CN112313322A - 用麦芽和麦芽根制备基于谷物的饮料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于制备基于谷物的饮料的方法，该方法包括：提供麦芽或未发芽的谷物颗粒；捣碎所述麦芽或未发芽的谷物颗粒以溶解其中的可发酵糖，所述捣碎包括：第一步骤，其中将麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于蛋白酶活性和任选的葡聚糖酶活性，第一步骤在温度区间A中进行；随后的第二步骤，其中将麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于β‑淀粉酶活性和α‑淀粉酶活性，第二步骤在抑制第一步骤的蛋白酶活性的温度区间中进行；过滤捣碎的麦芽或未发芽的谷物颗粒以获得麦芽汁；将所述麦芽汁发酵以获得基于麦芽的饮料；其中该方法包括向麦芽汁加入麦芽根，特征在于，在蛋白酶活性被抑制的捣碎过程的第二步骤期间，将所述麦芽根加入到麦芽或未发芽的谷物颗粒。
Description
发明领域
本发明涉及一种用麦芽和麦芽根作为起始材料制备基于谷物的饮料的方法。
发明背景
作为基于麦芽的饮料，啤酒、威士忌、低酒精发酵饮料、非酒精饮料及类似饮料是已知的。在这些饮料中，啤酒和威士忌是由从麦芽得到的麦芽汁产生的。麦芽汁由碾磨的麦芽通过碾磨机并且在捣碎釜(mash kettle)或捣碎桶中将碾磨的麦芽转化成糖(糖化)来产生，所述碾磨的麦芽任选地补充有除麦芽之外的材料，诸如玉米。在糖化之后，将麦芽汁过滤，在生产啤酒的情况下加入啤酒花，并在酿造釜中煮沸。然后使捣碎物在漩涡中沉淀，并且使冷却的冷麦芽汁经历发酵。在威士忌的生产中，将过滤的麦芽汁用酵母发酵，并且然后经历蒸馏和熟化。
例如，在生产作为一种基于麦芽的饮料的啤酒时，通过选择不同种类的起始麦芽和除麦芽之外的材料或改变麦芽汁生产中的捣碎条件、使用的酵母种类、发酵条件等，可以生产具有不同风味、泡沫品质、风味稳定性和混浊稳定性的多种基于麦芽的饮料。目前，已经提供了具有多种风味的基于麦芽的饮料。
尽管作为起始材料的麦芽的品质由大麦的品种和品质以及由制麦条件(maltingcondition)决定，但是改变麦芽本身所呈现的风味的效果是有限的，因为作为起始材料的麦芽通常通过碾磨机被碾磨，并且所得到的麦芽被直接糖化或在糖化之前补充有除麦芽之外的材料诸如玉米。在目前的技术状态中，具有不同风味的多种基于麦芽的饮料的生产依赖于除麦芽之外的材料的选择。为了进一步改变基于麦芽的饮料的风味或改善泡沫品质、风味稳定性和混浊稳定性，有必要更具体地控制作为起始材料的麦芽成分(参见US 9,499,777)。
DE3927315描述了一种酿造啤酒的方法，该方法包括两步捣碎步骤，其中第一步骤允许蛋白水解活性，并且第二步骤抑制蛋白酶。DE'315还公开了在该方法期间可以加入(天然的)泡沫稳定剂。
US3039879描述了一种用于制造麦芽饮料的方法。将过氧化氢和过氧化物酶加入到麦芽汁以增强泡沫稳定性。所述效果经由通过过氧化氢氧化某些有机化合物来获得。过氧化物酶充当催化剂，但在观察到的对泡沫稳定化的效果中，它不是关键因素。
尽管看起来麦芽根在发酵饮料的生产中具有一些有趣的特征，但迄今进行的试验不允许生产以麦芽根作为重要成分并且具有通过使用麦芽根可获得的所认为的有益效果的市场可接受的饮料，所述有益效果诸如增加饮料本体的观赏性和增加泡沫稳定性。
事实上，在目前已知的包括麦芽根作为起始材料的饮料生产过程中，最终产品对氧化的敏感性被认为是一个重要的缺点。
因此，明显的是，对于由麦芽根作为起始材料制备的发酵饮料仍然存在市场和商业需求。
发明概述
本发明通过提供一种用于制备基于谷物的发酵饮料的方法来解决以上问题，该方法包括：
提供麦芽或未发芽的谷物颗粒；
捣碎所述麦芽或未发芽的谷物颗粒以溶解其中的可发酵糖，所述捣碎包括：
第一步骤，其中麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于蛋白酶活性和任选的葡聚糖酶活性，第一步骤在温度区间A中进行；
随后的第二步骤，其中将麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于β-淀粉酶活性和α-淀粉酶活性，第二步骤在抑制第一步骤的蛋白酶活性的温
度区间中进行；
过滤捣碎的麦芽或未发芽的谷物颗粒以获得麦芽汁；
将所述麦芽汁发酵以获得基于麦芽的饮料；
其中该方法包括向麦芽汁加入麦芽根，特征在于，在蛋白酶活性被抑制的捣碎过程的第二步骤期间，将所述麦芽根加入到麦芽或未发芽的谷物颗粒。
或者通过包括以下的方法：
提供麦芽或未发芽的谷物颗粒；
捣碎所述麦芽或未发芽的谷物颗粒以获得可发酵糖的溶液；
提供麦芽根；
通过将麦芽根浸泡在62℃和90℃之间的温度的液体中来制备溶解的蛋白质物质的溶液，允许液体浸渍有麦芽根；
将可发酵糖的溶液和溶解的蛋白质物质的溶液合并以获得麦芽汁，其中合并可以通过在捣碎麦芽或未发芽的谷物颗粒期间加入麦芽根来进行，或者通过将麦芽或未发芽的谷物颗粒与麦芽根分开捣碎并随后合并可发酵糖的溶液和溶解的蛋白质物质的溶液来进行；
将所述麦芽汁发酵以获得基于麦芽的饮料。
附图简述
图1示出通过根据本发明的方法酿造的啤酒相对于对照啤酒的泡沫稳定性；
图2示出对照啤酒和通过根据本发明的方法酿造的啤酒的泡沫品质。
图3示出电泳的结果，以确定对照啤酒和通过根据本发明的方法酿造的啤酒中具有在10kDa-40kDa的范围内的重量的蛋白质物质的存在。
定义
“抑制的蛋白酶活性”被定义为捣碎过程阶段期间其中蛋白酶活性低于在其中蛋白酶活性是期望的捣碎阶段期间获得的最大蛋白酶活性的10％的条件，并且这些条件对于这样的活性是优化的。
描述
本发明涉及从麦芽或潜在的未发芽的谷物颗粒和麦芽根开始，用于制备基于谷物的饮料的方法。据此，麦芽和麦芽根两者均被认为是生产饮料的单独起始材料，并且被单独地处理。
麦芽根是组织学上包括皮壳部分(husk portion)、内皮层部分、胚乳部分、初生茎部分(acrospire portion)和麦芽根部分的干燥的发芽大麦的一部分，并且已知在这些组织部分中诸如淀粉、蛋白质、酶及类似物的组分的含量不同。因此，多种不同风味的基于麦芽的饮料可以通过将这些组织部分分级，检查分级的组织部分的各自的特征，并掺混和组合使用这些材料作为起始材料来获得。
麦芽根通常以按重量计约2％至3％的量包含在干燥的发芽大麦中。蛋白质组分和氨基酸的含量高。淀粉和多酚的含量相对低。麦芽根可以以基于12°P的OG计算的待发酵的饮料的从30g/hl至500g/hl的范围内，优选地50g/hl和180g/hl之间的量使用。
麦芽根从干燥的发芽大麦中获得，所述干燥的发芽大麦通过将大麦浸泡在水中以使其发芽并干燥来产生，麦芽根在将麦芽窑炉干燥之后借助于除根机(deculmer)从麦芽中分离，或者可以在将麦芽窑炉干燥之后从窑的底部收集。收集麦芽根，并且可以按原样使用，或者可以随后在使用前被碾磨。在实施方案中，在完成窑炉干燥阶段之后，从窑的活底(false bottom)收集麦芽根。
将常规的除根的且(部分地)去壳的麦芽作为第二起始材料进行碾磨。碾磨的麦芽随后通过浸渍捣碎过程(infusion mashing process)或煎煮捣碎过程进行捣碎，其中麦芽被润湿并在不同温度经历几次酶促处理，以最终获得可发酵糖的溶液。捣碎通常包括第一步骤，其中将麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于蛋白水解活性和任选的β-葡聚糖酶活性，第一步骤在温度区间A(通常在40℃和55℃之间)中进行。随后，将捣碎物的温度升高到62℃和72℃之间的温度，在该温度，具有蛋白水解活性的酶被抑制，并且α-淀粉酶和β-淀粉酶以最佳或接近最佳的活性运行，以将淀粉分解成可发酵糖。
根据本发明，已经观察到，在将麦芽根加入到麦芽捣碎过程的第一步骤的情况下，在最终饮料中获得相对高浓度的氨基酸和脂肪酸，因此与不加入麦芽根的由常规麦芽制备的啤酒相比，易于发生氧化反应并显示出低泡沫稳定性特性。
然而，当仅将麦芽根加入到麦芽捣碎过程的第二步骤时，观察到最终啤酒的脂肪酸含量低于在捣碎过程早期加入麦芽根时的脂肪酸含量。不受任何理论束缚，据信麦芽根的后期加入部分地阻止了脂肪酸的降解，并且导致脂肪酸从捣碎物中滤出(由于复合物形成)，当脂肪酸降解超过一定水平时，脂肪酸的这样的除去明显不会发生。此外，即使在不使用已知的泡沫稳定性改善剂诸如tetra啤酒花来得到基于麦芽根的啤酒的情况下，与仅用常规的麦芽酿造的啤酒相比，在抑制蛋白酶活性之后将麦芽根加入到捣碎物产生具有合意的感官性质(酒体)和良好的泡沫稳定性性质(如果不是更好的话)的最终饮料。据信泡沫稳定性通过在根据本发明的方法的情况下所观察到的酿造饮料中蛋白质含量的增加，并且特别是10kDa至40kDa的蛋白质级分的增加而改善。
在实施方案中，在酿造期间不加入过氧化氢。
在几次测试期间，发现泡沫半衰期超过200秒的泡沫稳定性(Nibem测试)是可实现的。
在另一种或另外的实施方案中，在通过上文提及的方法获得的啤酒中观察到FAN(游离氨基酸)的增加。游离氨基氮(Fan)被定义为麦芽汁中各个氨基酸、铵离子和小肽(二肽和三肽)的总和。FAN是这些营养物的重要的通用量度，这些营养物构成啤酒发酵期间酵母可以吸纳的氮。在实施方案中，与常规地酿造的啤酒相比，在通过加入麦芽根或麦芽根提取物酿造的啤酒中获得在5％至25％，优选地5％至15％之间的FAN的增加。这允许补偿FAN的一些缺损，同时仍然保持发酵的良好性能。
当将麦芽根浸泡在液体(诸如水、过滤的捣碎物或麦芽汁)中，以将液体浸渍有麦芽根以便获得提取物时，对麦芽根的相同有益效果被预期。这优选地在62℃或更高的升高的温度进行，以避免麦芽根中存在的脂肪酸或脂质的氧化，并且以促进蛋白质物质从根转移到液体。在浸渍之后，优选地过滤液体以除去固体和凝固的蛋白质，之后包含溶解的蛋白质物质的过滤的液体可以与麦芽捣碎物混合，或者可以与麦芽捣碎物混合并随后过滤以获得可发酵的麦芽汁。
虽然蛋白质的确切性质迄今是未知的，但蛋白质级分的结构和/或尺寸被认为有助于所得到的啤酒的泡沫稳定性。有助于泡沫稳定性的蛋白质不是蛋白酶，诸如例如过氧化物酶，因为后者由于在捣碎过程期间使用的高温而变性和失活。已知的是，大麦过氧化物酶的活性在较高温度被抑制。Pliet等人,2012(Plant Signal.Behav.)报道了50％的大麦过氧化物酶活性在52℃被抑制。
因此，本发明还涉及来自根，优选地来自根窑(rootlet kiln)的底部的根提取物、裂解物或纯化的蛋白质级分，它们可以用于增强啤酒的泡沫稳定性。所述根提取物或裂解物富含10kDa至40kDa的蛋白质级分。
本发明同样涉及经由如上文描述的方法可获得的饮料。
在实施方案中，所述饮料具有200秒或更长的泡沫半衰期(Nibem测试)。在另外的实施方案中，所述饮料是啤酒或类似啤酒的饮料或威士忌或类似威士忌的饮料。
在另一种或另外的实施方案中，所述饮料包含从麦芽根获得的10kDa至40kDa的蛋白质级分。在实施方案中，所述饮料中的所述蛋白质级分以0.01％和0.5％之间存在。在实施方案中，所述饮料不包含过氧化氢酶。
本发明同样涉及一种通过将麦芽根加入到如上文描述的酿造过程来增加FAN的方法。在实施方案中，本发明同样涉及一种饮料，诸如具有增加的FAN水平的啤酒，与不通过加入麦芽根或麦芽根提取物酿造的对照啤酒相比，所述FAN水平增加5％至25％，优选地5％至15％之间。
实施例
实施例1
在第一实施例中，从相同的麦芽开始酿造三个批次的啤酒。对于所有批次，麦芽都以传统的循环被捣碎，从52℃的第一捣碎步骤开始，允许蛋白酶和β-葡聚糖酶溶解麦芽中的淀粉并分解蛋白质。在步骤1之后，捣碎物的温度升高到62℃，其中蛋白酶和葡聚糖酶被抑制。在捣碎物的温度处于62℃时，将碾磨的或未碾磨的麦芽根(对于14.5°P的OG为110g/hL或者以12°P的OG的最终啤酒的91g/hL)加入到三个批次中的一个批次，并且以相同方式对所有三个批次继续进行捣碎。
在捣碎结束时，将捣碎物过滤并随后煮沸以获得调节至14,5°P的三个批次的麦芽汁。将所有批次用酿酒酵母(Saccharomyces pastorianus)接种并发酵至完全稀释，随后进行熟化循环。将含有麦芽根的批次和一个对照批次装入瓶中，而在装入瓶中之前向第三批次加入tetra啤酒花作为通常已知的泡沫稳定剂。
随后将来自所有三个批次的啤酒分配在玻璃中，并测量泡沫稳定性。如从图1中可以推断的，包含麦芽根的批次的泡沫稳定性优于对照批次和用tetra啤酒花制备的批次。事实上，对于通过加入麦芽根酿造的啤酒，测量到约238秒半衰期(泡沫塌陷至其原始高度的一半之前经过的时间)的泡沫稳定性。除了改善的泡沫稳定性之外，泡沫的视觉控制(图2)显示出用麦芽根制备的批次的泡沫品质在光滑度和丝滑度方面是优异的。
因为泡沫稳定性被认为与10kDa-40kDa之间的蛋白质物质的含量相关，所以对对照的最终啤酒和通过加入麦芽根酿造的啤酒进行电泳(图3)。图3示出装载有通过加入根酿造的啤酒和不加入所述根或稳定剂酿造的啤酒(对照)的SDS蛋白质凝胶。强的蛋白质带在约40kDa是可见的，下方是较小的带(不太可见)。如可以看出的，与对照相比，含有麦芽根的啤酒确实具有较高的40kDA蛋白质物质含量。这种蛋白质物质不是过氧化物酶，因为后者的活性由于在捣碎过程中使用的高温而被抑制。据信蛋白质或蛋白质级分的结构和/或尺寸有助于泡沫稳定性的稳定化。
除了更好的泡沫稳定性之外，在包含麦芽根的批次中观察到相比于对照批次和用tetra啤酒花制备的批次(对照为150mg/L，而根批次为175mg/L)15％的FAN的增加。
Claims (16)
1.一种用于制备基于谷物的饮料的方法，所述方法包括：
提供麦芽或未发芽的谷物颗粒；
捣碎所述麦芽或未发芽的谷物颗粒以溶解其中的可发酵糖，所述捣碎包括：
第一步骤，其中将所述麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于蛋白酶活性和任选的葡聚糖酶活性，所述第一步骤在温度区间A中进行；
随后的第二步骤，其中将所述麦芽或未发芽的谷物颗粒暴露于β-淀粉酶活性和α-淀粉酶活性，所述第二步骤在抑制所述第一步骤的所述蛋白酶活性的温度区间中进行；
过滤捣碎的麦芽或未发芽的谷物颗粒以获得麦芽汁；
将所述麦芽汁发酵以获得所述基于麦芽的饮料；
其中所述方法包括向所述麦芽汁加入麦芽根，特征在于，在蛋白酶活性被抑制的捣碎过程的第二步骤期间，将所述麦芽根加入到所述麦芽或未发芽的谷物颗粒。
2.一种用于制备基于谷物的饮料的方法，所述方法包括：
提供麦芽或未发芽的谷物颗粒；
捣碎所述麦芽或未发芽的谷物颗粒以获得可发酵糖的溶液；
提供麦芽根；
通过将所述麦芽根浸泡在62℃和90℃之间的温度的液体中来制备溶解的蛋白质物质的溶液，允许所述液体浸渍有所述麦芽根；
将所述可发酵糖的溶液和所述溶解的蛋白质物质的溶液合并以获得麦芽汁，
将所述麦芽汁发酵以获得所述基于麦芽的饮料。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，包括过滤捣碎物和/或溶解的蛋白质物质。
4.根据权利要求2所述的方法，其中浸泡所述麦芽根的所述液体是未过滤的捣碎物、水或麦芽汁。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在将所述麦芽窑炉干燥之后从所述麦芽中分离所述麦芽根。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，在所述饮料的制备期间或之后不加入tetra啤酒花和/或聚丙二醇藻酸盐。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用基于12°P的OG计算的以从待酿造的饮料的30g/hl至500g/hl的范围内的量的麦芽根。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用基于12°P的OG计算的以从待酿造的饮料的50g/hl至180g/hl的范围内的量的麦芽根。
9.一种通过根据权利要求1-8中任一项所述的方法可获得的饮料。
10.根据权利要求9所述的饮料，具有200秒或更长的泡沫半衰期(Nibem测试)。
11.根据权利要求9或10所述的饮料，其是啤酒或类似啤酒的饮料或威士忌或类似威士忌的饮料。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的饮料，其中所述饮料包含从麦芽根获得的10kDa至40kDa的蛋白质级分。
13.麦芽根提取物或裂解物用于增强啤酒的泡沫稳定性的用途。
14.根据权利要求13所述的用途，其中所述麦芽根提取物或裂解物富含10kDa至40kDa的蛋白质级分。
15.用于酿造啤酒的方法，所述方法包括捣碎步骤，特征在于，在所述捣碎期间，将麦芽根加入到所述麦芽或未发芽的谷物颗粒。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述捣碎步骤是两步过程，并且所述麦芽根在蛋白酶活性被抑制的捣碎过程的第二步骤期间被加入。
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