CN101654639A - 一种含水溶性膳食纤维的啤酒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含水溶性膳食纤维的啤酒，啤酒中含有占啤酒重量0.01～10％的菊粉。本发明还公开了上述含水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法。本发明的啤酒，在菊粉－水混合体系中，菊粉可形成微粒凝胶网络结构，具有脂肪滑润的口感，从而增加啤酒滑爽度；菊粉溶于水后，可使水溶液的冰点下降，从而便于啤酒在我国部分寒冷地区冬天室外存放；菊粉与发酵后的风味物质有协同增效作用，可增强啤酒香味且掩饰啤酒苦涩味；菊粉中所含有的果聚糖不参与啤酒生产的发酵过程，可增加啤酒中固形物含量，提高产品品质；含菊粉的啤酒是一种功效显著的益生啤酒；本发明所提供的制备方法简单易行，无需改变现有啤酒的生产线路，适用于各类啤酒的生产。

Description

一种含水溶性膳食纤维的啤酒及其制备方法

技术领域

本发明涉及啤酒及其制备方法。

背景技术

啤酒是以麦芽为主要原料，加酒花，经酵母酿制而成的，含有二氧化碳的、起泡的、低酒精度的发酵酒。除水分之外，啤酒含有丰富的蛋白质和氨基酸、水溶性淀粉类碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质、有机酸、多酚和苦味成份，是一种基本营养素较为全面的营养食品。

但现有啤酒中却不含有或微乎其微地含有膳食纤维素这样的营养素。

现有市场上，含有膳食纤维的啤酒主要是以添加葡聚糖、甘露聚糖、果胶等水溶性膳食纤维的啤酒产品，尚未见啤酒中含有菊粉类(果聚糖)水溶性膳食纤维的产品。

与淀粉(葡萄糖的多聚物)相似，菊粉(果糖的多聚物)也是植物在光合作用下产生的植物能量储备形式之一，也是一种天然的碳水化合物。菊粉(Inulin)又称菊糖，是聚合度为2～60的果糖聚合体的混合体，包括低聚果糖和多聚果糖，平均聚合度(DP)≥10，主要从菊苣、菊芋等植物中提取获得。低聚果糖(Fructooligosaccharide)，又称寡果糖或蔗果三糖族低聚糖，是指在蔗糖分子的果糖技上通过β(1→2)糖苷键连接1～3个果糖基而成的蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖及其混合物。天然的或用糖苷酶法生产的低聚果糖，其结构式表示为GF_n(G为葡萄糖基，F为果糖基，n＝2～6)，属于果糖与葡萄糖构成的直链低聚糖。利用内切菊粉酶催化水解菊粉生产的低聚果糖，其结构式表示为F_n(F为果糖基，n＝3～7)，属于由果糖构成的直链低聚糖。多聚果糖(Polyfructose)实质上是平均聚合度(DP)≥23的长链菊粉，是将菊粉中的短链部分去除而得.多聚果糖是一族由β(1→2)糖苷键连接的果聚糖分子，在末端往往还联有一个葡萄糖残基，其分子式如下：(C₆-H₁₂-O₆)-(C₆-H₁₀-O₅)_n，n＝2～60，分子量：344～11400。

与淀粉类物质不同，菊粉类物质在人体消化过程不被水解，消化或吸收，在体内也不被氧化，菊粉所释放的热量为零或几乎为零。因此，菊粉类物质在营养学上被列为水溶性膳食纤维类营养成分。菊粉类物质在人体体内能被体内有益菌利用，促进有益菌的增殖，同时抑制有害菌的生长或毒素的增加，因此，水溶性的菊粉膳食纤维素也被称为人体益生素，啤酒中如果含有了菊粉类营养成份，将对提高啤酒的营养功能和促进人体健康有着重要作用。

自然界中有超过3000种植物中含有菊粉成份，但商业化应用的植物原料只有菊芋或菊苣两种植物，新鲜菊芋/或菊苣块茎中多聚果糖含量约为10～19％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含菊粉的啤酒，该啤酒能增加啤酒滑爽度、便于啤酒在我国部分寒冷地区冬天室外存放、增强啤酒香味且掩盖啤酒涩味、增加啤酒中固形物含量，及防治结肠癌变与损伤、促进矿物元素特别是磷酸钙的吸收、防治便秘与腹泻、护肝、降血脂。

本发明还要解决的技术问题是提供上述啤酒的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种含水溶性膳食纤维的啤酒，所述水溶性膳食纤维是占啤酒重量0.01～10％的菊粉。更优选范围是所述水溶性膳食纤维是占啤酒重量0.5～1.5％的菊粉。最优选的范围是所述水溶性膳食纤维是占啤酒重量1～1.5％的菊粉。

上述菊粉是指是聚合度为2～60的果糖聚合体的混合体，平均聚合度(DP)≥10。

根据菊粉的来源不同，上述含天然水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法也有所差别。

方法一：以新鲜或者经干燥处理的菊芋或菊苣的根茎为原料，并且赋予啤酒新的风味或口感。

以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，辅料中添加菊芋或菊苣。

其中，所述菊芋为新鲜菊芋或干燥菊芋；所述菊苣为新鲜菊苣或干燥菊苣。

其中，所述的菊芋或菊苣可切成片、切成丝或粉碎至任何目数的颗粒状作为辅料使用。与其它辅料一起进入糊化、糖化等工艺。

其中，菊芋或菊苣的加入重量(干基计)为麦芽重量或麦芽+辅助原料(大米、玉米、糖类等)重量的1～150％，更好地是按7～45％配加菊芋或菊苣配料。

通过方法一，菊芋或菊苣中所含有的溶解于水的菊粉(包括低聚果糖和多聚果糖)，及少量还原糖，蔗糖及其它可溶性成份(蛋白质、胶体、有机酸、无机盐、色素及风味物质)都与其它辅料(如大米)的可溶性成份一并被水浸出，并随同料液完成啤酒生产的所有工序并制成含有菊粉成份的啤酒产品。菊粉成份在后续的糖化、发酵等生产工序中都将得以保存并保留于最终产品中。菊芋或菊苣的其它可溶性成份与麦芽，大米等其它辅料中溶出的同类成份相同，共同作为啤酒生产的原料，参与后续生产过程中的各类生化反应。菊芋或菊苣所具有的特殊风味物质(如菊芋风味或菊苣的苦味)，将赋予啤酒新的风味和口感。

方法二：以菊芋或菊苣的水提液为原料，并且赋予啤酒新的风味或口感。

以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，将菊芋或菊苣的水提液加入到糊化、糖化、煮沸和发酵中的任意一道工序中。优选的，将菊芋或菊苣的水提液加入到糊化、糖化和煮沸中的任意一道工序中。

上述菊芋或菊苣的水提液是将菊芋或菊苣单独切片/丝或粉碎，并单独用水浸提可溶性成份后，过滤除去菊芋或菊苣粕所得的水溶液，未经进一步的加工提纯操作。

菊芋或菊苣的水提方法如下：菊芋或菊苣单独切片/丝或粉碎后加水浸泡提取，提取温度40～90℃为佳，浸泡提取时间20～40分钟。

所加入的水提液中菊粉的浓度任意，只要保证最后啤酒成品中菊粉的含量为1～15％(w/w)即可。

优选的方式是在发酵工序前加入，这样可利用水提液中含有的还原糖和蔗糖成份，在发酵过程中作为发酵底物被酵母菌利用，转化成乙醇和二氧化碳，这样可使菊芋或菊苣中所浸提出来的还原糖和蔗糖成份作为啤酒生产的辅料加以利用。

通过方法二制备的啤酒，因菊芋或菊苣的风味物质仍保留在啤酒中，因而啤酒会具有新的风味和口感，例如菊芋的芋香味或菊苣的苣苦味。

方法三：以菊芋或菊苣的水提液为原料，并且不改变啤酒原有口味。

以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，将菊芋或菊苣的水提液经分离方法脱除其中的蛋白质、胶体、无机盐、有机酸、色素和蔗糖，得到菊粉水溶液；将菊粉水溶液加入到糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却、发酵、过滤II和成品修饰中的任意一个工序中。更优选的，将所述菊粉水溶液加入到过滤I、煮沸和冷却中的任意一道工序中。最优选的，将所述菊粉水溶液加入到煮沸工序中。

其中，所述的分离方法为蛋白沉淀法、离子交换法、活性炭脱色法、电渗析法和膜分离法中的一种或几种的组合。例如，可利用沉淀法脱除蛋白质和胶体，离子树脂交换法脱除无机盐，活性碳脱色，膜分离脱除还原糖、蔗糖、胶体、蛋白质等，这些对提取液的净化方法，都能同时脱除菊芋或菊苣所浸提出来的色素和味素物质，经过净化处理过的菊芋或菊苣提取液将成为无色无味/或微甜的纯度较高的水溶性菊粉的水溶液。水溶液中菊粉的浓度任意，只要保证最后啤酒成品中菊粉的含量为0.01～10％(w/w)即可。

上述菊芋或菊苣水提液的纯化过程，可以自己提纯加工，也可找加工厂商代为生产，也可使用市场上销售的经纯化处理的菊粉的水溶液。

通过方法三，由于去除了菊芋或菊苣水提液中的风味物质，因此生产出的啤酒会保留原有的口感。

方法四：以菊粉粉体为原料，并且不改变啤酒原有口味。

以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，将菊芋或菊苣的水提液经分离方法脱除其中的蛋白质、胶体、无机盐、有机酸、色素和蔗糖，得到菊粉水溶液；将菊粉水溶液干燥成粉体，再将菊粉粉体加入到糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却、发酵、过滤II和成品修饰中的任意一道工序中。更优选的，将所述菊粉粉体加入到过滤I、煮沸和冷却中的任意一道工序中。最优选的，将所述菊粉粉体加入到煮沸工序中。

其中，所述的分离方法为蛋白沉淀法、离子交换法、活性炭脱色法、电渗析法和膜分离法中的一种或几种的组合。例如，可利用沉淀法脱除蛋白质和胶体，离子树脂交换法脱除无机盐，活性碳脱色，膜分离脱除还原糖、蔗糖、胶体、蛋白质等，这些对提取液的净化方法，都能同时脱除菊芋或菊苣所浸提出来的色素和味素物质，经过净化处理过的菊芋或菊苣提取液将成为无色无味/或微甜的纯度较高的水溶性菊粉的水溶液。再将菊粉的水溶液喷雾干燥成粉体使用。

上述菊粉粉体可自己加工生产，或者直接购买市场上销售的高纯度的菊粉粉体使用。甚至可直接购买市场上销售的高纯度的多聚果糖产品。对于高纯度的菊粉粉体或多聚果糖，最简洁的方法就是在啤酒生产的最后一道工序(啤酒修饰，或调配工序)中加入。

通过方法四，由于菊粉粉体中不含菊芋或菊苣的风味物质，因此生产出的啤酒会保留原有的口感。

方法五：以市售菊粉为原料，并且不改变啤酒原有口味。

以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，将菊粉加入到糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却、发酵、过滤II和成品修饰中的任意一道工序中。优选将菊粉加入到煮沸工序中。

上述菊粉为市售菊粉，购买的菊粉只要满足食品卫生要求，各类规格的菊粉产品均可作为本方法使用的添加物使用。

通过方法五，由于菊粉中不含菊芋或菊苣的风味物质，因此生产出的啤酒会保留原有的口感。

方法一至方法五中，菊粉的加入时机可在多道工序中随意选择，啤酒中的膳食纤维的含量不会因加入的工序不同而不同。

有益效果：

1.在菊粉-水混合体系中，菊粉可形成微粒凝胶网络结构，具有脂肪滑润的口感，从而增加啤酒滑爽度。

2.菊粉溶于水后，可使水溶液的冰点下降，从而便于啤酒在我国部分寒冷地区冬天室外存放。

3.菊粉与发酵后的风味物质有协同增效作用，可增强啤酒香味且掩饰啤酒苦涩味。

4.菊粉不参与啤酒生产的发酵过程，可增加啤酒中固形物含量，提高产品品质。

5.结肠末端是人体最容易癌变的部位，由于菊粉中的长链分子发酵较慢，可以调整结肠末端的细菌活性，且菊粉可与双歧杆菌产生协同效应，从而饮用含菊粉的啤酒可防治结肠癌变与损伤。

6.在结肠里，天然微生物菌将菊粉完全发酵生成乳酸和短链脂肪酸(SCFAs)所有菊粉-矿物元素复合物在发酵过程中降解，释放出矿物元素，从而使它们更加有利于生物吸收，而且发酵生成的酸类将降低结肠PH值1～2个单位。在这种稀酸环境中，许多水溶性/生物有效性的矿物盐，如磷酸钙，更有利于吸收。并且，SCFAs尤其是丁酸，促进结肠上皮细胞增殖，从而增强上皮的吸收能力。另外一个机理也发生作用，如结肠特定部位结合钙的蛋白含量增加。因此，饮用含菊粉的啤酒，能促进矿物元素特别是促进人体对钙质的吸收，同时促进人体对啤酒中非常丰富的B族维生素的吸收。

7.菊粉在人体肠道内能快速增殖双歧杆菌、乳酸菌、醋酸菌等人体有益菌群数量，因此，饮用含菊粉的啤酒可防治便秘与腹泻，含菊粉的啤酒将成为功效显著的益生啤酒。

8.菊粉可减少体内有毒代谢产物的形成，这大大减轻了肝脏分解毒素的负担，从而可护肝。菊粉发酵后生成的SCFAs，通过提高丙酸盐的比例，抑制胆固醇的合成，从而可降血脂。

9.本发明所提供的制备方法简单易行，无需改变现有啤酒的生产线路，适用于各类啤酒的生产，例如熟啤酒、生啤酒、鲜啤酒、淡色啤酒、浓色啤酒、黑啤酒、干啤酒、低醇啤酒、小麦啤酒等。

具体实施方式：

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

以下实施例中菊粉的检测方法均按照AOAC997.08(离子交换色谱法)方法检验分析。

实施例1：以经干燥处理的菊苣的根茎为原料，并且赋予啤酒新的风味或口感。

原料：麦芽、大米和干燥处理的菊苣重量比65∶35∶10，酒花(占啤酒重量)的：0.8％。

将粉碎后的大米和菊苣，进入糊化锅，52℃下料，加淀粉酶，升温至90℃保温20分钟，然后升温至100℃，保温40分钟，打入糖化锅。

糖化液打入糖化锅，48℃加入粉碎后的麦芽，蛋白休止40分钟合醪升温至63℃保温40分钟，第二次合醪升温至68℃保温60分钟，碘检反应完全升温至75℃倒入过滤槽过滤。

过滤结束后，煮沸60分钟，煮沸过程中加入酒花，然后冷却、充氧制得麦芽汁。

麦芽汁内加入酵母1.5×10⁷/mL进行发酵，发酵温度11℃，当双乙酰降至0.06mg/L时降温至0℃，保持20～30天贮酒，经粗滤、精滤后经灌装、杀菌即得含菊粉的啤酒，理化检测参数见表1。

表1实施例1制得的啤酒的理化检测参数

分析项目	结果
		外观	淡黄色，清亮透明，有光泽，泡沫洁白细腻，持久挂杯。
口味	口味清爽、协调、清新、略有菊苣的苣苦味。
		浊度EBC	0.48
原麦汁浓度(°P)	11.0
		酒精度％(v/v)	4.21
发酵度％	79
		总酸mL/100mL	1.85
双乙酰mg/mL	0.04
		菊粉％(w/w)	1.14
60℃恒温120h，循环四次操作	浊度无明显变化。

实施例2：以菊芋的水提液为原料，并且赋予啤酒新的风味或口感。

同实施例1啤酒的酿造工艺相同，所不同的是，以菊芋水提液为原料，菊芋水提液固含量50％，麦芽、大米和菊芋水提液重量比65∶35∶15，将粉碎后的大米和和菊芋水提液，一起送入糊化锅反应。

制得的啤酒，理化检测参数见表2。

表2实施例2制得的啤酒的理化检测参数

分析项目	结果
		外观	淡黄色，清亮透明，有光泽，泡沫洁白细腻，持久挂杯。
口味	口味清爽、协调、清新、略有菊芋的芋香味。
		浊度EBC	0.42
原麦汁浓度(°P)	11.0
		酒精度％(v/v)	4.13
发酵度％	78
		总酸mL/100mL	1.89
双乙酰mg/mL	0.05
		菊粉％(w/w)	1.24
60℃恒温120h，循环四次操作	浊度无明显变化。

实施例3：以菊芋的水提液为原料，并且不改变啤酒原有口味。

同实施例1啤酒的酿造工艺相同，所不同的是，以菊芋水提液为原料，该水提液经蛋白沉淀法、离子交换法和膜分离法处理，水提液固含量50％，麦芽、大米和菊芋水提液重量比65∶35∶12，煮沸过程中加入菊芋水提液和酒花。

制得的啤酒，理化检测参数见表3。

表3实施例3制得的啤酒的理化检测参数

分析项目	结果
		外观	淡黄色，清亮透明，有光泽，泡沫洁白细腻，持久挂杯。
口味	口味纯正、清爽、协调、清新。
		浊度EBC	0.40
原麦汁浓度(°P)	10.0
		酒精度％(v/v)	4.01
发酵度％	79
		总酸mL/100mL	1.74
双乙酰mg/mL	0.04
		菊粉％(w/w)	1.21
60℃恒温120h，循环四次操作	浊度无明显变化。

实施例4：以菊粉粉体为原料，并且不改变啤酒原有口味。

同实施例1啤酒的酿造工艺相同，所不同的是，以市售标准级菊粉为原料(干物质含量大于96％，菊粉含量大于90％)，麦芽、大米和菊粉重量比65∶35∶10，煮沸过程中加入菊粉和酒花。

制得的啤酒，理化检测参数见表4。

表4实施例4制得的啤酒的理化检测参数

分析项目	结果
		外观	淡黄色，清亮透明，有光泽，泡沫洁白细腻，持久挂杯。
口味	口味纯正、清爽、协调、清新。
		浊度EBC	0.41
原麦汁浓度(°P)	10.0
		酒精度％(v/v)	3.92
发酵度％	76
		总酸mL/100mL	1.62
双乙酰mg/mL	0.04
		菊粉％(w/w)	2.03
60℃恒温120h，循环四次操作	浊度无明显变化

Claims (12)

1、一种含水溶性膳食纤维的啤酒，其特征在于啤酒中含有占啤酒重量0.01～10％的菊粉。

2、根据权利要求1所述的含水溶性膳食纤维的啤酒，其特征在于啤酒中含有占啤酒重量0.5～2.5％的菊粉。

3、制备权利要求1所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的方法，以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，其特征在于辅料中添加菊芋或菊苣。

4、根据权利要求1所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法，其特征在于所述菊芋为新鲜菊芋或干燥菊芋；所述菊苣为新鲜菊苣或干燥菊苣。

5、制备权利要求1所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的方法，以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，其特征在于将菊芋或菊苣的水提液加入到糊化、糖化、煮沸和发酵中的任意一道工序中。

6、根据权利要求5所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的方法，其特征在于将菊芋或菊苣的水提液加入到糊化、糖化和煮沸中的任意一道工序中。

7、制备权利要求1所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的方法，以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，其特征在于将菊芋或菊苣的水提液经分离方法脱除其中的蛋白质、胶体、无机盐、有机酸、色素和蔗糖，得到菊粉水溶液；将菊粉水溶液加入到糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却、发酵、过滤II和成品修饰中的任意一个工序中；或者，将菊粉水溶液干燥成粉体，再将菊粉粉体加入到糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却、发酵、过滤II和成品修饰中的任意一道工序中。

8、根据权利要求7所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法，其特征在于所述的分离方法为蛋白沉淀法、离子交换法、活性炭脱色法、电渗析法和膜分离法中的一种或几种的组合。

9、根据权利要求7或8所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法，其特征在于将所述菊粉水溶液或菊粉粉体加入到过滤I、煮沸和冷却中的任意一道工序中。

10、根据权利要求9所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法，其特征在于将所述菊粉水溶液或菊粉粉体加入到煮沸工序中。

11、制备权利要求1所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的方法，以麦芽为主要原料，大米或玉米或糖类物质为辅料，经糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却后制得麦芽汁，麦芽汁经发酵、过滤II和成品修饰后制得啤酒，其特征在于将菊粉加入到糊化、糖化、过滤I、煮沸、冷却、发酵、过滤II和成品修饰中的任意一道工序中。

12、根据权利要求11所述的含水溶性膳食纤维的啤酒的制备方法，其特征在于将菊粉加入到煮沸工序中。