Brevet FR2610004A1 — publié le 19880729

La présente invention a pour objet un proce- dé de pré-isomérlsation du houblon notamment pour la préparation d'une bière ou d'une boisson analogue. On sait que la bière est généralement prépa- rée à partir du malt, c'est-à-dire d'orge germée, à partir duquel on prépare un moût sucré dans un traite- ment dit de brassage, ce moût est ensuite soumis, après refroidissement, à une opération de fermentation en présence de levures pour l'obtention d'une boisson alcoolisée. Le malt est d'abord concassé dans un mou- lin et la farine obtenue est mélangée avec de l'eau dans un hydrateur pour l'opération d'empâtage. La so- lution obtenue est ensuite envoyée dans une cuve dite cuve matière dans laquelle se produit la saccharifica- tion de l'amidon. Le moût sucré ainsi obtenu subit ensuite des opérations successives de filtration, de cuisson et de houblonnage. Le houblon est donc un additif traditionnel en brasserie qui, ajouté au moût sucre, donne à la bière notamment ses caractéristiques gustatives et dé- saltérantes par son pouvoir amérisant. Or, pour être efficace, le houblon doit su- bir, avant son utilisation, une isomérisation de ses principes actifs. Les conditions d'isomérisation de ses principes actifs et d'épuisement du houblon dans une salle à brasser conventionnelle, destiné à produi- re du moût de brasserie, sont particulièrement mauvai- ses. En effet, le bas pH du moût, le pouvoir ab- sorbant du trouble, entre autres facteurs, limitent la transformation de cette matière première et font appa- raître un rendement de houblonnage particulièrement mauvais, de l'ordre de 20 à 30 %, ce rendement est d'autant plus fort que le houblonnage est faible. Par ailleurs, la chimie du houblon est ex- cesslvement complexe et parmi les parties du houblon utiles en brasserie, on distingue principalement les huiles essentielles, les résines, les cires, les li- pides et les tanins. Les huiles essentielles sont constituées par une fraction de la lupuline distallable à la vapeur et non miscible à l'eau, et qui est un mélange complexe d'hydrocarbures et de composés oxygénés. Les résines et les huiles essentielles 3ouent, dans la bière, le rôle aromatisant et dans les résines on distingue deux acides qui confèrent au hou- blon son pouvoir d'amertume et son pouvoir antisepti- que, ce sont l'humulone et le lupulone. Au cours du traitement du houblon, ii faut tenir compte du fait que les huiles essentielles sont volatiles, c'est-à-dire qu'il faut éviter de laisser cuire le houblon trop longtemps. Quant aux résines amères, elles ont, au contraire, besoin d'une ébullition assez longue, de l'ordre d'une heure, pour se solubiliser de façon stable après polymérisation. D'autre part, l'ébullition augmente aussi la coloration de la bière; ceci est dû partiellement à la transformation des sucres en caramel et partielle- ment à l'oxydation du tanin du houblon. De plus, le houblon est une matière première chère et on a tout intérêt à l'utiliser dans des conditions optimum d'épuisement. C'est pourquoi, à ce jour, un certain nombre de méthodes de prétransformation du houblon, avant son utilisation au brassage dans le but d'améliorer le rendement ont été développées. Ces méthodes mettent en oeuvre des artifices chimiques que tous les pays pro- ducteurs de bière n'autorisent pas. Jusqu'à présent, les techniques d'isomérisa- tion utilisent la conversion d'une solution d'alcali. Mais, l'alcali et la température amènent un changement dans la composition du houblon. Cette isomérisation a un rendement au plus de 80 %, car une proportion des acides iso-alpha est hydrolysée en acides humuliniques non amères. Un des problèmes avec le houblon isomérisé est leur stabilité car, l'isomérisation est sensible aux variations de température, de pH, et de la composition du milieu. L'addition d'extraits isomérisés des hou- blons à la bière filtrée n'est généralement pas prati- quée d'une manière commerciale, car ajoutés de cette manière, ils ont tendance à augmenter le trouble dans la bière. Toutefois, il est évident que plus on ajoute tard ce houblon dans le procédé de préparation de la bière, plus le rendement est élevé. Généralement, le houblon isomérisé est dilué dans l'eau et comme il faut un certain temps pour que cela se dilue dans la bière, on ajoute ce produit au début de la période de garde et non pas à la fin. Pour favoriser cette dilution, on ajoute le houblon isomé- risé à la bière dans un état turbulent, c'est-à-dire dans une conduite ou une pompe. La majeure partie des pertes' de houblon se produisant en fermentation, il est donc préférable d'ajouter les extraits isomérisés avec leur sel alcalin après la fermentation, soit juste avant, soit juste après la filtration. Mais le principal défaut de la bière utili- sant cette sorte de houblon est le moussage exagéré. Afin de remédier aux inconvénients précités, la présente invention a pour but de fournir un procédé de pré-isomérisation des principes actifs du houblon permettant d'améliorer de manière significative le rendement de houblonnage, tout en obtenant-un produit de qualité. L'invention a donc pour objet un procédé de pré-isomérlsation du houblon notamment pour la prépa- ration d'une bière ou d'une boisson analogue obtenue à partir de malt uniquement ou à partir de malt et d'au moins une céréale de substitution dans une ligne de préparation comprenant une opération d'obtention d'un moût sucré et une opération de fermentation dudit moût en présence de levures, caractérisé en ce que la pré- isomérisation est réalisée par cuisson-extrusion du houblon à une température inférieure à 120'C par pas- sage en continu dudit houblon préalablement séché et pressé dans un culseur-extrudeur à au moins deux vis, avec une quantité d'eau inférieure à 50 % en poids, le houblon extrudé étant ensuite mélangé au moût sucré dans la ligne de préparation de la boisson. Selon une autre caractéristique de l'lnven- tion, la quantité d'eau introduite avec le houblon dans le cuiseurextrudeur est comprise entre 35 et 50% en poids et l'eau a un pH compris entre 7 et 9. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la quantité d'eau introduite avec le hou- blon dans le cuiseur-extrudeur est comprise entre 20 et 35 % en poids et l'eau a un pH compris entre 9 et 11. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un schéma d'ensemble d'une installation traditionnelle de préparation de la bière et comprenant un cuiseur-extrudeur pour la pré-isomé- risation du houblon selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe axiale du cuiseur-extrudeur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est un schéma d'ensemble d'une installation semitraditionnelle de préparation de la bière comprenant un cuiseur-extrudeur pour la pré-iso- mérisation du houblon selon l'invention; - la figure 5 est un schéma d'ensemble d'une variante de l'installation semi-traditionnelle de la figure 4. Sur la figure 1, on a représenté schématl- quement l'ensemble d'une installation traditionnelle de préparation de la bière à partir uniquement de malt. La ligne de préparation comprend, à partir d'un silo 1 de stockage du malt, un concasseur 2 et un appareil 3 de pré-empAtage, appelé aussi hydrateur, dans lequel on réalise une pâte par mélange de la fa- rine de malt avec une quantité déterminée d'eau 4. La pâte ainsi préparée passe ensuite dans un filtre 5 puis est envoyée dans un dispositif de saccharifica- tion 6 constitué d'une cuve appelée chaudière à moût. Dans cette chaudière à moût, la pâte est soumise à un brassage et on réalise un chauffage par palier pour effectuer dans de bonnes conditions les différentes étapes du traitement de saccharification. D'autre part, on ajoute dans la chaudière à moût 6, en même temps que la pâte préalablement prépa- rée, le houblon pré-isomérisé selon le procédé de l'invention dans un cuiseur-extrudeur 20 qui sera dé- crit ultérieurement. Ensuite, le moût apres cuisson et mélange avec le houblon extrudé passe dans un séparateur 7, puis dans un dispositif de refroidissement 8, avant d'être introduit dans une cuve de fermentation 9 pour l'obtention d'une boisson alcoolisée. En effet, c'est au cours de la fermentation, sous l'influence des le- vures 10, introduites dans la cuve de fermentation 9, que l'alcool apparaît résultant de la transformation des sucres fermentessibles contenus dans le moût re- froidi. A la sortie de la cuve de fermentation 9, la bière ainsi préparée passe dans un filtre 11 pour éli- miner le trouble, puis la bière est conditionnée dans des fûts ou mise en bouteilles. Comme indiqué précédemment, le houblon, avant son introduction dans la chaudière à moût 6, est pré-isomérisé dans un cuiseur-extrudeur 20 représenté plus en détail sur les figures 2 et 3. Le cuiseur-extrudeur 20 comprend deux vis 21a et 21b entrainées en rotation autour de leurs axes à l'intérieur d'une enceinte allongée formant un four- reau 22 qui les enveloppe. Le fourreau est muni d'un orifice 23 placé à l'une de ses extrémités à sa partie supérieure et il est ouvert à son autre extrémité de telle sorte que la matière introduite en amont par l'orifice 23 et entrainée par la rotation des vis puisse être évacuée à l'extrémité aval. Les vis 21a et 21b sont munies de filets ou autres organes périphériques qui engrènent l'un dans l'autre et la paroi interne du fourreau 23 forme deux lobes cylindriques sécants, de diamètre intérieur lé- gèrement supérieur au diamètre extérieur des filets ou des organes périphériques. Ces filets sont imbriqués les uns dans les autres et, dans l'exemple représenté, les deux vis 21a et 21b sont entraînées en rotation dans le même sens de telle sorte que les filets sont identiques et simplement décalés l'un par rapport à l'autre. Les vis 21a et 21b sont constituées avanta- geusement d'arbres cannelés sur lesquels sont empilés des tronçons de vis constitués de manchons dont la partie intérieure est munie de cannelures correspon- dant à celles de l'arbre et dont la partie extérieure est munie de filets à pas variés ou autres organes pé- riphériques de traitement et de transport. On peut disposer d'un assez grand nombre de tronçons permet- tant de faire varier le pas, la profondeur et le nom- bre des filets ainsi que la longueur de chaque zone. Le cuiseur-extrudeur 20 est donc constitué de plusieurs zones successives correspondant chacune à une fonction particulière. On distingue ainsi- une zone A d'entraînement vers l'aval, puis une zone B de compression progressi- ve, puis une zone C de malaxage, une zone D de cisail- lage et de contre-pression et enfin une zone E d'éva- cuation de la matière traitée. Dans la première zone A, les vis 21a et 21b sont munies de filets 24 à pas direct qui transportent la matière introduite par l'orifice 23. Dans la seconde zone B de compression pro- gressive, les vis 21a et 21b sont munies de filets 25 à pas resserré. La zone B est suivie d'une zone C de malaxa- ge constituée de disques malaxeurs 26 formés de dis- ques circulaires juxtaposés dont les centres sont dé- calés angulairement de façon à suivre une ligne tour- nante en hélice autour de l'axe de la vis. Dans la zone C, les vis 21a et 21b Sont mu- nles de filets 25 à pas inversé dans lesquelles sont ménagées des ouvertures 28 (figure 3) qui s'étendent radialement depuis l'arbre de chaque vis jusqu'aà la périphérie du filet et sont en outre réparties régu- lièrement autour de l'axe. Les vis 21a et 21b sont calées de façon que deux ouvertures 28 viennent pério- diquement en coïncidence dans la zone centrale d'en- traînement. On contrôle de la sorte le passage à débit contrôlé de matière vers l'aval, ce qui détermine un freinage dans cette zone et de ce fait une compression en amont en augmentant ainsi les effets de laminage. Enfin, la zone E d'évacuation comporte au moins une filière 29 placée à l'extrémité aval du fourreau 22. Le long du fourreau 22 sont placés des moyens de chauffage et de régulation de la matière traitée qui s'étendent dans les zones B, C et D. Le houblon, préalablement séché et pressé, est introduit par l'orifice 23 à l'extrémité amont du cuiseur-extrudeur avec une quantité d'eau déterminée et ayant un pH également déterminé. Dans la zone de transport A, le houblon se mélange à l'eau et forme ainsi une pâte qui se com- prime peu à peu dans la zone B à pas resserré. Les filets se remplissent progressivement et entraînent en rotation sur leur périphérie la pâte qui passe d'une vis à l'autre dans la zone d'engrènement des vis 21a et 21b dans laquelle le resserrement de la section de passage détermine une augmentation de pression et un effet de cisaillement accru. La température de la ma- tière traitée augmente sous l'effet du frottement et, éventuellement, du chauffage du fourreau 22 par les moyens 30. Ensuite, la pâte passe dans la zone C de malaxage constituée par les disque malaxeurs 26. Ainsi, la pâte passe par un espace tournant en hélice et elle est écrasée en même temps contre les parois internes du fourreau 22, ce qui favorise les effets de malaxage et laminage. La matière formant alors une pâte visqueuse passe dans la zone D munie de filets 27 à pas inversé dans lesquels sont ménagées des ouvertures 28. Une partie de la pâte comprimée à l'intérieur du filet peut passer dans le filet suivant par l'orifice axial ainsi constitué et qui s'ouvre périodiquement. A l'in- térieur de la zone D, la pâte est donc soumise à un malaxage intense par effets combinés de compression et de cisaillement et cette zone détermine un freinage et de ce fait une compression en amont en augmentant ainsi les effets de laminage. En outre, sous l'effet du frottement et des moyens de chauffage 30 qui per- mettent d'assurer une régulation de température de la matière traitée, celle-ci peut être maintenue entre ' et 120'C et de préférence entre 105'C et 115'C jusqu'à la sortie de la zone D. Ce processus permet d'homogénéiser le mélange par le passage successif dans les différentes zones et par l'extrusion dans la filière 29 qui provoque un effet de laminage supplé- mentaire. On obtient ainsi à la sortie du cuiseur-ex- trudeur un produit prêt à être introduit dans la chau- dière à moût 6 en même temps que la pâte obtenue à partir du malt. On réalise donc une pré-isomérisation du houblon par voie physique, dans un cuiseur-extrudeur, et il apparaît que quatre facteurs essentiels influent sur le rendement d'isomérisation. Ces quatre facteurs sont la température de la matière qui a lntérêt à être la plus élevée pcssl- ble avec comme limite 120'C à laquelle on assiste à un début de dénaturation du produit, la quantité d'eau associée au houblon pendant l'extrusion, l'action mé- canlque donnée par la composition des vis du cuiseur- extrudeur et enfin le pH de l'eau. En effet, on obtient un rendement de hou- blonnage optimum compris entre 60 et 80 % avec une quantité d'eau de 20 à 35 % en poids et ayant un pH de 9 à 11, ou avec une quantité d'eau de 35 à 50 % en poids et un pH de 7 à 9, la température de la matière étant comprise entre 100'C et 120'C et de préférence entre 105'C et 115'C. L'installatlon semi-traditionnelle représen- tée à la figure 4 comporte de manière identique une ligne de préparation du moût sucré à partir du malt, puis une étape de fermentation et enfin une étape de conditionnement de la bière. La pré-isomérlsatlon du houblon est également réalisée dans un cuiseur-extru- deur et les paramètres d'isomérisation sont les mêmes. Mais cette installation présente comme par- ticularité d'utiliser en association du malt, ingré- dient traditionnel, dans une proportion d'environ 70 % et un produit de substitution appelé grain cru. A cet effet, parallèlement à la ligne de préparation du malt (1, 2, 3), l'installation comporte une ligne de préparation de la céréale de substitu- tion, par exemple de la brisure de riz. Cette ligne comprend un silo de stockage 12, un concasseur 13 et une chaudière à trempe 14 formée par une cuve munie d'un agitateur. Avant d'être soumis à l'action du malt, le grain cru est cuit à température modérée dans la chaudière à trempe 14 avec de l'eau de façon à réa- 1 1 liser l'empesage de l'amidon contenu dans la céréale. L'amidon gélatinisé par ébullition dans l'eau est en- suite soumis -à l'action des enzymes du malt dans le dispositif d'empâtage 3. Ce procédé permet donc, dans la mesure o la législation l'autorise, de remplacer une partie du malt par une céréale de substitution, ce qui constitue une économie. L'installation représentée à la figure 5 comporte également une ligne de préparation du moût sucré constituée par le concasseur 2, l'appareil de pré-empâtage 3 et un dispositif de saccharification 6, puis une étape de fermentation 9 et une étape de conditionnement de la bière. Cette installation comporte, parallèlement à la ligne de préparation du malt, une ligne de prépara- tion de la céréale de substitution. Mais dans ce cas, le concasseur et la chaudière à trempe 14 sont rempla- cés par un cuiseur-extrudeur 40. L'utilisation de ce culseur-extrudeur dans la ligne de préparation de la céréale de substitution permet de diminuer le pourcen- tage de malt et de porter le pourcentage de la céréale de substitution à 80 E. De plus, le cuiseur-extrudeur 40 est utilisé alternativement pour pré-isomériser le houblon selon le procédé précédemment décrit. Cette disposition pré- sente l'avantage de pouvoir supprimer la chaudière à trempe et d'amortir rapidement le cuiseur-extrudeur. Dans les exemples décrits ci-dessus, le hou- blon extrudé est introduit, dans la ligne de prépara- tion de la bière, au niveau du chargement de la chau- dière à moût, mais il est également possible de l'in- troduire juste avant fermentation dans le moût encore chaud, avant refroidissement, ou avant la filtration finale. D'une manière générale, le procédé de pré- isomérisation du houblon selon l'invention permet d'obtenir un rendement de houblonnage nettement supé- rieur par rapport au procédé utilisé jusqu'à présent, ce qui représente un avantage économique significatif, tout en réalisant un produit comparable à celui obtenu par un houblonnage classique, notamment du point de vue organoleptique et indépendamment de l'intensité de l'amertume. REVENDICATIONS 1.- Procédé de pré-isomérisation de houblon, notamment pour la préparation d'une bière ou d'une boisson analogue obtenue à partir de malt uniquement ou à partir de malt et d'au moins une céréale de subs- titution dans une ligne de préparation comprenant une opération d'obtention d'un moût sucré et une opération de fermentation dudit moût en présence de levures, ca- ractérisé en ce que la pré-isomérisation est réalisée par cuissonextrusion du houblon à une température inférieure à 120'C, par passage en continu dudit hou- blon préalablement séché et pressé dans un cuiseur-ex- trudeur à au moins deux vis, avec une quantité d'eau inférieure à 50 % en poids, le houblon extrudé étant ensuite mélangé au moût sucré dans la ligne de prépa- ration de la boisson. 2.- Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la température de cuisson-extruslon du houblon est maintenue entre 100'C et 120'C et de préférence entre 105'C et 115'C. 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la quantité d'eau introduite avec le houblon dans le cuiseur-extrudeur est comprise entre 35 et 50 % en poids et l'eau a un pH compris entre 7 et 9. 4.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la quantité d'eau introduite avec le houblon dans le cuiseur-extrudeur est comprise entre 20 et 35 % en poids et l'eau a un pH compris entre 9 et 11. 5.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le houblon extrudé est introduit dans la ligne de préparation de la bois- son juste avant fermentation dans le moût encore chaud. 6.- Procédé selon l'une des revenrications précédentes, caractérisé en ce que l'lsomérlsatlon du houblon dans le cuiseur-extrudeur est réalisée en al- ternance avec une opération d'empesage de la céréale de substitution.