Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Beurteilung der Alterungsstabilität heller Vollbiere basierend auf der Charakterisierung von Bildungs- und Freisetzungsmechanismen von Carbonyladdukten bzw. aromarelevanten Carbonylen

Die sensorische Stabilität eines Lebensmittels im Rahmen seiner Mindesthaltbarkeit ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal und mitentscheidend für seinen kommerziellen Erfolg.

Die sensorische Stabilität eines Lebensmittels im Rahmen seiner Mindesthaltbarkeit ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal und mitentscheidend für seinen kommerziellen Erfolg. Im Hinblick auf helle Vollbiere ist die sensorische Stabilität während ihrer Distribution und Lagerung (Alterungsstabilität) noch nicht zufriedenstellend erreicht, Veränderungen im Aromaprofil sind bereits wenige Wochen nach der Abfüllung erkennbar. Um die Produktqualität in dieser Hinsicht zu verbessern, müssen die ablaufenden Reaktionen sowie die Reaktionspartner bekannt sein.

Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens sollen die Bildungsmechanismen aromarelevanter Carbonyle während der Bierherstellung untersucht werden. Hierbei liegt das Augenmerk auf der Charakterisierung von Bildungs- und Freisetzungsmechanismen sogenannter Carbonyladdukte, die nach heutigem Wissensstand wesentlich für steigende Carbonylkonzentrationen während der Bieralterung verantwortlich sind.

Der Erkenntnisgewinn bei der Identifizierung der relevanten Verbindungen erlaubt es dann, durch die Stufenkontrolle beim Brauprozess die Bildungs- und Freisetzungsmechanismen aufzuklären und hier durch Variation von Rohstoffen und Prozessparametern steuernd einzugreifen, um zu lagerungs- und sensorisch stabileren Bieren zu gelangen.

Basierend auf den Forschungsergebnissen sollen KMU vielschichtige und umsetzbare Maßnahmen hinsichtlich Rohstoffeinsatz, Brauereitechnologie bzw. Anlagentechnik zur Verfügung stehen.

Ergebniszusammenfassung:

Der Anstieg von Carbonylverbindungen (Aldehyde) während der Bieralterung ist vielfach beschrieben und ein wesentlicher Einfluss von sog. gebundenen Aldehyden, die während der Alterung freigesetzt werden, ist Stand des Wissens. Unklar war lange, welche Bindungspartner neben SO2 hierbei eine wesentliche Rolle spielen. Arbeiten anderer Forschungsgruppen zeigten, dass Cystein-Addukte bzw. die sog. 2-substituierte-1,3-Thiazolidin-4-Carbonsäuren hierbei besonders relevant sein könnten. Diese Theorie wurde im vorliegenden Forschungsvorhaben näher betrachtet.

An der Forschungsstelle (FS) 1 wurde zunächst die Aromaaktivität freier Aldehyde bestimmt und eine HS-SPME-GC-MS-Methode zur Bestimmung freier und gebundener Aldehyde aufgebaut. In Brauversuchen zur systematischen Studie der gebundenen Aldehyde wurden Versuchsbiere hergestellt, die sich durch den Gehalt an löslichem N (löslich N) im Malz unterschieden. In Alterungsversuchen dieser Biere zeigte sich eine Korrelation zwischen löslichem N, freien und gebundenen Aldehyden. Der Gehalt an freien Aldehyden stieg über die Alterung an, während der Gehalt an gebundenen Aldehyden abnahm.

An der FS 2 wurde eine Analysenmethode zur Bestimmung der 2-substituierten-1,3-Thiazolidin-4-Carbonsäuren mittels UPLC-Q-ToF etabliert, optimiert und validiert. Die Analyse von frischen und gealterten Produkten der FS1 zeigte, dass die 2-substituierten-1,3-Thiazolidin-4-Carbonsäuren nicht für die alterungsbedinge Freisetzung von Aldehyden verantwortlich sind. Es zeigte sich keine Abnahme in den Konzentrationen der 2-substituierten-1,3-Thiazolidin-4-Carbonsäuren während der Alterung, was mit ihrer Instabilität unter den Bedingungen (z.B. pH-Wert) der Bierbereitung zu erklären ist.

Aus den Ergebnissen lässt sich folgern, dass die Interaktion von Carbonylen und Proteinen Einfluss auf die Geschmacksstabilität von Bier nimmt. Jedoch spielen, anders als erwartet, die 2-substituierten-1,3-Thiazolidin-4-Carbonsäuren hierbei eine untergeordnete Rolle.