Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1174
Main Title: Die Gewinnung und Wiederverwendung von Schaumproteinen und anderen Wertbestandteilen mittels Cross-Flow-Ultrafiltration aus Prozessbieren und weiteren Brauereiabfallprodukten
Translated Title: The recovery and reuse of foam proteins and other beneficial constituents by crossflow ultrafiltration of process beers and other brewery by-products
Author(s): Bilge, Deniz
Advisor(s): Wackerbauer, Karl
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Obwohl viele Anstrengungen unternommen werden, die Schaumhaltbarkeit von Bier zu verbessern, weisen viele Handelsbiere oftmals dennoch Defizite bei diesem Qualitätsmerkmal auf. Im Rahmen dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob es möglich ist, die in Prozessbieren und Glattwasser enthaltenen Schaumproteine mittels Ultrafiltration zu gewinnen und wieder in die Bierherstellung einfließen zu lassen. Es zeigte sich, dass die Schaumhaltbarkeit in den Retentaten aller Prozessbiere mit zunehmendem Konzentrationsfaktor und abnehmendem Cut-Off signifikant erhöht werden kann. Es konnte ferner gezeigt werden, dass die Erhöhung in starkem Maße mit der Anreicherung hydrophober Proteine korreliert und nur bedingt auf die Anreicherung an magnesiumsulfatfällbarem und koagulierbarem Stickstoff zurückzuführen ist. Ausgangsmedien mit geringen Anfangsgehalten an hydrophoben Proteinen, wie z. B. High-Gravity-Biere, wiesen daher, trotz starker Anreicherung der hochmolekularen Proteinfraktionen, nur eine mäßige Steigerung der Schaumhaltbarkeit auf. In den Retentaten wurde weiterhin die Farbe und der Gehalt an ß-Glucanen, Polyphenolen und Anthocyanogenen erhöht. Niedermolekulare Substanzen wie FAN, Dextrine, Ester und höhere Alkohole wurden nur unwesentlich beeinflusst, wodurch der Geschmack weitgehend unverändert blieb. Lediglich die Vollmundigkeit wurde durch die Anreicherung an hochmolekularem Stickstoff erhöht. Durch Scherkräfte in der UF-Anlage wiesen die Schaumkonzentrate der Biere erhöhte Trübungen und niedrigere nicht-biologische Stabilitäten auf. Wurden die Retentate zur Gärung oder Lagerung gegeben, wiesen die klärfiltrierten Biere jedoch die gleichen Qualitätseigenschaften wie das Vergleichsbier auf. Die Konzentrate ließen sich außerdem ohne Qualitätseinbußen problemlos bis zu zwei Wochen lagern. Ferner lagen in den Glattwasserretentaten langkettige Fettsäuren angereichert vor. Bei Zugabe dieser Retentate im Sudhaus wurden die langkettigen Fettsäuren allerdings, durch Abscheidungsvorgänge und Absorption während der Gärung, auf die Werte des Vergleichsbieres reduziert. Durch Aktivkohlebehandlung konnten die Retentate sogar soweit aufbereitet werden, dass eine direkte Zugabe zu Bier möglich war, ohne weitere Qualitätseigenschaften zu beeinträchtigen. Helle Aromapermeate aus Spezialbieren, die zur Erhöhung der Vollmundigkeit eingesetzt werden sollen, scheinen sich angesichts der starken Veränderung des Biercharakters nur für einzelne, spezielle Anwendungen zu eignen. Ferner zeigten die Biere ein von der Malzqualität sehr unterschiedliches Farbabtrennungsverhalten.
Although a lot of effort is made to improve head retention most beers often exhibit deficits in this quality feature. In the context of this work it should be investigated if it is possible to gain foam positive proteins from process beers and last runnings by the use of ultrafiltration and to reuse them in the course of beer production. It turned out that head retention of all process beer retentates was significantly improved with increasing concentration ratio and decreasing cut-off. In addition it could be shown that this improvement strongly correlates with the enrichment of hydrophilic proteins and only to limited extent on the enrichment of magnesiumsulfate precipitable and coagulable nitrogen. Working fluids with a low initial amount of hydrophobic polypeptides e.g. high-gravity beers accordingly showed a moderate increase in head retention although a decisive increase in high-molecular proteins was achieved. Furthermore the amount of ß-glucans, polyphenols, anthocyanogens and the colour were likewise increased. Low molecular substances like amino acids, dextrins, esters and higher alcohols were not influenced significantly whereby the flavour largely remained unchanged. Merely palatefullness of the retentates was increased by the enrichment of high molecular proteins. By shear forces in the pilot plant and the enrichment of polyphenols and anthocyanogenes in the retentates the foam concentrates showed elevated values for turbidity and a reduced non-biological stability. Nevertheless, the beers to which the retentates were added to the stage of fermentation or maturation showed the same quality features like the blank sample. Furthermore the concentrates were storable over a period up to two weeks without any quality losses. The retentates of the last runnings showed increased amounts of long chained fatty acids. By addition of the retentates to the wort copper or the whirlpool the amount was reduced to the level of the blank beer by separation and adsorption during fermentation. By means of activated carbon treatment they could be purified so that a direkt addition to beer without quality losses was possible. Pale aroma permeates from dark beers that were used with the intention to improve the palatefullness of pale beers seem to be largely unsuitable since the beer character is strongly influenced. In addition colour separation showed a strong dependance on the kind of malt and its quality.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-10750
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1471
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1174
Exam Date: 2-Aug-2005
Issue Date: 16-Aug-2005
Date Available: 16-Aug-2005
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Bierschaum
Crossflow
Farbstoffe
Hydrophobe Proteine
Ultrafiltration
Beer foam
Colour
Crossflow
Hydrophobic proteins
Ultrafiltration
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Institut für Biotechnologie » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_31.pdf1,2 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.