DE2924283C2 - Alkoholreduzierte vergorene Getränke durch Dialyse - Google Patents

Alkoholreduzierte vergorene Getränke durch Dialyse

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Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von vergorenen Getränken, wie Bier, Wein, Sekt und dergleichen mit reduziertem Alkoholgehalt.
Aus verschiedenen Gründen wird seit Jahren versucht, vergorene Getränke, wie Bier, Wein, Sekt und dergleichen mit reduziertem Alkoholgehalt herzustellen. Einer der Gründe ist die Höchstgrenze für den Bluta'koholgehalt bei Kraftfahrern, der die Herstellung eines Getränkes mit reduziertem Alkoholgehalt wünschenswert erscheinen läßt. Ein anderer wichtiger Grund ist der, daß für die Diabetiker zwar voll ausgegorene Getränke zur Verfügung si~hen, die jedoch wegen des gegenüber normal vergorenen Getränken höheren Alkoholgehalt für die Diabetiker nicht unbedenklich sind,
Unter den Bieren mit reduziertem Alkoholgehalt muß man drei Typen unterscheiden:
1. Biere, deren Alkoholgehalt auf 2 bis 3 Vol.-% reduziert ist,
2. Biere, deren Alkoholgehalt auf weniger als !,5 Vol.-% reduziert ist und die als alkoholarmes Bier bezeichnet werden,
3. Biere, deren Alkoholgehalt unter 0,5 Vo|.-% liegt und die als alkoholfreies Bier bezeichnet werden.
Biere mit reduziertem Alkoholgehalt wurden bisher auf zwei prinzipiell unterschiedlichen Wegen hergestellt, und zwar durch Wahl des Herstellungsverfahrens oder durch nachträgliche Behandlung eines auf üblichen Wege hergestellten Vollbieres.
Zu der ersten Kategorie gehören
— die Reduzierung der Stammwürze,
— die Einstellung niedriger Endvergärungsgrade und
— die Verwendung niedriggärender Hefen.
Während die nicht voll ausgegorenen Biere zwangs- H weise je nach Vergärungsgrad mehr oder weniger
süßlich sein müssen und durch die nicht vergorene bzw. angegorene Würze einen besonderen Geschmack erhalten, werden Biere, die mit weniger Würze hergestellt werden (die sog. Schankbiere) als zu wäßrig im Geschmack empfunden.
Bei der nachträglichen Behandlung normal vergorener Biere wird der Alkohol in gewünschter Menge dem fertigen Bier durch
— Destillation unter Atmosphärendruck,
— Vakuumdestillation oder
— Umkehrosmose
entzogen.
Darüber hinaus wurden noch die selektive Abtren-
jo nung von Alkohol mit Adsorberharzen und Gefriermethoden vorgeschlagen.
Während die Destillation unter Atmosphärendruck durch Denaturierung der Eiweißstoffe, Erhöhung des Gehaltes an Hydroximethylfurfurol und einer ganzen Reihe von im Detail nicht genau bekannten Umsetzungen diverser Bierinhaltstoffe, bei der erhöhten Temperatur zu einem im Geschmack stark veränderten Produkt führt kann man diese Erscheinung bei Anwendung einer Vakuumdestillation zwar vermindern, aber nicht unterbinden, da die Biere durch die — wenn auch geringere — Temperaturerhöhung immer noch eine nachteilige Veränderung der Bitterstoffe erfahren.
Prinzipiell wurden bisher auch bei den Versuchen
andere vergorene Getränke, wie Wein, Obstwein oder Sekt mit reduziertem Alkoholgehalt herzustellen analoge Verfahren angewendet, wie sie vor allem für das Bier bekanntgeworden sind.
Der Erfindung am nächsten kommt die Abtrennung des Alkohols durch Umkehrosmose.
Beschrieben sind derartige Umkehrosmoseverfahren
in der DE-OS 2135 938, der DE-OS 22 43 800, der
DE-OS 23 23 P94, weiterhin in den DE-OS 24 09 609 und
24 15 917.
Der große Nachteil der Umkehrosmose liegt in dem
hohen Systemdruck auf der Bierseite von etwa 30 bis 50 atü, dem ein Auslaufdruck von 4 atü gegenübersteht Der sich ergebende hohe Differenzdruck bringt erhebliche apparative Schwierigkeiten mit sich. Bei Anwendung der Umkehrosmose ergibt sich jedoch noch ein wesentlicher prinzipbedingter Nachteil, der darin besteht, daß neben dem Alkohol stets auch ein erheblicher Teil des Wassers aus dem Bier entfernt wird. Wie die oben genannten Offenlegungsschriften zeigen, werden deshalb besondere Verfahren erforderlich, durch die das Wasser dem Bier wieder zugeführt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, bei einem nach einem üblichen Verfahren hergestellten vergorenen Getränk, wie Bier, Wein, Sekt und
dergleichen den Alkoholgehalt in gewünschtem Ausmaß zu reduzieren, ohne, daß der Geschmack des Getränkes besonders beeinträchtigt wird.
Gelöst wurde diese Aufgabe durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein nach einem üblichen Gärverfahren hergestelltes vergorenes Getränk bei einem Differenzdruck von weniger als 0,5 bar, an einer Dialysemembran entlang geleitet wird, während gleichzeitig der anderen Seite der Dialysememöran eine Dialysatflüssigkeit strömt Unter Diffe- m renzdruck wird der Druckunterschied, der zwischen beiden Seiten der Membran besteht, verstanden.
Bei der Dialyse erfolgt der Stoffaustausch praktisch nur durch Diffusion, so daß für das Ausmaß des Stoffaustausches das Konzentrationsgefälle an der Membran bestimmend ist, während bei der Umkehrosmose der Differenzdruck die maßgebliche Rolle spielt und größer als der osmotische Druck sein muß. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der osmotisch*.· Druck nicht erffecht Vorzugsweise beträgt der >o Differenzdruck hier weniger als 0,1 bar, wobei das Verfahren auch durchführbar ist, wenn praktisch überhaupt kein Differenzdruck besteht
Die Beeinträchtigung des Geschmackes bei dem bekannten Verfahren beruht, abgesehen von den bereits genannten Gründen, auch darauf, daß mit dem Alkohol bzw. Alkohol-Wasser-Gemisch ein Teil der Extraktstoffe ebenfalls abgetrennt wird. Bei der Umkehrosmose kann man, abgesehen von einer gewissen Selektivität der Membran, die Abtrennung der Extraktstoffe nicht jo verhindern.
Durch Regeneration von Cellulose aus Kupferammonium-Celluloselösungen lassen sich geeignete Membranen herstellen.
Eine wichtige Membraneigenschaft für das erfin- j? dungsgemäße Verfahren ist ferner die Molekulargewichtsgrenze bis zu der ein Durchtritt der Moleküle erfolgt Bei der Blutdialyse in künstlichen Nieren wird die Permeabilität der Membran so eingestellt, daß die sogenannten Mittelmoleküle, beispielsweise Vitamin B 12 als Testsubstanz, gerade noch durchtreten. Beim vorliegenden Verfahren soll die Membran für Moleküle mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 eine geringere Permeabilität aufweisen.
Ebenfalls durch Regeneration von Cellulose aus Kupferammonium-Celluloselösungen lassen sich Membranen herstellen, die diese wichtige Membraneigenschaft aufweisen.
Wenn die Selektivität der Membran zu gering ist, und deshalb ein gewisser Teil des Extraktstoffes mit dem Alkohol durch die Membranwand abwandert, enthält in Ausgestaltung der Erfindung die Dialyseflüssigkeit Extraktstoffe des vergorenen Getränkes in einer geeigneten Konzentration, die den Durchtritt von Extraktstoffen des Getränkes verhindert. Man kann dazu ein nach einem beliebigen Verfahren hergestelltes, alkoholfreies, dem zu dialysierenden entsprechendes vergorenes Getränk verwenden. Beispielsweise läßt sich bei der Herstellung von Bier mit reduziertem Alkoholgehalt ein alkoholfreies Bier als Dialysatflüssigkeit einsetzen. Verwendet man eine extraktstoffhaltige Dialysatflüssigkeit, so ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung von besonderem Vorteil, wenn der in der Dialysatflüssigkeit angereicherte Alkohol durch Adsorption, Extraktion, Umkehrosmose und/oder Destillation aus der Dialysatflüssigkeit entfernt wird. Die vom Alkohol befreite Dialysatflüssigkeit kann im Kreislauf wiederum als Dialysat-Flüssigkeit verwendet werden, was gerade für die Verhinderung eines Durchtritts von Extraktstoffen durch die Membran von besonderem Vorteil ist da sehr schnell ein Gleichgewichtszustand erreicht wird.
Bei kohlendioxidhaltigen vergorenen Getränken führt man das Verfahren bei erhöhtem Systemdruck durch, wobei jedoch der Differenzdruck wiederum äußerst gering gehalten wird, um Ultrafiltration zu vermeiden. Der Druck, bei dem die Dialyse durcngeführt wird, liegt oberhalb des Sättigungsgrades des im vergorenen Getränk gelösten Kohlendioxids, um Kohlendioxid auch an der Membranoberfläche noch in Lösung zu halten bzw. um Gasbildung beim Durchtritt von Kohlendioxid durch die Membran zu verhindern. Füi Sekt ist es beispielsweise nicht erlaubt, die während des Herstellungsverfahrens verlorene Menge an Kohlendioxid nachträglich wieder zuzusetzen. Beim Bier wäre es zwar erlaubt, aber trotzdem ist es von Vorteil, wenn das Kohlendioxid im vergorenen Getränk in vollem Umfang in Lösung gehalten werden kann. Dazu kann in der Dialysatflüssigkeit eine der Kohlendioxidmenge des zu dialysierenden vergorenen Getränkes entsprechende Menge Kohlendioxid gelöst werden. So ist es möglich, daß das alkoholreduzierte vergorene Getränk mit dem üblichen Gehalt an Kohlendioxid die Dialyse verläßt und in gewohnter Weise gelagert werden kann.
Das erfindungsge.mäße Verfahren wird anhand der Alkoholreduzierung von Bier im nachfolgenden Beispiel näher erläutert Bei Wein, Sekt, Obstwein, Reiswein und anderen vergorenen Getränken erhält man ohne wesentliche Änderungen des Verfahrens entsprechend geschmacklich einwandfreie vergorene Getränke mit reduziertem Alkoholgehalt.
Beispiel
Bei dem Beispiel wurde von einem bekannten handelsüblichen Bier, welches zu den unter der Bezeichnung »Pils« verkauften Bierer, sehört, ausgegangen. Bei einem Stammwürzegehalt von 12% wies das Pils einen Alkoholgehalt von 3,91 Vol.-% und einen Extraktgehalt von 3,93% auf.
Die Bestimmung des Alkoholgehaltes erfolgte nach der in den Arbeitsvorschriften zur »Chemisch-Brautechnischen Betriebskontrolle« von Bausch, Billig; Silber-Eisen (Verlag Paul Barey 1963) auf Seite 101 beschriebenen Methode, die in der Brauindustrie üblicherweise angewendet wird.
Die Bestimmung des Extraktgehaltes erfolgte nach der ebenfalls in den »Arbeitsvorschriften zur Chemisch-Brautechnischen Betriebskontrolle« S. 101 beschriebenen Methode, die in der Brauindustrie ebenfalls allgemein üblich ist
Zur Dialyse wurde ein Dialysator mit einem Bündel Cellulosehohlfäden, die aus Kupferammoniumcelluloselösungen ersponnen waren, ?ls Membrane eingesetzt. Entsprechende Dialysehohlfadenmembraneinheiten sind von der Hämodialyse gut bekannt
Die Austauschfläche der Hohlfadenmembraneinheit betrug 13 rn2. Selbstverständlich lassen sich auch Flachfolien oder Folienschlauchmembranen für das erfindungsgemäße Verfahren verwenden. Bei einer Temperatur von 1O0C und einem Systemdruck von 4 bar wurde durch die Hohlfaden Bier mit einer Geschwindigkeit von 30 l/h · m2 geleitet, während an der Außenseite der Hohlfäden 11,5 l/hm2 Wasser als Dialysatflüssigkeit gleicher Temperatur vorbeigeleitet wurde. Der Differenzdruck betrug dabei 0,05 bar, wobei
das Bier den etwas höheren Druck aufwies.
Nach Einstellung eines konstanten Betriebszyu.-n· des wurde ein Bier erhalten, welches !sr. Alkoholgehalt um 30% reduziert war, wobei sich der Extraktgehalt nur um ca. 10% senkte. Die geschmackliche- Prüfung irgab, daß ein mit dem ursprünglich eingesetzten Bier im Geschmack voll vergleichbares Pils erhalten worden war.
Durch Verringerung des Durchsatzes an Bier bei ürr.vt-äitcienar Menge Dialysatflüssigkeit auf etwa ein Drittel, ergibt sich eine Reduzierung des Alkoholgehaltes um 65% und damit ein Bier, das bereits als alkoholarmes Bier bezeichnet werden kann. Es ist im Geschmack deutlich -«olie» li.-. ;m Riir n-'" gleichem Alkoholgehalt, das mit HiSii äs< bekannten VerfFhren hergestellt wurde. Wenn die Dialysatflüssigkeit Bierextraktstofte enthält, dann ist der Geschmack durchaus r· mit dem des Ausgangsbieres wieder vergleich«?!·.
Will man sogenanntes alkoholfreies Bier herstellen --
also mit einem Alkoholgehalt von etwa 0,5 Vol.-% — dann gelingt dieses, indem der Durchsatz an Bier bei unveränderter Dialysatflüssigkeitsmenge nochmals auf die Hälfte zurückgenommen wird.
Auch hier enthält man geschmacklich bessere Eiere, wenn der Dialysatflüssigkeit Bierextraktstoffe zugesetzt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von vergorenen Getränken, wie Bier, Wein, Sekt und dergleichen mit reduziertem Alkoholgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach einen?, üblichen Gärverfahren hergestelltes vergorenes Getränk bei einem Differenzdruck von weniger ate 0,5 bar an einer Dialysemembran entlang geleitet wird, während gleichzeitig entlang der anderen Seite der Dialysemembran eine Dialysatflüssigkeit strömt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck zwischen vergorenem Getränk und Dialysat weniger als 0,1 bar beträgt
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysemembran für Molekül mit einem Molekulargewicht von mehr als 100 eine geringere Permeabilität aufweist
•τ. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysatflüssigkeit Extraktstoffe des vergorenen Getränkes enthält
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dialysatflüssigkeit ein nach einem beliebigen Verfahren hergestelltes alkoholfreies, dem zu dialysierenden entsprechendes, vergorenes Getränk verwendet wird
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Dialysatflüssigkeit angereicherte Alkohol durch Adsorption, Extraktion, Umkehrosmose und/oder Destillation aus dem Dialysat entfernt wird und die vom Alkohol befreite Dialysatflüssigkeit als Dialysatflüssigkeit wiederverwendet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei kohlendioxidhaltigen vergorenen Getränken die Dialysatflüssigkeit eine der Kohlendioxidmenge des zu dialysierenden vergorenen Getränkes entsprechende Menge Kohlendioxid enthält.
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