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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines xanthohumolhaltigen Getränkes
aus Malz- und/oder Rohfruchtwürze.
Derartige Verfahren werden insbesondere im Bereich der Brautechnik,
insbesondere bei der Herstellung von Bieren bzw. auch alkoholarmen
oder alkoholfreien Bieren oder anderen Getränken benötigt.
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Das
in Hopfen enthaltene Prenylflavanoid Xanthohumol zeigt bei in vitro
Untersuchungen eine außerordentlich
hohe Vielfalt an chemopräventiven
Aktivitäten
(Brauwelt 2000 Nr. 13/14, S. 526–544). Neben einer Wachstumshemmung
bestimmter Tumorzellen zeigt es auch antioxidative und andere krebsvorbeugende
Eigenschaften.
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Die
in der Brauindustrie verwendeten Hopfenprodukte lassen sich unterteilen
in Rohhopfen, Hopfenpellets (Typ 90), angereicherte Hopfenpellets
(z. B. Typ 45) und Hopfenauszüge
(Hopfenextrakte). Des Weiteren werden auch chemisch modifizierte
Hopfenprodukte auf dem Markt angeboten, deren Verwendung aufgrund
des Reinheitsgebotes allerdings verboten ist.
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Der
Xanthohumolgehalt von Hopfen schwankt sortenabhängig zwischen 0,1 bis 1,1%.
Hopfensorten mit einem hohen Gehalt an Xanthohumol besitzen im Allgemeinen
auch einen hohen Gehalt an Alphasäuren (Bitterhopfen). Der Alphasäurengehalt
des Hopfens liegt etwa 12 bis 20 mal höher als der Gehalt an Xanthohumol.
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Da
Xanthohumol in den Lupulindrüsen
der Hopfendolde vorkommt, enthalten angereicherte Hopfenpellets
auch einen der Aufkonzentrierung der α-Säuren entsprechenden, höheren Gehalt
an Xanthohumol. Anders verhält
es sich mit den Hopfenextrakten, bei denen als Extraktionsmittel
Ethanol und/oder Kohlendioxid (flüssig oder überkritisch) dienen. Während CO2-Extrakt nahezu kein Xanthohumol enthält, wird
bei der Extraktion von Hopfen oder Hopfenprodukten mit Ethanol-Wasser-Gemischen
das Xanthohumol fast vollständig
extrahiert. Bei Verwendung von CO2-Extrakt
sind höhere
Xanthohumolgaben daher nicht zu realisieren. Und bei Einsatz von
Naturhopfen, Hopfenpellets oder Alkoholextrakt ist eine höhere Gabe
an Xanthohumol auch automatisch mit einer höheren Alphasäurengabe
verbunden, und das verbietet sich meist schon aus sensorischen Gründen.
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Neuerdings
werden den Brauereien auch spezielle Xanthohumol-angereicherte Produkte
angeboten, die ein weitaus höheres
Xanthohumol/Alphasäurenverhältnis aufweisen.
Die Aufbereitungsverfahren für
diese Pro dukte bestehen unter anderem aus einer Kombination von
Alkohol- und CO2-Extraktion. Der dabei entstehende,
meist pastöse
Extrakt kann zum Erreichen eines rieselfähigen Hopfenproduktes an ein
Trägermaterial (z.
B. Kieselgur) gebunden werden.
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Bier
ist bisher das einzige alkoholische Getränk, bei dessen Herstellung
Hopfen verwendet wird. Bei der Bierherstellung ist es jedoch unverzichtbar,
die Würze,
die eine Vorstufe des Bieres darstellt, längere Zeit mit Hopfen zu kochen.
Während
des Kochprozesses und auch noch in der nachgeschalteten Heißhaltephase der
Würze werden
die Hopfenbittersäuren
(Alpha- und Betasäuren),
die nur sehr begrenzt in wässrigen
Lösungen
löslich
sind und außerdem
nur wenig bitter schmecken, zu den eigentlich bitternden Isoalphasäuren umgewandelt.
Neben der erwünschten
Isomerisierung der Alphasäuren
findet aber auch gleichzeitig eine aus ernährungsphysiologischer Sicht
unerwünschte
Isomerisierung von Xanthohumol zu Isoxanthohumol statt. Letzteres
weist eine weitaus geringere biologische Aktivität auf als das Xanthohumol selbst.
Nicht isomerisiertes Xanthohumol wird dann noch im weiteren Verlauf
der Bierherstellung zum größten Teil über den
Trub, die Hefe und bestimmte Stabilisierungsmittel (z. B. PVPP)
ausgeschieden. Die in handelsüblichen
Bieren nachzuweisenden Mengen an Xanthohumol liegen daher am Ende
nur noch bei deutlich unter 0,2 mg/l.
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Auch
bei einer hochdosierten Zugabe der oben beschriebenen Xanthohumol-angereicherten
Produkte zum Würzekochen
erfolgt eine weitgehende Isomerisierung und frühzeitige Ausscheidung des Xanthohumols. Aufgrund
der begrenzten Löslichkeit
von Xanthohumol in Würze
und Bier muß man
daher mit extrem unwirtschaftlichen, hohen Ausbeuteverlusten rechnen.
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Daher
sind bis heute keine Getränke
aus Malz- und/oder
Rohfruchtwürze
auf dem Markt, die einen nennenswerten Gehalt an Xanthohumol enthalten.
In der Brautechnik wird deshalb auch angenommen, daß es aufgrund
des Reinheitsgebotes nicht möglich
ist, derartige Biere und Getränke
zu erzeugen.
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Biendl,
M. [u. a.], „Use
of a xanthohumol-rich hop product in beer production", In: Brauwelt Internationale,
2002/1, Seiten 39 bis 42, offenbaren ein Brauverfahren, bei dem
ein Xanthohumolprodukt der Würze
am Ende der Kochung zugesetzt wird.
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Brauwelt
45 (2002), S. 1630–1631,
berichtet von einem Vortrag von Prof. Dr. Werner Back anlässlich der
52. Arbeitstagung des Bundes Österreichischer
Braumeister und Brauereitechniker. Darin wird vorgeschlagen, eine
zweite Hopfengabe möglichst
kurz vor dem Ausschlagen zu dosieren, um relativ viel Xanthohumol in
die Würze
zu bringen.
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Die
DE 19 939 350 A1 offenbart
einen mittels organischer Lösungsmittel
oder alkalisiertem Wasser gewonnenen Hopfenextrakt mit erhöhtem Gehalt
an Xanthohumol.
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Die
vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren
zur Herstellung eines Xanthohumol-haltigen Getränkes zur Verfügung zu
stellen, mit dem auf sichere, einfache und kostengünstige Weise ein
Getränk
mit erhöhtem
Xanthohumolgehalt hergestellt werden kann, wobei das Reinheitsgebot
für Bier
eingehalten wird. Die vorliegende Erfindung hat sich damit auch
zur Aufgabe gemacht, entsprechende Getränke mit hohem Xanthohumolgehalt
großtechnisch
herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und das Getränk nach
Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den
abhängigen
Ansprüchen
gegeben.
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Es
hat sich überraschenderweise
gezeigt, daß die
erfindungsgemäße Aufgabe
dadurch gelöst
werden kann, daß ein
durch Extraktion mit CO2 in Verbindung mit
einer Ethanol/Wasser-Mischung, Ethanol-Wasser-Mischungen oder anderen organischen
Lösungsmitteln
aus Hopfen gewonnenes, mindestens 5-fach, vorteilhafterweise mindestens
10-fach bezüglich
des Xanthohumolgehaltes gegenüber
dem Ausgangsmaterial angereichertes Hopfenprodukt erst unmittelbar
vor, nämlich
5 min vor dem Ende der eigentlich, in der Würzpfanne erfolgenden Würzekochung
der Würze
zugegeben wird. Dadurch wird überraschenderweise
erreicht, daß das
fertige Getränk
insbesondere das fertige Bier einen Xanthohumolgehalt von über 1 mg/l
bis zu 6 mg/l aufweist. Entscheidend ist dabei, daß bei Verwendung
des erfindungsgemäß angegebenen
Extraktes ein hoher Xanthohumol-Gehalt erzielt wird ohne den Geschmack
des Getränkes
durch die ebenfalls durch den Extrakt miteingebrachten Alphasäuren zu
verderben.
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Verbesserungen
des Xanthohumolgehaltes können
dadurch erzielt werden, daß der
pH-Wert der Würze,
beispielsweise durch Zugabe von biologisch gesäuerter Würze, herabgesetzt wird. Zwar
nimmt die Löslichkeit
von Xanthohumol durch das Absenken des pH-Wertes ebenfalls ab, die
Isomerisierung zu Isoxanthohumol wird jedoch verlangsamt.
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Eine
rasche Abkühlung
der Würze
nach Zugabe des Xanthohumolhaltigen Hopfenproduktes, ursprungsweise
auf eine Temperatur zwischen 75°C
und 85°C,
führt zu
einer weiteren Verbesserung des Xanthohumolgehaltes in dem fertigen
Getränk.
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Besonders
vorteilhaft kann ein Xanthohumol-haltiger Hopfenextrakt eingesetzt
werden, dessen Xanthohumol Gehalt auf über das Fünffache, vorzugsweise über das
Zehnfache des Ausgangsstoffes, z. B. der Hopfendolden, angereichert
ist. Dieser Extrakt kann dann mit einem Trägerstoff versehen werden. Die
obige Konzentrationsangabe für
das Xanthohumol betrifft also das unmittelbare Extraktionsprodukt
ohne später
hinzugefügte
Trägerstoffe
oder Zusätze.
Dieser Hopfenextrakt wird vorzugsweise durch eine Kombination aus
alkoholischer Extraktion und Extraktion mittels Kohlendioxid aus
den Dolden des Hopfens gewonnen. Ein derartiger Extrakt ist beispielsweise
in Brauwelt 2000 Nr. 13/14 auf S. 541 beschrieben. Das Hopfenprodukt
kann der Würze
dabei vorteilhafterweise unmittelbar in der Würzpfanne in die Ausschlagleitung
oder in dem Würzeausschlaggefäß/Whirpool
oder einer anderen der Würzekochung
in der Würzpfanne
nachgeschalteten Verarbeitungsstufe der noch heißen Würze zugegeben werden.
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Insbesondere
ist dabei zu beachten, daß eine
Vielzahl moderner Kochsysteme verfügbar sind, bei denen entweder
die Würzekochung
in der Würzpfanne,
d. h. die Kochung im eigentlichen Sinne bei atmosphärischem
Druck oder Niederdruck, in einem Dünnschichtverdampfer bei atmosphärischem
Druck oder in einem der Würzekochung
nachgeschalteten Vakuumverdampfungsschritt bei geringerer Temperatur
erfolgen kann. Bei letzterem handelt es sich physikalisch ebenfalls
um eine Kochung, die im folgenden als Kochung im erweiterten Sinne
bezeichnet wird.
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Die
Zugabe des Hopfenextraktes kann nun unmittelbar vor dem Ende der
Kochung im eigentlichen Sinne, nämlich
maximal 5 Minuten, erfolgen.
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Erfindungsgemäß wird also
beim Brauvorgang zunächst
eine herkömmliche
Würze hergestellt
und diese dann gekocht. Der Würze
wird nun ein Xanthohumol-haltiges Hopfenprodukt zugegeben, allerdings
erst unmittelbar vor Ende des Kochens im eigentlichen Sinne, d.
h. in der Würzpfanne.
So entsteht eine heiße
kochtrubfreie Würze
mit einem hohen Xanthohumolgehalt, die anschließend gekühlt und gegebenenfalls angegoren
bzw. vergoren wird. Die Gärung
kann dabei mit einer ober gärigen
oder auch einer untergärigen
Hefe durchgeführt
werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Hefe zumindest
einmal oder auch bereits mehrfach in einer Xanthohumol-angereicherten
Würze geführt wurde.
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Die
Würze kann
also sowohl angegoren als auch unvergoren zu einem karbonisierten
alkoholfreien oder alkoholarmen Getränk verarbeitet oder mit einem
beliebigen Getränk
vermischt werden. Außerdem
ist es möglich,
die Würze
zu vergären
und so beispielsweise ein Bier herzustellen. Die erzielbaren Xanthohumolgehalte
liegen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
dabei über
1 mg/l bis unter 10 mg/l.
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Im
folgenden werden nun Beispiele von Herstellungsverfahren und dadurch
hergestellter Getränke
gegeben.
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Beispiel 1:
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Dieses
Beispiel ist kein Beispiel für
die vorliegende Erfindung, dient aber der Erläuterung einzelner Aspekte der
vorliegenden Erfindung.
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1,5
kg helles Gerstenmalzschrot wurden mit 6,0 Liter destilliertem Wasser
(50°C) vermischt
und einem Infusionsmaischverfahren unterzogen. Dabei wurden Enzymrasten
bei 50°C
(30 min), 62°C
(45 min) und 72°C (45
min) gehalten. Die Aufheizrate der Maische betrug etwa 1 K/min.
In einem nachfolgenden Läuterprozeß wurden
daraus etwa 10,8 Liter Pfannvollwürze mit einem Extraktgehalt
von etwa 10,7 GG-% gewonnen. Durch Kochen der Würze (60 Minuten) wurde eine
Ausschlagwürzemenge
von etwa 10,0 Litern mit einem Extraktgehalt von etwa 11,5 GG-%
erhalten. Abweichend von der vorliegenden Erfindung wurde nicht
5 Minuten vor Kochende, sondern eine Minute vor Kochende der Würze 40,0
g eines xanthohumolhaltigen Hopfenextraktes mit einem Xanthohumolgehalt
von 1,8% zugegeben. Der Gesamtharzgehalt des Hopfenextraktes betrug
20%. Der Gehalt der Kieselgur, die bei der Herstellung des Hopfenextraktes
als Trägermaterial
eingesetzt wurde, lag bei etwa 80%. Bezogen auf den Gesamtharzanteil
des Hopfenextraktes betrug der Xanthohumolgehalt 9,0%, der Alphasäuregehalt
4,0% und der Gehalt an Isoalphasuren 8,0%. Ein derartiger Hopfenextrakt
wird beispielsweise als sog. „Xanthohumol
angereicherter Extrakt Fraktion 2" von der Fa. S. S. Steiner Hopfen GmbH,
Mainburg, Deutschland hergestellt mit der folgenden Spezifikation:
| Aussehen: | grün bis olivefarbenes
Pulver |
| Trägermaterial: | 80% |
| Gesamtharz: | 20% |
| Betasäuren: | < 0,1% |
| Iso-Alphasäuren: | 0,5–2,0% |
| Alphasäuren: | 0,1–2,5% |
| Xanthohumol: | 1,8–2,0% |
| | (ohne
Trägermaterial
9–10%) |
| Dichte: | 550
g/l |
vertrieben.
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Nach
einer Kontaktzeit von etwa 30 Minuten bei einer Temperatur über 90°C wurde die
Würze innerhalb
von 25 Minuten auf 12°C
abgekühlt.
Die Xanthohumolkonzentration der gekühlten Anstellwürze betrug 4,1
mg/l. Nach intensiver Belüftung
der Würze
wurde diese mit 0,5% dickbreiiger untergäriger Hefe angestellt. Während der
Gärung
(7 Tage bei 12°C)
und Lagerung des Bieres (2 Wochen bei 0°C) sowie bei der Kieselgurfiltration
fanden weitere Ausscheidungsvorgänge
statt, die zu einem Xanthohumolgehalt des fertigen Bieres von 1,2
mg/l führten.
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Beispiel 2:
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Ebenso
wie das im Folgenden in Bezug genommene Beispiel 1 ist dieses Beispiel
kein Beispiel für
die vorliegende Erfindung, dient aber der Erläuterung einzelner Aspekte der
vorliegenden Erfindung.
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Es
wurde eine Xanthohumol-angereicherte Bierwürze gemäß Beispiel 1 hergestellt, jedoch
wurden 50% der Malzschüttung
durch helles Weizenmalz ersetzt. Die Xanthohumolkonzentration der
auf 20°C
abgekühlten
Anstellwürze
betrug 5,2 mg/l. Nach einer intensiven Belüftung der Würze (4,5 Tage bei 20°C) und Lagerung (2
Wochen bei 4°C)
fanden weitere Ausscheidungsvorgänge
statt, die zu einem Xanthohumolgehalt des fertigen Bieres von 1,9
mg/l führten.
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Beispiel 3:
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Ebenso
wie das im Folgenden in Bezug genommene Beispiel 1 ist dieses Beispiel
kein Beispiel für
die vorliegende Erfindung, dient aber der Erläuterung einzelner Aspekte der
vorliegenden Erfindung.
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Es
wurde ein Verfahren gemäß Beispiel
1 durchgeführt,
jedoch wurde für
die Vergärung
der Xanthohumolangereicherten Bierwürze eine Hefe verwendet, die
zuvor mindestens ein Mal in einer Xanthohumolangereicherten Bierwürze gemäß Beispiel
1 geführt
wurde. Während
der Gärung,
Lagerung und Filtration des Bieres fanden weitere Ausscheidungsvorgänge statt,
die zu einem Xanthohumolgehalt des fertigen Bieres von 1,6 bis 2,4
mg/l führten.
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Beispiel 4:
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Ebenso
wie das im Folgenden in Bezug genommene Beispiel 1 ist dieses Beispiel
kein Beispiel für
die vorliegende Erfindung, dient aber der Erläuterung einzelner Aspekte der
vorliegenden Erfindung.
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Es
wurde ein Verfahren gemäß Beispiel
1 durchgeführt,
jedoch wurde die Xanthohumol-angereicherte Bierwürze, wie bei der Herstellung
von alkoholfreien Bieren nach dem Verfahren der abgestoppten Gärung, dem
Kältekontaktverfahren
oder unvergoren, zu einem (karbonisierten) alkoholfreien Getränk verarbeitet.
Der Xanthohu molgehalt dieser Getränke lag bei bis zu 4,9 mg/l.
Die Verwendung dieser Getränke
als Komponente zur Herstellung von (Bier-)Mischgetränken führte zu
sensorisch hochwertigen Getränken
mit einem Xanthohumolgehalt von über
1,0 mg/l.
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Beispiel 5:
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Ebenso
wie das im Folgenden in Bezug genommene Beispiel 1 ist dieses Beispiel
kein Beispiel für
die vorliegende Erfindung, dient aber der Erläuterung einzelner Aspekte der
vorliegenden Erfindung.
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Es
wurde ein Verfahren gemäß Beispiel
1 durchgeführt,
jedoch wurde die Xanthohumol-angereicherte Bierwürze durch Zugabe von Milchsäure- und/oder
Essigsäurebakterien
und/oder spezieller Hefen fermentiert. Der Xanthohumolgehalt dieser
Getränke
lag zwischen 0,5 und 4,1 mg/l.