Handout_Spirituosen_ - Philipp Schwarz - WS 2024-2025 Obstbrand

Vorlesung Spirituosen WS 2024-2025 Obstbrand Referent: Philipp Schwarz  Qualitätsprägende Parameter Destillation Maischelagerung Nur aus guter...

Vorlesung Spirituosen WS 2024-2025 Obstbrand Referent: Philipp Schwarz  Qualitätsprägende Parameter Destillation Maischelagerung Nur aus guter Vergären Rohware entsteht ein gutes Destillat Einmaischen Reinigung Auslese Obsternte Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz  Obsternte Die Qualität sowie der Reifegrad des Obstes ist wertbestimmend für das resultierende Destillat Nur vollreifes und gesundes Obst verwenden! Der Reifegrad ist nicht immer gleich, daher ist ein mehrmaliges Einmaischen sinnvoll. Größerer Arbeitsaufwand Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Positiv wirken sich auf die Qualität der Maische aus: Vollreife des Obst Gebinde eventuell nachreifen lassen Stärkeabbau in 8- 14 Tagen oder Zugabe einer Amylase Hoher Zucker- bzw. Extraktgehalt des Obstes Ausbeute Partien auslesen und waschen Maische besser als reiner Saft Dickflüssige Maischen mit Pektinasen versetzen Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Negativ wirken sich auf die Qualität der Maische aus: Fremdgeruch oder – geschmack Angefaultes oder verschmutztes Obst (Achtung Acrolein!) Unsaubere Gärgefäße Unerwünschte Pflanzenteile wie Blätter oder Stiele → Eintrag von Gerbstoffen Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Reinigung des Obstes Sorgfältige Selektierung vor dem Waschen Angefaultes Obst erhöht die Infektionsgefahr Schmutz, Blätter und Erde entfernen Beeren entrappen Sehr weiche, teigreife Früchte nur abbrausen Maischen grundsätzlich unter Säureschutz vergären Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Zerkleinerung Bessere Umsetzung der vergärbaren Substanz Steinobst nur anquetschen oder anritzen, damit die Steine nicht beschädigt werden, eventuell entsteinen → Geschmacksänderung Kernobst fein raspeln oder vermahlen, eventuell passieren (z.B. Williams) Vorlesung Spirituosen 2023 – Philipp Schwarz Enzymierung Ziele der Enzymierung: Weitgehender Abbau der Zellverbände Freisetzung von Zellinhaltsstoffen (Zucker, Aminosäuren, Aromastoffe) Hefe kann nur freigesetzte, flüssige Nährstoffe verstoffwechseln Hartfleischige Obstsorten (Quitte) können ohne Saftzugabe verarbeitet werden Verbesserte Rühr- und Pumpfähigkeit Geringere Trubdeckenbildung Hefe und Säure lassen sich besser einrühren Geringere Gefahr der Maischeüberhitzung im Verlauf der Gärung Besserer Wärmeübergang beim Destillieren Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Anwendung technischer Enzyme Dosierangaben der Hersteller beachten Enzyme mit 10-facher Menge Leitungswasser verdünnen Zugabe beim Zerkleinern der Frucht oder direkt danach Auf gleichmäßige Durchmischung achten Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Enzyme Enzyme sind an allen Stoffwechselvorgängen im Tier- und Pflanzenreich, sowie bei der Gärung beteiligt und unentbehrlich. Sie haben die Eigenschaft, den Ablauf von biochemischen Vorgänge zu beschleunigen. Sie werden auch Biokatalysatoren genannt. Bereits kleinste Mengen Enzyme sind in der Lage große Mengen Substrat (z.B. Stärke) umsetzen zu können, ohne dass diese „verbraucht“ werden. Enzyme gehören zu den Proteinen und ihre Reaktivität ist stark von den Umgebungsfaktoren abhängig, wie Temperatur und pH-Wert. Ein bestimmtes Enzym kann auch nur ein bestimmtes Substrat unter definierten Bedingungen verarbeiten. Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Vergärung unter Säureschutz Schädliche Bakterien und Mikroorganismen vermehren sich in saurem Medium schlechter als Hefen des Stammes Saccharomyces cerevisiae, ihre Auskeimung wird vermieden bzw. stark gehemmt. Einstellen des pH-Wertes durch Säurezugabe auf 2,8 – 3,0 pH-Messung an mehreren Stellen zeigt bei gleichen Werten eine gute Durchmischung an → entscheidend ist der gemessene pH-Wert nicht die zugegebene Säuremenge Arbeitssicherheit: Schutzkleidung tragen! Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Anwendung Technische Schwefelsäure (96%ig) Sehr gefährlich, am besten vorher verdünnen (Wasser vorlegen, dann Säure zugeben!) Säure gut unterrühren pH-Wert nach einem Tag kontrollieren (kann ansteigen) Biologische Säuren (Milchsäure, Kombisäuren) Einfach zu handhaben Vorverdünnung nicht erforderlich, nicht so „gefährlich“ wie Schwefelsäure Höhere Dosage erforderlich Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Unerwünschte Mikroorganismen Milchsäure Bakterien Schimmelpilze Gattung Streptococcus, Lactobacillus, benötigen Sauerstoff Leuconostoc, u.a. Schadkeim Milchsäuregärung eher bei Gemüsesäften Fehlaromen erwünscht Bei pH 3 nicht aktiv Kahmhefe Benötigen Sauerstoff Buttersäurebakterien verstoffwechseln Zucker und Ethanol Gattung Clostridium am geführchesten Zerstören fruchttypische Aromen Selten unter pH 4 Bilden unangenehme Geruchsstoffe: Buttersäure, Essigsäure, Aceton Wildehefen / Fremdhefen Geringe Alkoholtoleranz Essigsäurebakterien Viele Gärungsnebenprodukte Gattung Acetobacter Bei pH 3 nicht aktiv Wandeln Ethanol in Essigsäure um Unerwünschte Aromen Aerob → benötigen Sauerstoff Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Reinzuchthefe Sichere und steuerbare Vergärung „wilde Hefen“ produzieren wenig Alkohol und negative Aromakomponenten Stoffwechsel der Kulturhefen ist auf maximale Alkoholbildung ausgerichtet und wenig Gärungsnebenprodukte Hohe Hefezellzahl überwuchert vorhandene schädliche Bakterien Arbeitet auch bei niedrigen pH-Werten Herstellerangaben beachten Hohe Temperaturdifferenz zwischen Maische und Hefemilch vermeiden Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Verarbeitung Kernobst 1. Auslese 2. Waschen 3. Frucht aufschließen bzw. fein zerkleinern 4. Enzymierung 5. Vergärung unter „Säureschutz“ 6. Trockenreinzuchthefe 7. Temperaturüberwachte Gärung 8. Keine oder kurze Maischelagerung Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz  Schema Herstellen einer Kernobstmaische Auslesen der Waschen des Frucht fein Senken des Zugabe von Kontrollierte Enzymierung Rohware Obstes zerkleinern pH-Werts Reinzuchthefe Gärung Maische sorgfältig rühren Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Verarbeitung Steinobst Ohne Stiele und Blätter einmaischen Steine nicht beschädigen, eventuell entsteinen → andere Aromatik Früchte vorsichtig mechanisch bearbeiten, z.B. Schneid-/ Rührwerk Passiermaschine Vergärung unter „Säureschutz“ Maischelagerung nicht erforderlich Achtung: durch zerstörte Steine gelangt vermehrt Blausäure und daraus resultierend Ethylcarbamat ins Destillat! Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Schema Herstellen einer Steinobstmaische Auslesen der Waschen des Frucht Senken des Zugabe von Kontrollierte Enzymierung Rohware Steinobstes aufschliessen pH-Werts Reinzuchthefe Gärung Nur bei hoher Viskosität notwendig Steine auf keinen Fall zerstören Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Ethylcarbamat Ethylcarbamatgehalt über 1 mg/L in Deutschland nicht verkehrsfähig. Die sinnvollste Variante erhöhte Ethylcarbamatgehalte zu umgehen, ist das Entstehen von Ethylcarbamat zu verhindern. Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Ethylcarbamat Amygdalin im Keimling des Steins zerfällt zu: Glucose Cyaniden (Blausäure) Benzaldehyd Ethylcarbamat wird aus Blausäure und Ethanol unter Lichteinwirkung gebildet. Effektivster Weg der Vermeidung von EC ist das senken des Cyanidgehalts in der Maische und des resultierenden Destillats. Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Vermeidung von Cyaniden → Ethylcarbamat Zerstören der Steine vermeiden Reaktive Kupferoberfläche des Brenngeräts ( regelmäßige Reinigung) Verwenden eines Katalysators Lange Maischestandzeiten von Steinobstmaischen vermeiden (Cyanidauslaugung) Cyanid-Schnelltest nach der Destillation EC belastete Brände umbrennen mit hoher Verstärkung und starkem Rückfluss Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Gärung Voraussetzung für einen reibungslosen Gärverlauf: Saubere Gärbehälter Gärspunde mit geeigneter Trennflüssigkeit ( z.B. Wasser oder 1%ige Schwefelsäure) bis zur Markierung füllen Beim Befüllen des Gärbehälters genügend Steigraum berücksichtigen Gärbehälter dicht verschließen (Gärspund nicht vergessen!) Gärtemperatur möglichst nicht über 18 – 20 °C → Aromaverlust Gärraum belüften! Hohe Temperaturschwankungen vermeiden Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Bild: 120L Gärfässer Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Zusammenfassung Herstellung von Obsmaische Nur gesundes und sauberes Obst verwenden Schmutz und angefaulte Stellen entfernen, Obst waschen Frucht zerkleinern, jedoch nicht die Steine zerstören Stark erwärmtes Obst über Nacht abkühlen Zugabe pektolytischer Enzympräparate Vergärung unter „Säureschutz“ bei pH 2,8 – 3,0 Zugabe einer Trockenreinzuchthefe Gebinde dicht verschließen, Gärspund einsetzen, Sperrmedium einfüllen Nur zu Beginn die Maische 1-2 mal umrühren und pH-Wert kontrollieren Gärtemperatur beobachten, idealerweise 18 – 20°C Nach der Gärung den Gärbehälter dicht verschließen Maische baldmöglichst destillieren Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Gärstörungen Falsche Temperaturführung Nährstoffmangel → Stickstoffmangel pH-Wert falsch eingestellt Schlechter Enzymatischer Aufschluss von Getreidemaischen Inaktive Hefe Undichtes Gärgefäß Infektionen Fehlende Betriebshygiene Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Fehler und deren Auswirkung Fehler Auswirkung Unreifes Obst Aromaschwäche, geringe Ausbeute Schmutziges, beschädigtes Obst Gefahr von Bakterieninfektion, z.B. Bildung von Acrolein Beschädigtes, angefaultes, schimmeliges Obst Fehlaromen im Destillat Anteil der zerstörten Steine zu hoch Bittermandelton Ungeeignete und schmutzige Gärbehälter Fremdinfektion, Fehlaromen pH-Wert zu hoch Bakterieninfektionen, Fehlaromen, Ausbeuteverluste Kein Zusatz von Reinzuchthefe Fehlaroma (z.B. „Lösemittelton“) durch wilde Hefen Sauerstoffzutritt Essigsäurebildung, Lösemittelton, Alkoholverluste Gärtemperatur zu hoch Aromaverluste Zu lange Maischelagerung mit Steinen Bittermandelton Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Inhaltsstoffe vergorener Maischen Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Inhaltsstoffe vergorener Maischen Ethanol Methanol (durch Pektinspaltung, Pektinmethylesterase) Höhere Alkohole 3-Methyl-1-Butanol, 2-Methyl-1-Butanol, 2-Methyl-1-Propanol 2-Butanol → in Obstmaischen und Weinbränden Acetaldehyd Essigsäure Essigsäureethylester (Acrolein), Diacetyl, Ethylcarbamat S-haltige Verbindungen (H2S) Benzaldehyd „Aromastoffe“ Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Hefestoffwechsel Hauptprodukte: Ethanol Kohlendioxid Nebenprodukte: Glyzerin Acetaldehyd Höhere Alkohole Fuselöle, 3-Methyl-1-Butanol, 2-Methyl-1-Butanol, 2-Methyl-1-Propanol 2-Butanol → nur in Obst- und Weinbränden nicht in Getreide-und Kartoffelbränden Vorlesung Spirituosen 2024 – Philipp Schwarz Abbauprodukte durch Fruchteigene Enzyme Bakterienstoffwechsel Methanol aus Pektin Essigsäure (Pektinmethylesterase)