CZ308198B6

CZ308198B6 - Způsob obohacení složení piva

Info

Publication number: CZ308198B6
Application number: CZ2019-136A
Authority: CZ
Inventors: Viktor Korbel; Nikola Hloušková; Jiří Vainar
Original assignee: HYDROSERVIS-UNION a.s.
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-02-19
Also published as: CZ2019136A3; EP3733829A1

Abstract

Řešení se týká způsobu obohacení složení piva, který negativně neovlivňuje senzorické vlastnosti piva, který je v souladu s tradicí podle zákonu o čistotě piva, a který pivo obohacuje o zdraví prospěšné látky mající pozitivní vliv na organismus spotřebitele piva. Zdrojem zdraví prospěšných látek je biomasa ze sladko a/nebo slanovodních jednobuněčných organismů, která se přimíchává do teplé mladiny po chmelovaru, nebo do mladiny v kvasné nádobě.

Description

Způsob obohacení složení piva

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu obohacení složení piva o zdraví prospěšné látky přírodního původu pro blahodárný vliv na lidský organismus, aniž by došlo ke změně senzorických vlastností takto vyrobeného piva oproti pivu s neobohaceným složením.

Dosavadní stav techniky

V současné době se pod pojmem pivo v České republice rozumí pěnivý nápoj vyrobený zkvašením mladiny připravené ze sladu, vody, neupraveného chmele, upraveného chmele nebo chmelových výrobků, který vedle kvasným procesem vzniklého etanolu a oxidu uhličitého obsahuje i určité množství neprokvašeného extraktu; slad lze do výše jedné třetiny hmotnosti celkového extraktu původní mladiny nahradit extraktem zejména cukru, obilného škrobu, nesladovaných obilovin nebo rýže; u piv ochucených může být obsah alkoholu zvýšen přídavkem lihovin nebo ostatních alkoholických nápojů. (§16 odst. a - 248/2018 Sb.)

Pivo, jako potravina, má prospěšné účinky na lidský organismus, které získává ze zdraví prospěšných látek obsažených v surovinách pro výrobu piva. Veřejně jsou známé skutečnosti, že pivo pomáhá např. proti nespavosti, látky uvolněné z chmele pomáhají s odbouráváním cholesterolu, pití piva je vhodné pro prevenci ledvinových kamenů, atp., přesto však existují pokusy, jak ještě více obohatit složení piva, ať už pro zlepšení jeho blahodárného vlivu na organismus, či pro dosažení nových barev, chutí a vůní, které by přilákaly nové spotřebitele. Příkladem může být vynález pivního nápoje známý z dokumentu CZ 306193 B6, který prezentuje přimíchávání ovocné a/nebo zeleninové složky do mladiny pro výrobu piva.

Dalším takovým známým řešením je technické řešení z dokumentu CZ 24079 Ul, které předkládá řaso-ječné pivo s obsahem extraktu z ječného sladu a z biomasy z řas, zejména z řas rodu Chlore 11a. Podle popisné části technického řešení slouží řasy jako zdroj sacharidů k nahrazení od 1 % obj. do 20 % obj. ječného sladu, který je zpracováván postupem pro výrobu piv plzeňského typu zahrnujícím vystírání, mutování, chmelovar, kvašení a ležení. Rasy jsou přidány buď ke sladu, nebo jako hydrolyzát přidaný do sladiny v průběhu chrnělo varu, který byl připravován po dobu 24 hodin za pomoci přidaných enzymů pro lýzu celulózového obalu buněk řas na zkvasitelné cukry. Výsledné pivo má vlastní barvu odstínu brčálově zelené, pokud není před stáčením filtrováno, dále má charakteristické aroma a chuť, a vykazuje vlastní hořkost a říz. Dále pivo obsahuje zdraví prospěšné látky odolné teplotám varu vody, neboť prošly chmelovarem, a které mají blahodárný vliv na lidské tělo.

Společná nevýhoda výše uvedených řešení spočívá vtom, že ačkoliv se jedná dle legislativy o pivní nápoje, nebo piva, tak z pohledu více než pětisetleté tradice vaření piva zanesené vtzv. zákoně o čistotě piva (Reinheitsgebot), se o pravé pivo nejedná. V zákoně o čistotě pívaje uvedeno, že tradiční pivo má být vařeno jen z vody, ze obilného sladu a z chmele. Pivní nápoje a piva podle výše uvedených známých řešení tuto podmínku nesplňují, neboť zahrnují použití dalších surovin před chmelovarem, a tudíž díky své netradiční výrobě ztrácejí část potenciálních konzumentů, kteří preferují klasická piva, a ideálně bez pozměněných senzorických vlastností.

Příkladem, jak obohatit složení piva a zůstat věrný tradicím, je vynález, který popisuje použití minerální vody k výrobě piva z přihlášky vynálezu CZ 1991-2919 A3. Pivo uvařené podle vynálezu obsahuje minerální látky, které nezmění senzorickou kvalitu piva. Nevýhodou vynálezu je to, že minerální vody podporují růst vodního kamene v technologii pivovaru, čímž nejen zvyšují náklady na provoz a údržbu technologie pivovaru, ale současně se jejich ukládáním do vodního kamene koncentrace minerálů v uvařeném pivu snižuje.

- 1 CZ 308198 B6

Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu obohacení složení piva o zdraví prospěšné látky pro blahodárný vliv na lidský organismus, který by byl v souladu s tradicí uvedenou v zákoně o čistotě piva, a v rámci kterého by v průběhu vaření piva nebyly zdraví prospěšné látky degradovány teplem, a který by obohacením piva o zdraví prospěšné látky nenarušoval senzorické a technologické vlastnosti piva.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen způsobem pro obohacení piva vytvořeným podle níže uvedeného vynálezu.

V rámci způsobu obohacení složení piva pro blahodárný vliv na lidský organismus se přidá alespoň jeden druh biomasy s obsahem alespoň jedné zdraví prospěšné látky do mladiny v průběhu výroby piva.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že se pro obohacení složení piva přidá biomasa ze sladkovodních a/nebo slanovodních jednobuněčných organismů s narušenou buněčnou stěnou do teplé mladiny po chmelovaru a/nebo v průběhu kvašení mladiny.

Přidání biomasy do teplé mladiny po chmelovaru je výhodné z důvodu, že aktuální teplota mladiny již nedegraduje některé zdraví prospěšné látky obsažené v biomase, ale současně zvýšená teplota mladiny napomáhá k efektivní extrakci zdraví prospěšných látek z buněk biomasy do mladiny. Přidání biomasy v průběhu kvašení je výhodné z důvodu, že intenzivní kvašení v mladině zasáhne i cukry obsažené v buňkách tvořících biomasu, přičemž s kvasným rozkladem cukrů biomasy dochází k extrakci zdraví prospěšných látek do prokvašované mladiny. Navíc se některé z těchto zdraví prospěšných látek (zejména ty hydrofobní) rovnou rozpouštějí v kvasnicemi produkovaném etanolu.

Dále je výhodné, že kvašení je přírodní proces, který zdraví prospěšné látky nedegraduje, a ani nekontaminuje. Navíc díky luhování zdraví prospěšných látek v teplé mladině, nebo díky vyplavování zdraví prospěšných látek z buněk biomasy v průběhu kvasného procesu prokvašované mladiny, není potřeba laboratorně připravovat koncentráty zdraví prospěšných látek z biomasy, čímž je ušetřen jeden z pracovních mezikroků, a jsou tím sníženy ekonomické náklady, pokud by mělo být pivo obohacováno z extraktů.

V neposlední řadě je výhodné, že zdraví prospěšné látky z biomasy pozitivně stimulují proces kvašení, čímž nezanedbatelně zkracují potřebnou technologickou dobu k prokvašení mladiny. To se projevuje kratší dobou kvašení a ležení, čímž se ušetří náklady spojené s chlazením kvasných nádob a ležáckých tanků, navíc je možné zvýšit výstav piva, aniž by se musel stávající pivovar stavebně upravovat, nebo modernizovat jeho výrobní technologie.

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se před přidáním biomasy do mladiny biomasa připraví do formy suspenze s vodou. Voda má s výhodou teplotu v rozmezí od 15 °C do 45 °C. To je výhodné z důvodu, že biomasa v kádi s mladinou nehrudkuje, navíc je biomasa ochráněna před teplotním šokem v případě přidání do teplé mladiny, který jinak může degradovat některé v ní obsažené látky, a v případě přidání do vychlazené mladiny, zase slouží příprava suspenze k tomu, že se v suspenzi začnou rozpouštět hydrofílní látky obsažené v biomase, které se pak snáze rozplynou v celém objemu mladiny.

Je výhodné provedení způsobu, ve kterém se biomasa přidá do mladiny o teplotě 90 °C a nižší. Teplota 90 °C a nižší je vhodná k luhování látek obsažených v biomase, aniž by došlo k jejich degradaci působením vysokou teplotou. Optimálním intervalem teplot pro přidání biomasy do teplé mladiny je 55 °C až 75 °C. Tento interval teplot se osvědčil jako velice šetrný a současně

-2 CZ 308198 B6 jako efektivní pro vyluhování látek v biomase obsažených. S výhodou je možné teplou mladinu s biomasou míchat pro homogenizování teploty a koncentrace biomasy v celém objemu mladiny.

Navíc je výhodné provedení způsobu, ve kterém se biomasa přidá do mladiny v průběhu separace pevných zbytků ve vířivé kádi. Vířivá káď řízeným prouděním mladiny zbavuje mladinu pevných složek, které v mladině setrvaly i po scezení mladiny, přičemž toto proudění mladiny zefektivňuje proces luhování zdraví prospěšných látek z biomasy.

Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu je biomasa tvořena buňkami alespoň jednoho jednobuněčného organismu kmene ze skupiny Chlorella, Monodus, Nannochloropsis, Spirulina, Phaeodactylum, Scenedesmus, Dunaliella, Salina. Uvedené kmeny obsahují ve svých buňkách pro člověka zdraví prospěšné látky a současně jsou prokazatelně nezávadné a vhodné pro potravinářský průmysl.

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu je takové, ve kterém se přidá biomasa v minimálním množství 1 g na 1 litr mladiny. Uvedené minimální množství obsahuje dostatek zdraví prospěšných látek, aby mělo pivo s takto obohaceným složením pozitivní vliv na organismus člověka.

Při výrobě piva se ukázalo, že pivovarské kvasnice, nejenom dobře rozkládají cukry z biomasy, přičemž vyplavují zdraví prospěšné látky z buněk biomasy, a to, aniž by došlo k negativnímu ovlivnění procesu kvašení. Ale právě naopak, vstřebáváním některých látek z biomasy byl proces kvašení urychlen, a současně došlo k povzbuzení hořčin obsažených v mladině, čímž se výslednému pivu podtrhla nahořklá chuť.

Hlavní výhodou vynálezu je to, že pivo obohacené výše uvedeným způsobem odpovídá tradici vaření piva a neporušuje tzv. zákon o čistotě piva. Pivo s obohaceným složením nemá ovlivněnou barvu, ani pozměněnou chuť.

Pivo s obohaceným složením podle vynalezeného způsobu je výhodné proto, že je možné distribuovat nenásilnou formou zdraví prospěšné látky z jednobuněčných sladkovodních nebo slanovodních organismů spotřebitelům, kteří neholdují příjmu např. tabletových doplňků stravy, ale současně chtějí udělat prospěšný krok pro své zdraví, aniž by se museli vzdát svého oblíbeného tradičně chutnajícího piva.

Navíc je výhodné, že biomasa obsahuje kromě zdraví prospěšných látek pro člověka i látky prospěšné pro výživu a množení kvasnicových kultur, takže kvašení mladiny je účinnější, tím pádem probíhá rychleji, a tudíž mladina setrvává v kvasné kádi po kratší dobu. Tato výhoda je zejména ekonomická, neboť se tím zvyšuje kapacita spilky a zkracuje doba výroby piva s obohaceným složením.

Příklady uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána.

Organismy ze skupiny Chlorella, Monodus, Nannochloropsis, Spirulina, Phaeodactylum, Scenedesmus, Dunaliella, Salina, obsahují látky mezi, které patří především minerály, bílkoviny s esenciálními aminokyselinami, polynenasycené mastné kyseliny, vitaminy, fotosyntetické pigmenty (chlorofyly a karotenoidy), a enzymy.

-3 CZ 308198 B6

Např. Chlorella vulgaris je vhodná pro obohacení piva o tzv. CGF (Chlorella Growth Factor), v překladu chlorela růstový faktor, který obsahuje skupinu látek tvořenou antioxidanty, enzymy, živinami, vitamíny, peptidy, betaglukany mající blahodárný vliv na metabolismus živého organismu. Navíc buňky Chlorellly obsahují esenciální aminokyseliny a bílkoviny. Procentuální podíl bílkovin je až 58 %, což je až 3x procentuálního podílu např. hovězího masa. Dále např. Chlorella sp. Y-l je bohatým zdrojem luteinu (prevence šedého zákalu), nebo Monodus subterraneus a Nannochloropsis oculata jsou bohatým zdrojem kyseliny eikosapentaenové (příznivý vliv na kardiovaskulární a imunitní systém) . Dále např. Spirulina platensis je vhodná pro svůj vysoký obsah bílkovin, esenciálních aminokyselin, vitamínů skupiny B a minerálních látek (snižování hladiny cholesterolu, hypertenze, správná funkce ledvin) či Phaeodactylum tricomutum je zdrojem fukoxantinu (prevence obezity) a Omega-3 nenasycených mastných kyselin (EPA, DHA), a Scenedesmus sp. je vhodným zdrojem sekundárních karotenoidů a lecitinu (snižuje riziko aterosklerozy, podporuje mozkovou činnost, napomáhá trávení).

Přehled o obsahu esenciálních aminokyselin pro Chlorellu a Spirulinu je uveden v tabulce 1:

Tstim&a lí mtsupesi es** _λ i smtekytes « my a js&s sravasaí ss sštšcf % wM fefesmsy

N&ftv smtekysslmy ž&raíto ...........................................................................

di tors®® sap, Artdrs múr? sypHlavní úteky

		4.03	w
hístláfe			1,77
tefeten	te	4	ú,03
MtieM	Uú	ú	w
lysin	tys	w	3,35'
	Met	tte	X’3?·
iteste	Thr
teydtsfesr	w	^.'^7	M
«ίΛ,ϊίή			MS

prsti šate, prsdute teígew sssúriáiPi v détwí prsti srNstoteí svstea prsti teste, pcápws Msaí prsti pparwpy teste predate tekgsms ú kite:

psrifeN ima píry,, predate feslagew prrs kddeý «páte.· ?a«fttáhí žúrsyf předete stiretešsy

Ndprstrmstete

Odborník bude schopen rutinní prací pro nárokované kmeny vyjmenovat další jejich druhy, včetně rozboru s informacemi o jejich obsahu látek prospěšných pro člověka.

Příklad 1

Do 500 litrů mladiny přečerpané do vířivé kádě pro vyčištění od posledních pevných zbytků byla nalita suspenze vytvořená z 2 kg dezintegrované sušené biomasy rozptýlené v 5 litrech vody o teplotě 30 °C. Biomasa byla jednodruhově tvořena řasou Chlorella Třeboň (Chlorella Sp.). V okamžiku přidání suspenze měla mladina ve vířivé kádi teplotu 72 °C a postupně po dobu 60 minut došlo ke snížení teploty na 43 °C. V průběhu setrvání mladiny ve vířivé kádi byl aktivní tangenciální přítok, který způsoboval rotační pohyb zadržované mladiny ve vířivé kádi, čímž

-4 CZ 308198 B6 docházelo k vytvoření kalového kužele a k promíchávání mladiny. Díky postupně klesající teplotě a míchání mladiny rotujícím vířivým pohybem došlo k vyluhování látek z buněk biomasy. Navíc podstatná část buněk, které přežily proces dezintegrace, a které by mohly začít vegetovat v mladině, byla zachycena v kalovém kuželu vířivé kádě.

Mladina byla dále zpracována řádným postupem výroby piva plzeňského typu, který zahrnuje navazující spodní kvašení v kvasné kádi ve spilce pomocí pivovarských kvasnic Saccharomyces cerevisiae, a posléze tradiční ležení v kontrolovaném prostředí v ležáckých tancích. Proces kvašení byl oproti referenčnímu vzorku piva bez obohaceného složení urychlen z 10 dnů na 3 dny potřebného času. A čas ležení byl proti referenčnímu vzorku piva zkrácen z 45 dní na 30 dní.

Barva, aroma a chuť piva nebyly dle senzorického vyhodnocení mistrem sládkem negativně ovlivněny. Rozbor ukázal, že pivo obsahuje větší, než stopové množství, enzymů typických pro kmen vodních řas Chlorella. Dále pivo obsahuje větší, než stopové množství, bílkovin a esenciálních aminokyselin. Překročení stopového množství popírá možnost neúmyslné kontaminace.

Příklad 2

Do 500 litrů mladiny o teplotě 8 °C nacházející se v kvasné kádi bylo přidáno 5 kg biomasy nacházející se v suspenzi tvořené 5 litry vody a dezintegrovanými a dehydratovanými buňkami Spirulina platensis. Proces kvašení byl zkrácen z 10 dnů na 4 dny a doba zrání mladého piva byla zkrácena o 6 dní oproti referenčnímu vzorku piva.

Barva, aroma a chuť piva nebyly dle senzorického vyhodnocení mistrem sládkem negativně ovlivněny. Rozbor ukázal, že pivo obsahuje větší, než stopové množství, bílkovin typických pro kmen sinic Spirulina. Překročení stopového množství popírá možnost neúmyslné kontaminace.

Příklad 3

Do 10 hl mladiny o teplotě 85 °C byly přidány 3 kg biomasy tvořené buňkami Nannochloropsis oculata. Biomasa byla přidána ve formě suspenze dezintegrovaných sušených buněk a vody o teplotě 45 °C a objemu 7 1, aby teplotní rozdíl nepřekračoval 40 °C. Následně po zchlazení biomasy a jejím přečerpáním do kvasných kádí byly přidány rehydratované pivovarské kvasnice pro svrchní kvašení v množství 1000 g a suspenze z biomasy Chlorella Třeboň tvořená 2 kg práškové sušené biomasy a 6 1 vody o teplotě 15 °C.

Svrchní kvašení probíhalo při teplotě 20 °C po dobu 3 dní. Proces kvašení byl zkrácen o 6 dní oproti referenčnímu vzorku piva. Doba zrání mladého piva byla zkrácena o 5 dní oproti referenčnímu vzorku piva.

Barva, aroma a chuť piva nebyly dle senzorického vyhodnocení mistrem sládkem negativně ovlivněny. Rozbor ukázal, že pivo obsahuje větší, než stopové množství, kyselin a enzymů typických pro kmeny Chlorella a Nannochloropsis. Překročení stopového množství popírá možnost neúmyslné kontaminace.

Průmyslová využitelnost

Způsob obohacení složení piva podle vynálezu nalezne uplatnění při výrobě piv v potravinářském průmyslu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob obohacení složení piva přidáním alespoň jednoho druhu biomasy v průběhu výroby piva, vyznačující se tím, že se přidá biomasa ze sladkovodních a/nebo slanovodních jednobuněčných organismů s narušenou buněčnou stěnou do teplé mladiny po chmelovaru a/nebo do mladiny v průběhu kvašení.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se před přidáním biomasy do mladiny připraví biomasa do formy suspenze s vodou.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že teplota vody pro přípravu suspenze je v rozmezí od 15 °C do 45 °C.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se biomasa přidá do mladiny o teplotě 90 °C a nižší.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že teplota mladiny leží v rozmezí od 55 °C do 75 °C.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se teplá mladina s přídavkem biomasy míchá.
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se biomasa přidá do mladiny v průběhu separace pevných zbytků ve vířivé kádi.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že je biomasa tvořena buňkami alespoň jednoho jednobuněčného organismu kmene ze skupiny Chlorella, Monodus, Nannochloropsis, Spirulina, Phaeodactylum, Scenedesmus, Dunaliella, Salina.
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se přidá biomasa v minimálním množství 1 g na 1 litr mladiny.