DE2755067C3

DE2755067C3 - Herstellung von Brauwürze

Info

Publication number: DE2755067C3
Application number: DE19772755067
Authority: DE
Inventors: Naoki Hashimoto; Hidemasa Yokohama Hidaka; Toru Kawasaki Oneda; Gunma Takasaki; Kazuo Yoshioka
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd; Meiji Seika Kaisha Ltd
Current assignee: Kirin Brewery Co Ltd; Meiji Seika Kaisha Ltd
Priority date: 1976-12-11
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1980-12-11
Also published as: DE2755067B2; CH628372A5; GB1540552A; FR2378853B1; DE2755067A1; DK549577A; NL7713669A; CA1089381A; NL189677C; FR2378853A1; DK148775B; DK148775C

Description

Gegenstand der Erfindung ist das im Patentanspruch 1 genannte Verfahren. Patentanspruch 2 stellt eine Ausgestaltung der Erfindung dar.

Bekanntlich wird beim Brauen gchopftc Würze unter Verwendung von Bierhefe der alkoholischen Gärung unterzogen. Die Würze wird hergestellt, indem man Gerstenmalz und nötigenfalls ein weiteres stärkehaltiges Material mit Hilfe einer Gruppe von Enzymen des während des Mälzens erzeugten Malzes einmaischt. Daher erfordert die herkömmliche Erzeugung von Brauwürze im wesentlichen ein sog. Mälzverfahren, bei dem durch Einweichen, Keimen und Darren von Gerste Malz erzeugt wird. Während des Mälzens werden verschiedene Bestandteile der Gerste, wie die Stärke, modifiziert, und es wird eine Gruppe von Enzymen erzeugt, die für das Maischen erforderlich sind.

Der Hauptzweck des Mälzens besteht darin, eine Gruppe von Enzymen herzustellen, die für das Maischen erforderlich sind. Dieses Mälzen ist jedoch zeitraubend, erfordert viele Einrichtungen und bedingt eine komplizierte Verfahrenssteuerung.

Deswegen ist der Ersatz des Malzes durch ungcmälzte Gerste und Enzyme schon bekannt. Um Bier mit einem ausgezeichneten Aroma zu brauen, ist es erforderlich. Würze herzustellen, deren einzelne Komponenten sich in einem bestimmten Bereich bewegen. Vor allem zum Stärkeabbau, der beim Brauen die wichtigste Rolle spielt, isi es von großer Bedeutung, vergfimnfrsfähigc Zucker und Dextrine in bestimmter Konzentration in der Würze während des Maischens zu erzeugen.

Die vergärungsfähtgen Zucker sind als Hauptnahrungsquelle für die Bierhefe von Bedeutung. Ein Mangel

ϊ an diesen Zuckern verhindert eine normale Gärung und führt dadurch zu einem unausgewogenen Geschmack des erhaltenen Biers. Die Dextrine sind für die kolloidalen Eigenschaften und den vollen Geschmack des Bieres von Bedeutung. Eine Steuerung der Bildung

to von vergärungsfähigen Zuckern und Dextrinen der Würze bis zu einer erwünschten Konzentration je nach dem Typ des zu brauenden Bieres ist daher zum Erhalten eines im Geschmack ausgezeichneten Bieres von großer Bedeutung. Ungemälzte Gerste läßt sich bekanntlich im Vergleich zu Malz schlecht abbauen. Wird Malz vollständig durch ungemälzte Gerste und Enzyme ersetzt, so ist es bisher unmöglich ^swesen, einen hinreichenden Abbau der Gerstenstärke während des Maischens zu erzielen und vergärungsfähige Zucker in hinreichender Menge zu erzeugen. Der scheinbare Vergärungsgrad von aus Gerste und Enzymen hergestellter Würze ist geringer als derjenige von herkömmlicher Würze aus Malz.

Demzufolge ist es immer noch notwendig, auch beim Maischen von Gerste mit Enzymen Malz zu verwenden. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf Eur. Brew. Conv, Proc, 149 (1971); J. Inst. Brewing, 80, 206 (1974); MBAA, Technical Quarterly, 9, 12 (1972); Brewers' Digest, July, 56 (1969) sowie nuf die GB-PS

jo 13 03 644 verwiesen. Das herkömmliche Verfahren zur Würzeerzeugung beim Brauen mit Gerste und Enzymen verläuft wie folgt. Gerste wird in einen Maischbottich zusammen mit Wasser, Malz und einem äußeren Enzym eingebracht. Die Aufschlämmung wird hauptsächlich

si zum Proteinabbau bei einer Temperatur von 45 bis 50°C gehalten, danach auf 60 bis 65°C erhitzt und hauptsächlich zur Bildung von vergärungsfähigen Zuckern bei dieser Temperatur gehalten. Das Maischdiagramm ist nicht sonderlich von dem des herkömmli-

Ai) chen Maischens mit Malz verschieden.

Einerseits sind Versuche durchgeführt worden, solche Enzyme zu finden, die sich zum Brauen mit Gerste und Enzymen eignen, während andererseits Versuche durchgeführt wurden, um die Eigenschaften der

ti Gerstenkörner derart zu modifizieren, daß ihre Bestandteile, wie Gersienstärke, wie die Bestandteile des Malzes leicht abgebaut werden können. Beispielsweise ist es bekannt, Gerste zur Verflüssigung vorzuerhitzen. In einem derartigen rail wird die

vi Verzuckerung der verflüssigten Stärke jedoch unter Zusa.z von Malz als Quelle für eine ^-Amylase durchgeführt, wcii die Vorbehandlung der Gerstenkörner bei hohen Temperaturen die in dsn Körnern vorhandene latente ^-Amylase inaktiviert (vgl. US-PS

> > 37 12 820,37 13 840 und 37 19 500).

Ein Versuch zur Herstellung von Brauwürzc ohne die Verwendung von Malz durch Kochen von Gerste und einem zusätzlichen stärkehaltigen Material sowie anschließender enzymatischer Behandlung ist bereits

Wi bekannt. Da in diesem Falle jedoch Zuckersirup in der dreifachen Menge, bezogen auf die Gerste, zugesetzt wird (vgl. |P-AS 4 428/65), kann man dieses Verfahren nicht im strengen Sinne als ein Verfahren zum vollständigen Ersatz von Malz durch Gerste und

ι/. Enzymen bezeichnen.

Wenngleich es, wie oben beschrieben, bei der Herstellung von Brauwür/.c durch enzymatische Behandlung von Gerste zunächst darauf ankommt, daß die

scheinbaren Vergärungsgrade der Würze aus Gerste und Enzymen und der herkömmlichen Würze aus Malz vergleichbar sind, ist es ebenso wichtig, daB die Zusammensetzung hinsichtlich von Stickstoffverbindungen der Würze aus Gerste und Enzymen und derjenigen aus Malz vergleichbar ist Hinsichtlich der Stickstoffverbindungen, die zusammen mit den Kohlenhydraten wichtige Bestandteile darstellen, ist es erforderlich, daß hinreichende Mengen von Aminosäuren erzeugt und auch Peptide in geeigneter Konzentration zurückgehal- ι ο ten werden.

Niedrige molekulare Stickstoffverbindungen, wie Aminosäuren, sind als die Hauptnahrungsquellen für die Bierhefe von Bedeutung. Wenn diese Stickstoffverbindungen fehlen, erfolgt die Vergärung der Würze nicht normal, so daß die Ausgewogenheit der Geschmackseigenschaften des erhaltenen Biers nicht zufriedenstellend ist Höher molekulare Stickstoffverbindungen sind einerseits für die kolloidalen Eigenschaften sowie andererseits für ijgs volle Aroma des Biers von Bedeutung. Dementsprechend ist es bei der Herstellung von Brauwürze ein weiteres Erfordernis zur Erzeugung von Bier mit ausgezeichneten Geschmackseigenschaften, den Gehalt an niedrigermolekularen und höhermolekularen Stickstoffverbindungen auf einen Wert in einem erwünschten Bereich einzustellen-

Bei den bisherigen Verfahren zur enzymatischen Behandlung von Gerste führt jedoch der vollständige Ersatz des Malzes durch Gerste und Enzyme zu einer Zusammensetzung der erhaltenen Würze hinsichtlich κι von Stickstoffyerbinudngen, die sich von derjenigen der herkömmlichen Würze aus Ma'z unter xheidet. Bei der herkömmlichen Würze aus Malz beträgt das Verhältnis von Formolstickstoff, der für die Meng an niedrigermolekularen Stickstoffverbindungen kennzeichnend ist, Ji zu Gesamtstickstoff etwa 1 :3, während für die Würze, die durch vollständigen Ersatz des Malzes durch Gerste und ein äußeres Enzym hergestellt wurde, dieses Verhältnis etwa 1 :4 beträgt (vgl. Inst. Brew. Australia andNewZealandSeclll [1966]). w

Bei der enzymatischen Behandlung von Gerste sind die niedrigermolekularen Stickstoffverbindungen in der Würze im allgemeinen in geringerem Maße vorhanden als bei der herkömmlichen Würze (vgl. Eur. Brew. Conv. Proc. Congr. 283 ['⁹⁶⁷I). und selbst wenn die -r> enzymatische Behandlung zusammen mit etwa 20% Malz durchgeführt wird, bleibt dieser Sachverhalt unverändert (vgl. US-PS 37 13 840, Brewers' Digest 56 [1969] und Process Biochemistry 46 [197O]). Daher wird bei der enzymatischen Behandlung von Gerste, wenn in man versucht, den Gehalt an Gesamtstickstoff der Würze an denjenigen von herkömmlicher Würze aus Malz anzupassen, die Menge der niedrigermolekularen Stickstoffverbindungen, die als Nahrungsquelle für die Bierhefe dienen, unzureichend. v>

Wenn andererseits versucht wird, den Gehalt an niedrigermolekularen Stickstoffverbindungen an denjenigen der herkömmlichen Würze aus Malz anzupassen, wird die Menge an Gesamtstickstoff außerordentlich hoch. Es ist äußerst schwierig, ein Bier mit ausgezeich· wi neten Geschmackseigenschaften aus diesen Würzen zu brauen, wenn deren Zusammensetzung an Stickstoffverbindungen von derjenigen herkömmlicher Würze verschieden ist.

Es wurde nun gefunden, daß Microorganismen, die fr> der Gattung Streptomyces angehören, eine Amylase erzeugen, die eine bestimmte enzymatische Aktivität besitzt, wie in JP-AS I 871/74, US-PS 38 04 717. GB-PS 13 77 223, CA-PS 9 73 492 und FR-PS 2110 070 beschrieben. Diese Amylase ist hitzestabil und besitzt eine große Fähigkeit zur Erzeugung von Maltose sowie Verflüssigungsaktivität. Wenn jedoch diese Amylase unmittelbar auf rohe Gerste einwirken gelassen wird, so werden der scheinbare Vergärungsgrad und die Zusammensetzung der Stickstoffverbindungen der erhaltenen Würze nicht vergleichbar mit den entsf rechenden Eigenschaften der von Malz stammenden Würze.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erzeugung von Brauwürze anzugeben, bei dem ungemälzte Gerste mit einer von einem Mikroorganismus der Gattung Streptomyces erzeugten Amylase behandelt wird, bei dem danach durch enzymatische Behandlung von Gerste eine Würze erzeugt wird, die solche hinreichenden Mengen an vergärbaren Zuckern sowie eine derartige Zusammensetzung der Stickstoffverbindungen aufweist, wie sie den entsprechenden Werten von herkömmlicher Würze aus Malz vergleichbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das eingangs erwähnte erfindungsgemäße Verfahren.

Die in den Ansprüchen zitierten Amylasen werden im folgenden als Streptomyces-Amylasen bezeichnet.

Das erfindungsgemäße. Verfahren nach Anspruch 1 besteht somit im wesentlichen darin, daß eine spezielle Amylase, d. h. die Streptomyces-Amylase, sowie als Substrat, auf das das Enzym einwirkt, gelatiniertes stärkehaltiges Materia! >nit Gerste als einem Hauptbestandteil eingesetzt werden. Diese beiden Erfordernisse wirken miteinander darauf hin, daß eine Brauwürze erzeugt wird, die eine Zusammensetzung ähnlich derjenigen von herkömmlicher Würze aus Malz besitzt. Insbesondere wird bei Verwendung der Streptomyces-Amylase mit Leichtigkeit eine Würze erhalten, die den sehr hohen scheinbaren Vergärungsgrad von beispielsweise 87% aufweist, wie weiter unter, in Beispiel 7 dargelegt.

Diese Eigenschaft der Streptomyces-Amylase kann als einzigartig angesehen werden, weil, wie oben erwähnt, die Gelatinierung von Gerste die Inaktivierung der /9-Amylase in den Gerstenkörnern bewirkt, die im Falle der Verwendung anderer Enzyme als Streptomyces-Amylase zu einer Abnahme des scheinbaren Vergärungsgrades führt, wie ebenfalls weiter unten in Beispiel 7 gezeigt. Außerdem führt die Gelatinierungsbehandlung zu einer Verbesserung des Geschmacks des erhaltenen Biers, wie weiter unten in den Beispielen I bis 4 gezeigt wird. Daher wird es durch die vorliegerde Erfindung ermöglicht, lediglich durch Behandlung von Gerste mit der Streptomyces-Amylase ohne Malzzusatz eine geeignete Brauwürze zu erzeugen.

Gemäß einer vorteilhaften Durchführungsform (vgl. Anspruch 2) umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren gleichzeitig das Einwirkenlassen einer Amylase und einer Protease auf das stärkehaltige Material zu seinem Abbau.

Die Amylase wird wiederum als Streptomyces-Amylase und die Protease als Aspergillus=Protease bezeich= net.

Wie oben beschrieben, erhält man, wenn man eine bestimmte Amylase, nämlich die Streptomyces-Amylase. auf gelatinierte Gerstenstärke einwirken läßt, eine Würze mit einem scheinbaren Vergärungsgrad, der demjenigen herkömmlicher Würze aus Malz gleich kommt, ohne die Verwendung von Malz. Wenn jedoch die enzymatische Behandlung von Gerste durch die

Streptomyces-Amylase unter gleichzeitiger Einwirkung einer Aspergillus-Protease ausgeführt wird, so erhält man eine Würze, die nicht nur hinsichtlich der Zusammensetzung der Kohlenhydrate mit der herkömmlichen Würze aus Malz vergleichbar ist, sondern auch hinsichtlich der Zusammensetzung der Stickstoffverbindungen. Das heißt, daß das Verhältnis von Formolstickstoff zu Gesamtstickstoff von 1 :3, das bei der herkömmlichen Würze aus Malz auftritt, leicht erreicht wird und daß auf diese Weise in dem erhaltenen Bier der ausgezeichnete Geschmack mit demjenigen von Bier, das aus herkömmlicher Würze aus Malz hergestellt worden ist, vergleichbar ist.

Außerdem werden bei Verwendung der Aspergilius-Protease während der enzymatischen Behandlung von Gerste durch die Streptomyces-Amylase auch dann ein hoher scheinbarer Vergärungsgrad sowie ein großes Verhältnis von Formolstickstcff zu Gesamtstickstoff erzielt, die beide den entsprechenden Werten der herkömmlichen Würze vergleichbar sind, wenn die Gerstenstärke vorher nicht gelatiniert worden ist.

Die beschriebenen Vorteile des erfindu'.igsgeinäßen Verfahrens sind unerwartet. Es war zwar bekannt, daß Proteasen, die von Bakterien erzeugt werden, die beispielsweise der Gattung Bacillus angehören, zur Verwendung bei der enzymatischen Behandlung von Gerste am besten geeignet sind (vgl. GB-PS 12 02 976, 13 04 005 und 13 03 644 und US-PS 37 19 500). Auch ist aus diesen und anderen Literaturstellen (Prikladnaya Biochimiya i Mikrobeiologia XIl (6), 897 [1976]) bekannt, daß von Pilzen, wie beispielsweise Aspergillus, hergestellte Proteasen zusammen mit einer Amyla^a eingesetzt werden können. Jedoch war nicht vorauszusehen, daß Streptomyces-Amylase zusammen mit Aspergillus-Protease zur gleichzeitigen Erfüllung der Bedingungen, die an die Zusammensetzung der Würze im Hinblick auf Kohlenhydrate und Stickstoffverbindungen gestellt werden, ohne daß zusätzlich Malz verwendet werden muß, führt.

Ein wrteres unerwartetes Merkmal besteht darin, daß gemäß Anspruch 2 die Gelatinierung der Gerste nicht erforderlich ist, um eine hinreichende Menge an vergärungsfähigen Zuckern in der Würze zu erzielen, wenngleich gemäß Anspruch 1 die Gerste vorher gelatiniert werden muß.

Die Durchführungsform gemäf Anspruch 2 ist für großtechnische Zwecke höchst vorteilhaft, da man mit ihr eine Brauwürze erzeugen kann, die hinsichtlich ihrer Zusammensetzung an sowohl Kohlenhydraten als auch Stickstoffverbindungen mit herkömmlicher Würze aus Malz vergleichbar ist, ohne daß die Gerstenstärke vorher gelatiniert werden müßte.

Im folgenden werden die einzelnen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen beschrieben.

Streptomyces-Amylase

Die Streptomyces-Amylase, die man auf die stärkehaltigen Materialien bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einwirken läßt, besitzt eiiu derartige enzymätische Aktivität und derartige Eigenschaften, daß ihr optimaler pH-Wert im Bereich von 4,5 bis 5,0 liegt, die Grenze bei der Hydrolyse von Stärke nicht unter 75% der theoretischen Maltose liegt und das Verhäl'Tiis von Glucose zu Maltose, die aus der Stärke gebildet werden, nicht über 0,06 : 1, bezogen auf das Gewicht, beträgt. Die Streptomyces-Amylase wird durch aerobe Züchtung eines der Gattung Strcptomyccs angehörenden Amylase erzeugenden Microorganismus erzeugt (vgl, JP-AS 1 871/74, US-PS 38 04 717, GB-PS 13 77 223, CA-PS 9 73 492 und FR-PS 21 10 070).

Beispiele für Stämme für derartige Amylase erzeu- ·> gende Streptomyces-Arten sind:

(1) Streptomyces aureofaciens ATCC 31 379

(2) Streptomyces flavus ATCC 31 378

(3) Streptomyces hygroscopicus var. angustomyceticus ATCC 31380

in (4) Streptomyces hygroscopicus ATCC 21 722

Dieser Stamm ist in Waksman: »The Actinomycetes«, Band 2 (1961) und »Applied Microbiology«, Band 10, Seiten 258-263 (1962) beschrieben.

(5) Streptomyces viridochromogenes ATCC 21 724

υ Dieser Stamm ist in Waksman: »The Actinomyce-

tes«. Band 2 (1961) und »Journal of Bacteriology«, Band 85, Seiten 676-690 (1963) beschrieben.

(6) Streptomyces albus ATCC 21 725

Dieser Stamm ist in Waksman: »The Actinomyce- ;o tes«. Band 2 (1961) beschrieben.

(7) Streptomyces tosaensis nov. Sp. ATCC 21 723
Dieser Stamm ist auch in der oben erwähnten JP-AS 1 871/74 beschrieben.

Die Züchtung dieser Stämme unter aeroben Bedingungen und die Gewinnung und Reinigung der gebuueten und im Kulturmedium angesammelten Amylase kann nach herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, wie sie beispielsweise für Actinomyceten angewandt werden, wie beispielsweise u. a. in der oben in erwähnten JP-AS 1 871/74 erwähnt

Aspergillus-Protease

Die Protease, die man gemäß Anspruch 2 auf das stärkehaltige Material einwirken läßt, wird von einem Mikroorganismus erzeugt, der der Gattung Aspergillus angehört. Beispiele für Aspergillus-Arten, die eine derartige Protease herstellen, sind Aspergillus mellius, Aspergillus niger und Aspergillus oryzae. Außer den Proteasen, die durch Züchtung dieser Pilze erhalten werden, können auch einige im Handel erhältliche Aspergillus-Proteasen verwendet werden. Die gemeinsamen Eigenschaften dieser Proteasen sind ein optimaler pH-Wert von 6,5 bis 7,5, eine optimale Temperatur von 45 bis 55°C und ein stabiler pH-Bereich von 5,5 bis 10,0.

Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Mitverwendung von Malz entbehrlich gemacht wird, indem man die gelatinierte Gerste mit der Streptomyces-Amylase oder in mit dieser zusammen mit Aspergillus-Protease behandelt.

Stärkehaltige Materialien

Das stärkehaltige Material, das mit der Streptomyces-Amylase allein oder zusammen mit Aspergillus-Protease behandelt wird, enthält Gerste als eifien Hauptbestandteil. Darunter ist zu verstehen, daß das stärkehaltige Material außer Gerste 0 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gerste, au einem anderen stärkehaltigen Material, mi wie Stärke, Reis, chinesischem Zuckerrohr und Kartof-.'eln. insbesondere abeF Stärke aus ungekeimtem Getreide, enthalten kann.

In den Fallen, in denen die Streptomyces-Amylaae zusammen mit der Aspergillus-Protease gemäß Anfv·) spruch 2 verwerrlet wird, braucht die GerstenstSrke nicht vorher gelatiniert zu werden. Nach Anspruch 1, wonach keine Aspergillus-Protease zusätzlich zu der Streptomyces-Amylase verwendet wird, ist die Gelati-

nierung der Gerstenstärke jedoch von großer Bedeutung. In den Fällen, in denen zusätzliches stärkehaltiges Material außer Gerste verwendet wird, kann das zusätzliche stärkehaltige Material vorher gelatiniert oder nicht gelatiniert sein. Wenn das zusätzliche stärkehaltige Material gelatiniert ist, so kann seine Gelatinierung zugleich mit oder getrennt von der Gelatinierung der Gerste durchgefiihri werden.

Die Gelatinierung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann nach jedem Verfahren durchgeführt werden, das sich zur Gelatinierung von stärkehaltigen Materialien eignet. Beispielsweise kann die Gerste in Körner- oder Schrotform gekocht werden. Das Kochen besteht im Erhitzen der Gerste mit mindestens der halben Gewichtsmenge Wasser unter Druck bei mindestens 100 und zweckmäßig 110 bis IJO^1-C während mindestens 20 und zweckmäßig während 30 bis 60 min. Das Kochen kann auch durch Dämpfen durchgeführt werden.

FJn weiteres Beispiel für die Gclatinicrung ist eine Behandlung mit einem Extruder bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck. Der F.xtrudcr enthält als Hauptteile eine Heizvorrichtung zum Erhitzen und Plastifizieren des zu behandelnden Materials sowie eine Schnecke zum Vorwärtsbewegen des plastifi/icrten Materials unter Druck (vgl. Ind. Eng-Chcii. 45. 970 [1953]). Gerste in Korn- oder Schrotform wird in einem Extruder bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck gelatiniert. Das zusätzliche stärkehaltige Material, das nicht über 80 Gew.-% des Gersiengewichts ausmacht. kann ebenfalls mit der Gerste gelatiniert werden.

Nach der Gclatinicrung wird die Gerste im feuchten Zustand oder nach Trocknen, beispielsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht über 5 Gew.-%. der enzymatisehen Behandlung gemäß der Erfindung unterworfen.

Selbstverständlich kann ein stärkehaltiges Material in Gegenwart von .vAmylasc gekocht, um so zugleich gelatiniert und verflüssigt zu werden. Insbesondere werden Gerste und 0 bis 80%. bezogen auf die Gerste, an einem zusätzlichen stärkehaltigen Material zu der zwei- Dts viertacnen Menge, bezogen auf das feste Gemisch, an Wasser hinzugegeben, um so eine Aufschlämmung herzustellen. Danach wird diese Aufschlämmung mit 0.1 bis 0,3% der Gesamtmenge des stärkehaltigen Materials (Trockengewicht) an \-Amylase versetzt und das Ganze zur Verflüssigung der Stärke 5 bis 30 min auf 70 bis 90^;C erhitzt. Danach wird die Aufschlämmung 5 bis 30 min bei 100 bis 120" C gekocht, um die Verflüssigung der Stärke zu vervollständigen.

Maischen

Um die Streptomyces-Amylase ggf. zusammen mit der Aspergillus-Protease auf das auf diese Weise vorbehandelte stärkehaltige Material einwirkenzulassen, kann man jedes Maischverfahren, das beim herkömmlichen Brauen mit Gerstenenzymen üblich ist, oder ein anderes geei^r __tes Verfahren anwenden.

Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren ist das Infusionsverfahren, bei dem die gesamte Aufschlämmung in Gegenwart eines Enzyms in einem einzigen Maischbottich ohne Aufteilung der Aufschlämmung erhitzt wird In diesem Fall wird das Erhitzen derart ausgeführt, daß rr.ar. damit bei der niedrigsten Temperatur beginnt und dann die Temperatur allmählich erhöht, oder daß man bei der höchsten Temperatur beginnt und die Temperatur allmählich senkt.

Auch kann das Dekoktionsverlahren angewandt werden. Dieses Verfahren wird derart durchgeführt, daß die Aufschlämmung in Gegenwart eines Enzyms in einem Maischbottich erhitzt wird, wobei jedoch ein Teil ■ der Aufschlämmung abgezogen und in einer Maischpfannc gekocht wird. Die Aufschlämmung in der Maischpfannc wird danach in den Maischbottich zurückgeführt, so daß die Temperatur der gesamten Aufschlämmung erhöht wird.

i" Selbstverständlich können gegebenenfalls auch Hilfsenzymc mitverwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

! . Beispiel!

Rohgerstc wurde unter Druck mil der gleichen Gewichtsmenge Wasser bei einer Temperatur von 120 C 30 min lang gekocht. Danach wurde die gekochte Gerste in Heißluft von 85 C 6 Ii lang getrocknet,

-'ι wonach man gelatinierte Gerste erhielt.

Nach dem Vermählen der erhaltenen gelatinierten Gerste wurden 9 kg davon in einem Maischbottich eingebracht, in den außerdem JOl heißes Wisser von 50 C, 20 g Streptonnces-Amslase. 10 g Papam und 10 g

;> Cellulase eingebracht wurden Die Aufschlämmung wurde 60 min lang hei 50 C gerührt.

Unabhängig davon wurden 5.5 kg Maisstärke. 15 1 heißes Wasser von 50 C^- und It' μ vAniylase in einen Kocher eingebracht. Der Inhalt des Kochers wurde

i" innerhalb 10 min auf 70 C erhitzt und bei dieser Temperatur 10 min lang gehallen Danach wurde die Temperatur des Inhalts innerhalb 15 min auf 100 C^-erhöht und der Inhalt 25 min lang gekocht. Während dieser Zeit erfolgte die Verflüssigung der Maisstärke

>. Nach Vervollständigung dieser Verführen wurden beide Aufschlätniiiungen vereinigt und die erhaltene Aufschlämmung auf 65 C erhitzt und 30 min bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurden et«.; 50% der Aufschlämmung in eine Maischpfanne überführt und

i" gekocht. Die verbleibende Aufschlämmung wurde bei einer Temperatur von 65 C im Maischbottich gehalten. Wahrend dieser vcnanrcnsMuie cnoigte iiaupisacniicti die Bildung von vergärungsfähigen Zuckern.

Nach dem Ende des Maischens wurden die Auf-

i> schlämmungen aus Maischbottich und Maischpfannc vereinigt und auf eine Temperatur von 80"C gebracht. Danach wurde die Aufschlämmung gefiltert und der erhaltene Kuchen mit heißem Wasser begossen. Nachdem man den Euraktgehalt der erhaltenen süßen

in Würze eingestellt hatte, wurde die Würze mit Hopfe" gekocht. Die erhaltene gehopite Würze wurde gekühlt und mit Bierhefe der Gärung unterworfen. Gärung. Lagern, Filtrieren und Abfüllen des fertigen Biers in Flaschen wurden auf herkömmliche Weise durchge-

"i führt.

Beispiel 2

9 kg gemahlene Gerste. 3.5 kg Maisstärke. 10 g Λ-Amylasc und 5 g Cellulase wurden zu 50 i heißem

λ Wasser von 50° C hinzugegeben und die erhaltene Aufschlämmung 30 min bei 50⁰C gehalten, danach innerhalb 10 min auf 90⁰C erhitzt und 10 min bei dieser Temperatur gehalten und schließlich 30 min gekocht. Die Aufschlämmung wurde auf 50⁰C gekühlt und mit

>5 20 g Streptomyces-.AmyUse, 10 g Papain und 10 g Cellulase versetzt. Danach wurde die Aufschlämmung 30 min bei 5O⁰C gehalten und anschließend auf 65° C erhitzt.

Danach erfolgte das weitere Verfahren nach der in Beispiel I beschriebenen Weise.

10

einem Enzym gemiiß der in Beispiel I angegebenen Vorschrift behandelt.

Beispiel 3

P-ispiel 1 wurde mit der Abweichung wiederholt, daß beim Zusatz der Strcptomyces-Amylase und der anderen Enzyme 5 g Diastase als Hilfsenzym für die Streptomyces-Amvlase verwendet wurden.

Beispiel 4

heispic! 2 \\ urde mit der Abweichung wiederholt, daß heim /.usut/. der Streptomyces-Amylase und der iinderen Enzyme 5 g Diastase als Hilfsenzym für die Strepiomyces-Amykise verwendet wurden.

Beispiel 5

Rohgerste wurde grob gemahlen und in einem Extruder gelatiniert. Die gelatinierte Gerste wurde mit

Beispiel 6

Rohgerste und Maisschrot wurden jeweils in einem Extruder gelatiniert. 9 kg der gelatinierten Gerste und .3.5 kg des gelatinierten Maisschrotes wurden in einen Maischbottich eingebracht und mit 50 1 heißem Wasser von 50"C und den in Beispiel I angegebenen Enzymen versetzt. Die erhaltene Aufschlämmung wurde 60 min bei 50 'C gehalten und anschließend auf 65"C erhitzt.

Danach wurde die Aufschlämmung nach der in Beispiel I angegebenen Vorschrift behandelt. Die Zusammensetzung der Würzen, die gemäß den Beispielen I bis 4 erhalten wurden, sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

Die in Tabelle 1 angegebene Kohlenhydratzusammcnsct/.ung wurde mit Hilfe der Gelfiltration (Am. Soc. Brew. C'hcni. Proc. 154. 1970) bestimmt, während die anderen Mengenangaben nach der EBC-Mcthode (Analytic;! EBC 3. Auflage 1975)ermittelt wurden.

Tabelle I
Zusammensetzung*) der Würze

	Würze	Heispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichs
	Beispiel I				versuch**)
		S3,2	86.5	85,1	83,2 - 86,7
Scheinbarer Vergärungswert. "/„	84.4	8,3	9,3	9,0	8,4 - 10,5
Monosaccharide. %	8,5	49,1	50,8	51,0	49,8 - 51,9
Disaccharide, "λ,	49,2	16.8	16.2	15,9	15,2 - 16,7
Trisaceharide, "'■>	17,3	~ma	7o,3	75,9	73,4 - 75,5
Vergarungsiahige zlucKcr, ■■/.	7 5, υ	9,3	9,1	8.7	8,6 - 10,5
Oligosaccharide. '!■'.,	9,3	16.5	14,6	15,4	12,9 - 16.1
Dextrin. 7.	15,7	81.0	83,3	84,6	76.2 - 84,7
CiesamtstickstolT. mgN/IOOml	80.2

') Die Werte sind als Werte Tür eine Würze von I I ⁰I¹ angegeben.
") Anstelle von Cierslc und das Kn/yni gemüLi Beispiel I wurden ΓϋηΓ Mal/arten verwendet.

Wie sich aus Tabelle I ergibt, eignet sich die Zusammensetzung der erhaltenen Würze im Hinblick auf die Kohlenhydrate zum Bierbrauen, wenn gelatinierte Gerste mit der Strcptomyces-Amylase gemäß Beispielen 1 und 2 behandelt wird.

Der Geschmack des aus der Würze, die nach der ersten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten worden ist, gebrauten Bieres wurde mit demjenigen eines Vergleichsbieres in einem Geschmackstest verglichen (Dreieckstest), das aus Malz hergestellt worden war. Eine Jury aus 20 Geschmacksprüfern stellte keinen entscheidenden Unterschied zwischen dem Bier fest, das aus der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Würze gebraut worden war und dem Vergleichsbier fest. Außerdem besaß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Bier einen malzigen Geschmack und ein Bieraroma und war frei von dem Geruch nach Treber und Diacetyl. Das Bier, das aus der Würze gebraut worden war, die durch herkömmliche enzymatische Behandlung von Gerste erhalten worden war, besaß diese guten Geschmackseigenschaften kaum.

Beispiel 7

Gerste oder gelatinierte Gerste wurde mit einem Enzym in einer Menge, die der verzuckernden Aktivität von Malz entsprach, unter den in Beispiel 1 angegebenen Temperaturbedingungen behandelt. Der scheinbare Vergärungsgrad der erhaltenen Würzen ist in Tabelle II angegeben.

Tabelle II

Scheinbarer Vergärungsgrad von Würze (%)

Material

Knzym

Strcptomyccs- llandelspmdukt llandclsprodukt Mal/*) Aniylasc (Vergleich:

A U

Gerste und Maisstärke 76 80 72

Gelatinierte Gerste und Maisstärke 87 73 53

Mal/ und Maisstärke (Vergleich) - 82- S"

*) Anstelle von Gerste und den in Beispiel 1 beschriebenen verschiedenen Kn/ynien wurden Mal/arten verwendet

Aus Tabelle II geht hervor, daß beim Behandeln von gelatinierter Gerste mit Streptomyces-Amylase als Hauptenzymqueiie der scheinbare Vergärungsgrad der erhaltenen Würze vergleichbar demjenigen der Vergleichswürze ist und diese Wirkung nicht mit anderen Enzymen erzielt werden kann.

Beispiel 8

In einen Maischbottich wurden 9 kg gemahlene Gerste zusammen mit 301 heißem Wasser von 50⁰C, 15 g Aspergillus-Protease, 20 g Streptomyces-Amylase und 10 g Cellulase eingebracht. Die erhaltene Aufschlämmung wurde 60 min bei 50°C gerührt, um die hauptsächliche Bildung von Stickstoffverbindungen stattfindenzulassen.

Getrennt davon wurden 3,5 kg Maisstärke, 15 I heißes Wasser von 5O⁰C und 10 g a-Amylase in einen Kocher eingebracht. Der Inhalt des Kochers wurde 10 min auf 70°C erhitzt und weitere 10 min bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurde die Aufschlämmung innerhalb von 15 min auf 100°C erhitzt und 25min gekocht. Während dieses Verfahrens erfolgte die Verflüssigung der Maisstärke.

Nach Beendigung dieser Verfahren wurden die beiden Aufschlämmungen vereinigt, auf 65° C erhitzt

wurden etwa 50% der Aufschlämmung in eine Maischpfanne überführt und gekocht. Die zurückbleibende Aufschlämmung wurde in dem Maischbottich 60 min bei 65 'C gehalten. Während dieses Verfahrens erfolgte hauptsächlich die Bildung der vcrgärungsfähigen Zucker.

Nach Beendigung des Maischens wurden die Aufschlämmungen aus Maischbottich und Maischpfanne vereinigt, auf 80"C erhitzt und filtriert. Nach Einstellen des Gehaltes der erhaltenen Würze wurde die Würze

Tabelle III
Zusammensetzung*) der Würze

mit Hopfen gekocht. Die erhaltene gehopite Wt wurde gekühlt und mit Bierhefe vergoren. G.in:' Lagern, Filtrieren und Äbfüiien des erhaltenen üie*- _?" Flaschen wurden auf herkömmliche Weise din el·:: führt.

Beispiel 9

9 kg gemahlene Gerste. 3.5 kg Maisstärke. I y, Λ-Aniylase und 5 g Cellulase wurden zu 50 1 heißwasser von 30 C zugesetzt. Die erhaltene AuKel·!.;: mung wurde 30 min bei 50C gehalten, innerhalb IO rauf 90'" C erhitzt. 10 min bei dieser Temperatur geh.ii·-. und anschließend 30 min gekocht. Die erh.ilu-· in Aufschlämmung wurde danach auf 50" C gekühlt uiui r 15 g Aspergillus-Proiease. 20 g Streptom\ces-'\m\ ι. 10 g Cellulase und 10 g /J-Glucanase versetz: P Aufschlämmung wurde 30 min bei 50"C gehalten danach auf eine Temperatur von 65" C gebracht, ti Danach wurde sie behandelt, wie in Beispie' beschrieben.

Beispiel 10

Beispiel 8 wurde mit der Abweichung wiederholt. : in anstelle von roher Gerste unter Druck in ei;¹. Extruder gelatinierte Gerste verwendet wurde.

Beispiel Il

Beispiel 8 wurde mit der Abweichung wiederhol!. ; r. nach dem Erhitzen der Aufschlämmung auf 65 C .: gesamte Aufschlämmung bei dieser Temperatur 9(> ·:,· lang gehalten wurde.

Die Zusammensetzung der gemäß den Beispiele; bis 11 erhaltenen Würzen ist in Tabelle 111 zusammen;.· mi stellt.

Die Würze wurde jeweils nach der EBC-Meth<>. (Analytica EBC. 3. Auflage 1975) analysiert.

Bestandteil

Würze
Beispiel 8

Beispiel 9 GesamtstickstofT(mgN/100ml) 80,8 79,8

FormolstickstofT(mgN/100ml) 25,6 25,7

FormoIstickstofF/GesamtstickstoffC/o) 31,7 3\2

Scheinbarer Verzögerungsgrad (%) 8-³.9 85,3

*) Die Werte sind in Form von Werten für Würze von 11 ⁰P angegeben. **) Anstelle ?on Gerste und der Enzyme gemäß Beispiel 8 wurden fünf Arten Malz verwendet.

Beispiel 10	Beispiel 11	Vergleiciis-
		versuch"")
82,1	82,5	76.2 -
25,5	26,7	23,9 -
31,1	32,4	30.9-
84,7	85,0	83.2 -
- 84.7
- 27.0
- 32.'
- 86.7

Wie aus Tabelle III hervorgeht, isi bei Mitverwendiing von Aspergillus-Prolcasc bei der enzymatisch«! Behandlung von Gerste durch Strcptomyces-Amylasc tins Verhältnis von Formolstickstoff zu Gesamtstieksuiff in der erhaltenen Wiir/.c vergleichbar zu demjenigen der aus Malz hergestellten Würze. Außerdem geht aus Tabelle III hervor, daß gleichgültig, ob die Gersie gelatiniert ist oder nicht, ein hoher scheinbarer Vergärungsgrad der erhaltenen Würze erhalten wird, der demjenigen von aus Malz erhaltener Würze vergleichbar ist, und daß die Mitverwendung von •\-~pcitiillu«.-Protease bei der cn/) malischen Behandlung \i>n Gerste durch Strcptomvces-Amylasc die (iclatinicrung der Gerste bedeutungslos macht.

Das Aroma der aus der nach Anspruch 2 erhaltenen WiHve gebr."ilen Bieres wurde mit einem Verglcichslner. ilns au-. Mal/ hergestellt war. in einem Ges_k hm.iekstest (Dreieckslcst) untersucht. Line |ury aus 20 (ii'wlimiii'ksnriiforn stnlltr keinen heilen.enden Unter-SL hied /w ischen dem aus der nach dem erfindungsgcmä· Hon VeriV.ren erhaltenen Wür/c gebrauten und dem \ ergleichsbier fest. Das Bier, das nach dem erfindungs-DciiKilien Verfahren erhalten wurde, besaß einen ri.il/igen Geschmack und ein Bieraroma und keinen Geschmack nach Trebcr und Diacetyl. Diese guten Gesehniackseigcnschaften wurden bei dem Bier, das i'urch herkömmliche enzymatischc Behandlung erhallen \\(irden war. kaum gefunden.

Die Wiir/c. die durch enzymatische Behandlung von (ierste durch Streptomyces-Ainylase erhalten worden a.ii". besaß ilen in der folgenden Tabelle IV angegebenen scheinbaren Vergärungsgrad.

Libelle IV

Scheinbarer Vergärungsgrad von Würze

l'role.ise	Material	Gela	Vergleichs
	Rdhc	tinierte	probe )
	(icrste	(ierste
	Maisstärke	Vl..:.-..,:;_ri ..
		84",,)
l'iipain	74"V)	85".·;/)	-
\ spcrgillus-	84'v.,⁴)
I'nilcasc

anderen Proteasen, wie Papain, erhalten werden, wie sich aus der Tabelle IV ergibt.

Beispiel 12

Das Verhältnis von Formolstickstoff zu Gesamtstickstoff der Würzen, die bei Behandlung von Gerste und Maisstärke mit verschiedenen Proteasen in Kombination mit Streptomyces-Amylase erhalten wurden, ist in der folgenden Tabelle V angegeben. Aus Tabelle V gt.z'. hervor, daß das Verhältnis von Formolstickstoff zu Gesamtstickstoff demjenigen der Würze aus Malz nur dann vergleichbar ist. wenn die Aspergillus-Protease verwendet wurde.

Tabelle V

Verhältnis von Formolstickstoff zu Gesamtstickstoff von Würze

l'OiinoisiicKsioii/ GcsanitstickstolT-Verhaltnis der Wür/c

82 - 87% \ miierkungen:

\nstelle um (ierste und der in Beispiel 1 oder 8 angegebenen In/ynie wurden fünf Malzartcn verwendet.

ι \nstcile von gelatinierter Gerste gemiiU Beispiel 1 wurde Rohgersle verwendet.

ι Heispiel I.
"ι Beispiel S.

ι Beispiel K).

Eine derartige Wirkung der Aspergillus-Protea;^ zusammen mit der Streptomyces-Amylase auf den scheinbaren Vergärungsgrad der Würze kann nicht mit

Bakterielle alkalische Protease 21

Bakterielle neutrale Protease 22

Papain 25

Bromelin 26

Pancreatin 26

Trypsin 24

Aspergillus-oryzae-Proteasc 32

Aspergillus-mellius-Protcasc 31

Aspergillus-niger-Protease 33

Würze aus Malz und Maisstärke 31 - 33 (Vergleich)*)

*) Siehe Tabelle 111.

Rohgerste wurde mit einigen handelsüblichen Amylascη zusammen mit Aspergillus-Protease behandelt. Das Handelsprodukt A war ein Gemisch aus BraL.jnzymen. das bakterielle Amylase enthielt, und das Handelsprodukt B bestand aus bakterieller Amylase.

Aus der folgenden Tabelle VI ist der entscheidende Einfluß von Streptomyces-Amylase bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf den Wert des scheinbaren Vergärungsgrades der erhaltenen Würze ersichtlich.

Tabelle VI

Scheinbarer Vergärungsgrad von Würze

Streptomyces-Amylase*)
Handelsprodukt A
Handelsprodukt B
Vergleich (Malz)**)

84%

79

73

82 - 87

*) Die Streptomyces-Amylase wurde mit Hilfe des Produktes A oder B gemäß Beispiel 8 hergestellt. **) Vergleiche Tabelle IV.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Brauwürze aus Rohfrucht durch enzymatische Behandlung eines stärkehaltigen Materials, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) ein stärkehaltiges Material, das als einen Hauptbestandteil Gerste enthält, die einer Gelatinierung unterworfen worden ist, bereitstellt und

(2) auf das stärkehaltige Material zu seiner Verzuckerung eine Amylase einwirken läßt, die durch aerobe Züchtung von Streptomyces aureofaciens ATCC 31 379, Streptomyces flavus ATCC 31 378, Streptomyces hygroscopicus var. angustomyceticus ATCC 31 380, Streptomyces hygroscopius ATCC 21 722, Streptomyces viridochromogenes ATCC 21 724, Streptomyces albus ATCC 21 725 oder Streptomyces tosaensis ATCC 21 723 hergestellt ist und, wenn Stärke verwendet wird, derartige enzymatische Aktivitäten und Eigenschaften aufweist, daß ihr optimaler pH-Wert im Bereich von 4,5 bis 5,0 liegt, der Grenzwert für die Stärkehydrolyse nicht unter 75% der theoretischen Maltose liegt und ein Verhältnis von Glucose zu Maltose, die aus der Stärke erzeugt werden, von nicht über 0,06 : 1, bezogen auf das Gewicht, vorliegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in

(1) als Hauptbestandteil gelatinierte oder nichtgelatinierte Gerste einsetzt und in

(2) auf das stärkehaltige Material zusätzlich eine Aspergillusprotease einwirken läßt.