Titel: Ueber Neuerungen in der Spiritusfabrikation.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1880, Band 236 (S. 311–322)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj236/ar236136

Ueber Neuerungen in der Spiritusfabrikation.

(Fortsetzung des Berichtes S. 60 dieses Bandes.)

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.

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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 |313| 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 Stärke
gebildete
Trockensubstanz
100 Th. Stärke-
Trockensubstanz
gaben Maltos
1 Th. Maiz gab
Maltose
Minuten Grad g Th. Th.

1
80
80
375
375
62,5
50
62,5
50
0,253
0,584
0,277
1,267
12,05
27,8
13,2
60,3
10,12
23,4
11,08
50,7

2
120
120
300
300
50
37,5
50
37,5
0,866
0,728
1,063
1,088
41,2
34,7
50,6
51,8
34,6
29,1
42,5
43,5

3
60
60
390
37,5
21
37,5
0,335
0,149
1,123
15,95
7,1
53,48
13,4
5,9
44,9

4
390
60
60
60
21
55
50
45
0,636
0,413
0,503
0,410
30,3
20,05
24,40
19,9
25,4
16,5
20,1
16,4

5
300
300
300
55
50
45
0,782
1,056
1,063
37,9
51,2
51,6
31,3
42,2
42,5

6
60
60
60
65
60
55
Geringe Mengen Zucker, nicht zu titriren
0,425
0,556
20,2
26,5
17,0
22,2
|314|

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.

|315|

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.

|316|

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 Versuche1)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:

|317|
Gesammtestickstoff
der Maische
Proc.
Davon Amidartige Stickstoftverbind. Nicht amidart
Verbindungen
Stickstoff als
Eiweiſs im der
Maische
Procent
des Filtrates
Procent
der Maische
Im Filtrat
Procent
In der Maische
Procent
abge-
spalten als
NH3
als
Amido-
säure
abge-
spalten als
NH3
als
Amido-
säure
im Filtrat in der
Maische
I süſs
vergohren
0,263
0,261
0,137
0,108
0,133
0,105
0,062
0,027
0,060
0,050
0,060
0,026
0,058
0,049
0,015
0,031
0,015
0,030
0,145
0,186
II süſs
vergohren
0,292
0,310
0,156
0,110
0,152
0,107
0,069
0,034
0,068
0,055
0,067
0,033
0,066
0,054
0,019
0,021
0,019
0,020
0,159
0,223

Danach sind von 100 Th. Gesammtstickstoff der Maische:


Unlös-
lich


Löslich

N in lösl.
eiweiſsart.
Verbind.
(Peptone)

N als lös-
liche
Amido-
säure

N als
Ammoniak
abgespal-
ten
Gesammt-
N als
amidartige
Verbin-
dungen

Eiweiſs- N
löslich und
unlöslich
I süſs
vergohren
49,43
59,77
50,57
40,23
5,63
11,49
22,13
18,78
22,81
9,95
44,94
28,73
55,06
71,27
II süſs
vergohren
47,95
65,49
52,05
34,51
6,51
6,45
22,60
17,42
22,94
10,65
45,54
28,07
54,46
71,93

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 aus
Säureamiden abgespalten
I süſse Maische
vergohrene Maische.
49,24
65,33
50,76
34,67
II süſse Maische
vergohrene Maische
49,60
62,04
50,40
37,96.

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 |318| 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 Maische
Proc.
In der Trocken-
substanz der ver-
gohrenen Maische
Proc.
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:

|319|
Preſs-
hefen-
maische
Kartoffelmaische Mais-
maische
Roggen-
maische
I II
Stickstoff unaufgeschlossen
zu Hefe geworden
nicht 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 unaufgeschlossen
wurden zu Alkohol
blieben unvergohren
sind 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 Hefe
ausgeschiedenen Stickstoff
zersetzte
Stärke
zu Alkohol
gewordene 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.
|320|

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-
Anzeige
Proc. Ball.
Tempe-
ratur
Stickstoff
g in 100cc
Filtrat
Saccharo-
meter-
Anzeige
Proc. Ball.
Tempe-
ratur
Stickstoff
g in 100cc
Filtrat
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 |321| Preſshefenfabrik, einer sehr dünnen Grünmalzhefe und einer Reihe von Maische- und Schlempehefen aus Spiritusfabriken:



Kunsthefe aus
Saccharometer
Proc. Ball.
Vergohren
Temperatur
Grad Reaumur
Erwärmung
Hefe
nach
Zäh-
lung
g 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
Procentgehalt
des Kornes an
Proteïn

Gehalt des Kornes an im Wasser löslichem Proteïn bei
5stündigem Erhitzen auf
Gehalt an lös-
lichem Proteïn
bei 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, |322| 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 auf
Stärke
umgerechnet
Stärke
I) nach neuer
Methode
II) nach alter
Methode
Differenz
von 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.

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Landwirthschaftliche Versuchsstationen, 1879 Heft 3. Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1879 S. 338. 349. 1880 S. 75. 77. 79.

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