AT510617A1 - Verfahren zur isomerisierung von bitterstoffen im zuge eines brauprozesses - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben, mit welchem es ermöglicht wird, bei separaten Isomerisierungsprozessen von Hopfenbitterstoffen während der Bierbereitung deutlich höhere Isomerisierungsgrade realisieren zu können als dies bisher möglich war. Hierzu wird die zu isomerisierende Mischung nicht nur auf einer Temperatur heißgehalten, sondern durchläuft ein spezielles Temperaturprofil, wobei sie auf mindestens einer weiteren Temperatur, welche niedriger ist als die erste, heißgehalten wird. Durch das Verfahren kann die Bitterstoffausbeute im Brauprozess weiter gesteigert werden.

Description

Verfahren zur Isomerisierung von Bitterstoffen im Zuge eines Brauprozesses

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur separaten Isomerisierung von Hopfenbitterstoffen im Zuge eines Brauprozesses. Die Erfindung befasst sich insbesondere damit, wie im Zuge einer separaten Isomerisierung von Hopfenbitterstoffen deren Isomerisierungsgrad im Gegensatz zu einer einfachen separaten Isomerisierung weiter erhöht werden kann.

Damit Bitterstoffe des Hopfens für den Brauprozess bis hin zum fertigen Bier bereitgestellt werden können, müssen diese in ihre isomerisierte Form überführt werden. Dies liegt daran, dass nahezu alle unisomerisierten Bitterstoffe aufgrund ihrer geringen Polarität eine so niedrige Löslichkeit bei geringen pH-Werten und/oder Temperaturen aufweisen, dass sie im Zuge des pH-Sturzes bei der Gärung - obwohl sie in der heißen Würze gelöst Vorlagen -zwangsläufig wieder bis auf einen geringen löslichen Rest ausfallen und somit verloren sind. Im Zuge der Bierbereitung muss folglich nicht primär auf eine Lösung der Bitterstoffe in der heißen Würze, sondern auf einen hohen Isomerisierungsgrad geachtet werden.

Die Isomerisierungsgeschwindigkeit ist hierbei vor allem von der Temperatur und vom pH-Wert abhängig. Da im Zuge einer Würzekochung aufgrund der Vermeidung einer zu hohen thermischen Belastung der Würze sowohl der Koch- bzw. Heißhaltezeit als auch der Temperatur der Würze Grenzen gesetzt sind, wurden in der Vergangenheit ein Verfahren entwickelt, bei welchem ein Hopfenprodukt separat mit einer geringen Menge eines insbesondere wässrigen Fluides wie Wasser oder Würze versetzt und auf hohe Temperaturen erhitzt wird. Bei den hohen Temperaturen, welche höher sind als die von der restlichen Würze erreichte Temperatur, verläuft die Isomerisierung naturgemäß deutlich schneller, sodass bereits nach kurzer Zeit Isomerisierungsgrade erreicht werden können, die deutlich über denen einer herkömmlichen Würzekochung liegen. Die separat isomerisierte Mischung wird dann der restlichen Würze zugegeben, wo es zur Extraktion der bereits isomerisierten Bitterstoffe kommt. Hierdurch kann die Bitterstoffausbeute im Brauprozess massiv gesteigert werden, wodurch weniger Rohstoff Hopfen eingesetzt werden muss, um identische Bittereinheiten (BE) im fertigen Bier realisieren zu können. Ein solches Verfahren und eine hierzu geeignete Apparatur sind beispielsweise in der DE 10 2007 062 948 beschrieben.

Die Isomerisierung der Bitterstoffe folgt hierbei einer Reaktion 1. Ordnung mit Folgereaktion. D.h., dass die gebildeten isomerisierten Bitterstoffe auch Folgereaktionen unterliegen und somit zu anderen Reaktionsprodukten abgebaut/umgewandelt werden. Es existiert folglich ein Optimum, bei welchem der bei gegebener Temperatur und pH-Wert höchst mögliche Isomerisierungsgrad erreicht ist. Leider ist es hierbei so, dass dieses Optimum umso geringer ausfallt, je höher die Temperatur und somit die Isomerisierungsgeschwindigkeit ist. Hinzu kommt, dass das Plateau des Optimums umso spitzer ausfällt, je höher die Isomerisierungstemperatur ist. Hierdurch wird es immer schwieriger, dieses zu „treffen" und bereits geringe Änderungen in der Temperatur und/oder Isomerisierungszeit dazu führen, dass deutlich geringere Isomerisierungsgrade resultieren, wodurch die Ausbeute naturgemäß stark sinkt. Einer aus prozesstechnischer Sicht gewünschten Reduzierung von Isomerisierungszeiten sind somit auch bei einer separaten Isomerisierung Grenzen gesetzt.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, dass bei Durchlaufen eines bestimmten Temperaturprofils weiter gestiegene Isomerisierungsgrade erzielt werden können, ohne hierbei die Probleme spitzer Optima hinnehmen zu müssen.

Dies wird dadurch erreicht, dass bei der separaten Isomerisierung die Mischung aus dem insbesondere wässrigen Fluid und dem Hopfenprodukt nicht nur auf eine Höchsttemperatur erhitzt und dort heiBgehalten wird, sondern ein Temperaturprofil durchläuft, bei weichem die Mischung in einem ersten Schritt auf eine Temperatur TI (TI > T2} erhitzt und dort für eine Zeit tl heißgehalten wird und danach in einem zweiten Schritt auf eine Temperatur T2 abgekühlt und hier für eine Zeit t2 heißgehalten wird.

Die Erfindung erkennt hierbei in einem ersten Schritt, dass zur Einhaltung kurzer Prozesszeiten unbedingt hohe Temperaturen Tl erforderlich sind, diese jedoch nicht bis zum Erreichen des Plateaus eingehalten werden dürfen.

In einem zweiten Schritt erkennt die Erfindung, dass durch eine Abkühlung der Mischung von der Temperatur Tl auf eine geringere Temperatur T2 vor dem Erreichen des Plateaus bei Tl die Mischung in einen Zustand versetzt wird, in welchem eine - zwar langsamere, aber dennoch - weitergehende Isomerisierung erfolgen kann. Da bei der geringeren Temperatur T2 auch das Plateau flacher ausgebiidet ist, wirken sich Schwankungen in der Zeit t2 und/oder Temperatur T2 auch nicht mehr so stark aus, wie bei der höheren Temperatur Tl.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung beträgt die Temperatur TI über 115 °C, vorzugsweise zwischen 118 und 128 °C. Hierdurch können in nur 10-20 min. Isomerisierungsgrade von über 70 % erreicht werden, ohne das Plateau zu überschreiten.

In einer vorteilhaften Weiterführung beträgt die Temperatur T2 unter 110 °C, vorzugsweise zwischen 98 und 105 “C. Hierdurch ergibt sich ein deutlich flacheres Plateau, jedoch eine immer noch signifikante Isomerisierung.

Aufgrund des flacheren Verlaufes der Isomerisierungskurve ist die Zeit t2, für welche sich die Mischung auf der Temperatur T2 befindet, vorteilhafterweise kürzer als die Zeit tl, für welche sich die Mischung auf der höheren Temperatur Tl befindet.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführung wird die Mischung noch auf mindestens einer weiteren Temperatur T3, welche sich in ihrer Höhe zwischen den Temperaturen Tl und T2 befindet, heißgehalten.

Zur Verdeutlichung der Vorteile wird im Folgenden kurz auf die einzige Figur Bezug genommen:

Figur 1 stellt beispielhaft zwei Isomerisierungskurven bei unterschiedlichen Temperaturen dar. Die durchgezogene Linie gibt hierbei die Kurve für eine Isomerisierungstemperatur Tl von 120 *C wieder, wohingegen die gestrichelte Linie für eine Temperatur T2 von 105 "C steht. Wie der Figur entnommen werden kann, verläuft die Kurve für Tl im Anstieg deutlich steiler als die Kurve für die Temperatur T2, was durch die höhere Isomerisierungsgeschwindigkeit hervorgerufen wird. Aufgrund der höheren Temperatur besitzt sie darüber hinaus ein deutlich steileres Plateau mit einem geringeren Optimum.

Wird nun die Mischung ab der Zeit tO bis zur Zeit tl mit 120°C beaufschlagt, kommt es zu einer schnellen Isomerisierung. Ab Erreichen der Zeit tl - also kurz vor dem Erreichen des Optimums - wird nun die Temperatur auf T2 reduziert, was beispielsweise durch eine Entspannung der Mischung sehr schnell erfolgen kann, so befindet sich die Mischung auf der Kurve für die Temperatur T2 (Punkt P). Wenn die Mischung nun für eine Zeit t2 (beginnend ab dem Punkt P) auf bei dieser Temperatur gehalten wird, wird ein weitergehender Isomerisierungsgrad erreicht, ohne hierbei einen zu starken Abbau in Kauf nehmen zu müssen. Es können somit höhere Isomerisierungsgrade in kurzen Zeiten erreicht werden als bei einer einzelnen Heißhaltephase bei einer vorgegebenen Temperatur. Da die Summe der Zeiten tl und t2 deutlich geringer ausfällt als es bei einem simplen Heißhalten der Mischung bei der Temperatur T2 der Fall wäre, wird durch das Verfahren eine Möglichkeit gegeben, mit niedrigeren Temperaturen vergleichbar hohe Isomerisierungsgrade in deutlich kürzeren Zeiten erreichen zu können, wodurch dieses Verfahren prozesstechnisch optimal eingebunden werden kann.

Claims (4)

1. Verfahren zur separaten Isomerisierung von Bitterstoffen während eines Brauprozesses, wobei ein Hopfenprodukt mit einem insbesondere wässrigen Fluid versetzt und zu einer Isomerisierung der Bitterstoffe erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus dem insbesondere wässrigen Fluid und dem Hopfenprodukt zur Erzielung eines hohen Isomerisierungsgrades nicht nur auf eine Höchsttemperatur erhitzt und dort heißgehalten wird, sondern ein Temperaturprofil durchläuft, bei welchem die Mischung in einem ersten Schritt auf eine Temperatur TI (TI > T2) erhitzt und dort für eine Zeit tl heißgehalten wird und danach in einem zweiten Schritt auf eine Temperatur T2 abgekühlt und hier für eine Zeit t2 heißgehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit tl kleiner der Zeit t2 ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur Tl mindestens 115 °C, vorzugsweise zwischen 118 und 128 'C, und die Temperatur T2 höchstens 110 ° C, vorzugsweise 98 bis 105 C, beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung vor einer Abkühlung auf T2 in einem Zwischenschritt auf die Temperatur T3 (T1>T3>T2) abgekühlt und hier für eine Zeit t3 heißgehalten wird.