CN107002002A - 啤酒或苹果酒浓缩物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制备包含酒精和啤酒或苹果酒风味的挥发性组分的啤酒或苹果酒浓缩物的方法，并且还涉及由其制备的啤酒或苹果酒。特别地，本发明涉及两步浓缩法，其中第一步包括产生高浓缩截留物和包含酒精和挥发性风味组分的含水的渗透物级分的高效纳米过滤，以及其中第二步包括从所述渗透物级分去除水以获得仍包含挥发性风味组分的高度浓缩的酒精溶液，所述高度浓缩的酒精溶液随后与来自第一步的截留物合并成最终的高酒精和风味的啤酒或苹果酒浓缩物。

Description

啤酒或苹果酒浓缩物
技术领域
本发明涉及用于制备包含酒精和风味组分的啤酒或苹果酒浓缩物的方法，并且还涉及分别由其制备的啤酒或苹果酒。特别地，本发明涉及两步浓缩法，其中第一步骤包括产生高浓缩截留物和包含酒精和挥发性风味组分的含水渗透物级分的高压纳米过滤，以及其中第二步骤包括从所述渗透物级分去除水以获得包含挥发性风味组分的高度浓缩的酒精溶液，所述高度浓缩的酒精溶液随后与来自第一步骤的截留物合并成最终的啤酒或苹果酒浓缩物。
发明背景
生产浓缩物的主要益处是降低重量和体积，这使得能够节省储存和运输成本，除此之外，还通常对改善产品的保存期具有有利的作用。由于啤酒和许多其他酒精饮料通常含有约80-90％的水，因此自然而然地认识到，用于储存它们或经历相当远的距离分配它们的最经济的方式将是浓缩物形式。
原则上，浓缩物可以通过添加溶剂(通常是水)而在任何地方、任何时间被重构成初始的产品。然而，不能直接生产酒精饮料浓缩物，主要困难在于这样的事实，即，大部分浓缩程序导致酒精的降低以及许多风味或香味组分的损失。啤酒尤其是非常有挑战的用于产生浓缩物的酒精饮料，因为与由果汁发酵产生的饮料(例如葡萄酒、梨子酒或苹果酒)不同，在啤酒中存在的香味是稀薄的且远不是浓缩的，这意味着在浓缩阶段即使损失它们的一小部分，也会对最终再水化产品的感官感觉具有显著的影响。此外，由于酒饮(drink)的广泛普及和广大的高要求的啤酒爱好者的存在，因此期望重构的酒饮满足与其不同的香味、味道、口感、泡沫属性、颜色以及甚至雾度感觉有关的预期。重构啤酒完全不能尝起来像缺失一些特性的稀释的啤酒；为了获得消费者的认可，其必须具有“真实的”未加工的啤酒的所有品质。
用于生产啤酒浓缩物并随后将其再水化成最终饮料的方法是本领域已知的。在酿制工业中已知的用于浓缩酒精饮料的各种方法包括诸如冷冻干燥、逆渗透和过滤的方法。所有这些方法以基本完成的啤酒开始并随后去除水。所得的浓缩饮料可以然后被更节约成本地运输，然后在最终目的地通过添加水、二氧化碳以及可替代地还添加酒精而重构。
用于制备可重构的啤酒浓缩物的一个方法的实例可以在GB2133418中找到。该方法基于使啤酒经历逆渗透并产生低酒精度的浓缩物，其可以被再水化成低酒精度的啤酒。
相反地，US4265920和US4532140教导用于获得可以被重构成正常酒精含量的啤酒的高酒精度的啤酒浓缩物的两步法。US4265920的方法包括用于将乙醇和挥发性香味组分与包含其余啤酒组分的截留物分离的第一蒸馏步骤，其后的第二步骤包括用于浓缩来自第一步骤的截留物的相当昂贵的冷冻浓缩程序。最后，来自步骤1的蒸馏的乙醇与来自步骤2的冷冻浓缩的截留物合并产生最终的富含乙醇的啤酒浓缩物。另一方面，US4532140的方法在第一步骤中，使啤酒经历超过滤以获得浓缩截留物和含水渗透物，所述含水渗透物随后在第二步骤中经历逆渗透以浓缩乙醇和挥发性化合物；最后，来自步骤2的酒精级分与来自步骤1的截留物一起被汲取以获得最红的啤酒浓缩物。
尽管至少一些上述方法提供了用于浓缩啤酒(包含其酒精含量并且一定程度上包含挥发性组分)的一般途径，但是它们以达到高浓缩系数的代价来实现它们的目标，并且仅提供了体积为起始啤酒体积的一半或至多三分之一的最终浓缩物。因此，明显存在改善和提供更加浓缩的啤酒基酒之处，提供运输和储存成本的进一步降低。
本发明提供用于生产高密度的天然富含酒精的啤酒浓缩物的方法，所述方法提供了至少5、10、15、至多20以上的有利的浓缩系数的可能性，而同时确保天然啤酒风味化合物(包含挥发性化合物)的高保留(任选地，选择性保留)。继续呈现本发明的这些及其他优势。
发明概述
在随附的独立权利要求中限定本发明。在从属权利要求中限定优选的实施方案。特别地，本发明涉及用于制备啤酒或苹果酒浓缩物的方法，包括以下步骤：
a)使啤酒(1)经历包括纳米过滤(A)或逆渗透的第一浓缩步骤以获得截留物(2)和包含酒精和挥发性风味组分的级分(3)，其中所述截留物(2)的特征在于，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，不可过滤的化合物的浓度为或高于20％(w/w)、优选30％(w/w)、最优选40％(w/w)；
b)使包含酒精和挥发性风味组分的级分经历包括冷冻浓缩、优选为蒸馏的分馏、或逆渗透的下一浓缩步骤，以获得包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分和残余级分；
c)将来自a)的截留物与来自b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分合并。
在另一方面，本发明还涉及用于制备啤酒的方法，包括以下步骤：
a)根据以上规定的方法获得啤酒浓缩物；
b)使用水或碳酸水稀释来自步骤a)的所述浓缩物。
最后，本发明还提供了啤酒浓缩物，其具有等于或高于至少18°P、优选至少20°P、更优选至少25°P的提取物密度，并且优选还包括25-70％ABV、优选30-50％ABV的酒精浓度。
附图简述
为了更全面地理解本发明的本质，参考以下详细描述连同附图，其中：
图1：示出示意性例示本发明的方法的关键步骤的方框图。A-包括纳米过滤的第一浓缩步骤；B-第二浓缩步骤；C-来自第一和第二浓缩步骤的产物的合并；1-经历纳米过滤的啤酒；2-截留物；3-包含乙醇和挥发性香味组分的渗透物；4-包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分；5-来自第二浓缩步骤的残余级分；6-最终的啤酒浓缩物。
图2：示出本发明的方法的优选实施方案的示意图，其中第二浓缩步骤(B)包括蒸馏。参考符号如图1。
图3：例示包括截留物在膜表面交叉流动循环的一实施方案的第一浓缩步骤a)中纳米过滤的原理。标示为在截留物“2”中剩余的化合物被膜阻挡，而标示为行进至渗透物“3”的化合物扩散穿过该膜。参考符号如图1。
图4：示意性地例示如图3所示的包括具有再循环的3个交叉流动循环级(I，II，III)的连续布置中纳米过滤步骤a)的实施方案。截留物从一个级行进至下一个级，同时变得越来越浓缩。I，II，II-所述实施方案的纳米过滤的单元和级；剩余参考符号如图1。
图5：示出例示从不同啤酒(啤酒1-4)获得的不同截留物(2)的浓缩系数之间的关系，并且实现的不可过滤的化合物(“％固体”)的量是在本发明的方法的第一浓缩步骤之后的截留物。
定义
如本文所用，术语“浓缩物”规定牛津词典的定义：“通过去除或减少稀释试剂而制得的物质；一些物质的浓缩形式”(参见http：//www.oxforddictionaries.com/definition/english/concentrate)。与此相一致，术语“啤酒或苹果酒浓缩物”或者“(浓缩的)啤酒或苹果酒基酒”或“啤酒或苹果酒浆”意指分别涉及这样的啤酒或苹果酒，其已经使其大部分溶剂组分(即水)被去除，同时保留赋予诸如味道、气味、颜色、口感等的特征的大部分溶解组分。
如本文所用，术语“啤酒”意欲根据相当宽泛的定义来解释：
“通过从麦芽汁发酵而获得、使用含淀粉或含糖的原材料制备、包括啤酒花粉末或啤酒花提取物和可饮用的水的酒饮。除大麦芽和小麦芽之外，可以仅考虑以下物质来酿造、与例如小麦芽、含淀粉或含糖的原材料混合，其中总量可以不超过含淀粉或含糖的原材料的总重量的80％、优选40％：
(a)玉米、稻米、糖、小麦、大麦及它们的各种形式。
(b)蔗糖浆、转化糖浆、右旋糖浆和葡萄糖浆。″
尽管根据某些国家法规，并非所有的发酵的基于麦芽的饮料可以被称为啤酒，但是在本发明的语境中，术语“啤酒”和“发酵的基于麦芽的饮料”本文用作同义词，并且可以互换。遵循如本文所用，术语“重构啤酒”和“重构的发酵的基于麦芽的饮料”意欲理解成在组成方面与啤酒基本相同、但通过向先前制备的啤酒浓缩物添加溶剂(即水或碳酸水)而获得的饮料。
接下来，如本文所用，术语“苹果酒”意欲理解成由苹果汁或与至多10％梨汁混合的苹果汁发酵而产生的每一种含酒精的饮料。此术语还包括根据术语苹果酒而商品化的，通过添加诸如酸(柠檬酸或酒石酸)和/或糖的标准苹果酒制造添加剂、过滤、冷却、用二氧化碳饱和、加压等进一步改性的这种发酵的苹果汁的任何产品。
如本文所用，术语“不可过滤的化合物”意欲理解成是指在任何类型的啤酒或苹果酒中包含的、不能通过纳米过滤膜的所有不同的化合物，即，平均尺寸大于150Da、180Da或200Da(其是根据给定的纳米过滤膜截留的分子量保留尺寸)的啤酒化合物。与包含水、单价离子和一些二价离子、诸如乙醇的低分子量醇、低分子量酯和大量挥发性风味组分的“可过滤的化合物”相反，不可过滤的化合物主要包含糖，主要是多糖；糖醇、多酚、戊聚糖、肽和蛋白质、高分子量醇、高分子量酯、部分多价的离子以及根据啤酒或苹果酒类型而变化的许多其他的主要有机和高度不同的化合物。由于不同的啤酒或果酒的组成之间的复杂性和差异，不可过滤的化合物的总体浓度通常被提及为(极其简化而并非精确的)“糖的浓度”或“固体的浓度”，并且可以根据考虑到诸如密度、粘度、啤酒流变学、初始浓度(originalgravity)或提取物、实际浓度或提取物、发酵度(RDF)和/或酒精含量的物料平衡考量来简单地计算。在酿制实践中，不可过滤的化合物的浓度通常根据对测量的乙醇量的密度而修正的密度(实际提取物)测量来常规估算，乙醇是密度＜1g/cm3的最常见的化合物，因此最实质性地影响密度测量。此类测量在本领域中是公知的，是使用诸如Anton PaarAlcolyzer装置的标准啤酒分析系统而常规进行的，因此是啤酒酿制领域的任何技术人员容易且轻易进行的。
在啤酒中溶解的组分的量还可以表示为所谓的比重(相对密度)或表观比重。第一个以啤酒的密度(每单位体积的重量)除以用作参考物质的水的密度来测量，而第二个则以一定体积的啤酒的重量与相同体积的水的重量之比来测量。例如，1.050(″50点″)的比重表示该物质比相同体积的水重5％。水的密度以及由此的啤酒的密度随着温度而变化；因此对于比重和表观比重二者，样品和参考值的测量在相同的规定温度和压力条件下完成。压力几乎总是1atm(等于101.325kPa)，而温度可以根据用于粗略估计啤酒密度的其他体系的选择而变化。此类体系的实例是两个经验标度，Plato和Brix标度，分别常用于酿制工业和葡萄酒(wine)工业。两个标度表示以糖的质量百分比计的溶液浓度；1度Plato(缩写成°P)或1度Brix(符号°Bx)是100克水中1克蔗糖。在这些单位之间存在差异，主要归因于两种标度是在不同温度下对蔗糖溶液开发的，但是无关紧要的是，它们可以实际上互换使用。例如，在15.5℃下测量为12°Plato的啤酒具有与在15.5℃下含12质量％蔗糖的水-蔗糖溶液相同的密度，其大约等于12°Brix，与在20℃下含12质量％蔗糖的水-蔗糖溶液是密度相同的。Plato和Brix标度相对于比重具有优势，因为它们表示在可发酵的材料的量方面的密度测量，其在酿制的初期阶段是特别有用的。当然，由于与仅为蔗糖相比，啤酒和麦芽汁均由更多的固体组成，因此其不是精确的。Plato度与比重之间的关系不是线性的，但充分逼近1°P等于4“布鲁尔氏点”(4×0.001)；因此，12°Plato相当于1.048[1+(12×4×.001)]的比重。
术语“初始浓度”或“初始提取物”是指在发酵之前测量的比重，而术语“最终比重”或“最终提取物”是指在完成发酵时测量的比重。总之，浓度(gravity)是指啤酒在其发酵中的不同阶段的比重。最初，在由酵母进行酒精生产之前，麦芽汁(即，在啤酒发酵之前的磨碎的麦芽)的比重主要取决于蔗糖的量。因此，在发酵开始时的初始浓度读数可以用于确定以Plato或Brix标度计的糖含量。随着发酵进行，酵母将糖转化为二氧化碳、乙醇、酵母生物质和风味组分。糖量的降低和越来越多的乙醇(其具有比水略低的密度)的存在，二者促使发酵啤酒的比重的降低。与最终浓度读数相比，初始浓度读数可以用于估算消耗的糖的量，因此估算产生的乙醇的量。例如，对于普通啤酒，初始浓度可以为1.050且最终浓度可以为1.010。类似地，知晓饮料的初始浓度及其酒精量可以用于估算在发酵期间消耗的糖的量。糖已经发酵成酒精的程度由术语“实际发酵度”或“RDF”表示，并且通常规定为转换成乙醇和CO2的初始浓度的分数。啤酒的RDF在理论上指示其甜味，因为啤酒通常具有更多的残留的糖并由此具有更低的RDF。
浓缩步骤可以包括在本领域中认可的众多技术中的任一种，其允许从啤酒部分地或基本上分离水，因此保持大部分的溶解其中的组分比初始体积更低。在饮料工业中目前使用的许多技术依赖于所谓的膜技术，其提供了对常规热处理工艺的更廉价的替代方案并且包括在半渗透膜的辅助下将物质分离成两种级分。包括比膜孔径更小的颗粒的级分穿过膜，并且如本文所用，被称为“渗透物”或“过滤物”。在膜的供给侧上保留的其他物质如本文所用称为“截留物”。
典型的膜过滤系统包括例如压力驱动技术的微过滤、超过滤、纳米过滤和逆渗透。如本文所用，术语“微过滤”是指用于保留尺寸为0.1-10μm及更大的颗粒的膜过滤技术。通常，微过滤是低压方法，典型地在0.34-3巴1的压力下操作。微过滤允许分离诸如酵母、原生动物、大的细菌、有机和无机沉淀物等的颗粒。然后，如本文所用，术语“超过滤”表示用于保留尺寸为约0.01μm及更大的颗粒的膜过滤技术。超滤通常保留分子量大于1000道尔顿的颗粒，例如大部分病毒、某些尺寸的蛋白质、核酸、糊精、戊聚糖链等。用于超滤的典型的操作压力为0.48-10巴。此外，如本文所用，术语“纳米过滤”应理解成用于保留尺寸为0.001-0.01μm及更大的颗粒的膜过滤技术。纳米过滤能够保留二价或多价离子(例如二价盐)和大于约180道尔顿的大部分有机化合物，其包括寡糖和许多风味化合物；同时允许水、乙醇、单价离子和诸如许多芳香酯的一些有机分子通过。8-41巴的操作压力对于纳米过滤是典型的。在该范围的上限内的入口压力(18巴以上)下操作纳米过滤时，如本文所用，应称为“高压纳米过滤”。最后，如本文所用，术语“逆渗透”应理解为是指其中施加的压力用于克服渗透压的高压膜方法。逆渗透通常允许保留尺寸为0.00005-0.0001μm及更大的颗粒，即，几乎所有的颗粒和离子物质。分子量高于50道尔顿的物质被保留，几乎无一例外。操作压力典型地为21-76巴，但在特定应用中可以达到至多150巴。
此外，如本文所用，术语“挥发性风味组分”应理解为在啤酒中包含的有助于其复杂的嗅觉谱的任何物质，所述物质因其化学性质具有低于水的沸点。挥发性啤酒风味组分的实例包括但不限于乙醛、N-丙醇、乙酸乙酯、异丁醇、异戊醇、乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯等等。
发明详述
本发明涉及用于制备富含酒精的啤酒浓缩物的方法，所述方法步骤以下步骤：
a)使啤酒或苹果酒(1)经历包括纳米过滤(A)或逆渗透的第一浓缩步骤以获得截留物(2)和包含酒精和挥发性风味组分的级分(3)，其中所述截留物(2)的特征在于，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，不可过滤的化合物的浓度等于或高于20％(w/w)、优选30％(w/w)、最优选40％(w/w)；
b)使包含酒精和挥发性风味组分的级分经历包括冷冻浓缩、蒸馏、分馏或逆渗透的下一浓缩步骤，以获得包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分和残余级分；
c)将来自a)的截留物与来自b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分合并以获得啤酒浓缩物。
在特定的实施方案中，本发明涉及用于制备富含酒精的啤酒浓缩物的方法，所述方法步骤以下步骤：
a)使啤酒或苹果酒经历包括纳米过滤的第一浓缩步骤以获得截留物(2)和包含酒精和挥发性风味组分的级分，其中所述截留物(2)的特征在于，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，不可过滤的化合物的浓度等于或高于30％(w/w)、优选35％(w/w)、最优选40％(w/w)；
b)使包含酒精和挥发性风味组分的级分经历包括冷冻浓缩、蒸馏、分馏或逆渗透的下一浓缩步骤，以获得包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分和残余级分；
c)将来自a)的截留物与来自b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分合并以获得啤酒浓缩物。
图1示意性地例示本发明的用于浓缩啤酒的方法的总体方案。作为第一步骤，使啤酒(1)通过半渗透膜而经历纳米过滤(A)，所述半渗透膜用作平均分子量(MW)＞150-200Da的大部分啤酒组分的通路的物理屏障，但对水、大部分乙醇、单价盐和一定量的啤酒风味组分是可渗透的。保留在膜的流入侧上的这种第一级分被称为截留物(2)，并且被收集，而包含酒精和挥发性分为组分的级分被称为渗透物(3)并且被引导至第二浓缩步骤(B)。第二浓缩步骤可以包括诸如蒸馏的分馏、或逆渗透，并导致来自先前的纳米过滤步骤(A)的渗透物(3)分离成两种级分：第一是包含酒精和风味组分(4)的浓缩级分，其被收集并与来自纳米过滤(A)的经收集的截留物(2)混合，产生最终的啤酒浓缩物(6)；以及，第二是大量含水的残余级分(5)，其被丢弃。最终啤酒浓缩物(6)现在可以被储存或远距离运输，并且容易再水化成味道谱高度像发酵啤酒的味道谱至味道谱与发酵啤酒的味道谱相同的重构啤酒。
总之，本发明的经历纳米过滤(A)的啤酒(1)优选是使用任何常规啤酒澄清技术处理以去除酵母和大部分直径高于0.2μm的其他颗粒的澄清的啤酒。此类技术是啤酒制备领域中标准且公知的。例如，它们包括离心分离，任选地在离心分离之后的通过例如硅藻土(硅藻土)的过滤，或其他类型的标准微过滤技术。
如从本公开可以认识到的，本发明的方法对于获得低体积高密度的啤酒或苹果酒浓缩物而言是特别有利的。最终产品的浓度主要取决于经由步骤a)中的纳米过滤而获得的截留物的浓度。因此，本发明提供了其中截留物不仅包含大部分的啤酒(或苹果酒)风味组分、而且还可能以5、10、15或20以上的高浓缩系数为特征的方法。
如本文所用，术语“浓缩系数”应理解为经历步骤a)中的纳米过滤或逆渗透的啤酒或苹果酒的体积与在步骤a)中的纳米过滤或逆渗透结束时获得的截留物的体积之比，即，在本发明的方法的步骤a)中，供给体积与获得的截留物的体积之比。在特别优选的实施方案中，提供了先前实施方案的方法，其中在步骤a)中获得的截留物的特征在于5以上、优选10以上、优选15以上、最优选20以上的浓缩系数。在上文定义的含义内的浓缩系数与在来自步骤a)的截留物中可能获得的不可过滤的化合物的浓缩之间的关系自然取决于初始经历纳米过滤或逆渗透的啤酒或苹果酒的类型，其在图5中呈现的图表中示出，并且可以根据该图表而认识到，其中每一条线表示不同的饮料(对于不同的啤酒获得线1-4，对于苹果酒获得线5)。
10以上的浓缩系数在速率和性能方面可以有利地通过如本文所用的高压纳米过滤(即，在最小18巴的压力下进行的纳米过滤)而获得。因此，在本发明的优选实施方案中，提供了这样的方法，其中在步骤a)中的纳米过滤是高压纳米过滤，其定义为在约18-41巴的范围、优选约20-35巴的范围、最优选约30巴的压力下进行的纳米过滤。
对于交叉流动过滤，我们也可以实现单程浓缩。但是为了使操作更加经济，进行多级操作。
与上文相一致，本发明基于这样的发现，即，啤酒的纳米过滤(特别是高压纳米过滤)不仅能够将大部分的重要的啤酒风味化合物保留在截留物中，而且还提供基本优于超过滤或逆渗透之一的浓缩可能性，可能甚至在单程过滤之后能够获得密度为20-50°P或更高的截留物。在经济有利的实施方案中，以多级操作形式进行纳米过滤，其中截留物从一级行进至下一级，同时变得越来越浓缩。根据本发明的步骤a)可获得的截留物的优选最终密度值为30-80°P以上、优选50-70°P、最优选约60°P。因此，在本发明的一个有利的实施方案中，来自步骤a)的截留物在单程的纳米过滤(优选为高压纳米过滤，更优选在18-35巴、最优选约20-30巴的压力范围下进行的高压纳米过滤)中获得。
已经观察到，可以特别使用150-200道尔顿范围的聚合物螺旋膜或类似的膜实现此类高浓缩可能性。此类膜的实例包括薄膜复合ATF(交变切向过滤，Refine Technology)膜，例如目前得自DOW和Parker domnick hunter的薄膜复合ATF膜。
在纳米过滤步骤之后，收集高度浓缩的截留物，同时将含水的渗透物供给至第二浓缩步骤b)，从而选择地重新获得乙醇和挥发性风味组分，所述步骤包括冷冻浓缩、逆渗透或分馏，优选包括蒸馏，和/或它们的组合。
蒸馏是已知特别适于从水分离乙醇和挥发性组分的经典实例。本文所用的术语“蒸馏”是指通过利用组分之间的相对挥发性和/或沸点的差异、通过在加热和冷却的过程中诱导它们连续蒸发和浓缩而使液体组合物分离成它们的组分。蒸馏的实例可以包括简单蒸馏、分级蒸馏、多级蒸馏、共沸蒸馏和蒸汽蒸馏。在优选的实施方案中，提供本发明的方法，其中步骤b)中的浓缩包括芳香蒸馏，所述蒸馏定义为经设置以确保高度重新获得产生香味的化合物的蒸馏。图2示出本发明的一般方法的特定实施方案，其中通过分级蒸馏来进行第二浓缩(B)，如通过存在分馏柱所示意性地例示的。
蒸馏形成统称为“分馏”的较大一组的基于相转变的分离方法的一部分。分馏的其他实例包括基于固定相与流动相之间的亲和力的差异的柱色谱法，以及均利用在给定温度下混合物的不同组分的结晶或熔点的差异的分级结晶和分级冷冻。在本发明的有利的布置方案中，方法b)可以包括此类分馏(优选蒸馏)布置，其中分析不同级分是否存在诸如不同的挥发性风味组分物质的不同组分，然后选择地引导用于与来自步骤a)的截留物汇合或丢弃，这会提供对本发明的最终啤酒浓缩物的香味谱的更大的控制。
在本发明的可能的实施方案中，本发明的方法的步骤b)首先包括逆渗透；然后还包括对在所述逆渗透之后获得的包含乙醇的级分的至少一种额外的处理，所述处理包括分馏(优选蒸馏)或逆渗透。在所述实施方案中，使含水的渗透物(其为包含酒精和挥发性风味组分的级分)首先经历包括逆渗透的步骤以获得与在包括逆渗透的步骤之前相比浓度更高的包含酒精和挥发性风味组分的级分和残余级分，此后，使包含酒精和挥发性分为组分的级分进一步经历包括分馏(优选蒸馏)或逆渗透的至少一个进一步浓缩步骤以获得包含酒精和挥发性组分的浓缩级分和残余级分。
在本发明的实施方案的进一步开发中，提供了这样的方法，其中逆渗透是高分辨逆渗透，即，在60-120巴的范围的操作压力和0-12℃的温度下进行的逆渗透。
根据本发明的供替代的实施方案，提供了这样的方法，其中将冷冻浓缩应用为进一步浓缩步骤b)。冷冻浓缩本质上涉及在亚零度温度下以冰晶体形式去除纯水。冷冻浓缩相对于例如蒸馏具有优势，即，其不从通过步骤a)中的纳米过滤获得的渗透物去除灰分或提取物(离子、有机组分等)，而这是在蒸馏时的情况。处于此原因，确信在浓缩之后通过添加水而重构的啤酒或苹果酒具有与原始的啤酒或苹果酒不能区分或仅非常细微区别的味道，所述浓缩通过以下完成：
1)使啤酒或苹果酒(1)经历包括纳米过滤(A)或逆渗透的第一浓缩步骤以获得截留物(2)和包含酒精和挥发性风味组分的级分(3)，其中所述截留物(2)的特征在于，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，不可过滤的化合物的浓度等于或高于20％(w/w)、优选30％(w/w)、最优选40％(w/w)；
2)使包含酒精和挥发性风味组分的级分经历包括冷冻浓缩的下一浓缩步骤，以获得包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分和残余级分；
3)将来自a)的截留物与来自b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分合并以获得啤酒浓缩物。
由于本发明的目标是提供高浓缩的啤酒基酒以使其运输成本最小化，因此期望的是，在步骤c)中与截留物合并之前的来自步骤b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分也被最大地浓缩。因此，在本发明的优选的实施方案中，来自步骤b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分包括90-99％ABV，优选至少94％ABV。如本文所用，术语“％ABV”或“酒精体积百分比”是指在酒精饮料中含有多少乙醇的世界范围的标准量度，表示为总体积的百分比。在根据先前实施方案的可能的实施方案中，提供了这样的方法，其中重复浓缩步骤b)，直至包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分包括90-99％ABV。
在优选的实施方案中，经历本发明的方法的啤酒是浓度高于11°P的啤酒，优选是定义为啤酒的初始浓度为14-25°P或甚至更高的高浓度啤酒(high gravity beer)。对于应用于本发明的方法而言，高浓度啤酒的浓缩是优选的，因为此类布置提供了产生特征为非常高的浓缩系数、不能通过目前本领域已知的任何方法获得的最终浓缩物的协同方法。然而，如任何技术人员将会立即认识到的，任何商业等级的啤酒可以经历本文提供的方法以获得本发明的啤酒浓缩物。与上文相一致，在根据以上实施方案的另一优选的实施方案中经历本发明的方法的啤酒是包括2-16％ABV、优选4-12％ABV、最优选6-10％ABV的酒精浓度的任何啤酒。
例如，在发酵之后，初始浓度为11°P(发酵之前)的啤酒(1)可以具有约5％ABV(RDF82％)的酒精浓度和等于2°P的非发酵的糖和其他化合物的提取密度。在本发明的方法的纳米过滤(B)期间，例如，100hL的此类啤酒将被分离成2股流：
-5hL的浓缩截留物(2)，其具有约40°P的非发酵的糖的提取值和约5％ABV，以及
-95hL的含水的渗透物(3)，其主要包含水、浓度为约5％ABV的酒精，以及一部分挥发性香味化合物。
在以上实例中，最终截留物(2)的浓缩系数(通过截留物(2)的流除以供给到纳米过滤系统中的啤酒或苹果酒(1)的流来计算的)是约20，这与通过目前已知的方法实现的浓缩系数相比似乎是引人瞩目的。然而，通过简单使用浓缩系数来定义浓缩酒精饮料的程度是含糊的并且是不足的，因为浓缩系数取决于供给至基于膜的浓缩系统的液体的初始浓度。例如，非常稀的液体与它们的更稠密(更加浓缩)的对照物相比可以被更加浓缩数倍至许多倍，因为它们包含更多的水，因此可以通过经过滤膜去除这种水而在体积上更大程度地降低。在此情况中定义浓缩程度的更加准确地方式是通过测量或估算经历过滤的在基于膜的浓缩方法之后留在截留物中(或在最终浓缩物中)的液体的不可过滤的组分的量。为了更好地理解，图3示出对于不同酒精饮料的不同截留物而获得的不可过滤的组分的量(“％固体”；x-轴)与它们对应的浓缩系数(“浓缩系数”，y-轴)之间的关系；对于6种不同的酒精饮料而获得的值对应于曲线1-6。酒精饮料包括5种啤酒种类和一种苹果酒类型；它们的特征在于以下给出的表1。
表1.经历本发明的方法的纳米过滤的酒精饮料。
饮料 啤酒1 啤酒2 啤酒3 啤酒4 啤酒5 苹果酒
曲线编号 1 2 3 4 5 6
初始浓度 16.30％ 17.50％ 16.00％ 11.00％ 22.00％ 15.95％
RDF 62.00％ 67.00％ 75.00％ 82.00％ 92.00％ 85.00％
ABV％ 5.61％ 6.51％ 6.67％ 5.00％ 11.24％ 9.00％
在本发明的优选的实施方案中，如上文和图3中例示的不可过滤的组分的浓度的较高范围(30％以上)可以例如在以交叉流动或切向流动过滤模式操作的纳米过滤设备中实现，其中啤酒流切向地行进跨国纳米过滤膜的表面。具有再循环的交叉流动过滤的示意性例示在图3中描述，图3还列出由纳米过滤膜保留的啤酒(1)的化合物物质(2)对比穿过该膜形成渗透物的物质(3)。交叉流动模式相对于死端过滤模式是优选的，因为它们促进剪切以防止膜结垢。再循环(由指向后的箭头表示)还用于增加过滤效率。图4中描述的纳米过滤单元可以有利地用于多阶段的多级纳米过滤操作，如图5示意性地示出，图5描述了包括3个连接的纳米过滤单元(I，II，III)的纳米过滤设备。在此类纳米过滤布置方案中，啤酒(1)被设置成从一个单元(级)行进至下一个单元，同时经由纳米过滤而变得越来越浓缩。在最终的级之后，获得最终截留物(3)，其在本实例中将是约5hL，并且浓缩系数为20。当然，如任何技术人员可以认识到的，在多级纳米过滤设备中的单元数量可以根据意欲的工艺设计而变化。
如上所述，在特别优选的实施方案中，第一步骤纳米过滤(A)采用高压纳米过滤，即，在18巴以上、典型20-30巴的入口压力下操作的纳米过滤。此类纳米过滤可以在环境温度(20℃)以下、可能10℃以下进行。
在纳米过滤步骤(A)之后，使获得的渗透物经历第二浓缩步骤(B)，例如，如图2中示意性地例示，经由在分馏柱上的分级蒸馏。此类布置方案是有利的，因为可以从柱选择地收集或丢弃不同的风味组分级分，这允许对本发明的最终啤酒浓缩物的优选的风味/香味谱的更大控制。典型地，蒸馏会被设置成提供包含酒精和香味的高度浓缩级分(4)，即，包含90-98％ABV的级分，其将在本方法的最后步骤中与来自纳米过滤步骤(B)的截留物(2)混合。按照本实例，为了易于计算，可以假设蒸馏过程提供了例如体积5hL的95％ABV的酒精溶液。混合所述馏出物(4)和先前获得的5hL的纳米过滤截留物(2)将产生10hL的具有20°P提取值和50％ABV的最终浓缩物(6)。
本发明的啤酒浓缩物(6)可以实现等于或高于8％、10％、15％、20％、25％、甚至至多30％(w/w)的不可过滤的化合物的最终浓度(在向纳米过滤截留物(2)添加浓缩乙醇级分(4)之后)，这相当于4-6或甚至6.5的最终浓缩系数(以啤酒(1)的起始体积与最终浓缩物(6)的体积之比的形式计算的)。
与此相一致，在优选的实施方案中，本发明提供了啤酒浓缩物(6)，其具有等于或高于至少18°P、优选至少20°P、更优选至少25°P或甚至更高的提取密度。
在另一优选的实施方案中，根据先前实施方案提供啤酒浓缩物，其还包括25-70％ABV、优选30-50％ABV的酒精浓度。
这样获得的最终啤酒浓缩物(6)现在可以储存或按成本运输至期望的目的地，其中它们可以被容易地重构成嗅觉属性高度类似于或几乎等同于正常酿制的啤酒的最终饮料。
在本发明的一些实施方案中，可以有利地储存和运输本身在第一浓缩步骤a)中获得的高度浓缩的截留物(2)，而不与乙醇级分(4)混合。在此类实施方案中，本发明还提供了液体组合物，其特征在于从啤酒或苹果酒获得的不可过滤的化合物的浓度，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，所述浓度等于或高于20％(w/w)、优选30％(w/w)、最优选40％(w/w)。在另一类似的实施方案中，本发明进一步提供了液体组合物，其特征在于从啤酒或苹果酒获得的不可过滤的化合物的浓度，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，所述浓度等于或高于30％(w/w)、优选35％(w/w)、最优选40％(w/w)。
在另一方面，本发明还涉及用于制备啤酒的方法，所述方法包括以下步骤：
a)根据本发明的任何前述的实施方案的方法获得啤酒浓缩物，
b)使用稀释剂来稀释来自本发明的步骤a)的所述浓缩物，从而获得重构啤酒。
在以上用于制备啤酒的方法的优选的实施方案中，所述稀释剂优选是水或碳酸水，但也可以是不同类型的啤酒，例如具有非常弱的风味和香味的中性基础啤酒。在后一情况中，本发明的啤酒浓缩物与较弱的啤酒基酒混合会用于提升风味和/或香味属性或者基酒的酒精含量，并且构成提供广泛的特产啤酒或具有定制化香味和味道组合的啤酒的有效的方法，这些啤酒可以甚至在远离它们的起源酿酒厂的地方容易地制备。
在优选的实施方案中，本发明的浓缩物(6)可以被稀释约5-10倍(或甚至更多)以获得具有令人联想起或等同于天然酿制的啤酒的香味和风味谱及酒精浓度的重构啤酒。
根据本发明的用于制备啤酒的方法的优选的实施方案，重构啤酒的密度为7-15°P，但可以根据期望的最终产品而更高。
在本发明的用于制备啤酒的方法的另一优选的实施方案中，根据前述的实施方案，重构啤酒的酒精浓度为2-10％ABV、优选3-9％ABV、最优选3-8％ABV；但可以根据最终产品针对的局地消费者的偏好而调节成不同的值。如任何技术人员将会立即认识到的，为了获得令人满意的风味谱的重构啤酒，本发明的啤酒浓缩物不必经稀释以获得密度与初始经历本发明的浓缩方法的啤酒精确相同的啤酒，尤其在后者是高乙醇含量的高浓度啤酒的情况下，其可以被更加稀释。例如，如果使用乙醇含量为14％ABV的强风味的高浓度啤酒，然后浓缩至包括60％ABV的本发明的啤酒基酒，会想到浓缩物可以被稀释12倍以获得5ABV的最终重构的较淡的啤酒，其仍具有大部分消费者可接受的充足的啤酒风味和香味、口感和颜色。
最后，本发明还涉及两种前文公开的方法及其优选的实施方案的直接产品。因此，在本发明的一实施方案中，提供了这样的啤酒浓缩物，其根据本发明的用于制备啤酒浓缩物的方法而获得。类似地，在本发明的其他实施方案中，提供了这样的最终饮料——啤酒，其根据本发明用于制备啤酒的方法获得，即，通过将本发明的啤酒浓缩物与水或碳酸水混合。

Claims (15)

1.用于制备啤酒浓缩物的方法，包括以下步骤：
a)使啤酒或苹果酒(1)经历包括纳米过滤(A)或逆渗透的第一浓缩步骤以获得截留物(2)和包含酒精和挥发性风味组分的级分(3)，其中所述截留物(2)的特征在于，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，不可过滤的化合物的浓度等于或高于20％(w/w)、优选30％(w/w)、最优选40％(w/w)；
b)使包含酒精和挥发性风味组分的级分(3)经历包括冷冻浓缩、优选为蒸馏的分馏、或逆渗透的下一浓缩步骤(B)，以获得包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分(4)和残余级分(5)；
c)将来自a)的截留物(2)与来自b)的包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分(4)合并(C)。
2.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤a)中的所述纳米过滤(A)是高压纳米过滤，其定义为在18-41巴的范围、优选在20-30巴的范围的压力下进行的纳米过滤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤a)中获得截留物(2)的特征在于与经历浓缩的啤酒(1)相比，10以上、优选15以上、最优选20以上的浓缩系数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在b)中的所述第二浓缩步骤(B)包括芳香蒸馏。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中b)中的第二浓缩步骤(B)首先包括逆渗透，然后进一步包括对在所述逆渗透之后获得的包含乙醇的级分的至少一种额外的处理，所述处理包括冷冻浓缩、蒸馏、分馏或逆渗透。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中来自步骤b)的所述包含酒精和挥发性风味组分的浓缩级分(4)包括90-99％ABV。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中经历浓缩的啤酒(1)是高浓度啤酒，其定义为初始浓度是14-25°P或甚至更高的啤酒。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中经历浓缩的啤酒(1)包括2-16％ABV、优选2.5-10％ABV、最优选3-8％ABV的酒精浓度。
9.液体组合物，其特征在于从啤酒或苹果酒获得的不可过滤的化合物的浓度，如根据对酒精量修正的密度测量所计算的，所述浓度等于或高于20％(w/w)、优选30％(w/w)、最优选40％(w/w)。
10.用于制备啤酒的方法，包括以下步骤：
a)根据权利要求1-10的方法获得啤酒浓缩物；
b)使用稀释剂稀释来自步骤a)的所述浓缩物以获得重构啤酒。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述稀释剂为水或碳酸水。
12.根据权利要求10或12所述的方法，其中所述重构啤酒的密度为7-15°P。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其中所述重构啤酒的酒精浓度为2-10％ABV、优选3-9％ABV、最优选3-8％ABV。
14.啤酒浓缩物(6)，其具有等于或高于至少18°P、优选至少20°P、更优选至少25°P的提取物密度。
15.根据权利要求14所述的啤酒浓缩物(6)，其中所述浓缩物进一步包含25-70％ABV、优选30-50％ABV的酒精浓度。
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