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3.4 Zulaufverfahren

Das Zulaufverfahren unterscheidet sich vom Hefe-Lüftungsverfahren, welches heute praktisch keine Bedeutung mehr hat, durch eine weitgehend optimierte Substrat(d.h. Melasse)-Zuführung.
Dies ist notwendig, da Glucose bzw. deren Metaboliten durch Repression verschiedener Enzyme des Citratzyklus und der Atmungskette Wachstum und Atmung der Hefezellen hemmen ( Crabtree-Effekt).
Dieser Vorgang setzt oberhalb einer Glucosekonzentration von ca. 5 mmol/l ein. Die Folgen sind vermindertes Wachstum und die Bildung von Alkohol. Daher darf das Substrat nur so langsam zugegeben werden, daß es von der Hefe sofort verbraucht und die Zuckerkonzentration so stets gering gehalten wird.
$\longrightarrow$ Dabei mußauch berücksichtigt werden, daßdie Zellmasse ständig zunimmt. An die Backhefe werden außerdem noch verschiedene Qualitätsansprüche gestellt: Da auch diese Faktoren im wesentlichen von der Substratzuführung abhängen, erfordert es viel Erfahrung ein optimales Substratführungsschema zu erarbeiten. So kann der Gehalt an Zellen an für die alkoholische Gärung relevanten Enzymen beispielsweise dadurch eingestellt werden, daßdie Hefe sich zunächst unter Gärbedingungen vermehren muß, wobei die entsprechenden Enzyme aktiviert werden. Nach einer gewissen Zeit wird dann auf aerobe Atmung umgestellt und das gebildete Ethanol weiter dissimiliert.
Einen Anhaltspunkt für die Auslegung der Substratzufuhr liefert der H-Wert, der die Hefevermehrung kennzeichnet.

\begin{displaymath}H = \frac{X_{\mbox{\scriptsize\it t+1h}}} {X_{\mbox{\scriptsize\it t}} }\end{displaymath}

Eine Vermehrung von Hefekulturen ohne Alkoholbildung ist nur bei H-Werten kleiner als 1,8 möglich. Durch Fortschritte in der Meß- und Regeltechnik ist es möglich geworden den Melassezulauf mit Hilfe von Meßdaten aus der Kultur oder der Abluft (z.B. Respirationsquotient, Ethanolgehalt) zu regeln. Zur Herstellung von 1kg Hefetrockenstoff benötigt man in etwa:
3,7-4,3 kg Melasse (nach Qualität)
0,9 kg Ammoniak
0,3 kg primäres Ammoniumphosphat
1,1 kg Ammoniumsulfat
60 kg Luft
Der Sauerstoff gehalt der Abluft beträgt im günstigsten Fall noch ca. 4 %, d.h. die Hefe veratmet etwa 80 % des Luftsauerstoffs.
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