WO2008059163A1 - Procede de fabrication de biere - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the field of processes for producing beer and other fermented malt beverages.
- the brewing process includes the following steps, as shown in Figure 1 attached:
- this step aims to transform barley into malt, that is to say a friable grain, having a more developed aroma and containing a larger amount of enzyme.
- Barley is first dried and matured in silo. It is then subjected to a dipping cycle interspersed with periods of aeration. The grains thus loaded with moisture and oxygen will then germinate (this is germination). Under the action of different enzymes, the reserve starch is converted into sugars, the proteins into amino acids and the cell walls are degraded to facilitate the subsequent extraction of the flour. Finally, the barley grains are heated and roasted to dry them and give them their color and aroma (this is the kilning). Enzyme activity is blocked and the resulting malt is stabilized.
- the milling the malt is ground to make flour.
- the racking pasteurized, the beer is conditioned in barrels, in bottles, or in cans.
- Drummond Brewing Co. uses an on-line nitrogen deoxygenation system to reduce the oxygen content from 6.5 / 7 ppm to 0.2 / 0.3 ppm of the water used. to dilute its concentrated beers, as well as for filtration operations (Food Processing, 1993, page 129).
- the first is to work under an oxygen-free atmosphere by inerting with a gas, to avoid any incorporation of oxygen into the mash.
- a gas nitrogen inerting of the vats during mashing and mixing (sky gas), but also during the crushing of the malt, improves the reducing power of the must and consequently the stability of its flavor. It also makes the must a little less colorful (see for example D. G. Taylor et al., MBAA Technical Quaterly, 1992, vol 29).
- the reducing power of a is evaluated by its concentration of anti-radical compounds (such as polyphenols), and is used to predict the stability of the flavor of a beer.
- Deoxygenation of the milling can also be done using the gases.
- Some authors have proposed a new brewing system that reduces oxygen consumption during mashing by combining three factors: the introduction of ingredients from the bottom of the brewing tank, the outgassing of water and the treatment of CO2 grinding to expel oxygen.
- This deoxygenation treatment requires the use of a metal catalyst so that reactions between hydrogen and oxygen can take place.
- the treatment is carried out in such a way that no trace of hydrogen remains in the product.
- For this hydrogen is added stoichiometrically depending on the amount of dissolved oxygen of the water to be treated.
- FR-2 077 044 in the name of Brauerei lnd AG concerns the improvement of beer preservation, by proposing to treat the beer in the form of the finished product by bringing the beverage into contact with metals, if necessary with intervention addition of a hydrogen injection as an "oxygen acceptor".
- the objective of the document is to stabilize the final product by two actions: reduce the oxygen content, and reduce the oxidizing compounds present in the final product.
- FR-1 280 668 in the name of Institut Moreau-Neret which describes the use of hydrogen to stabilize fermentable liquids such as beer in the face of undesired microbial growth, for which it achieves the injection of hydrogen into the finished product.
- the techniques used in the existing literature have the approach of removing dissolved oxygen from the medium in question or simply to set up conventionally an inert gaseous sky ("head space") above of the medium in question.
- One of the objectives of the present invention is then to propose new operating conditions for the manufacture of beer, in particular to improve the sensory characteristics of the product obtained.
- the current techniques of improving the must remove the oxygen present in the water or the atmosphere. But whatever the means used, a small amount of residual oxygen is inevitable.
- the present invention proposes to go further ie to prepare the wort in a reducing medium, that is to say to a redox potential lower than it is when one simply degassed the medium to With the aid of a neutral gas, preferentially a negative redox potential will be introduced, by the use of a reducing gas or gaseous mixture.
- a reducing gas or gaseous mixture The quantity of precursor molecules of the degradation formed during the preparation of the must is thus significantly reduced, which will result in a decrease in the nonenal potential of the must and a better organoleptic stability of the beer during aging.
- a reducing gas mixture for example a gaseous mixture comprising hydrogen
- a reducing gas mixture has the advantage of significantly lowering the oxidation-reduction potential of the medium in question, in proportions much greater than what would be obtained with the aid of a simple gas-free degassing.
- a neutral gas as advocated in the prior art, which is the best brake on any oxidation reaction.
- Such a reducing gas mixture such as an N 2 -H 2 mixture is also sensorially neutral, non-toxic and food-safe unlike many chemical reducers.
- the approach of the present invention goes further since it proposes to act on the redox potential by through an active gas or gas mixture that does not just deoxygenate the mash.
- a reducing gas or a gaseous mixture containing a reducing gas such as hydrogen is injected at one or more places so as to reduce the redox potential of the must significantly as described below.
- the invention therefore proposes to inject a reducing gas or gaseous mixture at one or more stages of the process for producing the beer that intervenes before the step of cooking (or "boiling") the must, the injection making it possible to reach a the redox potential value of the medium considered lower than what would be obtained with a simple degassing of the medium using a neutral gas.
- the method according to the invention may also adopt one or more of the following characteristics: the injection is carried out at the time of mashing, in one or more of the following locations: in the water used for mashing, or in the mash during and / or after mixing the water and malt;
- the injection is carried out during all or part of the stirring step; the injection is carried out in the water used for filtering or washing the grains, so as to keep the redox potential of the wort occurring in the cooking stage at a low level.
- the injected gas is hydrogen or comprises hydrogen
- the injected gas is a mixture of nitrogen and hydrogen
- the injected gas is a mixture of hydrogen and nitrogen containing 4% of hydrogen;
- the treatment gas comprises a reducing gas and a complementary gas selected from argon, helium, carbon dioxide and nitrous oxide and mixtures thereof in all proportions.
- liquid gas contact can be obtained according to one of the processes well known to those skilled in the art such as bubbling through the liquid to be treated using a frit, a membrane or a porous, agitation by a hollow shaft turbine, use of a hydro-injector, ... etc ...
- Inline injections can also be made on various parts of the pipeline of production facilities leading from one station to another of this facility.
- Tepral brewing and filtration tests were conducted to determine the impact of changes in the redox potential of the mash by using gas on:
- the mash (consisting of 57g of fine grist and 200g of water) was subjected to the following temperature rise diagram: 15 minutes at 50 ° C, mounted at 63 ° C (1 ° C / min), 15 minutes at 63 ° C, rise at 75 ° C (1 ° C / min), 15 minutes at 75 ° C. The mash was then filtered and then the grains were washed with
- the malt used was a malt 2 rows spring, type PiIs. Six tests were carried out: two control tests, two tests in nitrogen condition and two tests in nitrogen / hydrogen condition (96/4):
- control tests were carried out without modification of the procedure described above.
- the nitrogen or nitrogen gas / hydrogen gas tests were carried out at the following stage: the gas in question (N 2 and N 2 / H 2 (96/4)) was bubbled into the water which is added to the ground coffee. malt to make the mash ("mashing water).
- the bubbling was carried out using a frit and for 20 minutes. Moreover, after adding the malt mill, the head space of the container containing the grist and the water was swept by the same gas throughout the brewing period, in order to avoid any reincorporation of oxygen into the mixture. mash.
- the nonenal potential of the must obtained was measured as follows: After transformation of the hydroperoxides of the polyunsaturated fatty acids present in trans-2-nonenal by heating under an inert atmosphere, the trans-2-nonenal was extracted with the disulphide of carbon and quantified by gas chromatography with detection by mass spectrometry.
- the method of measurement of free amino nitrogen is to heat the must in the presence of ninhydrin and read the absorbance of the sample at 570 nm compared to a "white" sample of distilled water.
- a slight increase in the free amino nitrogen of the must is observed with the nitrogen and nitrogen / hydrogen conditions relative to the control.
- the determination of the free amino nitrogen of the must provides an estimate of the amino acids and the terminal alpha amino nitrogen of the peptides and proteins.
- the nitrogen and nitrogen / hydrogen conditions thus slightly increased the amount of substrate available for yeast growth during the subsequent fermentation step.
- a 12 ° plato primary density blond beer was produced at a semi-industrial scale of 20hl.
- Nine brews were made from the same malt.
- Three brews were performed for each of the following 3 treatments: 3 control brews (normal brewing), 3 brews with redox potential reduction by nitrogen and 3 brews with redox potential reduction by a mixture of nitrogen and hydrogen (96/4).
- 3 control brews normal brewing
- 3 brews with redox potential reduction by nitrogen 3 brews with redox potential reduction by a mixture of nitrogen and hydrogen (96/4).
- the gas has intervened at different stages (with candles from Federal Mogul):
- the stages of beer making were as follows: elaboration of the maize (300 kg of malt + 950 kg of water + CaCl 2 ), brewing, filtration of the corn and washing of the grains, boiling, seeding, fermentation, storage, filtration and stabilization, bottling, pasteurization.
- Example 1 the modification of the redox potential of the medium according to the invention has made it possible to improve the quality of the must without, however, altering the economic parameters of production of the beer.
- Table 1 Average values of the redox potential obtained.
- Table 2 Mean values of nonenal potential of musts.
- Table 3 Average values of the free amino nitrogen content of musts.
- Table 4 Average values of the redox potential obtained.
- Table 5 Average values of dissolved oxygen levels.
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication de bière comportant notamment une étape de cuisson ou ébullition d'un moût, et se caractérisant en ce qu'à une ou plusieurs étapes intervenant avant ladite étape de cuisson ou ébullition du moût, on injecte dans le milieu de la ou les étapes considérées un gaz ou mélange gazeux réducteur de façon à abaisser le potentiel d'oxydo-réduction du milieu considéré à un niveau inférieur à ce qu'il est lorsque l'on a simplement dégazé le milieu à l'aide d'un gaz neutre.
Description
Procédé de fabrication de bière
L'invention concerne le domaine des procédés de fabrication de la bière et autres boissons fermentées à base de malt.
Typiquement, le procédé brassicole inclut les étapes suivantes, telles que représentées dans la figure 1 ci-jointe :
- Le maltage : cette étape a pour objectif de transformer l'orge en malt, c'est-à-dire en un grain friable, ayant un arôme plus développé et contenant une quantité d'enzyme plus importante. L'orge est d'abord séché puis il mûrit en silo. Il est ensuite soumis à un cycle de trempages entrecoupés de périodes d'aération. Les grains ainsi chargés d'humidité et d'oxygène vont ensuite germer (c'est la germination). Sous l'action de différentes enzymes, l'amidon de réserve est transformé en sucres, les protéines en acides aminés et les parois cellulaires sont dégradées pour faciliter l'extraction ultérieure de la farine. Enfin, les grains d'orge sont chauffés et torréfiés de façon à les sécher et à leur donner leur couleur et leur arôme (c'est le touraillage). L'activité des enzymes est bloquée et le malt ainsi obtenu est stabilisé.
- La mouture : le malt est moulu afin d'en faire de la farine.
- L'empâtage : le malt moulu est mélangé à de l'eau pour former la maische. - Le brassage : cette opération consiste à appliquer un cycle précis de chauffage à la maische sous agitation, dans l'objectif d'en extraire toutes les substances possibles. Les paliers de température permettent à différentes réactions enzymatiques d'avoir lieu : transformation des protéines en acides aminés, décomposition de l'amidon en sucres fermentescibles. - La filtration : la maische est filtrée afin de séparer le moût
(liquide contenant toutes les matières solubles dissoutes dans l'eau au cours du brassage) de la drêche (matières insolubles). Cette dernière est lavée à l'eau chaude pour limiter les pertes.
- La cuisson : lors de cette étape le moût est soumis à une ébullition au cours de laquelle est ajouté du houblon qui donne à la bière son amertume. L'objectif de la cuisson est multiple : stabilisation du moût par
inactivatioπ des enzymes, stérilisation, concentration, coagulation d'une partie des protéines ... La drêche de houblon et le précipité de protéines (« trub ») sont éliminés du moût qui est ensuite refroidi à la température à laquelle aura lieu la fermentation. - La fermentation principale : après aération du moût, celui-ci est ensemencé avec une levure du genre Saccharomyces, qui va, par fermentation, transformer les sucres fermentescibles en alcool et en gaz carbonique.
- La fermentation secondaire ou « garde » : cette étape se déroule à une température proche de 00C pendant une durée qui varie de quelques jours à quelques semaines. La bière jeune va se saturer en dioxyde de carbone, ce qui contribuera très fortement à son caractère moussant. C'est aussi pendant cette phase de maturation que la bière se clarifie et que sa flaveur s'affine. - La filtration : la bière de garde est filtrée de façon à éliminer une grande partie des levures ainsi que toutes les matières en suspension restantes (précipités de polyphénols, protéines, glucides...). Ainsi la bière sera limpide et stable au niveau biologique et colloïdale.
- Le soutirage : pasteurisée, la bière est conditionnée en fûts, en bouteilles, ou encore en canettes.
Durant certaines de ces étapes, on sait qu'il y a un risque d'oxydation de la matière traitée ce qui entraîne une flaveur oxydée qui est négative pour le produit final. Il peut par exemple y avoir oxydation de la maische (mélange de malt concassé et d'eau) au moment du brassage, ou bien oxydation du moût durant l'étape de cuisson. Pendant le brassage proprement dit la littérature indique qu'environ 20mg/L d'oxygène dissous sont absorbés et qu'environ 76mg/L sont absorbés jusqu'à la fin de cuisson du moût.
Actuellement, les brasseurs cherchent à prendre le plus de précautions possibles pour éviter l'oxydation, notamment en évitant l'incorporation d'une quantité importante d'oxygène tout au long du procédé de fabrication de la bière, et plus particulièrement durant les étapes de fabrication
du moût avant l'étape de fermentation afin d'améliorer sa stabilité organoleptique pendant son stockage. Dans ce but par exemple, la société Drummond Brewing Co. utilise un système en ligne de désoxygénation à l'azote pour réduire la teneur en oxygène de 6,5/7 ppm à 0,2/0,3 ppm de l'eau utilisée pour diluer ses bières concentrées, ainsi que pour les opérations de filtration (Food Processing, 1993, page 129).
Mais les brasseurs s'intéressent également aux phases de brassage et cuisson du moût, étapes déterminantes pour la qualité finale de la bière. Plusieurs techniques utilisant des gaz permettent de limiter les phénomènes d'oxydation du moût pendant le brassage.
La première est de travailler sous une atmosphère dépourvue d'oxygène par inertage à l'aide d'un gaz, afin d'éviter toute incorporation d'oxygène dans la maische. Ainsi il a été montré que l'inertage à l'azote des cuves pendant l'empâtage et le brassage (ciel gazeux), mais également pendant le concassage du malt , améliore le pouvoir réducteur du moût et par conséquent la stabilité de sa flaveur. Il rend également le moût un peu moins coloré (voir par exemple D. G. Taylor et al., MBAA Technical Quaterly, 1992, vol. 29). Le pouvoir réducteur d'un moût est évalué par sa concentration en composés anti-radicalaires (comme les polyphénols), et est utilisé pour prévoir la stabilité de la flaveur d'une bière.
De même T. Desrone et al. [Bios, 1981 , vol. 12, n°4) ont montré qu'effectuer un brassage sous CO2 permet d'améliorer les problèmes posés par une dissolution excessive de l'air dans la maische, à savoir une diminution de la filtrabilité du moût, ainsi que de la concentration de ses éléments essentiels à l'étape ultérieure de fermentation (sucre, azote α-aminé, azote total).
Une autre technique proposée par la littérature pour limiter l'oxydation du moût est de dégazer les ingrédients utilisés à l'empâtage, à savoir l'eau et la mouture de malt. Ainsi certains auteurs ont étudié l'influence de la présence d'oxygène pendant le brassage sur la qualité d'un moût et d'une bière. Pour ce faire, de la farine de malt désaérée sous vide et de l'eau bullée à l'azote ou au CO2 ont été mélangées sous atmosphère inerte avant le brassage. Ces traitements, qui permettent l'élimination de l'oxygène au brassage ont réduit le potentiel nonenal (indicateur du risque de vieillissement de la future bière) du
moût filtré, ainsi que le taux de trans-2-nonéπal dans la bière après vieillissement, que celui-ci ait été naturel (3 mois) ou bien accéléré.
La désoxygénation de la mouture peut également être faite à l'aide des gaz. Ainsi certains auteurs ont proposé un nouveau système de brassage qui permet de réduire la consommation d'oxygène pendant l'empâtage en combinant trois facteurs : l'introduction des ingrédients par le bas de la cuve de brassage, le dégazage de l'eau et le traitement de la mouture au CO2 pour en chasser l'oxygène.
Par ailleurs l'Université de Louvain a évalué l'effet d'un bullage d'azote pendant le brassage (Journal of Agήcultural and Food Chemistry, 2002,
Vol. 50, n° 26). Les résultats ont montré qu'une désoxygénation du mélange eau + malt permet de diminuer le potentiel nonénal d'un moût après filtration et après cuisson.
Afin d'être encore plus complet quant à l'analyse de l'art antérieur de ce domaine on peut également signaler les travaux de Sapporo Breweries Ltd. qui propose dans le document JP2000004866 un procédé de fabrication de boissons alcoolisées à base de malt par lequel le pouvoir réducteur est renforcé afin d'augmenter la résistance à l'oxydation du produit fini et donc améliorer le vieillissement de ce dernier. En premier lieu, il est suggéré de réduire la concentration en oxygène dans l'atmosphère sur l'intégralité ou sur une partie des étapes de fabrication. Pour ce faire, il est proposé :
- d'utiliser de l'eau désaérée (par insufflation de CO2, N2 ou encore He) comme eau de trempage lors du concassage du malt par voie humide, comme eau d'humidification en concassage du malt par humidification des grains d'orge ou comme eau de brassage,
- d'inerter à l'aide d'un gaz, tel que CO2, N2 ou He, l'espace de tête des dispositifs implantés sur l'intégralité ou une partie des étapes de brassage, de fermentation, de garde et de filtration/conditionnement. En second lieu, il est suggéré de maîtriser la vitesse d'agitation lors de l'empâtage en la réduisant à la vitesse minimum nécessaire pour assurer le
mélange des ingrédients avec l'eau de brassage, de façon à optimiser le pouvoir réducteur de la maische.
On peut également citer des publications antérieures qui évoquent l'utilisation d'hydrogène : - l'article de F. Spielberger paru dans Brauwelt en 1991 (N° 23, p
975) décrit un procédé de traitement de l'eau de brassage avec de l'hydrogène, dans le but de réduire au maximum la teneur en oxygène dissous de l'eau.
Ce traitement de désoxygénation nécessite l'utilisation d'un catalyseur métallique pour que les réactions entre l'hydrogène et l'oxygène puissent avoir lieu. Afin de ne pas avoir à soumettre l'hydrogène à autorisation selon la législation allemande, le traitement est effectué de telle sorte qu'il ne reste aucune trace d'hydrogène dans le produit. Pour cela l'hydrogène est ajouté de façon stoechiométrique en fonction de la quantité d'oxygène dissous de l'eau à traiter. - le document FR-2 077 044 au nom de Brauerei lnd AG concerne l'amélioration de la conservation de bières, en proposant de traiter la bière sous la forme du produit fini en mettant en contact la boisson avec des métaux, au besoin avec intervention supplémentaire d'une injection d'hydrogène en tant « qu'accepteur d'oxygène ». L'objectif du document vise à stabiliser le produit final par deux actions : diminuer la teneur en oxygène, et réduire les composés oxydants présents dans le produit final.
- on peut enfin citer le document FR-1 280 668 (au nom de François Moreau-Neret) qui décrit l'utilisation d'hydrogène pour stabiliser des liquides fermentescibles tels que la bière face à une prolifération microbienne non voulue, pour cela il réalise l'injection d'hydrogène dans le produit fini.
En résumé, on peut dire que les techniques utilisées dans la littérature existante ont pour approche de chasser l'oxygène dissous du milieu considéré ou encore tout simplement de mettre en place de façon classique un ciel gazeux inerte (« espace de tête ») au dessus du milieu considéré. Un des objectifs de la présente invention est alors de proposer de nouvelles conditions opératoires de fabrication de la bière permettant notamment d'améliorer les caractéristiques sensorielles du produit obtenu. En
effet, les techniques actuelles d'amélioration du moût chassent l'oxygène présent dans l'eau ou l'atmosphère. Mais quel que soit le moyen utilisé, une petite quantité d'oxygène résiduelle est inévitable. La présente invention propose d'aller plus loin i.e de préparer le moût en milieu réducteur, c'est-à-dire à un potentiel d'oxydo-réduction inférieur à ce qu'il est lorsque l'on a simplement dégazé le milieu à l'aide d'un gaz neutre, préférentiellement on instaurera un potentiel redox négatif, ceci par l'utilisation d'un gaz ou mélange gazeux réducteur. La quantité de molécules précurseurs de la dégradation formées pendant la préparation du moût sera ainsi abaissée de manière significative, ce qui se traduira par une baisse du potentiel nonénal du moût et une meilleure stabilité organoleptique de la bière lors de son vieillissement.
Comme on le verra plus en détails ci-dessous, on propose selon la présente invention d'abaisser le potentiel d'oxydoréduction d'au moins un des milieux intervenant dans la chaîne avant cuisson : par exemple de la maische avant brassage, durant le brassage proprement dit, ou encore du moût après filtration et avant cuisson, ceci par injection dans le milieu considéré d'un mélange gazeux réducteur (par exemple un mélange gazeux comportant de l'hydrogène).
L'introduction d'un mélange gazeux réducteur présente l'avantage d'abaisser de manière très significative le potentiel d'oxydoréduction du milieu considéré, dans des proportions bien supérieures à ce qui serait obtenu à l'aide d'un simple dégazage à l'aide d'un gaz neutre comme le préconise l'art antérieur, ce qui est le meilleur frein à toute réaction d'oxydation. Un tel mélange gazeux réducteur tel un mélange N2-H2 est par ailleurs sensoriellement neutre, non toxique et autorisé en alimentaire contrairement à de nombreux réducteurs chimiques.
Ainsi, selon la présente invention, contrairement à l'art antérieur dont l'objectif était, par exemple au travers de l'élimination de l'oxygène dans l'eau et la maische par bullage au CO2 ou encore à l'azote d'éliminer un substrat des réactions d'oxydation enzymatique et non enzymatique conduisant à la réduction du trans-2-nonénal dans la bière, l'approche de la présente invention va plus loin puisqu'elle propose d'agir sur le potentiel redox par
l'intermédiaire d'un gaz ou mélange gazeux actif qui ne se contente pas de désoxygéner la maische. Ainsi on injecte à un ou plusieurs endroits un gaz réducteur ou un mélange gazeux contenant un gaz réducteur tel que de l'hydrogène de manière à abaisser le potentiel redox du moût de manière significative tel que décrit plus loin.
L'invention propose donc d'injecter un gaz ou mélange gazeux réducteur à une ou plusieurs étapes du procédé de fabrication de la bière intervenant avant l'étape de cuisson (ou « ébullition ») du moût, l'injection permettant d'atteindre une valeur de potentiel redox du milieu considéré inférieure à ce qui serait obtenu à l'aide d'un simple dégazage du milieu à l'aide d'un gaz neutre.
Le procédé selon l'invention pourra par ailleurs adopter l'une ou plusieurs de caractéristiques suivantes : - l'injection est effectuée au moment de l'empâtage, en une ou plusieurs des localisations suivantes : dans l'eau servant à l'empâtage, ou dans la maische pendant et/ou après le mélange de l'eau et du malt ;
- l'injection est effectuée pendant tout ou partie de l'étape de brassage ; - l'injection est effectuée dans l'eau servant à la filtration ou au lavage des drêches, de façon à maintenir à un niveau bas le potentiel redox du moût se présentant à l'étape de cuisson.
- on procède de plus à un dégazage de la farine de malt pendant et/ou après la mouture ; - l'injection permet d'atteindre une valeur de potentiel redox du milieu considéré négative.
- le gaz injecté est de l'hydrogène ou comprend de l'hydrogène ;
- le gaz injecté est un mélange d'azote et d'hydrogène ;
- le gaz injecté est un mélange d'hydrogène et d'azote contenant 4% d'hydrogène ;
- le gaz de traitement comprend un gaz réducteur et un gaz complémentaire choisi parmi l'argon, l'hélium, le dioxyde de carbone et le protoxyde d'azote et leurs mélanges en toutes proportions .
On peut préciser que le contact gaz liquide peut être obtenu selon l'un des procédés bien connus de l'homme du métier tel que bullage au travers du liquide à traiter à l'aide d'un fritte, d'une membrane ou d'un poreux, agitation par une turbine à arbre creux, utilisation d'un hydro-injecteur,...etc...
Des injections en ligne peuvent être également réalisées sur diverses parties de canalisation des installations de production menant d'un poste à l'autre de cette installation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Des formes et des modes de réalisation de l'invention sont donnés à titre d'exemples non limitatifs.
Exemple 1 :
Des tests de brassage et de filtration Tepral ont été réalisés dans l'objectif de déterminer l'incidence de modifications du potentiel redox de la maische par l'utilisation de gaz sur :
- l'intensité des réactions d'oxydation lors du brassage, par la mesure du potentiel nonénal du moût,
- les cinétiques et autre paramètres de filtration et de lavage du moût. Pour ce faire, la procédure suivante a été appliquée pour chaque test : la maische (constituée de 57g de mouture fine et de 200g d'eau) a été soumise au diagramme de montée en température suivant : 15 minutes à 50°C, montée à 63°C (1 °C/min), palier de 15 minutes à 63°C, montée à 75°C (1 °C/min), palier de 15 minutes à 75°C. La maische a ensuite été filtrée puis les drêches ont été lavées avec
23OmL d'eau chaude et sous pression d'azote. Le moût ainsi obtenu a ensuite été analysé. Le malt utilisé était un malt 2 rangs printemps, de type PiIs.
Six essais ont été réalisés : deux essais témoin, deux essais en condition azote et deux essais en condition azote/hydrogène (96/4) :
Les essais témoin ont été réalisés sans modification de la procédure précédemment décrite. - les essais de gaz azote ou azote/hydrogène ont été réalisés au stade suivant : on a fait buller le gaz considéré (N2 et N2/H2 (96/4)) dans l'eau qui est ajoutée à la mouture de malt pour fabriquer la maische (« eau d'empâtage).
Le bullage a été effectué à l'aide d'un fritte et pendant 20 minutes. Par ailleurs, après ajout de la mouture de malt, l'espace de tête du récipient contenant la mouture et l'eau a été balayé par le même gaz pendant toute la durée du brassage, afin d'éviter toute réincorporation d'oxygène dans la maische.
Les valeurs de potentiel redox (Eh) des eaux ainsi gazéifiées ont été mesurées avec une sonde Mettler Toledo. De même les valeurs de potentiel redox des maisches issues des mélanges de ces eaux avec le malt ont été enregistrées en continu pendant tout le brassage. Les valeurs de potentiel redox ainsi mesurées ont été ramenées au pH 7 (par des formules bien connues de l'homme du métier comme l'équation de Leistner et Mima qui permet de ramener le Eh d'un milieu de pH = x à sa valeur à pH 7).
Les valeurs moyennes de potentiel redox des eaux utilisées et celles des maisches obtenues sont présentées au tableau 1. a) Mesure du potentiel nonénal
Le potentiel nonénal des moûts obtenus a été mesuré de la façon suivante : Après transformation des hydropéroxydes des acides gras poly- insaturés présents en trans-2-nonénal par chauffage sous atmosphère inerte, le trans-2-nonénal a été extrait par le disulfure de carbone et quantifié par chromatographie gazeuse avec une détection par spectrométrie de masse.
Les valeurs moyennes de potentiel nonénal obtenues sont données dans le tableau 2.
Ces résultats montrent que l'utilisation des gaz selon l'invention permet de diminuer le potentiel nonénal du moût issu du brassage. En effet, on observe que le potentiel nonénal du témoin est supérieur à celui obtenu en
condition azote, lui-même supérieur à celui obtenu en condition azote/hydrogène. Le trans-2-nonénal est responsable de l'apparition du goût de « carton » au cours du vieillissement de la bière. Son seuil de perception est très faible (0,1 ppb). Cette molécule est considéré par l'homme du métier comme le composé indicateur de l'intensité de dégradation de la qualité de la bière par les réactions d'oxydation. La condition azote/hydrogène a donc permis de diviser par deux la valeur du potentiel nonénal du moût. Cette baisse du potentiel oxydant est bénéfique pour la stabilité sensorielle de la bière.
b) Mesure de l'azote aminé libre
La méthode de mesure de l'azote aminé libre consiste à chauffer le moût en présence de la ninhydrine et de lire l'absorbance de l'échantillon à 570 nm par rapport à un échantillon « blanc » d'eau distillée.
Les valeurs moyennes d'azote aminé libre obtenues sont présentées par le tableau 3.
On observe une légère augmentation de l'azote aminé libre du moût avec les conditions azote et azote/hydrogène par rapport au témoin. La détermination de l'azote aminé libre du moût fournit une estimation des acides aminés et de l'azote alpha aminé terminal des peptides et protéines. Les conditions azote et azote/hydrogène ont donc augmenté légèrement la quantité de substrat disponible pour la croissance des levures pendant l'étape ultérieure de fermentation.
c) Autres paramètres mesurés Les autre paramètres mesurés étaient des caractéristiques de filtration et de lavage : vitesse de filtration, vitesse de lavage, rendement de brassage.
Aucune différence n'a été observée sur ces paramètres. La modification du potentiel redox du milieu selon l'invention a donc permis d'améliorer la qualité du moût (baisse du potentiel nonénal, légère augmentation de l'azote aminé libre), sans toutefois altérer les paramètres économiques que sont les vitesses de filtration et de lavage, ainsi que le rendement.
Exemple 2 :
Une bière blonde de densité primitive 12° plato a été produite à une échelle semi-industrielle de 20hl_itres. Neuf brassages ont été effectués à partir d'un même malt. Trois brassages ont été réalisés pour chacun des 3 traitements suivants : 3 brassins témoins (brassage dans les conditions normales), 3 brassins avec réduction du potentiel redox par de l'azote et 3 brassins avec réduction du potentiel redox par un mélange d'azote et d'hydrogène (96/4). Pour cela le gaz est intervenu à différentes étape (à l'aide de bougies de chez Fédéral Mogul) :
- bullage dans l'eau servant à la fabrication de la maïsche, à la filtration de la maïsche et au lavage des drêches,
- bullage dans la maïsche avant le brassage et avant la filtration, - inertage de différentes installations servant aux étapes de brassage, de filtration et lavage, et d'ébullition.
Les étapes de fabrication de la bière étaient les suivantes : élaboration de la maïsche (300 kg de malt + 950 kg d'eau + CaCI2), brassage, filtration de la maïsche et lavage des drêches, ébullition, ensemencement, fermentation, garde, filtration et stabilisation, embouteillage, pasteurisation.
Tout comme dans l'exemple 1 , les valeurs de potentiel redox (Eh) ont été mesurées avec une sonde Mettler Toledo et ramenées à pH 7. Les valeurs de pH ont également été enregistrées avec une sonde Mettler Toledo. Les valeurs d'oxygène dissous ont quant à elle été mesurées avec un analyseur HQ 3Od Flexi (Hach). a) Potentiel redox et oxygène dissous
Les valeurs moyennes de potentiel redox et d'oxygène dissous obtenues sur la maïsche avant brassage sont présentées dans les tableaux 4 et 5. On observe que les valeurs de potentiel redox diminue peu lors du traitement à l'azote qui se contente de chasser l'oxygène. En revanche, un traitement avec un mélange azote/hydrogène abaisse de façon considérable le potentiel redox par rapport au témoin et au traitement à l'azote seul.
Les valeurs d'oxygène dissous sont équivalente entre les 3 conditions. Elles sont relativement faibles dans les 3 cas, certainement du fait de la température de la maïsche qui est à 45°C.
Ces résultats montrent qu'il est possible d'avoir des potentiels redox radicalement différents tout en ayant un même niveau d'oxygène dissous résiduel . b) Mesure du potentiel nonénal
Les valeurs moyennes de potentiel nonénal obtenues sont données dans le tableau 6. Ces résultats montrent tout d'abord que le traitement gazeux, quel qu'il soit, permet de réduire le potentiel nonénal du moût en fin de brassage et de filtration (avant ébullition). A ce stade, la condition azote/hydrogène a eu un effet au moins équivalent à celui de l'azote sur le potentiel nonénal (il faut signaler d'ailleurs qu'une des valeurs obtenues sous azote/hydrogène était tellement faible qu'elle n'a pu être quantifiée).
En revanche, en fin d'ébullition, le potentiel nonénal obtenu avec le traitement réducteur à l'azote/hydrogèπe est très nettement inférieur à ceux obtenus avec les conditions « témoin » et « azote seul ».
Ces résultats montrent donc qu'un traitement réducteur à l'azote/hydrogène permet de diminuer significativement les réactions d'oxydation qui ont lieu lors de la fabrication des moûts destinés à être fermentes. Cet effet étant observé sur des moûts ayant une même concentration initiale en oxygène dissous, il est alors clair que c'est bien la propriété réductrice du gaz qui a été déterminante. Il ne s'est pas agit ici d'un effet dû à une simple désoxygénation.
De plus, tout comme dans l'exemple 1 , la modification du potentiel redox du milieu selon l'invention a permis d'améliorer la qualité du moût sans toutefois altérer les paramètres économiques de production de la bière.
Tableau 1 : Valeurs moyennes des potentiel redox obtenus.
Tableau 2 : Valeurs moyennes de potentiel nonénal des moûts.
Tableau 3 : Valeurs moyennes de la teneur en azote aminé libre des moûts.
Tableau 4 : Valeurs moyennes des potentiel redox obtenus.
Tableau 5 : Valeurs moyennes des teneurs en oxygène dissous.
Tableau 6 : Valeurs moyennes des potentiels nonénal.
* : la mention « < LQ » signifie que la valeur est en dessous de la limite de quantification de la méthode d'analyse.
Claims
1. Procédé de fabrication de bière comportant notamment une étape de cuisson ou ébullition d'un moût , et se caractérisant en ce que à une ou plusieurs étapes intervenant avant ladite étape de cuisson ou ébullition du moût, on injecte dans le milieu de la ou les étapes considérées un gaz ou mélange gazeux réducteur de façon à abaisser le potentiel d'oxydo-réduction du milieu considéré à un niveau inférieur à ce qu'il est lorsque l'on a simplement dégazé le milieu à l'aide d'un gaz neutre.
2. Procédé de fabrication de bière selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le potentiel redox obtenu du fait de l'injection du gaz ou mélangez gazeux réducteur est négatif.
3. Procédé de fabrication de bière selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'injection est effectuée au moment de l'empâtage, en une ou plusieurs combinées des localisations suivantes : dans l'eau servant à l'empâtage, ou dans la maische pendant et/ou après le mélange de l'eau et du malt.
4. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'injection est effectuée pendant tout ou partie de l'étape de brassage.
5. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'injection est effectuée dans l'eau servant à la filtration ou au lavage des drêches, de façon à maintenir à un niveau bas le potentiel redox du moût se présentant à l'étape de cuisson.
6. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on procède de plus à un dégazage de la farine de malt pendant et/ou après la mouture^
7. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz injecté est de l'hydrogène ou comprend de l'hydrogène.
8. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz injecté est un mélange d'azote et d'hydrogène.
9. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le gaz injecté est un mélange d'hydrogène et d'azote contenant 4% d'hydrogène ;
10. Procédé de fabrication de bière selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz injecté comprend un gaz réducteur et un gaz complémentaire choisi parmi l'argon, l'hélium, le dioxyde de carbone et le protoxyde d'azote et leurs mélanges en toutes proportions.
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