansatz und isolierte Enzymzubereitungen. Dieser Weg beanspruchte in den vergangenen Jahren viel Interesse und er war Gegenstand zahlreicher Publikationen. Beispielsweise ist in der USA-Patentschrift 3 081 172 (1963 Dennis und Quittenton erteilt) eine Brauereiwürze beschrieben, die man aus einer Maische von rohen Getreidekörnern, z.B. Gerste, die mit einem im Handel erhältlichen Gemisch von <£-Amy läse und proteolytischen.Enzymen behandelt sind, unter teilweisem oder vollständigen Ersatz des Malzes erhält. Die Maische wird bei Temperaturen gehalten, bei denen die hinzugefügten Enzyme zuerst das Protein anbauen und dann die verflüssigte Stärke in Zucker umwandeln. .

1967 veröffentlichten Macey und Mitarbeiter (EBC Proc. 11th Gong. 196?, Seite 263) einen Bericht über Versuche, bei denen eine Brauereiwürze aus 100# gemahlener roher Gerste erhalten wurde, die mit einer im Handel erhältlichen Enzymzubereitung behandelt war, die hauptsächlich oc- -Amylase-Aktivität, jedoch mit etwas proteolytischer Aktivität, hatte.;

In der kanadischen Patentschrift 803 ^88 (1969 erteilt) ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Brauereiwürze aus einem gemahlenen stärkehaltigen Material, wie Gerste, hergestellt wird, das zuerst mit Wasser eingemaischt, auf einen pH-.fert von ü,0 bis 3»5 gebracht und dann nacheinander bei geeigneten Temperaturen mit einer oü -Amylase und einem proteolytischen Enzym behandelt wird.

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Später haben Wieg und Mitarbeiter (Process Biochemistry, 1969_f 4(5), 33) ein Verfahren zur Herstellung einer Brauereiwürze beschrieben, bei dem ein Maischansatz, der 75 bis 85 Gew.-# rohe Getreidekörner, insbesondere ein Gemisch aus Gerste und Mais (z.B. 55 Gew.-% Gerste und 20 Gew.-# Mais), und 15 bis 25 Gew.-J6 Malz enthält, mit einem unter einem Markennamen im Handel erhältlichen Enzymsystem behandelt wird, das oC-Amylase und proteolytische Enzyme, und wahrscheinlich andere Enzymsysteme, wie ß-Glucanase und Glucoamylase enthält.

Kürzlich veröffentlichte Sorenson (Process Biochemistry, April 1970, Seite 60) einen Überblick über den teilweisen oder vollständigen Ersatz von Malz durch ungemalzte Getreidekörner, wie Gerste, und isolierte, im Handel befindliche Enzymzubereitungen. In diesem Überblick lehrt Sorenson unter anderem, daß der Ersatz von Malz durch rohe Gerste den Zusatz von proteolytischen, oL -Amylase- und ß-Glucanase-Enzymen und in einigen Fällen von verzuckernden Enzymen, wie Glucoamylase oder Pilz-ß-Amylase, erfordert. Dies steht im Einklang mit den verschiedenen, in den genannten Publikationen zusammengefaßten Vorschlägen; demnach ist es allgemein erforderlich, bei dem Maischverfahren wenigstens eine oC -Amylase und ein proteolytisches Enzym zu verwenden, um eine angemessene Umwandlung und Verzuckerung und insgesamt eine annehmbare Würze zu erhalten. Sorenson spricht ferner von den Läuterungs- und Filtrierungsschwierigkeiten, die man erlebt, wenn man mit großen Mengen, z.B. 30 bis 50 Gew.-56, roher Gerste arbeitet; diese Schwierigkeiten beruhen, wie man glaubt, auf dem Vorhandensein von wasserlöslichen, gummiartigen Stoffen (ß-Glucane), die der Würze eine höhere Viskosität verleihen. Er weist darauf hin, daß diese Schwierigkeiten überwunden werden können, wenn man der Maische eine ß-Glucanase-enthaltende Enzymzubereitung zugibt. Sorenson gibt auch die heutige Ansicht wider, wie sie in den voranstehenden und anderen, damit in Zusammenhang stehenden Publikationen genannt ist, daß es nicht realistisch ist, auf den vollständigen Malzeröatz in dem Maisch-

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ansatz abzuzielen, sondern vielmehr 20 bis 25 Gew.-Jß beizubehalten.

Zwar hat man sich in den letzten zehn Jahren etwa fortwährend für diesen Weg interessiert, doch hat der Ersatz einer wesentlichen Menge von Malz durch rohe, an Enzymen reiche Getreidekörner, wie Gerste, im Gewerbe noch keinen nennenswerten Eingang gefunden, insbesondere in Ländern mit einer verhältnismäßig hochentwickelten Brauereiindustrie. Obgleich es hierfür zweifellos viele und verschiedenartige Gründe gibt, war ein bedeutender Faktor, der bei einem Brauer gegen die Übernahme dieses Weges sprach, die hohen Kosten der komplexen Enzymzubereitungen, mit möglichst standardisierten Aktivitäten. Dementsprechend waren die Kostenersparnisse für den Brauer nicht so erheblich, wie man hätte annehmen können. So kostet z.B. eine gegenwärtig im Handel erhältliche Enzymzubereitung, die el -Amylase- und protec^rtische Enzyme und höchstwahrscheinlich andere Enzyme, wie eine ß-Glucanase und Glucoamylase, enthält und in einem Brauverfahren mit rohen Getreidekörnern, wie Gerste, verwendet werden kann, etwa 18 bis 22 Dollar pro Kilogramm. Der für die Verwendung empfohlene Gehalt ist 0,075 bis 0,10 Gew.-#, bezogen auf das Gesamtgewicht an rohen Getreidekörnern in dem Brauereimaischansatz. Es kann berechnet werden, daß für einen nordameriKanisehen Brauer, der einen typischen J'iaischansatz mir iLO Gewichtsteilen Malz, 40 Gewichtsteilen Gerste und 40 Gewichtsteilen Mais (im Vergleich zu einem herkömmlichen Maischansatz von beispielsweise b5 : 35 Malz : Zusatz) verwendet, die ungefähren durchschnittlichen Kosteneinsparungen gewöhnlich in der Größenordnung von 5£ liegen würden. Dies reicht fur die meisten Brauer nicht aus, sie zu einem radikalen Abgehen von einer erprobten, altehrwürdigen Praxis zu ermutigen und damit eine erhebliche Menge Malz im Maischansatz durch ungemalzte rohe Getreidekörner zu ersetzen. Ein weiteres Problem mit den Komplexen Enzymzubereitungen, die man bisher als wesentlich für den erfolgreichen Ersatz von Malz durch ungemalzte Getreidekörner ansah, rührt von der Enzymverträglichkeit her. Enzyme sind Proteine und können als solche durch andere Enzyme abgebaut oder inakti-

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viert werden» Da Im Handel erhältliche proteolytische und Ämylase-Enzyme verschiedene Systeme aus verschiedenen Quellen betreffen, ist die Verträglichkeit weitgehend unbekannt und unberechenbar, so daß es schwierig ist, eine Zubereitung mit standardisierter Aktivität zur Verfügung zu stellen. Fölgich ist es schwierig, einen routinemäßigen standardisierten Brauplan aufzustellen, um übereinstimmende und reproduzierbare Ergebnisse bei der Würze zu erhalten und um so ein bier von gewünschtem Geschmack, Geruch, Körper, gewünschter Stabilität, chemischer Zusammensetzung, Farbe und dergleichen zu erhalten und um verschiedene Verfahrensparameter einstellen zu können, die andere variable Faktoren berücksichtigen. Bei der Verwendung von gegenwärtig erhältlichen Enzymzubereitungen ist es ein weiteres Problem, daß der gewünschte Verzuckerungsgrad, der für einen annehmbaren Gehalt an vergärbaren Zuckern in der Würze erforderlich ist, gewöhnlich den Zusatz eines Glucoamylase- oder ähnlichen Enzyms· erfordert (vgl. Wieg und Mitarbeiter, Seite 36). Solche Enzyme beeinträchtigen oft den Geschmack und Geruch und die Schaumstabilität des daraus erhaltenen Biers.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, wonach man zur Verringerung des Salzgehaltes in einem rirauereimaischansatz rohe Getreidekörner und komplexe Enzymzubereitungen verwendet, ist überraschenderweise gefunden worden, daß ein isoliertes proteolytisches Enzym alleine eine zufriedenstellende Brauereiwürze ergibt, die gegenüber Würzen, die unter Verwendung von sowohl oH -Amylaseals auch proteolytische Enzyme enthaltenden Zubereitungen öder sogar von noch komplexeren Enzymzubereitungen hergestellt sind, eine vergleichbare Qualität und ähnliche Stickstoff- und Kohlenhydratprofile aufweist. Völlig unerwartet treten keine merklichen Läuterungs- oder Filtrierprobleme auf, selbst wenn man, was bevorzugt ist, mit hohen Gehalten an rohen Getreidekörhern, wie Gerste, arbeitet. Die so erhaltenen Würzen ergaben nach dem Vergären Biere von annehmbarem und wünschenswerten Geschmack, Geruch und Körper und von annehmbarer und wünschenswerter Stabilität, chemischer Zusammensetzung, Farbe und dergleichen*

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Das besondere Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Brauer den Malzgehalt im Maischansatz auf etwa 35 Teile bis herab zu etwa 5 Teilen verringern kann, indem er rohe Gerste oder andere, an Enzymen reiche Getreidekörner (die üblicherweise in einem Malzverfahren verarbeitet werden) in lösliche, hydrolysierte Kohlenhydratstoffe und hydrolysierte, proteinhaltige Stoffe umwandelt, wie sie zur Herstellung von Brauereiwürze erforderlich sind, und zwar durch Verwendung eines isolierten proteolytischen Enzyms alleine. Dieses proteolytische Enzym setzt die in ungemalztem Korn natürlich vorkommenden gebundenen und latenten Enzymsysteme frei und man kann das rohe Korn in Ψ herkömmlichen Brauverfahren und -techniken verwenden, ohne daß man es in dem kostspieligen und langwierigen Malzverfahren verarbeiten muß.

Es ist klar, daß es wirtschaftlich vorteilhaft ist, ein einziges isoliertes Enzym anstelle einer komplexen Enzymzubereitung entsprechend dem Stand der Technik verwenden zu können. Die bisherige Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in gewerblichen Brauereien brachte dem Brauer eine ungefähre Kostenersparnis von wenigstens 10$ pro PaßBier, was eine lOO^ige oder größere Verbesserung gegenüber bisher für diesen Zweck verwendeten Enzymzubereitungen ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Brauereiwürze aus einem Maischansatz, der aus an Enzymen reichen rohen Getreidekörnern, wie z.B. Gerste, und zwischen etwa 5 und etwa 35 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Maischansatzes, Malz besteht; das Verfahren ist da- \ durch gekennzeichnet, daß man einen wäßrigen Brei der gemahlenen, ; an Enzymen reichen rohen Getreidekörnern mit einem isolierten,

protfcoLytischen Enzym, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 10 Azocolleinheiten pro Gramm Getreidekörner, und gegebenenfalls mit einem Teil oder der Gesamtmenge Malz vermengt, dann den Brei mit einem pH-Wert zwischen etwa 5»0 und etwa 6,5 auf einer Temperatur ^wischen etwa *K) und etwa 60⁰C bis zu 480 Minuten hält, wo-, bei dag proteolytische Enzym auf das gemahlene Getreidekorn einwirkt und darin vorhandene gebundene ß-Amylase- und andere Enzy-

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me in Freiheit setzt, anschließend etwa übriggebliebenes Malz oder das gesamte Walz, wenn es nicht zuvor einverleibt wurde, einverleibt, die vereinigte Masse auf eine Temperatur bis zu etwa 75°C bringt, die Temperatur in diesem Bereich eine vorbestimmte Zeit hält, so daß die gewünschte Menge vergärbaren Zuckers gebildet wird, und schließlich die so erhaltene Würze von dem übrigen festen Material (verbrauchte Körner) abtrennt. Das proteolytische Enzym Verwendet man vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 300 Azocolleinheiten, wobei 4-0 bis 160 Azocolleinheiten ein besonders bevorzugter Bereich ist. Man hält den Brei vorzugsweise etwa ^O bis etwa 24-0 Minuten bei 4-0 bis 60⁰G.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß man zufriedenstellende Würzen und Bier guter Qualität aus Maischansätzen herstellen kann, die aus 40 Gewichtsteilen oder mehr eines stärkehaltigen, an Enzymen armen Zusatzes, wie Mais, bestehen. So setzt man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bis zu 4-0 Gewichtsteilen, vorzugsweise zwischen 25 und 4-0 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Maischansatzes, eines stärkehaltigen, an Enzymen armen Getreidezusatzes zu der Hauptmaische am oder gegen das Ende der ersten Erhitzs^jfe. Zweckmäßigerweise gibt man diesen Zusatz in der Form einer verflüssigten Masse von stärkehaltigen Körnern, wie z.B. von Maisgrütze, Maismehl, Reis, Sorghum und dergleichen, hinzu. Als Alternative kann der Zusatz die Form von vorbehandelten, d.h. gelatinierten, stärkehaltigen Körnern, wie z.B. Corn flakes, oder Weizenmehl, das keine Vorgelatinierung erfordert, haben.

Der hier verwendete Ausdruck "isoliertes proteolytisches Enzym" bedeutet ein Enzym, das gewerblich extrahiert und gereinigt worden ist und hauptsächlich proteolytische Aktivität aufweist, obgleich Spurenmengen von anderen Enzymaktivitäten auch anwesend sein können.

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Die Bestimmung der in der Beschreibung genannten Protease-Aktivität erfolgt nach folgendem, bestimmten, biochemischen Prüfverfahren.

Reagentien

a) Azocoll-Cystein-Gemisch (erhältlich von Schwarz Services International, Mount Vernon, New York).

b) 1,0 molare Essigsäure.

c) Konzentrierter Citrat-Puffer, Zur Herstellung löst man 70' g Zitronensäure (Reagentienqualitat) in etwa 720 ml 1,0 normalem Natriumhydroxid. Man stellt mit zusätzliehern Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 5»0 ein, verdünnt dann auf einen Liter mit frisch gekochtem, gekühlten, destillierten Wasser.

d) Verdünnter Citrat-Puffer. Man verdünnt 10 ml konzentrierten Citrat-Puffer auf 100 ml mit gekochtem destillierten Wasser vor dem Gebrauch.

e) Das für Lösungen verwendete gesamte Wasser sollte frei von Kupfer und anderen Metallen sein. Wasser zur Herstellung von Enzymlösungen sollte auch entlüftet sein.

Geräte

a) 25-ml-Erlenmeyer-Kolben.

b) 35-mm-Kurzhals-Trichter.

c) Whatman-Filterpapier Nr. ί (7 cm).

d) Pipetten.

e) Intervallzeit-Meßgerät.

f) . 500-ml-Meßkolben. ,

g) Coleman Jr. Spectrophotometer - Modell A mit Küvetten von 25 mm Durchmesser und 105 mm Höhe oder entsprechenden Küvetten.

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h) 100-ml-Meßkolben.

i) Dubnoff-Stoffwechsel-Schüttelinkubator.

Verfahren

1. Die für die Prüfung verwendete Enzymkonzentration sollte Ergebnisse in einem Bereich der optischen Dichte zwischen. 0,100 und 0,300 bei 525 m u für eine 25-mm-Rohrzelle nach Abzug des Wertes einer Leerprobe haben. Dieser Bereich der optischen Dichte wird verwendet, um ein ungünstiges Verhältnis von Prüfprobe zu Leerprobe zu vermeiden und um einen erschöpfenden Substratverbrauch zu vermeiden. Für handelsübliche Enzyme kann die Probelösung hergestellt werden, indem man für erste Versuche etwa iuü mg aes Materials in 500 ml Wasser bei 20 bis 25°C löst. Verschiedene Anteile, die 1,0 ml nicht überschreiten, können dann für die Prüfung verwendet werden, z.B. 0,10, 0,25, 0,50 und l,u ml. Wenn die Farbe aus dem bevorzugten Bereich für alle Anteile herausfällt, wiederholt man nach Einstel- - len der Probengröße.

2. f^an gibt einen Schöpfer Azocoll-Cystein-Gemisch und 4 ml verdünnten Citrat-Puffer in einen 25-ml-Erlenmeyer-Kolben.

3. Man verschließt die Kolben mit Stopfen und dreht sie scnnell zum Mischen. Man bringt jeden Kolben in einen Dubnoff-Stoffwechsel-Schüttelinkubator 10 bis 15 Minuten bei 40⁰G - 0,4 G und 84 Umdrehungen pro Minuten, bevor das Enzym hinzugegeben wird. Die Enzymprüflösung selbst wird vor Gebrauch nicht eingeregelt..

4. Man pipettiert 1,0 ml der Enzymprüflösung (oder 1,0 ml Gesamtvolumen Enzymprüflösung und destilliertes Wasser, um das Standardprüfvolumen zu erreichen) in jeden Kolben; man läßt eine halbe Stunde bei 40°C und 84 Umdrehungen pro Minute reagieren. .

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5· Nach Beendigung des halbstündigen Aufschlusses gibt man 10 ml 1,0 molare Essigsäure hinzu, um die Enzymreaktion abzustoppen.

6. Man filtriert das Gemisch durch Whatman-Nr.l-Filterpapier. Man liest die Absorption der Lösung bei 525 m λχ gegen die Leerprobe ab.

7. Man stellt Leerproben her, indem man 10 ml 1,0 molare Essigsäure zu dem gepufferten Azocoll gibt, bevor das Enzym hinzugegeben wird. Man inkubiert und filtriert die Leerproben genau wie die Prüfproben.

8. Zur größeren Genauigkeit sollten die Proben dreifach geprüft und die Ergebnisse gemittelt werden.

9. Man berechnet die "Azocoll-Aktivität" wie folgt. Azoooll-Afctivität, Einheiten pro _mg -

Das folgende ist ein Beispiel einer solchen Berechnung. Enzymprüflösung = 125 mg/500 ml

Verwendetes Volumen an Prüflösung = 0,5 πΛ

Optische Dichte = 0,200

Azocoll-Verfahren zur Bestimmung der proteolytischen Akti vität
Berechnung:

Azoooll-Aktivität -

§^f - 0.5

20 20

62.5 0,125 160 Einheiten/mg

Nachstehend sind die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Stoffe näher beschrieben.

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Rohe, d.h. ,ungemalzte Getreidekörner

Gerste ist das bevorzugte, an Enzymen reiche Getreidekornsubstrat, da die daraus durch enzymatische Behandlung erhaltene Würze Kohlenhydrat- und Stickstoffspektren aufweist, die sehr gut ^enen einer herkömmlichen Brauereiwürze aus gemalzter Gerste entsprechen. Ferner enthält Gerste einen hohen Gehalt an gebundenen oder latenten ß-Amylase- und anderen Enzymsystemen, die durch die Proteasebehandlung freigesetzt werden und so unter anderem für die Umwandlung der Stärke in vergärbare Zucker zur Verfügung stehen. Die Gerste braucht nicht, wie in bisherigen Kalzverfahren, hinsichtlich ihrer Keimfähigkeit ausgewählt zu werden, so daß eine billigere Qualität genügt. Jedoch können andere Getreidekörner verwendet werden, wie z.B. Weizen, Roggen, Sorghum oder Gemische davon, und andere Körner, die gemalzt werden können, um ihre Eigenschaften zu modifizieren und sie für die Herstellung von modifizierten und hydrolysieren Stärkeprodukten nützlicher zu machen. Die Korngröße beeinflußt beträchtlich das enzymatische Umwandlungsverfahren. Vorzugsweise sollte die Gerste oder das andere Getreidekorn zu einer solchen Korngröße vermählen sein, daß die Hauptmenge an Endospermmaterial eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als etwa 2 mm hat, ohne daß nennenswerte Kengen von feinen Teilchen hergestellt sind, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm hindurchgehen würden. Falls gewünscht, können die Getreidekörner, wie Gerste, vor dem Breiherstellen auf beispielsweise zwischen 120 und 17O°C erhitzt oder mit geeigneten Chemikalien behandelt werden.

Getre idezusatz

Wie bereits erwähnt, verwendet man bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens einen stärkehaltigen, an Enzymen armen Getreidezusatz· Die Verwendung eines Getreidezusatzes in dem Haischansatz erlaubt wesentliche Kosteneinsparungen und man erhält, wie man annimmt, ein helleres Bier mit besserer Haltbarkeit.

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Man kann den Getreidezusatz aus rohen oder unbehandelten stärkehaltigen, an Enzymen armen Getreidekörneru, wie z.B. Maisgrütze, Maismehl, Weizenmehl, Sorghum _t Reis oder dergleichen, erhalten. Vorzugsweise verwendet man den Getreidezusatz in verflüssigter Form. Die Verflüssigung erzielt man, indem man die Getreide in dem üblichen Getreidekocher zusammen mit einem Verflüssigungsenzym vorkocht, das aus einer geeigneten Quelle stammt, z.B. einer kleinen Menge Malz oder einer mangen Menge einer bakteriellen oC-Amylase. Als Alternative kann der Getreidezusatz direkt verwendet werden, d.h. ohne vorherige Verflüssigung; in diesem Fall wird die gesamte enzymatische Aktivität zur Verflüssigung des Stärkezusatzes und zur anschließenden Umwandlung durch Verzuckerung durch das proteolytische Freisetzen der eigenen oder latenten Enzyme der Gerste oder des anderen an Enzymen reichen Getreidekorns zur Verfügung gestellt.

Malz .

Die Verwendung einer kleinen Menge Malz (zwischen etwa 5 und etwa 35 Gewichtsteilen), vorzugsweise gemalzter Gerste, im Maischansatz ist wesentlich, um eine angemessene Extraktgesamtausbeute sicherzustellen, und auch allgemein wesentlich vom Standpunkt des Geschmacks und der Farbe des fertigen Biers. Zusätzlich befriedigt die Verwendung von Malz traditionelle Konzepte, nämlich dai3 das Bier aus Malz gebraut werden sollte, was für einen Brauer beruhipend sein kann, der die Einführung dieser Neuerung erwägt. Gewöhnliches Brauereimalz, z.B. von etwa 110 bis 14O° Lintner, ist vollständig zufriedenstellend, doch kann man, falls gewünscht, ein hochdiastatisches Malz¹, wie ein Brennereimalz, von beispielsweise etwa 180 bis 250° Lintner, verwenden.

Proteolytisches Enzym

Zu proteolytischen Enzymen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in zufriedenstellender Weise verwendet werden können, gehören Pflanzenprotease, wie Papain, Ficin, Bromelain und Pinquinain, wie auch Protease von Pilzen, wie die unter der Bezeichnung Rhozyme Α-Λ (Rohm und Haas) verkaufto Protease, und die bakterielle "

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Protease von bekannten Mutanten der Species Bacillus Subtillis. Eine besonders bevorzugte Protease ist Papain, das das aus der Carica-papaya-Pflanze stammende proteolytische Enzymsystem ist. Papain ist im Handel in einer besonders gereinigten und standardisierten Form leicht erhältlich und der Brauer ist daran gewöhnt, mit diesem Enzym zu hantieren und zu arbeiten, da es weltweit verwendet wird, um Bier kühlfest zu machen. Mit Vorteil verwendet man das proteolytische Enzym, wie Papain, in Kombination mit einer katalytischen Menge eines Aktivators hierfür. Geeignete Aktivatoren sind beispielsweise Glutathion, Cystein, Natriumthiosulfat, Natriummetabisulfit und ähnliche Reduktionsmittel. Das bevorzugte aktivierende Mittel ist Natriumetabisulfit. Gewöhnlich liegt der Aktivator, wenn man ihn verwendet, in einer Menge zwischen 0,001 und 0,1 Gew.-#, bezogen auf das Gewicht des ungemalzten Korns im Maischansatz, vor. Gewünschtenfalls kann das proteolytische Enzym und der Aktivator in dem Verfahren in der Form einer fertigen Zubereitung verwendet werden, die das Enzym und den Aktivator in geeigneten definierten Mengen enthält. Somit ist Gegenstand der Erfindung eine Zubereitung, die zur Herstellung einer Brauereiwürze aus einem Maischansatz verwendet werden kann, der ein an Enzymen reiches Getreidekorn, wie z.B. Gerste, und zwischen etwa 5 und etwa 35 Gewichtsteile Malz enthält; die Zubereitung enthält in innigem Gemisch zwischen etwa 20 und etwa 90 Gewichtsteilen eines proteolytischen tnzyms mit einer standardisierten Aktivität von zwischen etwa 150 und etwa 250 Azocolleinheiten pro mg und zwischen etwa 10 und etwa 80 Gewichtsteilen eines Aktivators hierfür. Eine solche Zubereitung kann in dem Verfahren direkt verwendet werden oder sie kann als Alternative verdünnt werden, um einen gewünschten Gehalt an Protease-Aktivität zu ergeben.

Maischansatz

Mit Vorteil enthält der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Maischansatz drei Bestandteile: ein rohes, an Enzymen reiches Getreidekorn, insbesondere Gerste, Malz, insbesondere gemalzte Gerste, und ein stärkehaltiger, an Enzymen armer Ge-

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treidezusatz, insbesondere Maisgrütze. Die drei Bestandteile liegen in dem Maischansatz üblicherweise in Mengen von 20 bis 55 Gewichtsteilen gemalzter Qerste und 20 bis 40 Gewichtsteilen Maiszusatz vor. Es wurden viele erfolgreichen Versuche unter Verwendung eines Maischansatzes durchgeführt, der 35 Gewichtsteile gemahlene Gerste, 25 Gewichtsteile gemalzte Gerste und 40 Gewichtsteile Mais enthielt. Man sieht, daß die Summe von 60-Teilen Gerste und Malz in Beziehung zu 40 Teilen Mais dem herkömmlichen Verhältnis für die Herstellung von Bieren sehr nahe kommt, bei der Malz und Zusätze verwendet werden. Dieses Verhältnis zeigt ferner, daß der größte Teil, der Gesamtmenge an ungemalzter Gerste und Malz die ungemalzte Gerste ist und daß die Summe der zwei vereinigten Bestandteile die normale Funktion von gemalzter Gerste ausübt. Zwar sind solche Drei-Komponenten-Maischansätze oft vorteilhaft, doch ist das erfindungsgemäße Verfahren erfolgreich mit Zwei-Komponenten-Maischansätzen durchgeführt worden, die einerseits aus rohem, an Enzymen reichen Getreidekorn, insbesondere Gerste, und andererseits Malz, insbesondere gemalzte Gerste, bestanden. Gewöhnlich sind die zwei Komponenten in dem Maischansatz in Mengen von 70 bis 90 Gewichtsteilen Gerste und 10 bis 30 Gewichtsteilen Malz vorhanden.

Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben.

Die im Maischansatz verwendete Gerste ist in herkömmlicher Weise zu der gewünschten Teilchengröße gestoßen, vermählen oaer gewalzt; beispielsweise können die Körner so zerkleinert werden, daß wenigstens bO% durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 2,00 mm und weniger als 5% durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,25 mm gehen. Unter dieser Bedingung exponiert jedes erhaltene Körnchen einen beträchtlichen Teil des Inneren der ursprünglichen Kornsubstanz und das Verhältnis von Oberfläche zu Körnchenmasse oder -volumen ist verhältnismäßig hoch. Vor oder nach dem Mahlen, Schroben oder Pulverisieren der Gerstekörner können sie in Wasser, z.B. im Verhältnis 1 : 1, bei

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einer Temperatur zwischen etwa 20 und etwa 60⁰C etwa 20 Minuten bis etwa zwei Stunden eingeweicht oder quellengelassen werden. Nach einer solchen Vorbehandlung kann das proteolytische Enzym rascher in das Innere der Gerstekörner während des Maischverfahrens eindringen. Als Alternative können die Gerstekörner einer WasserdampfatmoSphäre ausgesetzt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt der Schale zu erhöhen, ohne daß das Endosperm benetzt wird. Die vorbehandelte oder nicht-vorbehandelte gemahlene Gerste wird mit Wasser zu einem wäßrigen Brei vermengt, in dem die Gerste gewöhnlich in einer Menge zwischen etwa 20 und etwa ^O g pro 100 ecm Wasser (Verhältnis 1 : 5 bis 1 : 2,5) vorliegt. Gewöhnlich hat das Breiwasser eine Calciumhärte, die nicht weniger als etwa 100 Gewichtsteile pro Killion CaCl₂ entspricht. Falls der Calciumgehalt der Wasserversorgung unter dem gewünschten Wert liegt, kann er beispielsweise durch Zusatz von Calciumchlorid eingestellt werden. Das isolierte proteolytische Enzym, z.B. Papain, wird zu diesem wäßrigen Brei hinzugegeben, und zwar vorzugsweise in Kombination mit einem Aktivator, wie Natriummetabisulfit oder ähnlichen Reduktionsmitteln. Zweckmäßigerweise verwendet man eine Zubereitung, die das Enzym und den Aktivator in geeigneten Mengen enthält. Die erforderliche Enzymmenge ist verhältnismäßig gering, doch hängt die tatsächliche Menge von dem Aktivitätsgrad des verwendeten proteolytischen Enzyms ab. Zweckmäwigerweise verwendet man das Enzym mit standardisierter reproduzierbarer Aktivität. Zweckmäßigerweise sollte das proteolytische Enzym in einer Menge zwischen etwa 10 und etwa 500, insbesondere zwischen 30 und 300 und vorzugsweise zwischen 40 und 160 Asocolleinheiten pro Gramm Getreidekornsubstrat verwendet werden. Beispielsweise hat ein im Handel erhältliches Papainenzym einen Aktivitätsgehalt zwischen etwa 30 und etwa 300 Azocolleinheiten pro mg und dieses spezielle Enzym wird in einer Menge zwischen etwa 50 und etwa 150 Teilen pro 100 000 Teile ungemalzter Getreidekörner verwendet. Bei anderen proteolytischen Enzymen können so wenig wie 10 Teile des isolierten Enzyms auf 100 000 Teile ungemalzter Getreidekörner

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verwendet werden. Der wäßrige Brei wird vorzugsweise auf einer Temperatur zwischen 35 und 60⁰C, insbesondere auf etwa 40⁰C, zwischen 10 und 60 Minuten gehaltene

Wenn der Getreidezusatz verwendet wird, maischt man ihn getrennt in einem Kocher in herkömmlicher Weise, vorzugsweise unter Verwendung einer kleinen Menge bakterieller Uj-Amylase, um die Viskosität des gekochten Züsatz-Wasser-Gemisches genügend niedrig halten zu helfen, so daß es durch die üblichen Pumpen, Rohrleitungen und anderen Brauhausanlagen gepumpt und gehandhabt werden kann.

Bei Verwendung des Zusatzes überführt man die fertige Zusatzmaische vom Kocher zu der Hauptgerstemaische und rührt die vereinigte Maische sorgfältig. Während dieses Einmaischens sollte die Temperatur der vereinigten Maische vorzugsweise nicht 70⁰C übersteigen, damit die Enzymaktivität erhalten bleibt. Bei dieser Stufe wird die kleine Malzmenge, z.B. 10 bis 30 .Gewichtsteile, üblicherweise auch der Maische einverleibt.

Nach dem Vermischen des verflüssigten Nichtgerstenzusatzes mit der Hauptmaische, wobei die Hauptmaische auch den größeren Teil oder die gesamte Menge des in dem betreffenden Maischansatz verwendeten Malzes enthält, läßt man die vereinigte Maische . bei Temperaturen zwischen etwa 60 und etwa 75°C eine vorbestimmte Zeit stehen, währenddessen die durch die Einwirkung des proteolytischen Enzyms auf die Gerste daraus freigesetzten Enzyme, hauptsächlich ß-Amylase, autolytisch und auf die Stärke des im wesentlichen keine Enzyme enthaltenden Getreidezusatzes (wenn er verwendet wird), um zusammen mit den im Malz vorhandenen verzuckernden Enzymen den gewünschten Gehalt an vergärbaren Zuckern zu bilden, ohne daß man Glucoamylase oder ähnliche Enzyme zusetzen muß, um normale Verzuckerung und Vergärbarkeit zu erzielen. Diese Verzuckerung dauert zwischen 1 und 8 Stunden, gewöhnlich 11/2 bis 6 Stunden. Wenn man die Verzuckerung zu lange dauern läßt, können die physiko-chemischen und organo-

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-»-"■■■

leptischen Eigenschaften des aus der Würze hergestellten Biers beeinträchtigt sein.

Am Ende der Verzuckerungsstufe kann die Maische kurz auf eine höhere Temperatur, z.B. 72 bis 78°C, erhitzt werden. Dieses Erhitzen zerstört gewöhnlich die Enzymsysteme und stabilisiert daher die Zusammensetzung der Würze. Nach dem Erhitzen wird die Maische beispielsweise in einen herkömmlichen Brauereiläuterbottich, Maischefilter oder eine Zentrifuge überführt, wo die Würze von den verbrauchten Körnern abgetrennt wird.

Wenn in den voranstehenden Verfahren Gerste als Getreidesubstrat verwendet wird, kann man unter Verwendung einfach eines isolierten proteolytischen Enzyms eine wohl ausgewogene helle Würze mit zufriedenstellendem Stärke- und Proteinabbau erhalten. Darüber hinaus hat eine solche Würze normalerweise vergleichbare Gehalte an vergärbarem· Zucker und an Stickstoff, wie sichtbare Vergärungen von etwa 75$ und mehr, Gesamtstickstoffgehalte von über 900 ppm oder mehr und Formolstickstoffgehalte von etwa 250 bis 350 mg/1, gegenüber Würzen, die mit komplexeren Enzymzubereitungen, wie Gemischen eines proteolytischen und eines ,·/, -Amylase-Enzyms, unter Verwendung der gleichen Maischansätze hergestellt sind, oder gegenüber Würzen, die aus einem herkömmlichen 65 : 35 Malz : Zusatz-Maischansatz erhalten sind.

Die so erhaltene Würze kann direkt zur Bierherstellung nach den StandardVerfahrensstufen verwendet werden und dient dabei als voller Ersatz für eine in herkömmlicher Weise hergestellte Würze, was die erforderliche Anlage vereinfacht und andere wirtschaftliche Vorteile bringt. Als Alternative kann die Würze zu einem Sirup unter Verwendung von beispielsweise einem Vakuumevaporator eingedampft werden. Dieser Sirup kann dann gelagert werden, bis er beispielsweise zum Steigern des Durchsatzes eines herkömmlichen Verfahrens zu Spitzenzeiten gebraucht wird. In diesem Fall wird der Sirup vor Gebrauch mit Wasser verdünnt. Zweckmäßigerweise enthält der Sirup zwischen etwa 70 und etwa 85 Gewichtsprozent Gesamtfeststoffe, vorzugsweise zwischen etwa 75 und B0%.

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Als weitere Alternative kann die Würze zu einem Pulver unter Verwendung von beispielsweise einem Sprühtrockner getrocknet werden, das dann in Wasser gelöst wird und eine Würze je nach Bedarf ergibt. Beim Konzentrieren oder Trocknen ist eine sorgfältige Temperatursteuerung ratsam, um ein Entfärben odeir eine andere Schädigung der Würzeigenschaften zu vermeiden. Gewünschtenfalls können bitter machende Stoffe, wie Hopfen, vor dem Konzentrieren oder Trocknen der Würze hinzugegeben werden.

Beim Umwandeln der Würze zu Bier können die herkömmlichen Verfahren verwendet werden. Beispielsweise wird die Würze mit bit-

w ter machenden Zusätzen, wie Hopfen oder Hoprextrakten, vermischt und gekocht. Die Hitze inaktiviert vollständig die Enzyme und sterilisiert die Würze und bildet das typische normale Aroma und die Farbstoffe, wie Eelanoidine, während die Extraktion des Hopfens Aroma- und konservierende Bestandteile liefert. Die .Würze wird dann gekühlt und durch Zusatz einer geeigneten Brauereihe fe vergoren; zur Herstellung einer alkoholischen Getränkeart, die allgemein unter "Lagerbier" bekannt ist, verwendet man allgemein untergärige Hefe, während obergärige Hefe allgemein für die Herstellung einer alkoholischen Getränkeart verwendet wird, die allgemein als "Ale" bekannt ist. Die Hefe verwendet die in der Würze vorliegenden, normalerweise vergärbaren Zucker..

Dann wird das Bier geklärt oder gefiltert, gewünschtenfalls mit Kohlendioxid versetzt und abgefüllt.

Die folgenden Beispiele, die teilweise Vergleichsversuche beinhalten, sollen zum leichteren und umfassenderen- Verständnis der Erfindung dienen. Die Beispiele dienen nur zur Erläuterung und sollen den Umfang eier Erfindung in keiner Weise beschränken.

Beispiel 1

Dieses Beispiel veranschaulicht die erfindungsgemäße Herstellung von Brauereiwürze und Bier in einem gewerblichen Maßstab in einer Brauerei,

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Tell A - Brauerelwür2e
Rohstoffe

Gerste

Es wurde "Conquest"-Gerste verwendet. Diese Gerste wurde gerei» nigt und dann unter Verwendung eines Seck-L.D.-Mahlwerks gemahlen. Die Siebanalyse des Gemisches war wie folgt:

Sieb mit einer Maschen-	(iewichts~$
weite von	zurückgehalten
2,00 mm	80,26
1,41 mm	12,90
1,00 mm	3,12
0,595 mm	1,85
0,250 mm	1,18
0,149 mm	0,29
weniger als 0,149 mm	0.34
	99.94

Mais

Als Getreidezusatz wurde rohe Maisgrütze mit folgender Analyse verwendet.

Feuchtigkeit	■11,3*
01	0,78*
Extraktgehalt	91,8 d.b. auf Trockenbasis
Siebanalyse Sieb mit einer Maschen weite von	Gewichts-% zurückgehalten
2,00 mm	0
1,41 mm	2,1
1,u0 mm	13,7
0,595 mm	40,6
0,250 mm	38,5
0,149 mm	3,3
weniger als 0,149 mm	1,8
	100,0

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c) Falz

Es wurde gemahlenes Gerstenmalz mit einer diastatischen Aktivität von 130 Linfcner und einem Feuchtigkeitsgehalt von 4-,0$ verwendet. Das KornfeinheitsSpektrum wurde durch Siebanalyse bestimmt und war wie folgt:

Sieb mit einer Maschen	2,00 mm	Gewichts-^
weite von	1,41 mm	zurückgehalten
1,00 mm	59,5
0,595 mm	14-, 9
0,250 mm	10,5
0,14-9 mm	6,9
weniger als 0,14-9 mm	3,2
	1,6.
JLl
99.7

d) Wasser

Es wurde gewöhnliches Brauereiwasser mit einer Gesamthärte von etwa 35 ppm (Calcium = 30 ppm; Sulfate = 5 ppm) verwendet.

e) Salzzusatz

Verdünnte Schwefelsäure und Calciumchlorid wurden in den angegebenen Kengen zu der Hauptmaische und zu der Kochermaische gegeben, um die Härte auf die gewünschten Werte zu bringen.

f) Proteolytisches Enzym

Das verwendete proteolytische Enzym war die Gemüseprotease Papain in Kombination mit Natriummetabisulfit als Aktivator. Die Kombination wurde in Form einer fertigen Zubereitung verwendet, die aus einem innigen Gemisch von 4-6 Gewichtsteilen gepulvertem Papain und 54· Gewichtsteilen gepulvertem Natriummetabisulfit bestand. Die Zubereitung hatte eine Proteaseaktivität von 90 Azocolleinheiten pro mg. Die fertige Zubereitung wurde in dem Maischeverfahren in einer Menge von 1,36 kg verwendet, um etwa 96,5 Azocolleinheiten Proteaseaktiviräo pro jedes Gramm im Maischansatz verwendetes ungemalztes Getreide zu ergeben.

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- is- -

Maischansätz	Gewicht (kg)	Gewichtsteile des ge samten Maischansatzes
Bestandteile	907 363 317	57 23 20
gemahlene Gerste Rohe Maisgrütze Malz- Teil B - Maischverfahren
Stufe a

25 Brewers¹ barrels (im folgenden als bbl. abgekürzt) Brauereiwasser wurden in den Maischbottich gegeben und 1,6 kg Calciumchlorid und 355 ml verdünnte Schwefelsäure wurden hinzugegeben, um die gewünschte Härte und den gewünschten pH-Wert (5»5) zu erzielen.

Calcium (ppm) 100

Sulfat (ppm) 135

Chlorid (ppm)

Das Wasser wurde auf eine Temperatur von 5^⁰C gebracht und die 907 kg gemahlene Gerste wurde hinzugegeben. Der so erhaltene Brei wurde heftig gerührt und, als die Temperatur auf 50⁰C gefallen war, wurden 1,36 kg der voranstehend beschriebenen fertigen Zubereitung, digeriert in etwa 3»8 1 Wasser, hinzugegeben. Der Brei wurde A-O Minuten bei 50⁰C gehalten und wurde in fünfminütigen Abständen heftig gerührt. Danach wurden 317 kg trockenes gemahlenes Malz hinzugegeben und innerhalb 10 Minuten durch Rühren vermengt.

Stufe b

Gleichzeitig wurde die rohe l'iaisgrütze verflüssigt. 363 kg Kaisgrütze wurden zu 6 bbl. Wasser, das mit ^53 g Calciumchlorid behandelt war, in einen Maiskocher gegeben und die Kochermaische wurde auf 50⁰C gebracht. 680 g Brauhaus-Convertase (eine bakterielle Amylasezubereitung, die im Handel von Schwarz Services

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International erhältlich ist), digeriert in Wasser, wurden zu der Kochermaische gegeben. Die Maische wurde innerhalb 20 Minuten auf 70⁰C erhitzt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die Maische innerhalb 35 Minuten zum Kochen gebracht und 5 Minuten gekocht. Die Maisgrütze wurde durch diese Behandlung verflüssigt.

Stufe c

Die verflüssigte Maismaische wurde dann zum Maischbottich hinübergepumpt und dort eingetropft. Die vereinigte Maische wurde heftig gerührt und die Temperatur wurde auf 66⁰C durch direktes ψ Dampfeinleiten angehoben. Die vereinigte Maisehe wurde bei dieser Temperatur 40 Minuten gehalten und dabei periodisch aussetzend heftig gerührt. Während dieser Zeit wurden latente Enzyme, hauptsächlich ß-Amylase, in der gebundenen Gerste durch die Einwirkung des proteolytischen Enzyms in Freiheit gesetzt und die so freigesetzten Enzyme wirkten zusammen mit dem Malz, um die verflüssigte Stärke in vergärbare Zucker umzuwandeln. Die Temperatur der Maische wurde dann innerhalb 5 Minuten auf 73°C erhöht und die Maische wurde unter fortwährendem Rühren \o Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Die Maische wurde dann auf eine Temperatur von 75 bis 76⁰C innerhalb 5 Minuten gebracht, um die Amylase-Enzyme zu inaktivieren.

Stufe d

Die 75⁰C heiße Maische wurde direkt in den Läuterbottich getropft und mit Brauereiwasser von 74°C besprengt. Es wurden 72 bbl. Würze ausgezeichneter Klarheit erhalten· Die Ablaufzeit betrug 155 Minuten, die im Vergleich zu der Ablaufzeit von I50 Minuten recht günstig war, die in dieser Brauerei beim Verarbeiten eines herkömmlichen Maischansatzes (60 : 40 Malz : Zusatz) üblich waren. Die Gesamtzeit für jeden Teil des Brauereizyklus war bequem unter 180 Minuten, was achtmaliges Brauen pro Tag erlaubte.

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Die so erhaltene Würze hatte eine helle Farbe und gut ausgewogene Aminosäure- und Kohlenhydratspektren. Eine Analyse zusammenfassender charakteristischer Eigenschaften ist in Teil A der nachstehenden Tabelle I gegeben. Die Tabelle enthält auch für Vergleichszwecke die Analysen einer typischen herkömmlichen I^alzwürze (60 : 40 Malz : Zusatz), wie sie von dieser Brauerei für die Herstellung ihres Standard-Ales (Teil B) Verwendung findet; die Tabelle enthält ferner die Analysen einer Würze, die durch Behandlung eines ähnlichen Maischansatzes, wie er in diesem Beispiel mir einer komplexen Enzymzubereitung erhalten ist, die gegenwärtig im Handel erhältlich ist, um zum teilweisen MaIzersatz in Brauverfahren (Teil C) verwendet zu werden, hergestellt wurde. Die Analyse dieser Enzymzubereitung, die in flüssiger Form vorlag, zeigte, daß sie 75 <*> -Amylaseeinheiten pro ml und etwa 140 Azocolleinheiten pro ml (durch Umwandlung) zusammen mit anderen, nicht identifizierten Enzymen enthielt.

Die oo -Amylase-Aktivität in diesem und in anderen Beispielen wurae nach einem Verfahren bestimmt, das im wesentlichen ähnlich dem von Stein und Fischer beschriebenen ist (Journal of Biological Chemistry, 232, 869

	Tabelle	I	Teil B	Teil C
Eigenschaft	Teil	A	11,8	11,6
Extrakt (0P)	11,8		956	868
Gesamtstickstoff (ppm)	974		315	209
Formolstickstoff (ppm)	256		5,05	V3
pH	5,05		79, to	0, 1D
Sicntbare Vergärung {%)	77,5
Teil B - Bier

Die Würze wurde direkt in Bier nach folgendem Verfahren umgewandelt, das identisch jenem war, das in dieser Brauerei normalerweise zur Herstellung ihres Ales verwendet wird. Vor dem Beginn

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des Kochens wurden 200 g verdünnte Schwefelsäure zu der Würze gegeben. Die Würze wurde 90 Minuten gekocht. 45 Minuten vor dem Ende des Kochens Wurden 4,5 kg Hopfen, 15 Minuten vor deni Ende des Kochens 700 g Karrageentang (Irish moss) und schließlich 10 Minuten vor dem Ende des Kochens weitere 6,3 kg Hopfen hinzugegeben. Während des offenen Kochens verringerte sich das Volumen durch Verdampfen von 72 bbl. auf etwa 69 bbl. Nach Beendigung des Kochens wurde die Würze durch einen Läuterbottich geleitet, von dem sie langsam in einen heißen Würztank geleitet und sofort zu einem Plattenkühler überführt wurde, wo sie innerhalb 50 Minuten auf 1£°C abgekühlt wurde. Die gekühlte Würze wurde dann belüftet, um einen Gehalt an gelöstem Sauerstoff von·12 bis 15 ppm zu ergeben; dann wurde die Würze in die Gäranlagen geleitet und bei 12⁰C mit einer Lagerbierhefe Saccharomyces carlsbergensis in einer Menge von 175 g gepreßte Hefe pro bbl. "angestellt". Nach siebentägigem Gären mit einem sichtbaren Extrakt von 2,1⁰P wurde das Junge vergorene Bier von der Hefe abdekantiert und in den ersten AbIagerungstank geleitet, wo dieses Bier mit der gleichen Menge Bier aus dem unter identischen Bedingungen durchgeführten zweiten Braugang (die Würze hatte im wesentlichen die gleichen Eigenschaften) vermischt wurde. Der vereinigte Ansatz wurde 7 Tage bei -I⁰G unter einer CO₂-Atmosphäre (1,055 at) gehalten. Anschließend wurde das Bier mit einem Silikatadsorbens .(clearfil) behandelt, um die Proteinstabllität zu verbessern, und dann in einen zweiten Ablagerungstank geleitet, wo es 10 Tage bei -I⁰C gehalten wurde. Es wurden 14 g kühlfest machendes Mittel auf Papainbasis (doppelt starkes Protesal), 168 g Natriummetabisulfit und 450 g eines Alginate (Kelcoloid) zu dem Bier gegeben. Nach der zweiten Ablagerung wurde das Bier durch Filtration durch ein Filterbett aus Diatomenerde geklärt. Dann wurde das Bier unter einer C0₂-Atmosphäre -in Flaschen abgefüllt; vor dem Verschließen wurden die Flaschen abgezapft, um gelösten Sauerstoff freizusetzen.

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Das in Flaschen abgefüllte Bier wurde bei Raumtemperatur oder in einer Kühlanlage bei +4-⁰C gelagert. Der Geschmack wurde sofort nach dem Abfüllen und während der Lagerung überprüft. Das gereifte Bier wurde anhand physikalisch-chemischer Analysen und organoleptischer Prüfungen, beurteilt. IrjÄer nachstehenden Tabelle II sind die entsprechenden Ergebnisse wie auch die Analyse eines handelsüblichen Kontrollbiers, das aus der Würze des Teils B erhalten war, und des Gerstenbiers aufgeführt, das aus der Würze des Teils G erhalten war.

	Tabelle	0,35	II	herkömmliches Malzbier (Kontrolle)	Gerstenbier nach dem Stand der Technik (Vergleich)
Eigenschaft	Gerstenbier (erfindungs gemäß )	2,8	2,5	2,8
Sichtbarer Extrakt (Ji)	2,2	4,2	4,3	4,5
Realer Extrakt	3,97	0,16	78,0	76,1
Sichtbare Vergärung (%)	81,0	15,0	3,75 4,80	3,71 4,?4
Alkohol (Gew.-%) (Volumen-?*)	3,93 5,01	126	11,6	11,7
berechneter ursprüng licher Extrakt (°P) 11,6	0,09	0,37	0,32
berechnetes Protein (*)	9	2,7	2,7
Farbe (SRM)	2,80	4,0	4,3
PH	0,9	0,14	0,18
Acidität {%)	'.U1S) 120 130	18,0	19,0
Isohumulon (IBU)	136	132
Schaum (SIGMA)	0,09	0,15
Diacetyl (ppm)	8	8
SO2 (ppm)	2,82	2,85
CO2 (vol.)	0,9	0,8
Luft (ml)	160 170	150 150
Force Haze Test (F.l 1 Woche 3 Monate

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Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß das Gerstenbier des Teiles A in fast Jeder Hinsicht ähnlich dem Kontrollbier ist mit der Ausnahme, daß es eine überlegene Schaumstabilität und einen höheren Alkoholgehalt aufweist. Seine Eigenschaften sind im allgemeinen besser als jene des Gerstenbiers des Standes der Technik des Teils C, insbesondere hinsichtlich des höheren Wertes der sichtbaren Vergärung von 81,0£ im Vergleich zu 76,1$. Hinsichtlich der organoleptisehen Eigenschaften zeigte eine statistische Analyse der von erfahrenen Brauereischmeckergruppen erhaltenen Ergebnisse, daß es weder für das Gerstenbier der Erfindung noch für das herkömmliche Malzbier eine klare Bevor* zugung gab, daß es jedoch eine geringe Bevorzugung für beide gegenüber dem aus der Würze des Teils G (komplexe Enzymzubereitung) erhaltenen Gerstenbier gab. Das Gerstenbier des Teils A hatte einen milden bis mittleren Hopfencharakter und insgesamt Geschmacksfülle mit einem sauberen und neutralen Aroma.

Beispiel 2

Dieses Beispiel veranschaulicht die erfindungsgemäße Herstellung einer Brauereiwürze und eines Biers in der gleichen gewerblichen Brauerei wie in dem vorhergehenden Beispiel; Jedoch wurde ein unterschiedlicher Maischansatz und ein unterschiedliches Brauverfahren verwendet.

Teil A - Brauereiwürze Maischansatz

Bestandteil Gewicht (kg) Gewichtsteile des Gesamten

Gemahlene Gerste ⁺ ' 952 68

Malz ⁺⁺⁾ 453 32

Ähnlich der in Beispiel 1 verwendeten Gerste. ' Es wurde gemahlenes Gerstenmalz (80£ Conquest : 20£ Betzes) mit einer diastatischen Aktivität von 130° Lintner und einem Feuchtigkeitsgehalt von 4,O^ verwendet. Die durch Siebanalyse bestimmte Kornverteilung war die folgende:

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	2158319	Gewichts-Jfc
Sieb mit einer Maschen	zurückgehalten
weite von	59,5
2,00 mm	1^,9
1,41 mm	10,5
1,00 mm	6,9
0,595 mm	3,2
0,250 mm	1,6
0,1*4-9 mm	3,9
weniger als 0,149 mm

100.5

Enzyme

Es wurde eine Zubereitung verwendet, die aus einer innigen Mischung von 45 Gewichtsteilen gepulvertem Papain, 5 Gewichtsteilen gepulvertem Picin und 50 Gewichtsteilen Natriummetabisulfit als Aktivator bestand. Diese Zubereitung hatte eine Aktivität von 84 Azocolleinheiten pro mg. Die fertige Zubereitung wurde in dem Maischverfahren in einer Menge von 1,2 kg verwendet, um etwa 94 Azocolleinheiten Proteaseaktivltät pro jedes Gramm im Kaischansatz verwendetes, ungsmalztes Getreidekorn, in diesem Fall nur Gerste, zu erzielen.

Maischzyklus Stufe a)

25 bbl. Brauereiwasser wurden in den Maischbottich gegeben und Calciumchlorid und verdünnte Schwefelsäure wurden wie in ueispiel 1 hinzugefügt. Das Wasser wurde auf eine bleibende Temperatur von 69°C gebracht und V52 kg Gerste wurden hinzugefügt. Der so erhaltene Brei wurde heftig gerührt und, als die Temperator auf 66°C gesunken war, wurden 1,2 kg der fertigen proteolytisches Enzym-Aktivator-Zubereitung, digeriert in etwa 3,Bl tfasner, hinzugegeben. Man ließ den Breit bei 66°C 40 Minuten stehen und rührte ihn in zehnminütigen Intervallen heftig.

Stufe b)

453 kg Brauereiwürze wurden zu mit 450 g Calciumchlorid behan-

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delte b bbl. Wasser in einem Kocher gegeben und die Malzmaische wurde auf 40⁰C gebracht. Man ließ sie bei dieser Temperatur 30 Minuten stehen. Dann wurde sie innerhalb 30 Minuten auf 66⁰C gebracht und sofort anschließend in den Maischbottich gepumpt und eingetropft. Man ließ die vereinigte Maische bei 66⁰G 40 Minuten stehen, wobei alle 10 Minuten heftig gerührt wurde. Dann wurde die Maische innerhalb 10 Minuten auf 72°C gebracht; bei dieser Temperatur ließ man sie unter fortwährendem Rühren 15 Minuten stehen. Die Maische wurde dann innerhalb 5 Minuten auf 75 bis 76 C gebracht, um aie Enzyme zu inaktivieren, und dann direkt in den Läuterbottich getropft, wo sie bei 74 G mit Brauereiwasser besprengt wurde. Es wurden 72 bbl. klare Würze in einer Ablaufzeit von 155 Minuten erhalten. Die Analyse dieser Würze ist in der nachstehenden Tabelle HI_- zusammengefaßt.

Tabelle III Eigenschaft

Extrakt (⁰P) 9,9

Gesamtstickstoff (ppm) y5ü

Formolstickstoff (ppm) 274

PH 5,0

Sichtbare Vergärung 74,5

} Nach dem Verfahren des voranstehenden Beispiels wurde diese Würze zu einem Bier vergoren, das Bier mit einer ahnlichen Menge eines in einem zweiten Ansatz erhaltenen Biers vermischt, gereift und abgefüllt. Die Analyse dieses Biers ist in der nachstehenden Tabelle IV zusammengefaßt:

Tabelle IV	Eigenschaft	1,5
Sichtbarer Extrakt (%)	3,00
Realer Extrakt {%)	3,53
Alkohol (Gewichts-;*)	4,50
(Volumen-^)

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Fortsetzung Tabelle IV

berechneter ursprünglicher

Extrakt (⁰P) 10,0

Protein (%) ' 0,37

Farbe (SRM) 2,8

pH 4,15

Isohumulon (IBU) 15,0

Schaum (SIGMA) 10? Diacetyl (ppm) 0,10 ..

SO₂ (ppm) 3,0

UO₂ (vol.) 2,69 .

Luft (ml) 0,7 · ,

Force Haze l'est (F.T.U's.)

1 Woche 130

3 Monate 140

Das sehr annehmbare Bier hatte einen leichten bis mäßigen Körper und milde bis mäßige Hopfeneigenschaften.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht anhand von vergleichbaren Maischansätzen, daß die Wirkung eines Protease-Enzyms alleine erfindungsgemäß eine Brauereiwürze mit im wesentlichen den gleichen Eigenschaften ergibt, wie sie unter Verwendung eines Gemisches aus Protease-Enzym und einem a6-Amylase-Enzym nach dem Stand der Technik erhalten werden. Die Versuche wurden in üblichen Laboratoriums-Maischgeräten mit Maischbechern durchgeführt.

Maischansatz (pro ftaischbecher)

Bestandteil Gewichtsteile

Malz 20

Entsehalte gemahlene Gerste 80

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Die gesamte Gerste (Conquest) wurde in einem Gerstensehäler entschalt. Die Körner wurden zu einer Teilchengröße von 0,841 mm vermählen und mit den Schalen (9Ö\ : 10 Körner : Schalen) vereinigt. Das KaIz war ein gewöhnliches gemahlenes KaIz, das mit Gibberellinsäure behandelt war, von 230° Lintner.

Protease-Enzym

Das Frotease-Enz'ym war ein Papain, das dem in Beispiellverwendeten ähnlich war. Dieses Papain hatte etwa 168 Azocolleinheiten pro mg und bei allen Versuchen wurden 80 mg dieses Enzyms (entsprechend etwa 42 Azocolleinheiten Proteaseaktivität pro | Gramm Gerste) zu jedem Becher in Kombination mit 96 mg Natriummetabisulfit, gegeben.

oC -Amylase

Die in den Vergleichsversuchen verwendete oC-Amylase war eine vom Bacillus Subtilis ATGC 21556 stammende gereinigte bakterielle oC-Amylase mit einer Aktivität von 3160 oc -Amylase-Einheiten pro mg und mit keiner meßbaren proteolytisehen Aktivität. Dieses Enzym wurde zu den Bechern in einer Menge von 2 mg und 4 mg (wie angegeben) entsprechend 54 bzw. 108 oC-Amylase-Einheiten pro Gramm Gerste gegeben.

Mai schverfahren

J.J.

140 ml Maischwasser mit eine» pH-Wert von 5,b (100 ppm Ca ) wurden auf eine bleibende Temperatur von 41°C in dem Maischbecher gebracht; dann wurden die Salze, Enzyme und die Gerste und das Malz in dieser Reihenfolge hinzugegeben, wobei zwischen jeder Zugabe etwa 30 Sekunden sorgfältig gemischt wurde. Der Brei wurde während des ganzen Maischzyklus heftig gerührt. Die Maische wurde 30 Minuten auf 41⁰C gehalten, innerhalb 20 Minuten auf 66°C gebracht, bei dieser Temperatur 40 Minuten stehen gelassen, innerhalb 10 Minuten auf ?2°C gebracht und bei dieser Temperatur 15 Minuten stehen gelassen und schließlich innerhalb 5 Minuten auf 75°C gebracht, um die Enzyme zu inaktivieren. Die Maische wurde dann geläutert und die Lauterungszeit notiert. Die Klar-

209840/0076 "³^

heit des Ablaufs wurde entsprechend einer Bewertungsskala von 1 bis 5, beginnend mit einer trüben, wolkigen Würze bis zu einer klaren, leuchtenden und moussierenden Würze, visuell bestimmt. Die Stärkeumwandlung wurde mit dem Jod-Farbtest überprüft.

Ergebnisse:

Die Analyse der in den verschiedenen Ansätzen erhaltenen Würzen ist in der nachstehenden Tabelle V aufgeführt, die auch die Werte für einen Malzkontrollansatz (60 Teile Gerstenmalz : 40 Teile Mais), der unter identischen Bedingungen durchgeführt wurde, enthält.

	Tabelle	V	Nr. 3	Kontrolle
Eigenschaft	Nr. 1	Ansatz Nr. 2	14,1	13,15
Extrakt (0P)	14,06	14,0	1454	1420
(ieoamtstickstoff (ppm)	1407	1480	363	358
Pormolstickstoff (ppm)	366	34b	2,9	2,8
Sichtbarer Extrakt nach rascher Vergärung ( P)	3,3	3,0	79,4	79,7
Sichtbare Vergärung (%)	76,5	76,4	13,78	13,64
berechneter Extrakt (0P)	13,73	13,68	94,6	95,0
Umwandlung (Ji)	94,3	93,9	5	5
Ablaufklarheit	4	5	25	30
Ablaufzeit (Minuten)	35	30	gut	gut
Stärkeumwandlung	gut	gut

Ansatz Nr. 1: 80 mg Papain + 96 mg Natriummetabisulfit + 2 mg

ji. -Amylase.
Ansatz Nr. 2: 80 mg Papain + 96 mg Natriumruetabisulfit + 4 mg

oC -Amylase.
Ansatz Nr. 3: 80 mg Papain + 96 mg Natriummetabisulfit.

209840/0076

Schlußfolgerung

Die in der voranstellenden Tabelle angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Würze (Ansatz Nr. 3) ein ähnliches Stickstoffprofil wie die Würze der Ansätze Nr. 1 und 2 und die Malzkontrolle hatte. Die Würze des Ansatzes Nr. 3 hatte jedoch einen deutlich niedrigeren Wert des sichtbaren Extraktes als die Ansätze Nr. 1 und 2 und hätte daher eine größere sichtbare Vergärung, was einen wichtigen Vorteil bedeutet, da die Würze des Ansatzes Nr. 3 einen höheren Gehalt an vergärbarem Zucker hatte. Ein weiteres überraschendes und vorteilhaftes Merkmal ist, daß eine etwas höhere Umwandlung der gemahlenen Gerste in Ansatz Nr. 3 im Vergleich zu den Ansätzen Nr. 1 und 2 erhalten wurde.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht die .erfindungsgemäße Verwendung von Gemischen aus zwei verschiedenen Protease-Enzymen (Papain und Ficin) und, für Vergleichszwecke, von Gemischen aus Protease- und du -Amylase-Enzymen. Die verschiedenen Ansätze wurden in üblichen Laboratoriums-Maischgeraten mit Kocher und Maischbechern durchgeführt. Es wurden die folgenden Rohstoffe verwendet:

Maischansatz

Bestandteil Gewichtsteile

Gerste 40

Mais 40

Malz 2u

Man ließ die Gerste eine Stunde in 50 ml Wasser von 47°C quellen. Das Wasser wurde abgelassen und seine Menge bestimmt. Sofort nach dieser Stufe wurde die Gerste zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 1,41 mm vermählen. Der Mais wurde ebenfalls zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa

-36-209840/0076

1,41 mm vermählen. Das Malz war ein mit.Gibberellinsaure behandeltes Brauereimalz von 190° Lintner.'In den verschiedenen Ansätzen wurden folgende Enzymkombinationen verwendet«

Ansätze Nr. IA und IB (erflndungsgemäfl)

Papain

Gewicht (pro Becher) Aktivität pro mg

Aktivität pro g -ungemalztes Getreidesubstrat

Picin

Gewicht
Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Getreidesubstrat

Gesamtproteaseaktivität pro g ungemalztes üetreidesubstrat 36 mg

84 Azocolleinheiten 40 Azocolleinheiten

4 lüg

84- Azocolleinheiten 4,5 AzocoXieinhei ten 44,5 Azocolleinheiten

Ansätze Nr. 2A und 2B (Vergleich?

Papain
Gewicht
Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Ge treide substrat

cJ -Amylase
Gewicht
Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Getreidesubstrat 36 mg

84 Azocolleinheiten 40 Azocolleinheiten

4 mg
ot -Amylase-Einheiten

oC-Amylase-Elnheiten

-37-

2098A0/O0

Ansätze Nr. 3A und 3B (Vergleich)

Papain

Gewicht 34 mg

Aktivität pro mg 84 Azocolleinheiten

Aktivität pro g ungemalztes Getreidesubstrat 38 Azocolleinheiten

Picin

Gewicht 3 mg

Aktivität pro mg 84 Azocolleinheiten

Aktivität pro g Getreidesubstrat 3,5 Azocolleinheiten

oC -Amylase '

Gewicht 3 mg

Aktivität pro mg 2 600 ot-Amylase-Einheiten

Aktivität pro g Getreide subs trat 104ct-Amylase-Einheiten

' Ein im Handel erhältlicnes Amyloglucosidase-Enzym, das zusätzlich zu der ot-Amylaseaktivität eine Glucoamylaseaktivität von 5x10"-* u.U. pro mg hatte.

Maischzyklus

Das Maischwasser mit einem pH-Wert von 5_f4 (100 ppm Ca ⁺) wurde in den Maischbechern auf eine bleibende Temperatur von 40⁰C gebracht; dann wurden die Salze, Enzyme, die Gerste und das Malz in dieser Reihenfolge in die Maischbecher gegeben, wobei nach jeder Zugabe etwa 30 Sekunden sorgfältig gemischt wurde. Der Brei wurde während des ganzen Maischzyklus heftig gerührt. Man ließ die Hauptmaisehe 20 Minuten bei 40⁰C stehen. Eine Getreidezusatzmaische wurde hergestellt, indem man 100 ml Maischwasser (Ca a 160 ppm) auf eine bleibende Temperatur von 50⁰C in den Kocherbeohern brachte. Der gesamte Mais wurde zusammen mit 2 ml Brauhaus-Convertase in die Kocherbecher gebracht und der Brei wurde 5 Minuten gerührt. Dann wurde der Best des Maises hinzugegeben und, während fortwährend gerührt wurde, wurde die Temperatur innerhalb 15 Minuten auf ?0°C erhöht; bei dieser Temperatur ließ man die Maische 15 Minuten stehen; dann wurde sie In-

209840/00 76 .38-

nerhalb jju Minuten auf 90 G gebracht und schließlich 2 Minuten gekocht. Der kochende Zusatz wurde in die Hauptmaische getropft, deren Temperatur innerhalb 15 Minuten auf 65°C erhöht wurde; bei dieser Temperatur ließ man die Hauptmaische drei Stunden stehen. Dann wurde die Maische innerhalb 10 Minuten auf ?2°C gebracht, um die darin enthaltenen Enzyme zu inaktivieren. Dann wurde die Maische geläutert und das Läuterungsbett wurde mit Wasser von 72°C bis zu einem Würze-Gesamtvolumen von 610 ml beaprengt. Die so behandelte Würze wurde dann eine Minute gekocht, auskühlen gelassen und dann vor der Analyse wieder auf 610 ml gebracht.

Ergebnisse:

Die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze sind in der nachstehenden Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI

Eigenschaft

Nr.IA Nr.IB

Ansatz

Nr. 2A Nr*2B Nr.3A Nr.JB Malzkontrolle 60 :

Jtixtratct {°f) 9,t>	9,7	9,7	9,6	9,7	9,6	10,1
sichtbarer Ex trakt nach ra scher Vergärung (0P) 1,7	1,7	1,8	1,8	2,0	1,9	1,8
sichtbare Ver gärung (%) 82,3	b2,5	81,4	öl,3	79,4	80,2	82,2
Gesamtstick stoff (ppm) 973	95*	1050	1043	777	770	990
Formolstick- storf (ppm) 199	204	199	207	200	199	212
SchlußroiKerung:

Die in der voranstehenden Tabelle angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die in Ansatz Nr. 1 erhaltene Würze die Eigenschaften der KaIz-Kontrollwürze sehr nahe erreicht. Es ist deutlich, daß die tfürze aes Ansatzes Nr. 1 eine höhere sichtbare Vergärung als die Würze der Ansätze Nr. 2 und J hatte, bei denen das oC -Amylase—Enzym zusammen mit einem Protease-Enzym verwendet wurde.

209840/0076 -3*-

Beispiel 5

Dieses Beispiel veranschaulicht, welchen Effekt verschiedene Malzgehalte und welchen Effekt verschiedene Enzymsysteme auf die Würzeigenschaften haben.

Der in den drei Ansätzen verwendete Maischansatz enthielt nur gemahlene Gerste und Brauereimalz in den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Proportionen. Die Gerste wurde in einem Laboratoriums-Mahlwerk auf eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1,4-1 mm vermählen. Das Malz war gewöhnliches Brauereimalz mit einer diastatischen Aktivität von 136° Lintner. Die folgenden Enzymsysteme wurden in den drei Ansätzen verwendet:

Ansatz Nr. 1

Papain

Gewicht (pro Becher) Aktivität pro mg Aktivität pro g ungemalzte Gerste

4-0 mg =-'

84- Azocolle inhe i ten 38 Azocolleinheiten

Ansatz Nr. 2

uC-Amylase (gereinigt) Gewicht (pro Becher) Aktivität pro mg

1,5 mg

3150 .^-Amylase-Einheiten

Aktivität pro g ungemalzte Gerste 55 x-Amylase-Einheiten

Ansatz Nr. 3

Papain

Gewicht (pro Becher) Aktivität pro mg Aktivität pro g ungemalzte Gerste

4-0 mg

84- Azocolleinheiten 38 Azocolleinheiten

χ-Amylase (gereinigt)

Gewicht (pro Becher) 1,5 mg

Aktivität pro mg 3160 A-Amylase-Einheiten

Aktivität pro g ungemalzte Gerste 55 oc-Amylase-Einheiten

209840/0076

-4-0-

- «Hi -

Ss vmrde jeweils folgender Maisch'zyklus angewendet. 250 ml behandeltes Brauereiwasser wurde in den Maischbechern auf eine Temperatur von 45° C gebracht; dann wurden die Salze, das bzw. die Enzym(e), die Gerste und das Malz: in dieser Reihenfolge hinzugegeben, wobei man nach jeder Zugabe etwa 30 Sekunden sorgfältig mischte. Der Brei wurde während des ganzen Maischzyklus heftig gerührt. Die Maische wurde 60 Minuten auf 45°C gehalten, dann innerhalb 45 Minuten auf 66°C gebracht und bei dieser Temperatur 375 Minuten stehen gelassen und schließlich innerhalb 5 Minuten auf 75°G gebracht, um die Enzyme zu inaktivieren. Die abgekühlte Maische wurde dann analysiert. Die für die verschiedenen Ansätze erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VII zusammengefaßt:

	Gerste Brauerei malz Gewichtsteile	0	Tabelle	VII -	4,5	4,5	Extrakt Ansatz Nr. 1	0P Ansatz Nr." 2	-
Teil	100	5		5,4	5,3	11,7	12,8	Ansatz Nr. 3
A	95	10	sichtbarer Extrakt nach rascher Ver gärung (0P) Ansatz Ansatz Ansatz Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3	4,9	4,8	13,4	13,4	12,7
B	90	20	5,5	3,9	4,0	13,9	13,9	13,6
C	80	25	4,6	3Λ	3,3	13,5	13,5	13,9
D	75	30	4,8	3,7	3,6	14,1	14,1	i4,l
E	yo	3,7	Tabelle VII	13,9	14,2	14,2
F		3,5				14,0
	3,7
	Portsetzung

Teil Gesamtstickstoff (ppm) Ansatz Ansatz Ansatz Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3

Pormolstickstoff (ppm) Ansatz Ansatz Ansatz Nr. 1 Nr. 2. Nr. 3

A	1.099	H 54	IH3	280	216	272
B	1092	952	1120	283	246	290
ü	1225	1043	1246	313	263	314
D	1262	IO32	I256	330	287	336
E	1234	1092	1085	360	3IO	309
P	I302	1162	1344	377	341	392

209840/0076

-41-

Schlußfolgerung:

Hinsichtlich der verwendeten Enzymsysteme bestätigen die in der -voranstellenden Tabelle angegebenen Ergebnisse weiter, daß ein Protease-Enzym alleine (Ansatz Nr. 1) eine ebenso wirksame Umwandlung wie die Kombination einer Protease und eines öl-Amylase-Enzyms bei vergleichbaren Gehalten (Ansatz Nr. 3) und eine höhere Umwandlung gegenüber jener ergibt, die unter Verwendung einer oC-Amylase alleine (Ansatz Nr. 2) erhalten wurde. Hinsichtlich des Malzgehaltes zeigen die Ergebnisse, daß die Würzeigenschaften, wie es die Stickstoff- und Kohlenhydratprofile zeigen, mit steigendem Malzgehalt bis zu etwa 20 Gewichtsteilen deutlich verbessert werden, daß jedoch die Eigenschaften bei 25 bis 30 Gewichtsteilen Malz nicht sehr von denen mit 20 Gewichtsteilen verschieden sind.

Beispiel 6

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Brauereiwürzen und ihre Umwandlung in Bier in einer Brauereitechnikums anlage unter Verwendung der nachstehenden unterschiedlichen Enzymeysteme und Maischansätze.

Maischansatz Ansatz Nr. 1

Gemahlene Gerste

Ansatz Nr. 2

Gemahlene Gerste Malz⁺⁺⁾

Ansatz Nr. 3

Gemahlene Gerste Malz⁺⁺⁾

Gewicht (kg) Gewichtsteile

αχ.	81
1,9	19
8,1	81
1,9	19
7,1	72
2,8	28

209840/0076

215831S

Enzyme
Ansatz Nr. .1

Papain

Gewicht Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Gers tensubs trat

Ansatz Nr. 2

Papain
Gewicht Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Gerstensubstrat

.*. -Amylase Gewicht Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Gerstensubstrat

Ansatz Nr. 3

■*- -Amylase (gereinigt) Gewicht Aktivität pro mg

Aktivität pro g ungemalztes Gerstensubstrat

8 g
84· Azocolleinheiten

80 Azocolleinheiten

8g-8Λ Azocolleinheiten

80 Azocolleinheiten

mg
3I6O ot-Amylase-Einheiten

78 oL - Amy lase-Einhe i ten

mg
3I6O oc-Amylase-Einheiten

81 yc-Amylase-Einheiten

Es wurde Conquest-Gerste verwendet. Diese Gerste wurde gereinigt und dann entschalt, wobei 10 Gew.-% Schalen erhalten wurden, und die Schalen wurden durch Absaugen abgetrennt. Die Gerstenkörner wurden dann in einem Hobart-Modell 2020-Mahlwerk auf eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 2 mm gemahlen, wobei jedoch keine nennenswerten Mengen an feinen Teilchen gebildet wurden, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,250 mm p;ehen würden.

' Gewöhnliches Brauereimalz mit einer diastatischen Aktivität von 137° Lintner wurde verwendet.

209840/00 76 "^³"

Verfahren (Ansätze Nr. 1 bis 3)

Die Gerste und das Malz wurden in 35 1 Wasser von ^J-O⁰C in einem Maischbottich mit Dampfmantel digeriert. Das bzw. die entsprechenden Enzym(e) wurden zu dem Brei zusammen mit 9,6 g Natriummetabisulfit und 21,2 g Gips gegeben. Die Maische wurde 30 Minuten auf 4-O⁰C gehalten, dann wurde die Temperatur innerhalb 20 Minuten auf 66⁰C erhöht; diese Temperatur wurde 60 Minuten gehalten, bevor sie innerhalb 10 Minuten auf 72°C erhöht wurde. Nach 15 Minuten bei 72⁰C wurde die abgebaute Maische auf 75°G gebracht und 5 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Die Maische wurde geläutert und mit Wasser von 7^⁰C fc bis auf ein Gesamtvolumen von 61,3 1 Würze besprengt. Wach dem Läutern und Besprengen wurde die Würze in den Kessel überführt. Die Würze, zu der etwa 72 g Hopfen gegeben wurden, wurde in dem Kessel 90 Minuten gekocht, währenddessen das Volumen von 61 1 auf 56 1 fiel. Die Würze wurde dann auf 58°C in einem glatten Kühler abgekühlt und danach analysiert. Die für die Würzen der Ansätze Nr. 1 bis 3 erhaltenen Werte sind in der nachstehenden Tabelle VIII zusammengefaßt.

Tabelle VIII

Eigenschaft Ansatz Nr. 1 Ansatz Nr. 2 Ansatz Nr.

(erfindungs- (Vergleich) (Vergleich) gemäß)

Extrakt (⁰P) 10,0 9,9 9,7

sichtbarer Extrakt
nach rascher Vergärung (⁰P) , 3,1 3,1 3,2

sichtbare Vergärung

{%) ' 69,00 68,68 67,01

Gesamtstickstoff (ppm) 1015 1098 910 Pormolstickstoff (ppm) 302 277 23^-

Die Ergebnisse zeigen, daß die in Ansatz Nr. 1 erhaltene Würze, bei dem ein Protease-(Papain)-Enzym alleine zur Umwandlung verwendet wurde, überlegene Eigenschaften gegenüber den·Würzen der Ansätze Nr. 2 und 3 hatte, bei denen ein Gemisch aus einer Protease und einem ut-Amylase-Enzym (entsprechendem Stand der Tech-

209840/00 76

nik) bzw. ein -d, -Amyiase-Enzym alieine verwendet wurden. Bemerkenswert ist, daß die Würze des Ansatzes Nr. 1 eine etwas höhere sichtbare Vergärung aufwies.

Die Würzen wurden dann nach einem ähnlichen Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu Bier vergoren.

Die voranstehenden Beispiele zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine sehr annehmbare Brauereiwürze und ein sehr annehmbares Bier aus einem Maischansatz liefert, bei dem ein Großteil der Getreidekörner ungemalzt sind, wobei man ein proteolytisches Enzym als einziges zugesetztes isoliertes Enzym zur Bewirkung der Umwandlung verwendet. Dies ist im Gegensatz zum Stand aer Technik, der den Ersatz von l^vialz als erstes enzymatisches Mittel in einem Maischansatz betrifft und lehrt, daß ein isoliertes Enzymsystem erforderlich ist, das sowohl proteolytische als auch X-Amylaseaktivität enthält.

Obgleich die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert worden ist, versteht es sich, daß Modifizierungen und Abänderungen verwendet werden können, ohne den allgemeinen Erfindungsgedanken und den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie der Fachmann leicht einsehen wird. Solche Abänderungen und Modifikationen fallen daher unter den Schutzumfang der Ansprüche.

209840/00 7 6 BAD ORIGINAL

Claims (16)

(Neue) Patentansprüche

1. "Verfahren zur Herstellung einer Brauereiwürze aus

einem Maischansatz, der wenigstens 2o Gewichtsteile an Enzymen reiche, rohe Getreidekörner und etwa 5 " bis 35 Gewichtsteile Malz, bezogen auf das Gewicht des Maischansatzes, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Stufen durchlaufen werden:

A. Vermengen der Getreidekörner mit einem isolierten proteolytischen Enzym und Wasser unter Bildung einer wäßrigen Maische;

B. Halten der Maische bei:

1) einem ph-Wert zwischen etwa 4,9 und etwa 6,5,

2) einer Temperatur zwischen etwa 4o°C und etwa ) 60⁰C,

3) bis zu etwa 48o Minuten lang,

wobei das proteolytische Enzym auf die an Enzymen reichen, rohen Getreidekörner einwirkt und gebundene ß-Amylase- und andere darin enthaltene Enzyme freisetzt;

C. Zusatz des Malzes zu irgendeiner Zeit während der Stufen A und B;

D# Erhöhen der Maischtemperatur auf eine Temperatur im Bereich von etwa 60 bis etwa 75°C und Halten

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eingegangen

der Maische bei dieser Temperatur, bis die gewünschte -Menge vergärbarer Zucker gebildet istj und dann .

E. Abtrennen der Würze von den restlichen Feststoffen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Maischansatz verwendet, zu dem auch etwa 45 Gewichtsteile eines stärkehaltigen, an Enzymen armen Getreidekornzusatzes gehören und die an Enzymen reichen, rohen Getreidekörner Gerste, Weizen oder Roggen sind,

J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Maischansatz verwendet, zu dem etwa 2o bis etwa 55 Gewichtsteile an Enzymen reiche, rohe Getreidekörner, wie Gerste, zwischen etwa Io und etwa 35 Gewichtsteile Malz und zwischen etwa 2o und etwa 4o Gewichtsteile eines stärkehaltigen, an Enzymen armen Getreidekornzusatzes gehören.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Maische zwischen etwa 4o und etwa 24o Minuten bei einer Temperatur zwischen etwa 4o und etwa 6o°C stehen läßt.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Maische unmittelbar vor der Abtrennstufe kurz auf eine Temperatur erhitzt, die die darin enthaltenen Enzyme inaktiviert.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das

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proteolytische Enzym in einer Menge von wenigstens etwa Io Azocolleinheiten pro Gramm ungemalzter Getreidekörner im Maischansatz verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das proteolytische Enzym in einer Menge zwischen etwa 3o und etwa 3oo Azocolleinheiten pro Gramm ungemalzter Getreidekörner im Maischansatz verwendet.

t 8. Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß man das proteolytische Enzym in einer Menge zwischen etwa 4o und etwa l6o Azocolleinheiten pro Gramm ungemalzter Getreidekörner im Maischansatz verwendet,

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als proteolytisches Enzym eine Pflanzenprotease verwendet. ■

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man alsproteolytisches Enzym

ψ Papain verwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 9? dadurch g e k e η η -

ζ e i ohne t , · daß man als proteolytisches Enzym Ficin verwendet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß man als proteolytisches Enzym eine bakterielle Protease verwendet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzei chnet , daß man als proteo-

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ORIGINAL INSPECTED

lytisches Enzym eine Pilzprotease verwendet.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzej. c h η e t~, daß man das proteolytische Enzym in Kombination mit einem Aktivator dafür verwendet..

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aktivator ein Reduktionsmittel verwendet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η zeichnet^, daß man als Aktivator Natriummetabi sulfit verwendet,

17* Verfahren nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltene Würze zu einem Sirup konzentriert,

l8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltene Würze zu einem Pulver trocknet.

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