DE69121469T2 - Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken, die durch alkoholische Gärung mittels Hefe, insbesondere unter Verbesserung des Geschmacks des alkoholischen Getränks mittels der Verwendung von Phospholipase während des Herstellungsverfahrens, erhalten wurden.
- Bekannte Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken durch die Verwendung von Stärkematerial haben Verfahren eingeschlossen, bei denen das Stärkematerial verzuckert wird und dann eine Fest-Flüssig-Abtrennung durchgeführt wird, um in vielen Fällen eine fermentierbare Flüssigkeit herzustellen, wonach die fermentierbare Flüssigkeit mittels Hefe wie im Falle der Herstellung von Whiskey oder Bier fermentiert wird. In anderen bekannten Verfahren werden die gleichzeitige Verzuckerung des Stärkematerials und die Fermentierung des fermentierbaren Materials mittels Hefe mit dem Schimmelpilzreis "koji" oder mittels Enzym und Hefe, zum Beispiel bei der Herstellung des japanischen "sake" oder des japanischen destillierten alkoholischen Getränks "shochu", durchgeführt.
- Zur Herstellung von alkoholischen Getränken unter Verwendung von Ausgangsmaterialien, welche Zucker enthalten, werden die Ausgangsmaterialien als fermentierbare Flüssigkeiten vorbereitet und die Flüssigkeit durch Hefe, wie beispielsweise bei der Herstellung von Wein oder Apfelwein, fermentiert. Bei diesen Verfahren resultiert der Geschmack der alkoholischen Getränke meist aus der Esterbildung durch Hefe während der Fermentierung. Reis und andere Ausgangsmaterialien für andere alkoholische Getränke, insbesondere Gerste, Weizen, Roggen, Mais, etc. enthalten jedoch relativ große Mengen an Lipiden, und es ist bekannt, daß ungesättigte Fettsäuren in diesen Lipiden die Esterbildung durch Hefe hemmen.
- Dementsprechend wurden verschiedene Verfahren zur Entfernung der ungesättigten Fettsäuren als ein Weg zur Verbesserung des Geschmacks der alkoholischen Getränke vorgeschlagen. Es wird zum Beispiel ein Verfahren zum Filtrieren von Maische verwendet. Obwohl die Menge an ungesättigten Fettsäuren bis zu einem gewissen Grad herabgesetzt werden kann, ist es gemäß diesem Verfahren unmöglich, die Menge an ungesättigten Fettsäuren auf ein solches Maß herabzusetzen, daß die Zunahme der Geschmackkomponenten erwartet werden kann. Bei der Herstellung des japanischen "sake" oder "shochu" kann die Menge an ungesättigten Fettsäuren durch Dampfbehandlung des Rohmaterials herabgesetzt werden. Obwohl die ungesättigten Fettsäuren in den Außenschichten von Getreidekörnern entfernt werden, können gemäß diesem Verfahren diejenigen in den inneren Teilen der Körner nicht entfernt werden und die komplexen Lipide, die im wesentlichen aus Fettsäuren bestehen, werden in einer Menge von nur 10 und mehreren Prozent herabgesetzt. Bei der Herstellung des japanischen "sake" oder "shochu" wurde auch ein Verfahren verwendet, bei welchem die Polierrate des Rohmaterials erhöht wird, aber dies ist nicht unbedingt ein wirtschaftliches Verfahren, und selbst wenn die Polierrate des Rohmaterials erhöht wird, können die ungesättigten Fettsäuren in den inneren Teilen von Getreidekörnern nicht entfernt werden und das Verfahren ist nicht effizient, wenn ein Rohmaterial eine relativ große Menge an Lipiden enthält.
- JP-A-58/35674 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung des japanischen "sake", der reich an Geschmack ist, bei welchem das Ausgangsmaterial, Reis, in Wasser eingeweicht wird, dem Lipase zugesetzt wird, um die Fettsäuren freizusetzen, und der eingeweichte Reis wird dann dampfbehandelt, um die so freigesetzten Fettsäuren, insbesondere ungesättigte Fettsäuren, zu entfernen.
- In der JP-A-62/111695 (europäische Patentveröffentlichung Nr. 0219269) wird ein Verfahren zur Herstellung von Stärkesirup durch Verwendung von Phospholipase beschrieben. Zweck dieses Verfahrens ist die Verbesserung der Filtrierfähigkeit, Herabsetzung der Schaumbildung, Klarheit des Filtrats, etc., und es gibt überhaupt keinen Vorschlag, ob diese Technik zur Herstellung von alkoholischen Getränken verwendet werden könnte.
- In der JP-B-59/21594 ist ein Verfahren zur Herstellung von "shochu" durch die Verwendung verschiedener Enzymzubereitungen einschließlich Amylase, Protease und Cellulose beschrieben. Zweck dieses Verfahrens ist die Vereinfachung des Verfahrens und die Verbesserung von "shochu".
- In der JP-A-62/55069 wird ein Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken beschrieben, die durch alkoholische Gärung mit Hefe erhalten wurden, bei welchem Maisschrot mit Amylase, Protease und Lipase behandelt wird.
- Es war jedoch kein Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken unter Verwendung von Phospholipase bekannt.
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen Weg zur Herstellung eines alkoholischen Getränks unter Verwendung von Phospholipase, um die Menge an ungesättigten Fettsäuren während der Fermentierung herabzusetzen.
- In einer besonderen Ausführung betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines alkoholischen Getränks, das durch alkoholische Gärung mit Hefe erhalten wurde, gekennzeichnet durch die Verwendung von Phospholipase, die auf das fermentierbare Material vor der Fermentierung einwirkt.
- Reis, Gerste, Weizen, Roggen, Mais und dergleichen als Ausgangsmaterialien für alkoholische Getränke enthalten ungesättigte Fettsäuren in einer freien Form oder in der Form eines Glycerids, und ungesättigte Fettsäuren hemmen die Synthese von Estern durch Hefe während der Fermentierung. Lipase setzt die ungesättigten Fettsäuren aus dem Glycerid frei, wenn Lipase während der Verzuckerung oder der Fermentierung vorhanden ist. Andererseits enthalten solche Ausgangsmaterialien, wie oben erwähnt, Phospholipide, wie beispielsweise Lecithin und Lysolecithin, und diese Phospholipide, die normalerweise in der Struktur von Stärke eingebaut sind, werden freigesetzt, wenn die Verzuckerung fortschreitet und wirken aufgrund ihrer amphipatischen Natur als natürliche oberflächenaktive Mittel.
- Die vorliegenden Erfinder haben die Reaktionen von ungesättigten Fettsäuren und Phospholipiden während der Verzuckerung und Fermentierung bei der Herstellung von alkoholischen Getränken sorgfältig untersucht und die folgenden Tatsachen herausgefunden. Die obigen Phospholipide erleichtern die Dispersion der ungesättigten Fettsäuren in die Flüssigfraktion und erleichtern dadurch die Wirkung der ungesättigten Fettsäuren auf Hefe, aber wenn Phospholipase zugesetzt wird, reagiert die Phospholipase mit den Phospholipiden und die freigesetzten ungesättigen Fettsäuren werden an die feste Fraktion im fermentierbaren Material adsorbiert, wodurch sie in eine Form überführt werden, die weniger auf die Hefe einwirkt. Die Bildung der Geschmacksester durch Hefe wird dadurch erhöht.
- Wo überdies eine Fest-Flüssig-Abtrennung nach der Verzuckerung durchgeführt wird, werden die ungesättigten Fettsäuren zusammen mit der festen Fraktion entfernt, so daß die Effizienz verbessert werden kann.
- Die vorliegende Erfindung kann zur Herstellung von verschiedenen Arten von alkoholischen Getränken, wie beispielsweise des japanischen "sake", Bier, Whiskey, des japanischen destillierten alkoholischen Getränks "shochu", Spirituosen, Wein, Branntwein und Apfelwein verwendet werden und kann für verschiedene Arten von Ausgangsmaterialien, wie beispielsweise Reis, Gerste, Weizen, Roggen, Getreide, Mais, Hafer, Kartoffeln, Süßkartoffeln, Trauben, Apfel, Zuckerrohr und dergleichen verwendet werden.
- Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Ausgangsmaterialien wirksam, die eine große Menge an ungesättigen Fettsäuren enhalten, wie beispielsweise Gerste, Weizen, Roggen und Getreide.
- Beim Ausführen der vorliegenden Erfindung muß es nicht notwendig sein, Modifikationen bei den konventionellen Herstellungsverfahren für die verschiedenen Arten von alkoholischen Getränken zu machen. Es kann ausreichen, wenn Phospholipase an einer geeigneten Stufe des konventionellen Verfahrens zugesetzt wird. Die Fest- Flüssig-Abtrennung vor der Fermentierung, die für diese Erfindung am meisten effizient ist, wird bei den meisten konventionellen Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken durchgeführt.
- Bei der Herstellung von beispielsweise Bier wird Malz aus Gerste hergestellt und gemahlen, und warmes Wasser und wahlweise Getreidezusätze dem so gemahlenen Malz zugesetzt, um ihn zu verzuckern, wonach die Maische dann filtriert wird. Der gefilterten Würze wird Hopfen zugefügt und die Würze wird gekocht, woraufhin die Fermentierung der Würze durchgeführt wird, nachdem sie abgekühlt ist. Im Gegensatz dazu werden bei der Herstellung von Getreidewhiskey die Körner mit Wasser gekocht und das Malz als Enzym-bereitstellendes Mittel den so gekochten Körnern zur Verzuckerung zugefügt, wonach die Fermentierung der Maische mit Hefe ohne Filtration vor der Fermentierung durchgeführt wird. Das erstere Verfahren ist ein repräsentatives Beispiel der Fälle, wo die Fermentierung nach der Filtration durchgeführt wird, die die feste Fraktion vom verzuckerten Material entfernt, und das Letztere ist ein repräsentatives Beispiel des Falles, wo die Fermentierung ohne Entfernung von Feststoffen aus der verzuckerten Maische durchgeführt wird. Das Vorerwähnte sind die Rahmen der Beispiele der Herstellungsverfahren von alkoholischen Getränken, auf die die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, und desweiteren auf die Herstellungen des japanischen "sake", des japanischen destillierten alkoholischen Getränks "shochu", Spirituosen, Fruchtweinen, Branntweinen und Apfelweinen, bei denen diese Verfahren vorzugsweise ohne irgendeine Modifikation bei jedem der weitgehend bekannten Verfahren verwendet werden können.
- Die Phospholipase kann vor Beginn der Verzuckerung, z.B zusammen mit einem Enzym-bereitstellenden Verzuckerungsmittel, zugesetzt werden. Sie kann auch dem fermentierbaren Material nach dem Beginn der Verzuckerung zugesetzt werden. Da Phospholipase selbst bei einer relativ hohen Temperatur ihre Aktivität beibehält und innerhalb eines breiten pH-Bereichs und Temperaturbereichs arbeitet, müssen der pH-Wert und die Temperatur des fermentierbaren Materials auf die Funktion der Phospholipase nicht eingestellt werden, und es sind gewöhnliche Herstellungsbedingungen von alkoholischen Getränken für diesen Zweck ausreichend. Phospholipase kann auch nach der Beendigung der Verzuckerung zugesetzt werden und für eine gewünschte Zeit wirken. Bei Verfahren zur Herstellung von alkoholischen Getränken, bei denen Zucker im Ausgangsmaterial verwendet wird, wie z.B. Fruchtsaft, kann die Phospholipase dem fermentierbaren Material vor der Fermentierung zugesetzt werden und für eine gewünschte Zeit wirken.
- Zu welchem Zeitpunkt der obigen Stufen Phospholipase auch immer zusetzt werden kann, sollte die Zeit, während der die Phospholipase einwirkt, ausreichend sein, damit sich die Phospholipide im fermentierbaren Material ausreichend zersetzen, und obwohl diese Zeit in Abhängigkeit von den Bedingungen, wie beispielsweise die Mengen an eingesetzter Phospholipase, Gehalt an Phopholipiden, pH-Wert, Temperatur, etc., variiert, kann diese beispielsweise 2 Stunden bei einer Temperatur von 60 ºC betragen. Wird die Phospholipase vor dem Beginn der Verzuckerung zugesetzt, kann sie während der Verzuckerung gut wirken, so daß dieses Verfahren üblich ist.
- Im fermentierbaren Material sind die ungesättigten Fettsäuren dispergiert. Die ungesättigten Fettsäuren werden an die festen Fraktion im fermentierbaren Material adsorbiert und durch die Wirkung der Phospholipase unlöslich gemacht, so daß es für diese schwierig wird, auf die Hefe einzuwirken. Wird das fermentierbare Material einer Fest-Flüssig-Abtrennung durch konventionelle Mittel, wie beispielsweise Filtration und Zentrifugalabtrennung unterzogen, werden darüber hinaus die an die feste Fraktion adsorbierten ungesättigten Fettsäuren entfernt. Die Bildung von Estern durch Hefe wird durch die Gegenwart von ungesättigten Fettsäuren in einer Konzentration von 100 ppm oder mehr in großen Maße gehemmt und wenn die Konzentration der ungesättigten Fettsäuren unterhalb von 100 ppm liegt, nehmen die Mengen an gebildeten Estern mit der Abnahme der Mengen an ungesättigten Fettsäuren zu, und es ist erwünscht, daß die Menge der ungesättigten Fettsäuren unterhalb von 50 ppm liegt. Durch die obige Wirkung der Phospholipase auf ungesättigte Fettsäuren kann die Konzentration der ungesättigten Fettsäuren in der Flüssigfraktion auf unterhalb 50 ppm reduzierbar sein. Darüber hinaus kann ein fermentierbares Material, dessen Konzentration an ungesättigten Fettsäuren unterhalb von 50 ppm lag, dadurch erhalten werden, daß das fermentierbare Material einer Fest-Flüssig-Abtrennung unterzogen wird. In der Mitwirkung von Verzuckerung und Fermentierung zur Herstellung von alkoholischen Getränken, wie beispielsweise das Herstellungsverfahren des japanischen "sake", werden der dampfbehandelte Reis, der Schimmelpilzreis "koji", Hefe und Wasser vermischt und die so erhaltene Mischung gleichzeitig der Verzuckerung und Fermentierung unterzogen. In diesem Fall kann die Phospholipase am Beginn der Verzuckerungsfermentierung (die erste Zugabe an Material) oder nach dieser Zeit, z.B zu der Zeit der zweiten Zugabe des Materials, zugesetzt werden.
- Obwohl die Menge an zugesetzter Phospholipase von den Mengen an Phospholipiden im fermentierbaren Material, der Menge an ungesättigten Fettsäuren, der Natur des Ausgangsmaterials, der Temperatur der Phospholipasewirkung, dem pH-Wert, der Zeit, etc. abhängt, beträgt sie beispielsweise 2,5 bis 26 U/l Maische für die Herstelllung von Kornwhiskey, 2,5 bis 25 U/l Würze für die Herstellung von Bier, 25 bis 50 U/l Maische für die Herstelllung des japanischen "sake", 10 bis 25 U/l Maische für die Herstellung von "shochu". Bei der vorliegenden Erfindung ist die Aktivität der Phospholipase so definiert, daß die Menge an Enzym, das fähig ist, Eigelb-Lysophosphatidylcholin (L P C) bei einer Rate von 1 Mikromol/min bei einem pH-Wert von 5,5 und bei einer Temperatur von 40 ºC zu zersetzen, einer Einheit (U) entspricht.
- Obwohl eine beliebige Phospholipase verwendet werden kann, ist Phospholipase B besonders erwünscht. Als Phospholipase sind diejenigen geeignet, die von Mikroorganismen, wie beispielsweise Aspergillus, Rhizopus, Penicillium, Candida, Corticium, Bacillus erzeugt werden. Obwohl es bevorzugt ist, gereinigte Enzyme als Enzymzubereitungen zu verwenden, können ungereinigte Enzyme ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Qualität des alkoholischen Getränks annehmbar ist.
- Verschiedene Arten von Phospholipaseprodukten sind kommerziel verfügbar und diese können bei der Herstellung von alkoholischen Getränken verwendet werden. Selbst die als "Lipasezubereitung" kommerziel verfügbaren Produkte können ebenfalls verwendet werden, wenn diese Produkte Phospholipase enthalten. Darüber hinaus können auch Kulturen von Mikroorganismen, wie z.B. phospholipasehaltige Produkte, "festes koji" genannt, ebenfalls verwendet werden.
- Nachfolgende wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele genauer erläutert.
- 5,7 kg Gerste wurde gemahlen, der gemahlenen Gerste 26,4 l Wasser zugesetzt und die resultierende Mischung für 30 Minuten bei einer Temperatur von 120 ºC gekocht. Amylase in einer Menge von 2300 U/l und Phospholipase B in einer Menge von 20 U/l wurden zu der vorbereiteten gekochten Gerstemaische zugesetzt und die resultierende Mischung bei einem pH-Wert von 5,5 bei einer Temperatur von 60 ºC verzuckert und durch Filterpapier filtriert. Die Mengen an ungesättigten Fettsäuren im Filtrat wurde gemessen. Die Zugabe von Phospholipase B wurde am Beginn der Verzuckerung oder 2 Stunden nach dem Beginn der Verzuckerung durchgeführt, wobei die Wirkzeiten nach der Zugabe der Phospholipase B innerhalb des Bereichs von 0 bis 4 Stunden ausgewählt wurden. Als Kontrolle wurde ein Experiment gemäß einer Vorgehensweise wie oben durchgeführt, wozu aber keine Phospholipase zugesetzt wurde. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
- A. 5,7 kg Gerste wurde gemahlen und mit 26,4 l Wasser versetzt, wonach die resultierende Dispersion für 30 Minuten bei einer Temperatur von 120 ºC gekocht wurde. Nachdem die gekochte Maische auf eine Temperatur von 60 ºC abgekühlt war, wurde sie mit 70000 U Glucoamylase und 600 U Phospholipase versetzt und die Maische für 120 Minuten bei einer Temperatur von 60 ºC verzuckert.
- 16 l des durch Filtrieren der verzuckerten Maische mit Filterpapier erhaltenen Filtrats wurden mit Hefe versetzt und das Filtrat bei einer Temperatur von 30 ºC für 7 Tage fermentiert, woraufhin es destilliert wurde. Als Kontrolle wurde die gleiche Vorgehensweise ohne Verwendung des Phospholipaseenzyms durchgeführt. Die Änderung in der Menge an Linolsäure (C 18") aufgrund der Vorgehensweise und die Mengen an Estern nach der Destillation wurden durch Gaschromatographie bestimmt, und das in Tabelle 2 angegebene Ergebnis wurden erhalten.
- Darüber hinaus wurde die Menge an Linolsäure (C 18") in der überstehenden Flüssigkeit, erhalten aus der fermentierten Maische unter Verwendung von Zentrifugalabtrennung als einer Fest-Flüssig-Abtrennungstechnik bestimmt und das in Tabelle 2 angegebene Ergebnis wurde erhalten. Tabelle 2
- (*) % basierend auf dem Prozentgehalt von jedem Ester, der als 100 % gesetzt wird, wenn Phospholipase B nicht zugesetzt wurde (Kontrolle).
- B. Die Vorgehensweise bis zur Verzuckerung wurde in gleicher Weise wie in A durchgeführt und die Fest- Flüssig-Abtrennung wurde durch Maschinenfilter anstelle von Filterpapier durchgeführt. Anschließend wurden in gleicher Weise wie in A Fermentation und Destillation durchgeführt, und die Menge an Linolsäure (C 18") im Destillat bestimmt. Das erhaltene Ergebnis ist in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
- Das obige Ergebnis kann mit dem Ergebnis, das erhalten wird, wenn Phospholipase nicht zugefügt wurde, wie in Tabelle 2 angegeben, als Kontrolle verglichen werden.
- C. Das Kochen wurde in gleicher Weise wie in A durchgeführt und dann wurde die gekochte Maische auf eine Temperatur von 60 ºC abgekühlt, wonach 2,5 kg Schimmelgerste als Phospholipasequelle, 10 l Wasser und 1000 U Glucoamylase der gekochten Maische zugesetzt wurden. Die resultierende Mischung wurde verzuckert und dann die Fest-Flüssig-Abtrennung, Fermentierung und Destillation in gleicher Weise wie in A durchgeführt. Das in der folgenden Tabelle 4 angegebene Ergebnis wurde erhalten. Tabelle 4
- Das obige Ergebnis kann mit dem Kontrollergebnis, das erhalten wird, wenn keine Phospholipase zugesetzt wird, wie in Tabelle 2 angegeben, verglichen werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung eines alkoholischen
Getränks, das durch alkoholische Gärung mittels Hefe
erhalten wurde, gekennzeichnet durch die Verwendung
einer Phospholipase, um auf die fermentierbaren
Materialien zu wirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die
Ausgangsmaterialien verzuckert werden und die Phospholipase
vor, während oder nach der Verzuckerung zugesetzt wird,
worin die Phospholipase vor der Fermentierung wirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die
Fermentierung gleichzeitig mit der Verzuckerung des
Ausgangsmaterials auftritt, wobei die Phospholipase vor oder
während des Verzuckerungsfermentationsverfahrens
zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem Zucker im
Ausgangsmaterial fermentiert wird und die Phospholipase
zugesetzt wird, bevor die Fermentierung beginnt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, worin das
Verfahren eine Fest-Flüssig-Abtrennung vor der
Fermentierung einschließt, wenn Phospholipase auf die
fermentierbaren Materialien wirkt.
6. Verfahren nach 1, 2, 3 oder 4, worin das Verfahren
das Destillieren einschließt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das
Ausgangsmaterial wenigstens eines ist, das aus Reis,
Gerste, Weizen, Roggen, Getreide, Mais, Hafer,
Kartoffeln und Süßkartoffel ausgewählt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, worin das
Ausgangsmaterial wenigstens eines ist, das aus Trauben,
Apfel und Zuckerrohr ausgewählt ist.
9. Verwendung von Phospholipase bei einem Verfahren
zur Zubereitung und Fermentierung von Materialien zur
Herstellung eines alkoholischen Getränks, um die
Wirkung von Fettsäuren auf Hefe im
Fermentationsverfahren herabzusetzen.
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