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Beschreibung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Preßhefe und Trockenhefe mit verbesserter Aktivität oder Triebkraft im sauren Milieu
durch Züchten und Aufarbeiten in gewöhnlicher Weise sowie die Ve-rwendung der beim
Verfahren hergestellten Hefe zur Herstellung von Backwaren, insbesondere Schnittbrot.
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Die nach den üblichen Verfahren hergestellte Preßhefe und Trockenhefe
besitzt im allgemeinen in ungezuckerten und gezuckerten neutralen Teigen eine qute
Aktivität oder Triebkraft, ihre Gäraktivität in sauren Teigen in Gegenwart kurzkettiger
organischer Säuren wie Essigsäure, Propionsäure und Milchsäure ist aber unbefriedigend.
Unterhalb bestimmter pH-Werte hemmen diese Säuren die Gäraktivität der üblichen
Hefe in beträchtlichem Ausmaß.
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Bei der Bereitung vieler Brotsorten kann aber auf die gleichzeitige
Anwesenheit oder Verwendung der erwähnten Säuren und der Hefe nicht verzichtet werden.
Propionsäure und Salze davon, die im sauren pH-Bereich fungizide Wirkung besitzen,
sind somit ein in der Brotindustrie häufig verwendetes Schimmelschutzmittel. Diese
Säure und die Salze davon sind ferner Bestandteil vieler Backmittel für Brot, das
für Rösten berechnet ist. Die Herstellung eines lagerfähigen, für Rösten berechneten,
geschnittenen Brotes im industriellen Maßstab wurde überhaupt erst durch die Anwendung
von Schimmelschutzmitteln möglich. Für die Bereitung ungesäuerten Brotes wird ferner
Zusatz von Calciumacetat oder Essigsäure zum Teig zur Verhinderung sogenannten Fadenziehens
empfohlen. Auch bei der Herstellung eines Roggenmehl enthaltenden Mischbrotes, wie
es besonders in der BRD üblich ist, werden dem Teig organische Säuren zugesetzt,
oder diese werden während des Gärungsprozesses gebildet.
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Die organischen Säuren, vor allem Essigsäure und Milchsäure, verbessern
die Backfähigkeit von Roggenmehl erheblich. Essigsäure und Milchsäure werden bei
der Herstellung dieser Roggenmehlbrote entweder durch die Bakterienflora, z.B. bei
der Anwendung eines Gemisches aus Hefe und Sauerteig, gebildet oder dem Teig in
Verbindung mit Anwendung von Fertigsauerteig direkt zugesetzt.
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Die obige Problemstellung geht aus DE-OS Nr. 2.810.601 hervor, und
in dieser Offenlegungsschrift werden ferner über Versuche berichtet, die die Wirkung
von Zusatz von Calcium= propionat, Calciumacetat und 80% Milchsäure zum Teig, der
handelsübliche Prehefen enthält, zeigen. Durch Zusatz von 0,5% Calciumpropionat,
0,58 Calciumacetat bzw. 1% 80%-iger Milchsäure wird eine prozentige Aktivitätsverminderung
von ungefähr 40, ungefähr 8% bzw. ungefähr 20% festgestellt.
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Die Zusatzmengen werden im Verhältnis zur angewendeten Menge Weizenmehl
(280 g) bezogen, und die Gärungsaktivität wurde als die entwickelte C02-Menge nach
2 Stunden bei 300C gemessen, wobei die entwickelte C02-Menge mit der entsprechenden
Menge C02 verglichen wird, die beim Gärungsver-
lauf für einen Teig
ohne Zusatz von Carbonsäuren oder einem Salz davon, entwickelt wird.
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Entsprechende Versuche, die die Einwirkung von kurzkettigen Carbonsäuren
auf die Triebkraft von Hefe (Teig mit 3% Hefe) zeigen, gehen aus dem Buch Die Hefen,
Band 2, "Backhefe und Bäckerei" 19.., des Verlages Hans Carl, Nürnberg, 1962, Seiten
722-723, hervor. Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, daß Milchsäurezusätze
von bis zu 0,4%, im Verhältnis zum Mehlgewicht bezogen, die Triebkraft erhöhen,
daß die Triebkraft aber durch Zusatz von über 0,68 vermindert wird. Es ist aber
zu bemerken, daß Milchsäure eine stimulierende Wirkung auf Hefe ausübt, wenn die
Säuredichte unterhalb niedrigen Grenzwerten gehalten wird.
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Während Milchsäure somit die Triebkraft fördert, wenn der Zusatz unterhalb
bestimmten Grenzwerten gehalten wird, tritt bei Zusatz von 0,25% Essigsäure, im
Verhältnis zum Mehlgewicht bezogen, schon eine beträchtliche Gärungshemmung im Teig
ein.
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Propionsäure betreffend geschieht schon bei einem Zusatz von 0,1%
eine erhebliche Verminderung der Gärungsaktivität, und man muß daher bei Zusatz
von Propionsäure oder Salze davon zum Teil im Hinblick auf Konservieren des hergestellten
Brotes mit verlängerten Gärungszeiten oder Anwendung von erhöhten Hefemengen rechnen.
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Bei den in DE-OS Nr. 2.810.601 beschriebenen Versuchen mit Zusatz
von Calciumpropionat und Calciumacetat war der pH-Wert 6,6, während er im Versuchsteig
mit Milchsäure 4,7 war. Die hemmende Wirkung der beschriebenen Teigzusätze auf die
Triebkraft des Teiges läßt sich weiter durch Verminderung des pH-Wertes verstärken,
und es sei bemerkt, daß der pH-Wert ungefähr 4,0 im sauren Teig sein kann.
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Falls man eine Teigzusalnmensetzung anwendet, die der in der Praxis
angewendeten annähernd entspricht, und ein handelsübliches Backmittel mit ungefähr
10% Propionat benutzt,
d.h ein Backmittel zur Herstellung von Toastbrot,
wird die Verminderung der kurzkettigen Carbonsäuren der Triebkraft noch signifikanter.
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Eine besonders starke Verminderung der Gäraktivität tritt bei Anwendung
von Trockenhefe ein. Die Anwendung von Trokkenhefe anstatt frischer Hefe, d.h. Preßhefe,
war daher früher auf diesem Gebiet der Backwarenherstellung wegen der mangelnden
Gäraktivität der Trockenhefe in Teigen mit hohem Säuregrad oder in Teigen mit zugesetzten
Carbonsäuren nicht möglich.
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DE-OS Nr. 2.810.601 enthält Versuche, bei denen man die Gäraktivität
von handelsüblicher Frischhefe und Instant-Trokkenhefe in einem Teig mit einem Schimmelschutzmittel
zur Herstellung von Toastbrot vergleicht.
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Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, daß die Gäraktivität
um ungefähr 40% fällt, wenn man Trockenhefe anstatt Preßhefe in einem Teig anwendet,
der außer der Hefe 1000 g Weizenmehl, 590 g Wasser, 20 g Kochsalz, 40 g Fett und
75 g Backmittel mit Calciumpropionat enthält. Die Hefemenge entsprach 21 g Hefetrockenstoff,
und die Gärung wurde bei 300C 50 Minuten durchgeführt.
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DE-OS Nr. 2.810.601 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßhefe
und Trockenhefe mit verbesserter Triebkraft im sauren Milieu, wobei man die Hefe
in üblicher Weise züchtet und aufarbeitet, wo man aber in der letzten Vermehrungsstufe
pro Unter Kulturbrühe 0,1 - 10 g aliphatische kurzkettige Carbonsäuren zusetzt.
Gemäß der Offenlegungsschrift besitzt eine in dieser Weise hergestellte frische
Preßhefe eine hohe Gärungsaktivität auch in Teigen mit hohem Säuregrad, und die
Hefe läßt sich in eine haltbare Trockenhefe umbilden, die, wie die Preßhefe, eine
verbesserte Gärungsaktivität in Teigen mit hohem Säuregrad besitzt.
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Es erwies sich jetzt überraschend, daß Preßhefe und Trokkenhefe mit
einer entsprechenden oder weiter verbesserten
Aktivität oder Triebkraft
im sauren Milieu bei einem Verfahren herstellbar sind, bei dem die Hefe in üblicher
Weise gezüchtet und aufgearbeitet wird, das aber dadurch gekennzeichnet ist, daß
man in der letzten Vermehrungsstufe oder in einer früheren Vermehrungsstufe pro
Liter Züchtungssubstrat ungefähr 0,5-5 mg Thiaminchlorhydrat (Vitamin B1) zusetzt.
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Hierdurch wird teils eine Hefe mit einer Gärungsaktivität in Teigen
mit hohem Säuregrad erreicht, die der Gärungsaktivität der Preßhefe überlegen ist,
die unter Zusatz von kurzkettigen aliphatischen Carbonsäuren in der letzten Vermehrungsstufe
erreicht wurde, und teils eine erhöhte Hefeausbeute bei der Hefeherstellung erreicht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung
zur Herstellung einer aktiven Trockenhefe wird frische Preßhefe in Partikelform
zermahlt, und die gebildeten Hefepartikel werden durch 40-600C heiße Trocknungsluft
in bis zu 120 Minuten zur Erreichung eines Trockensubstanzgehaltes in der Hefe von
mindestens 85% getrocknet. Die Hefe wird vorzugsweise in einer Wirbelschicht nach
Zusatz einer Emulsion aus Fett, Emulgator und Wasser getrocknet. Hierdurch wird
ermöglicht, Trockenhefe unter Beibehalten der erhöhten Gäraktivität herzustellen,
die die hergestellte Preßhefe kennzeichnet.
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Weitere verbesserte Ergebnisse bei der Herstellung von Trokkenhefe
wird erreicht, wenn die Hefe nach Zusatz einer Emulsion aus Sojaöl, Monoglyzeridcitrat,
Calciumstearoyllactoyl= lactat und Wasser granuliert und getrocknet wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
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Beispiel 1: Herstellung von Preßhefe.
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5.500 Liter Leitungswasser und 166 kg Gest (mit einem Trokkensubstanzgehalt
von 27% entsprechend 44,82 kg Trockensubstanz), die die in Dänemark handelsübliche
Hefe ist, werden in einen Fermenter mit einem Nutzrauminhalt von 8.500 Liter gefüllt.
Danach wurden 18,5 kg Diammoniumhydrogenphosphat, 3,5 kg Magnesiumsulfat, 0,25 g
d-l Desthiobiothin und 30 kg sterile Rübenmelasse zugesetzt, die mit Wasser in 400
Balling verdünnt worden ist.
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Nach Belüftung mit 800 med Nm3/h steriler Luft werden im Laufe von
16 Stunden 1.350 kg sterile Rübenmelasse zugesetzt, die ebenfalls in 400 Balling
verdünnt worden ist, sowie 126 kg 25% Ammoniakwasser. Das Ammoniakwasser wird im
Verhältnis zum Fluß der verdünnten Rübenmelasse von der 4. bis zur 15. Gärungsstunde
zugesetzt. Die Melasse- und Ammoniakmenge wird in exponentiell wachsenden Mengen
durch Strömungsregler zugeführt, die von einer Nockenschale gesteuert werden.
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Der Melassestrom wird derart gesteuert, daß der Äthanolgehalt in der
Gärungsflüssigkeit nicht 0,2% übersteigt. Der pH-Wert wird von der 4. Gärungsstufe
durch Zuleitung von Schwefelsäure gesteuert, wobei die Zuleitung durch einen pH-Regler
gesteuert wird. Der pH-Wert wird auf 4,5 - 5,0 gehalten. Die Schaumentwicklung bei
der Gärung wird durch Zugabe eines Entschäumungsmittels reguliert.
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Am Ende der Melassezufuhr ist die Hefemenge um ungefähr 1.400 kg erhöht
worden. Die Hefe wird durch Stehen im Fermenter 30 Minuten unter Belüftung mit 300
Nm3/h steriler Luft gereift. Danach wird die Hefe von der ausgegorenen Würze durch
Zentrifugieren zertrennt. Die Hefesahne wird mit kaltem Wasser in einer Menge, entsprechend
4 Mal dem Volumen der Hefesahne, gewaschen, wonach sie abzentrifugiert und bis zu
ungefähr 2 0C abgekühlt unter Umrühren in einem Hefesahnetank aufbewahrt wird.
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Hefe, die auf einer Versuchsanlage wie die obige hergestellt ist,
besitzt die gleichen Gärungseigenschaften wie Hefe, die in großem Maßstab hergestellt
ist. Nach Abfiltrieren des Hefegehaltes der Hefesahne auf einer Filtertrommel ist
die
abfiltrierte Preßhefe in einem Teig im Hinblick auf Gärungsversuche anwendbar. Die
PreXhefe enthält ungefähr 27% Hefe wie die Ausgangshefe.
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Beispiel 2: Herstellung von propionsäurebehandelter Preßhefe.
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Eine Gärung wird in gleicher Weise wie im Beispiel 1 angeführt, durchgeführt,
aber mit der Änderung, daß während der Gärung (in der 10. Gärungsstunde) 2 x 4 Liter
Propionsäure zugesetzt werden.
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Beispiel 3: Herstellung von thiaminhydrochloridbehandelter PreDhefe.
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Eine Gärung wird in gleicher Weise wie im Beispiel 1 angeführt, durchgeführt,
aber mit der Änderung, daß am Anfang der Gärung zusammen mit den Nährsalzen und
dem Desthiobio= thin 12 g Thiaminhydrochlorid zugesetzt wird.
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Aufgehproben wurden bei Mischen 10 g der gemäß den Beispielen 1, 2
und 3 hergestellten Hefe mit 280 g Weizenmehl, 2,8 g Kochsalz, 2,8 g Saccharose-
und 160 ml Leitungswasser zur Herstellung eines Teiges ausgeführt. Die Aufgehflüssigkeit
wurde derart vorgeheizt (auf ungefähr 350C), daß der fertigbereitete Teig nach einer
Rührzeit von 5 Minuten eine Temperatur von 300C hatte. Der Teig wurde danach in
eine Brotform geschüttet, die bei 300C in ein SJA-Gerät (Svenska Jäst AB) gestellt
wurde, wonach die Carbondioxidentwicklung im Teig nach 20 und nach 60 Minuten gemessen
wurde.
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Die Aufgehversuche wurden hiernach mit der Änderung wiederholt, daß
der Teig 0,2, 0,4 und 0,6% Calciumpropionat, im Verhältnis zum Mehlgewicht bezogen,
zugesetzt wurde.
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Bei den Aufgehversuchen wurden die nachstehenden in Tabelle 1 angeführten
Ergebnisse erreicht:
TABELLE 1 Vergleich der Gäraktivität von Preßhefe,
die durch Zusatz von Propionsäure bzw. Thiaminhydrochlorid während des Züchtens
und Aufarbeitens der Hefe hergestellt ist, in einem Teig mit 0%, 0,2%, 0,4% und
0,6% Calciumpropionat.
| Hefe Teig ohne Teig mit 0,28 Teig mit 0,4% Teig mit 0,6% |
| herge- Zusatz Ca-Propionat Ca-Propionat Ca-Propionat |
| stellt ml C02 nach ml 002 nach ml C02 nach ml 002 nach |
| Beisp. 20 Min. 60 Min. 20 Min. 60 Min. 20 Plin, 60 Min. 20
Min. 20 Min. 60 Min |
| 1 280 1.075 170 810 125 590 100 I 475 |
| 2 270 1.000 180 875 140 690 110 555 |
| 3 250 1.030 200 940 170 780 160 710 |
Aus den in der Tabelle gezeigten Ergebnissen geht hervor, daß die Calciumpropionatzusätzezum
Teig mit der unbehandelten Hefe eine Aktivitätsverminderung von ungefähr 25%, ungefähr
45% und ungefähr 56% verursachen. Wird eine propion= säurebehandelte Hefe angewendet,
kann der Aktivitätsfall auf ungefähr 12%, ungefähr 31% und ungefähr 45% begrenzt
werden, und durch Anwendung der thiaminhydrochloridbehandelten Hefe wird die Aktivitätsverminderung
weiter auf ungefähr 9%, ungefähr 25% bzw. ungefähr 31% begrenzt, gemessen als die
Verminderung der C02-Entwicklung nach einer Aufgehzeit von 60 Minuten.
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Beispiel 4: Herstellung von aktiver Trockenhefe.
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Hefesahne, die gemäß Beispiel 1 mit einem Trockensubstanzgehalt von
180 g/l hergestellt worden ist, wurde mit einer Suspension aus Sorbitanmonostearat
oder einem entsprechenden Netzmittel in Wasser in einer solchen Menge gemischt,
daß pro Tonne Preßhefe 3,3 kg Sorbitanmonostearat (oder ein entsprechendes Netzmittel)
zugesetzt wurden. Die Suspension wurde zur Erreichung von Preßhefe mit einem Trockensubstanz-
gehalt
von ungefähr 30% und einem Netzmittelgehalt von ungefähr 1% filtriert, im Verhältnis
zum Trockensubstanzgehalt bezogen.
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Die Preßhefe wurde durch eine durchlöcherte Platte extrudiert, deren
Öffnungen einen Durchmesser von ungefähr 0,6 mm aufwiesen. Das hierdurch erreichte
Produkt wurde zu einem Trockensubstanzgehalt von ungefähr 92-95% durch einen heißen
Luftstrom getrocknet, der durch das gewirbelte Hefeprodukt geleitet wurde. Die Lufttemperatur
variierte während des Trocknens, wo sie ungefähr 600C im Laufe der ersten 30 Minuten
war, wonach sie zu ungefähr 400C im Laufe der folgenden 30 Minuten herabgesetzt
wurde, wobei die Hefetemperatur unter 400C gehalten wurde. Die gesamte Trockenzeit
war 60 Minuten. Das hierdurch erreichte Produkt wies eine feine körnige Struktur
auf und enthielt Partikel-mit einer Länge von ungefähr 2 mm und mit einem Querschnitt
von 0,4 mm. Eine Analyse des Produktes zeigte einen Trockensubstanzgehalt von 95,0%,
einen Stickstoffgehalt von 7,13%, im Verhältnis zum Trockensubstanzgehalt bezogen,
und einen Phos= phorgehalt von 3,12%, bezogen als P205 im Verhältnis zum Trockensubstanzgehalt.
Das Produkt ließ sich, im Hinblick auf Herstellung eines Teiges, dem Mehl ohne vorausgehendes
Einweichen unmittelbar zusetzen.
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Beispiel 5: Herstellung von propionsäurebehandelter aktiver Trockenhefe.
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Hefesahne wurde, wie im Beispiel 2 angeführt, hergestellt und danach,
wie im Beispiel 4 beschrieben, getrocknet.
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Beispiel 6: Herstellung von thiaminhydrochloridbehandelter aktiver
Trockenhefe.
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Hefesahne wurde, wie im Beispiel 3 angeführt, hergestellt und danach,
wie im Beispiel 4 beschrieben, getrocknet.
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5 q der hergestellten Trockenhefe wurden mit 8 g Kochsalz, 2 g Saccharose,
280 g Weizenmehl und 170 ml Wasser zur Herstellung eines Teiges gemischt, der bei
einem Aufgehversuch angewendet wurde. Durch Aufgehen 1 Stunde in einem SJA-Gerät
bei 300C wurde eine C02-Entwicklung, wie in untenstehender Tabelle 2 angeführt,
erreicht.
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TABELLE 2 Vergleich der Gäraktivität von aktiver Trockenhefe, die
durch Zusatz von Propionsäure bzw. Thiaminhydrochlorid während des Züchtens und
Aufarbeitens der Hefe in einem a-Teig (5 g Trockenhefe, 8 g Natriumchlorid, 2 g
Saccharose, 280 g Weizenmehl, 170 ml Wasser) hergestellt ist.
| Trocken- Teig a-Teig ohne a-Teig nit aTeig mit aTeig mit |
| hefe her- Zusatz von Zusatz von Zusatz von Zusatz von |
| gestellt Propionat 0,2% Ca-Pro= 0,4% Ca-Pro= 0,6% Ca-Pro= |
| gemä pionat pionat pionat |
| Beispiel |
| 60 Min. 60 Min. 60 Min. 60 Min. |
| 4 740 520 400 300 |
| 5 670 560 450 360 |
| 6 750 700 600 520 |
Aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen geht hervor, daß die Calciumpropionatzusätze
zum Teig eine Aktivitätsverminderung von ungefähr 30%, ungefähr 46% bzw. ungefähr
59% verursachen. Wird eine propionsäurebehandelte Hefe angewendet, kann der Aktivitätsfall
auf ungefähr 16%, ungefähr 33% bzw. ungefähr 46% begrenzt werden, und durch Anwendung
von Thiaminhydrochlorid wird der Aktivitätsfall ungefähr 7%, ungefähr 20% bzw. ungefähr
31%, gemessen als die Verminderung der C02-Entwicklung bei einer Aufgehzeit von
60 Minuten bei 300C.