Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Intermediate des nicht-enzymatischen Polysaccharidabbaus: Bildung im Mälzungsprozess und Anwendung als Indikatoren für die Alterungsstabilität

Im Forschungsvorhaben wird angestrebt, Intermediärprodukte aus dem nicht-enzymatischen Polysaccharidabbau und mögliche Reaktionspartner analytisch zu identifizieren bzw. zu charakterisieren sowie erstmals einen kausalen Zusammenhang zwischen den molekularen Ursachen (Reaktionspartner) und der Geschmacksstabilität des Bieres (humansensorische Beurteilung und analytische Indikatoren) herzustellen. Dabei ist zu klären, inwieweit für die Alterungsstabilität aussagekräftige aromarelevante Substanzen (korrelieren mit dem sensorischen Alterungseindruck) bzw. Indikatorsubstanzen (analytischer Anstieg über den Verlauf des Alterungsprozesses) resultieren. Hierfür werden unter Variation der Prozessparameter der Malzherstellung (Malzmodifikation, Schwelk- und Abdarrtemperatur) die Identifizierung von finalen stabilen Indikatorsubstanzen aus dem nicht-enzymatischen Polysaccharidabbau (Precursor) sowie eine Bilanzierung der Reaktionswege (instabile Zwischenprodukte) ausgehend vom Rohstoff Malz über den Brauprozess angestrebt. Letztendlich ist es Ziel, analytische Methoden zur Erfassung der 1,2- Dicarbonylstruktur an Polysacchariden zu entwickeln bzw. zu etablieren, um daraus für die Routinekontrolle praxistaugliche Methoden zur frühzeitigen Vorhersage der Alterungsstabilität abzuleiten. Basierend auf diesem molekularen und analytischen Verständnis sollen für KMU technologische Empfehlungen und Qualitätskriterien zur Malzherstellung bzw. Beurteilung der resultierenden Rohstoffqualität im Hinblick auf eine Erhöhung der Geschmacksstabilität von Bieren abgeleitet werden. Aufgrund längerer Distributionswegen und jährlichen Schwankungen in der Rohstoffqualität ist eine erhöhte Geschmacksstabilität der produzierten Biere zur Vermeidung von Imageverlusten von zunehmender Bedeutung. Die Minimierung der Bildung selbiger Reaktionsprodukte kann maßgeblich zur Verbesserung der Geschmacksstabilität der Biere beitragen und den KMU entscheidende wirtschaftliche Vorteile verschaffen.

Ergebniszusammenfassung:

Das Projekt untersuchte den Zusammenhang zwischen nicht-enzymatischen Polysaccharidabbau und Alterungsstabilität für Pilsner Biere. Dabei sollte der Einfluss von Mälzungs- und Brauprozess auf mögliche Precursorverbindungen der Alterungsstabilität beleuchtet werden, sowie eine Methode entwickelt werden, die dieses Alterungspotential im Malz vorhersagen kann.

Dabei konnte gezeigt werden, dass vor allem die Mälzungsparameter Weichgrad und Abdarrtemperatur entscheidende Stellschrauben für die Beeinflussung des Alterungspotentials darstellen. Auch durch die Würzebereitung kommt es zur Bildung von Alterungsprecursoren. Dabei konnte die Dicarbonylverbindung 3-DG als Schlüsselverbindung für die Alterungvorhersage identifiziert werden. Hohe Gehalte an 3-DG führen zu mehr Alterungsverbindungen, auch konnte eine Nachbildung während der Lagerung beobachtet werden. Die Alterung konnte sowohl sensorisch als auch analytisch nachvollzogen werden.

Die entwickelten spektrometrischen Methoden können genutzt werden, um Malze mit hohen 3-DG Gehalten (>100 mg/kg Trs) zu identifizieren. Für eine Vorhersage des Alterungspotentials für alle Malze ist die HPLC-UV geeignet.

Mälzerein können somit durch die Wahl von niedrigerem Weichgrad oder niedrigerer Abdarrtemperatur das Alterungspotential ihrer Malze senken. Zusätzlich könnten die spektrometrischen Methoden Mälzerein und Brauerein als Anhaltspunkt für Malze mit besonders hohem Alterungspotential dienen. Durch eine Zusammenarbeit mit Handelslaboren könnte eine genauere Bestimmung des Alterungspotentials erfolgen.