本发明涉及一种用于制备包含基于麦芽或基于苹果汁的液体和外源组分的饮料的方法。具体地，本发明涉及一种方法，其中第一步骤涉及使发酵饮料经历第一过滤步骤以获得渗透物级分，将该渗透物级分随后经历第二过滤步骤以获得包含发酵饮料的大部分乙醇含量的基础液体，并且随后向该基础液体添加外源组分，从而获得所需的芳香饮料。
背景技术：
啤酒衍生的饮料正在迅速获得更多的关注，因为这些饮料可以允许味道和饮料设计的进一步多样化，但仍然基于由天然发酵工艺获得的乙醇。
生产这种啤酒衍生饮料的关键是获得味道中性的含乙醇基础液体，可以向该基础液体中加入所选的芳香物。该味道中性的含乙醇基料理想地容易和成本有效地生产。
已知从啤酒中获得富含乙醇的级分以用于产生啤酒浓缩物的目的。us4265920和us4532140传授了用于获得可以重构成具有正常醇含量的啤酒的高醇啤酒浓缩物的两步方法。us4265920的方法包括进行第一蒸馏步骤，以将乙醇和挥发性芳香组分与包含其余啤酒组分的渗余物分离，接着进行第二步骤，该第二步骤包括相当昂贵的冷冻浓缩程序以浓缩来自第一步骤的渗余物。最后，将来自步骤1的蒸馏乙醇与来自步骤2的冷冻浓缩的渗余物合并，产生最终的富含乙醇的啤酒浓缩物。另一方面，us4532140的方法在第一步骤中使啤酒经历超滤以获得浓缩的渗余物和渗透物水溶液，该渗透物水溶液随后在第二步骤中经历反渗透以浓缩乙醇和挥发性化合物；最后，将来自步骤2的醇级分与来自步骤1的渗余物一起拉出以获得最终的啤酒浓缩物。
尽管上述方法中的至少一些提供了用于浓缩啤酒(包括啤酒的醇含量)的一般方法，但是这些方法聚焦于尽可能多地保留除了水之外的原始啤酒组分，而不是获得包含大部分原始醇含量并从大多数非挥发性芳香物中纯化而来的液体级分，同时保持高生产量和最小化醇损失。
本发明提供了一种用于生产包含基于麦芽的液体和外源组分的饮料的方法，其中该基于麦芽的液体涉及醇含量为5abv或更高的含天然醇的基于麦芽的液体。本发明的这些和其他优点在后面进行介绍。
技术实现要素：
本发明限定在所附独立权利要求书中。优选的实施例限定在独立权利要求书中。具体地，本发明涉及一种用于制备芳香饮料的方法，该方法包括以下步骤：
a)使发酵饮料(1)经历包括纳滤(a)或超滤的第一过滤步骤以获得渗余物级分(2)和包含醇和挥发性风味组分(3)的渗透物级分；
b)使包含醇和挥发性风味组分的渗透物级分经历包括反渗透的下一过滤步骤，以获得包含至少2abv的基础液体；
c)将来自b)的基础液体与外源芳香物合并，从而获得芳香饮料。
优选地，发酵饮料是啤酒或苹果酒，诸如醇浓度包括在2-16％abv之间、优选在2.5-10％abv之间、最优选在3-8％abv之间的啤酒或苹果酒。在啤酒的情况下，发酵饮料优选为高浓啤酒(highgravitybeer)，高浓啤酒是被定义为原始原麦汁浓度(originalgravity)为14-25°p或甚至更高的啤酒。
步骤a)中的纳滤(a)优选是高压纳滤，高压纳滤被定义为在18至41巴范围内、优选在20至30巴范围内的压力下进行的纳滤。
b)中的第二过滤步骤(b)优选首先包括反渗透，然后进一步包括对在所述反渗透之后获得的含乙醇级分进行至少一项附加处理，所述处理包括蒸馏、分馏或反渗透。
步骤b)中获得的基础液体(4)优选包含在2至20％abv之间。
附图简要说明
为了更全面地理解本发明的性质，参见结合附图所做的以下详细说明，其中：
图1：示出了示意性地示出根据本发明的方法的关键步骤的框图。a-第一浓缩步骤，包括纳滤或超滤；b-第二浓缩步骤，包括反渗透；c-将来自第二浓缩步骤的渗余物与外源芳香物合并。
1-经纳滤的啤酒；2-渗余物；3-渗透物，包含乙醇和挥发性芳香组分；4-基础液体，包含原始存在于发酵饮料中的至少……体积％的醇；5-来自第二浓缩步骤的残留级分；6-芳香饮料；7-外源芳香物。
定义
如本文所用，术语“啤酒”应根据相当广泛的定义来解释：
“用麦芽汁发酵获得、用含淀粉或糖的原料制成、包括啤酒花粉或啤酒花提取物和可饮用水的饮料。除大麦麦芽和小麦麦芽之外，只有以下物质可以考虑用于酿造、与例如小麦麦芽、含淀粉或糖的原料混合，其中以下物质的总量可以不超过含淀粉或糖的原料的总重量的80％、优选40％：
(a)玉米、大米、糖、小麦、大麦以及它们的各种形式。
(b)蔗糖、转化糖、葡萄糖和葡萄糖浆。
尽管根据某些国家法规，并非所有经发酵的基于麦芽的饮料都可以被称为啤酒，但是在本发明的情境中，本发明所用术语“啤酒”和“经发酵的基于麦芽的饮料”是同义词并且可以互换。接下来，如本文所用，术语“重构啤酒”和“重构经发酵的基于麦芽的饮料”应理解为与啤酒在组分方面基本上相同，但通过将溶剂(即水或碳酸水)加入先前制备的啤酒浓缩物获得的饮料。
接下来，如本文所用，术语“苹果酒”应理解为由苹果汁或苹果汁与至多10％的梨汁混合发酵产生的每种酒精饮料。此术语还涵盖通过添加标准苹果酒制造添加剂(诸如酸(柠檬酸或酒石酸)和/或糖)、过滤、冷却，用二氧化碳饱和、巴氏灭菌等而进一步改进的此发酵苹果汁的任何产品，该产品以术语苹果酒商售。
如本文所用，术语“非可过滤的化合物”应理解为是指包含在任何类型的啤酒或苹果酒中、不能穿过纳滤膜的所有不同化合物，即平均尺寸大于150da、180da或200da的啤酒化合物，该平均尺寸是取决于给定纳滤膜的截留分子量保留尺寸(molecularweightretentionsizecut-off)。与包含水、一价和一些二价离子、低分子量醇如乙醇，低分子量酯和许多挥发性风味组分的“可过滤化合物”相反，非可过滤化合物主要包括糖，大部分是多糖；糖醇、多酚、戊聚糖、肽和蛋白质、高分子量醇、高分子量酯、部分多价离子和许多其他主要有机和高度不同的化合物，这些化合物取决于啤酒或苹果酒的类型而变化。由于不同啤酒或苹果酒组成之间的复杂性和差异性，非可过滤的化合物的总体浓度往往被称为(极大简化且不准确的)“糖浓度”或“固体浓度”，并且可以容易地从考虑诸如密度、粘度、啤酒流变学、原始麦芽汁浓度或提取物、实际麦芽汁浓度或提取物、发酵程度(rdf)和/或酒精含量等参数的质量平衡考量来容易地计算。在酿造实践中，通常根据针对所测量的乙醇量的密度校正的密度(实际提取物)测量值来估计非可过滤化合物的浓度，乙醇是密度<1g/cm3的最普遍的化合物并且因此最显著地影响密度测量值。此类测量在本领域中是众所周知的，通常使用标准的啤酒分析系统如antonpaaralcolyzer装置进行，因此任何啤酒酿造技术人员都可以轻易和容易地进行这种测量。
溶解在啤酒中的组分的量也可以表示为所谓的比重(相对密度)或表观比重。第一种比重是用啤酒的密度(每单位体积的重量)除以用作对照物质的水的密度来测量的，而第二种表观比重是用一定体积的啤酒的重量比等体积水的重量来测量的。例如，比重1.050(“50点”)表示该物质比等体积水重5％。水的密度以及因此还有啤酒的密度随温度而变化；因此，对于比重和表观比重两者，样品和参考值的测量是在相同的指定温度和压力条件下进行的。压力几乎总是1大气压，等于101.325kpa，而温度可以不同，具体取决于近似计算啤酒密度的其他系统的选择。此类系统的实例是两个经验量表(empiricalscale)，柏拉图度和白利糖度，它们通常分别在酿酒和葡萄酒行业中使用。两种量表均将溶液的强度表示为糖的质量百分比；一度柏拉图度(简称°p)或一度白利糖度(符号°bx)为溶于100克水中的1克蔗糖。这些单位之间存在的差异主要是因为这两种量表是针对不同温度下的蔗糖溶液发展的，但该差异是无足轻重的，这样使得它们可以事实上可互换地使用。例如，在15.5℃下测得的12度柏拉图度的啤酒具有与在15.5℃下含有以质量计12％蔗糖的水-蔗糖溶液相同的密度，其近似等于12度白利糖度，为与20℃下含有按质量计12％的蔗糖的水-蔗糖溶液相同的密度。柏拉图度和白利糖度量表具有的超过比重的优点在于，它们表示根据可发酵材料的量的密度测量值，这在酿造的早期阶段特别有用。当然，啤酒和麦芽汁都由更多的固体构成而并非仅由蔗糖构成，所以它不是确切的。柏拉图度与比重之间的关系不是线性的，但是好的近似法是1°p等于4“布鲁尔氏点”(4×0.001)；因此12度柏拉图度对应于比重1.048[1+(12×4×.001)]
。术语“原始麦芽汁浓度”或“原始提取物”是指在发酵之前测量的比重，而术语“最终麦芽汁浓度”或“最终提取物”是指在发酵完成时测量的比重。一般来讲，麦芽汁浓度是指啤酒在其发酵各阶段的比重。最初，在酵母产生醇之前，麦芽汁(即啤酒发酵前的麦芽粉)的比重主要取决于蔗糖的量。因此，发酵开始时的原始麦芽汁浓度读数可用于确定以柏拉图度或白利糖度量表表示的糖含量。随着发酵进行，酵母将糖转化为二氧化碳、乙醇、酵母生物质和风味组分。糖量的降低和密度比水明显更低的乙醇的存在增加均有助于降低发酵啤酒的比重。与最终麦芽汁浓度读数相比的原始麦芽汁浓度读数可以用来估计所消耗的糖量，以及因此所产生的乙醇量。例如，对于普通啤酒，原始麦芽汁浓度可以是1.050，并且最终麦芽汁浓度可以是1.010。类似地，知道饮料的原始麦芽汁浓度及其醇量可用于估计发酵过程中消耗的糖量。糖已经发酵成醇的程度用术语“实际发酵程度”或“rdf”表示，并且通常作为原始麦芽汁浓度转化成乙醇和co2的分数给出。啤酒的rdf在理论上指示其甜度，因为啤酒通常具有更多的残留糖，以及因此较低的rdf。
过滤步骤可涉及本领域中认可的各种技术中的任一种，这些技术允许将水从啤酒中部分或实质上分离，并因此使大部分溶解在啤酒中的组分保持为低于初始体积。目前在饮料行业中使用的许多技术都依赖于所谓的膜技术，这些膜技术提供了传统的热处理工艺的更廉价替代，并且涉及在半透膜的帮助下将物质分离成两个级分。包含小于膜孔径的颗粒的级分穿过膜，并且如本文所用被称为“渗透物”或“滤液”。如本文所用，滞留在膜的进料侧上的任何其他物质被称为“渗余物”。
典型的膜过滤系统包括例如压力驱动技术微滤、超滤、纳滤和反渗透。如本文所用，术语“微滤”是指用于滞留粒径为0.1μm至10μm和更大的颗粒的膜过滤技术。通常，微滤是低压过程，一般在0.34至3巴范围内的压力下操作1。微滤允许分离颗粒，诸如酵母、原生动物、大细菌、有机和无机沉积物等。然后，如本文所用，术语“超滤”指的是用于滞留粒径为约0.01μm和更大的颗粒的膜过滤技术。超滤通常滞留分子量大于1000道尔顿的颗粒，诸如大多数病毒、一定大小的蛋白质、核酸、糊精、戊聚糖链等。超滤的典型操作压力在0.48至10巴的范围内。此外，如本文所用，术语“纳滤”应理解为用于滞留粒度为0.001μm至0.01μm和更大的颗粒的膜过滤技术。纳滤能够滞留二价或多价离子，诸如二价盐，以及大于约180道尔顿的的大部分有机化合物，这些有机化合物包括低聚糖和许多风味化合物；同时允许水、乙醇、一价离子和一些有机分子(诸如许多芳族酯)穿过。8至41巴的操作压力对于纳滤是典型的。当纳滤在此范围的上端内的入口压力(从18巴以上)下操作的情况下，如本文所用，其应被称为“高压纳滤”。最后，如本文所用，术语“反渗透”应被理解为是指使用所施加的压力来克服渗透压的高压膜过程。反渗透通常允许滞留粒径为0.00005μm至0.0001μm和更大的颗粒，即几乎所有颗粒和离子物质。分子量大于50道尔顿的物质几乎毫无例外地被滞留下来。操作压力通常在21巴与76巴之间，但在特定的应用中可以高达150巴。
此外，如本文所用，术语“挥发性风味组分”应理解为包含在啤酒中的有助于其复杂的嗅觉特征的任何物质，所述这些物质因其化学性质而具有低于水的沸点。挥发性啤酒风味组分的实例包括但不限于乙醛、正丙醇、乙酸乙酯、异丁醇、异戊醇、乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯以及许多其他物质。
对于本发明，“外源芳香物”定义为并非来源于或源自经发酵并经受根据本发明的方法的浓缩步骤(a)和(b)的发酵饮料的芳香或风味化合物。“外源芳香物”可以是经发酵的发酵饮料中不存在的天然或合成的任何类型芳香或风味化合物，并且还包括向经受发酵后阶段中的浓缩步骤(a)和(b)的发酵饮料中加入的芳香物或风味物。
具体实施方式
本发明涉及一种用于制备芳香饮料的方法，该方法包括以下步骤：
a)使发酵饮料(1)经历包括纳滤(a)或超滤的第一过滤步骤以获得渗余物级分(2)和包含醇和挥发性风味组分(3)的渗透物级分；
b)使包含醇和挥发性香料组分的渗透物级分经历包括反渗透的下一个过滤步骤，以获得包含至少2％abv的基础液体；
c)将来自b)的基础液体与外源芳香物合并，从而获得芳香饮料。
优选地，发酵饮料为啤酒或苹果酒，更优选为具有5abv或更高、更优选8abv或更高的醇含量的贮藏啤酒类啤酒。
图1示意性地示出了根据本发明的用于制备芳香饮料的方法的总体方案。作为第一步骤，啤酒(1)经历穿过充当物理屏障的半透膜的纳滤(a)，以使平均分子量(mw)>150-200da的大多数啤酒组分通过，但为水、大部分乙醇、一价盐和一定量的啤酒风味组分可渗透的。滞留在膜流入侧上的第一级分被称为渗余物(2)并被收集，而包含醇和挥发性风味组分的级分被称为渗透物(3)并被导向第二过滤步骤(b)。根据本发明，第二过滤步骤包括反渗透并且导致来自先前的纳滤步骤(a)的渗透物(3)分离成两个级分：第一级分是包含至少2％abv的基础液体，该基础液体被收集并与外源芳香物(7)共混/混合，从而得到所需的芳香饮料(6)；并且第二级分是大量含水的残留级分(5)，该第二级分循环到第一过滤步骤的入口。所需的芳香饮料(6)现在可以被饮用或根据所需的味道特征和醇含量进一步用水稀释。
通常，经历根据本发明的纳滤(a)的啤酒(1)优选为清啤酒，如贮藏啤酒，该啤酒使用任何常规啤酒澄清技术处理以去除酵母和直径大于0.2μm的大部分其他颗粒。此类技术是标准的并且在啤酒制备领域中众所周知。例如，这些技术包括离心、任选地在离心之后通过例如砂藻土(硅藻土)，或其他类型的标准微滤技术进行过滤。啤酒的醇浓度优选包含在2％abv至16％abv之间，优选在2.5％abv至10％abv之间，最优选在3％abv至8％abv之间。在啤酒的情况下，发酵饮料优选为高浓啤酒，高浓啤酒是被定义为原始麦芽汁浓度为14-25°p或甚至更高的啤酒。
根据上述内容，本发明基于以下发现：啤酒的纳滤，特别是高压纳滤，不仅允许将大部分较大的啤酒风味化合物滞留在渗余物中，而且还提供了到第一渗透物中的醇的良好生产量，从而允许在第二过滤步骤中产生中性啤酒基料。在有利的经济实施例中，纳滤作为多阶段操作进行，其中渗余物从一个阶段向下一个阶段前进，同时变得越来越浓，并且啤酒中的大部分醇被转移到渗透物中。已经观察到，使用在150至200道尔顿范围内或类似的聚合物螺旋膜可以特别地实现这种高浓度可能性。这种膜的实例包括薄膜复合物atf(交替切向过滤，精制工艺公司(refinetechnology))膜，诸如当前可从美国陶氏化学公司(dow)和帕克·多明尼克·汉德公司(parkerdomnickhunter)购得的膜。
在纳滤步骤之后，将渗透物级分进料到第二过滤步骤b)，以进一步去除原始啤酒的味道特征，所述步骤包括反渗透。
在本发明的一个可能的实施例中，本发明方法的步骤b)首先包括反渗透；然后还包括对在所述反渗透之后获得的含乙醇级分的至少一项附加处理，所述处理包括分馏、优选为蒸馏或反渗透。在所述实施例中，首先使含水渗透物(为包含醇和挥发性风味组分的级分)经历包括反渗透的步骤，以获得含有比包含反渗透的步骤之前更高浓度的醇的渗余物级分和残留级分，在此之后所述含醇的渗余物级分进一步经历包括分馏、优选蒸馏或反渗透的至少一个另外的浓缩步骤，以获得包含醇的基础液体和残留级分。
在本发明实施例的进一步发展中，提供了一种方法，其中反渗透是高分辨率反渗透，即在包括在60至120巴范围内的操作压力下和0至12℃的温度下进行的反渗透。