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Einsatz von Enzymen bei der Fruchtmaischebereitung

 

Dr. Günter Röhrig
LVWO Weinsberg

E-Mail: guenter.roehrig@lvwo.bwl.de

 

Die Verwertung von Obst in der Brennerei hat eine alte Tradition. Welche Obstarten zur Verfügung stehen hängt wesentlich von den klimatischen Bedingungen ab. Zum Einschlagen werden hauptsächlich Äpfel, Zwetschgen, Kirschen, Birnen und da speziell die Williams-Christbirne verwendet. Aber auch Pflaumen, Mirabellen, Quitten und die verschiedenen Wildobstarten spielen als Spezialitäten eine Rolle. Das Brennereiobst  sollte möglichst lange am Baum ausreifen, damit sich genügend Zucker bilden kann. Birnen werden nach der Ernte nachgelagert bis sie weich und wie bei der Williams-Christbirne gelb werden. Zur besseren Aromaausbildung empfiehlt es sich Äpfel je nach Sorte in der Kiste kurz oder länger nachzulagern. Je nach Sorte, Boden-, Witterungseinflüssen und Reifegrad schwankt die Saftigkeit des Obstes. Nach der Zerkleinerung erhält man Maischen die in ihrer Konsistenz dünnflüssig, dickflüssig und dickbreiig aussehen können. Mitverantwortlich ist der Gehalt an Pektinstoffen. Die Pektine werden auch als die Kittsubstanz der Zellen betrachtet, die dem pflanzlichen Gewebe die Festigkeit verleiht. 

Pektine bestehen überwiegend aus Polygalakturonsäuren. Je nach Veresterungsgrad unterscheidet man zwischen hoch- und niederverestertem Pektin. Durch enzymatische Spaltung entsteht daraus Methanol.

 

Der Gehalt an Pektinstoffen unterliegt je nach Obst gewissen Schwankungen.

In der Tabelle 1 sind die Mindest- und Maximalgehalte verschiedener Obstarten aufgeführt.

So enthalten z.B. Schwarze Johannisbeeren einen hohen Pektingehalt, der auch dafür verantwortlich ist, dass man aus den Beeren kaum Saft gewinnen kann. Auch Quitten sind reich an Pektin und ergeben nach dem Einkochen mit Zucker ein köstliches Gelee.

Bei Äpfeln die überlagert sind wird die Schale runzlig und weich, Zeichen dass Abbauprozesse im Obst stattgefunden haben. Reife- und Abbauprozesse werden durch sogenannte Enzyme ausgelöst. Es sind Eiweißkörper mit einer ganz bestimmten Aktivität.

Sie kommen in Bakterien, Hefen, Pflanzen, Tieren und im Menschen vor und werden auch als sogenannte Biokatalysatoren bezeichnet. Das Weichwerden von Obst z.B. der Williams-Christbirne wird durch in der Frucht enthaltene pektinspaltende Enzyme verursacht. Da die Enzymmenge sehr gering ist, verläuft der Prozess auch relativ langsam.

 

Tabelle 1: Pektingehalte verschiedener Obstarten

Trauben

0,20   -   0,35 %

Süßkirschen

0,28   -   0,45 %

Birnen

0,46   -   0,60 %

Pflaumen

0,57   -   0,90 %

Äpfel

0,55   -   0,92 %

Johannisbeeren, schwarz

0,79   -   1,52 %



 

Die Herstellung einer optimalen Maischestruktur beginnt mit der Zerkleinerung. Je feiner die Maische zerkleinert wird, um so besser kann die Frucht aufgeschlossen werden und um so besser lassen sich die Zellsäfte freisetzen. Eine wesentlich schnellere Verflüssigung wird durch Zusatz von käuflichen Pektinenzymen erzielt. Pektinasen werden schon lange in der Fruchtsaftindustrie und in der Weinbranche eingesetzt. Die Enzyme sind in flüssiger oder granulierter Form erhältlich.

Die Spaltung von Pektinen wird im wesentlichen durch drei verschiedene Enzymgruppen bewirkt:

Pektinesterase ¾ sie spaltet Methylgruppen vom Pektin ab und ist daher verantwortlich für den Methanolgehalt in Maischen und Destillaten.

Polygalacturonase ¾ sie zerlegt die glycosidischen Bindungen der Polygalacturonsäureketten

Pectatlyase ¾ sie spaltet die 1,4-glycosidischen Bindungen zwischen den Galacturonsäureestern und bewirkt dadurch eine Verflüssigung von Obstmaischen.

 

Bei Einsatz von Pectinasepräparaten ist folgende Vorgehensweise zu empfehlen:   

 

-

Gesamte Obstmenge erfassen wobei kg gleich Liter Maische gesetzt wird.

-

Enzymmenge nach Herstellerangaben für die gesamte Maischemenge ermitteln

-

Enzym mit der 10 -20-fachen Wassermenge vermischen und separat oder zusammen mit dem Hefeansatz in der Maische gründlich verteilen

-

Die Zugabe sollte portionsweise erfolgen, z.B. in den Einmaischtrichter der Maischepumpe oder direkt in den Maischebehälter.

-

Der Maischeansatz sollte innerhalb der nächsten 3 Tage falls möglich nochmals durchmischt werden.

-

Angebrochene Enzympackungen werden gründlich verschlossen und im Kühlschrank oder der Tiefkühltruhe gelagert.

-

Bei mehrjährig gelagerten Präparaten ist mit Aktivitätsverlusten zu rechnen, so dass die Dosierungsmenge erhöht werden müssen.



Die wichtigsten Vorteile der enzymatischen Maischeverflüssigung in der Obstbrennerei sind:

-

Rasche Verflüssigung der Maische

-

Bessere Pumpfähigkeit

-

Schnellere und restzuckerfreie Vergärung

-

Verminderte Deckenbildung

-

Bessere Aromafreisetzung



Die Aktivität der Pectinasen zeigt eine Abhängigkeit vom pH-Wert und von der Temperatur. Bei pH-Werten zwischen 3 und 4,5, wie in den meisten Obstarten üblich, sind keine Beeinträchtigungen zu erwarten. Da die Gärtemperatur einer Maische aus Gründen von Aroma- und Alkoholverlusten nicht zu hoch sein sollte, kommt es bei zu kaltem Obst zu gewissen Aktivitätsverlusten, was bedeutet, dass die Verflüssigung langsamer vonstatten geht. Des weiteren können sich herb-bittere Substanzen (Polyphenole) hemmend auswirken, so dass z.B. enzymierte Schlehen oder Mostbirnen nach der Gärung immer noch dickbreiige Maischen ergeben.

 

Welche Auswirkungen die Enzymierung einer Apfelmaische hat veranschaulicht die Tab. 2. Aufgrund des Zellaufschlusses werden weitere Extraktstoffe freigesetzt, so dass der Vergärungsgrad, welcher mit einer Extraktspindel gemessen wurde, ansteigt. Auch die Umsetzung in Alkohol verlief besser, so dass sich ein um 0,4 %vol höherer Wert ergab. Durch die Spaltung der Polygalacturonsäureketten steigt auch der Säuregehalt etwas an. An den Zahlen des Filtriertests zeigt sich, dass durch die Enzymierung die Saftigkeit der Maische um das 3-4fache zugenommen hat

   

Tab. 2: Enzymierung von Apfelmaische

Enzym-

menge

ml/100 kg

Vergärungs-

grad

%mas

Alkoholgehalt

in der Gärflüssigkeit

%vol

pH-Wert

Gesamt-

säure

g/l

Filtriertest

ml/100 g

0

1,4

7,3

3,6

6,7

12

5

1,9

7,7

3,5

7,8

36

7,5

1,9

7,7

3,5

7,7

46



 

Neben den reinen Pectinasen gibt es im Handel noch Präparate die ß-Glucosidase enthalten. Diese Enzyme werden hauptsächlich im Weinbereich bei Buketttrauben eingesetzt. Sie setzen an Zuckermoleküle gebundene Aromastoffe frei, so dass es zu einer Qualitätssteigerung kommen kann. Im Brennereibereich wurden durch diese Enzyme noch keine signifikanten Aromaverstärkungen in Obstbränden festgestellt. Die Behandlung erfolgt zum Gärungsende.

 

Amylase ist ein Enzym um stärkehaltige Rohstoffe wie Getreide zu verzuckern. Eingesetzt wird es auch bei unreifem Kernobst, um die darin enthaltenen Stärkespuren abzubauen. Hilfreich soll es auch sein, um das Anbacken im Brennkessel bei dicken Maischen zu verhindern. Die Zugabe sollte kurz vor dem Einfüllen in die Brennbase erfolgen.

 

Bei der Verarbeitung von Topinamburknollen kommen Präparate mit Inulinase zum Einsatz. Die Knollen enthalten Inulin, ein stärkeähnlicher Stoff, der durch das Enzym in vergärbare Zucker umgewandelt wird.

 

Wenig eingesetzt wird bisher Glucoseoxidase. Sie schützt vergorene Maischen bei längerer Lagerung vor dem Verderb. Das Präparat wird auf der Oberfäche der frisch vergorenen Maische fein verteilt. Es bindet eventuell eingetretenen Luftsauerstoff und verhindert dadurch die Entwicklung von Essigbakterien oder Kahmhefe.

 

In der Tabelle 3 findet sich eine Zusammenstellung der im Fachhandel erhältlichen Enzyme und ihre Dosierungsmengen.

Die Reihenfolge der Auflistung stellt keine Gewichtung dar.

 

Tabelle 3: Enzyme zur Brennmaischebereitung

Produkt

Enzyme

Gebindegrösse

Einsatz

Dosierungs-

mengen

Ultra-Fruit

Pectinasen u.a.

100 /1000 ml

Obst

2-8 ml/hl

Pectinex Ultra SP-L

Pectinasen

100/1000 ml

Obst

3-8 ml/hl

Sihazym SupraMash

Pectinasen

100 g

Obst

3-5 g/hl

Siha „M flüssig“

Polygalacturonase

1000 ml

Obst

10-40 ml/hl

Siha-SK plus

Polygalacturonase

250/1000 ml

Obst

2-8 ml/hl

Pectinex OM

Pectinasen

100/1000 ml

Obst

3-15 ml/hl

Rapidase X-Press

Pectinasen u.a.

100 g

Obst

1-3 g/100 kg

Rapidase VinoSuper

Pectinasen

1000 g

Obst

1-4 ml/hl

Distizym FM

Pectinasen

1000 g

Obst

20-50 ml/hl

Distizym FM-Top

Pectinasen u.a.

100/1000 g

Obst

4-8 ml/hl

Sihazym-A

Pektinasen +

ß-Glucosidase

-

Gärungsende/

Aroma

10-15 g/hl

Trenolin Bukett

Pectinasen +

ß-Glucosidase

1000 g

Gärungsende/

Aroma

4-8 g/hl

Amylase AG 300 L/ XXL

Amylase

1000 ml

Apfel /zum Brennen

5-20 ml/hl

Topizym

Pectinasen u.a., Inulinase

100/500/1000 ml

Topinambur

20-30 ml/100 kg

Sihazym Inutop

Inulinase

1000 ml

Topinambur,

Enzian

15-25 ml/100 l

Glucoseoxidase

Glucoseoxidase

1000 ml

Maische vergoren

2-6 g/hl



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zum Abschluss soll noch kurz auf die Problematik der Methanolbildung eingegangen werden. Methanol ist ein Alkohol der bei der Vergärung von pektinhaltigen Rohstoffen immer entsteht - ohne und mit zusätzlicher Enzymierung . Aus der Abb. 1 ist ersichtlich, dass je nach Voraussetzungen eine Enzymierung den Gehalt an Methanol etwas ansteigen lassen kann. Im Normalfall werden die gesetzlich vorgeschriebenen Höchstmengen jedoch nicht überschritten.

 

Einfluß der Enzymierung auf den Methanolgehalt

Abb.1: Einfluß der Enzymierung auf den Methanolgehalt

 

Problematisch sind Traubentrester, Quitten und Schlehen. Wichtig ist, dass beim Destillieren ausreichend Vorlauf und nicht zu spät auf Nachlauf umgeschaltet wird. Letzte Sicherheit bringt eine Untersuchung auf Methanol in einem Fachlabor, die jedoch erhebliche Kosten verursacht.

 

 

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