Part 1 Flashcards
Fermentation?
Fermentation (=Gärung):
Enzymatische Umwandlung organischer Stoffe in Säuren, Alkohol oder Gase (durch Zugabe von Enzymen, Bakterien-, Zell- oder Pilzkulturen
Unterscheidung von Spontangärung & Gärung
• Unterscheidung von Spontangärung (z.B. Kakao, Sauerkraut, Kaffee und Feldröste(um schneiden und am Feld liegen lassen)) und Gärung durch Zugabe von Mikroorganismen (z.B. alkoholische Gärung, Essigsäuregärung und Milchsäuregärung)
zb Spontangärung
Kakao, Sauerkraut, Kaffee und Feldröste(um schneiden und am Feld liegen lassen)
zb Gärung
alkoholische Gärung, Essigsäuregärung und Milchsäuregärung
Spontangärung
Keine Zugabe von Mikroorganismen
Diese sind im Ausgangsprodukt vorhanden oder ansiedeln sich aus der Umgebung
Ist von Umgebungsbedingungen abhängig
Unsterile Prozessführung(Keine direkte Beeinflussung des Fermentationsablaufes)
Fermentationsführung beruht auf empirischen Erfahrungen
Geringer Investitionsbedarf
Ungelerntes Bedienungspersonal
Hohe Gefahr von Fehlproduktionen
Einsatz nur im Low‐Cost‐Bereich
Verarbeitung Kakaofrucht 3 phasen
- Anaerobe Phase
- Aerobe Phase
- Postmortale Phase
Verarbeitung Kakaofrucht
• 1. Anaerobe Phase
Zucker + Hefe –> Ethanol + Kohlendioxid
• 2. Aerobe Phase
Ethanol + Essigsäurebakterien –> Essigsäure (das Fruchtmus wird flüssig und läuft ab–> mehr Luft dringt ein, durch Fruchtfliegen - Befall mit Essigsäurebakterien, oxidieren den Alkohol zu Essigsäure)
• 3. Postmortale Phase
Proteine+ Proteinase –> Aminosäuren + Peptide Umwandlung von Kakaosamen zu Kakaobohnen (Trocknen der Rohkakaobohnen in der Sonne: Gewichtsreduktion, Entstehung der ersten Aromastoffe, Verschiffung zur Weiterverarbeitung, Röstung der Rohkakaobohnen bei 90‐125°C - 10‐35 Minuten, Entwicklung des eigentlichen Kakaoaromas, Entstehung des Schokoladenbraun aus den rötlichen Bohnen)
• Faserpflanzen: durch Feldröste –> z.B. Anwendung: Vlies ,Filz, Dämmstoffe
Fermentation unter Zugabe von Mikroorganismen
- Mikroorganismen in den Ausgangsprodukten werden vor dem Fermentationsprozess abgetötet
- Zugabe von Mikroorganismen als Reinkultur (dazugefügte Keime –> Auto Konservierung)
- Fremdkeimarme Prozessführung
- Das Wachstum der zugesetzten Mikroorganismen hat autokonservierende Wirkung (selbständige Konservierung z.B Apfelessig, Alkohol)
- Der Fermentationsablauf kann empirisch beeinflusst werden
- Investitionsbedarf: mittel bis hoch
- Bedienungspersonal: gelerntes Fachpersonal
- Einsatz nur im Bereich von Massenproduktionen
•
alkoholische Gärung (Bier, Wein, Hefeteig), Milchsäuregärung (Käse, Joghurt, Gemüse), Essigsäuregärung (Speiseessig) (Sekundäre Stoffwechselprodukte: weiter verstoffwechselte Produkte durch Zugabe von Stoffen)
Primäre Stoffwechselprodukte:
alkoholische Gärung
Milchsäuregärung
Essigsäuregärung
beispiele
•Primäre Stoffwechselprodukte:
alkoholische Gärung (Bier, Wein, Hefeteig),
Milchsäuregärung (Käse, Joghurt, Gemüse),
Essigsäuregärung (Speiseessig)
(Sekundäre Stoffwechselprodukte: weiter verstoffwechselte Produkte durch Zugabe von Stoffen)
Bier-Rohstoffe
1.
Gerste:
zweizeilige Sommergerste(Malz= Gerste + Wasser)
2.
Hefe:
einzelliger Schlauchpilz, Vermehrung asexuell –> Sprossung
Sexuell über Ascusbildung und Sporenproduktion
- obergärig (bildet Zellverbände mit CO2- Einschlüssen, bei 15-20 C°),
- untergärig (Zellen setzen sich nach der Gärung ab, bei 4-9 C°) (abhängig von Prozess von Hefe)
3. Hopfen: (für die Haltbarkeit: Oxidation verhindert durch braune Flasche–> verstärkte Haltbarkeit)
obergärig
untergärig
- obergärig (bildet Zellverbände mit CO2- Einschlüssen, bei 15-20 C°),
- untergärig (Zellen setzen sich nach der Gärung ab, bei 4-9 C°) (abhängig von Prozess von Hefe)
3 Arten der Energiegewinnung
Atmung
(aerobe; 38 ATP aus einer Glukose)
Gärung
(anaerobe; 1-4 ATP, am einfachsten aber auchineffizientesten)
- Photosynthese
• Energiegewinnung über Atmungskette vielfach effizienter aerobes Zellwachstum deutlich schneller
• anaerob werden Kohlenhydrate zu CO2 und Ethanol
(Zucker) C6H12O6 –> 2CO2+ 2C 2 H 5 OH (Ethanol)
• Hefe ist fakultativ(frei wählend) anaerob
(Streng anaerobe Keimen streben, wenn O2 dazukommt/ streng aerobe Keime streben kein O2 mehr vorhanden
• anaerob
reaktionsgleichung
•
anaerob werden Kohlenhydrate zu CO2 und Ethanol
(Zucker) C6H12O6 –> 2CO2+ 2C 2 H 5 OH (Ethanol)
Bierbrauen
Mälzen(Malzherstellung):
- einweichen der Gerste in alkalischem Wasser (12-15C°) Aktivierung und Bildung von Enzymen(zum keimen gebracht)
- 5 tägige Keimung im Keimkasten bei kontrollierter Luft- und Wasserzufuhr, steigende Aktivitäten von Amylase, Protease, Hemicellulase, Phosphatase (Biokatalysatoren: spalten)
- Umwandlung von Stärke in Grünmalz durch Amylase
Darren:
• Keimung stoppen und Trocknen mit Heißluft, 75-80C°–> helles Malz,
105-120C°–> dunkles Malz
- Entfernung von Wurzel- und Blattkeim
- Lagerung, 100kg Gerste–>80kg Malz (20% Abfall)
- Stammwürze (wie viel Alkoholgehalt vorhanden ist) –>1° = 1g Extrakt in 100g
Gärung:
Zusatz von Hefe, obergäriges Bier 2-3 Tage, untergäriges Bier 7-8 Tage, Abziehen der Überschusshefe, Umpumpen in Lagertanks, mehrwöchige Nachgärung und Reifung bei 1C° im Drucktank, Anreicherung mit CO2, Absetzen von Resthefe und Proteinen –>Klärung
Bierbrauen
Mälzen(Malzherstellung):
- einweichen der Gerste in alkalischem Wasser (12-15C°) Aktivierung und Bildung von Enzymen(zum keimen gebracht)
- 5 tägige Keimung im Keimkasten bei kontrollierter Luft- und Wasserzufuhr, steigende Aktivitäten von Amylase, Protease, Hemicellulase, Phosphatase (Biokatalysatoren: spalten)
- Umwandlung von Stärke in Grünmalz durch Amylase
