CN101952408A - 制备发酵饮料的方法 - Google Patents

Abstract

一种获得其中异-α-酸最小浓度为20.10^-6kg/L的液体组合物的方法，所述方法的特征在于在水中将α-酸天然源与至少一种金属氧化物混合。

Description

制备发酵饮料的方法

技术领域

本发明涉及一种在酿造过程中制备饮料的方法，其包括如下步骤：

-制备麦芽浆，

-过滤所述麦芽浆制得麦芽汁，

-将所述麦芽汁煮沸，

-在煮沸麦芽汁步骤之前或过程中加入啤酒花得到加入了啤酒花的麦芽汁，和

-将所述麦芽汁发酵制得发酵饮料。

本发明进一步涉及一种获得其中异-α-酸最小浓度为20.10^-6kg/L的产品的方法。

背景技术

生产传统啤酒的酿造方法通常是通过下面的主要步骤进行的：

-制备麦芽浆，包括将碾碎的麦芽和其他碾碎的谷物在酶存在的条件下与水混合，该酶能够将蛋白质降解成肽和氨基酸，并能将淀粉转化为可发酵糖(如葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖)和糊精。

-将麦芽浆过滤，分离出液相和固相，其中的液相被称为未加入啤酒花的麦芽汁。

-向麦芽汁中加入啤酒花，其中加入的啤酒花中含有的α-酸在麦芽汁煮沸过程中被异构化为异-α-酸，所述的异-α-酸使啤酒具有苦味。

-将麦芽汁煮沸，其通常用来给麦芽汁灭菌、去除不希望的挥发性化合物以及萃取出并异构化酒花中的苦味物质，并通过变性去除多余的蛋白质。该方法步骤在60分钟至90分钟内发生，并对胶质稳定非常重要，由此获得形成良好的热淀物(hot break)，其是可沉淀的物质，并对啤酒的稳定性十分有害。所述的热淀物可以随后通过倾析、离心或通过使用涡流去除。

-在发酵步骤之前将麦芽汁冷却到发酵温度，氧化(用空气或纯氧气)并投入酵母。在冷麦芽汁中，蛋白质、多酚和碳水化合物会相互作用并形成亚微米的不可溶颗粒，称为“冷淀物”。

-发酵是通过酵母将可发酵碳水化合物转化成乙醇、二氧化碳和其它化合物的过程，其赋予啤酒特殊的特性。在发酵阶段中，会有多酚和其它色素成分吸附在酵母细胞表面。

-通常在发酵阶段之后的是成熟阶段。在成熟阶段中，二乙酰的前体被转化为二乙酰，其与酵母接触后会变为乙偶姻。

-成熟阶段之后，通常将啤酒在尽可能低、却不会冻结的温度下(如-2℃)冷藏。该冷调阶段也被称为“冷陈化”(cold-ageing)，其对于产生“冷藏浑浊物”(chill haze)十分关键。任何温度的升高都会重新溶解浑浊物，并因此使浑浊物前体回到啤酒中，给之后的加工带来产生浑浊的危险。

-可沉淀的冷藏浑浊物应当在啤酒过滤过程中或之前从啤酒中去除。该操作可以简单地通过全部或部分去除沉淀物来实现，其被啤酒生产者称为“净化”，是从桶到桶的转移和/或通过将啤酒离心。为了防止浑浊物前体的再溶解，控制温度是很关键的。

-过滤是重要且关键的操作，其能为交付给消费者的产品提供可见的外观和稳定性。必须从啤酒中除去至少部分酵母、蛋白质、冷却残渣颗粒和碳水化合物颗粒以获得必需的澄清度。

-该酿造方法的最后一步是包装。

啤酒花在酿造过程中具有多项功能。事实上，啤酒花会产生啤酒的苦味并提供香气。此外，啤酒花能在发酵过程中改善酵母的性能并对啤酒的质地有益。而且，啤酒花还具有灭菌的特点，其可以保护啤酒免受一些生物的污染，啤酒花会在麦芽汁煮沸过程中减少泡沫并有助于煮沸过程中蛋白质的凝结。(《国际酿造者》(The Brewer international)，第3卷，2003年1月1日出版)。

基于目前全球市场不断上涨的啤酒花成本和啤酒花短缺，就需要在发酵饮料的赋予苦味过程中减少啤酒花的使用量。

已知可以在酿造处理结束时，在后发酵阶段添加一些苦味剂。但是，在该阶段，苦味剂应该是高纯度的，并是已经被转化成异-α-酸的，其通常是在数个纯化步骤之后获得的，这使得可直接使用的苦味剂更加昂贵。而且，在该步骤结束时加入苦味剂还会使该酿造法丧失酒花的优点。

同样已知可以使用异构化颗粒酒花，其是通过碾磨全酒花并在制粒过程中加入约2％的氧化镁而将酒花压缩成干颗粒的方法制得的(参见EP311330)。然后将包装在惰性气体中的这些稳定颗粒在50℃下加热，保持大约14天，使高达89-90％的α-酸现场(in situ)异构化。预异构化颗粒酒花会表现出高酒花产量，但是也比普通颗粒更加昂贵(约20％)(单位量的α-酸)。

此外，由于需要贮藏在温暖的房间中所以生产这些预异构化的颗粒需要大约2周的时间，并且该生产通常是对采收短时后的新鲜啤酒花进行处理。故酿造者必须预先很长时间计划并预定他们所需要的该啤酒花产品的数量。

还已知可以使用预异构化酒花提取物，其是通过在生产啤酒花提取物的方法中加热酒花提取物和碱金属碳酸盐并使得所述提取物仍保持树脂状态而制得的。但不幸的是，预异构化酒花提取物也存在与异构化颗粒啤酒花同样的缺点。

US4234516公开了一种通过用含有至少一种二价金属盐的液体介质异构化酒花酮或含有酒花酮的原料的方法。根据US4234516，所使用的盐应当溶解在溶液中形成阴离子部分和阳离子部分，且液体介质优选是加入了有机溶剂的水。US4234516涉及一种生产化学品异酒花酮的化学方法，其味道特征(加入了盐)或其可食特征(加入了乙醇，丙酮)并不严格。

US53070897涉及一种生产异构化酒花制剂的方法，其中将酒花提取物与可溶性碱和碱土金属盐混合以实现由α-酸向异α-酸的有效转化。碱的加入需要使pH达到8至10之间的范围以获得最佳的转化量。所形成的碱土-树脂复合物(complex)通过加入硫酸或盐酸离解。所有碱盐的阳离子成分均应该从异构化树脂提取物中去除，以获得稳定的产品。

本发明试图通过提供一种减少酒花的使用量而在低成本下向发酵饮料提供同样的苦味，同时使用同样的发酵步骤和设备的方法，以克服上文所述的至少某些缺陷。

发明概述

为了达到这个目的，本发明提供了一种获得其中存在的异-α-酸的最小浓度为20.10^-6kg/L的液体组合物的方法，所述方法的特征在于：在水中混合α-酸的天然源和金属氧化物。

本发明进一步提供一种制备发酵饮料的方法，其包括如下步骤：制备麦芽浆；过滤所述麦芽浆并回收麦芽汁；煮沸所述麦芽汁；和发酵所述麦芽汁而制备发酵饮料，其中向所述麦芽汁或所述发酵饮料中加入了包含有异-α-酸的液体组合物，并且其中所述的苦味组合物是在其加入到麦芽汁或发酵饮料之前，通过在水中将至少一种金属氧化物与α-酸的天然源混合而制得的。优选，该液体组合物是在液体组合物加入发酵饮料的麦芽汁之前现场制备的。

本发明进一步涉及一种制备发酵饮料的设备，其包括麦芽浆制备单元，从中分离出麦芽汁并煮沸所述麦芽汁的装置，和发酵单元，其特征在于，其进一步包括装有液体组合物的容器，该液体组合物含有最小浓度为20.10^-6kg/L的异-α-酸，该液体组合物通过在水中混合α-酸天然源和至少一种金属氧化物制得。

发明详述

由于金属氧化物的成本很低，本发明方法所带来的可变的成本增加可以忽略不计(约1％)。在将所述金属氧化物和酒花加入到优选加热到60℃至110℃的水中混合时，α-酸经过预异构化产生异-α-酸的金属盐，其在pH为7至9之间，优选约8的介质中保持基本不溶。但是，当混合物被加入到麦芽汁中时，pH值为约5的麦芽汁会将异-α-酸的金属盐转化成酸形式。

本发明方法的转化量(从α-酸转化为预异构化α-酸，并进一步转化为异-α-酸)在麦芽汁中为50％至70％之内，而成品啤酒中通常为约45％，而不是常规转化(没有预异构化中间体)得到的成品啤酒中的30％至35％，因此会使酒花的消耗减少约30％。

本发明的方法在保持使用酒花的优点的同时，能够显著减少需要的酒花的量，从而节省开支。而且，本发明的方法还能用非预异构化酒花颗粒实施，所述酒花颗粒可以预先在酿酒厂贮藏长达两年。因此，本发明中使用的α-酸源是天然的且是非提取形式的α-酸。这允许酿酒厂在取决于酒花来源和品牌方面的工艺使用上有更多的灵活性。

此外，因为通常酒花是在桶中被加入水的，并在被加入到麦芽汁或发酵罐之前混合，因此本发明的方法可以在已有的车间内实施，即现场实施。

因此，本发明提供了一种十分简单且容易的方法来经济地赋予发酵饮料苦味，其所需的酒花比传统方法需要的酒花少约30％，且比现有技术和上文讨论的其它方法都要经济。而且，该方法还可以在酿酒厂中仅经过很少或不经过改变现有的生产线就可以实施。

优选地，金属氧化物选自下组：碱土金属氧化物或铁金属氧化物，优选MgO。

进一步而言，食品级MgO可以残留在发酵饮料中。事实上，例如，在啤酒的情况下，啤酒已经含有Mg²⁺，外加的量不需要去除。

在一个优选的实施方式中，金属氧化物和酒花混合的时间在5至60分钟之内，并优选20分钟。20分钟的最佳时间段是成分降解和预异构化量的最佳折衷点。的确令人意外地发现，这么短的时间段却足够得到很好的预异构化量。

我们发现，当MgO定量给料和水温使用最佳操作条件时，操作时间长于25分钟并不会进一步增加异构化量。

优选，混合是在水中、60℃至110℃、优选70℃至95℃下进行的。更优选，所述的热水温度为80℃。这是达到最佳产量与能量消耗比例的温度。此外，由于80℃的水也被用于一些其它酿造操作阶段，酿酒厂中通常会连续地产生80℃的水。而且，由于含有与至少一种金属氧化物(优选MgO)混合的酒花的热水将会被加入到麦芽汁蒸煮罐中，对水的加热并不会浪费能量，这是因为该步骤预先加热了要在蒸煮步骤阶段被加入的酒花。

特别的是，加入到混合物中的金属氧化物的量包括：每kgα-酸0.05kg至0.8kg的金属氧化物，优选每kg α-酸0.1kg至0.3kg的金属氧化物，更优选每kgα-酸约0.2kg的金属氧化物。每kg α-酸0.2kg的金属氧化物的量是考虑到产量/成本平衡的最佳值。

事实上，更多量的金属氧化物将残留一些未反应的金属氧化物，并因此导致pH的升高，而造成啤酒进一步降解。而在另一方面，更低量则会减少产量。

可以在本发明中的设备中制备发酵饮料，所述的设备包括，麦芽浆制备单元，用于从其中分离出麦芽汁并将其煮沸的装置，和发酵单元，该设备进一步包括单独的容器，其通过在水中混合α-酸天然源和至少一种金属氧化物而获得异-α-酸最小浓度为20.10^-6kg/L的液体组合物。在所述的单独的容器中，液体组合物被现场制备。该液体组合物可以预先加入到麦芽汁或发酵饮料中。

本发明的其它特征和优点将通过下列的非限制性实施例而更加清楚地表现。

实施例

在下列实施例中，描述了酿造具有20.10^-6kg/L的异-α-酸的苦味的啤酒的不同方法。实施例1描述了将酒花直接加入麦芽汁蒸煮罐的传统方法。实施例2描述了本发明的方法，而实施例3公开了使用可市售获得的预异构化酒花的同样方法。酒花使用量的计算是基于下述假定的：

-总酒花产量(＝成品啤酒中的异-α-酸/加入到麦芽汁中的α-酸)：

-传统方法(非预异构化酒花)＝32％

-本发明方法至少40％

-可市售获得的预异构化酒花＝45％

-假定过滤麦芽浆后，冷麦芽汁阶段的酿造体积为100hL。

-我们假定在冷麦芽汁阶段之后的生产步骤中没有稀释。

实施例1

在煮沸步骤开始时将酒花加入麦芽汁。在此情况下，α-酸向异-α-酸的转化由于煮沸步骤的进行而逐渐发生。煮沸之后，将麦芽汁澄清并冷却(冷麦芽汁阶段)，转化量为约40％。但是在随后的发酵和过滤步骤阶段，又会有一些异-α-酸再次损失。这样，用该方法得到的成品啤酒中获得了约32％的最终酒花产量。

为了计算使成品啤酒中苦味水平达到20.10^-6kg/L的异-α-酸所需要的酒花量，考虑了总酒花产量和酿造体积。在该条件下，需要在煮沸开始时加入0.625kg的α-酸((苦味水平/酒花产量)*酿造体积＝(20.10^-6kg/L/32％)*10000L)。

这些α-酸可以以不同酒花产品的形式加入到煮沸的麦芽汁中：

-全酒花：根据酒花的不同，全酒花中α-酸的水平在2-10％之间。

-颗粒酒花：(例如90型或45型，商购自S.S.斯坦纳(S.S.Steiner)公司)：根据酒花的不同，α-酸的水平在5-20％之间。

-酒花提取物(CO₂-提取)：α-酸的水平通常在30％左右(例如商购自S.S.斯坦纳公司)。

-在该实施例中使用了90型颗粒酒花，其含有10％的α-酸，因此需要向麦芽汁中加入总计6.25kg的颗粒。这些颗粒可以先与水短暂混合或以干物质形式加入到煮沸的麦芽汁中。

实施例2

将根据本发明制得的酒花/水混合物加入到煮沸麦芽汁或热麦芽汁中(在煮沸阶段之后的麦芽汁澄清阶段)。时间选择并不十分重要，这是由于麦芽汁中α-酸向异-α-酸的实际转化并不在麦芽汁中发生，而是在苦味酒花组合物的制备步骤阶段发生，该制备步骤阶段在酿酒厂中是在分离罐中进行，并随后立即向麦芽汁或发酵饮料中加入酒花。本发明的方法使用了非预异构化的酒花产品。其是α-酸的天然非提取源。其可以是全酒花或酒花颗粒。

向酒花中加入80℃的水，水的加入量为将α-酸稀释到1％w/v水平。而MgO以0.2kg的MgO/kg α-酸的浓度加入。然后将混合物在分离罐中混合20分钟，之后直接加入到麦芽汁中。用该方法在冷麦芽汁中获得的异构化产量为约60-70％。在随后的发酵和过滤步骤中，一些异-α-酸又会再损失。用该方法得到的成品啤酒中所获得的最终酒花产量至少为40％。

为了计算使成品啤酒中苦味水平达到20ppm异-α-酸所需要的酒花量，必须考虑总酒花产量和酿造体积。在此条件下，本发明中的方法需要以0.4444kg的α-酸((苦味水平/酒花产量)*酿造体积＝(20.10^-6kg/L/45％)*10000L)作为开始。在本发明的方法中可以使用不同的酒花产品作为α-酸天然源：

○全酒花

○颗粒酒花

出于清楚的缘故，应理解的是对于本发明而言，酒花提取物不被认为是α-酸的天然源。在本实施例中使用了90型颗粒酒花，其含有10％的α-酸，因此需要以总计4.44kg的酒花作为开始。这些颗粒酒花在80℃下与水混合，总体积为44L，且MgO的量为0.0888kg。酒花/水/MgO混合物混合持续20分钟。该阶段后，将混合物直接加入到麦芽汁中。

实施例3

当使用预异构化酒花产品时，将酒花加入到煮沸的麦芽汁或热麦芽汁中(在煮沸阶段后的麦芽汁澄清过程中)。时间选择并不重要，这是由于麦芽汁中α-酸向异-α-酸的实际转化并不在麦芽汁中发生，而是已由供应商在预异构化操作中完成。通过这种方法，酒花产品中的转化基本完成，使得酒花产品中基本不含有α-酸而仅含有异-α-酸。使用预异构化的酒花，能使冷麦芽汁中的产量达到约60-70％。在随后的发酵和过滤操作阶段，一些异-α-酸又会再次损失。用该方法得到的成品啤酒中最终酒花产量会达到至少40％。

为了计算使成品啤酒中苦味水平达到20ppm异-α-酸所需要的酒花的量，考虑了总酒花产量和酿造体积。在此条件下，需要在煮沸开始时加入0.4444kg的异-α-酸((苦味水平/酒花产量)*酿造体积＝(20.10^-6kg/L/45％)*10000L)。这些α-酸可以以各种不同的酒花产品形式加入到麦芽汁中：

○预异构化颗粒酒花(PIP)：根据酒花不同，异-α-酸水平在5-20％

○预异构化罐提取物(PIKE或IKE)：异-α-酸水平通常在30％左右

在本实施例中使用了预异构化颗粒酒花，其含有10％的异-α-酸，因此需要向麦芽汁中加入总计4.44kg的颗粒。这些颗粒可以先与水短暂混合或以干物质形式加入到煮沸的麦芽汁中。

从前述的实施例中可以看出，与酿造体积为100hL使用6.25kg的颗粒酒花的传统方法相比，本发明的方法得到相同结果却仅使用了4.44kg酒花，即降低了28.96％w/w。采用市售的预异构化颗粒酒花也能得到同样的结果，但是由于预异构化颗粒酒花要贵20％，而使用MgO仅仅使方法成本增加1％，因此使用这种预异构化颗粒酒花显然不那么有经济上的吸引力。

实施例4

实施例4表明，根据本发明的方法，啤酒中最终酒花产量可以达到40％至超过60％。为了酿造特别的啤酒，酒花要按照3.2kg α-酸/百升的比例添加。根据本发明，酒花是经过如下处理的：85℃下将酒花在水中与加入的0.2克MgO/克α-酸混合20分钟，得到要计量投入麦芽汁中的液体组合物。测量表明，从加入了酒花的麦芽汁中获得的啤酒苦味水平是19.9mg异-α-酸/升啤酒。则该方法得到的酒花产量为：

Claims (14)

1.一种获得其中异-α-酸的最小浓度为20.10^-6kg/L的液体组合物的方法，所述方法的特征在于，在水中混合：

-α-酸天然源；和

-至少一种金属氧化物。

2.根据权利要求1的方法，其中所述的液体组合物是在其被加入到麦芽汁或发酵饮料之前现场制备的。

3.根据权利要求1的方法，其中所述的金属氧化物选自下组：碱土金属氧化物或铁金属氧化物。

4.根据权利要求3的方法，其中所述的金属氧化物是MgO。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求的方法，其中的金属氧化物以每kgα-酸中包括0.05kg至0.8kg金属氧化物的量存在。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求中的方法，其特征在于，水在60至110℃下被加热。

7.一种制备发酵饮料的方法，其包括下述步骤：

-制备麦芽浆；

-过滤所述麦芽浆并回收麦芽汁；

-煮沸所述麦芽汁；

-发酵所述麦芽汁而制得发酵饮料，

其特征在于：将含有异-α-酸的液体组合物加入到所述麦芽汁或所述发酵饮料中，且所述的液体组合物是在其加入到麦芽汁或发酵饮料之前，通过在水中混合至少一种金属氧化物与α-酸源而现场制备的。

8.根据权利要求7的方法，其中所述的液体组合物是在其加入到所述麦芽汁或所述发酵饮料之前现场制备的。

9.根据权利要求7的方法，其中所述的金属氧化物选自下组：碱土金属氧化物或铁金属氧化物。

10.根据权利要求9的方法，其中所述的金属氧化物是MgO。

11.根据权利要求7的酿造发酵饮料的方法，其特征在于：α-酸向异-α-酸的最终转化量至少为40％。

12.一种包括异-α-酸的液体组合物，其是通过在水中将至少一种金属氧化物与α-酸天然源混合而制备的，其特征在于：其包括的最小浓度为20.10^-6kg/L。

13.根据权利要求12的液体组合物，其中每kgα-酸包括0.05kg至0.8kg的金属氧化物。

14.制备发酵饮料的设备，其含有麦芽浆制备单元，用于从其中分离出麦芽汁并煮沸所述麦芽汁的装置，和发酵单元，其特征在于，所述设备进一步包括容器，所述容器装有异-α-酸最小浓度为20.10^-6kg/L的液体组合物，所述的液体组合物是通过在水中将α-酸天然源与至少一种金属氧化物混合得到的。