Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Alkohol aus Zuckerrohrmelasse, Rohrzucker oder Zuckerrohrsaft
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azeotrop
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Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von azeotrop »

Ich glaube der wo hat sich mit dem Thema ausführlich beschäftigt und ich hoffe auf Unterstützung aus dem Forum.

Ich habe mir ein Päckchen Propionsäure produzierende Bakterien gekauft, die eigentlich für die Emmentaler Herstellung gedacht sind.
Das Päckchen enthält 1,5g Inhalt und soll für 50l Milch reichen.

Ich habe aber was anderes vor. Ich möchte Propionsäure erzeugen und dann mit Alkoholen mischen um Ester zu erzeugen die dem Rum guttun. Da werden dann noch kleine Mengen Schwefelsäure als Katalysator dazu gegeben.
Aber das kommt erst später.

Zuerst mal möchte ich die Bakterien ansetzen und füttern.

Soweit ich mich eingelesen habe, arbeiten die Bakterien nur ohne Sauerstoff und verarbeiten entweder Milchsäure oder Traubenzucker zu Propionsäure und erzeugen viel CO2.
Sie lieben Temperaturen um die 30Grad und einen pH-Wert zwischen 5,2 und 7.

Da Milchsäure einen sehr niedrigen pH-Wert hat, werde ich mit Calziumhydroxid Zugaben den pH-Wert entsprechend anheben und regelmäßig kontrollieren.

Ich plane folgende Versuche:
1) 100ml Wasser mit 1 g Milchsäure 80%
2) 150ml Quark (enthält schon Milchsäure)
3) 100ml Wasser mit 5 g Traubenzucker
4) 100ml Wasser mit 1 g Milchsäure 80% und 5 g Traubenzucker

Da ich keine Ahnung habe welche Menge der Bakterien ich zugeben muss, werde ich einen trockenen Zahnstocher als Schaufel verwenden. Was freiwillig auf der Spitze liegen bleibt kommt in die jeweilige Nährlösung.

Um den Sauerstoff draussen zu halten werde ich eine Art Gärspund auf die Behälter setzen.
Die Bakterien erzeugen große Mengen CO2 und das wird den Sauerstoff verdrängen.
Welche Behälter passen und wie ich das konstruiere, weiß ich noch nicht.
Vorschläge wären willkommen.

Da diese Bakterien langsam wachsten und eine Generation ca. 8 Stunden dauert, werde ich das Ganze mal 3 Wochen warmhalten. Ich habe einen gut isolierten und temperaturgeregelten Schrank den ich dafür verwenden werde.

Meine Hauptfrage:
Ist hier schon was im Ansatz falsch oder soll ich was ergänzen?
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derwo
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von derwo »

Milchsäure entsteht eher in Getreidemaischen als bei Rum. Trotzdem bildet es interessante Ester. Aber halt eher typisch bei Getreidebränden. Also bei Rum verwende ich zwar auch ganz gerne Milchsäurebakterien, auch da es eine sichere Sache ist (Milchsäure hat nicht einen so unangenehmen Geruch wie andere Carbonsäuren) und sie kommen auch offensichtlich irgendwie zurecht mit dem Medium (nach ein paar Wochen werden sie von anderen Bakterien wahrscheinlich aber überrannt).

Bei der Rumherstellung werden ja keine Milchprodukte verwendet. Und trotzdem bilden dort Propionsäurebakterien Propionsäure. Du bist also mit deinen Versuchen mit Quark und Milchsäure ziemlich weit weg von der Realität. Aber das muss ja nicht schlecht sein.
Aber für die Praxis interessant wäre ein Versuch mit einer dünnen Maische (also so für nur so max.5% Alkohol), dünn, damit sie leicht infiziert wird, und einer mit verdünntem Dunder (und eventuell etwas Zucker oder Melasse). Gerade dann auch der Vergleich mit den anderen Dunder-Eimern.

Ich würde alle Versuchsmaischen vor der Bakterienzugabe abkochen. Dann ist sicherer, daß die Propionbakterien sich durchsetzen.

Vielleicht fällt mir noch mehr ein. Bin aber zur Zeit unterwegs.
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azeotrop
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von azeotrop »

Hallo der Wo
Emmentaler enthält Lactat (Milchsäure).
Milchsäure ist ein Nähr Substrat für die Propionsäure Bakterien. Sie wandeln Milchsäure in Propionsäure um. Alternativ können Sie auch Glucose als Nähr Substrat verwenden und diese in Propionsäure Säure umwandeln.
Deshalb versuche ich beide Substrate.
Das Ergebnis ist immer Propionsäure.
Ich möchte die auf diese Weise biologisch erzeugte Säure direkt zur vergorenen Maische geben und mit einer kleinen Menge Schwefelsäure die Veresterung starten.
Mal sehen ob das die richtigen Ester erzeugt.
Der Versuch soll völlig unabhängig von Dunder laufen.
An Dunder arbeite ich noch im Hintergrund.
Wenn die Zucht der Bakterien im Nährsubstrat geklappt hat, werde ich auch versuchen diese direkt im Dunder wachsen zu lassen. Aber das kommt erst später.
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derwo
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von derwo »

In einer Rummaische ist aber keine Milchsäure. Und Milchsäure ist selber eine aromatische Säure und bildet aromatische Ester. Das bedeutet, du wirst dir unsicher sein, ob es klappt. Und eine komplette Umsetzung der Milchsäure in Propionsäure wird glaube ich nicht gelingen. Also du wirst eine Mischung erhalten. Daher gefällt mir der Weg über Zucker besser. Aber mit reinem Zuckerwasser könnte es ähnliche Probleme geben, wie wenn man Hefe ohne jegliche Nährstoffe arbeiten lässt...

Testen würde ich in kleinen Mengen, aber höher Alkoholkonzentration. Also zB 10ml Lösung mit der hoffentlich Propionsäure in 10ml hochprozentigen Neutralalk oder wenigstens Vodka schütten und 1 Tropfen Schwefelsäure dazu.

Hast du auch versucht, direkt Propionsäure irgendwo zu beziehen? Ich meine, ich hab nur so Pillen gefunden. Und dann hab ich es gelassen. Wär natürlich schon interessant.
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azeotrop
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von azeotrop »

Ich habe vergessen zu schreiben dass wasserlöslicher Stickstoff mit rein muss. Sonst wachsen die Bakterien nicht. Ich nehme etwas Blaudünger.

Nach fertiger Propionsäure hab ich noch nicht gesucht. Muss es aber geben.

Wenn durch Emmentaler im Dunder Propionsäure entsteht muss entweder Milchsäure oder Glucose dabei gewesen sein, oder?

Edit: Emmentaler hat einen Restgehalt von ca. 3 mg Propionsäure pro g Käse.
Es gibt aber noch mehrere Hundert Millionen Propionsäurebakterien pro g Emmentaler.
Reicht dieser Restgehalt schon aus um im Dunder nennenswerte Propionsäureanteile zu ergeben?
Du hast doch eigentlich eine geringe Käsemenge verwendet, oder?

Ich frage mich deshalb ob im Dunder eine Produktion von Propionsäure durch Propionsäurebakterien stattfindet.
Dafür bräuchten diese meines Wissens entweder Milchsäure oder Glucose.
Oder reicht die Restmenge von Propionsäure bereits aus?

Ich gehe derzeit von ersterem aus.
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azeotrop
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von azeotrop »

Proprionsäure gibt es für die Landwirtschaft zu kaufen.
Abnahme 200l oder 1000l Gebinde.
Das kleinste das ich gefunden habe ist:
https://distripark.de/propionsaure-rein ... icht-30-kg

Hier wird es schon besser: 500ml https://www.der-hedinger.de/cr%206026.2
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derwo
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von derwo »

Ursprünglich kommen die Löcher in den Emmentaler ja durch Heustaub und die ua darauf enthaltenen Propionbakterien. Die setzen sich dann vielleicht durch, weil sie gute Verwerter von Milchsäure sind. Denn auf dem Heustaub ist ja sicher ein bunter Bakterienmix. So wie sich Milchsäurebakterien in Getreidemaischen durchsetzen, weil sie gute Verwerter von Stärke und Polysacchariden sind. Aber warum Propionbakterien in Melassemaischen? Ich denke daher, sie sind eher ein kleiner Aspekt im Esterprofil. Aber ein zumindest in der Praxis noch nicht erforschter. Und man darf nicht die höchst unterschiedlichen Wahrnehmungsschwellen der Ester vergessen. ZB Buttersäureester sind viel auffälliger als Milchsäureester.
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azeotrop
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von azeotrop »

derwo hat geschrieben: 19. Jul 2019, 14:47 ... Aber warum Propionbakterien in Melassemaischen? I......
Ich hatte nie vor die Bakterien in die Maische zu geben.
Ich möchte aus Propionsäure und Isobutanol mit Hilfe von Schwefelsäure das Rumaroma des Butylpropanoat erzeugen.
Ich habe mir Isobutanol bestellt und möchte den Ester erst mal "im Reagenzglas" riechen.
Da Isobutanol bei der Gärung entstehtm, sollte es sowohl in der vergorenen Maische als auch im Rauhbrand (Nachlauf) vorkommen.
Danach wären dann meine nächsten Schritte:
Propionsäure einmal mit vergorener Maische und einmal mit Rauhbrand mischen, Schwefelsäure zugeben und sehen ob es so riecht wie "im Reagenzglas".
Wenn das geklappt hat würde ich Propionsäure mit Dunder mischen. Wenn dann beim nächsten Brand der Dunder zur Maische kommt, sind Propionsäure und Isobutanol zusammen. Mit ein wenig Schwefelsäure sollte dann beim Brennen Butylpropanoat entstehen.
Ob das klappt - keine Ahnung. Ob das ganze Zeug im Rum den Rum verbessert oder ruiniert ist erstmal zweitrangig für mich. Derzeit überwiegt der Forscherdrang.
Ich hätte noch eine Frage zur Schwefelsäure. Ich habe 38%ige Batteriesäure vorrätig. Funktioniert die als Katalysator oder muss es konzentrierte Schwefelsäure sein?

Wenn das alles gelaufen ist, möchte ich ähnliche Versuche mit Ameisensäure und Ethanol versuchen. Da entsteht Ethylmethanoat mit Arrakgeruch.
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derwo
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von derwo »

Die Batteriesäure geht genauso. Wenn man einen sehr stark "arbeitenden" Dunder immer weiter puffert, damit der pH über 5 bleibt, also dauernd und in immer größeren Mengen Calciumhydroxid reinrührt, dann nervt es vielleicht, daß man dann irgendwann mit der Schwefelsäure doch auch recht viel Wasser dem Dunder zufügt. Also wenn du mal neue Schwefelsäure kaufen musst, würde ich schon 90 oder mehr %ige nehmen.

Wen du allerdings Fuselalkohole verestern möchtest, hast du das Problem, daß überschüssiger Fuselalkohol dir das Aroma versaut. Bei Ethylalkohol ist das nicht so. Da musst du nur drauf achten, daß keine Carbonsäure unverestert übrigbleibt. Kannst also mit einem Vielfachen an Alkohol arbeiten. Was dann der Veresterung hilft. Beim experimentieren mit Fuselalkoholen aber muss am Ende beides möglichst komplett verestert sein. Die Fuselalkoholkonzentration steht auf dem Etikett, die Säurenkonzentration aber weißt du nicht. Das ist ein Problem.
Und sagen wir mal ganz grob überschlagen du hast 100ml mit 1g Propionsäure (wenn das überhaupt erreichbar ist. Ich denke, so eine Konzentration stinkt wie Sau und ist eine sehr lebensfeindliche Umgebung für die Bakterien), nun brauchst du 1g Isobutanol. Du hast also dann einen sehr niedrigen Alkoholgehalt und damit eine sehr schlechte Veresterung. Kann aber sein, daß mit Zeit und Wärme (und natürlich Schwefelsäure) das dann doch klappt.

Da Isoamylalkohol in Maischen mehr vorkommt als Isobutanol, würde ich eher mit ersterem experimentieren. Höchstwahrscheinlich sind beide Substanzen aber eher im Vorlauf.
Die erzeugten Ester werden wahrscheinlich sehr künstlich riechen. Buttersäureethylester zB riecht nach Red Bull... :sick:
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azeotrop
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von azeotrop »

Hallo Hügelwilli

Könntest du bitte den Titel des Themas und aller Beiträge abändern?
Ich denke "Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma" wäre treffender. Erledigt
Ich möchte nicht den Anschein erwecken als ob man mit einem einzelnen Ester die Geschmacksfülle eines Rums nachbilden könnte.

Mich interessieren die Abläufe bei der Veresterung ganz allgemein und Rum rieche ich gerne.
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derwo
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Re: Versuche mit Propionibakterien für Ester mit Rum ähnlichem Aroma

Beitrag von derwo »

azeotrop hat geschrieben: 18. Jul 2019, 18:47 Wenn durch Emmentaler im Dunder Propionsäure entsteht muss entweder Milchsäure oder Glucose dabei gewesen sein, oder? Ich hab es nicht überprüfen können, ob Propionsäure entstanden ist. "Ziegenschweiß" hab ich als Geruchsbeschreibung mal gelesen. Buttersäure riecht aber auch nach Schweiß. Ich bräuchte den gleichen Käse, einmal mit und einmal ohne Löcher, um wirklich was sagen zu können.

Edit: Emmentaler hat einen Restgehalt von ca. 3 mg Propionsäure pro g Käse.
Es gibt aber noch mehrere Hundert Millionen Propionsäurebakterien pro g Emmentaler.
Reicht dieser Restgehalt schon aus um im Dunder nennenswerte Propionsäureanteile zu ergeben?
Du hast doch eigentlich eine geringe Käsemenge verwendet, oder? Wenn das Medium passt, sollte diese Bakterienmenge ausreichen. Da der Emmentaler nicht nach Schweiß gerochen hat, scheint 3mg/g Propionsäure nicht riechbar zu sein oder zumindest nicht vom Geruch isoliert wahrgenommen werden zu können.

Ich frage mich deshalb ob im Dunder eine Produktion von Propionsäure durch Propionsäurebakterien stattfindet.
Dafür bräuchten diese meines Wissens entweder Milchsäure oder Glucose.
Oder reicht die Restmenge von Propionsäure bereits aus? Da in Dunder normalerweise kein Emmentaler reingerührt wird, muss die Säure woanders herkommen. Und die Bakterien auch natürlich. Staub, Erde, was auch immer. Die Frage ist eher, warum sie in einer Melassemaische doch anscheinend gut zurechtkommen. Saccharose ist anscheinend auch gut verwertbar.

Ich gehe derzeit von ersterem aus. Ich auch.
azeotrop hat geschrieben: 20. Jul 2019, 18:36 Mich interessieren die Abläufe bei der Veresterung ganz allgemein und Rum rieche ich gerne.
Am einfachsten wäre natürlich aus Essig, Ethanol und Schwefelsäure mal Ethylacetat herzustellen. Und dann anstelle mit Ethanol mit Isobutanol. Ergibt Essigsäureisobutylester. Sollte irgendwo zwischen Lösungsmittel, Ananas und Banane riechen. Erwarte nichts Angenehmes. Es wird sehr künstlich sein. Vielleicht wie in Kleber aufgelöste Gummibärchen.