Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Malzextraktes und den durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Malzextrakt.

Malzextrakte sind Sirupe, die aus Getreide hergestellt werden. Hierzu wird in bekannter Weise Getreide in Wasser eingeweicht und zur Keimung gebracht (Mälzung). Das hierdurch erhaltene Malz wird in einer Schrotmühle zerkleinert (geschrotet), an die sich das Maischen anschließt. Während des Maischens wird die Temperatur so eingestellt, dass durch enzymatische Aktivität aus dem Getreide, insbesondere durch Amylase, Stärke abgebaut wird. Auch das vorhandene Eiweiß wird während des Maischens in Aminosäu- ren zerlegt. Anschließend wird die Maische filtriert (Läutern) und das erhaltene Filtrat zumeist aufgekocht. Der so erhaltene Malzextrakt wird auch als Würze bezeichnet und weist einen hohen Gehalt an Maltose und einen gewissen Anteil längerer Zucker (Kettenlängen von 3 oder mehr) auf.

Solche Malzextrakte weisen typischerweise etwa folgende Kohlenhydratzusammenset- zung auf:

- 8 Gew.-% Glucose,

- 52 Gew.-% Maltose,

- 12 Gew.-% Zucker einer Kettenlänge von 3

- 24 Gew.-% an Zuckern mit einer Kettenlänge von mehr als 3, bezogen auf den Ge- samtgehalt Zucker.

"Zucker mit einer Kettenlänge von 3" bedeutet, dass der Zucker drei Monomereinheiten, typischerweise Hexosen umfasst. Entsprechend bedeutet "Zucker mit einer Kettenlänge von mehr als 3", dass der Zucker vier oder mehr verknüpfte Monomehreinheiten, insbesondere Hexosen, umfasst. Die so erhaltenen Malzextrakte haben einen angenehmen, malzigen, süßen Geschmack und werden vielfältig eingesetzt, beispielsweise bei der Gebäckherstellung, als Ausgangsprodukte für die Bierherstellung, als Bestandteil von Malzgetränken, als Kohlenhy- dratquelle oder generell als funktionelle Zutat in der Lebensmittelindustrie. Ein großer Nachteil des so erhaltenen Malzextraktes ist, dass er entweder einen relativ hohen Was- seranteil aufweist, dann aber mikrobiologisch sehr empfindlich ist, oder - wenn er einen geringeren Wasseranteil aufweist - eine hohe Viskosität aufweist, die eine schlechte Verarbeitbarkeit bedingt. So sind z.B. Mischprozesse oder der Transport durch Pumpen und generell das Handhaben als Flüssigkeit stark beeinträchtigt.

Es besteht daher Bedarf nach Formen von Malzextrakten, die sich durch eine verbesserte Haltbarkeit bei verbesserter Verarbeitbarkeit auszeichnen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, solche Extrakte und ein Verfahren zur ihrer Herstellung bereitzustellen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Malzextraktes umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen eines Malzextraktes

b) Behandlung mit Amyloglucosidase, um ein Malzextrakt-Hydrolysat zu erhalten c) Behandlung mit Glucose-Isomerase, um ein isomerisiertes Malzextrakt-Hydrolysat zu erhalten

d) Zugabe von nicht-hydrolysiertem Malzextrakt, wobei das Verhältnis von nicht- hydrolysiertem Malzextrakt zu isomerisiertem Malzextrakt-Hydrolysat 1 :20 bis 1 :1 , bezogen auf den Trockensubstanzanteil, beträgt, um einen teilhydrolysierten Malzextrakt zu erhalten

e) zumindest teilweises Entfernen von Wasser bis zu einem Trockensubstanzgehalt von mehr als 68 Gew.-%

Erfindungsgemäß wird also im ersten Schritt ein Malzextrakt bereitgestellt. Die Herstel- lung von Malzextrakten ist dem Fachmann bekannt. Diese entstehen durch das Einweichen von Getreide bis zur Keimung, gefolgt von einer Zerkleinerung und enzymatischem Abbau von Stärke in niedermolekulare Kohlenhydrate, gefolgt von einer Filtration und einem Erhitzungsschritt, um die Enzyme zu inaktivieren.

Dem Fachmann sind Varianten des Verfahrens bekannt. Es handelt sich immer um Ver- fahren, bei denen aus einem Getreide mittels enzymatischer Verfahren die vorhandene Stärke in kurzkettige Kohlenhydrate umgewandelt wird. Als Ausgangsmaterial können verschiedenste stärkehaltige Produkte eingesetzt werden, insbesondere Gerste, Weizen, Roggen, Dinkel, Mais, Reis, Dinkel, Kamut, Sorghum oder Mischungen davon.

Im nächsten Schritt erfolgt der Zusatz von Amyloglucosidase. Es handelt sich um eine Amylase, die vom Kettenende her Glucose-Einheiten aus größeren Molekülen abspalten kann (EC 3.2.1 .3). Für die Behandlung mit Amyloglucosidase wird gegebenenfalls der pH- Wert des Malzextrakts auf einen geeigneten pH-Bereich, beispielsweise zwischen 3,5 und 6 eingestellt. Als geeignete Temperaturen und Zeiten haben sich Temperaturen zwischen 50 und 70°C für 24 bis 96 Stunden bewährt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann es sinnvoll sein, zusätzlich Pullulanase hinzuzugeben (EC 3.2.1.41 ). Das Enzym ist in der Lage, beispielsweise Amylopektin zu hydrolisieren.

Während es in einigen Ausführungsformen das Ziel ist, den Großteil der vorhandenen Zucker in Glucose zu wandeln, wird die Amyloglucosidase-Behandlung zumindest durch- geführt, bis mindestens 20 Gew.-% Glucose, bezogen auf die Kohlenhydrate (Trockensubstanz) in dem hydrolysierten Extrakt vorliegen. Bevorzugt liegt der Gehalt an Glucose jedoch bei mindestens 50 Gew.-%, mehr bevorzugt bei mindestens 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt bei mindestens 90 Gew.-%.

Anschließend erfolgt eine Behandlung mit einer Glucose-Isomerase, einem Enzym, das die Umwandlung von Glucose in Fructose katalysiert. Da einige Formen der Glucose- Isomerase (EC 5.3.1 .5) bei höheren pH-Werten ihr Optimum haben als die Amyloglucosidase, kann es sinnvoll sein, den pH-Wert entsprechend einzustellen, beispielsweise auf einen pH-Bereich von 7 bis 8,5. Als Temperatur für die Behandlung mit Glucose-Isomerase hat sich der Temperaturbereich von 45 bis 70°C als geeignet erwiesen.

Die Behandlung erfolgt in einigen Ausführungsformen, in dem die Glucose-Isomerase in immobilisierter Form eingesetzt wird, d.h. gebunden an eine Festphase. Es ist dann sowohl möglich, die Behandlung innerhalb einer Säule durchzuführen, durch die der hydrolysierte Malzextrakt gepumpt wird, als auch Batch-Behandlungen durchzuführen, bei denen immobilisierte Glucose-Isomerase zu einer größeren Menge eines hydrolysierten Malzextrakts gegeben wird.

Bei beiden enzymatischen Reaktionen ist es sinnvoll, auf die spezifischen Bedingungen der Enzyme einzugehen, beispielsweise hinsichtlich der für die Aktivität notwendigen lo- nenkonzentrationen, Cofaktoren, pH-Werte etc. Sowohl Amyloglucosidase als auch Glucose-Isomerase sind kommerziell erhältlich und optimierte Einsatzbedingungen werden im Regelfall in den Produktbeschreibungen erwähnt.

Bevorzugt erfolgt die Behandlung mit Glucose-Isomerase bis mindestens 30 Gew.-% Fructose, bezogen auf die Kohlenhydrate (Trockensubstanz) entstanden sind.

In einigen Ausführungsformen kann es sinnvoll sein, zwischen der Behandlung mit Amyloglucosidase und der Behandlung mit Glucose-Isomerase, weitere Schritte, beispielsweise eine Ionenaustauscher-Behandlung durchzuführen, um Ionen, die für das eine Enzym notwendig sind, vor der nächsten enzymatischen Behandlung wieder zu ent- fernen, wenn sie dort störend wirken.

Als nächstes erfolgt die Vermischung des isomerisierten Malzextrakt-Hydrolysats mit einem nicht-hydrolysierten Malzextrakt, d.h. einen unbehandelten Malzextrakt. Dabei kann der nicht-hydrolysierte Malzextrakt grundsätzlich aus der gleichen Präparation stammen, er kann aber auch aus einer anderen Malzextrakt-Herstellung stammen. Die Zugabe ver- hindert u.a. eine unerwünschte Kristallisation.

Das Verhältnis von nicht-hydrolysiertem Malzextrakt zu isomerisiertem Malzextrakt- Hydrolysat liegt im Bereich von 1 :20 bis 1 :1 , bevorzugt im Bereich von 1 :10 bis 1 :2 Gewichtsteile, bezogen auf das Trockengewicht. Durch das Vermischen entsteht ein Produkt, das im Vergleich zu unbehandeltem Malzextrakt größere Mengen Glucose und Fruc- tose enthält.

Im nächsten Schritt erfolgt ein zunächst teilweises Entfernen von Wasser aus der Präparation. Der Trockensubstanzgehalt sollte mehr als 68 Gew.-% betragen. Bevorzugt erfolgt eine Entfernung des Wassers bis ein spezieller vordefinierter AW-Wert erreicht wird.

Der AW-Wert ist die Wasseraktivität und ist ein Maß für das freie verfügbare Wasser in einem Material. Dies ist definiert als der Quotient des Wasserdampfdrucks über einem Material (p), zu dem Wasserdampfdruck über reinem Wasser (p ₀ ) bei einer bestimmten Temperatur: AW=p/p0. Messtemperatur gemäß ISO 25°C. Dies bestimmt die Möglichkeit von Mikroorganismen zu wachsen und damit die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Je kleiner der AW-Wert, desto schlechter können Mikroorganismen wachsen und desto besser ist die Haltbarkeit des Produktes.

Erfindungsgemäß sollte das Wasser entfernt werden, bis der AW-Wert < 0,84 ist, bevor- zugt ist AW < 0,74. Der erfindungsgemäße Extrakt ist damit mikrobiologisch stabil. Trotzdem erweist er auf Grund seiner spezifischen Zusammensetzung eine Viskosität auf, die typischerweise 3000 mPa-s bei 20°C (gemessen nach DIN 53019) nicht überschreitet, insbesondere 500 bis 1000 mPa-s.

Der erhaltene teilhydrolysierte Malzextrakt weist daher typische Malzeigenschaften hin- sichtlich seiner Eigenschaften und Verwendbarkeit auf, weist aber eine wesentlich geringere Viskosität auf, so dass er beispielsweise in einfacher Weise gepumpt werden kann. Die Kristallisation der enthaltenen Zucker wird sicher vermieden.

Mit anderen Worten, es wird ein Malzextrakt erhalten, der eine hohe mikrobiologische Stabilität mit niedriger Viskosität kombiniert. Gegenstand der Erfindung ist auch ein teilhydrolysierter Malzextrakt mit

einer Viskosität von 300 bis 3000 mPas bei 20°C, nach DIN 53019

einer Zusammensetzung des Zuckers von

- 22 bis 42 Gew.-% Fructose

- 32 bis 52 Gew.-% Glucose

- 4 bis 26 Gew.-% Maltose

- < 12 Gew.-% Zucker einer Kettenlänge von 3

- < 10 Gew.-% Zucker einer Kettenlänge von mehr als 3.

Bevorzugt liegt bei diesem erfindungsgemäßen Malzextrakt der AW-Wert bei < 0,80, bevorzugt bei < 0,74. Gegenstand der Erfindung ist auch ein teilhydrolysierter Malzextrakt, erhältlich durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert. Beispiel 1 - Herstellung von Malzextrakten

Malzextrakt I

Gersten-Malz wurde mit einer Hammermühle geschrotet. Unter Zugabe von heißem Wasser wurde das geschrotete Malz eingemaischt. Nach dem Maischen wurde das Malz ge- läutert (abfiltriert), um eine Würze zu erhalten, von dem die Feststoffe abgetrennt waren. Die Würze wurde zu einem Gersten-Malz-Extrakt eingeengt. Dieser hatte 17,5 Gew.-% Trockensubstanzanteil und folgendes Zuckerspektrum:

8 Gew.-% Glucose

52,0 Gew.-% Maltose

12,0 Gew.-% Zucker mit einer Kettenlänge von 3

24,0 Gew.-% Zucker mit einer Kettenlänge von mehr als 3

Malzextrakt II

Weizen wurde mit einer Hammermühle geschrotet. Unter Zugabe von heißem Wasser wurde das geschrotete Malz eingemaischt. Nach dem Maischen wurde das Malz geläutert (abfiltriert), um eine Würze zu erhalten, von dem die Feststoffe abgetrennt waren. Die Würze wurde zu einem Weizen-Malz-Extrakt eingeengt. Dieser Extrakt hatte 21 Gew.-% Trockensubstanzanteil und folgendes Zuckerspektrum:

12,6 Gew.-% Glucose

48,9 Gew.-% % Maltose

21 ,2 Gew.-% Zucker mit einer Kettenlänge von 3

17,2 Gew.-% Zucker mit einer Kettenlänge von mehr als 3

Die Extrakte wurden getrennt und parallel weiterverarbeitet.

Beispiel 2 - Behandlung mit Amyloglucosidase

Die Malzextrakte aus Beispiel 1 wurden geteilt. Sie wurden auf einen pH von 4,3 einge- stellt und mit 0,6 g Amyloglucosidase/kg-Stärke versetzt. Die Temperatur wurde auf 61 °C +/- 1 °C eingestellt und die Behandlung erfolgte für 72 Stunden. Die Analyse des Zuckerspektrums ergab, dass der Gehalt an Glucose mehr als 90 Gew.-% des Zuckerspektrums betrug. Beispiel 3 - Behandlung mit Glucose-Isomerase

Der pH-Wert der hydrolysierten Malzextrakte wurde mit Na ₂ C0 ₃ auf 7,5 eingestellt. Zusätzlich wurden 1 g/l MgS0 ₄ und 0,18 g/l NaS ₂ 0 ₅ zugegeben. Die Lösung mit einer Temperatur von etwa 55 bis 60°C wurde entgast. Immobilisierte Glucose-Isomerase mit einer Beladung von 400 U/g wurde in eine Säule gefüllt und die aus dem Beispiel 2 erhaltene Lösung durch die Säule gepumpt. Die Flussrate wurde so eingestellt, dass 5 bis 6 kg hydrolysierter Malzextrakt pro kg immobilisierter Festphase und Stunde die Säule passierten. Das Malzextrakt-Hydrolysat wurde solange im Kreis gepumpt, bis der Fruktose- Gehalt, bezogen auf den trockenen Kohlenhydratanteil, 42 Gew.-% betrug. Da die Um- Wandlungsgeschwindigkeit mit steigender Fruktose-Konzentration abnimmt, wird ein chemisches Gleichgewicht erreicht.

Anschließend erfolgte eine Behandlung mit Aktivkohle, die vorher mit Dampf aktiviert wurde.

Beispiel 4 - Vermischung

Die erhaltenen isomerisierten Malz-Hydrolysate wurden mit dem nicht behandelten Malzextrakten aus Beispiel 1 versetzt.

Malzextrakt I

- 21 ,2 Gew.-Teile des nicht-hydrolysierten Malzextraktes wurden mit 78,8 Gew.-Teilen des isomerisierten hydrolysierten Malzextraktes versetzt. Die erhaltene Mischung wies folgendes Zuckerspektrum auf:

- Glucose: 44,9 Gew.-%

- Fructose: 33,6 Gew.-%

- Maltose: 12,1 Gew.-%

- Zucker mit einer Kettenlänge von 3 und Zucker mit einer Kettenlänge von mehr als 3:

9,2 Gew.-%

Die Trockenmasse der Lösung betrug 71 Gew.-%, die Süßkraft des Produktes war vergleichbar mit der einer entsprechenden Lösung von Saccharose.

Malzextrakt II

Das erhaltene isomerisierte Malz-Hydrolysat wurde mit nicht behandeltem Malzextrakt aus Beispiel 1 versetzt. 7,5 Gew.-Teile des nicht-hydrolysierten Malzextraktes wurden mit 92,5 Gew.-Teilen des isomerisierten hydrolysierten Malzextraktes versetzt. Die erhaltene Mischung wies folgendes Zuckerspektrum auf:

- Glucose: 44,4 Gew.-%

- Fructose: 34,2 Gew.-%

- Maltose: 12,9 Gew.-%

- Zucker mit einer Kettenlänge von 3 und Zucker mit einer Kettenlänge von mehr als 3:

8,5 Gew.-%

Die Trockenmasse der Lösung betrug 71 Gew.-%, die Süßkraft des Produktes war vergleichbar mit der einer entsprechenden Lösung von Saccharose Beispiel 5 - Viskosität

Während ein Malzextrakt mit 80° Brix eine Viskosität von 45000 mPa-s bei 20°C hatten, hatte der teilhydrolysierte Malzextrakt I nach Vermischung eine Viskosität von 740 mPa-s; der teilhydrolysierte Malzextrakt II eine Viskosität von 600 mPa-s.