BRPI0903559A2 - saponinas de quillaja saponaria molina como estabilizante da espuma de cerveja - Google Patents

Abstract

SAPONINAS DE QUILLAJA SAPONARIA MOLINA COMO ESTABILIZANTE DA ESPUMA DE CERVEJA. A presente invenção refere-se a um extrato purificado de Quiliaja saponaria Molina por si só ou juntamente com oligossacarídeos e/ou pollois para melhorar a estabilidade e características da espuma de cervejas. As cervejas pelo seu processamento, uso de cevadas de baixa qualidade proteica e uso de fontes de carboidratos diferentes a da cevada, reduzem suas características de espuma tanto na qualidade como na estabilidade. O método da presente invenção contempla o uso de um extrato de saponinas de quilíaja, estabilizado com um pooí enzimático para diminuir a atividade dos polissacarídeos e proteínas, permitindo melhorar a qualidade da espuma e não afetando a estabilidade coloidal da cerveja se relaciona com o uso de saponina de Quilíaja saponácea, sozinhas ou bem-misturadas destas com oligosacáridos e/ou poliois, como aditivos na industria cervejeira para melhorar a estabilidade e qualidade da espuma de cerveja sem afetar a estabilidade coloidal desta.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SAPONINASDE QUILLAJA SAPONARIA MOLINA COMO ESTABILIZANTE DA ESPUMA DE CERVEJA".

Campo da Aplicação

A presente invenção refere-se ao uso de saponina de Quillajasaponácea, sozinhas ou bem misturas de estas com oligossacarídeos e/oupoliois, como aditivos na indústria cervejeira para melhorar a estabilidade equalidade da espuma de cerveja sem afetar a estabilidade coloidal desta.

Estado da Técnica

A cerveja é uma bebida obtida por fermentação alcoólica, medi-ante um fermento selecionado, de grãos de cevada ou outros cereais, a qualé aromatizada com lúpulo e submetida a um processo de cocção. Trás filtrara cerveja, se procede ao seu engarrafado em garrafas, garrafinhas, latas oubarris previa incorporação de aditivos.

A espuma na cerveja é uma característica altamente valorizadapelo consumidor já que se associa à qualidade do produto. A formação deespuma na cerveja se deve a presença de C02 gasoso que ao escapar àsuperfície gera pequenas borbulhas que são estabilizadas por proteínas.Estas proteínas, presentes em forma natural logo do processo de fermenta-ção, causam como efeito secundário o turvo da cerveja que em alguns casosconduz à precipitação de complexos protéicos. É por isto que grandes esfor-ços são realizados para remover proteínas para lograr uma cerveja clara etransparente, porém isto se traduz geralmente em uma espuma muito instá-vel que desaparece rapidamente.

A qualidade da espuma na cerveja é afetada negativamente, nãosó pelas operações unitárias dos processos normais de manufatura como éa clarificação, filtração e hidrólise enzimática utilizada para melhorar a esta-bilidade coloidal da cerveja, senão também pela má qualidade protéica damalta. Ademais, muitas cervejas são fabricadas a partir de misturas de ce-vada com outros cereais (como o arroz) diminuindo ostensivelmente sua ca-pacidade espumante. Para melhorar a qualidade da espuma normalmentese utilizam coadjuvantes como alginato de propileno glicol (PGA. United Sta-tes Patent Application 20030194477), pectinas (United States Patent6,910,663, 2005, European Patent EP0772675), "gellam gum" (United StatesPatent 5,190,778 e 5,196,220. European Patent EP0460830 e European Pa-tent EP0458613) e/ou lúpulo pré isomerizado. Também se utiliza adição denitrogênio gasoso e/ou ar (United States Patent 4,610,888). O PGA, as pec-tinas e o "gellan gum" melhoram a qualidade de espuma na cerveja (o bebi-das a base de malta), porém a dosagem é difícil por sua alta viscosidade ecostumam afetar a estabilidade coloidal devido à baixa solubilidade de al-guns polissacarídeos em matrizes alcoólicas como a cerveja. Por outro lado,o lúpulo é instável diminuindo sua capacidade espumante no tempo afetan-do algumas vezes a aparência e sabor da cerveja. A patente Americana(United States Patent 4,882,186) incorpora extrato de ginseng no processode maltado. El extrato contém saponinas e é adicionado no processo de mal-tado. Esta patente não é específica sobre o componente ativo nem com apurificação do extrato utilizado. A presente invenção descreve um produtopurificado de Quillaja coadjuvado com poliois, inulina, amidos modificados ouoligossacarídeos que melhoram a qualidade da espuma na cerveja sem afe-tar sua estabilidade coloidal. O produto é de fácil dosagem e pode ser utili-zado em cervejas com matrizes proteicas de diferentes polaridade e quali-dade.

Os extratos de Quillaja saponaria Molina têm se transformadoem produtos de processos valorizados por sua alta estandardização e com-posição ativa e não só por sua qualidade de extratos naturais, sendo estaúltima uma característica crítica para seu sucesso comercial.

Embora os extratos de Quillaja saponaria Molina tem sido utili-zado por muito tempo como espumantes em bebidas carbonatadas, estesnão tem tido sucesso como espumantes para bebidas alcoólicas, principal-mente devido à baixa pureza dos produtos do mercado e a sua deficienteestandardização com respeito ao conteúdo de impurezas. Por exemplo, mui-to dos extratos de quillaja de baixa purificação contém altos conteúdos depolifenois (entre 6 a 8 % dos sólidos) e polissacarídeos. Estes dois compo-nentes geram instabilidade coloidal já que tendem a reagir com as proteínase gerar precipitados durante a armazenagem da cerveja. Por outro lado, assaponinas em presença de proteínas geram absorção competitiva à interfacegerando na maioria dos casos instabilidade na espuma. Esta absorção édiferente dependendo do tipo de proteína e sua hidrofobia e pode ser modu-lada por coadjuvantes que alteram a forma de absorção proteína/saponina.

O produto da presente invenção consiste num extrato de Quillajasaponaria Molina estabilizado e altamente estandardizado em sua pureza desaponinas de quillaja misturadas com oligossacarídeos (maltodextrina, lacto-se, etc) e/ou poliois (sorbitol, maltitol, etc), a mistura de estes componentesgera uma sinergia positiva na qualidade da espuma da cerveja. O extratoutilizado é altamente purificado em saponinas de quillaja e tem um processode purificação que diminui a concentração de componentes tais como ospolifenois e os polissacarídeos que afetam a estabilidade coloidal da cerveja.

Vantagens da Aplicação

Os atuais produtos para melhorar a qualidade de espuma nacerveja são difíceis de dosar (PGA, gellam gum e pectinas), não estabilizamas espumas de cervejas com características proteicas especiais, criam ins-tabilidade coloidal (PGA, gellan gum, pectinas) ou se degradam no tempo dearmazenagem da cerveja (caso do lúpulo pré isomerizado). O produto utili-zado nesta invenção é de fácil dosagem, estabiliza a espuma em cervejascom diferentes características proteicas, não gera instabilidade coloidal nemse degrada durante a armazenagem da cerveja.

Os extratos de Quillaja saponaria Molina tradicionalmente utili-zados como espumantes em bebidas não-alcoólicas não são estáveis emmatrizes alcoólicas e precipitam no tempo. A presente invenção estabiliza osextratos de quillay através de um tratamento enzimático que permite queestes sejam estáveis em matrizes alcoólicas tais como a cerveja. Os surfac-tantes como as saponinas de quillay se absorvem rapidamente à interface arágua e fazem que a espuma seja estável ao colapso, em presença de certasproteínas as saponinas podem ter um efeito sinérgico ou pelo contrário oca-sionam uma absorção competitiva que afeta a estabilidade da espuma. Poroutro lado, os oligossacarídeos retardam a drenagem desde a superfície daespuma ao seio da solução, pelo que em geral afeta positivamente a estabi-lidade da espuma. No caso da cerveja se apresenta um equilíbrio complexoentre proteínas, polifenois e polissacarídeos, o qual pode ser afetado pelapresença de produtos de quillaja ricos principalmente em saponinas. Depen-dendo das concentrações de saponinas empregadas o novo equilíbrio pode-ria gerar um aumento ou uma diminuição da estabilidade da espuma na cer-veja.

Nesta solicitude se apresenta um método de estabilização deespuma de cerveja utilizando produtos ricos em saponinas de quillaja, sozi-nhos ou o coadjuvados por oligossacarídeos e/ou poliois.

Explicação dos Anexos

Os Anexos 1 a 6 mostram perfis RP-HPLC segundo o descritopor Marchylo and Kruger, 1984) para caracterizar o perfil protéico das amos-tras de cerveja a examinar.

O Anexo 7 amostra uma imagem representativa de avaliação dequalidade de cervejas Cerveja sem aditivos.

O Anexo 8 amostra uma imagem representativa de avaliação dequalidade de cerveja com produto composto de 70 % de maltodextrina com30 % de extrato purificado de quillaja.

O Anexo 9 amostra uma imagem representativa de avaliação dequalidade de cerveja com o extrato de quillay comercial QL Ultra (NaturalResponse, Chile).

O Anexo 10 mostra uma imagem representativa de avaliação dequalidade de cerveja com maltodextrina.

Todas as amostras apresentadas nos Anexos 7 a 10 foram ser-vidas com 350 kPa (3,5 bar) de pressão de C02. Fotos depois de 5 minutosde servir a cerveja.

Breve Descrição da Invenção

Produto para estabilizar espuma de cerveja que tem como com-ponente ativo as saponinas de Quillaja saponaria Molina purificadas sozi-nhas ou coadjuvadas com oligossacarídeos (lactose e/ou maltodextrina entreoutros), inulina e/ou poliois (maltitol, sorbitol, etc). O extrato saponínico épurificado com um processo enzimático para diminuir componentes que sãoincompatíveis com a matriz cervejeira (por exemplo: polissacarídeos, proteí-nas). O processo de purificação consiste na estabilização de um extratocomercial de Quillaja saponaria Molina (QL-Ultra, Natural Response, Chile)que contém mais de 190 g/kg de sólidos de quillaja dos quais 2 a 6 % sãopolifenois, 10 a 16 % são polissacarídeos e mais de 65 % são saponinas dequillaja. O produto comercial (QL Ultra) se trata com um pool enzimático depectinase, protease, glucosidases e enzimas hemiceluliticas. Posteriormentese filtra por um filtro de marcos e placas. O extrato purificado obtido se mis-tura com coadjuvantes como maltodextrina de papa, maltodextrina de milho,amido modificado, lactose, inulina, sorbitol e/ou maltitol. A proporção de mis-tura varia entre 5 a 100 % de sólidos do extrato purificado de saponina dequillaja e 0 a 95 % do coadjuvante. As proporções de coadjuvante a utilizarno produto dependem da matriz proteica da cerveja. O produto se agrega àcerveja antes da filtração ou antes de engarrafado em doses entre 30 a 1000ppm, preferivelmente 30 a 200 ppm.

Exemplo 1:

Produção do extrato:

a) Contatar o produto comercial QL Ultra (Quillaja Liquid Ultra,Natural Response, Chile) com um pool enzimático de pectinases, proteases,glucosidases e enzimas hemiceluliticas.

b) Filtrar o produto obtido da etapa a ajustar a 21,5° Brix apro-ximadamente

c) Misturar o extrato obtido na etapa b) (denominado "extratopurificado de saponinas de quillaja") com um coadjuvante, que pode ser mal-todextrina de papa, maltodextrina de milho, lactose, inulina, sorbitol e/oumaltitol numa proporção 5 a 100 % de sólidos do extrato purificado de sapo-nina de quillaja 0 a 95 % do coadjuvante.

d) Ajustar o produto a 21,5o Brix ou levá-lo a 30° Brix para poste-rior secado em spray.

Exemplo 2:

A cerveja número 1 (cerveja comercial definida por seu perfilproteico por HPLC de acordo ao Anexo 1) se embalou adicionando produtopreparado no exemplo 1. O produto não contém coadjuvante e é só extratode quillaja purificado em aqueles componentes que originam instabilidadecoloidal na cerveja. A cerveja foi caracterizada por seu conteúdo de proteína(Método de Lowry) arrojando 4,4 g/l das quais a maioria são proteínas hidro-fílicas (Ver Anexo 1. Análise de RP-HPLC segundo Marchylo and Kruger,1984). A dose de produto utilizada foi entre 33 a 200 ppm. Se mediu estabili-dade da espuma segundo o método de Nibem obtendo se uma melhor esta-bilidade de espuma da cerveja com produto para estabilizar a espuma vs.cerveja sozinha. O método Nibem consiste em servir a cerveja com pressãode CO2 a um copo limpo. Posteriormente se mede o tempo que tarda embaixar a espuma 30 mm. A tabela 1 mostra os resultados obtidos.

Tabela 1. Estabilidade da espuma para diferentes concentrações de produtoem cerveja número 1

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O extrato purificado de saponina de quillaja não afetou a estabi-lidade coloidal da cerveja com respeito à cerveja sem aditivo a condiçõesnormais de armazenagem durante 6 meses. Cervejas às que se lhes dosouQL Ultra (NR, Chile) apresentaram tendência a formar uma leve cor turvadurante a armazenagem.

Exemplo 3:

Se misturou o produto obtido no exemplo 1 com lactose ou mal-todextrina e se secou em secador em spray ficando o produto final com 30 %de sólidos de extrato purificado de quillaja e 70 % lactose ou maltodextrina.

A cerveja número 2 (cerveja comercial definida por seu perfil proteico porHPLC de acordo ao Anexo 2) se embalou adicionando o pó a diferentes do-ses. A cerveja foi caracterizada por seu conteúdo de proteína (Método deLowry) arrojando 3,46 g/l r caracterizando se pela presença de baixo conte-údo de proteínas hidrofílicas e um maior conteúdo de proteínas hidrofóbicas(Ver Anexo 2. Análise de RP-HPLC segundo Marchylo and Kruger, 1984). Adose utilizada do produto foi entre 33 a 500 ppm preferivelmente 100 a 200ppm. Mediu-se a espuma segundo o método de Nibem obtendo-se uma me-lhor estabilidade da espuma para cervejas que contém o extrato de quillajacoadjuvado com maltodextrina ou lactose com respeito à cerveja sozinha oucom QL Ultra em dose entre 10 a 500 ppm. O produto QL Ultra contém sósólidos de quillaja. A tabela 2 mostra os resultados obtidos.

Tabela 2. Estabilidade de espuma para diferentes extratos de quillaja comdiferentes coadjuvante em cerveja número 2

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Exemplo 4:

Misturou-se o produto obtido no exemplo 1 com uma mistura demaltitol/lactose/maltodextrina e se seca em secador em spray ficando o pro-duto final com 5% de sólidos de extrato purificado de quillaja e 95% de malti-tol/lactose/maltodextrina. A cerveja número 3 (cerveja comercial definida porseu perfil proteico por HPLC de acordo ao Anexo 3) se embalou adicionandoo pó a diferente dose. A cerveja foi caracterizada por seu conteúdo de prote-ína (Método de Lowry) arrojando 3,01 g/l e caracterizando- co- adjuvante sepela presença de similar conteúdo de proteínas hidrofílicas e hidrofóbicas(Ver Anexo 3. Análise de RP-HPLC segundo Marchylo and Kruger, 1984). Adose do produto utilizada foi entre 30 a 80 ppm. Se mediu espuma segundoo método de Nibem obtendo uma melhor estabilidade de espuma para cer-vejas que contém o extrato de quillaja coadjuvado com malti-tol/maltodextrina/lactose com respeito à cerveja sozinha o cerveja com QLUltra em dose entre 5 a 200 ppm. A tabela 3 amostra os resultados obtidos.

Tabela 3. Estabilidade de espuma para diferentes concentrações de produtoem cerveja de produtor número 3

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Exemplo 5:

Misturou-se o produto obtido no exemplo 1 com uma mistura demaltitol/lactose/maltodextrina e se seca em secador em spray ficando o pro-duto final com 5% de sólidos de extrato purificado de quillaja e 95% de malti-tol/lactose/maltodextrina. A cerveja número 4 (cerveja comercial definida porseu perfil protéico por HPLC de acordo ao Anexo 4) se embalou adicionandoo pó a diferentes doses. A cerveja foi caracterizada por seu conteúdo de pro-teína (Método de Lowry) arrojando 2,42 g/l e caracterizando-se pela presen-ça de similar conteúdo de proteínas hidrofílicas e hidrofóbicas (Ver Anexo 4.

Análise de RP-HPLC segundo Marchylo and Kruger, 1984). A dose do pro-duto utilizada foi entre 20 a 80 ppm. Mediu-se espuma segundo o método deNibem obtendo se uma melhor estabilidade de espuma para cervejas quecontém o extrato de quillaja coadjuvado com maltitol/maltodextrina/lactosecom respeito à cerveja sozinha ou cerveja com QL Ultra em dose entre 10 a20 ppm. A tabela 4 amostra os resultados obtidos.

Tabela 4. Estabilidade de espuma para diferentes concentrações de produtoen cerveja número 4

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Exemplo 6:

Misturou-se o produto obtido no exemplo 1 com uma mistura demaltitol/lactose/maltodextrina e se seca em secador em spray ficando o pro-duto final com 5% de sólidos de extrato purificado de quillaja e 95% de malti-tol/lactose/maltodextrina. A cerveja número 5 (cerveja comercial definida porseu perfil proteico por HPLC de acordo ao Anexo 5) se embalou adicionandoo pó a diferentes doses. A cerveja foi caracterizada por seu conteúdo de pro-teína (Método de Lowry) arrojando 3,64 g/l e caracterizando se pela presen-ça de menor conteúdo de proteínas hidrofílicas com respeito às hidrofóbicas(Ver Anexo 5. Análise de RP-HPLC segundo Marchylo and Kruger, 1984). Adose de produto utilizada foi de 20 a 40 ppm. Mediu-se espuma segundo ométodo de Nibem obtendo se uma melhor estabilidade de espuma da cerve-ja com produto para estabilizar a espuma vs. Cerveja sozinha. A tabela 5mostra os resultados obtidos.

Tabela 5. Estabilidade de espuma para diferentes concentrações de produtoem cerveja número 5

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Exemplo 7Misturou-se o produto obtido no exemplo 1 com uma mistura demaltitol/lactose/maltodextrina e se seca em secador em spray ficando o pro-duto final com 5% de sólidos de extrato purificado de quillaja e 95% de malti-tol/lactose/maltodextrina. A cerveja número 6 (cerveja comercial definida porseu perfil proteico por HPLC de acordo ao Anexo 6) se embalou adicionandoo pó a diferentes doses. A cerveja foi caracterizada por seu conteúdo de pro-teína (Método de Lowry) arrojando 3,00 g/l e caracterizando se pela presen-ça de menor conteúdo de proteínas hidrofílicas com relação às hidrofóbicas(Ver Anexo 6. Análise de RP-HPLC segundo Marchylo and Kruger, 1984). Adose de produto utilizada foi entre 20 a 60 ppm. Se mediu espuma segundoo método de Nibem (medição do tempo que tarda em baixar a espuma 30mm) obtendo-se uma melhor estabilidade de espuma da cerveja com produ-to para estabilizar a espuma vs. Cerveja sozinha. A tabela 6 amostra os re-sultados obtidos.

Tabela 6. Estabilidade de espuma para diferentes concentrações de produtoem cerveja número 6

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Exemplo 8:

A estabilidade coloidal das cervejas dos exemplos 2 a 7 foi me-dida através de testes acelerados e não-acelerados, em que que a adição doproduto composto por extrato purificado de saponinas/coadjuvante não afe-tou à estabilidade coloidal da cerveja. O teste de medição de estabilidadecoloidal consiste em medições de cor turvo e observação de aparição deprecipitados para cervejas armazenadas a 5°C, temperatura ambiente e45°C durante 6 meses.

Exemplo 9:

Para avaliar a qualidade da espuma, se serviu a cerveja do e-xemplo 3 sem produto que contém 70% de maltodextrina com 30 % de ex-trato purificado de quillaja do exemplo 1, com QL Ultra, com maltodextrina esem aditivos. A cerveja se serviu com pressão de 350 kPa (3,5 bar) de CO2.

A qualidade de espuma da cerveja com extratos de quillaja coadjuvado commaltodextrina apresenta uma espuma mais compacta e de maior estabilida-de que a cerveja sem aditivo ou com a cerveja com somente maltodextrina(ver Anexos 7 para cerveja sem aditivos, 8 para cerveja com o produto quecontém extrato de quillay e maltodextrina, 9 para cerveja com solo extrato dequillay comercial QL Ultra e 10 para cerveja com maltodextrina). A cervejacom extrato comercial QL Ultra tem uma espuma de inferior qualidade (Ane-xo 9) e estabilidade que a cerveja sem aditivo (ver Anexo 7). O QL Ultra éum produto comercial que contém solo sólidos de quillaja.

Claims (5)

1. Método para produzir um extrato de saponinas de Quillaja sa-ponaria Molina, útil para a estabilização da espuma de cerveja, caracterizadopelo fato de que compreende as seguintes etapas:a) tratamento de um produto comercial de saponinas de Quillajasaponaria Molina com um pool enzimático de pectinase, protease, glicosida-se e enzimas hemicelulíticas;b) filtrar o produto obtido da etapa a) desde agora chamado ex-trato purificado de saponinas de quillaja;c) misturar o extrato da etapa b) (extrato purificado de saponinasde quillaja) com um ou vários coadjuvantes.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o coadjuvante compreende maltodextrina de papa, maltodextrinade milho, lactose, inulina, sorbitol e/ou maltitol.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o coadjuvante se agrega numa proporção 5 a 100 % de sólidosdo extrato purificado de saponina de quillaja e 0 a 95 % do coadjuvante.

4. Método de estabilização da espuma de cerveja de acordo coma reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende:a) misturar o extrato de quillay com coadjuvante em proporçõesdependendo do perfil protéico da cervejab) adicionar à cerveja a mistura preparada em a) com uma do-sagem de 30 a 1000 ppm, dependendo do perfil proteico da cerveja

5. Uso de um extrato purificado de saponinas de quillaja caracte-rizado pelo fato de que serve para estabilizar e melhorar a qualidade da es-puma de cerveja sem afetar sua estabilidade coloidal.