Zum Gelbildungsprozeß von (1→3)(1→4)-β-D-Glucanen

Abstract

Die Gelierung von (1→3)(1→4)-β-D-Glucanen im Unfiltrat von Bier führt zur Verstopfung der Filtermassen während des Brauprozesses und damit zu niedrigen Filterstandzeiten, erhöhtem Verbrauch an Filterhilfsmitteln, einem verringerten Bierausstoß und damit zu erhöhten Produktionskosten. Neue Untersuchungen zum Gelbildungsmechanismus zeigen zwei unterschiedliche Typen der Gelierung. Die spontane Gelierung tritt unabhängig von der Molmasse oberhalb einer kritischen Glucankonzentration (c = 1 %) auf und folgt einer pseudo-athermischen Bildungskinetik mit einem mindestens zweidimensionalen Wachstum der Gelkeime. Die Bildung der Ausgangskeime über geeignete Kontaktstellen der Glucane erfolgt sehr viel schneller als die eigentliche Gelbildung und die Gelbildungsgeschwindigkeit wird allgemein durch die niedermolekularen Glucanfraktionen unterhalb 100 000 g/mol kontrolliert. Eine Gelkeimbildung erfolgt auch unterhalb dieser kritischen Glucankonzentration der spontanen Gelierung. Allerdings tritt unterhalb der kritischen Konzentration von c = 1 % eine lösungsübergreifende Gelierung mit Bildung eines Gelkörpers nur dann ein, wenn eine hochmolekulare Fraktion (Mw > 100 000 g/mol) der Glucanmoleküle vorliegt und eine zusätzliche Erhöhung der Assoziationskontakte u. a. durch Scherkrafteintrag eintritt. Des Weiteren konnte durch enzymatischen Abbau und polymeranalytische Fraktionierung gezeigt werden, daß die Assoziation der Glucane nicht wie bislang angenommen über lange celluloseartige Sequenzen, sondern über regelmäßige Abfolgen von Cellotrioseblöcken entlang der Glucankette erfolgt.