Titel: Ure's Versuche über die Gährung.
Autor: Ure, Andrew
Fundstelle: 1840, Band 75, Nr. LXXVII. (S. 461–468)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj075/ar075077

LXXVII. Versuche und Bemerkungen über die Gährung. Von Dr. Andrew Ure.

Aus einem vor der British Association in Birmingham gehaltenen Vortrage im Athenaeum No. 620.

Nachdem sich zwischen einigen Branntweinbrennern Irlands und Accisebeamten ein Streit über die Bildung von Alkohol in den Maischbottichen durch spontane Gährung und ohne Vorhandenseyn von Hefen erhoben, hielt es das Acciseamt für geeignet, einige Versuche hierüber zu veranstalten und mir deren Beaufsichtigung zu übertragen.

Der erste Versuch ward am 6. Oktober 1837 mit folgender Mischung unternommen.

2 Bushels Gerste im Gewichte von 100 Pfd. 5 Unzen
1/2 Bushel Malz 21 – 7 –
1/2 Bushel Hafer 20 – 12 –
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Summa 3 Bushel im Gewichte von 142 Pfd. 8 Unzen.

Diese Mischung ward, nachdem sie geschrotet worden, mit 26 Gallons Wasser von 160° F. benezt, und nach gehörigem Umrühren wurden noch 8 Gallons Wasser, dessen Temperatur im Durchschnitte 194° F. betrug, zugegossen. Die auf solche Weise bereitete Maische ward gut umgerührt, und nach Ablauf von 45 Minuten, wo sie eine Temperatur von 138° F. hatte, zugedekt. Drei Stunden später wurden |462| nur 16 Gallons Würze abgezogen, d.h. bedeutend weniger, als erzielt worden wären, wenn der Apparat etwas verschieden eingerichtet gewesen wäre, wie später gezeigt werden soll. Diese Würze wog 1,080, d.h. sie hatte in der Sprache der Brenner eine Stärke von 60 Graden. Nach Ablauf von 2 Stunden wurden der Maische weitere 20 Gallons Wasser von 200° F. zugesezt, und dieselbe nach gehörigem Umrühren 2 Stunden lang zugedekt. Sie lieferte nach dieser Zeit 23 Gallons feine Würze von 1,042 spec. Gewichte. Nach Verfluß einer Stunde ward der Rükstand mit noch 12 Gallons Wasser von 200° F. übergossen, und damit nach 1 1/2 Stunden Zeit 11 Gall. Würze von 1,033 spec. Schwere erzielt. Den nächsten Morgen wurden alle diese Würzen in einem neuen Maischbottiche gesammelt. Sie betrugen 48 Gallons von einer Temperatur von 80° F. und einem spec. Gewichte, welches auf 60° F. reducirt, 1,04655 betrug. Bei der Temperatur von 80° F. trat in Bälde Gährung ein. Nach zwei Tagen war das spec. Gewicht auf 1,0317; nach drei auf 1,018; nach vier auf 1,013 und nach fünf auf 1,012 gefallen, wobei die Temperatur zulezt bis auf 78° F. gesunken war. Die Gesammt-Verdünnung betrug demnach 34 1/2 Grad, was auf eine Erzeugung von 3,12 Gallons probehaltigen Weingeistes (von 0,9186 sp. Gew. bei 60° F.) deutete, während bei der Destillation 3,22 Vorlauf, und bei der Rectification 3,05 probeh. Weingeist und schwächeres Destillat gewonnen wurden.

Der zweite Versuch ward am 12. Oktbr. mit einer Mischung vorgenommen, welche gleichfalls aus den angegebenen Quantitäten Gerste, Malz und Hafer bestand. Es wurden hiebei 48 Galt. Würze, die ein spec. Gewicht von 1,043 hatte, bei 82° F. in den Bottich eingesezt. Das spec. Gewicht war bis zum nächsten Tage auf 1,0418; nach zwei Tagen auf 1,0202; nach drei Tagen auf 1,0125 und nach fünf Tagen auf 1,0105 gefallen, so daß die Verdünnung im Ganzen 32 1/2° betrug. Dieß deutete auf eine Erzeugung von 3,12 Gallons probehaltigen Weingeistes, während die erste Destillation 2,93 Vorlauf, und die zweite an Weingeist und schwächerem Destillate 2,66 lieferte.

Bei diesen Versuchen schien die Maische, wenn die Gährung am lebhaftesten war, an der Oberfläche zu wallen und zu sieden, wobei kohlensaures Gas in Menge entwikelt wurde und ein zischendes Geräusch zu vernehmen war. Es geht hieraus unbestreitbar hervor, daß in den Würzen auch ohne Zusaz von Hefen eine bedeutende Menge Alkohol erzeugt wird, und zwar schon in sehr kurzer Zeit; die Gährung wird jedoch nie so lebhaft, wie bei einem Zusaze von Hefen, währt auch nicht so lange, und bringt es endlich zu keiner so hohen Verminderung des spec. Gewichtes.

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Ich war bei diesen Versuchen nie mit den zu denselben verwendeten Bottichen zufrieden, und dachte daher auf eine andere Einrichtung derselben, in Folge deren die Maische während der ganzen Dauer des Maischprocesses stets auf der geeigneten Temperatur erhalten werden könnte. Die Malzdiastase ist, wie den Chemikern bekannt ist, eigentlich der Stoff, der das Stärkmehl der Gerste und der übrigen Getreidearten in Zuker umwandelt; allein dieser Stoff wirkt nur bei einer Temperatur von 145 bis 168° F. mit vollem Erfolge. Fällt die Temperatur unter die erstere dieser Zahlen, so geht die Umwandlung in Zuker nur langsam von Statten; und steigt sie über die leztere, so wird die Saccharification gänzlich unterbrochen. Der neue Maischbottich, den ich anfertigen ließ, bestand demnach aus Zinkblech, war oben etwas weiter als unten, und wurde in einen hölzernen Bottich eingesezt, der um so viel größer war, daß der zwischen beiden an den Seitenwänden sowohl als am Boden bleibende Zwischenraum ein Paar Zolle betrug. In diesem Zwischenräume ließ ich, während der Maischproceß von Statten ging, einen Wasserstrom von 160° F. circuliren. Es wurden 3 Bushels Malz im Gewichte von 125 Pfd. 3 Unzen mit 30 Gallons Wasser von 167° F. befeuchtet, gut umgerührt, und bei einer Temperatur von 140° F. drei Stunden lang zugedekt gehalten. Nach dieser Zeit wurden 19 Gallons feine Würze von 1,0902 spec. Gewichte oder 90,2 Graden abgelassen. Hierauf wurden 20 Gallons Wasser von 167° F. auf den Rükstand gegossen, und nach Verlauf von zwei Stunden 28 Gallons Würze von 1,036 spec. Gew. abgelassen. Endlich wurden noch 12 Gallons Wasser von 167° F. aufgegossen, und nach abermals zwei Stunden 15 Gallons von 1,0185 spec. Gew. abgelassen. Am Abende desselben Tages wurden 40 Gallons feiner Würze von 1,058 spec. Gew. und einer Temperatur von 68° F. mit 5 Proc. Hefen in den Bottich gebracht. Die Verdünnung oder Verminderung des spec. Gew. betrug in 6 Tagen 54 Grade. Die dritte 15 Gallons betragende Würze dieses Gebräues ward, indem sie sehr schwach war, mit 7 Gallons der ersten und zweiten Würze vermengt und in einem Beken durch Einsieden auf 11 Gallons, die bei einer Temperatur von 60° F. ein spec. Gew. von 1,058 hatten, concentrirt. Sie ward sodann für sich allein mit 5 Proc. Hefen in Gährung versezt, und erlitt dabei eine Verdünnung von 48 1/2 Grad. Die durch die Verdünnung angedeutete Weingeisterzeugung betrug an beiden zusammen 5,36 Gallons; das wirkliche Product an Vorlauf war 5,52, und das an Weingeist und schwächerem Destillate 5,33, was mit den Accisetabellen genau übereinstimmte.

Der Zwek der Versuche, zu welchen ich demnächst schritt, war |464| Ermittelung der Temperatur, bei welcher die Wirkung der Hefen unterbrochen oder aufgehoben wird, und Ermittelung des Grades, auf den die Verdünnung in den sechs Stunden, welche das Gesez von dem Zeitpunkte an, wo die Würzen von den Kühlgefäßen ablaufen, bis zur Sammlung derselben in dem Bottiche gestatten, getrieben werden kann. Wenn Würzen von 1,0898 spec. Gew. bei 96° F. mit 5 Proc. Hefen eingesezt werden, so beträgt die in sechs Stunden bewirkte Verdünnung 26,9 Grade. Würzen von 1,0535 spec. Gew. mit 5 Proc. Hefen bei 110° F. eingesezt, verdünnten sich in ungefähr fünf Stunden um 16 Grade. Wurden hingegen die Würzen von 1,0535 spec. Gew. wie oben bei 120° F. eingesezt, so gährten sie weder bei dieser Temperatur, noch auch, nachdem man sie abkühlen ließ, zum Beweise, daß die Wirkung der Hefen zerstört worden. Wurden neue Hefen zugesezt, so entstand in zwei Stunden eine Verdünnung von 5,8 Graden, und in drei Tagen eine von 28,4 Graden, woraus hervorgeht, daß der Zukerstoff der Würzen seine Gährungsfähigkeit beibehalten hatte. Es wurde von Malzwürzen, die auf die oben angegebene Weise gebraut worden, ein Theil von 1,0939 spec. Gew. bei 70° F. mit 5 Proc. Hefen in den Bottich eingesezt, wodurch nach drei Tagen eine Verdünnung um 66° entstand; dagegen zeigte sich an zwei anderen Theilen von gleichem spec. Gew., die bei 120° F. mit 10 Proc. Hefen eingesezt worden, nach sechs Stunden keine Veränderung und keine Verdünnung; es waren vielmehr alle Hefen in dem Bottiche zu Boden gefallen. Ließ man diese beiden lezteren Theile dagegen auf 74 bis 72° F. abkühlen, so trat Gährung ein, und es entstand in zwei Tagen eine Verdünnung von ungefähr 79 Graden. Aus diesen beiden lezteren Versuchen scheint hervorzugehen, daß ein Zusaz von 5 Proc. Hefen durch starke, auf 120° F. erhizte Würzen seiner Gährungsfähigkeit beraubt wird; daß aber, wenn der Hefenzusaz 10 Proc. beträgt, die überschüssigen 5 Proc. keine bleibende Zersezung erleiden, sondern in ihrer Thätigkeit nur so lange gehemmt bleiben, bis die zukerhaltige Flüssigkeit wieder eine mit der Gährung verträgliche Temperatur erlangt.

Die Hefen bestehen den Beobachtungen gemäß, welche ich mit einem guten achromatischen Mikroskope anstellte, aus durchscheinenden, sphärischen und sphäroidischen Theilchen, deren Durchmesser ungefähr den 6000sten Theil eines Zolls beträgt. Wäscht man das Bier, in dem sie schweben, mit etwas Wasser weg, so erscheinen sie farblos; denn die gelbliche Farbe, die sie haben, wenn man sie aus dem Gährungsbottiche einer Porterbrauerei nimmt, ist bloß durch den ihnen anhängenden braunen Malzaufguß bedingt. Die Hefen eines eben |465| erst angelegten Bottiches scheinen aus kleineren Theilchen zu bestehen, als die eines älteren; doch ist der Unterschied nur unbedeutend.

Aus den Beobachtungen von Schulze, Cagniard de la Tour und Schwann scheint hervorzugehen, daß die geistige Gährung und die thierischen Fäulnißprocesse, die man bisher als ganz in den Bereich der chemischen Verwandtschaft gehörig betrachtete, im Wesentlichen die Resultate einer organischen Entwikelung lebender Wesen sind. Folgende Versuche scheinen hiefür zu sprechen.

Ein Kolben, der einige Schnizel Fleisch enthielt, und bis zu einem Drittheile seines Rauminhaltes mit Wasser gefüllt worden, wurde mit einem Korkstöpsel, in den luftdicht zwei dünne Glasröhren eingesezt worden, verschlossen. Diese beiden Röhren wurden außerhalb durch ein Metall-Bad geleitet, welches man beständig in Fluß und auf einer Temperatur erhielt, die jenem des siedenden Queksilbers nahe kam. Das Ende der einen dieser Röhren communicirte nach seinem Austritte aus dem Bade mit einem Gasometer. Nachdem diese Vorkehrungen getroffen, wurde der Inhalt des Kolbens rasch zum Sieden gebracht, um dadurch die Luft, die in ihm sowohl als in den Glasröhren enthalten war, auszutreiben. Nachdem dieß geschehen und der Kolben wieder abgekühlt worden, ließ man durch lezteren von dem Gasometer her einen ununterbrochenen Luftstrom teiben, wobei das Metallbad fortwährend auf einer Temperatur erhalten wurde, die zur Zersezung der in der Luft enthaltenen lebenden Dinge vollkommen genügend war. Bei diesem Versuche nun, der mehreremale wiederholt wurde, zeigten sich weder Infusorien noch Pilze; es trat auch keine Fäulniß ein; das Fleisch blieb unverändert, und die Flüssigkeit blieb so klar, wie sie gleich nach dem Sieden war.

Da es sehr mühsam war, bei diesen Versuchen das Metallbad auf dem Schmelzpunkte zu erhalten, so brachte ich zum Behufe weiterer Untersuchungen folgende Modificationen an dem Apparate an. Eine drei Unzen haltende Phiole ward zu einem Viertheile mit Wasser und Fleisch gefüllt, und mit einem Korkstöpsel, der mit einem Drahte befestigt wurde, gut verschlossen. Durch diesen Kork wurden zwei Glasröhren geführt, von denen die eine sich nach Abwärts krümmte, und mit ihrem Ende in eine kleine Schale untertauchte, in der sich Queksilber, das mit einer Schichte Oehl übergossen war, befand, während die andere nach ihrem Durchgange durch den Kork zuerst in horizontaler Richtung, dann anderthalb Zoll lang nach Abwärts, hierauf in ein Paar Spiralwindungen, sodann nach Aufwärts, und zulezt horizontal gebogen war, um endlich in eine Spize auszulaufen. Nachdem die Poren des Korkes mit Kautschukfirnitz |466| ausgefüllt worden, wurde der Inhalt der Phiole erhizt, bis bei beiden Glasröhren reichlich Dampf entwich, und bis das Queksilber sich auf die Temperatur von siedendem Wasser erhizt hatte. Damit in dem unter der Oehlschichte verdichteten Wasser sich keine lebenden Theilchen entwikeln konnten, war auf das Queksilber etwas äzender Queksilbersublimat gelegt worden. Während des Siedens wurde über den spiralförmig gewundenen Theil der zweiten Glasröhre mittelst eines über sie gestellten gläsernen Rauchfanges die Flamme einer Weingeistlampe geleitet, so zwar, daß das Glas dadurch erweicht wurde. Zugleich wurde die Fortsezung der Röhre mit einer anderen Weingeistlampe erhizt, um einem durch die Verdichtung des Dampfes veranlaßten Zerspringen der Röhre vorzubeugen. Nachdem das Sieden ungefähr eine Viertelstunde lang angedauert, ließ man die Phiole abkühlen, und sich dabei durch die heiße Spirale der zweiten Röhre mit Luft füllen. Nach gänzlicher Abkühlung ihres Inhaltes wurde das Ende der Röhre luftdicht verschlossen, und der zwischen der Spize und der Spirale gelegene Theil mit Hülfe der Flamme bedeutend erhizt, worauf man sodann die Lampen zurükzog. Die Phiole enthielt nach dieser Operation nur gesottenes Fleisch und mäßig erhizte Luft. Man erneuerte hierauf von Zeit zu Zeit die Luft durch die zweite Röhre, indem man die Spirale dieser lezteren zuerst stark erhizte, dann deren Spize abbrach, und mit einem Gasometer in Verbindung brachte, wodurch die Luft gezwungen wurde, sich langsam vorwärts zu bewegen, und bei der Mündung der ersten, in das Queksilber untergetauchten Röhre zu entweichen. Das Ende der zweiten Röhre wurde sodann abermals luftdicht verschlossen, während der zwischen ihm und der Spirale befindliche Theil der Wirkung der Weingeistflamme ausgesezt wurde. Bei Anwendung dieser Vorsichtsmaßregeln, bei denen es jedoch hauptsächlich darauf ankam, den Kork und die Röhrengefüge vollkommen luftdicht zu machen, wurden Fleischabkochungen sechs Wochen lang auf einer Temperatur von 63 1/2 bis 77° F. erhalten, ohne daß darin Spuren von Fäulniß, von Infusorien oder von Schimmel zu entdeken waren; dagegen kamen sie, wenn man das Gefäß öffnete, nach Verlauf von wenigen Tagen ebenso in Gährung, als wenn sie auf gewöhnliche Weise gekocht worden wären. Schulze modificirte den Versuch auf folgende, nicht minder lehrreiche und sprechende Art. Er versah nämlich die durch den Kork geführten Röhren in geringer Entfernung von dem Korke mit einer Kugel, und brachte in die eine dieser Kugeln starke äzende Lauge, in die andere dagegen starke Schwefelsäure. Dabei wurde die Luft an dem einen Röhrenende ausgesaugt, während ihr an dem anderen Eintritt gestattet war, so daß die Luft über dem |467| in der Phiole befindlichen Fleischabsude erneuert wurde. Bei einer anderen Reihe von Versuchen wurden vier Phiolen, welche mit einer Zukerauflösung, der etwas Bierhefen beigesezt worden, gefüllt waren, verpfropft und in siedendes Wasser untergetaucht, bis sie die Temperatur dieses lezteren erlangt hatten. Nachdem dieß erfolgt, stürzte man sie in einem Queksilberbade um, und ließ sie nach Beseitigung des Stöpsels in dieser Stellung abkühlen, um dann in jede der Phiolen ein Drittheil bis zu einem Viertheil ihres Volumens atmosphärische Luft eintreten zu lassen, und zwar in zwei derselben durch dünne Glasröhren, welche an einer bestimmten Stelle rothglühend erhalten wurden, und in die beiden anderen durch Glasröhren, die keiner Hize ausgesezt waren. Da sich bei der Analyse zeigte, daß die auf solche Weise erhizte Luft statt 20,8 nur 19,4 Proc. Sauerstoff enthielt, wurde, um diesen Mangel auszugleichen, in die beiden mit den erhizten Röhren in Verbindung gebrachten Phiolen etwas mehr Luft eingelassen als in die beiden anderen. Verkorkt und in umgestürzter Stellung einer Temperatur von 54 1/2 bis 63 1/2°F. ausgesezt, war nach Ablauf von 4 bis 6 Wochen in den lezten Phiolen, welche die nicht erhizte Luft enthielten, Gährung eingetreten, so zwar, daß beim Nachlassen ihrer Korke ein Theil ihres Inhaltes mit Gewalt hinausgeschleudert wurde, während an den beiden anderen Phiolen selbst nach Ablauf einer doppelt längeren Zeit auch keine Spur von Gährung bemerkbar war. Da das Krähenaugen-Extract für die Infusorien, keineswegs aber für den Pflanzenschimmel ein Gift ist, während der Arsenik seine giftige Wirkung auf beide äußert, so ward durch diese Prüfungsmittel erwiesen, daß die lebenden Theilchen, mit denen man es bei den auf die Gährung bezüglichen Untersuchungen zu thun hat, den Pflanzen und zwar der Familie der Conserven oder Algen angehören. Die Bierhefen bestehen nach Schwann gänzlich aus mikroskopischen Pilzen von der Gestalt kleiner, gelblich-weißer, ovaler Körner, welche schief gegen einander in Reihen geordnet sind. Frischer Traubenmost enthält keine solchen Körner, wenn er aber bei 20° R. 36 Stunden lang der Luft ausgesezt gewesen, so werden unter dem Mikroskope ähnliche Körner, die man im Laufe einer Stunde und selbst in noch kürzerer Zeit wachsen sehen kann, bemerkbar. Einige Stunden nach dem ersten Erscheinen dieser Pflanzen beginnt die Gasentwikelung. Im Laufe der Gährung vermehrt sich die Zahl der Körner bedeutend, und am Schlüsse derselben fallen sie in Gestalt eines gelbweißen Pulvers auf den Boden des Gefäßes nieder.

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Hr. Black, auf den sich Hr. Ure in seinem Vortrage bezog, gab an, daß die Branntweinbrenner und Bräuer bei der Verschiedenheit der Mischungen, die sie zur Maische nehmen, auch bei sehr verschiedenen Temperaturen arbeiten. Die Brenner nehmen oft nur 1/10 Malz und im Uebrigen gebrochene Gerste oder ein anderes gebrochenes Getreide. Würde hiebei beim ersten Maischen gleich eine so hohe Temperatur angewendet werden, wie sie die Bräuer, die bloß mit Malz arbeiten, wirken lassen, so würde die Masse zu einem dünnen Teige werden. Die Brenner gießen daher anfänglich die zum Maischen bestimmten Mischungen viel minder heiß an, als die Bräuer, erhöhen deren Temperatur aber nach und nach, und bevor sie die Würzen ablaufen lassen, durch Zugießen eines heißeren Wassers als in den Brauereien je genommen wird.

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