CH392429A - Verfahren zum biologischen Abbau der Äpfelsäure in vergorenen oder unvergorenen Obst- und Traubensäften - Google Patents

Description

  Verfahren zum biologischen Abbau der     Äpfelsäure    in vergorenen oder  unvergorenen Obst- und Traubensäften    Vergorene und unvergorene Obst- und     Trauben-          säfte    enthalten, vor allem in     nördlichen    Anbaugebie  ten,     oft    einen Säuregehalt, der das für     Genusszwecke     erträgliche Mass übersteigt. Vor allem     handelt    es sich  dabei um     Äpfelsäure,    die sehr oft in dem vorliegen  den Milieu einem an sich möglichen     biologischen    Ab  bau zu Milchsäure und     C02    nicht zugänglich ist.

    Dieser erwünschte Abbau setzt nicht nur die tatsäch  liche     Säuremenge    herab, vielmehr ist auch die Milch  säure     geschmacklich        angenehmer    als     Äpfelsäure.     



  Der     biologische    Abbau der     Äpfelsäure        erfolgt     durch     Bakterien,    insbesondere durch B.     gracile,    M.       malolacticus,    M.     acidovorax    oder M.     variococcus.     Es lag nahe, Bakterien     der    genannten Art und Weise  zu     überi.mpfen,    um den Abbau der     Äpfelsäure    ein  zuleiten, und gelegentlich ist das auch gelungen.

   In  der     Mehrzahl    der Fälle jedoch     enthalten    vor allem  die Weine     Faktoren,    die die Entwicklung der Bak  terien und damit den Säureabbau     verhindern;    eine  Überimpfung von     Äpfelsäure    abbauenden Bakterien  auf solche Obst-     und    Traubenweine führte     deshalb          dazu,    dass die Bakterien zugrunde gingen, zumindest  aber ihre Aktivität     einbüssten.        Auch    eine Adapta  tion an ein saures Milieu vor     der    Überimpfung er  wies sich als erfolglos.

   Es war deshalb wichtig, Wege  zu suchen, die den biologischen Säureabbau auch in  derartigen Weinen und     Säften    ermöglichen.  



  Zweck der     Erfindung    ist die     Schaffung    eines Ver  fahrens, bei dem die Aktivität der     Bakterien    selbst  unter ungünstigen Verhältnissen erhalten bleibt und    es     gelingt    den     Äpfelsäuregehalt    der verwendeten       Fruchtsäfte    oder Weine in der gewünschten Weise  abzubauen.  



  Gegenstand     der        Erfindung    ist demnach ein Ver  fahren zum biologischen Abbau der     Äpfelsäure    in  unvergorenen und vergorenen Obst- oder     Trauben-          säften    unter Verwendung von     Apfelsäure    abbauenden  Bakterien,     welches    dadurch     gekennzeichnet    ist, dass  man zu einer Kultur dieser Bakterien in     Obst-    oder       Traubensaft    oder in Wein den zu -behandelnden     Obst-          oder        Traubensaft    in kleinen Mengen zufügt und dies  immer dann wiederholt,

   wenn die     Äpfelsäure    in der  Flüssigkeit abgebaut ist.  



  Die     Zugabe    kann diskontinuierlich, d. h. in stu  fenweisen Absätzen, oder     kontinuierlich,    durch Zu  tropfen durchgeführt werden. Bei diskontinuierlicher  Zugabe sollten die Zusätze     mengenmässig    etwa dem       ersten    Kulturansatz entsprechen.  



  Die für das Verfahren benötigte Kultur erhält       span    zweckmässig, indem man     Äpfelsäure    abbauen  den     Bakterien    aus einer     natürlichen    oder syntheti  schen Nährlösung in     einen    Teil des Obst- oder Trau  bensaftes     bzw.    Weins     versetzt,    den man zuvor z. B.       mittels        CaCOa        auf    einen     solchen        pH-Wert    gebracht  hat, dass die     Impfbakterien    sich darin vermehren  können.

   Der zur     ersten        Bakterienentwicklung    geeig  nete     pH-Wert        lässt    sich     durch    einen     Vorversuch    un  ter abgestuften     pH-Verhältnissen    leicht     ermitteln.     Sollten     Hefeinfektionen        befürchtet    werden, so ist die       Nährlösung    mit 100-500     mg/1        Sorbinsäure,    am be-           sten    250     mg/1,

      zu     versetzen.    Ebenso können Gaben  an bestimmten Spurenelementen,     Aminosäuren    und  Vitaminen sich für den biologischen Säureabbau gün  stig     auswirken.        Normalerweise    haben sich bei einer  Temperatur zwischen 15 und 26  C nach 2 bis 6  Tagen Bakterien in     ausreichender    Menge gebildet,  woraufhin man den Säureabbau     gemäss    der Erfin  dung weiterführt.  



       Unter    den     erfindungsgemässen    Bedingungen bleibt  die Aktivität der     Bakterien    voll erhalten, auch     dann,     wenn man zur Verdünnung der Kulturlösung nicht  den gleichen, sondern einen oder mehrere andere  Obst- oder Traubensäfte bzw. Weine verwendet. Aber       auch    nach     längerem    Wachstum in     einem    bestimmten  Substrat, z.

   B. einem sauren Wein, lässt sich die Bak  terienkultur nicht auf einen anderen sauren Wein       übzrimpfen;    in jedem Fall ist es notwendig,     wieder     das     erfindungsgemässe    Verfahren des allmählichen       Verdünnens    darauf anzuwenden.  



  Die Durchführung des     erfindungsgemässen    Ver  fahrens     erfolgt    zweckmässig in einer ebenfalls Gegen  stand der Erfindung bildenden     Vorrichtung,    welche       dadurch        gekennzeichnet    ist, dass sie aus drei     Ge-          fässen,    nämlich einem Vorratsbehälter, einem     Reak-          tionsgefäss    und einem Auffangbehälter, besteht, wo  bei das     Reaktionsgefäss    mit mehreren seitlich ange  brachten     Abflussstellen    versehen ist,

   die einen     Ab-          fluss    der behandelten Flüssigkeit bei verschiedenen       Niveauhöhen    erlauben.  



  Eine beispielsweise Ausführungsform dieser Vor  richtung, die .in beliebiger Dimension einen kontinu  ierlichen oder diskontinuierlichen Zu- und Abfluss  der     abzubauenden    Obst- und Traubensäfte erlaubt,  ist in der Zeichnung dargestellt. Bei der dargestellten  Vorrichtung kann der Ablauf aus dem     Reaktions-          gefäss    (1) mixt     Gäraufsatz    (2) durch seitliche Ansätze  in     verschiedenen    Niveauhöhen vorgenommen werden,  wobei es möglich ist, das abzubauende Flüssigkeits  volumen den jeweiligen     Bedingungen    anzupassen.

    Der Flüssigkeitszulauf aus dem Vorratsbehälter (3)       ist    durch den Tropfenzähler (4) regulierbar, eine       Heizvorrichtung    (5)     erlaubt,    im Reaktionsgefäss (1)  die     erforderliche    Temperatur einzustellen. Mittels       -einer    Rührvorrichtung (6) kann die Bakterienmasse  innerhalb der Lösung in Bewegung gehalten werden.  Eine     bakteriendichte        Filtrationsanlage    (7) sorgt für  eine     Entkeimung    des fertigen Obst- oder Trauben  saftes, der in dem     Behälter    (8) mit der Entlüftung (9)  aufgefangen wird.  



  Die Erfindung wird im folgenden anhand von Bei  spielen erläutert werden.  



  <I>Beispiel 1</I>  Am analytisch     ermitteIten    Säuregehalt eines     1958er     Moselweins mit der Bezeichnung 5843 war zu er  kennen, dass der     Äpfelsäureabbau    noch nicht abge  laufen war. Der Wein enthielt folgende Säurekonzen  trationen:

    Gesamtsäure 9,7     g/L    (berechnet als Weinsäure)       Äpfelsäure    5,0     g/L       Milchsäure 0,5     g/L     Weinsäure<I>2,6</I>     g/L     Der     pH-Wert    betrug 2,9.     In    einem orientierenden  Züchtungsversuch wurde festgestellt,     dass     B.     gra-          ci'le    r  aus einer     Birnensaft/Caseinpepton/Hefeauto-          lysat-Nährlösung        (pH    5,2) sich in diesem Wein ab       pH    3,6     vermehren    konnte.

   Die Kultivierung erfolgte  deshalb in 150     ccm-Ansätzen    bei einem     pH-Wert    von  4,0 (eingestellt mit     CaC03).     



  Der Versuch     lief    im     thermokonstanten    Raum bei  26  C. Zur Vermeidung möglicherweise     eintretender     Hefeinfektionen gab man dem Wein 250     mg/1        Sor-          binsäure    Du.  



  10 Tage nach     Beimpfung    des Weins mit  B.     gra-          cile    r  liess sich in der Kulturlösung nur noch eine  kleine Menge     Äpfelsäure        papierchromatographisch          nachweisen,    und es wurde ab dem 10. Tag damit be  gonnen, im     pH-Wert    unverändert belassenen Wein  5843 in 100     ccm-Anteilen    zuzusetzen, um die Bak  terien an die Milieuverhältnisse dieses Weins zu ge  wöhnen.

   Jedesmal dann, wenn die     Äpfelsäure    aus  der zugesetzten Weinmenge in Milchsäure umgebil  det war,  verdünnte  man mit weiteren 100 ccm, so  am     zehnten,    sechzehnten, dreiundzwanzigsten und       neunundzwanzigsten    Kulturtag. Nach der letzten Zu  gabe betrug der     pH-Wert    3,3. Nach ca. 35 Tagen war  die     Äpfelsäure    in den Ansätzen völlig abgebaut. Über  den gleichen Zeitraum verteilt einem Ansatz zugege  bene Mengen an schwefeliger Säure (insgesamt  40     mg/1)    konnten die Aktivität der Bakterien nur un  wesentlich beeinflussen.  



  <I>Beispiel 2</I>  In einem     1958er    Pfälzer     Wein,    hier mit Wein S  bezeichnet, fand sich ein abnorm hoher     Äpfelsäure-          gehalt.    Aus den Analysendaten ist zu entnehmen,  dass im Wein S der biologische Säureabbau noch  nicht stattgefunden hatte:

    Gesamtsäure 10,8 g/1 (berechnet als Weinsäure)       Äpfelsäure    7.3 g/1  Milchsäure 0,8 g/1  Weinsäure 1,8 g/1       pH-Wert    3,3-3,4  Zur Kultivierung von Bakterien wurden 15 Liter  des Weins S in einem sterilen     Holzfass    mit     CaCO3     auf     ,einen        pH-Wert    von 4,9 gebracht und mit 200     mg/1          Sorbinsäure    versetzt. Als     Impfmaterial    diente eine  6 Tage alte Kultur von  B.     gracile    a  in     Difco-Nähr-          lösung        pH    5,4.

   Das Fass war in einem mässig warmen  Keller bei einer Temperatur von 16  C   2  C ge  lagert und mit einem Gärrohr versehen.  



  Nachdem die Bakterien sich entwickelt und die       Äpfelsäure    des Ansatzes bis auf einen geringen Rest  abgebaut hatten, wurden Zusätze an im     pH-Wert    un  verändertem Wein S gemacht und immer dann wie  derholt, wenn sich im Wein die     Äpfelsäure        papier-          chromatographilsch    gerade noch oder nicht mehr  nachweisen liess.     So    betrug am 12. Kulturtag die zu  gesetzte Menge 10 1, am 21. Kulturtag 10 1, am 32.  5 1, am 43. 5 1 und am 49. 5 1. Nach der letzten Zu-           gabe    betrug der     pH-Wert    3,6.

   Um den     Restsäure-          gehaft    zu erhalten,     wurde    der Wein 3 Tage nach     dem     zuletzt vorgenommenen Zusatz steril filtriert. Das       Äpfelsäure/Milchsäure    -     Verhältnis    hatte sich auf       1,8g/1        Äpfelsäure    und 5     g/1    Milchsäure geändert.  Eine mit Bakterien     angeimpfte    und unter gleichen  Bedingungen gehaltene Kontrolle blieb     analytisch    un  verändert.  



       Beispiel   <I>3</I>  Ein     1957er    Moselwein, bezeichnet als Wein W,  hatte einen teilweisen     Äpfelsäureabbau    erfahren, je  doch war es nicht     möglich,    die restliche     Äpfelsäure     durch einfachen Zusatz von an bestimmte Verhält  nisse adaptierten Bakterien abzubauen.

   Die Säure  analyse brachte folgendes Ergebnis:  Gesamtsäure 8,3 g/1 (berechnet als Weinsäure)       Äpfelsäure    4,7     g/1     Milchsäure 2,0 g/1  Weinsäure 1,5 g/1       pH-Wert    3,1  Die Kultivierung der     Bakterien        erfolgte    in drei  Ansätzen mit je 150 ccm von Wein W bei einem     pH-          Wert    von 4,0.

   Zur     Unterstützung    der Bakterienent  wicklung enthielten sie folgende Zusätze:  Ansatz 1: 1 % eines     säurehydrolysierten        Hefeautoly-          sats    (100 g feuchte Weinhefe wurden mit 50 g Was  ser und 0,1     ccm    2n Schwefelsäure     versetzt,    durch  mischt, 10 Min. im Sieden gehalten und zentrifugiert).  



  Ansatz 2:     Vitamine    und Spurenmetalle pro     ccm:     10     y        Inosit,    1     -y        Pantothensäure,    2,5     y        Lactoflavin,     0,1     y        p-Aminobenzoesäure,    10 7     Mangansulfat,    10     Y          Eisen-II-sulfat,    10     y        Magnesiumsulfat,    10     y    Zink  chlorid.  



       Ansatz    3: Ohne besonderen Zusatz.  



  Als Impflösung eignete     sich    eine an einem     Pfäl-          zerwein,    bezeichnet W     II,    an     pH    3,5, adaptierte Kul  tur von  B.     gracile    r . Die Temperatur des Aufbe  wahrungsraumes betrug 15  C   2  C. Nach 7 Ta  gen war die     Äpfelsäure    in den Kulturen abgebaut,  und es konnte mit     Zusätzen    von unverändertem Wein  W begonnen     wenden.    Trotz absinkender     pH-Werte     behielten die Bakterien ihre Aktivität bei.  



  Es wurden der Kultur am siebten,     zwölften,    drei  undzwanzigsten, neunundzwanzigsten und einund  vierzigsten Kulturtag je 100 ccm zugegeben. Nach der       letzten    Zugabe betrug der     pH-Wert    3,5. Der Vitamin  enthaltende Ansatz zeigte     anfänglich    ein etwas     bes-          seres    Bakterienwachstum, das von den übrigen An  sätzen jedoch     schnell    eingeholt wurde.

   Gegen     Ver-          suchsende    nach ca. 45 Tagen war die     Äpfelsäure    des  Weins W in allen Kolben völlig abgebaut, und es       liessen    sich dafür 5,5 g/1 Milchsäure nachweisen.  



  <I>Beispiel 4</I>       Birnensaft    vom     pH-Wert    4,0 der     Vitaborn-Werke          Kirn/Nahe    wurde mit 3,0 g/1     DL-Äpfelsäure    versetzt,  um     extremere    Bedingungen für einen einzuleitenden  biologischen Säureabbau zu schaffen.

   Die Analyse  des mit     Äpfelsäure    versetzten Birnensaftes brachte    folgendes Resultat:       Äpfelsäure    6,0     g/1     Zitronensäure 0,3     g/1     Milchsäure -     g/1          p11-Wert    3,5  Die Kultivierung der     Gracile-Bakterien    nahm  man zunächst in 150     ccm        Birnensaft    vom     pH-Wert     3,5 vor.     In    einem orientierenden     Versuch    hatte sich  dieser Wert als günstig erwiesen.

   Die Impfbakterien  waren in     Birnensaft/Hefeautolysat/Caseinpepton-          Nährlösung    bei     pH    5,2 gezüchtet worden; es handelte  sich um  B.     gracile    r . Der     Ansatz    befand sich im       thermo'konstanten    Raum bei 26  C. Als     Vorsichts-          massnahme    gegenüber     Hefeinfektionen    wurde der  Birnensaft mit 250     mg/1        Sorbinsäure    versetzt.

   Nach  7 Tagen konnte mit dem Zusatz weiteren Birnen  safts begonnen werden, da die Bakterien sich inzwi  schen vermehrt und die in der Kulturlösung enthal  tende     Äpfelsäure    abgebaut hatten. Insgesamt kamen  über einen Zeitraum von 24 Tagen 800     ccm    zur Ver  wendung. Der     pH-Wert    betrug zu     Versuchsende    3,5,  der     Äpfelsäuregehalt    1,4 g/1 (nicht     assimilierbare,    zu  gesetzte     D-Form)    und der Milchsäuregehalt 5,0 g/1.  Ausser     Äpfelsäure        wurden    auch     Zitronensäure    und  Glucose unter teilweiser Bildung von Milchsäure ab  gebaut.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum biologischen Abbau der Äpfel säure in unvergorenen und vergorenen Obst- oder Traubensäften unter Verwendung von Apfelsäure abbauenden Bakterien, dadurch gekennzeichnet, dass man zu einer Kultur dieser Bakterien in Obst- oder Traubensaft oder in Wein den zu behandelnden Obst oder Traubensaft in kleinen Mengen zufügt und dies immer dann wiederholt, wenn die Äpfelsäure in der Flüssigkeit abgebaut ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zugabe des zu behandelnden Obst- oder Traubensafts diskontinuierlich erfolgt. 2. Verfahren nach Patentanspnuch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zugabe des zu behandelnden Obst- oder Traubensaftes kontinuierlich erfolgt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man den als Kulturmedium ver wendeten Obst- oder Traubensaft oder Wein zur Ver meidung von Hefeinfektionen mit durchschnittlich 250 mg/1 Sorbinsäure versetzt. PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus drei Gefässen, nämlich einem Vorratsbehäl ter (3), einem Reaktionsgefäss (1)

   und einem Auf- fangbehälter (8), besteht, wobei das Reaktionsgefäss (1) mit mehreren seitlich angebrachten Abflussstel len versehen ist, die einen Abfluss der behandelten Flüssigkeit bei verschiedenen Niveauhöhen erlauben.