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Viskoses Lupulin und Verfahren zu seiner Herstellung Erfindungsgemäß
wird Lupulin in eine viskose Form umgewandelt, die durch Wärme verflüßigbar ist.
Viskose Lupulinpaste wird gebildet, indem eine Masse von Lupulinzellen (lupulin
glands) eingeschlossen wird und die Zellen durch Extrusion, durch Zerquetschen zwischen
rotierenden Walzen oder durch Abrieb in einem Hochgeschwindigkeitsmischer zum Bersten
gebracht werden. Das viskose Lupulinprodukt kann durch Erhitzen auf 60°C (140°F)
verflüssigt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung
von viskosem Lupulin, das durch Anwendung von Wärme verflussigt werden kann, sowie
ein neues Produkt, das sich beim erfindungsgemäßen Verfahren ergibt.
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Ee ist bereits bekannt, daß die wertvollen Braueigenschaf.
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ten des Hopfens auf den Lupulinzellen bzw. auf dem Lupulinpulver des
Hopfenzapfens beruhen. Lupulinzellen oder Lupulinkerne sind sehr kleine, sichelförmige
Kapseln mit etwa 0,2 mm Durchmesser. Innerhalb der Wand der Lupulinzellen liegen
eingekapselt viele Beßtandteile vor, wozu Harz, Bittersäuren und ätherische Öle
gehören.
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Lupulin als solches ist ein nUtzlicher Brauhiststoff, da es die Möglichkeit
bietet, die wertvollen Braueigenschaften des ganzen Hopfens auf ein relativ kleines
Gewicht und Volumen zu konzentrieren. Im Gegensatz zu Hopfenxtrakten, die durch
Hopfen extraktion mit Lösungsmitteln erhalten worden sind, ist Lupulin ein natürliches
Konzentrat, das aus schließlich durch mechanische Arbeitsweisen erhalten wird und
deshalb von Fremdstoffen, wie Lösungsmittelrückständen, völlig frei ist.
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Eine begrenzte Menge an Lupulin steht al Nebenprodukt bei der Herstellung
von getrocknetem, in Ballen verpacktem Brauereihopfen zur Verfügung, da etwas Lupulin
während des Pflückens der Zapfen von der Rebe sowie während des Trocknens und des
Verpackens des Hopfens in hallen aus den Hopfenzapfen herausgeschüttelt wird. Dieses
Lupulin ist derzeit im Handel erhältlich und hat das Aussehen eines gelben Pulvers.
Die Bezeichnung des Lupulins als "Pulver" ist jedoch nicht völlig korrekt, da jede
Lupulinzelle, wie bereits erwähnt, aus einer Kapsel besteht, in der'sich die ätherischen
Öle und die Geschmackskomponenten befinden.
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Es snd bereits Verfahren zur Abtrennung von Lupulin aue den getrockneten
Hopfenzapfen entwickelt worden, wozu auf die USA-Patentschrift 3 271 162 verwiesen
wird. Gemäß dieser Patentschrift wird Bupulin aus getrocknetem Hopfen isoliert,
indem der Hopfen in einer Stiftmühle zerkleinert und das Lupulin aus dem verworfenen
Pfanzengewebe in einem Turbosieber heraußgesiebt wird.
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Die vorstehend erwähnten Lupulinverfahren sind Jedoch nicht in der
tage, mehrere Probleme zu lösen, die in Hinblick auf die Verwendung von Lupulin
im Brauprozeß vorliegen. Jede kleine Lupulinzelle besitzt eine relativ große Oberfläche.
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Dies hat zur Polge, daß die normale Oxydationseinwirkung die Geschmackseigenschaften
des Lupulins verschlechtert, wenn das Lupulin nicht in einem inerten Gas oder unter
Vakuum verpackt wird.
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Ausserdem erzeugt die Handhabung von Lupulin in der Brauerei eine
bedeutende Menge Staub0 Wenn das Lupulin in den Braukessel gebracht wird, so kann
es tatsächlich durch den Zug, der durch den aus der heftig siedenden Bierwtlrze
austretenden Dampf erzeugt wird, in den Kesselkamin hinaufgezogen werden. Auseerdem
erfolgt die Zugabe von normalem Lupulin zu Brauwürze notwendigerweise im Handbetrieb.
Das normale Lupulin kann nicht gepumpt und eingemessen werden, sondern muß mühsam
gewogen und eingegossen werden.
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Hinzu kommt, daß die enthaltenen Wände der Lupulinzellen in Wasser
oder in siedender Brauwürze nicht leicht löslich sind. Es ist, eine lange Zeitspanne
erforderlich, bis die Zellwände erweichen.und zerstört werden, wodurch die Harze,
Bittersäuren und ätherischen Öle in die Würze freigesetzt werden. Dieser Zeitverlust
verzögert die Inittierung der Reaktion, die die hauptsächlichen Geschmackskomponenten
des
Lupulins (nämlich α-Säuren) eingehen müssen, um die isomerisierten
a-Säuren Iso-α-säuren) zu bilden. Da diese Iaomerisierungsreaktion langsam
vor sich geht, ist wichtig, daß die α-Säuren 80 schnell wie möglich in die
Lösung freigesetzt werden. Wenn dies nicht der Pall ist, wird während der normalen
Kochperiode der Wtlrze eine bedeutend niedrigere Ausbeute an Iso-a-säuren erhalten.
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Erfindungsgemäß werden im Gegensatz zum Stand der Technik die bisher
mit der Verwendung von Lupulin im Brauprozeß verbundenen Probleme vollständig gelöst,
indem die erwähnten Nachteile beseitigt werden.
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Die Lupulinzellen werden in eine viskose Porin umgewandelt, die durch
Zuführung von Wärme verfltlssigbar ist. Viskoses Lupulin wird durch ein Verfahren
hergestellt, gemäß dem man eine Masse von Lupulinzellen in einem begrenzten Raum
einschließt und dann die Zellen durch Extrusion, durch Zerquetschen zwischen rotierenden
Walzen oder durch Abrieb in einem Hochgeschwindigkeitsmischer aufbricht. Die sich
ergebende balbflUssige oder viskose Paste kann durch Erwärmen auf etwa 600C (1400F)
verflüssigt und freifließend gemacht werden.
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Das erfindungsgemäße viskose Lupulin kann in Kanistern, Eimern oder
Fässern verpackt werden. Da der zwischen Lupulein zellen normalerweise vorhandene
Zwiachenraum ertindungsgemäß nicht mehr vorliegt, ist die viskose Masse gegen Oxydation
geschützt. Auch wenn die' Behälter, in denen das viskose Lupulin verpackt wird,
ohne vollständieen Auaschluß von Umgebungsluft verschlossen werden, ist das Luftvolumen
in dem Behälterkopfraum relativ klein, verglichen mit dem Volumen, das in den Zwischenräumen
zwischen Lupulinzellen oder körnern vorliegt. Dies wird durch die Tatsache
bestätigt,
daß die Dichte des zum Platzen gebrachten Lupulins ungefähr zweimal so groß ist
wie die des normalen Lupulins.
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Wenn das zum Platzen gebrachte Lupulin in Kanistern verpackt wird,
kann es in der Brauerei in der gleichen Weise wie Hopfenextrakt verwendet werden,
der durch Lösungsmittelextraktionsmethoden erhalten wird, mit anderen Worten, durch
Durchbohren des Kanisters mit mehreren kleinen Löchern und Einhängen des Kanisters
in den Braukessel, entweder ulber der oder eingetaucht in die siedende Würze. Das
geplatzte viskose Lupulin wird auf diese Weise erwärmt und flieߣähig gemacht und
fließt aus den Löchern in dem Kanister in die siedende Würze. Wenn bevorzugt, kenn
der Deckel oder das Oberteil des Kanisters entfernt werden und der offene Kanister
kann über einem Hahn in dem Empfangabehälter angeordnet werden. Wenn dies geschehen
ist, erweicht der warme Strom der Würze die Lupulinpaste und wäscht sie allmählich
aus dem Kanister heraus.
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In Hinblick auf die Verteilung ist besonders wichtig, daß das geborstene
Lupulin in Bimern oder Fässern verpackt und mit Hilfe eines Pumpsyatems des Typs
verteilt werden kann, wie es in der Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben ist.
Diese Möglichkeit eröffnet den Weg zu einem automatischen System für die Bierhopfung,
das gleichermaßen auf viskoses Lupulin und auf mit Lösungsmittel hergestellte Hopfenextrakte
anwendbar ist.
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Ersichtlicherweise werden durch die vorliegende Erfindung die vom
Stand der Technik nicht bewältigten Probleme vollständig gelöst. Es treten keine
Staubprobleme mehr auf.
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Der Schutz gegen Oxydation ist ungeheuer erleichtert. Die geschmacksgebenden
Bestandteile gehen nunmehr schnell' in
Lösung, da der Zeitverlust
aufgrund des Erweichens und der Zerstörung der Lupulinzellwand beseitigt ist. Ausserdem
kann das erfindungsgemäße geborstene viskose Lupulin in der gleichen Weise wie mit
Lösungsmittel erzeugte Hopfenextrakte verteilt werden, d. h., aus Eimern oder Fässern
mittels eines Pumpsystems. Alternativ kann das viskose Lupulin aus durchlöcherten
Kanistern bzw. Büchsen verteilt werden.
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Aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung werden.
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weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ersichtlich.
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Es gibt, wie bereits erwkhnt, verschiedene Methoden zur Herstellung
von viskosem Lupulin. Einige dieser Arbeitsweisen werden im einzelnen folgendermaßen
durchgeführt: Ein kleiner Extruder wird aus einem Haushaltsnahrungsmittelhacker
hergentellt, indem eine Lochplatte mit einer Vielzahl von Öffnungen mit etwa 0,2
mm Durchmesser angefügt wird. Handelsübliches Lupulin wird durch Rotieren des Schneckenganges
durch die Lochplarre getrieben. Das Material wird zwei Durchläufen des Extrusionsverfahrens
unter worfen. Die mikroskopische Überprüfung zeigt, daß nur ein paar Lupulinzellen
intakt bleiben. Das Produkt nimmt die Form einer viskosen Paste an, die durch Erwärmen
auf 600Q (140°F) in eine freifließende Flüssigkeit umgewandelt werden kann.
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In einem zweiten Beispiel wird handelsübliches Lupulin kontinuierlich
zwischen horizontal angeordnete, rotierende Stahlwalzen eingeführt, die auf einen
Abstand von etwa 0,025 mm eingestellt sind. Das zerquetsohte'Lupulin wird kontinuierlich
von der Unterseite der Walzen mit Hilfe von Rakeln enetfernt. Das sich ergebende
Produkt, eine halbflüssige
Paste, ist im wesentlichen frei von
intakten Lupulinzellen. Das Produkt wird beim Erwärmen eine freifließende Flüssigkeit.
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In einem dritten Versuch werden etwa 200 g handelsübliches Lupulin
in einen Homogenisator vom Mischertyp eingebracht und etwa 15 Minuten lang homogenisiert.
Die mikroskopische Prüfung zeigt wiederum, daß nur ein paar Lupulinzellen intakt
bleiben. Die durch den Abrieb oder die Reibung der Hochgeschwindigkeits-Schneidblltter
erzeugte Wärme erwärmt das Lupulin auf etwa 600C (1400F). Das sich ergebende Produkt
ist ausreichend flüssig zum Gießen.
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Aus diesen Versuchen ist ersichtlich, daß Lupulinzellen durch viele
Mittel aufgebrochen bzw. zum Bersten gebracht werden können, wovon Jedes ein befriedigendes
Ergebnis liefert. Die bevorzugte Arbeitsweise zum Aufbrechen der Zellen in kommerziellem
Msßstab besteht in der Extrusion der Zellen in einem Extruder, der so ausgelegt
ist, daß er ein hohes Ausmaß an Druck und Abrieb erzeugt. Alternativ wird ein annehmbares
Ergebnis erhalten, wenn das Lupulin zwischen rotierenden Walzen zerquetscht wird
oder durch Homogenisierung und Abrieb in einem Hochgeschwindigkeitsmischer.
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Die Viskosität des Produkts liegt normalerweise im Bereich von 1000
bis 100 Centipoise bei einer Temperatur zwischen etwa 60 und 820C (140 und 1800F).
Das Lupulin kann unter 1 Umgebungsluftbed ingungen aufgebrochen werden, wenngleich
es sich als vorteilhaft erwiesen hat, das Lupulin in einer inerten Atmosphäre, wie
N2 oder C02, zu bearbeiten, um weitere Oxydation zu verhindern. Die zur Verflüssigung
des viskosen Lupulins verwendete Temperatur beträgt im allge-V meinen etwa 60°C
(1400P) oder höher und es ist ersichtlich, daß die Erhöhuflg der Temperatur des
Produkts, beispielsweise
bis auf etwa 820C (180°F) seine Pließfähigkeit
erhöht.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Arbeitsweise zur Herstellung
einer offensichtlich aberlegenen Lupulinform im Vergleich mit bereits bekannten
Verfahren. Geborstenes viskoses Lupulin ist staubfrei und unterliegt praktisch keinen
Oxydationsproblemen. Das erfindungsgemäße Produkt geht unmittelbar in Lösung, in
Gegensatz zu dem bedeutenden Zeitverlust, den das Erweichen und die Zerstörung der
Lupulinzellwände mit sich bringt, wenn Verfahren gemäß dem Stand der Technik durchgeführt
werden. Ausserdem kann viskoses Lupulin leicht in der gleichen Weise wie mit Lösungsmittel
erzeugte llopfenextrakte verteilt werden. Das viskose Lupulin kann deshalb in Verbindung
mit Pumpeinrichtungen in einem automatischen System zur Bierhopfung Anwendung finden.
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Aufgrund der vorstehend besohriebenen speziellen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines viskosen Lupulinprodukts
liegen für den Fachmann Variationen auf der Hand, ohne daß dabei der rahmen der
vorliegenden Erfindung verlassen wird.