DK149570B - Fremgangsmaade til brygning af oel med forbedret stabilitet - Google Patents

Description

i 149570

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til brygning af øl med forbedret stabilitet under anvendelse af en af byg eller bygmalt dannet ekstrakt eller urt.

01 fremstilles sædvanligvis på basis af bygmalt, som dan-5 nes ved "støbning" af byg, dvs. ved udblødning af bygkor nene i vand, og efterfølgende spiring. Ved spiringen dannes forskellige enzymer, som nedbryder carbonhydrater og proteiner i kornet. Den spirede byg, kaldet grønmalt, underkastes en tørring med varm luft, den såkaldte "kølning", 10 hvorved væksten afbrydes, og derefter fjernes spirer og rødder.

Den således dannede malt, eventuelt iblandet forskellige stivelsesholdige produkter, underkastes en mæskning, dvs. en behandling med varmt vand til opløsning af ekstrakt-15 stofferne. Efter fraseparering af de uopløste bestandde le opnås en klar stråfarvet ekstrakt, betegnet urt, som iblandes humle og eventuelt andre stoffer, koges, afkøles og underkastes en gæring med en egnet ølgær, såsom Saccharomyces cerevisiae eller Saccharomyces carlsbergen-20 sis.

Efter gæringsprocessens afslutning er det normalt af overføre øllet til en lagertank, hvor øllet modnes og carbo-niseres, dvs. indstilles på det ønskede indhold af carbondioxid under tryk.

25 01 fremstillet på traditionel måde som ovenfor beskrevet vil have mere eller mindre begrænset stabilitet eller holdbarhed. Øllet vil efter tapning og pasteurisering på flasker eller fade efter nogen tids henstand blive u-klart. I afhængighed af øllets art, lagringstiden og tem-30 peraturen vil der opstå forskellige grader af uklarhed fra et svagt sløret udseende til synlige fnug eller bundfald. Denne ændring af øllet frerøskyndes' ved højere tem 149570 2 peraturer, såsom ved 40-60 °C. Jo længere tid, øllet holder sig klart, desto større kemisk eller kolloidal holdbarhed siges øllet at have.

I tilslutning til den øgede uklarhedsdannelse efter øllets 5 tapning sker der også en forøgelse af øllets kuldeuklar hed, som er den uklarhed, der opstår i øllet, når det efter opbevaring ved temperaturer fra 10-60 °C køles til temperaturer omkring 0 "C i 1 til 2 døgn. Størrelsen af kuldeuklarheden bruges som et mål for øllets kemiske el-10 ler kolloidale holdbarhedj jo mindre kuldeuklarheden er, des større siges øllets holdbarhed at være.

Undertiden angives i bryggerilitteraturen en anden definition for øllets kuldeuklarhed, nemlig differensen mellem øllets uklarhed, målt ved 0 °C, og samme øls uklarhed, 15 målt ved stuetemperatur. Også denne kuldeuklarhed, som ligeledes øges med øllets alder fra tapning, anvendes som et må] for øllets holdbarhed; jo mindre uklarheden er, des større holdbarhed har øllet.

Den normalt forekommende uklarhedsdannelse har en række 20 årsager, men de vigtigste faktorer, der influerer på u- klarhedsdannelsen, er øllets indhold af oxygen, proteiner og polypeptider samt polyphenoler.

Generelt vil proteiner og polypeptider sammen med en række forskellige polyphenoler danne forbindelser, der er 25 uopløselige i øl, og oxygen vil forårsage oxidation og polymerisationen af polyphenoler, således at de udvikler større evne end de monomere forbindelser til at danne u-opløselige forbindelser med proteiner og polypeptider.

Det er almindeligt kendt, at de såkaldte anthocyanoge-30 ner (3,4-flavandioler), der er en gruppe inden for poly- phenolerne, i særlig grad medvirker til uklarhedsdannel- 149570 3 sen. I kemisk henseende hører anthocyanogenerne til fla-vonoiderne, og betegnelsen er indført af Harris og Ricketts 1958, 1959, som angiver formlen: R1

H0 yv K I

W.

OH OH

1 2 hvor R og R kan være enten H, OH eller OCH^.

5 En anden gruppe kemiske forbindelser inden for flavonoi- derne, som også deltager i øllets uklarhedsdannelse, er catechinerne. Formlen for disse forbindelser er: R1 HC, _ ^ £X°a

OH

1 2 hvor R og R kan være enten H, OH eller OCH^.

Byg indeholder sædvanligvis 100-200 mg anthocyanogener 10 og sædvanligvis 100-200 mg catechiner pr. 100 g tørstof.

Det fremgår af flere arbejder fra sidst i 1960-erne, at de monomere anthocyanogener eller catechiner ikke er i 149570 4 stand til at fælde højmolekylære proteiner og dermed danne uklarhed i øl, men at de først må polymeriseres. Dette sker da også i øllet, og de dannede polymeriseringspro- dukter betegnes bi~} tri-, tetra-f]avonoider osv. Hoved-5 parten af anthocyanogenerne findes i byggen i form af bi- flavonoider, dvs. dimere af to catechinmolekyler, som ved hydrolyse danner et molekyle catechin og et molekyle anthocyanidin (Weinges et al. 1969). Sådanne dimere har formlen: jfc "©oTic. m OH ^ ^ 130- 1 2 10 hvor R og R kan være enten H, OH eller OCH^.

Harris og Ricketts indførelse af betegnelsen "anthocyano-gener" blev hurtigt accepteret i bryggerilitteraturen.

Imidlertid betegnede Freudenberg og Weinges 1958 og 1960 den samme gruppe stoffer som "proanthocyarridiner", og 15 denne betegnelse har vundet en vis udbredelse inden for bryggerilitteraturen i de senere år.

De i byggen indeholdte anthocyanogener og catechiner passerer i det væsentlige uforandret gennem maltnings- og brygningsprocessen og optræder i urten. Noget anthocyano-20 gen og catechin kan muligvis udfældes af protein under kogningen af urten og vil derfor blive fjernet, hvis urten filtreres efter kogningen. Typisk indeholder urten 5 1495 70 30-60 mg anthocyanogener og 30-60 mg catechiner pr. liter urt. Frisk fremstillet øl indeholder lignende mængder anthocyanogener og catechiner som urten, dvs. typisk 30-60 mg pr. 1.

5 Det er ønskeligt at fremstille øl med størst mulig hold barhed, dvs. at undgå eller forsinke den normale uklarhedsdannelse. For at opnå dette bestræber man sig på at øllet ikke kommer i berøring med atmosfærisk oxygen under filtrering og tapning. Endvidere søger man at udskil-10 le eller fjerne de stoffer, som forårsager uklarheden, nemlig anthocyanogener og proteiner.

For at uskadeliggøre eller fjerne anthocyanogenerne har man benyttet tilsætningsstoffer af forskellig art. Sådanne tilsætningsstoffer eller stabiliseringsmidler vir-15 ker ved enten at adsorbere eller fælde polyphenoler. Al ternativt kan man stabilisere øllet ved at adsorbere, nedbryde eller fælde øllets proteiner. Eksempler på tilsætningsmidler og kendte metoder til stabilisering af øllet er følgende: 20 1) Proteolytiske enzymer, såsom papain (et kommercielt præparat af denne art forhandles under varebetegnelsen Collupulin), anvendes til nedbrydning af proteiner og derved til at formindske muligheden for dannelse af kolloider mellem proteiner og polyphenoler. Sæd-25 vanligvis benyttes 0,5-3 g enzym pr hl.

2) Garvesyre anvendes til fældning af øllets proteiner, og tilsættes under øllets lagring. Ved fjernelse af bundfaldet reduceres indholdet af for uklarheder ansvarlige komponenter i betydelig grad.

30 3) Uopløseligt polyvinylpolypyrrolidon (PVPP, Polyclar AT) og polyamid (Nylon 66) adsorberer polyphenoler 6 149570 effektivt. Ved denne procedure tilsættes pr. hl øl 7,5 til 25 g polyvinylpolypyrrolidon eller større mængder af Nylon 66 forud for slutfiltreringen. Efter delvis fjernelse af polyphenoler fra øllet har dette mindre 5 tilbøjelighed til at danne kolloid uklarhed.

4) I stedet for at adsorbere polyphenolerne kan man anvende bentonit eller aktiveret silicagel til at absorbere proteinerne. Bentonit udøver en skadelig virkning på skumstabiliteten. Silicagel anvendes i mængder på 10 20-350 g/hl.

5) Kombineret tilsætning af polyvinylpolypyrrolidon og silicagel har en samvirkende, forbedrende indvirkning på den kolloide stabilitet.

De ovennævnte metoder er ufordelagtige derved, at de nød-15 vendiggør særlige operationer og ekstra omkostninger til additiver og til dosering. Endvidere medfører nogle af dem et forringet udbytte af øl og er skadelige for ølkvaliteten.

Det er den almindelige mening blandt fagfolk, at polyphe-20 noler har afgørende betydning for kvaliteten af maltbyg og det deraf fremstillede øl (Trolle, 1960). B. Trolle mente således, at øl uden tanniner smagsmæssigt er uantageligt som øl, hvilket er påvist ved forsøgsbryg af malt uden skaller, hvorved tanninerne, der findes i skallerne, 25 på forhånd fjernes. En tilsvarende opfattelse er udtrykt af Dadic og Van Gheluv/e, 1973 og Dadic, 1974.

Af denne litteratur fremgår det, at det ved forsøg er påvist, at en fjernelse af 90-95?ό af anthocyanogenerne og catechinerne med polyvinylpolypyrrolidon eller Nylon 66 30 fra øllet resulterer i et produkt, der har en fuldstæn dig uacceptabel sodavandslignende aroma og er næsten far- 149570 7 Λ veløst. Selvom det har været kendt, at en fjernelse af anthocyanogener og catechiner er ønskelig for stabilisering af øllet, har man haft den opfattelse, at en sådan fjernelse er skadelig for smagen og aromaen af øllet. Man 5 har derfor ved stabilisering af øllet været henvist til kun at fjerne anthocyanogener og catechiner delvist og i så ringe grad, at der ikke sker en mærkbar forringelse af øllets aroma, farve, smag og øvrige kvalitetsegenskaber.

10 Den foreliggende opfindelse har til formål at forbedre stabiliteten af øl, der er dannet ud fra byg eller bygmalt, uden tilsætning af fældningsmidler eller andre stabiliserende tilsætningsstoffer. Dette har overraskende vist sig muligt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, 15 der er ejendommelig ved, at den til dannelse af ekstrakten eller urten anvendte byg er mutanten ant 13-13 af bygsorten FOMA med deponeringsnummer 1974:1141:2283 i samlingen tilhørende Genetiska Institutionen, Lunds Universitet, Svericfe.

20 Opfindelsen er således baseret på den erkendelse, at en forbedring af stabiliteten har kunnet opnås uden forringelse af øllets kvalitetsegenskaber, når der benyttes den angivne bygsort, som har en genetisk indbygget spærring af anthocyanogensyntesen i byggen.

25 Dette har ikke kunnet forudses, da man har. måttet fryg te, at anthocyanogenerne er nødvendige for at opnå et acceptabelt øl.

Den biosyntetiske syntesevej for flavonoider kan anskueliggøres ved efterfølgende figur: 149570 8

Shikiminsyre \

Phenylalanin 2malonylCo-A j acety! Co-A -f- Kanelsyre C-J5 mellemprodukt -2H ^ Isomerisation

Flavon - Chacon « .... =s=- Flavanon

4-OH

-2H

Flavonol - Fiavanonol ^ Isoflavon (Dihydroflavonol)

Anthocyanin-s — ·~ CFIavenoD

Flavan-3-ol (Catechin) f

Proanthocyanidin I byg kendes nogle få gener, der kontrollerer dannelsen af anthocyanidin og dannelsen af anthocyanidin-derivater, der kaldes anthocyaniner (Nilan, 1904) på et trin mellem det hypotetiske flavenol-mellemprodukt og anthocyaninerne.

5 Analyse af 15 anthocyaninfrie mutanter af byg bekræftede tilstedeværelsen af forgreningen ved det hypotetiske fla-venol-mellemprodukt. 14 af disse mutanter uden anthocyanin havde samme indhold af proanthocyanidiner (anthocyano-gener) som modertypen (vildtypen). En enkelt af mutanter-10 ne, betegnet mutant rub 13 (nu kaldt ant 13-13) var prak tisk taget proanthocyanidin-fri (ved analyse er målt ca.

3 mg proanthocyanidin pr. 100 g tørstof). I mutanten rub-13 (nu ant 13-13)er et tidligt trin af den fælles biokemiske syntesevej, som fører til proanthocyanidiner og 15 anthocyaniner blokeret, medens i de andre anthocyanin-frie mutanter kun er sket en påvirkning af den gren af syntesevejen, som fører til dannelsen af anthocyaniner.

149570 9

Det er nu påvist, at den nævnte bygmutant er et velegnet råmateriale for brygning af øl, der på grund af sit lave eller manglende indhold af anthocyanogener udviser stor stabilitet. Det har endvidere overraskende vist sig, at 5 et sådant øl har en høj kvalitet og i smagsmæssig og aro ma-mæssig henseende svarer til øl produceret af modersorten.

Den beskrevne ant-13-13 blev oprindelig fremstillet af bygsorten Foma, der er isoleret i 1960 og opbevares i 10 den frøkollektion, som opretholdes på Genetisk Institut ved Lunds Universitet og ved Sveriges utsadesforeningen i Svalov, Sverige. Bygmutanten fik betegnelsen anthocy-aninfri 13 med gensymbolet rub 13 og har været opbevaret i denne kollektion siden isoleringen. Bygmutanten er 13 omtalt af Gustafsson et al, 1969, under navnet antho- cyanfri 13 med gensymbolet ex-rubrum 13. Den nævnte bygmutant fik kort før den 15. oktober 1975, der er den foreliggende ansøgnings indleveringsdag, betegnelsen ant 13, nu kaldt ant-13-13, og mutanten er tilgængelig for 20 offentligheden under den officielle registreringsbeteg nelse.nr. 1974:1141:2283.

J

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen illustreres ved hjælp af efterfølgende eksempel, der omhandler parallelle brygningsforsøg, dels med den anthocyanogenfrie mutant, ant 25 13-13, og dels med den beslægtede bygsort Ymer

Af begge bygsorter er fremstillet malt og øl på traditionel måde. Analyser er foretaget på udgangsmaterialet, malten, urten og det færdigbryggede øl. De opnåede resultater fremgår af det efterfølgende eksempel.

ίο 149570

EKSEMPEL

Bygsort ANT-13-13 Ymer

Byg: anthocyanogener mg/100 g tørstof 0 140 catechiner mg/100 g tørstof 1 147

Malt: ekstrakt, finmel, X/tørstof (Plato) 79,6 78,6 anthocyanogener, mg/100 g tørstof 1 110 catechiner mg/100 g tørstof 4 130

Ort: indbrygning % Plato 10,9 10,9 tilsyneladende slutforgæring % 77,0 77,5 anthocyanogener mg/liter 0 73 01: indbrygning % Plato 10,8 10,7 tilsyneladende forgæring % 74 74 anthocyanogener mg/liter 1 57 skumhalveringstid sekunder 99 90 :;-;uftpr· o,8 o,8 flaske ’ ’ tilvækst i kuldeuklarhed efter opbevaring ved 45 °C: 1 uge EBC-enheder 0,2 4,4 4 uger EBC-enheder 0,8 >20 149570 11

ANALYSEMETODIK

Anthocyanogener; M. Dadic: A.S.B.C. Proceedings 1971, 159-170 M. Dadic & N.M. Morrison A.S.B.C. Proceedings 1972, 50-56

Catechiner: se anthocyanogener

Ekstrakt i malt: Analytica-EBC, 3 udg., E 25

Indbrygning af urt\: Analytica-EBC, 3 udg., E 55

Tilsyndeladende slutforgæring af urt: Analytica-EBC, 3 udg., E 58

Indbrygning af øl: Analytica-EBC, 3 udg., E 55

Tilsyneladende forgæring af øl: Analytica-EBC, 3 udg., E 58

Skumhalveringstid: Bioms metode: EBC. Proceedings 1957, 51

Kuldeuklarhed af øl: Tuborgs metode: nytappet øl hensættes 48 timer ved 0 °C} uklarhed måles ved hjælp af Zeiss nefelomet-er, rødt lys, omregning til EBC.-enheder.

Efter øllets opbevaring ved 45 °C

1 henholdsvis 1 og 4 uger, bestemmes kuldeuklarhed, som angivet ovenfor.

Tilvæksten er forskellen mellem værdierne ved de to målinger.

149570 12

LITTERATURHENVISNINGER

ANALYTICA-EBC, Analysis Committee of European Brewery Convention. T.-M. ENARI ed. Schweizerische Brauerei-Rund-schau, 3rd ed. Zurich, (1975).

DADIC, M. Phenolics and beer staling. Technical Quarterly Vol. 11, 140-145 (1974). Master Brewers Association of America .

DADIC, M. and VAN GHELUWE, G.E.A. The role of polyphenols and non-volatils in beer quality. Technical Quarterly Vol.

10 69-73 (1973). Master Brewers Association of America.

FREUDENBERG, K. and WEINGES, K. Systematik und Nomenklatur der Flavonoide. Tetrahedron 8, 336-339 (1960).

GUSTAFSSON, A., HAGBERG, A., LUNDQVIST, U. and PERSSON, G. A proposed system of symbols for the collection of barley mutants at Svalov. Hereditas 62, 409-414 (1969).

HARRIS, G and RICKETTS, R.W. Studies on non-biological hazes of beers III. Isolation of polyphenols and phenolic acids of malt and husk. Journal of the Institute of Brewing, 64, 22-32 (1958).

HARRIS, G. and RICKETTS, R.W. Beer haze - the problem and a solution. European Brewery Convention Proceedings Congress, Rome 1959, 290-302 (1959).

NILAN, R=A. The cytology and genetics of barley 1951-1962. Washington University Press, 1964.

TROLLE, B. Bryggerimæssige betragtninger vedrørende maltbyg. Brygmesteren 2, 45-55 (1960).

WEINGES, K., BAHR, W., EBERT, W., G0RITZ, K. and MARX, H. -rD. Die dimeren Proanthocyanidine. In Fortschritte der Chemie organischer Naturstoffe, Vol. 27. Springer Verlag,

Wien, p. 234-245 (1969).