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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Extraktionsausbeute
von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens bei der Herstellung
von Getränken
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein solches Verfahren zur
Erhöhung
der Ausbeute von Wert gebenden Inhaltstoffen des Hopfens bei der Bereitung
von alkoholhaltigen oder alkoholfreien Getränken nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 23. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 wie auch nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 30. Des weiteren betrifft die vorliegende
Erfindung eine hierfür
geeignete Mischung nach Anspruch 21 bzw. eine hierfür geeignete
Suspension nach Anspruch 32 sowie ein damit hergestelltes Getränk nach
Anspruch 22 bzw. nach Anspruch 33.
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Die
Technologie und Technik zur Herstellung von Getränken, insbesondere von Getränken, bei
denen während
der Herstellung derselben Extraktionsvorgänge zur Anwendung kommen, haben
sich in den letzten Jahrzehnten rasant weiterentwickelt.
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Im
Gegensatz hierzu wurde der Hopfengabe bei der Herstellung von Würze, die
als Ausgangsprodukt der Bierbereitung dient, keine besondere Aufmerksamkeit
gewidmet.
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So
ist es bereits seit Jahrzehnten üblich,
die Hopfengabe im Hopfengabegefäß mit Würze zu mischen
und die derart entstehende Suspension der Würzepfanne zuzuführen. Dabei
erfolgt das Mischen der Hopfengabe mit der Würze und die Dosierung zur Würzepfanne
praktisch zeitgleich. Hierbei ist eine homogene Verteilung der Hopfenstoffe
in der Würzepfanne
aufgrund der dortigen, ungünstigen
Strömungsverhältnisse,
wie beispielsweise Kurzschlußströmungen,
nicht realisierbar.
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Nachteil
des derart durchgeführten
Hopfengabeverfahrens ist, dass die Extraktionsausbeute von funktionellen
Inhaltsstoffen des Hopfens gering ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die
funktionellen Inhaltsstoffe des Hopfens, insbesondere die α-Säuren und/oder die
Iso-α-Säuren, in überdurchschnittlich hohem Maße in Maische,
Würze,
Jungbier, Bier und/oder ein sonstiges fertiges oder halbfertiges
Getränk
in Gestalt von Gitterstoffen und/oder anderen Wert gebenden Inhaltsstoffen
in Lösung
gebracht werden.
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Ferner
ist es ein Aspekt der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
bei dem die funktionellen Inhaltstoffe, insbesondere die Alpha-Säure des
Hopfens, in überdurchschnittlich
hohem Maße
in die Bierwürze,
in Jungbier oder Bier in Form von Gitterstoffen und/oder anderen
Wert gebenden Inhaltstoffen in Lösung
gebracht werden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine Erhöhung der Isomerisierungsausbeute
und/oder der allgemeinen Bitterstoffausbeute der im Wesentlichen die
Bittere des Getränks
bestimmenden Bestandteile des Hopfens, der α-Säuren,
zu erreichen.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine hierfür geeignete Vorrichtung anzugeben.
Ferner ist es ein Aspekt der Erfindung, eine hierfür geeignete Mischung
bzw. eine hierfür
geeignete Suspension sowie ein damit hergestelltes Getränk vorzuschlagen.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zur Erhöhung
der Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens
bei der Herstellung von Getränken,
insbesondere von Bier, Biermischgetränken oder alkoholfreien Getränken bereitgestellt,
welches die Schritte aufweist:
- a) Mischen eines
Hopfens und/oder eines Hopfenprodukts mit einem Extraktionsmittel;
- b) Dosieren der gemäß Schritt
(a) hergestellten Mischung in eine Maische, eine Würze, ein
Jungbier, ein Bier und/oder ein sonstiges fertiges oder halbfertiges
Getränk;
wobei
das Verfahren ferner den nachfolgenden Schritt aufweist: - c) Homogenisieren der Mischung aus dem Hopfen
und/oder dem Hopfenprodukt und dem Extraktionsmittel.
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Erfindungsgemäß ist damit
erstmals vorgesehen, die Mischung aus dem Hopfen und/oder dem Hopfenprodukt
und dem Extraktionsmittel zu homogenisieren. Die aus dem Homogenisieren
resultierende Gleichverteilung des Hopfens im Extraktionsmittel
bewirkt, dass funktionelle Inhaltsstoffe des Hopfens, wie beispielsweise
die α-Säuren und/oder die
Iso-α-Säuren, verstärkt extrahiert
werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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So
kann das Homogenisieren gemäß Schritt (c)
vor dem Dosieren gemäß Schritt
(b) durchgeführt werden.
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Hierdurch
wird vorteilhaft vermieden, dass zum Zeitpunkt des Dosierbeginns
der Mischung Konzentrationsschwankungen in Hinblick auf die räumliche
Verteilung der Hopfenbestandteile bestehen. So lassen sich insbesondere
unvollständig
aufgelöste bzw.
suspendierte Hopfenbestandteile in der Mischung vermeiden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann das Mischen gemäß Schritt
(b) und das Homogenisieren gemäß Schritt
(c) räumlich
voneinander getrennt durch geführt
werden.
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Hierdurch
lassen sich die zu wählenden
Prozessparameter, wie beispielsweise Behältergröße, Temperierung und Konzentration
der Mischung, für den
Misch- und Homogenisier-Schritt getrennt einstellen und damit für den jeweiligen
Schritt optimieren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Homogenisieren
gemäß Schritt
(c) mittels Rühren
und/oder Umpumpen der Mischung durchgeführt werden.
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Das
Homogenisieren mittels Rühren
ist eine einfache und bewährte
Technik, die zur effektiven Homogenisierungsergebnissen bei minimalem
Energieverbrauch führt.
Vorteil des Umpumpens ist, dass zusätzliche Behandlungen der Mischung,
wie beispielsweise das Zudosieren von Chemikalien und/oder das thermische
Behandeln der Mischung, verfahrenstechnisch besonders einfach realisierbar sind.
Insbesondere ist die Kombination aus Rühren und Umpumpen sehr wirksam
in Hinblick auf das Homogenisierungsergebnis und bietet eine größtmögliche Flexibilität bei der
Einstellung der verfahrenstechnischen Prozessparameter.
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Das
Homogenisieren gemäß Schritt
(c) kann über
einen Zeitraum von 1 bis 60 Minuten, vorzugsweise von 1 bis 30 Minuten,
insbesondere von 5 bis 20 Minuten, durchgeführt werden.
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Es
ist überraschend
festgestellt worden, dass die Erhöhung der Extraktionsausbeute
von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens ab einer Homogenisierungsdauer
von etwa 5 Minuten besonders groß ist. Wird dabei die Homogenisierungsdauer
wesentlich über
20 Minuten ausgedehnt, wird keine weitere Erhöhung der Extraktionsausbeute
festgestellt. Somit kann die Extraktionsdauer in Hinblick auf eine kurze
Verfahrensdauer vorteilhaft auf maximal 20 Minuten begrenzt werden.
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Darüber hinaus
kann das Dosieren gemäß Schritt
(b) in weniger als 10 Minuten, insbesondere in weniger als 5 Minuten,
durchgeführt
werden.
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So
konnte festgestellt werden, dass ein Ausdehnen der Dosierdauer zu
keiner weiteren Erhöhung
der Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens
führt.
Somit ist ein Dosieren der Mischung in einem möglichst kurzen Zeitraum in Hinblick
auf eine kurze Verfahrensdauer vorteilhaft.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist der Hopfen und/oder das Hopfenprodukt ein Naturhopfen, Hopfenpellets,
ein Hopfenextrakt, ein isomerisierter Hopfenextrakt, ein sonstiges
verarbeitetes Hopfenprodukt oder eine Mischung derselben.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
lässt sich
somit die Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des
Hopfens mit allen gebräuchlichen Hopfenprodukten
vorteilhaft erhöhen.
Somit gibt es keinerlei Beschränkung
des Verfahrens hinsichtlich seiner Anwendbarkeit auf beliebige Hopfenprodukte.
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Dabei
kann das Extraktionsmittel eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser,
Ethanol, eine Würze, eine
Zuckerlösung,
eine Stärkelösung oder
eine Mischung derselben, sein.
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Dabei
kann eine Zuckerlösung
eine wässrige Lösung von
Maltose, Glucose, Fructose oder einem anderen Zucker oder Mischungen
derselben sein. Die Stärkelösung kann
eine Lösung
und/oder Suspension von Stärke
basierend auf Mais, Reis, Tapioka, Hirse oder einer sonstigen Stärke oder
einer Mischung derselben sein. Damit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren
vorteilhaft den Einsatz einer breiten Auswahl von Flüssigkeiten,
die als Extraktionsmittel eingesetzt werden können.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Mischung
zum Zeitpunkt ihrer Entstehung eine Konzentration von α-Säuren im
Bereich von 0,5 bis 5 Gramm pro Liter (g/L), insbesondere von 1,5
bis 2,5 g/L, aufweisen.
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Bei
diesen ungewöhnlich
niedrigen α-Säure-Konzentrationen
zum Zeitpunkt der Entstehung der Mischung wurde eine überraschend
hohe Isomerisierungsausbeute festgestellt. Hierdurch wird nämlich der Übergang
von den α-Säuren zu
den Iso-α-Säuren, welche in einem wässrigen
Extraktionsmittel besser löslich
sind, erheblich erhöht.
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Zudem
kann die Mischung einem Massenanteil des Hopfens und/oder des Hopfenprodukts
im Bereich von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent (Gew.-%), vorzugsweise
von 0,7 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere von 0,8 bis 1,2 Gew.-%, aufweisen.
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Analog
zum vorstehend Diskutieren ist die Erhöhung der Extraktionsausbeute
bei derart geringen Massenanteilen des Hopfens oder des Hopfenprodukts
an der Mischung besonders hoch. Derartig geringe Massenanteile werden
bei einem herkömmlichen
Hopfendosagegefäß in der
Praxis der Bierbereitung nicht erzielt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann die Mischung während
wenigstens einem der Schritte (a), (b) und (c) wenigstens zeitweise
eine Temperatur im Bereich von 30 bis 120°C, vorzugsweise von 75 bis 105°C, insbesondere
von 80 bis 100°C,
aufweisen.
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Durch
Erwärmen
der Mischung auf einen dieser Temperaturbereiche wird einerseits
die Extraktionsausbeute der funktionellen Inhaltsstoffe des Hopfens
erhöht.
Andererseits wird eine chemische Umsetzung derselben, wie beispielsweise
der α-Säuren zu den Iso-α-Säuren, weiter
gefördert.
Die Erfinder haben festgestellt, dass die vorstehend diskutierten
Vorgänge
insbesondere ab einer Temperatur von 80°C ablaufen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Mischung
während
wenigstens einem der Schritte (a), (b) und (c) wenigstens zeitweise
einen pH-Wert im Bereich von 3 bis 10, vorzugsweise von 6 bis 10,
insbesondere von 7 bis 9 aufweisen.
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Die
Extraktionsausbeute der funktionellen Inhaltsstoffe des Hopfens
sowie die Isomerisierungsausbeute kann durch Einstellen des pH-Werts
der Mischung insbesondere auf einen Wert im Bereich von 7 bis 9
weiter verbessert werden.
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Es
wurde ferner herausgefunden, dass mittels einer Kombination der
vorstehend beschriebenen Temperatur- und pH-Verhältnisse der Mischung, insbesondere
eine Temperatur im Bereich von 80 bis 100°C bei einem pH-Wert im Bereich
von 7 bis 9, eine besonders hohe Extraktionsausbeute erzielen läßt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann die Mischung während
wenigstens einem der Schritte (a), (b) und (c) wenigstens zeitweise
einen Überdruck im
Bereich von 0 bis 2 bar, vorzugsweise von 0,2 bis 1 bar, aufweisen.
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Damit
lässt sich
das erfindungsgemäße Verfahren
besonders vorteilhaft in bestehende Herstellungsverfahren, die mit
einer Druckbeaufschlagung arbeiten, wie beispielsweise die Niederdruck-Würzekochung,
integrieren.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann das Dosieren der Mischung gemäß Schritt (b) in einen Maischbottich,
eine Maischpfanne, einen Reis-, Mais- oder Cerealienkocher, einen
Maischefilter, einen Läuterbottich,
ein Vorlaufgefäß, eine
Würzepfanne,
einen Whirlpool, einen Gärtank,
einen Lagertank oder einen Drucktank erfolgen.
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Somit
bietet das erfindungsgemäße Verfahren
die Möglichkeit,
die Mischung während
einer Mehrzahl von Prozeßstufen
zu dosieren. Hierdurch wird die größtmögliche Flexibilität bei der
Anwendung der Mischung sichergestellt.
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In
vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die Aufgabe der Erfindung
durch die Misch- und Extraktionsvorrichtung zur Erhöhung der
Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens bei
der Herstellung von Getränken,
insbesondere von Bier oder Biermischgetränken gelöst. Die erfindungsgemäße Misch- und Extraktionsvorrichtung
ist insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens geeignet und weist auf:
- (a)
wenigstens einen Misch- und Extraktionsbehälter; und
- (b) wenigstens ein Mittel zum Homogenisieren einer Mischung
aus einem Hopfen und/oder Hopfenprodukt und einem Extraktionsmittel.
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Die
erfindungsgemäße Misch-
und Extraktionsvorrichtung erlaubt somit nicht nur das Herstellen einer
Mischung aus einem Hopfen und/oder Hopfenprodukt und einem Extraktionsmittel,
sondern auch das Homogenisieren der so hergestellten Mischung.
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Die
beim vorstehend diskutierten erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen
Vorteile gelten für
die erfindungsgemäße Vorrichtung
analog.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Misch-
und Extraktionsvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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So
kann die Vorrichtung ferner aufweisen:
- (c)
wenigstens ein Mittel zum Erwärmen
der Mischung aus dem Hopfen und/oder dem Hopfenprodukt und dem Extraktionsmittel.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der wenigstens
eine Misch- und
Extraktionsbehälter
als wenigstens ein Mischbehälter,
insbesondere ein Hopfengabegefäß, und wenigstens ein
davon getrennter Extraktionsbehälter
ausgeführt.
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Eine
separate Bereitstellung von Mischbehälter und Extraktionsbehälter erlaubt
eine in vorrichtungstechnischer Hinsicht optimale Einstellbarkeit des
Verfahrens hinsichtlich der Verfahrensschritte Mischen und Homogenisieren.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Gesamtvolumen
des wenigstens einen Extraktionsbehälters das 10- bis 50-fache,
vorzugsweise das 20- bis 40-fache, des Gesamtvolumens des wenigstens
einen, zugehörigen
Mischbehälters
aufweisen.
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Die
Verwendung eines erheblich größeren Extraktionsbehälters im
Vergleich zum Mischbehälter führt dazu,
dass bei Verwendung einer im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren unveränderten
Hopfenmenge und eines größeren Extraktionsmittelvolumens
eine erheblich geringere Hopfenkonzentration im Extraktionsbehälter im
Vergleich zu herkömmlichen
Mischbehältern
eingestellt werden kann. Hierdurch können, wie vorstehend diskutiert,
eine verbesserte Extraktion und höhere Isomerisierungsausbeuten
erzielt werden.
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Ferner
kann der Misch- und Extraktionsbehälter und der separate Extraktionsbehälter jeweils ein
Volumen im Bereich von 0,5 bis 5 m3, vorzugsweise
von 1 bis 3 m3, insbesondere von 1,5 bis
2,5 m3, aufweisen.
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Durch
die Wahl derartiger Gefäßgrößen lässt sich
die vorstehend diskutierte geringe Hopfenkonzentration bei den üblichen
Hopfengaben vorteilhaft einstellen. Zudem wird der vorrichtungstechnische Aufwand
von übermäßig großen Gefäßen vermieden.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Mittel zum
Homogenisieren der Mischung eine Umpumpvorrichtung und/oder ein
Rührer
oder dergleichen.
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Bei
der Herstellung von Getränken,
insbesondere von Bier, ist das Homogenisieren von Flüssigkeiten
oder Suspensionen durch Umpumpen oder Rühren eine bewährte und
ausgereifte Technik, mit der sich hervorragende Homogenisierungsergebnisse
erzielen lassen.
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In
erzeugnistechnischer Hinsicht wird die Aufgabe der Erfindung durch
eine Mischung gelöst, die
aufweist: funktionelle Inhaltsstoffe des Hopfens in Gestalt von
Gitterstoffen, insbesondere von α-Säuren und/oder
Iso-α-Säuren, und/oder
anderen Wert gebenden Substanzen, insbesondere zur Verwendung im
vorstehend diskutierten, erfindungsgemäßen Verfahren.
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Dabei
weist die erfindungsgemäße Mischung
eine überdurchschnittlich
hohe Konzentration von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens
auf, die mit herkömmlichen
Verfahren nicht erzielbar ist. Hierdurch können die eingesetzten Rohstoffe
besser ausgenutzt werden und damit der Rohstoffverbrauch und die
Rohstoffkosten erheblich gesenkt werden.
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In
erzeugnistechnischer Hinsicht wird die Aufgabe der Erfindung zudem
durch ein erfindungsgemäßes Getränk, insbesondere
basierend auf einer Maische, einer Würze, einem Jungbier, einem
Bier oder dergleichen, vorzugsweise ein Bier, ein Biermischgetränk oder
ein alkoholfreies Getränk,
gelöst. Dabei
wird das erfindungsgemäße Getränk unter Verwendung
der vorstehend diskutierten, erfindungsgemäßen Mischung hergestellt, wobei
die Mischung funktionelle Inhaltsstoffe des Hopfens in Gestalt von Gitterstoffen,
insbesondere von α-Säuren und/oder Iso-α-Säuren, und/oder
anderen Wert gebenden Substanzen aufweist.
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Erfindungsgemäß werden
unter den funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens neben den α-Säuren und/oder
den Iso-α-Säuren auch
Gerbstoffverbindungen, wie beispielsweise Tannine, Antocyanogene und
(Gesamt-)Polyphenole, welche die Stabilität des Endproduktes und/oder
die deren ernährungsphysiologischen
und medizinischen Eigenschaften beeinflussen können, verstanden.
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Des
Weiteren kann durch eine Variation der Verfahrensparameter, wie
beispielsweise pH, Temperatur, Salzkonzentration und Druck, im Misch-
und Extraktionsbehälter
das Extraktionsverhalten weiterer funktioneller Inhaltsstoffe des
Hopfens verbessert werden. Hierbei ist vor allem die Extraktion
der vorstehend diskutierten Gerbstoffverbindungen relevant.
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Erfindungsgemäß kann somit
die allgemeine Bitterstoffausbeute im Sudhaus von normalerweise 45
bis 60% auf 70 bis 85% gesteigert werden. Dies führt zu erheblichen Einsparungen
beim Rohstoffeinsatz zur Würzebereitung.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Erhöhung
der Ausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens bei der
Herstellung von Getränken
sind in den nachfolgenden Beispielen 1 und 2 dargestellt.
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Beispiel 1:
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2
m3 = 20 Hektoliter (hL) Wasser mit einer Temperatur
von 80°C
werden mit 18,5 kg Hopfenpellets mit einem α-Säuregehalt von 17% gemischt.
Die Mischung wird im Misch- und Extraktionsbehälter 30 Minuten lang homogenisiert.
Der pH-Wert des Extraktionsmittels Wasser wurde vorher mittels einer Ca(OH)2-Lösung
auf 9,0 eingestellt. Die resultierende Mischung wurde dann bei Kochbeginn
von 700 hL Würze
dosiert und mit dieser 50 Minuten lang gekocht.
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Die
Messung der Gitterwerte nach MEBAK in der kalten Würze ergab
einen Wert von 35 Gittereinheiten, welches einer Bitterstoffausbeute
von 78% entspricht.
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Beispiel 2:
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1,6
kg eines Hopfenextrakts mit einem α-Säuregehalt von 50% wurden im
Misch- und Extraktionsbehälter
mit 0,2 m3 Wasser mit einer Temperatur von
80°C gemischt
und anschließend
homogenisiert. Dabei wurde die Mischung innerhalb von 10 Minuten
auf 95°C
erwärmt
und diese Temperatur noch 15 Minuten gehalten. Danach wurde die
Mischung zu 300 hL Würze
bei Kochbeginn in die Würzepfanne
dosiert. Der pH-Wert im Wasser wurde vorher durch Zugabe einer Ca(OH)2-Lösung
auf 8,0 eingestellt. Die Würze
wird dann 65 Minuten lang gekocht und anschließend gekühlt.
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Die
gemessenen Gitterwerte in 270 hL der kalten Würze betrugen 24 Gittereinheiten
nach MEBAK. Dies entspricht einer Bitterstoffausbeute von 81%.
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Die
Erfindung wird nachfolgend ferner in Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Misch-
und Extraktionsvorrichtung; und
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2 ein
Fließschema
einer beispielhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Erhöhung
der Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens.
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Die
in 1 beispielhaft dargestellte Misch- und Extraktionsvorrichtung
weist einen Mischbehälter 1,
einen Extraktionsbehälter 2,
einen Rührer 4, eine
Umwälzpumpe 6,
einen Wärmeüberträger 8, eine
Umlaufleitung 10, eine Extraktionsmittelleitung 12 und
eine Dosierleitung 14 auf.
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In 1 ist
die erfindungsgemäße Misch- und
Extraktionsvorrichtung als eine Ausführungsform mit dem Mischbehälter 1 und
einem davon getrennten Extraktionsbehälter 2 dargestellt.
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Der
Mischbehälter 1 weist
eine zylindrokonische Gestalt mit einem Volumen von 0,5 bis 1 hL
auf. In seinem oberen Bereich weist der Mischbehälter 1 eine Öffnung 16 auf,
die zum Befüllen
desselben mit Hopfen und/oder dem Hopfenprodukt dient. Der Mischbehälter 1 ist
darüber
hinaus mit der Extraktionsmittelleitung 12 verbunden, welche
zum Zuführen des
Extraktionsmittels in den Mischbehälter 1 dient.
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Der
Extraktionsbehälter 2 weist
eine zylindrokonische Gestalt mit einem Volumen von etwa 20 hL auf.
Er ist mit einem Mittel zum Homogenisieren in Gestalt des Rührers 4 und
der einer Umpumpvorrichtung in Gestalt der Umwälzpumpe 6 und der
Umlaufleitung 10 ausgestattet. Die Umlaufleitung 10 beginnt am
unteren, konischen Ende des Extraktionsbehälters 2 und endet
am oberen, zylindrischen Bereich des Extraktionsbehälters 2.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Umlaufleitung 10 einen Durchlauferwärmer in
Gestalt eines Wärmeüberträgers 8 auf.
Im oberen, zylindrischen Bereich weist der Extraktionsbehälter 2 ferner
eine Öffnung 18 auf.
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Der
Rührer 4 ist
als ein Blattrührer
ausgeführt.
Der Wärmeüberträger 8 ist
als herkömmlicher Röhrenwärmeüberträger oder
Plattenwärmeüberträger ausgeführt. Ferner
ist die Gestalt des Mischbehälters 1 und
des Extraktionsbehälters 2 nicht
auf eine zylindrokonische Gestalt beschränkt, der Mischbehälter 1 und/oder
der Extraktionsbehälter 2 können auch
eine zylindrische, quaderförmige,
kubische, oder eine sonstige geeignete Gestalt aufweisen.
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Die
Dosierleitung 14 verbindet die Umlaufleitung 10 und
den Mischbehälter 1 mit
einem weiteren Gefäß, beispielsweise
einen Maischbottich, einer Maischepfanne, ein Reis-, Mais- oder
Cerealierenkocher, einen Maischefilter, einen Läuterbottich, einem Vorlaufgefäß, einer
Würzepfanne,
einem Whirlpool, einem Gärtank,
einem Lagertank oder einem Drucktank.
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In 1 sind
weitere Elemente der Misch- und Extraktionsvorrichtung, wie beispielsweise
Ventile, Steuer- und/oder Messeinrichtungen sowie Reinigungsvorrichtungen,
nicht dargestellt.
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In 2 ist
eine beispielhafte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Erhöhung
der Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens
dargestellt. In Schritt (S)1 wird der Mischbehälter 1 mit dem Hopfen
und/oder dem Hopfenprodukt befüllt.
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In
S2 wird der Hopfen und/oder das Hopfenprodukt in Behälter 1 mit
einem Extraktionsmittel gemischt. Hierzu wird Wasser mit einer Temperatur
von 80°C über die
Extraktionsmittelleitung 12 dem Mischbehälter 1 zugeführt.
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In
S3 wird die derart hergestellte Mischung aus dem Hopfen und/oder
Hopfenprodukt und Wasser in den Extraktionsbehälter 2 überführt. Dies
kann durch Pumpen der Mischung in einer Rohrleitung oder unter Ausnutzung
des natürlichen
Gefälles
erfolgen.
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In
S4 wird die Mischung aus dem Hopfen und/oder Hopfenprodukt und Wasser
homogenisiert. Dies geschieht durch Rühren der Mischung mittels des
Rührers 4 und
durch Umpumpen der Mischung in der Umlaufleitung 10 mittels
der Umwälzpumpe 6. Während des
Umpumpens der Mischung durchläuft diese
den Wärmeüberträger 8, mittels
dessen sie erwärmt
wird. Dabei wird die Mischung innerhalb von 10 Minuten von 80 auf
100°C erwärmt. Das
Homogenisieren der Mischung im Extraktionsbehälter 2 dauert etwa
10 Minuten. Nachdem die Mischung eine Temperatur von 100°C erreicht
hat, wird das Rühren und
die Umwälzung
der Mischung durch die Umlaufleitung 10 beendet.
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In
S5 wird die homogenisierte Mischung dann innerhalb von 4 Minuten
in die Würzepfanne überführt.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „Mischen” „Suspendieren”, „Lösen” und „Emulgieren”. Ferner
umfasst der Begriff „Mischung” „Suspension”, „Lösung” und „Emulsion”.
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Geeignete
Mittel zum Einstellen des pH-Werts des Extraktionsmittels und/oder
der Mischung sind beispielsweise: NaOH, Ca(OH)2, CaCO3, Na2CO3,
H2SO4, H3PO4, HCl, Mg(OH)2, Zn(OH)2 und ZnO.
Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Es können alle geeigneten Mittel zum
Einstellen des pH-Werts einer Flüssigkeit
eingesetzt werden.
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Ferner
kann das Extraktionsmittel und/oder die Mischung wenigstens eine
der nachfolgenden Substanzen aufweisen: MgCO3,
MgCl2, ZnSO4, ZnCl2, Braugips (CaSO4·2H2O) und CaCl2. Durch
die Anwesenheit von Metall-Ionen, wie beispielsweise Zn- oder Mg-Ionen,
kann die Bitterstoffausbeute noch weiter gesteigert werden.
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Die
allgemeine Bitterstoffausbeute bzw. die Isomerisierungsausbeute
im Sinne der Erfindung ist definiert als das Verhältnis der
Konzentration der Iso-α-Säuren in
der Flüssigkeit
zum Messzeitpunkt in Milligramm pro Liter (mg/L) zur Konzentration
der zugegebenen α-Säure im Zeitpunkt
der Entstehung der Mischung, gemessen in Milligramm pro Liter (mg/L).
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Das
Messverfahren zur Messung der α-Säuren und
der Iso-α-Säuren ist
das herkömmliche
spektralphotometrische Bestimmungsverfahren in Isooktanextrakt gemäß MEBAK.
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Erfindungsgemäß wird unter
Getränk
ein Getränk
auf Basis von Bier, Biermischgetränk, Fruchtsaft, Gemüsesaft,
Limonade, Erfrischungsgetränk, Wasser,
Tee, Milch, oder ein sonstiges alkoholhaltiges oder alkoholfreies
Getränk
verstanden. Erfindungsgemäß wird unter
Getränk
ferner eine Mischung der vorstehend genannten Getränke verstanden.
Zudem schließt
Getränk
auch alle halbfertigen und fertigen Getränke ein.
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Die
vorstehend diskutierte Erfindung wird nachfolgend anhand weiterer
Aspekte und vorteilhafter Beispiele von Ausführungsformen weiter erläutert.
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So
ist beispielsweise eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zur
Erhöhung
der Ausbeute von Wert gebenden Inhaltsstoffen des Hopfens bei der
Bereitung von alkoholhaltigen oder alkoholfreien Getränken durch
folgende Schritte gekennzeichnet:
- – Bereitstellung
eines Dosage- und Extraktionsbehälters,
- – Suspendierung
des Hopfens und/oder Hopfenproduktes im Behälter mittels einer Flüssigkeit,
- – Dosage
der Suspension in die Würzepfanne und/oder
das Vorlaufgefäß und/oder
den Whirlpool und/oder die Kaltwürze
und/oder das Jungbier.
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Eine
weitere beispielhafte Ausführungsform der
Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Vorrichtung zur Erhöhung der
Ausbeute von Wert gebenden Inhaltsstoffen des Hopfens bei der Bereitung von
alkoholhaltigen oder alkoholfreien Getränken, insbesondere zur Durchführung des
vorstehend diskutierten Verfahrens, vorgeschlagen wird, mit: zumindest
einem Dosage- und/oder Extraktionsbehälter; zumindest einem Mittel
zur Suspendierung des Hopfens und/oder Hopfenproduktes im Behälter mittels einer
Flüssigkeit;
und zumindest einem Mittel zur Dosage der Suspension in eine Würzepfanne
und/oder ein Vorlaufgefäß und/oder
einen Whirlpool.
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Ferner
wird gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung eine Suspension vorgeschlagen, welche
aufweist: funktionelle Inhaltstoffe in Form von Bitterstoffen und/oder
anderen Wert gebenden Inhaltstoffen, insbesondere die Alpha-Säure des
Hopfens, insbesondere zur Verwendung in dem vorstehend diskutierten
Verfahren.
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Des
weiteren wird gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ein Getränk angegeben, insbesondere
basierend auf einer Bierwürze,
einem Jungbier oder dergleichen, vorzugsweise ein Bier, ein Biermischgetränk oder
ein alkoholfreies Getränk, hergestellt
unter Verwendung der vorstehend diskutierten Suspension, wobei die
Suspension aufweist: funktionelle Inhaltstoffe, insbesondere die
Alpha-Säure
des Hopfens, in überdurchschnittlich
hohem Maße
in Form von Bitterstoffen und/oder anderen Wert gebenden Inhaltstoffen
in Lösung.
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Der
Dosage- bzw. Extraktionsbehälter
sollte ein Volumen bereitstellen, welches die benötigte Hopfenmenge
bevorzugt in Form von Hopfenpellets in einer Suspension in einem
Mischungsverhältnis von
1/50 bis 1/200, besonders bevorzugt in einem Mischungsverhältnis von
1/100, mit einer Flüssigkeit aufnehmen
kann.
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Das
Behältnis
ist so ausgelegt, dass eine gute Durchmischung der Suspension gewährleistet wird.
Hierzu können
Rührwerke,
bevorzugt aber Umpumpvorrichtungen, zum Einsatz kommen. Ein besonderes
Merkmal der Umpumpvorrichtung ist, dass während des Umpumprozesses gleichzeitig
die Mischung aus Hopfen und Flüssigkeit
erwärmt
oder aufgeheizt werden kann.
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Die
Flüssigkeit
ist so zu wählen,
dass diese eine möglichst
hohe Löslichkeit
der zu lösenden
Bestandteile garantiert und/oder Umsetzungsprozesse fördert, die
wiederum das Löslichkeitsverhalten
der zu gewinnenden Inhaltstoffe beeinflussen können. Bevorzugt kommt hier
Wasser, Würze
oder eine Zuckerlösung
mit einem pH-Wert von 3 bis 10 und einer Temperatur von 30 bis 120°C, besonders
bevorzugt mit einem pH-Wert
von 7 bis 9 und einer Temperatur von 80 bis 90°C, zum Einsatz.
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Die
Mischdauer im Dosage- und Extraktionsbehälter beträgt zwischen 1 und 60 Minuten,
bevorzugt 5–20
Minuten.
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Der
Druck im Dosage- und Extraktionsbehälter ist so zu wählen, dass
eine möglichst
hohe Extraktionsrate erzielt wird. Gewöhnlich beträgt dieser zwischen 0 und 2
bar Überdruck,
bevorzugt zwischen 0,2 und 1,0 bar Überdruck.
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Die
Dosage in das Vorlaufgefäß, die Würzepfanne
und/oder den Whirlpool erfolgt in einer möglichst kurzen Zeitspanne,
bevorzugt innerhalb von 5 Minuten.
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Durch
diese Art der Hopfengabe kann die allgemeine Bitterstoffausbeute
im Sudhaus von normalerweise 45–60%
auf 70–85%
gesteigert werden. Dies führt
zu erheblichen Einsparungen im Rohstoffeinsatz zur Würzebereitung.
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Schließlich kann
durch eine Variation der Prozessparameter im Dosage- und Extraktionsbehälter das
Lösungsverhalten
verschiedener anderer funktioneller Inhaltsstoffe des Hopfens gesteuert
werden. Hierbei ist vor allem die Extraktion von Gerbstoffverbindungen,
die die Stabilität
des Endproduktes und/oder die ernährungsphysiologischen und medizinischen
Eigenschaften beeinflussen können,
zu nennen.
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Die
vorstehend diskutierte Erfindung schlägt somit erstmals ein Verfahren
zur Erhöhung
der Extraktionsausbeute von funktionellen Inhaltsstoffen des Hopfens
bei der Herstellung von Getränken
vor. Das neue Verfahren weist hierbei u. a. folgende Schritte auf:
a) Mischen eines Hopfens und/oder eines Hopfenprodukts mit einem
Extraktionsmittel, b) Dosieren der gemäß Schritt (a) hergestellten
Mischung in eine Maische, eine Würze,
ein Jungbier, ein Bier und/oder ein sonstiges fertiges oder halbfertiges
Getränk,
und c) Homogenisieren der Mischung aus dem Hopfen und/oder dem Hopfenprodukt
und dem Extraktionsmittel. Ferner schlägt die vorstehend diskutierte
Erfindung erstmals eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, eine hierfür
geeignete Mischung bzw. Supension sowie ein damit hergestelltes
Getränk
vor.