Titel: | Ueber Neuerungen in der Spiritusfabrikation. |
Fundstelle: | Band 236, Jahrgang 1880, S. 311 |
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Ueber Neuerungen in der
Spiritusfabrikation.
(Fortsetzung des Berichtes S. 60 dieses
Bandes.)
Ueber Neuerungen in der Spiritusfabrikation.
In Betreff der chemischen Zusammensetzung
des Roggens und die Preſshefenfabrikation erinnert M. Delbrück in der Zeitschrift für
Spiritusindustrie, 1879 S. 309 und 355 daran, daſs bei dem wechselnden
Gehalt der Gerste an Proteinstoffen die Verwendung von 2k Gerste auf 100k Kartoffeln Uebelstände
herbeiführen könne, da die Hefe bei Anwendung Eiweiſs armer Gerste mangelhaft
ernährt werde.
Besonders wichtig ist dieses Verhältniſs bei der Preſshefenfabrikation. So enthielten
6 Proben Roggenmehl:
I
II
III
IV
V
VI
Stärke
66,6
61,5
63,2
60,3
65,9
66,8
Proteïn
7,4
16,9
13,5
9,6
10,5
9,1
Asche.
1,2
1,9
1,6
1,4
1,7
1,8
Wasser
14,0
14,6
13,1
12,4
13,2
14,3
oder auf Trockensubstanz berechnet:
Mittel
Stärke
77,4
72,0
72,7
68,8
75,9
78,0
74,13
Proteïn
8,6
19,8
15,5
11,0
12,1
10,6
12,93
Asche
1,3
2,2
1,8
1,6
2,0
2,1
1,83
I) Roggenmehl aus einer Preſshefenfabrik (schlechte
Hefenausbeute), II) aus derselben Preſshefenfabrik (gute Ausbeute), III) aus
Odessaer, IV) aus schwedischem, V) aus amerikanischem, VI) aus französischem
Roggen.
Bei der bisherigen Preſshefenfabrikation werden kaum 50 Procent der Eiweiſskörper
ausgenutzt. Es wird eben nicht berücksichtigt, daſs sowohl das Eiweiſs, als auch die
Stärke gelöst werden soll. Durch hohe Maischtemperatur wird man den Betrag der
gelösten Stärke erhöhen, durch niedere Temperatur mehr Eiweiſs lösen.
Delbrück schlägt nun vor, das Mehlgemisch zunächst bei
40 bis 50° mit möglichst viel Wasser oder der zu verwendenden Schlempe einzuteigen,
die entstehende Lösung der Eiweiſskörper von den Trebern zu trennen und für sich zu
kühlen. Die fast alle Stärke enthaltenden Treber sind dann in Hochdruckapparaten
aufzuschlieſsen und wie bei der Spiritusfabrikation zu vermaischen.
Nach Versuchen mit verschiedenen Hefen
bei Melassemaischen von A. Riebe (Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1880 S. 33) kann
Grünmalzhefe die Darrmalzhefe nicht ersetzen, da letztere, allein oder mit Kartoffel
maische oder Bierpreſshefe vorgestellt, bedeutend bessere Resultate gibt. Am
günstigsten stellte sich die Alkoholausbeute, wenn die Darrmalzhefe mit
Kortoffelmaische vorgestellt wurde, was bei gemischtem Betrieb, Melasse mit
Kartoffeln oder Mais, daher empfehlenswerth erscheint.
Zur Kenntniſs der Diastase. Während frühere Versuche zu
der Annahme führten, daſs Kohlensäure die Verzuckerung von reinem Stärkekleister
durch reinen Malzauszug begünstigt, zeigen neuere Versuche von M. Baswitz (Berichte der
deutschen chemischen Gesellschaft, 1879 S. 1827) jedoch, daſs sich die
Kartoffelstärkesorten des Handels sehr ungleich gegen Diastase und Kohlensäure
verhalten. Während die einen bei der Einwirkung von Diastase unter Abschluſs von
Kohlensäure nur Spuren von Zucker ergaben, geht bei anderen die Verzuckerung durch
Diastase gleich gut vor sich, ob man Kohlensäure zutreten läſst oder nicht; wieder
andere zeigen ein zwischen diesen Extremen liegendes Verhalten. Es führte dies zu
der Vermuthung, daſs in den bei Kohlensäureabschluſs durch Diastase invertirbaren
Stärkesorten ein vielleicht von mangelhafter Reinigung herrührender Körper enthalten
sei, der die Kohlensäure in ihrer Wirkung vertrete. Diese Vermuthung wurde dadurch
bestätigt, daſs Rohstoffe der Stärkefabrikation (geriebene, verkleisterte
Kartoffeln, Roggen- oder Gerstenschrotauszug) auch ohne Kohlensäure verzuckert
werden konnten. Somit haben wir eine Mitwirkung der Kohlensäure beim Maischprocesse
der Brennerei und Brauerei nicht anzunehmen und werden Versuche mit Einleitung von
Kohlensäure in den Vormaischbottich resultatlos verlaufen.
Ferner haben Versuche mit oder ohne einen Ueberdruck von 6cm Quecksilbersäule im Kohlensäurestrom
ausgeführt, ergeben, daſs einem solchen Druck keine Wirkung auf die Verzuckerung
zuzuschreiben ist.
Aus den in folgender Tabelle zusammengestellten Versuchen ergibt sich, daſs die
günstigste Temperatur für die Wirkung der Diastase nicht, wie bisher allgemein
angenommen wurde, bei 60°, sondern zwischen 45 und 55° in der Nähe von 50° liegt, da
bei dieser Temperatur in der kürzesten Zeit die gröſste Menge Zucker gebildet wird.
Geht man über diese Grenze nach oben hinaus, so wird die Zuckerbildung langsamer und
bleibt bei niedrigen Mengen stehen. Bei niederen Temperaturen wird die Zuckerbildung
ebenfalls langsamer; es wird aber schlieſslich dieselbe Zuckermenge gebildet als bei
der günstigen Temperatur. Die Diastase wird demnach zwischen 50 und 60° langsam
zerstört, rasch zwischen 60 und 65°, während sie unter 50° unverändert
Versuchsreihe
Versuchsdauer
Temperatur
Aus 2,5g
StärkegebildeteTrockensubstanz
100 Th. Stärke-Trockensubstanzgaben
Maltos
1 Th. Maiz gabMaltose
Minuten
Grad
g
Th.
Th.
1
80 80375375
62,550 62,550
0,2530,5840,2771,267
12,0527,813,260,3
10,1223,4 11,0850,7
2
120120300300
50 37,550 37,5
0,8660,7281,0631,088
41,234,750,651,8
34,629,142,543,5
3
60 60390
37,521 37,5
0,3350,1491,123
15,95 7,1 53,48
13,4 5,944,9
4
390 60 60 60
21555045
0,6360,4130,5030,410
30,3 20,05 24,4019,9
25,416,520,116,4
5
300300300
555045
0,7821,0561,063
37,951,251,6
31,342,242,5
6
60 60 60
656055
Geringe Mengen Zucker, nicht zu
titriren
0,4250,556
20,226,5
17,022,2
bleibt, jedoch um so langsamer wirkt, je weiter man sich von
der günstigsten Temperatur entfernt. Dieses Verhalten spricht für die Märcker'sche Hypothese, daſs wir im Gerstenmalz mehrere
Fermente neben einander haben, von denen das eine, die Diastase im engeren Sinne,
vielleicht bei 60 bis 65° zerstört wird, während die anderen, vorherrschend Dextrin
bildenden, höheren Temperaturen Stand halten.
Bei allen bisher üblichen Maischverfahren findet somit eine theilweise Zerstörung der
Diastase statt. Da nun bei der Maischung von Getreide und Malzschrot die
Verkleisterung und Verzuckerung bewirkt werden soll, so muſs man diese Rohstoffe auf
die Verkleisterungstemperatur, welche selbst über 60° liegen kann, erwärmen und so
lange auf dieser erhalten, als noch Lösung erfolgt. Eine Hinzufügung von Malz ist
aber erforderlich, um die Masse so weit zu verflüssigen, daſs sie vom Rührwerk
bewältigt werden kann, so daſs eine Einbuſse an Diastase überhaupt nicht zu
vermeiden ist. Hierzu ist aber nur wenig Malz erforderlich weil die verflüssigende
Eigenschaft des Malzes erst bei 80° gestört wird. Trotzdem ist eine Erhöhung über
60° zu vermeiden, da sie die Gerinnung des Eiweiſs zur Folge hat. Ist die Masse
durch etwa ein Viertel des Malzes gelöst, so kühle man auf 55° und lasse unter
Hinzugabe des Malzrestes die eigentliche Verzuckerung bei dieser Temperatur
bewirken. Auf 50° herabzugehen, würde sich nur da empfehlen, wo man, wie in der
Preſshefenfabrikation, Säurebildung nicht zu scheuen hat. Sollte die Malzstärke
hierbei nicht genügend zur Lösung gelangen, so könnte man von den letzten drei
Vierteln des Malzes einen Auszug anfertigen und zur Verzuckerung verwenden, den
Rückstand aber mit den übrigen Maischmaterialien der höheren Temperatur aussetzen.
Bei Anwendung gedämpfter oder gekochter Materialien kann man die Dauer der
Einwirkung von 60° noch mehr kürzen, da hier dieser höheren Temperatur nur die
Verflüssigung der Masse zur Bearbeitung durch das Maischwerk, nicht aber die
eigentliche Verkleisterung zufällt.
Die bei dem Malzersparniſsverfahren von F. Schuster (*
1879 232 419) gemachten Erfahrungen stehen damit in
Uebereinstimmung. Es zeigte sich nämlich, daſs man nur dann mit einem Minimum von
Malz arbeiten kann, wenn man eine Ueberschreitung der Temperatur von 60° aufs
ängstlichste vermeidet und die Verzuckerung nur ganz kurze Zeit, etwa ¼ bis ½
Stunde, andauern läſst. Der Grund hierfür ist einfach der, daſs auch schon bei 60°
die Diastase zerstört wird und zwar desto energischer, je länger man bei dieser
Temperatur verweilt. Dehnt man also die Verzuckerung zu lange aus, so wird die
geringe Menge der überhaupt vorhandenen Diastase ganz, oder doch so weit vernichtet,
daſs eine genügende Nachgährung nicht mehr eintreten kann. Bei Wiederholung von
Malzersparniſsversuchen würde daher ein noch weiteres Herabgehen mit der Temperatur
unbedingt geboten sein.
Fernere Versuche ergaben, daſs beim Darren des Malzes bis 56° eine Einbuſse an
Diastase nicht stattfindet.
Die Bestimmung der Hefe durch Zahlung. Die Bestimmung
der Hefe durch Wägung ist bekanntlich eine langwierige und dabei wenig genaue
Operation; es ist daher vorzuziehen, die Hefezellen mit Hilfe des Mikroskopes zu
zählen (vgl. Pedersen 1878 229 367). Der eine hierzu verwendete Apparat besteht aus einem
gewöhnlichen Objecträger und einem daran gekitteten Deckgläschen von 0mm,2 Dicke, welches in der Mitte einen runden
Ausschnitt hat. In diesen Ausschnitt bringt man die zu untersuchende Flüssigkeit und
deckt dann eine starke und genau schlieſsende Glasplatte darüber. In dem Ocular des
Mikroskopes befindet sich ein aus kleinen Quadraten von 0mm,5 Seitenlänge bestehendes Mikrometer, so daſs
bei 10 facher Vergröſserung das Gesichtsfeld in Quadrate von 5mm Seitenlange getheilt erscheint. Bei der
Ausführung eines Versuches verfährt man nun nach M.
Hayduck (Zeitschrift für Spiritusindustrie,
1880 S. 175) in folgender Weise:
Nachdem die zu untersuchende Flüssigkeit so lange um geschüttelt
oder durchgerührt ist, bis man überzeugt ist, daſs die Hefe ganz gleichmäſsig darin
vertheilt ist, nimmt man eine Probe heraus und bringt rasch, bevor ein Absetzen von
Hefe stattfinden kann, mit einem dünnen Glasstab einen Tropfen davon auf den
Objecträger in die Mitte des Ausschnittes und schiebt die Glasplatte darüber. Der
Tropfen muſs selbstverständlich so groſs sein, daſs der Raum vollständig davon
erfüllt wird. Bevor man zum Zählen der Hefe übergehen kann, muſs man warten, bis die
in der Flüssigkeit schwebenden Zellen sich auf den Objecträger niedergesenkt haben.
Wenn die Zahl der Hefezellen so groſs ist, daſs eine genaue Zählung nicht möglich
ist, muſs die Probe vorher mit Wasser auf das 5 bis 10 fache verdünnt werden. Soll
die Zahl der Hefezellen in einer nicht filtrirten Maische ermittelt werden, so ist
eine Verdünnung der abgemessenen Probe auf das 10 fache auch bei geringer Hefenmenge
unerläſslich, da die in der Maische enthaltenen Schalen und sonstigen festen Stoffe
die Hefezellen verdecken und eine Zählung unmöglich machen. Auch eine klare
Flüssigkeit muſs verdünnt werden, wenn das specifische Gewicht derselben sehr hoch
ist und die Hefezellen sich in Folge dessen nur unvollkommen und langsam
niedersenken.
Durch das Mikrometer erscheint nun, wie schon erwähnt, das
Gesichtsfeld des Mikroskopes in Quadrate von 5mm
Seitenlänge getheilt. Jedes dieser Quadrate bildet die Grundfläche eines Prismas,
dessen Höhe 0mm,2 beträgt. Um die
durchschnittliche Zahl der in einer solchen Volumeinheit enthaltenen Hefezellen zu
bestimmen, benutzt Hayduck immer die in einem
Durchmesser des Gesichtsfeldes liegenden, also ein lang gestrecktes Rechteck
bildenden Quadrate zur Zählung. Dasselbe wird an verschiedenen Stellen derselben
Probe durch Verschiebung des Objecträgers noch 3 mal wiederholt, auſserdem so viel
Proben untersucht, bis eine befriedigende Durchschnittszahl erhalten wird.
Beim zweiten Apparat ist die Mikrometertheilung auf dem Objecträger selbst innerhalb
des Ausschnittes des Deckgläschens angebracht. Das Mikrometer besteht aus Quadraten
von 0mm,05 Seitenlänge, so daſs das Gesichtsfeld
bei 150 facher Vergröſserung in Quadrate von 7mm,5
Seitenlänge getheilt ist. Das Deckgläschen ist 0mm,1 dick. Da nur 12 Quadrate des Mikrometers im Durchmesser des
Gesichtsfeldes sichtbar sind, so zählt man an jeder Probe die in 4 mal 12 Quadraten
sichtbaren Zellen.
Will man feststellen, ob in einer gährenden Maische eine Hefezunahme stattgefunden
hat, oder will man den Zeitpunkt feststellen, in welchem die Hefezunahme am
stärksten ist oder aufhört, so genügt die Feststellung der Durchschnittszahl der in
der Volumeinheit enthaltenen Hefezellen. Um aber auch die absolute Hefenmenge
festzustellen, habe man z.B. bei Anwendung des ersten Zählapparates im Durchschnitt
40 Zellen in der Volumeinheit beobachtet. Der wahre Rauminhalt eines solchen Prismas
ist 0cmm,05; man muſs jedoch die Seite eines
Quadrates, welche bei der Vergröſserung eines Oculars eine scheinbare Länge von 5mm besitzt, noch mit der Vergröſserung des
Objectivs, also mit 15 multipliciren, so daſs der Flächeninhalt eines Quadrates
5625qmm wird. Enthielten somit 25qmm 40 Zellen, so sind in der Volumeinheit in
Wirklichkeit 9000 Zellen, in 1cmm 180 000, und in
11 180 000 Millionen Hefezellen enthalten. Da
nun nach Nägeli eine Hefezelle durchschnittlich 0mg,0000005 wiegt, so enthält 11 90g Hefe.
Beim zweiten Apparat ist der Rauminhalt des Prismas 0cmm,00025, bei 40 Hefezellen in der Volumeinheit enthält somit 1cmm 160 000 Zellen und 11 80g Hefe.
Bei vergleichenden Versuchen mit Reinkulturen wurden durch Zählung 1,35 bis 1g,38, durch Wägung 1,22 bis 1g,33 Hefe in 100cc gefunden. Eine solche Gewichtsbestimmung ist natürlich nur auszuführen,
wenn die Hefezellen möglichst gleiche Gröſse haben, was nach vollendeter
Hefenbildung auch der Fall ist. Bei der Nachgährung nach begonnener Rückbildung
schrumpft die Hefe dagegen zusammen, verliert auch wohl an Wasser, so daſs dann
diese Bestimmung weniger genau wird.
Ueber die Veränderung der Stickstoff haltigen Substanzen
durch die Gährung liegen eine groſse Reihe VersucheLandwirthschaftliche Versuchsstationen, 1879
Heft 3. Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1879
S. 338. 349. 1880 S. 75. 77. 79.vor, denen wir Folgendes
entnehmen.
Bekanntlich enthalten die Kartoffeln nach E. Schulze (1878 228 285. 1880 235 469) nur einen Theil des Stickstoffes als Eiweiſs, so
daſs man jetzt nicht mehr den Gesammtstickstoff mit 6,25 multiplcirt als
Eiweiſsgehalt der Futtermittel bei Berechnung des Nährwerthes ansetzen darf (vgl.
1879 234 428). P. Behrend
und A. Morgen haben es nun unternommen, die
Veränderungen, welche die Stickstoff haltigen Verbindungen bei der Gährung erleiden,
und den Nährwerth der schlieſslich erhaltenen Schlempe festzustellen, und zu diesem
Zweck 2 Proben Kartoffelmaische vor und nach der Gährung untersucht:
Gesammtestickstoffder
MaischeProc.
Davon
Amidartige Stickstoftverbind.
Nicht
amidartVerbindungen
Stickstoff alsEiweiſs im
derMaische
Procentdes Filtrates
Procentder Maische
Im FiltratProcent
In der MaischeProcent
abge-spalten alsNH3
alsAmido-säure
abge-spalten alsNH3
alsAmido-säure
im Filtrat
in derMaische
I
süſsvergohren
0,2630,261
0,1370,108
0,1330,105
0,0620,027
0,0600,050
0,0600,026
0,0580,049
0,0150,031
0,0150,030
0,1450,186
II
süſsvergohren
0,2920,310
0,1560,110
0,1520,107
0,0690,034
0,0680,055
0,0670,033
0,0660,054
0,0190,021
0,0190,020
0,1590,223
Danach sind von 100 Th. Gesammtstickstoff der Maische:
Unlös-lich
Löslich
N in
lösl.eiweiſsart.Verbind.(Peptone)
N als lös-licheAmido-säure
N alsAmmoniakabgespal-ten
Gesammt-N
alsamidartigeVerbin-dungen
Eiweiſs- Nlöslich undunlöslich
I
süſsvergohren
49,4359,77
50,5740,23
5,6311,49
22,1318,78
22,81 9,95
44,9428,73
55,0671,27
II
süſsvergohren
47,9565,49
52,0534,51
6,51 6,45
22,6017,42
22,9410,65
45,5428,07
54,4671,93
In der süſsen Maische war demnach kaum die Hälfte des Gesammtstickstoffes als
Eiweiſsstickstoff vorhanden und der im Filtrat vorhandene Stickstoff' fast nur als
amidartige Verbindungen. Durch die Gährung wird ein Theil des gelösten Stickstoffes
unlöslich, indem er wahrscheinlich zur Neubildung der Hefe verwendet wurde. Nur der
in amidartigen Verbindungen im Filtrat vorhandene Stickstoff hat sich durch die
Gährung vermindert, während der Gehalt des Filtrates an in Form von Peptonen
vorhandenem Stickstoff gleich geblieben oder sieh vergröſsert hat. Besonders
bemerkenswerth ist aber, daſs während in der süſsen Maische der Stickstoff der
amidartigen Verbindungen fast genau zur Hälfte in Form von Amidosäuren, zur anderen
Hälfte in Form von abgespaltenem Ammoniak besteht, in der vergohrenen Maische
dagegen fast ⅔ des gesammten Amidstickstoffes als Amidosäuren vorhanden ist, da von
100 Th. Amidstickstoff zugegen waren in Form von:
Amidosäuren
Ammoniak ausSäureamiden abgespalten
I
süſse Maischevergohrene Maische.
49,2465,33
50,7634,67
II
süſse Maischevergohrene Maische
49,6062,04
50,4037,96.
Danach haben die amidartigen Verbindungen der süſsen Maische
ausschlieſslich der Gruppe der Säureamide angehört, während die vergohrene Maische
auch Amidosäuren enthält, so daſs durch den Gährungsproceſs eine theilweise
Umwandlung von Säureamiden in Amidosäuren unter Abspaltung von Ammoniak
stattgefunden hat, welches dann zur Ernährung der Hefe verwendet wurde. Dadurch, daſs die Hefe
ihren Stickstoffbedarf den Amidokörpern entnimmt und daraus die eiweiſsartigen
Stoffe ihres Organismus aufbaut, wird die vergohrene Maische reicher an Eiweiſs.
Rechnet man nun die dem Eiweiſs im Nährwerth gleichstehenden Peptone mit diesen
zusammen, so sind während der Gährung 16,8 und 17,5 Proc. des Gesammtstickstoffes zu
Eiweiſs geworden. Somit erfahren die Stickstoff haltigen Bestandtheile der Kartoffel
durch die Gährung eine Erhöhung ihres Werthes, indem werthloser Amidstickstoff zum
Theil in Eiweiſsstickstoff übergeht.
Zur Feststellung des Nährwerthes der Schlempe wurde schlieſslich eine vollständige
Analyse der vergohrenen Maische ausgeführt, wobei die Amide, wie Asparagin, mit
18,66 Proc. Stickstoff angenommen wurden. Dabei ist zu bemerken, daſs nach den
Angaben von Märcker (Handbuch
der Spiritusfabrikation, S. 754) 1000l
vergohrene Maische je nach der Arbeitsweise des Destillirapparates 1200 bis 1400l Schlempe liefern, daſs also die betreffenden aus
der vergohrenen Maische bestimmten Zahlen sich für die Schlempe in dem Verhältniſs
von 1200 bis 1400 : 1000 ändern werden.
Bestandtheile
In der vergoh-renen
MaischeProc.
In der Trocken-substanz der
ver-gohrenen MaischeProc.
I
II
I
II
Wasser
92,33
92,78
–
–
Fett
0,13
0,22
1,71
3,01
Rohfaser
0,72
0,72
9,39
9,97
Asche
0,93
0,94
12,13
12,96
Eiweiſs
1,16
1,39
15,12
19,25
Amide
0,40
0,47
5,22
6,51
Stickstofffreie Extractstoffe
4,33
3,48
56,43
48,30
M. Delbrück hat die Bewegung des Stickstoffes in den
Maischen gewählt, um danach die Hefenbildung zu beurtheilen. Die untersuchte
Preſshefenmaische war aus geschrotenem Korn und Darrmalz im Vormaischbottich bis 61°
gemaischt. Zu den Kartoffelmaischen waren die Kartoffeln bei Hochdruck gedämpft und
mit 3k,2 Gerste als Malz auf 100k Kartoffeln in Paucksch's Universalmaischapparat
verzuckert. Mais- und Roggenmaische waren aus ungeschrotenen, bei Hochdruck
gedämpften Körnern gewonnen und die Maismaische mit 15,7 Proc. Getreide als Malz,
die Roggenmaische mit 18,5 Proc. Roggen als Malz verzuckert. Letztere 4 Maischen
wurden mit Schlempehefe zur Gährung angestellt. Von 100 Theilen gemaischtem
Stickstoff und Stärke wurden nun:
Preſs-hefen-maische
Kartoffelmaische
Mais-maische
Roggen-maische
I
II
Stickstoff
unaufgeschlossenzu Hefe gewordennicht zur
Hefenbildung benutzt
46,2 18,6 35,2
43,0 25,4 31,6
36,9 21,2 41,9
60,8 11,0 28,2
29,1 25,0 45,9
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
Stärke
blieben unaufgeschlossenwurden zu Alkoholblieben
unvergohrensind unbestimmbar zersetzt
13,1 67,1 9,8 10,0
2,2 77,2 8,2 12,4
1,75 85,5 8,7 4,05
5,2 77,3 8,9 8,6
5,2 72,7 12,2 9,8
Von 100 Th. in süſser Maische gelöster
Stärke wurden zu Alkohol
77,2
78,9
87,1
81,5
76,7
blieben unvergohren
11,3
8,4
8,8
9,4
12,8
sind unbestimmbar zersetzt
11,5
12,7
4,1
9,1
10,3
Von 100 Th. in süſser Maische
gelöstem Stickstoff wurden zu Hefe
34,5
44,6
33,6
28,1
35,2
Auf 1 Th. gelöste Stickstoff haltige
Sub- stanzen kommen gelöste Stärke
7,74
25,4
24,5
18,7
15,3
Am besten war daher der Roggen, am schlechtesten der Mais aufgeschlossen. Von dem
gelösten Stickstoff zeigt die Kartoffelmaische die stärkste Hefenbildung, die
Maismaische die schlechteste. Berücksichtigen wir aber das Verhältniſs der
Stickstoff haltigen Substanz zur gelösten Stärke, so zeigen die Kartoffelmaischen
fast ein vierfach weiteres Nährstoffverhältniſs wie die Preſshefenmaische. Dies
erklärt sich daraus, daſs unter Hochdruck die Stärke der Kartoffeln möglichst
vollständig aufgeschlossen wird, die Stickstoff haltigen Substanzen dagegen
theilweise unlöslich werden. Bei der von Preſshefenfabriken angewendeten niederen
Temperatur wird die Stärke mangelhaft aufgeschlossen, dafür aber ein enges
Nährstoffverhältniſs von 1 : 7,74 für die Hefe erreicht. Der bei Hochdruck gedämpfte
Roggen zeigt eine weit bessere Aufschlieſsung. – Die Zahlen für den in Hefe
umgesetzten gelösten Stickstoff zeigennun, daſs die Menge der in einer Maische
gebildeten Hefe unabhängig ist von der Menge des gelösten Zuckers und sich nur nach
der Menge des gelösten Stickstoffes richtet. Der Vergährungsgrad hat augenscheinlich
keine Beziehungen zur Stickstoffausscheidung, dagegen zeigt sich eine auffallende
Beziehung zwischen Reinlichkeit der Gährung und Hefenbildung; je geringer die
Hefenbildung, um so besser die Reinlichkeit der Gährung. Dies erklärt sich daraus,
daſs je weniger Hefe gebildet wird, um so mehr Zucker bleibt zur Spirituserzeugung.
Folgende nach dem Nährstoffverhältniſs geordnete Zusammenstellung zeigt, daſs
Hefen-Wachsthum und Gährwirkung in keinem Verhältnisse stehen:
Nährstoff-verhältniſs
Auf 1 Theil als
Hefeausgeschiedenen
Stickstoff
zersetzteStärke
zu Alkoholgewordene Stärke
7,74
bei
der
Preſshefenmaische
124
108,3
15,3
„
„
Roggenmaische
234
208
18,7
„
„
Maismaische
376
339
24,5
„
„
Kartoffelmaische II
415
400
25,4
„
„
Kartoffelmaische I
326
281.
Die Gährwirkung der Hefe ist eine so auſserordentliche, die
Ausnutzung dieser Fähigkeit in der Praxis eine so wechselnde, daſs die Unterschiede
der Vergährung und der Reinlichkeit der Gährung erst dann verglichen werden können,
wenn die Menge der Hefe beschränkt wird.
A. Schrohe hat zwei
Kartoffelmaischen in den einzelnen Perioden der Gährung untersucht:
Maische I
Maische II
Saccharo-meter-AnzeigeProc.
Ball.
Tempe-ratur
Stickstoffg in 100ccFiltrat
Saccharo-meter-AnzeigeProc.
Ball.
Tempe-ratur
Stickstoffg in 100ccFiltrat
Angestellte Maische
19,5
18,7°
0,1463
20,0
16,2°
0,1523
Hauptgährung
–
27,5
0,0981
12,8
23,1
0,1171
Beendete Hauptgährung
–
30,0
0,0946
2,8
31,2
0,0992
Vergohrene Maische
3,3
30,0
0,0935
2,4
28,7
0,1107
Demnach stehen Bildung und Gährwirkung der Hefe in keinem
Zusammenhange. Mit beginnender Hauptgährung ist die Hefenbildung im Wesentlichen
bereits vollendet; 33 Procent des gelösten Stickstoffes der Maische I sind zu Hefe
geworden, während die vergohrene Maische nur 36,1 Proc. ausgeschiedenen Stickstoff
zeigt. Bei der Maische II ist bei einer Vergährung auf 12,8 Proc. d.h. beim Beginn
der Hauptgährung, die Hauptmenge der Hefe bereits gebildet, 23,2 Proc. Stickstoff,
während in der Hauptgährung selbst nur noch 11,7 Proc. Stickstoff verwendet werden,
so daſs zur Vergährung von 7,2 Proc. am Saccharometer die doppelte Menge Hefe
gebraucht ist als zur Vergährung von 10 Proc. Saccharometer.
Bei der Gährung der Kartoffelmaischen sind somit 3 Perioden zu unterscheiden: 1)
Hefenbildung, 2) Hauptgährung, Vergährung des Zuckers und 3) Nachgährung, Vergährung
des Dextrins. Die Hefenbildung schreitet auch noch während der Hauptgährung
vorwärts; bei der Nachgährung findet in der ersten Maische noch eine geringe
Vermehrung der Hefe statt, bei der zweiten hat aber der gelöste Stickstoff
zugenommen. Als Quelle dieses in Lösung gehenden Stickstoffes ist nur der
Hefenkörper selbst zu betrachten; es ist die Rückbildung der Hefe, ihre
Selbstzersetzung, welche während der Hauptgährung beginnt und bei der Nachgährung
vollendet wird. Diese Selbstzersetzung der Hefe ist keineswegs als Krankheit
aufzufassen, sie ist im Gegentheil für die Vergährung der Maische durchaus
nothwendig. Da diese Selbstzersetzung wesentlich mit durch die Temperatur der
Maische bedingt ist, so muſs sie also erforderlichen Falls durch
Temperatursteigerung unterstützt werden. Delbrück hat
daher mit Erfolg die Erwärmung der Maische für die Nachgährung eingeführt.
Delbrück berichtet ferner über Untersuchungen der
Versuchsstation der Spiritusfabrikanten Deutschlands mit Darrmalzroggenhefe aus
einer Preſshefenfabrik,
einer sehr dünnen Grünmalzhefe und einer Reihe von Maische- und Schlempehefen aus
Spiritusfabriken:
Kunsthefe aus
SaccharometerProc.
Ball.Vergohren
TemperaturGrad
ReaumurErwärmung
HefenachZäh-lungg im
l
von
auf
um
von
auf
um
Darrmalz und Roggenschrot
29,5
14,0
15,5
20,0
26,0
6,0
78,4
„ „ „
29,5
16,0
13,5
20,0
25,0
5,0
75,6
Kartoffelmaische und Grünmalz
18,0
7,5
10,5
15,0
20,0
5,0
84,3
Kartoffelmaische, Grünmalz und Schlempe
17,0
8,0
9,0
15,0
20,0
5,0
79,8
Kartoffelmaische und Grünmalz
15,0
7,5
7,5
14,0
16,0
2,0
60,8
Grünmalz
10,0
4,0
6,0
12,0
15,0
3,0
59,2
Somit ist die ursprüngliche Saccharometeranzeige des
Hefengutes durchaus nicht maſsgebend für die Wirkungsfähigkeit der Hefe, auch hängt
die Menge der Hefe nicht ab von dem vergohrenen Zucker. Die Zuckerzersetzung ist
viel mehr abhängig von der angewendeten Temperatur als von der Hefenbildung, so daſs
also die Saccharometeranzeige kein sicherer Maſsstab für die Beurtheilung der Reife
der Hefe ist. In der Preſshefenfabrik fällt die Keife, d.h. der Augenblick, wo mit
dem Schöpfen der Hefe begonnen wird, vollständig mit dem beendeten Wachsthum der
Hefe zusammen. Es verdient noch besonders bemerkt zu werden, daſs sich nicht selten
bis 22 Procent der gebildeten Hefe der Gewinnung als Preſshefe durch mangelhaften
Auftrieb entzieht.
Heinzelmann hat versucht, den Werth der Körnerfrüchte
für die Preſshefenfabrikation nach dem Gehalt an in Wasser löslichen, Stickstoff
haltigen Substanzen bei verschiedenen Temperaturen festzustellen:
Substanz
Procentgehaltdes Kornes
anProteïn
Gehalt des Kornes an im Wasser löslichem
Proteïn bei5stündigem Erhitzen auf
Gehalt an lös-lichem Proteïnbei
3stünd. Er-hitzen auf 135°mit 0,1 Proc. SO3
15°
50°
60°
65°
70°
115°
125°
135°
Roggen 1
6,6
3,7
4,5
4,0
3,4
3,4
2,9
–
5,3
–
Roggen 2
8,56
–
-
–
–
–
3,2
4,1
5,0
–
Roggen 3
11,5
3,9
4,5
4,2
3,5
3,5
3,7
5,1
6,6
–
Roggen 4
13,5
4,0
5,0
–
–
3,9
–
–
5,9
7,1
Amerik. Mais
8,9
0,97
0,94
0,90
0,84
0,77
0,94
1,67
2,34
–
Danach ist der Gehalt der Körnerfrüchte an Gesammtstickstoff
nicht maſsgebend für die Hefenausbeute, sondern nur der Gehalt an löslichem Protein.
Da bei 60° bereits eine Ausscheidung von Protein stattfindet, so sollten die
Maischtemperaturen der Preſshefenfabriken unter 60° liegen. Bei 125°, mehr noch bei
135°, wird durch den Hochdruck eine gröſsere Menge Protein aufgeschlossen als bei
niederer Wärme. Mais scheint für Preſshefenfabriken wenig geeignet.
Zur Untersuchung der Maische. Nach M. Märcker (Zeitschrift für
Spiritusindustrie, 1880 S. 73) ist zur Invertirung keine Schwefelsäure, sondern Salzsäure
anzuwenden, da hierbei in offenen Gefäſsen gekocht werden kann. In der
Versuchsstation Halle a/S. wird folgendermaſsen verfahren: 3 bis 4g Stärke werden auf 250 bis 300cc Wasser vertheilt und mit 20 bis 25cc reiner concentrirter Salzsäure (auf die Menge
kommt es nicht genau an) 3 Stunden im kochenden Wasserbade erhitzt. Um eine zu
starke Concentration durch Eindampfen zu verhindern, wird dem Kochkolben ein offenes
langes Rohr aufgesetzt. Bei der Untersuchung des unlöslichen Rückstandes von
Kartoffel- und Getreidemaischen und Bestimmung des darin enthaltenen Stärkemehles
wird Zucker und Dextrin durch Auswaschen entfernt, der Rückstand auf dem Filter
gesammelt, getrocknet, gepulvert und in einer Druckflasche mit 1 procentiger
Schwefelsäure erhitzt. Dabei werden aber voraussichtlich gewisse Stoffe nicht
Stärkemehl artiger Natur mit invertirt, so daſs diese Bestimmung des Stärkemehles in
dem unlöslichen Rückstande zu hoch ausfällt (vgl. S. 61 d. Bd.). Es ist daher sehr
wohl möglich, daſs bei den Hochdruckverfahren die bisher erhaltenen 1 bis 1,1 Proc.
Stärke für Kartoffeln, 4 bis 5 Proc. für Körnerfrüchte (vgl. 1879 232 245) auf diesen Fehler zurückzuführen sind, so daſs
in der That mit unseren heutigen Apparaten bereits eine völlige Aufschlieſsung
erreicht wird.
Delbrück bringt nun, auf Grund der
Versuche von Stumpf (1879 232 250), das Stärkemehl dieses Rückstandes nur durch Anwendung von
Hochdruck, ohne Säure in Lösung, trennt den ungelösten Rückstand und invertirt erst
dann mit Säure. Es genügt eine Erhitzung von 3 Stunden auf 140°; es empfiehlt sich,
vorher bei 50° etwas Malzauszug einwirken zu lassen, den Zuckergehalt des
Malzauszuges dann aber in Abzug zu bringen. Um nun einen Vergleich der nach der
neuen Methode gefundenen Zahlen (indirecte Anwendung von Invertirungsäure) mit den
nach der alten Methode (directe Anwendung von Invertirungssäure) bekannt gewordenen,
zu ermöglichen, hat Delbrück eine Reihe von
Bestimmungen nach beiden Methoden ausführen und zugleich den Extractgehalt (nach dem
Verhältniſs von 90 : 100 auf Stärke umgerechnet) bestimmen lassen. Die Resultate
sind folgende:
Extract aufStärkeumgerechnet
Stärke
I) nach neuerMethode
II) nach alterMethode
Differenzvon I und II
Roggen
Nr. 24
–
60,0
65,9
5,9 Proc.
„
„
–
56,6
63,8
7,2
„
mit 6,6
Proc.
Proteïn
57,1
53,66
2,4
8,8
„
„ 9,9
„
„
59,0
–
62,0
–
„
„ 13,5
„
„
56,0
53,1
61,8
8,7
Mais, amerikanischer
–
60,5
65,0
4,5
Futtermehl
52,6
38,8
57,7
18,8
Hiernach gibt die alte Methode den Stärkegehalt bedeutend zu hoch an und ist daher zu
verlassen.