Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Bieraromastoffen und ihre Verwendung zur. Herstellung von Nahrungsmitteln, insbesondere Getränken, mit Bieraroma.
Bier wird in einem bekannten Brauprozess gewonnen und fällt in der Regel als alkoholisches und kalorienhaltiges Getränk an. In vielen Fällen rist der Alkoholgehalt, zum Beispiel wenn die Konsumenten Kraftfahrer sind, unerwünscht. Man hat daher sogenanntes Malzbier hergestellt, bei dem die Malzwürze nur ganz kurz angegoren wird, um den typischen Biergeschmack zu erzielen. Der Alkoholgehalt lässt sich dabei gering halten. Abgesehen von dem geringen noch vorhandenen Alkoholgehalt ist Malzbier aber kalorienreich und deshalb für viele Fälle als durstlöschendes Getränk nicht geeignet.
Für die Herstellung eines bierähnlich schmeckenden Getränkes, dessen Alkohol- und Kaloriengehalt sich nach Bedarf einstellen lässt, benötigt man ein Bieraroma, weil der übliche Brauprozess zur Herstellung eines solchen Getränkes nicht geeignet ist. Man hat versucht, solches Bieraroma durch verschiedene Aromen zu komponieren, dabei aber keinen befriedigenden Erfolg erzielt, weil es nicht gelang, den typischen Biergeschmack befriedigend auf diese Weise zu reproduzieren.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Gewinnung von Bieraromastoffen zu entwickeln, das den typischen Biergeschmack hat und sich zur Aromatisierung von Nahrungsmitteln eignet.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Gewinnung von Bieraromastoffen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bieraromastoffe aus den bei der Biergärung anfallenden hefehaltigen Abfallprodukten als Ausgangsstoffe gewonnen werden.
Unter dem Begriff Abfallprodukten wird in erster Linie das Geläger verstanden. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist jedoch auch zur Gewinnung von Bieraromaöl aus der Hefendecke oder den bei der Bierherstellung anfallenden hefehaltigen Nebenprodukten brauchbar.
Die Bieraromastoffe selbst werden aus den Abfallprodukten gemäss der Erfindung durch Anwendung von chemischphysikalischen Methoden, wie der fraktionierten Destillation, der Extraktion oder der Bindung der Aromastoffe an Ionenaustauscher, gewonnen.
Die Erfindung beruht auf dem Befund, dass die Aromastoffe, die bei der Bierherstellung in erster Linie während des Gärvorganges entstehen, in beträchtlicher Konzentration auch in die hefehaltigen Abfall- oder Nebenprodukte gelangen, denen sie mit den genannten Methoden entzogen werden können.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Bierhefestoffe wesentlich reicher an Aromen sind als das Bier selbst. Die so erhaltenen Aromastoffe sind mit den Aromastoffen des fertig gebrauten Biers identisch und erfüllen deshalb die gestellten Anforderungen in geschmacklicher Hinsicht ideal. Dies geht sogar so weit, dass die nach der Erfindung gewonnenen Aromastoffe sich durch feine Geschmacksnuancen unterscheiden, je nach dem Bierbrauprozess, aus dem sie gewonnen werden.
Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Tafel, die einen Übersichtsplan darstellt, näher erläutert.
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In der Tafel bedeutet jeder Kasten einen Verfahrensschritt. Die Pfeile kennzeichnen die Zugabe von Ausgangsstoffen, den Durchlauf der Stoffe bei der Verarbeitung und die Abgabe von Nebenprodukten. Wie aus der Tafel ersichtlich ist, geht die Bierherstellung von Gerste GE aus, die gemäss Kasten 1 gemälzt wird, d. h. teilweise zum Auskeimen gebracht wird. Dann wird die gemälzte Gerste gemäss Kasten 2 geschrotet und nach Wasserzusatz WA gemäss Kasten 3 gemaischt, d. h. in bestimmten Stufen erhitzt und anschliessend gekocht.
Auf der gemaischten Flüssigkeit schwimmt der sogenannte Treber TR, der gemäss Kasten 4 abgeläutert wird und als Viehfutter weiterverarbeitet werden kann. Der vom Treber befreiten sogennanten Würze WÜ wird Hopfen HO zugegeben und dann wird gemäss Kasten 5 gekocht und anschliessend gemäss Kasten 6 abgekühlt. Das Produkt ist eine alkoholfreie Malzwürze MW, die in Verbindung mit der Erfindung eine besondere neuartige Verwendung finden kann, wie weiter unten erläutert wird. Bei der normalen, bekannten Bierherstellung wird der Malzwürze Hefe zugesetzt. Dabei handelt es sich entweder um Reinzuchthefe RH oder um Gär- hefe GH, die im nachfolgenden Gärprozess gewonnen wird.
Die mit Gärhefe angesetzte Malzwürze gärt gemäss Kasten 7 zum Jungbier JB. Dabei fällt wiederum Gärhefe an, die für einen nachfolgenden Gärvorgang bei der nächsten Charge wieder verwendet werden kann. Die Herstellung von sogenanntem alkoholarmen Malzbier MB erfordert die vorzeitige Abbrechung des Gärvorganges gemäss Kasten 7. Bei der normalen Bierherstellung, bei der also der Gärvorgang zu Ende geführt wird, wird der ausgegorenen Flüssigkeit die Gärhefe, die sich in der Flüssigkeit absetzt, entzogen und die Flüssigkeit als Jungbier JB gelagert. Bei der Lagerung setzen sich Schwebestoffe des Jungbiers ab, von denen die Flüssigkeit dann als fertiges Bier abgegossen wird, während das Sediment als sogenanntes Geläge GL zurückbleibt. Dieses Geläge ist bei bekannten Bierherstellungsverfahren Abfallprodukt; das keiner weiteren Verwendung zugeführt wurde.
Es enthält jedoch viele bei der voraufgegangenen Bierbrauerei entstandenen Aromastoffe, die diesen Gelägen nach der Erfindung entzogen werden. Zu diesem Zweck wird gemäss Kasten 9 das Geläge destilliert, bis die leichter als Wasser flüchtigen Bestandteile in das Destillat übergegangen sind.
Die Rückstände RU sind alkoholfrei und wasserhaltig. Sie können eingetrocknet werden und als Viehfutter oder Düngemittel Verwendung finden. Eine solche Verwendung ist für das Geläge unmittelbar bislang nicht in Frage gekommen, weil dieses Geläge alkoholhaltig ist und stark mit Aromastoffen angereichert ist, die zum Beispiel eine Verwendung als Viehfutter unmöglich machten. Das Destillat DE1 wird in einem Zweischichtenabsorber gemäss Kasten 10 aufgefangen. Die untere Schicht des Absorbers ist eine wässrige Lösung A2, die obere Schicht A1 ein Ö1, vorzugsweise Paraffinöl. Die öligen Aromastoffe werden von der öligen Absorptionsschicht absorbiert, während der Alkohol in der wässrigen Schicht bleibt.
Die wässrige Schicht ist, um den Austrieb der Aromastoffe in die Ölschicht zu begünstigen, zweckmässig eine hochkonzentrierte Kochsalzlösung SW. Den gleichen Effekt erzielt man, wenn man statt Kochsalz der wässrigen Lösung eine andere Substanz beigibt, die 1. wasserlöslich ist, 2. die wässrige Lösung spezifisch schwerer macht, 3. die Aromastoffe chemisch und physikalisch neutral ist und 4. für die menschliche Ernährung unschädlich ist.
Ein weiteres Beispiel für eine solche Substanz ist Essigsäure. Die ölige Absorptionsschicht wird von der wässrigen abgegossen und für sich gemäss Kasten 11 einer fraktionierten Destillation unterworfen, bis die Aromastoffe weitgehend in das Destillat übergegangen sind. Das zurückbleibende Öl, zum Beispiel Paraffinöl, kann wieder verwendet werden zur Herstellung des Zweischichtenabsorbers gemäss Kasten 10.
Das Destillat aus der fraktionierten Destillation gemäss Kasten 11 besteht auch aus hochkonzentrierten Aromastoffen AR in ölhaltiger Konsistenz, die so unmittelbar zur Aromatisierung weiter verwendet werden können, zweckmässig aber gemäss Kasten 12 unter Zugabe von reinem Alkohol AL zu einer Aromalösung ARL verdünnt werden. Das im Anschluss an den Destilliervorgang gemäss Kasten 11 anfallende Aroma ist ein Bieraroma, d. h. ein Aroma mit Biergeschmack, das hervorragend dazu geeignet ist, als Geschmacksbasis für Nahrungsmittel zu dienen, denen es zu diesem Zweck zugesetzt wird.
Wie bereits eingangs erwähnt, zeigen sich bei dem so gewonnenen Bieraroma Geschmacksnuancen, die für den voraufgegangenen Produktionsprozess gemäss Kasten 1 bis 8 spezifisch sind. Die gleichen Geschmacksnuancen finden sich in dem Bier, welches im Anschluss an den Lagerprozess gemäss Kasten 8 entsteht. Man ist also aufgrund der Erfindung in der Lage, zu einem Bier Nahrungsmittel zu aromatisieren, bei denen die Geschmacksnuancen mit denen des Biers übereinstimmen, indem man die betreffenden Nahrungsmittel mit denjenigen Aromastoffen aromatisiert, die aus dem gleichen Produktionsgang wie das betreffende Bier hergestellt sind. Dies gibt die Möglichkeit, ein Nahrungsmittelsortiment unter Einschluss von Bier herzustellen, das Biergeschmack hat, der noch besondere einheitliche spezifische Geschmacksnuancen aufweist.
Ein solches Nahrungsmittelsortiment kann zum Beispiel enthalten: Kaugummi, Gebäck, Limonade und dergleichen.
Die Erfindung ermöglicht es auch, ein Malzbier herzustellen, das ohne jeden Alkoholgehalt anfällt.
Bei der bekannten Malzbierherstellung wird die Malzwürze gemäss Kasten 7 angegoren, damit sich die angestrebten Bieraromastoffe in der Malzwürze entwickeln. Der Gärvorgang wird aber vorzeitig abgebrochen, um den Alkoholgehalt möglichst niedrig zu halten. Das Ergebnis ist ein alkoholarmes Malzbier mit einem von vielen Verbrauchern als fad, weil nicht intensiv, empfundenen Biergeschmack. Die Fadheit rührt daher, dass sich bei dem kurzen Gärvorgang nur wenig Aromastoffe bilden konnten.
Eine zweckmässige Weiterbildung der Erfindung beschreitet einen anderen Weg zur Herstellung eines alkoholfreien bzw. alkoholarmen Malzgetränkes. Dieses erfinderische Verfahren geht von der im Anschluss an den Abkühlvorgang gemäss Kasten 6 anfallenden alkoholfreien, weil noch ungegorenen Malzwürze aus. Dieser Malzwürze wird gemäss Kasten 13 aus dem Destillat gemäss Kasten 11 oder Aromalösung, die nach der Verdünnung gemäss Kasten 12 anfällt, zugesetzt. Der geringe Alkoholgehalt der Aromalösung ist für die Beurteilung des durch die Mischung gemäss Kasten 13 entstehenden Malztrunkes MT als alkoholfreies Getränk ohne Belang, weil er im fertigen Malztrunk verschwindend gering ist.
Bemerkenswert ist, dass im Gegensatz zur bekannten Malzbierherstellung die Aromatisierung nach der Erfindung beliebig streng vorgenommen werden kann, indem entspre chend viel Aroma zugegeben wird, so dass ein fader Geschmack auf jeden Fall vermeidbar ist. Die Herstellung des Malztrunkes durch Mischen gemäss Kasten 13 kann mit der bekannten Herstellung von Malzbier kombiniert werden, zum Beispiel indem man auf bekannte Weise hergestelltes Malzbier MB mit einem gemäss Kasten 13 hergestellten Malztrunk MT mischt oder einem auf bekannte Weise hergestellten Malzbier, das also einen geringen Alkoholanteil hat, zusätzliche Aromastoffe AR zusetzt.
Dabei kann es sich, wenn ein einheitlicher Geschmack gewünscht ist, um diejenigen Aromastoffe handeln, die aus den gleichen Ausgangsprodukten wie die verwendete Malzwürze gewonnen wurden, entsprechend der schaubildlichen Darstellung gemäss der Tafel.
Man kann natürlich auch Bieraroma zusetzen, das aus einer anderen Produktion stammt, mithin andere geschmackliche Nuancen hat, um so neue Geschmackskombinationen zu erzielen.
In manchen Fällen wird da, wo die Abfallprodukte anfallen, aus denen nach der Erfindung das Bieraroma gewonnen wird, also vorzugsweise das Geläge, ein Bieraroma nicht benötigt, und in anderen Fällen stehen die zur Gewinnung des Bieraromas erforderlichen Einrichtungen nicht zur Verfügung. In solchen und ähnlichen Fällen kann man das anfallende Geläge für späteren Aromaentzug aufbewahren. Da dieses aber wegen des hohen Wassergehaltes sehr voluminös ist, empfiehlt es sich, in solchen Fällen das Geläge gemäss Kasten 14 durch Pressen zu trocknen. Dabei bleiben die Aromastoffe weitgehend in dem gepressten Substrat. Das so getrocknete Geläge nimmt wesentlich weniger Volumen ein und kann zum Beispiel zu Würfeln gepresst, gemäss Kasten 15, gelagert oder an eine entfernte Destillationseinrichtung transportiert werden.
Zur Destillation gemäss Kasten 9 wird dann das trockene Geläge gemäss Kasten 16 zunächst wieder angefeuchtet. Von da an kann es gemäss Kasten 9 weiterbehandelt werden, wie zuvor beschrieben.
Zur Durchführung des Destilliervorganges gemäss Kasten 9 und des anschliessenden Absorptionsvorganges gemäss Kasten 11 dient eine Destillationsapparatur, die vorzugsweise einen Destillationsbehälter aus V2A-Stahl enthält, der über einen Heizmantel mit Heissöl oder Dampf beheizt wird. Der Behälter hat unten eine durch ein Absperrventil verschliessbare Ablaufleitung und ist über eine an ihrem freien Ende offene Übersteigleitung an einen oben offenen Absorptionsbehälter angeschlossen und im übrigen geschlossen ausgebildet. In dem Absorptionsbehälter befindet sich eine Salzwasserlösung, über die Paraffinöl geschichtet ist. Die Salzwasserlösung kann durch Kühlschlangen gekühlt werden.
Unten am Absorptionsbehälter ist eine Ablaufleitung vorhanden, die durch ein Absperrventil verschliessbar ist.
Zur Destillation wird eine Charge Geläger in den Behälter eingefüllt, so dass dieser etwa bis zur Hälfte gefüllt ist. Die Destillation wird so lange fortgesetzt, bis im wesentlichen alle flüchtigen Bestandteile in die Absorptionsflüssigkeiten übergegangen sind. Das Destillat besteht im wesentlichen aus ölhaltigen Aromastoffen und Alkohol. Der Alkohol vermischt sich mit der Salzlösung, während die ölhaltigen Aromastoffe in die Paraffinölschicht, die über der Salzlösung liegt, getrieben werden. Die Rückstände der Gelägerhefe, die alkoholfrei sind, werden aus dem Destillationsbehälter durch Öffnen des an diesem befindlichen Absperrventils abgelassen. Ebenso wird die alkoholhaltige Salzlösung aus dem Absorptionsgefäss durch Öffnen des dafür vorgesehenen Absperrventils abgelassen. Dadurch wird die aromahaltige Paraffinölschicht getrennt von allen anderen Bestandteilen.
Aus dieser kann dann alsdann gemäss Kasten 11 durch fraktionerte Destillation das Aroma gewonnen werden.
Die Erfindung kann auch in der Weise verwirklicht werden, dass zunächst das Geläger mit Paraffinöl geschüttelt, dieses dann abgetrennt und auf dem Wege einer Hochvakuumdestillation zum Bieraroma aufgearbeitet wird.
Das auf einem dieser Wege gewonnene hochkonzentrierte Bieraromaöl wird für die weitere Verarbeitung bzw. Verwendung z. B. in Äthylalkohol gelöst. Die Lösung ermöglicht eine bessere Dosierung als das Öl selbst.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Gewinnung von Bieraromastoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bieraromastoffe aus den bei der Biergärung anfallenden hefehaltigen Abfallprodukten als Ausgangsstoffe gewonnen werden.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Bieraromastoffe aus den hefehaltigen Abfallprodukten extrahiert werden.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Bieraromastoffe aus den hefehaltigen Abfallprodukten durch fraktionierte Destillation gewonnen werden.
3. Verfahren gemäss Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bieraromastoffe aus dem stark wasserhaltigen Geläger, wie es bei der Bierherstellung anfällt, durch fraktionierte Destillation gewonnen werden.
4. Verfahren gemäss Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass den in stark wasserhaltiger Konsistenz anfallenden, hefehaltigen Nebenprodukten durch Pressen die Flüssigkeit weitgehend entzogen wird und dass dann wieder Wasser zugesetzt wird, bevor der so wieder stark wasserhaltigen Substanz die Aromastoffe durch Destillation entzogen werden.
5. Verfahren gemäss einem der Unteransprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die fraktionierte Destillation der stark wasserhaltigen Abfallprodukte fortgesetzt wird, bis weitgehend alle leichter als Wasser flüchtigen Bestandteile in das Destillat überführt sind und dass das Destillat in einer mindestens zweischichtigen Absorptionsflüssigkeit mit einer wässrigen und einer öligen Schicht aufgefangen wird.
6. Verfahren gemäss Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrieb der Aromastoffe aus der wässrigen Schicht durch Aussalzen, vorzugsweise durch Zugabe von wasserlöslichen, die wässrige Lösung spezifisch schwerer machenden, für die Aromastoffe chemisch neutralen und für die menschliche Ernährung unschädlichen Substanzen, insbesondere von Kochsalz, beschleunigt wird.
7. Verfahren gemäss Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ölige Schicht durch Abgiessen von der wässrigen Schicht separiert wird und dass dann aus der öligen Schicht die Bieraromastoffe durch fraktionierte Destillation gewonnen werden.
8. Verfahren gemäss Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölrückstände der Destillation der öligen Schicht für die Adsorptionsflüssigkeit wieder verwendet werden.
9. Verfahren gemäss Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erhaltene leicht ölhaltige Bieraroma mit Alkohol zu einer gebrauchsfertigen Lösung verdünnt wird.
PATENTANSPRUCH II
Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I gewonnene Bieraromastoffe.
PATENTANSPRUCH III
Verwendung der nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I gewonnenen Bieraromastoffe zur Herstellung von Nahrungsmitteln mit Bieraroma, dadurch gekennzeichnet, dass den Nahrungsmitteln eine wirksame Menge der Bieraromastoffe zugesetzt wird.
UNTERANSPRÜCHE
10. Verwendung gemäss Patentanspruch III zur Herstellung von alkoholarmen, insbesondere alkoholfreien, Getränken mit Biergeschmack.
11. Verwendung gemäss Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass man unvergorener Malzwürze eine wirksame Menge der Bieraromastoffe zusetzt.
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