DE2433649A1

DE2433649A1 - Verfahren zur gewinnung lupulinreicher hopfenprodukte

Info

Publication number: DE2433649A1
Application number: DE19742433649
Authority: DE
Inventors: Yasushi Kikuchi; Junjiro Miyata
Original assignee: Asahi Breweries Ltd
Current assignee: Asahi Breweries Ltd
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1975-02-27
Also published as: GB1411074A; JPS5029794A

Description

HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL — MÜLLER

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Asahi Breweries, Ltd.
Tokio, Japan

Verfahren zur Gewinnung lupulinreicher Hopfenprodukte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von ausschließlich Lupulin, das als Träger wertvoller brautechnisch verwendbarer Bestandteile bekannt ist, aus Hopfen durch weitestgehende mechanische Abtrennung.

Die wesentlichen Rohmaterialien zur Verwendung bei Brauvorgängen sind Wasser, Malz, Reis und/oder Mais, Hefe und Hopfen. Erfindungsgemäß sind unter "Hopfen" im vorliegenden Falle die Zapfen bzw. Zapfenfrüchte der Hopfenpflanze zu verstehen.

Die Hopfenpflanze ist eine getrenntgeschlechtliche Pflanze. Die auf den weiblichen Hopfenpflanzen wachsenden Zapfen bestehen aus zahlreichen, schichtenförmig angeordneten Vorblättern und nebenblattartigen Hochblättern. Wenn nun die Zapfen bzw. Zapfenfrüchte reifen, wachsen an der Basis der Vorblätter und nebenblattartigen Hochblätter oder Fruchtknoten wie kleine Becher geformte Lupulindrüsen. Diese Becher sind mit einer von den Lupulindrüsen abgeschiedenen öligen, harzartigen Substanz gefüllt. Die Lupulindrüsen verwachsen und sehen wie hellgelbe Teilchen aus. Diese Lupulindrüsen werden Lupulinteilchen oder ein-

Dr.F/jo P

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fach Lupulin genannt. Der Wassergehalt des Lupulins ist relativ gering. Die für Brauvorgänge wertvollen, hopfeneigenen Substanzen befinden sich in diesen Lupulinteilchen.

Nachdem der Hopfen durch Pflücken geerntet ist, wird er zur Verbesserung seiner Haltbarkeit getrocknet. In vielen Fällen wird der getrocknete Hopfen zu Blöcken geeigneter Größe verpreßt, um sein Volumen zum besseren Transport und/ oder zur besseren Lagerung zu erniedrigen und um die Kontaktfläche mit Luft möglichst klein zu machen. Hopfen wird in der Regel in kühlen Räumen gelagert, damit er nicht seinen brautechnischen Wert infolge einer Oxidation der brautechnisch ausnutzbaren Bestandteile verliert.

Wenn in der Brauerei die durch Einmaischen von Malz gegebenenfalls zusammen mit Reis und/oder Mais zubereitete Würze in einem Braukessel gesotten wird, wird der Hopfen in den Braukessel eingetragen, um zusammen mit der Würze gesotten zu werden. Bei diesen Maßnahmen werden die Bitterstoffe und die aromatischen Öle, die die brautechnisch wertvollen Bestandteile des Hopfens bilden, extrahiert.

Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, die brautechnisch ausnutzbaren wertvollen Bestandteile des Hopfens vollständig aus den Hopfenzapfenfrüchten durch Sieden in der Würze zu extrahieren. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Hopfenzapfenfrüchte derart aufgebaut sind, daß sie dem Austritt der darin enthaltenen brautechnisch ausnutzbaren Bestandteile Widerstand entgegensetzen. Darüber hinaus ist das geschilderte Extraktionsverfahren mit dem Nachteil behaftet, daß mit den gesottenen Hopfenzapfen eine

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nicht vernachlässigbare Menge Würze (die in die Zapfen eingedrungen ist) verloren geht. Nachteilig an dem geschilderten Extraktionsverfahren ist ferner, daß die sonstigen Hopfenteile (außer Lupulin) nicht nur für den erwähnten Würzeverlust verantwortlich sind, sondern auch den Geschmack und die Haltbarkeit des fertigen Biers beeinträchtigen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß aus dem Pflanzengewebe darin enthaltene Tannine, Anthocyanogene, Polyphenole und dergleichen in die Würze übergehen. Um nun diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wurden bereits die verschiedensten Versuche zur Gewinnung von ausschließlich Lupulin aus Hopfen unternommen. So ist beispielsweise aus der DT-PS 85 211 eine Vorrichtung bekannt, in der Hopfen zu Stücken zerkleinert bzw. aufgebrochen, die zerkleinerten bzw. aufgebrochenen Stücke gesiebt und der beim Sieben erhaltene lupulinhaltige Teil mittels eines Luftstroms in Lupulin, Samen und andere Teile aufgetrennt wird. Die Gewinnung der Lupulinteilchen mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung bereitet jedoch Schwierigkeiten, da das Lupulin infolge seiner Haftfähigkeit schwierig von den übrigen Bestandteilen der Zapfenfrüchte zu trennen ist. Darüber hinaus können die Lupulinteilchen wegen ihrer Weichheit bei Raumtemperatur aufbrechen, weswegen die brautechnisch ausnutzbaren Hopfenbestandteile infolge oxidativen Abbaus beeinträchtigt werden. Aus der US-PS 2 833 652 ist ein anderes Verfahren zum Abtrennen von Lupulinteilchen bekannt, welches auf der Erkenntnis beruht, daß beim Gefrieren von Hopfen die Lupulinteilchen in nicht-haftende, starre Teilchen übergehen. Bei dem bekannten Verfahren wird gefrorener Hopfen gesiebt bzw. es werden Lupulinteilchen in gefrorenem Zustand von gefrorenem Hopfen durch Sieben und dergleichen von entweder nicht gebrochenem oder mechanisch gebrochenem

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bzw. zerkleinertem, gefrorenem Hopfen abgetrennt. Aus den DT-PS 1 234 655 und 1 234 656 sind Verfahren zur Erhöhung der Ausbeute des brautechnisch wertvollen Anteils aus Rohhopfen durch Gefrieren, mechanisches Aufbrechen und Sieben bzw. mechanisches Aufbrechen, Gefrieren und Sieben bekannt.

Die nach diesen bekannten Verfahren erhältlichen Produkte sind Hopfenpulver, die die brautechnisch wertvollen Bestandteile in konzentrierter Form enthalten (sogenannte Hopfenpulverkonzentrate). Diese konzentrierten Hopfenpulver lassen sich lagern, versenden und entweder in Pulverform oder nach dem Ausformen zu Blöcken oder Pellets verwenden. Der prozentuale Lupulingehalt der nach diesen bekannten Verfahren erhältlichen Hopfenpulver ist höher als der Lupulingehalt des ursprünglichen Hopfens. Wenn ein konzentriertes Hopfenpulver keine anderen Bestandteile als Lupulin enthält oder wenn die sonstigen Bestandteile, falls vorhanden, in vernachlässigbar geringer Menge vorliegen, ist seine Verwendbarkeit zum Brauen eines von Geschmacksfehlern, z.B. einer starken Bitterkeit, die durch andere Hopfenbestandteile als die brautechnisch wertvollen Lupulinbestandteile hervorgerufen werden, freien Biers zu erwarten. Die nach den beiden bekannten Verfahren üblicherweise erhältlichen konzentrierten Hopfenpulver enthalten jedoch neben dem Lupulin nicht nur geringe Mengen an Bruchstücken pflanzlicher Gewebe des ursprünglichen Hopfens, so daß sie zum Brauen eines Biers feiner und klarer Bitterkeit ungeeignet sind.

Wie der später folgende Vergleichsversuch zeigt, enthält ein nach einem bekannten Verfahren erhaltenes konzentriertes Hopfenpulver, bezogen auf Trockengewicht, 18,61% einer

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ö6-Säure, die dem Bier Bitterkeit verleiht. Das Lupulin als solches enthält dagegen, bezogen auf Trockengewicht, 34,77% <^ -Säure. Der Lupulingehalt in einem nach dem bekannten Verfahren erhaltenen konzentrierten Hopfenpulver errechnet sich demnach zu 53,5%. Dies bedeutet, daß nahezu die Hälfte der Gesamtmenge des nach dem bekannten Verfahren erhaltenen konzentrierten Hopfenpulvers aus anderen (als Lupulin) Bruchstücken pflanzlicher Gewebe der Hopfenzapfen besteht.

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren zur Gewinnung lupulinreicher Hopfenprodukte zu schaffen, die sich zum Brauen eines Biers einer bei Verwendung eines beliebigen konzentrierten Hopfenpulvers nicht zu erreichenden feinen und klaren Bitterkeit eignen.

Bei der durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Hopfen zunächst gefroren und dann in gefrorenem Zustand aufgebrochen bzw. zerkleinert. Mit Hilfe dieses Gefrierverfahrens wird das Lupulin starr und nicht-haftend, so daß die Lupulinteilchen auch beim Aufbrechen bzw. Zerkleinern des Hopfens eine Beschädigung bzw. Zerstörung erleiden. Dagegen werden die Lupulinteilchen infolge des Aufbrechens des Hopfens leicht von den Stücken der aufgebrochenen bzw. zerkleinerten Hopfenzapfen abtrennbar. Hierauf wird der aufgebrochene bzw. zerkleinerte Hopfen in gefrorenem Zustand zur Trennung auf ein Rüttelsieb überführt. Bei dieser Gelegenheit wird der aufgebrochene bzw. zerkleinerte Hopfen an einem Ende des Rüttelsiebs zugeführt und unter Rütteln des Siebs in die zur Zufuhrstelle entgegengesetzte Richtung bewegt. Während dieses Trennvorgangs wird ein Gasstrom durch das Rüttelsieb von

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seinem Boden aus mittels eines Gebläses und dergleichen nach oben geblasen. Dieser Gasstrom kann ein Luftstrom oder ein Kohlendioxid-, Stickstoff- oder Inertgasstrom sein. Das Ergebnis dieser Maßnahme ist, daß die Schicht des aufgebrochenen bzw. zerkleinerten Hopfens in ziemlich losem Zustand gehalten wird, wobei sie nicht nur durch die Rüttelbewegung des Rüttelsiebs, sondern auch durch die Aufwärtsbewegung der durch den Gasstrom bedingten Atmosphäre bewegt wird. Auf diese Weise erhalten Stücke größeren Winddruckwiderstands durch den Gasstrom eine bessere Schwebefähigkeit. Einige besonders leichte und einen großen Winddruckwiderstand aufweisende Stücke können durch den Wind aus der Siebzone fortbewegt werden. Bei makroskopischer Beobachtung halten sich die dem Rüttelsieb zugeführten Stücke des aufgebrochenen bzw. zerkleinerten Hopfens bei ihrer Bewegung von einem Ende des Rüttelsiebs zum entgegengesetzten Ende an der Oberseite des Siebs, wobei sie dann als Ganzes auch noch eine vertikale Bewegung machen. Diese überlagerte Bewegung ist auf die Bewegung des Rüttelsiebs einerseits und des Gasstroms andererseits zurückzuführen. Größere Hopfenbruchstücke als die Maschenweite des Siebs können sich infolge der Bewegung des Siebs sowie aufgrund ihres durch den Gasstrom erzeugten Winddruckwiderstands häufiger bewegen, so daß keine Gefahr einer Verstopfung der Siebmaschen bzw. kein auf diese großdimensionierten Bruchstücke zurückzuführendes Hindernis gegen eine Abtrennung der Lupulinteilchen besteht. Da der Winddruckwiderstand der durch Gefrieren gehärteten und in seiner Haftfähigkeit beeinträchtigten Lupulinteilchen (trotz großen scheinbaren spezifischen Gewichts) nicht groß ist, passieren sie das Sieb und fallen nach unten. Auf den größeren (als die Siebmaschenweite) Hopfenbruchstücken liegende Lupulinteilchen werden, da die Hopfen-

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bruchstücke durch die Siebbewegung und durch den Gasstrom bewegt werden, von den HopfenbruchstUcken freigegeben und fallen durch das Sieb. Infolge der geschilderten Bewegung der Hopfenbruchstücke auf dem Rüttelsieb können sogar selbst die beim Aufbrechen bzw. Zerkleinern der Hopfenzapfen nicht freigegebenen Lupulinteilchen von den Hopfenbruchstücken abfallen. Andererseits wandern die Reineren (als die Maschenweite des Rüttelsiebs) und relativ zu ihrem Winddruckwiderstand (geringes scheinbares spezifisches Gewicht) leichten Hopfenbruchstücke infolge des Gasstroms längs der Oberfläche des Rüttelsiebs in schwebendem Zustand. Wenn folglich einige Lupulinteilchen beim Aufbrechen und Schütteln nicht von den Zapfenfrüchten getrennt werden, müssen die an den Hopfenbruchstücken hängenden Lupulinteilchen je nach der Größe jeden Lupulinteilchen tragenden Hopfenbruchstücks entweder durch das Sieb fallen oder längs der Oberseite des Siebs wandern.

Bei der Durchführung der geschilderten Maßnahmen erhält man infolge einer synergistischen Wirkung zwischen Rüttelsieb und dem das Rüttelsieb aufwärts durchströmenden Gasstrom unter dem Rüttelsieb ein lupulinreiches Hopfenpulver, das sämtlichen nach bisher bekannten Verfahren erhältlichen Hopfenpulverkonzentraten weit überlegen ist.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung läßt man den Gasstrom das Rüttelsieb in der Regel mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 bis 15 m/min durchströmen. Die Maschenweite des Rüttelsiebs beträgt.etwa 0,147 bis 0,833 mm. Selbstverständlich kann man sich auch gleichzeitig mehrerer Rüttelsiebe verschiedener Maschenweite bedienen.

Es wurde ein Vergleichsversuch durchgeführt, bei welchem das Aufbrechen und Sieben der Hopfenzapfen in üblicher

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bekannter Weise erfolgte. Ferner wurde die Behandlung der Hopfenzapfen erfindungsgemäß in allgemeiner Weise und unter Hinzufügung zusätzlicher Verfahrensschritte durchgeführt.

(1) Vergleichsversuch

10 kg Hopfenzapfen-Ausgangsmaterial (Wassergehalt: 10%, durch konduktometrieehe Titration ermittelter Gehalt an 06-Säure (in lufttrockenem Material): 5,95% - (in trockenem Material): 6,69%) wurden auf eine Temperatur von -20⁰C abgekühlt und dann durch mechanische Schlagwirkung mittels einer Hammermühle aufgebrochen. Hierauf wurden die erhaltenen Hopfenbruchstücke mittels eines 0,246-mm-Rüttelsiebs gesiebt, um sie in einen durch das Sieb fallenden und unter dem Sieb aufgefangenen Anteil (sogenanntes Hopfenpulverkonzentrat = "Fraktion E") und einen auf dem Sieb zurückgehaltenen und zu verwerfenden Anteil ("Fraktion F") aufzutrennen. Das Sieben erfolgte bei einer Temperatur von -20⁰C. Die Ausbeute und die Analysenwerte der Fraktionen Ξ und F sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle I

Fraktion E Fraktion F

Ausbeute Wasser- Gehalt an<^-Säure

gehalt (durch konduktometrische Titration bestimmt)

im lufttrok- im trokkenen Mate- kenen Marial terial

3,3 kg 6,7 kg

8,0% 12,5%

17,12%
0,45%

13,61% 0,51%

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(2) Verfahren gemäß der Erfindung

10 kg derselben Hopfenzapfen, wie sie auch beim Vergleichsversuch verwendet wurden, wurden in der beim Vergleichsversuch beschriebenen Weise aufgebrochen. Hierauf wurden die Hopfenzapfenbruchstücke mittels eines Rüttelsiebs in einen durch das Sieb fallenden und unter dem Sieb aufgefangenen Anteil ("Fraktion A") und einen auf dem Sieb verbleibenden und zu verwerfenden Anteil ("Fraktion D") aufgetrennt. Das hierbei verwendete Rüttelsieb war so ausgestaltet, daß es mit Hilfe eines oberhalb des Siebs installierten Sauggebläses von einem nach oben strömenden Gasstrom durchströmt wurde. Die Geschwindigkeit des Gasstroms betrug 10 m/min. Die Maschenweite des Rüttelsiebs betrug 0,246 mm. Der Siebvorgang erfolgte bei einer Temperatur von -20⁰C.

Die Ausbeute und die Analysenwerte der Fraktionen A und D sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:

Tabelle II

Ausbeute Wasser- Gehalt an <& -Säure (durch gehalt konduktometrische Titration bestimmt) im lufttrocke- im trockenen Material nen I later ial

Fraktion A 1,7 kg 4,8% 20,50?$ 29,94?$ Fraktion D 8,3 kg 12,3% 1,33% 1,525$

Wurde ausschließlich Lupulin aus dem beim Vergleichsversuch und dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Hopfen nach einem von dem beschriebenen Verfahren zur Gewinnung eines lupulinreichen Hopfenpulvers verschiedenen Verfahren

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entnommen und der oC -Säuregehalt dieses Lupulins bestimmt, zeigte es sich, daß dieser (bezogen auf Trockengewicht) 34,77S-J betrug. Folglich beträgt der berechnete Prozentsatz Lupulin in der Fraktion A etwa 90%, Dies ist in der Tat ein erstaunlich hoher prozentualer Anteil. Die Gesamtmenge an c^ -Säure in der Fraktion A entspricht 81 % der llenge an oL -Säure in dem ursprünglich als Ausgangsmaterial verwendeten Hopfen. Folglich können nach dem Verfahren gemäß der Erfindung mehr als 80% der im ursprünglichen Hopfenausgangsmaterial enthaltenen X, -Säure in Form von nahezu ausschließlich aus Lupulin bestehenden Hopfenprodukten entnommen werden. Ein solcher Erfolg läßt sich mit den bekannten Verfahren niemals erreichen.

(3) Zusätzliche Behandlung bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung

Die bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erhaltene Fraktion D enthält immer noch oC -Säure. Zur Gewinnung auch dieses Anteils an <X/ -Säure wurde die Fraktion D wie folgt weiterbehandelt:

Die Fraktion D wurde erneut auf eine Temperatur von -20⁰C abgekühlt und dann nochmals mittels einer Hammermühle zerkleinert. Die hierbei erhaltenen .Bruchstücke wurden ohne Einschaltung eines Gasstroms bei einer Temperatur von -20⁰C mittels eines Rüttelsiebs einer Maschenweite von 0,246 mm gesiebt. Hierbei wurden die Bruchstücke in einen durch das Sieb fallenden und unter dem Sieb aufgefangenen Anteil ("Fraktion B") und einen auf dem Sieb verbleibenden Anteil CFraktion C") aufgetrennt.

Die Ausbeute und die Analysenwerte der Fraktionen B und C sind in der folgenden Tabelle III zusammengestellt:

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Tabelle III

Ausbeute Wasser- Gehalt an o6 -Säure (durch gehalt konduktometrische Titration bestimmt)

im lufttrocke- im trockenen nen Material Material

Fraktion B 1,6 kg 11,2% 5,00% 5,63% Fraktion C 6,7 kg 12,5% 0,45% 0,51%

Es existiert kein merklicher Unterschied zwischen dem Gehalt an oC -Säure von 5,63% (im trockenen Material) in dem aufgefangenen Anteil (Fraktion B) und dem ursprünglichen Gehalt an oC -Säure von 6,69% (im trockenen Material) in den als Ausgangsmaterial verwendeten Hopfenzapfen. Dies bedeutet, daß die Fraktion B von nahezu demselben brautechnischen Wert ist wie die unversehrten Hopfenzapfenbruchstücke, d.h. sie kann beim Brauvorgang ebenso quantitativ verwendet werden wie die unversehrten Hopfenzapfenbruchstücke .

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Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Gewinnung lupulinreicher Hopfenprodukte durch Sieben von gefrorenem und aufgebrochenem bzw. zerkleinertem Hopfen (in gefrorenem Zustand) durch ein Rüttelsieb, dadurch gekennzeichnet, daß man den aufgebrochenen bzw. zerkleinerten Hopfen über das Sieb leitet, während ein Gasstrom das Sieb von seinem unteren Ende her (nach oben hin) durchströmt.'

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