ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНО ГИДРОЛИЗОВАННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА В ПИВОВАРЕНИИ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ НАПИТКОВ
USE OF ENZYMATICALLY HYDROLYZED VEGETABLE PROTEIN IN BREWING OF FERMENTED BEVERAGES

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США серийный № 62/091691, озаглавленной «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНО ГИДРОЛИЗОВАННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО БЕЛКА В ПИВОВАРЕНИИ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ НАПИТКОВ», поданной 15 декабря 2014, раскрытие которой в полном объеме включено в настоящую заявку посредством ссылки для всех целей.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к ферментированным напиткам, полученным с использованием ферментированной добавки, и к способам производства таких напитков.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Природная и сезонная вариация в составе аминокислот и белков и/или их концентрации в ячменном солоде и добавках - то есть заменителях солода - вызванная воздействием погодных условий, является критическим фактором, который может негативно влиять на питание пивных дрожжей и производительность ферментации, а также на качество пивной пены при не выполнении минимальных требований к производству пива.
Примеры воздействия природных изменений на состав ячменя подробно описаны в M. Jones, «Amino Acid Composition of Wort», European Brewing Convention Monograph, 1, Zeist pp. 90-105 (1974). Данные примеры показывают, что содержание α-аминоазота может изменяться от 592 до 946 мг/зерно в зависимости от сорта ячменя, а содержание пролина увеличивается при росте растений ячменя при низкой влажности.
Для ферментированных напитков основной целью управления ферментацией является обеспечение присутствия каждого из вкусоароматических карбонилов, 2,3-бутандиона и 2,3-пентандиона, оба из которых являются вицинальными дикетонами (называемыми здесь «ВДК» или «диацетил»), которые придают пиву вкус и аромат «ириски» в соответствующей концентрации в готовом ферментированном напитке. Это обеспечивается, если «сусло» - то есть отделенный водный раствор после экстракции обработанного твердого сырья, такого как злаковое зерно или солод, горячей водой - содержит подходящее соотношение аминокислот класса II, то есть изолейцина, валина, фенилаланина, глицина и тирозина.
Количественная оценка, которая проводится для контроля уровней диацетила, не должна негативно влиять на другие параметры вкусоаромата или эффективность ферментации. Неизбежный компромисс обычно приводит к диацетильной паузе, определяющей общее время выдержки в котле, что влияет на эффективность выдержки в подвале.
Для устранения вышеописанных проблем было предложено, что штаммы пивных дрожжей можно генетически модифицировать таким образом, чтобы снизить способность к образованию диацетила и обеспечить точное манипулирование определенными параметрами пивоварения. Хотя были предложены два способа для использования генетически модифицированных дрожжей, ни один из них не применяется или не применялся в промышленном пивоварении.
В R.A. Mussche и F.R. Mussche, Chair J. se Clerk XII: Flavors in Beer (Universite Catholique de Louvain, Louvain, 2006) раскрывается, что 92,5% мирового производства пива варится с использованием солода и заменителей солода (добавок). Остальные 7,5% варятся с использованием 100% солода или 100% псевдо-злаков.
Наконец, в C.A. Boulton и D.E. Quain, Brewing Yeast and Fermentation, pp. 127-181 (John Wiley и Sons, 2013) раскрывается, что аминоазотный состав сусла имеет серьезное влияние на производительность ферментации и вкусоаромат пива. Если в качестве основного источника для экстрагирования используется солод, то количество и состав аминокислот являются такими, что с данными проблемами не сталкиваются. Однако следует проявлять осторожность при использовании добавок, многие из которых испытывают относительную нехватку в аминоазоте.
Европейская пивоваренная конвенция («EBC»), Американское общество химиков-пивоваров (ASBC) и Центральноевропейская пивоваренная техническая аналитическая комиссия («MEBAK»), среди других пивоваренных ассоциаций, приняли международно признанные методы оценки качества и доступности соединений азота в солоде, которые представляют собой анализ общего азота (Analytica EBC 4.3.1 или 4.3.2), растворимого азота (Analytica EBC 4.9.1 или 4.9.2 или 4.9.3), индекса Кольбаха (Analytica EBC 4.9.1), числа Хартонга 45°C (MEBAK 3.1.4.11) и содержания свободных аминокислот (FAN - Analytica EBC 4.10).
Пивоварами общепризнано, что минимальными требованиями к пильзенскому солоду для предотвращения негативного воздействия низкого или недостаточного состава аминокислот при производстве пива являются общий азот в сухом веществе солода 1,6-1,8% (или содержание белка 10,5-11,5%), общий растворимый азот 0,65-0,75%, индекс Кольбаха 36-45%, число Хартонга 45°C 35 мин и FAN более 160 мг/л, чтобы обеспечить соответствующий рост дрожжей и результаты по стабильности пивной пены выше 240 секунд (методика Nibem).
Вышеприведенные ссылки используются пивоваренной отраслью для выбора различных процедур и технологий с целью компенсации нежелательного изменения солода и/или качества добавки в производстве пива - например, использование различных сортов ячменя, изменения технических характеристик солода в отношении содержания азота, изменения в географическом происхождении солода, различные соотношения смесей 2 и 6 рядного ячменя, использование других источников питания дрожжей - например, дрожжевой экстракт, хлорид аммония, фосфат аммония или сульфат аммония - или даже использование добавок типа стабилизатор пены - например, пропиленгликоль альгинат (ПГА - Е405), аравийская камедь (Е414), ксантановая камедь (Е415), пектин (Е440), метилцеллюлоза (Е461), гидроксипропилметилцеллюлоза (Е464) или карбоксиметилцеллюлоза (Е466). Однако эти процедуры и технологии могут увеличить стоимость рецептуры пива примерно до 15%, особенно те, которые снижают эффективность процессов в цепи поставок солода. Кроме того, пивоваренные заводы часто не хотят указывать пищевые добавки на этикетках с пивом для предотвращения риска негативного влияния на восприятие потребителями качества их пива.
В дополнение к вышесказанному, в то время как некоторые питательные вещества дрожжей на основе аммиака имеют конкурентоспособную стоимость применения, они имеют ограниченную эффективность для питания дрожжей, потому что они могут вызывать катаболический эффект подавления поглощения аминокислоты из солода и дополнительного источника, который может оказывать негативное воздействие на питание дрожжей и ферментацию. И наоборот, в то время как дрожжевой экстракт представляет собой подходящий состав аминокислот для питания дрожжей, он является дорогой альтернативой для применения при производстве пива.
Альтернативы и технологии, подробно описанные выше, могут компенсировать некоторые природные изменения содержания аминокислот в солоде или их влияние на качество пива, в частности образование диацетила и качество пены, но ни один из них не достигает требуемого качества сочетания свойств без нежелательных побочных эффектов и желательной маркировки с указанием компонентов.
В некоторых аспектах настоящее изобретение предлагает подходящее решение для этих описанных выше проблем и дополнительно предлагает новую технологию для ускорения ферментации сусла и повышения эффективности использования выдержки в подвале на пивоваренных заводах.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте настоящее изобретение относится к питательному веществу дрожжей, содержащему ферментативно гидролизованный растительный белок, который состоит из одного или комбинации из следующего: зубовидной кукурузы, восковидной кукурузы, кукурузы с высоким содержанием амилозы, риса, восковидного риса, гороха, турецкого гороха, желтого гороха, фасоли обыкновенной, кормовых бобов, чечевицы, пшеницы и/или соевых белков. В другом аспекте настоящее изобретение также относится к способу пивоварения ферментированного напитка, который включает добавление в ферментируемую среду ферментативно гидролизованного растительного белка, как описано здесь. Данное изобретение также относится к ферментированному напитку, полученному таким способом.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок состоит из аминокислот: глицина, гистидина, аргинина, валина, лизина, фенилаланина, тирозина, изолейцина и лейцина, и гидрофобных белков.
В еще одном аспекте настоящее изобретение включает способы сокращения времени ферментации ферментированных напитков на основе зерновых культур, таких как пиво, увеличения производительности выдержки в подвале, а также улучшения питания дрожжей и качества пивной пены добавлением при затирании или варке сусла, или охлаждении сусла, или других стадиях до или во время ферментации ферментативно гидролизованного растительного белка, который соответствующим образом обеспечивает сбалансированную комбинацию белков, повышающих пенообразование, и свободных аминокислот с высокой питательной ценностью для дрожжей.
В одном аспекте настоящее изобретение представляет собой способ, включающий стадии получения ферментативно гидролизованного растительного белка, смешивания ферментативно гидролизованного растительного белка с ферментируемой средой; и ферментации, по меньшей мере, ферментируемой среды с получением ферментированного напитка, который выбирают из группы, состоящей из пива и напитков, полученных из пива.
В другом аспекте ферментируемая среда по существу не содержит добавленных ионов аммония. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок получают из кукурузы, кукурузной глютеновой муки или, по меньшей мере, одного из следующего: зубовидной кукурузы, восковидной кукурузы или кукурузы с высоким содержанием амилозы.
В другом аспекте кукурузная глютеновая мука содержит от около 50% до около 70% белка и от около 10% до около 35% крахмала. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок получают из источника, содержащего крахмал.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок получают гидролизом, по меньшей мере, части крахмала в источнике ферментом амилаза. В другом аспекте белок ферментативно гидролизованного растительного белка ферментативно гидролизуют протеолитическими ферментами после гидролиза крахмала.
В некоторых аспектах настоящее изобретение также включает затирание ферментируемой среды, где ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии затирания.
В еще одном аспекте настоящее изобретение включает варку сусла ферментируемой среды, где ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии варки сусла.
В одном аспекте настоящее изобретение включает охлаждение сусла ферментируемой среды, где ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии охлаждения сусла.
В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии ферментации.
В одном аспекте настоящее изобретение включает ферментированный напиток, полученный одним или более способами, описанными здесь. В другом аспекте ферментированный напиток, полученный одним или более способами, описанными здесь, является пивом. В еще одном аспекте питательное вещество дрожжей, используемое для производства ферментированного напитка, содержит ферментативно гидролизованный растительный белок.
В других аспектах ферментированный напиток получают, используя способ, который включает ферментативно гидролизованный растительный белок. В другом аспекте ферментированный напиток, полученный с использованием способа, который включает ферментативно гидролизованный растительный белок, является пивом.
В еще одних аспектах первая пена ферментированного напитка является стабильной в течение более длительного времени, чем вторая пена ферментированного напитка, полученного тем же способом и с теми же компонентами, за исключением ферментативно гидролизованного растительного белка.
В еще одних аспектах первая пена ферментированного напитка имеет более высокое качество, чем вторая пена ферментированного напитка, полученного тем же способом и с теми же компонентами, за исключением ферментативно гидролизованного растительного белка.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
Настоящее изобретение может быть дополнительно пояснено ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые структуры обозначены одинаковыми номерами на нескольких изображениях. Представленные чертежи не обязательно изображены в определенном масштабе, вместо этого акцент обычно делается на иллюстрацию принципов настоящего изобретения. Кроме того, некоторые функциональные свойства могут быть преувеличены, чтобы показать особенности отдельных компонентов.
На фиг.1 представлена блок-схема, демонстрирующая неограничивающий пример способа производства пива.
На фиг.2 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 1 и контрольного 1 напитков.
На фиг.3 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 2 и контрольного 1 напитков.
На фиг.4 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 3 и контрольного 1 напитков.
На фиг.5 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 4 и контрольного 2 напитков.
На фиг.6 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 4 и контрольного 2 напитков.
На фиг.7 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 2 и опытного 5 напитков.
На фиг.8 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 6 и контрольного 3 напитков.
На фиг.9 представлен график, сравнивающий ферментацию опытного 7 и контрольного 3 напитков.
На фиг.10 представлен график, сравнивающий белок, FAN и диоксид серы в контрольном 1 и опытном 1 напитках.
На фиг.11 представлен график, сравнивающий белок, FAN и диоксид серы в контрольном 3 и опытных 6 и 7 напитках.
На фиг.12 представлен график, сравнивающий цвет и горькость контрольного 1 и опытного 1 напитков.
На фиг.13 представлен график, сравнивающий цвет и горькость контрольного 3 и опытных 6 и 7 напитков.
На фиг.14 представлен график, сравнивающий содержание ВДК контрольного 1 и опытного 1 напитков.
На фиг.15 представлен график, сравнивающий содержание ВДК контрольного 3 и опытного 6 напитков.
На фиг.16 представлен график, сравнивающий стабильность пены контрольного 1 и опытного 1 напитков.
На фиг.17A представлено изображение, сравнивающее качество пены контрольного 1 и опытного 1 напитков через 8 секунд.
На фиг.17B представлено изображение, сравнивающее качество пены контрольного 1 и опытного 1 напитков через 1 минуту 1 секунду.
На фиг.17C представлено изображение, сравнивающее качество пены контрольного 1 и опытного 1 напитков через 4 минуты 1 секунду.
Кроме того, любые измерения, технические характеристики и тому подобное, представленные на фигурах, предназначены для иллюстрации, а не ограничения. Поэтому конкретные структурные и функциональные особенности, раскрытые здесь, не должны интерпретироваться как ограничивающие, а только как характерные основы для рекомендации специалисту в данной области различного применения настоящего изобретения.
Среди тех преимуществ и улучшений, которые были раскрыты, могут стать очевидными другие цели и преимущества настоящего изобретения из нижеследующего описания в сочетании с прилагаемыми фигурами. Подробные варианты осуществления настоящего изобретения представлены здесь; однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются только иллюстрацией изобретения, которое можно осуществить в различных формах. Кроме того, каждый из примеров, приведенных применительно к различным аспектам изобретения, предназначен для иллюстрации, а не ограничения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Среди тех преимуществ и улучшений, которые были раскрыты, могут стать очевидными другие цели и преимущества настоящего изобретения из нижеследующего описания в сочетании с прилагаемыми фигурами. Подробные варианты осуществления настоящего изобретения представлены здесь; однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются только иллюстрацией изобретения, которое можно осуществить в различных формах. Кроме того, каждый из примеров, приведенных применительно к различным вариантам осуществления изобретения, предназначен для иллюстрации, а не ограничения. Любые изменения и дальнейшие модификации признака изобретения, проиллюстрированного здесь, а также любые дополнительные применения принципов изобретения, как проиллюстрировано здесь, которые могут обычно приходить в голову специалистам в соответствующей области и имеющие данное раскрытие, должны рассматриваться в пределах объема изобретения.
Во всем описании и формуле изобретения следующие термины принимают значения, явно ассоциированные здесь, если контекст явно не диктует иное. Фразы «в одном аспекте» и «в некоторых аспектах» и тому подобные, используемые здесь, необязательно относятся к одному и тому же варианту(ам) осуществления, хотя это возможно. Кроме того, фразы «в другом аспекте» и «в некоторых других аспектах», используемые здесь, необязательно относятся к другому аспекту (варианту осуществления), хотя это возможно. Таким образом, как описано ниже, различные аспекты (варианты осуществления) изобретения могут быть легко объединены без отклонения от объема или сущности изобретения.
Кроме того, в том смысле, в котором здесь используется термин «или», он является включающим знаком «или» и является эквивалентом термину «и/или», если контекст явно не диктует иное. Термин «на основе» не является исключающим и позволяет основываться на дополнительных не описанных факторах, если контекст явно не диктует иное. Кроме того, во всем описании значения неопределенных или определенного артиклей включают ссылки на множественное число. Значение «в» включает «в» и «на».
В одном аспекте настоящее изобретение представляет собой способ, включающий стадии получения ферментативно гидролизованного растительного белка, смешивания ферментативно гидролизованного растительного белка с ферментируемой средой; и ферментацию, по меньшей мере, ферментируемой среды с получением ферментированного напитка, который выбирают из группы, состоящей из пива и напитков, полученных из пива.
В другом аспекте ферментируемая среда по существу не содержит добавленных ионов аммония. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок получают из кукурузы, кукурузной глютеновой муки или, по меньшей мере, одного из следующего: зубовидной кукурузы, восковидной кукурузы или кукурузы с высоким содержанием амилозы.
В другом аспекте кукурузная глютеновая мука содержит от около 40% до около 80% белка и от около 10% до около 50% крахмала. В другом аспекте кукурузная глютеновая мука содержит от около 50% до около 70% белка и от около 10% до около 35% крахмала. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок получают из источника, содержащего крахмал.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок получают гидролизом, по меньшей мере, части крахмала в источнике ферментом амилаза. В другом аспекте белок ферментативно гидролизованного растительного белка ферментативно гидролизуют протеолитическими ферментами после гидролиза крахмала.
В некоторых аспектах настоящее изобретение также включает затирание ферментируемой среды, где ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии затирания.
В еще одном аспекте настоящее изобретение включает варку сусла ферментируемой среды, где ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии варки сусла.
В одном аспекте настоящее изобретение включает охлаждение сусла ферментируемой среды, где ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии охлаждения сусла.
В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок смешивают с ферментируемой средой во время стадии ферментации.
В одном аспекте настоящее изобретение включает ферментированный напиток, полученный одним или более способами, описанными здесь. В другом аспекте ферментированный напиток, полученный одним или более способами, описанными здесь, является пивом. В еще одном аспекте питательное вещество дрожжей, используемое для производства ферментированного напитка, содержит ферментативно гидролизованный растительный белок.
В других аспектах ферментированный напиток получают, используя способ, который включает ферментативно гидролизованный растительный белок. В другом аспекте ферментированный напиток, полученный с использованием способа, который включает ферментативно гидролизованный растительный белок, является пивом.
В еще одних аспектах первая пена ферментированного напитка является стабильной в течение более длительного времени, чем вторая пена ферментированного напитка, полученного тем же способом и с теми же компонентами, за исключением ферментативно гидролизованного растительного белка.
В еще одних аспектах первая пена ферментированного напитка имеет более высокое качество, чем вторая пена ферментированного напитка, полученного тем же способом и с теми же компонентами, за исключением ферментативно гидролизованного растительного белка.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок, также относящийся к частично ферментативному расщеплением (исходному) белку, состоит преимущественно из свободных аминокислот, коротких пептидов (пептидные цепи из пяти или менее аминокислот), полипептидов (пептидные цепи от шести до пятидесяти аминокислот), белков (пептидные цепи с более чем пятидесятью аминокислотами) и солей, полученных в результате по существу контролируемого гидролиза пептидных связей в пищевых белковых материалах, катализируемого пищевыми ферментами и/или нагреванием.
Пищевой белковый материал, используемый в качестве сырья, получают из безопасных и подходящих овощных или растительных источников. Примеры подходящих растительных источников включают, но не ограничиваются ими, зубовидную кукурузу, восковидную кукурузу, кукурузу с высоким содержанием амилозы, пшеницу, сухой горох, кормовые бобы, турецкий горох, чечевицу, рис, картофель и соевые бобы. В одном аспекте белковый материал получают исключительно из кукурузы. В одном аспекте белковый материал получают из кукурузной глютеновой муки, которая была получена мокрым помолом кукурузы (кукурузы обыкновенной), например, зубовидной кукурузы (№ 2), восковидной кукурузы, кукурузы с высоким содержанием амилозы, или также можно получить из сухого гороха, турецкого гороха, чечевицы, риса, соевых бобов и прочего.
В одном аспекте белковый материал получают из источника, содержащего, по меньшей мере, около 40% белка. В одном аспекте источник содержит от около 40 до около 80 вес.% белка. В одном аспекте источник содержит от около 40 до около 75 вес.% белка. В другом аспекте источник содержит от около 40 до около 70 вес.% белка. В еще одном аспекте источник содержит от около 40 до около 65 вес.% белка. В одном аспекте источник содержит от около 40 до около 60 вес.% белка. В одном аспекте источник содержит от около 40 до около 55 вес.% белка. В другом аспекте источник содержит от около 40 до около 50 вес.% белка. В еще одном аспекте источник содержит от около 40 до около 100 вес.% белка. В еще одном аспекте источник содержит от около 40 до около 90 вес.% белка. В еще одном аспекте источник содержит от около 50 до около 70 вес.% белка.
В одном аспекте белковый материал может также содержать, по меньшей мере, около 10 вес.% крахмала. В одном аспекте источник содержит от около 10 до около 50 вес.% крахмала. В другом аспекте источник содержит от около 10 до около 45 вес.% крахмала. В одном аспекте источник содержит от около 10 до около 40 вес.% крахмала. В одном аспекте источник содержит от около 10 до около 35 вес.% крахмала. В одном аспекте источник содержит от около 10 до около 30 вес.% крахмала. В одном аспекте источник содержит от около 10 до около 35 вес.% крахмала. В еще одном аспекте источник содержит от около 10 до около 25 вес.% крахмала. В одном аспекте источник содержит от около 10 до около 20 вес.% крахмала.
В одном аспекте белковый материал получают ферментативным гидролизом кукурузной глютеновой муки.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит, по меньшей мере, 40% белка и, по меньшей мере, 10% крахмала. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 80% белка и от 10% до 50% крахмала. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 70% белка и от 10% до 50% крахмала. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 60% белка и от 10% до 50% крахмала. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 50% белка и от 10% до 50% крахмала. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 80% белка и от 10% до 40% крахмала. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 80% белка и от 10% до 35% крахмала. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 80% белка и от 10% до 30% крахмала. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 80% белка и от 25% до 50% крахмала. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 80% белка и от 10% до 15% крахмала. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 50% до 70% белка и от 10% до 35% крахмала. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 50% до 70% белка и от 10% до 15% крахмала.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 10% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 20% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 30% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 40% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 50% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 60% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 70% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 80% до 95% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 90% до 95% углеводов.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 90% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 80% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 70% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 60% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 50% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 40% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 30% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 20% углеводов. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок содержит от 5% до 15% углеводов.
Ферментативно гидролизованные растительные белки, используемые в способах и композициях по изобретению, могут быть получены в соответствии со следующими способами. В общем случае способ ферментативного гидролиза источника растительного белка (например, кукурузной глютеновой муки, содержащей от около 40% до около 80% белка и от около 10% до около 50% крахмала, причем все проценты являются весовыми), обычно состоит из следующих стадий:
1) Источник растительного белка суспендируют в большом количестве по весу воды, обычно таким образом, что источник растительного белка (например, кукурузная глютеновая мука из зубовидной кукурузы № 2 или восковидной кукурузы, содержащая от около 40% до около 80% белка и от около 10% до около 50% крахмала) присутствует на уровне от около 2 до около 50 вес.%, например, от около 20 до около 40 вес.%.
2) рН доводят до значения от около 5,0 до около 6,5 органическими или неорганическими кислотами, включая, но, не ограничиваясь ими, соляную, серную, фосфорную, лимонную или фумаровую кислоту или основаниями, включая, но не ограничиваясь ими, гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат натрия, фосфаты или их смеси.
3) Затем одну или более амилаз добавляют в суспензию источника растительного белка.
4) Суспензию источника растительного белка нагревают в реакторе в контролируемых условиях до температуры от около 50°С до 90°С при достаточном перемешивании для гомогенизации источника растительного белка. Суспензию выдерживают при конечной температуре от около 80°С до около 100°С в течение примерно одного часа при непрерывном перемешивании.
5) pH доводят, как описано выше, до значения рН от около 6,5 до 8,0 в зависимости от условий, требуемых для выбранного конкретного протеолитического фермента(ов), описанного на следующей стадии способа.
6) Ферментный препарат, состоящий из одного или более протеолитических ферментов (например, протеазы), добавляют в рН контролируемую гомогенизированную суспензию в дозировке на уровне от 0,25% до 4,0% (в зависимости от активностей конкретных ферментов) в количестве, эффективном для достижения требуемого уровня белка и содержания свободных аминокислот, а также свободного аминоазота (FAN) во время последующей стадии гидролиза. Типичный ферментный препарат состоит из протеаз, аминопептидаз, липаз и/или фосфолипаз грибного, бактериального или растительного происхождения (например, смеси из одной или более протеаз). В некоторых аспектах ферментный препарат может содержать один или более иммобилизованных ферментов и/или растворимых ферментов.
7) Полученную смесь с дозированным ферментом затем выдерживают в условиях, способствующих гидролизу в течение времени, достаточного для гидролиза растительного белка до требуемого уровня растворимого белка, свободных аминокислот и FAN, обычно от около 2 до около 50 часов (например, около 20 часов при рекомендуемой оптимальной температуре для выбранных ферментов) и обычно до достижения от около 10 до около 150 мг/л FAN в ферментативной гидролизованной смеси продуктов.
8) Затем ферменты дезактивируют обычно нагреванием до температуры инактивации фермента(ов) и/или доведением рН до инактивирующего значения рН для ферментов, обычно значение рН от около 2,0 до около 4,0.
9) Затем продукт высушивают до постоянного содержания влаги, обычно от около 1 до около 8 вес.% влаги, и обычно с использованием распылительной сушилки, кольцевой сушилки и/или барабанной сушилки. Продукт можно необязательно подвергнуть дополнительному концентрированию или фракционированию, при необходимости.
Высушенный продукт, полученный вышеуказанным способом, далее именуется ферментативно гидролизованным растительным белком или питательным веществом дрожжей.
В одном аспекте изобретения продукт можно очистить фракционированием или разделением для повышения или снижения концентрации одной или более аминокислот. Фракционирование или разделение можно осуществить с использованием хроматографических методов, мембранного разделения или других общепринятых методов фракционирования и разделения. В другом аспекте изобретения продукт можно подвергнуть дегидратации/концентрированию без применения нагревания, включая такие методы, как сублимационная сушка.
В одном аспекте источник ферментативно гидролизованного растительного белка имеет состав, который описан в таблице 1.
Таблица 1
Показатели
Единица измерения
Мин.
Макс.
Белок
%
40
80
Углеводы
%
10,0
50,0
Масло
%
5,0
10,0
Зола
%
7,0
15,0
Пищевое волокно
%
0,0
5,0
Растворимый белок
%
30,0
80,0
FAN (разведение: 3 г/гл)
мг/л
10,0
150,0
Общее количество аминокислот
г/100 г
50,0
70,0
Свободные аминокислоты
г/100 г
2,0
15,0
Общее количество аминокислот
Аспарагиновая кислота
г/100 г
3,00
5,00
Глютаминовая кислота
г/100 г
10,00
20,00
Серин
г/100 г
2,00
5,00
Глицин
г/100 г
1,50
3,00
Гистидин
г/100 г
1,30
1,50
Аргинин
г/100 г
2,30
2,80
Треонин
г/100 г
2,00
3,00
Аланин
г/100 г
4,10
6,20
Пролин
г/100 г
3,00
6,00
Тирозин
г/100 г
2,50
4,50
Валин
г/100 г
2,70
3,20
Метионин
г/100 г
1,20
1,50
Цистин
г/100 г
0,10
0,70
Изолейцин
г/100 г
2,40
3,50
Лейцин
г/100 г
2,00
11,00
Фенилаланин
г/100 г
3,00
5,20
Лизин
г/100 г
1,20
1,60
Триптофан
г/100 г
0,20
0,50
Свободные аминокислоты
Аспарагиновая кислота
г/100 г
0,070
0,160
Глютаминовая кислота
г/100 г
0,010
0,200
Серин
г/100 г
0,010
0,180
Глицин
г/100 г
0,050
0,200
Гистидин
г/100 г
0,020
0,170
Аргинин
г/100 г
0,250
1,800
Треонин
г/100 г
0,100
0,210
Аланин
г/100 г
0,230
1,700
Пролин
г/100 г
0,220
0,450
Тирозин
г/100 г
0,100
0,600
Валин
г/100 г
0,200
0,700
Метионин
г/100 г
0,030
0,280
Цистин
г/100 г
0,010
0,170
Изолейцин
г/100 г
0,180
0,500
Лейцин
г/100 г
0,500
2,300
Фенилаланин
г/100 г
0,250
0,800
Лизин
г/100 г
0,120
0,250
Триптофан
г/100 г
0,010
0,250
Способы получения ферментированного напитка по настоящему изобретению с использованием описанного ферментативно гидролизованного растительного белка могут быть в противном случае традиционными способами. В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу пивоварения ферментированного напитка, такого как пиво, который включает добавление ферментативно гидролизованного растительного белка в любое время до или в процессе ранних стадий ферментации ферментируемой среды. Неограничивающий способ производства пива представлен на фиг.1.
В другом аспекте настоящего изобретения комбинацию ферментативно гидролизованных растительных белков, полученную с использованием настоящего изобретения, можно применить для получения ферментированного напитка. В еще одном аспекте белок или комбинацию белков можно смешать с одним или более углеводами для применения в настоящем изобретении. Используемым углеводом может быть крахмал или производные крахмала. Производные крахмала могут включать мальтодекстрины, декстрины, декстрозу, сиропы или другие производные. Используемые сиропы могут включать кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, кукурузный сироп с высоким содержанием мальтозы, глюкозный сироп или другие подобные производные. Используемый крахмал может быть получен из одного или более различных источников, включающих восковидную кукурузу, зубовидную кукурузу, кукурузу с высоким содержанием амилозы, тапиоку, пшеницу, картофель или другие источники.
В аспектах способов настоящего изобретения время восстановления вицинальных дикетонов («ВДКов» или «диацетила») в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-48 часов, что, следовательно, позволяет сократить время ферментации или ускорить процесса ферментации, как описано выше, а также в частности улучшить пеностойкость пива добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка в любое время до или в процессе ранних стадий ферментации ферментируемой среды с получением ферментированного напитка на основе зерновых культур, включая, но, не ограничиваясь им, пиво.
В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-42 часа добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-36 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-30 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В другом аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-24 часа добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В еще одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-18 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 18-48 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 24-48 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В другом аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 30-48 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 36-48 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 42-48 часов добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка.
В другом аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 12-48 часов от общего времени пивоварения 14 дней - то есть 336 часов - добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В некоторых аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 1-30% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В других аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 1-20% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одних аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 1-15% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 1-10% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В других аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 1-7% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В одном аспекте время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 1-5% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка.
В некоторых аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 3-30% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В некоторых аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 5-30% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В некоторых аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 10-30% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В некоторых аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 15-30% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка. В некоторых аспектах время восстановления ВДКов в ферментированном напитке сокращается приблизительно на 20-30% в пересчете на общее время пивоварения добавлением ферментативно гидролизованного растительного белка.
В одних аспектах добавление ферментативно гидролизованного растительного белка увеличивает скорость метаболизма дрожжей на 1-30% без изменения характеристик - например, качества - ферментированного напитка.
В том смысле, в котором здесь используется термин «ферментируемая среда», он означает любую среду на основе зерновых культур, которая может быть подвергнута ферментации с получением ферментированного напитка. В одном аспекте ферментируемой средой является солод.
В том смысле, в котором здесь используется термин «солод», он означает любое злаковое зерно, в частности ячмень, погруженное в воду до тех пор, пока оно не прорастет, и используемое в пивоварении и винокурении. Однако в альтернативных аспектах ферментируемой средой является сусло. В том смысле, в котором здесь используется термин «сусло», он означает отделенный водный раствор после экстракции обработанного твердого сырья, такого как злаковое зерно или солод, горячей водой.
В том смысле, в котором здесь используется термин «осолаживание», он означает процесс превращения ячменя или других злаковых зерен (например, ржи, овса, риса и/или пшеницы) в солод для применения в пивоварении. Соответственно, осолаживание включает обработку зерен таким образом, что они прорастают, образуя при этом «солодовое зерно». Осолаживание обычно состоит из замачивания зерен, обеспечения прорастания зерен и затем высушивания проросших зерен.
В том смысле, в котором здесь используется термин «затирание», он означает способ экстракции содержимого твердого сырья (например, измельченного ячменного солода и твердых добавок) в воду и получения растворимого экстракта с подходящим составом для производства требуемого стиля пива. Используемый здесь и подробно описанный в Kunze (KUNZE W (1996), Technology Brewing and Malting, International edition, Berlin, VLB. p. 206-209) термин «затирание с» означает способ, описываемый исключительно с использованием смешивания солодовой крупки (измельченного солода и добавки) с водой (заторная вода) при заранее определенных температурах «затирания с». Как только при затирании получают заторную воду, достигаются оптимальные температуры для ферментов, которые требуются для обеспечения действия, поэтому остатки при таких разных определенных температурах сохраняются, таким образом, что нерастворимые вещества в солодовой крупке, такие как крахмал, целлюлоза, высокомолекулярные белки и другие, преобразуются ферментативным расщеплением в растворимые материалы во время затирания, такие как глюкоза, мальтоза, мальтотриоза, декстрины, аминокислоты и другие. В зависимости от способа, при котором температура повышается в соответствии с различными целями для каждого конкретного стиля пива, способы затирания классифицируются на настаивание - весь затор нагревается с соответствующими остатками до конечной температуры затирания - или вываривание - температура повышается удалением части затора и доводится до кипения. Перекачиванием ее обратно в оставшуюся часть затора температура общего затора повышается до следующей более высокой температуры покоя.
В том смысле, в котором здесь используется термин «фильтрование пивного сусла», он означает процесс пивоварения, при котором продукт, полученный на стадии затирания - то есть «затор» - разделяют на прозрачное жидкое сусло и остаточное зерно. Фильтрование пивного сусла может состоять из трех стадий: вымывание, рециркуляция и промывка.
В том смысле, в котором здесь используется термин «промывка», он означает процесс пивоварения, при котором горячую воду наносят на зерна, подвергаемые фильтрованию, для смывания оставшегося сусла.
В том смысле, в котором здесь используется термин «гидроциклонирование», он означает способ отделения твердых частиц от охмеленного сусла после кипячения сусла - то есть «варки сусла». Стадия гидроциклонирования может включать осветление сусла.
В том смысле, в котором здесь используется термин «охлаждение сусла», он означает охлаждение сусла в достаточной степени - то есть до температур ферментации - перед добавлением дрожжей во время стадии ферментации.
В том смысле, в котором здесь используется термин «ферментация», он означает превращение углеводов в спирты и диоксид углерода или органические кислоты с использованием дрожжей в анаэробных условиях для получения ферментированного напитка, такого как пиво.
В том смысле, в котором здесь используется «ранний этап» ферментации, он находится в пределах 24 часов с момента начала заполнения ферментационной емкости.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или во время стадии затирания. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или во время стадии фильтрования пивного сусла. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или в процессе промывки во время стадии фильтрования пивного сусла. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или во время стадии варки сусла. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или во время стадии гидроциклонирования. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или во время стадии охлаждения сусла. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду до или во время стадии ферментации. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время раннего этапа стадии ферментации.
В некоторых аспектах ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду на одной или более стадиях способа пивоварения ферментированного напитка. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий затирания и фильтрования пивного сусла. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий затирания и варки сусла. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий затирания и гидроциклонирования. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий затирания и ранней ферментации. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий фильтрования пивного сусла и варки сусла. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляется в ферментируемую среду во время стадий фильтрования пивного сусла и гидроциклонирования. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий фильтрования пивного сусла и во время раннего этапа ферментации. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий варки сусла и гидроциклонирования. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий варки сусла и раннего этапа ферментации. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду во время стадий гидроциклонирования и раннего этапа ферментации.
Ферментативно гидролизованный растительный белок можно добавить в ферментируемую среду до или на ранних этапах ферментации в количестве, эффективном для сокращения времени снижения уровня вицинальных дикетонов до приемлемого уровня, что соответственно позволяет сократить время ферментации или улучшить эффективность выдержки в подвале, а также в частности улучшить пеностойкость пива.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 1000 г/гектолитров(гл) в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляется в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 750 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 500 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 250 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 100 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 30 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 25 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 20 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 15 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 10 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 5 до около 30 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 10 до около 30 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 20 до около 30 г/гл в пересчете на объем готового сусла при добавлении на стадии затирания.
В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 1000 г/гл. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 750 г/гл. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 500 г/гл. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 250 г/гл. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 100 г/гл. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 30 г/гл. В еще одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 20 г/гл. В одном аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 10 г/гл. В другом аспекте ферментативно гидролизованный растительный белок добавляют в ферментируемую среду в соответствующей дозе для достижения концентрации в диапазоне от около 1 до около 5 г/гл.
В некоторых аспектах объем, связанный с каждой из вышеописанных концентраций ферментативно гидролизованного растительного белка, базируется на объеме, связанном с одной или более стадиями способа пивоварения ферментированного напитка, в котором добавляют ферментативно гидролизованный растительный белок.
В одном аспекте ферментируемая среда обычно не будет по существу содержать ионов аммония, за исключением тех, которые могут присутствовать в других компонентах или образовываться другими компонентами ферментируемой среды.
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces pastorianus
Одним неограничивающим применением ферментативно гидролизованного растительного белка по настоящему изобретению является применение пивных дрожжей при производстве пива (такое как лагер в пильзенском стиле). Пивные дрожжи хорошо известны в области пивоварения. Пивные дрожжи можно классифицировать как «верхового брожения» (или «верхового ферментирования») и «низового брожения» (или «низового ферментирования»). Дрожжи верхового брожения всплывают на поверхность пива после завершения ферментации. Неограничивающим примером дрожжей верхового брожения является , также называемые «дрожжи для производства эля». Дрожжи низового брожения обычно используют для производства пива типа лагер. Эти дрожжи хорошо вызывают брожение при низких температурах. Неограничивающим примером дрожжей низового брожения является .
. carlsbergensis
Лагерные штаммы S выделяют фермент, называемый мелибиаза, позволяя им гидролизовать мелибиозу, дисахарид, в более ферментируемые моносахариды.
Saccharomyces pastorianus
Для лагерного пива используется процесс холодной ферментации с последующим созреванием при холодном хранении, например, в подвале или складском помещении. Дрожжами, обычно используемыми при производстве лагерного пива, являются .
Другие сорта лагерного пива включают американский лагер на основе добавки. Американские лагеры на основе добавки аналогичны по визуальным свойствам лагерам в пильзенском стиле, но процесс пивоварения отличается. Если лагеры в пильзенском стиле получают из ячменного солода, воды, дрожжей и сравнительно большой дозы хмеля, то для большинства американских лагеров на основе добавки используются часть хмеля и часть ячменя, замененные сахарами, полученными из кукурузы и риса.
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces pastorianus
Подходящие пивные дрожжи включают штаммы ,  и их виды. Неограничивающим примером пивных дрожжей является запатентованный штамм дрожжей, продаваемый под названием Saflager, имеющийся на рынке от производителя Fermentis, подразделения Societe Industrielle Lesaffre, 137 rue Gabriel Peri, Marcq en Baroeul, Франция.
НЕОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ПРИМЕРЫ
Испытания проводили согласно способам, описанным ниже, для сравнения контрольных напитков с опытными напитками, в которые добавляли полученный, как описано ниже, ферментативно гидролизованный растительный белок в соответствии со следующими нормами дозирования, стадиями добавления и экстрактами начального сусла, описанными ниже в таблице 2.
Таблица 2
Тип гидролизованного растительного белка
Норма дозирования гидролизованного растительного белка
Стадия добавления
Экстракт начального сусла
Контроль 1
-
-
-
13,0°Р
Контроль 2
-
-
-
18,9°Р
Контроль 3
-
-
-
13,0°Р
Опыт 1
Кукуруза
15 г/гл
Затирания
13,0°Р
Опыт 2
Кукуруза
10 г/гл
Затирания
13,0°Р
Опыт 3
Кукуруза
8 г/гл
Затирания
13,0°Р
Опыт 4
Кукуруза
10 г/гл
Затирания
18,9°Р
Опыт 5
Кукуруза
10 г/гл
Варка сусла
13,0°Р
Опыт 6
Рис
15 г/гл
Варка сусла
13,0°Р
Опыт 7
Рис
15 г/гл
Варка сусла
13,0°Р
°Р=градусы Плато
Контрольный напиток получали без дозирования ферментативно гидролизованного растительного белка.
Получение ферментативно гидролизованного кукурузного белка:
Материалы:
Суспензия белка
99,586 весовых частей
Фосфат натрия
0,302 весовых частей
Протеазы
0,075 весовых частей
Альфа-амилаза
0,019 весовых частей
Гидроксид натрия
Количество, достаточное для доведения значения pH, как описано ниже
Соляная кислота
Количество, достаточное для доведения значения pH, как описано ниже
Способ производства:
1) Суспензию растительного белка готовят добавлением достаточного количества частей кукурузной глютеновой муки в воду с получением суспензии, содержащей 35% сухих веществ.
2) Значение рН доводят до 5,5 соляной кислотой, и α-амилазу (имеющуюся на рынке от производителя Novozymes A/S, Bagsvaerd, Denmark, как BAN 480L) добавляют в реактор.
3) Суспензию белка нагревают в реакторе до конечной температуры 90°С и выдерживают при температуре в течение часа при перемешивании.
4) Затем значение pH доводят до 7,0 гидроксидом натрия и фосфатом натрия, и две протеазы, имеющиеся на рынке от производителя Novozymes A/S (ALCALASE 2,4L и FLAVOURZYME 1000L), добавляют в реактор.
5) Реакцию гидролиза проводят в течение 20 часов при 57°С для достижения минимального количества свободного аминоазота 10 мг/мл в конечном продукте.
6) Затем ферменты инактивируют доведением рН до 4,0 или выдерживанием при температуре инактивации на уровне 95°С.
7) Продукт высушивают до влажности 8%, используя распылительную сушилку, кольцевую сушилку или барабанную сушилку.
8) Высушенный продукт упаковывают.
Получение контрольного и опытного напитков при использовании ферментативно гидролизованного кукурузного белка:
Получение контрольного и опытного напитков при использовании ферментативно гидролизованного кукурузного белка подробно описано в таблице 3.
Таблица 3
Стиль пива
Стиль американский лагер (по данным Ассоциации пивоваров): 55% ячменного солода+45% мальтозной патоки - исходный экстракт: 11,5°Р - видимый экстракт: 2,2°Р - содержание алкоголя: 4,9% об. - горечь: 8,7 BU - цвет: 5,5 EBC
Помол солода
2 прокатных валка (1,5 мм зазор между валками)Характеристики солода: 2 рядный ячмень - Скарлетт (50%)+Шакира (10%)+Пайне (22%)+Сильфид (18%) - экстракт тонкого помола: 80,6% - содержание β-глюкана: 161 мг/л - содержание белка: 10,7% - индекс Колбаха: 39,9% - FAN: 161 мг/л
Затирание
2 рядный ячменный солод пильзенского типа: 10,8 кг (=8,7701 кг/гл) - рН затора: 5,4-5,6 - стандартизация 0,36 гл воды с 0,0045 кг молочной кислоты при 50% вес./вес. - настойный способ затирания: начало при 44°C ⇒ 8 мин ⇒ 52°C (10 мин пауза) ⇒ 16 мин ⇒ 68°C (20 мин пауза) ⇒ 10 мин ⇒ 78°C (начало фильтрования пивного сусла)
Фильтрование пивного сусла
Первый погон: 0,26-0,30 гл при 11,8-12,8°P+2 промывные воды - экстракт последнего погона <2,0°P ⇒ сусловарочный котел: 1,08 гл при 7,5-8,0°P
Варка сусла
7,5% скорость испарения - 55-60 мин время варки - мальтозная патока (торговая марка MorSweet<sup>TM</sup> 1557) дозирование за 10 мин до окончания варки: 8,2 кг (=6,6505 кг/гл) - дозировка хмеля: 0,0028 кг α-кислоты/гл ⇒ 0,020 кг Nugget 11,0% α-кислот через 5 мин варки+0,065 кг Saazer 3,4% α-кислот за 15 мин до окончания варки - дозировка карамели: 0,0044 кг (=0,0036 кг/гл) -отделенный объем: 1,05 гл - отделенный экстракт: 13,5°Р
Осветление сусла в гидроциклонном аппарате
1 мин рециркуляция сусла - 15 мин пауза
Охлаждение сусла
Температура сусла: 12°C - Время охлаждения: 15-20 мин - аэрация: чистый кислород - объем холодного сусла: 1,01 гл
Ферментация
Штамм дрожжей: Fermentis Saflager 34/70 - дозировка дрожжевой суспензии: 830 г - темп. 12°C - до вид. экстракта 8-6°C ⇒ темп. 14°C - до вид. экстракта 4,5-3,5°Р ⇒ темп. 0°C при уровне диацетила <0,10 ppm - время ферментации: 144-168 часов (6-7 дней)
Выдержка в лагерном подвале
Темп.: 0°C - время выдержки в лагерном подвале: 144-264 часа (6-11 дней)
Фильтрация пива
Сетчатый фильтр с покрытием 0,23 м<sup>2</sup> - фильтровальные присадки: слой фильтрующего материала с 1,0 кг/м<sup>2</sup> Hyflo Super-Cel - второй слой фильтрующего материала с 1,7 кг/м<sup>2</sup> Diactiv 14+0,3 кг/м<sup>2</sup> целлюлозного волокна - коллоидная стабилизация: ПВПП 5 г/гл - мутность пива: 0,2-0,8 ЕДК
Хранение светлого пива в форфасе
Стандартизация карбонизации: 0,55-0,60% вес./вес. - стандартизация исходного экстракта до 11,5°Р с использованием дегазированной воды - антиоксидант: 1,5 г/гл метабисульфита натрия (Е223)
Упаковка
Розлив под противодавлением CO<sub>2</sub> в стеклянные бутылки с ручной укупоркой кроненпробками - пастеризация: 10-14 ПЕ
Получение контрольного и опытного напитков при использовании ферментативно гидролизованного рисового и горохового белков:
Получение контрольного и опытного напитков при использовании ферментативно гидролизованного рисового и горохового белков подробно описано в таблице 4.
Таблица 4
Стиль пива
Типичное американское популярное лагерное пиво (по данным Ассоциации пивоваров: стиль американский лагер): 55% ячменного солода+45% мальтозной патоки - исходный экстракт: 10-12°Р - видимый экстракт: 1,5-3,5°Р - содержание алкоголя: 3,8-5,0% об. - горечь: 5-15 BU - цвет: 4-12 EBC
Помол солода
2 прокатных валка (1,5 мм зазор между валками)
Затирание
2 рядный ячменный солод пильзенского типа: 16,2 кг (=8,6562 кг/гл) - рН затора: 5,4-5,6 - стандартизация 0,54 гл воды с 0,0008 кг молочной кислоты при 50% вес./вес. - настойный способ затирания: начало при 44°C ⇒ 8 мин ⇒ 52°C (10 мин пауза) ⇒ 16 мин ⇒ 68°C (20 мин пауза) ⇒ 10 мин ⇒ 78°C (начало фильтрования пивного сусла)
Фильтрование пивного сусла
Первый погон: 0,85-0,95 гл при 11,0-11,6°P+2 промывные воды - экстракт последнего погона <1,5°P ⇒ сусловарочный котел: 1,64 гл при 7,0-7,5°P
Варка сусла
7,5% скорость испарения - 55-60 мин время варки - мальтозная патока (HIBREW1441) дозирование за 10 мин до окончания варки: 12,5 кг (=6,6505 кг/гл) - дозировка хмеля: 0,0028 кг α-кислоты/гл ⇒ 0,023 кг Nugget 11,0% α-кислот через 5 мин варки+0,075 кг Saazer 3,4% α-кислот за 15 мин до окончания варки - дозировка карамели: 0,0068 кг (=0,0036 кг/гл) -отделенный объем: 1,60 гл - отделенный экстракт: 13,5°Р
Осветление сусла в гидроциклонном аппарате
5 мин рециркуляция сусла - 15 мин пауза
Охлаждение сусла
Температура сусла: 10°C - Время охлаждения: 15-20 мин - аэрация: чистый кислород - объем холодного сусла: 1,01 гл
Ферментация
Штамм дрожжей: Fermentis Saflager 34/70 - дозировка дрожжевой суспензии: 0,7 кг - темп. 12°C - до вид. экстракта 8-6°C ⇒ темп. 14°C - до вид. экстракта 4,5-3,5°Р ⇒ темп. 0°C при уровне диацетила <0,10 ppm - время ферментации: 144-216 часов (6-9 дней)
Выдержка в лагерном подвале
Темп.: 0°C - время выдержки в лагерном подвале: 144-264 часа (6-11 дней)
Фильтрация пива
Сетчатый фильтр с покрытием 0,23 м<sup>2</sup> - фильтровальные присадки: слой фильтрующего материала с 1,0 кг/м<sup>2</sup> Hyflo Super-Cel - второй слой фильтрующего материала с 1,7 кг/м<sup>2</sup> Diactiv 14+0,3 кг/м<sup>2</sup> целлюлозного волокна - непрерывное дозирование: такое же как дозирование 2-ого фильтрующего материала, при необходимости - мутность пива: <0,8 EBC - ПВПП 4 г/гл - метабисульфит натрия 1,5 г/гл
Хранение светлого пива в форфасе
Стандартизация карбонизации: 0,58-0,60% вес./вес. - стандартизация начального экстракта до 11,4°Р с использованием дегазированной воды - без использования пенообразующих добавок
Упаковка
Автоматический розлив в стеклянные бутылки с укупоркой кроненпробками - пастеризация: 10-14 ПЕ
Качество ячменного солода:
Аргентинский солод - 2 рядный ячмень
Смесь сортов ячменя: Скарлетт (70%)+Шакира (9%)+Пайне (9%)+ Сильфида (8%)+Престиж (4%)
Качество ячменного солода отражено в таблице 5
Таблица 5.
Анализ
Результат
Требования
Единица измерения
Влажность
4,0
Макс. 5,0
%
Экстракт тонкого помола
81,8
Мин. 80,5
%
Разница экстрактов
1,2
Макс. 1,8
%
Время осахаривания
12
Макс. 15 мин
Минуты
Вязкость 8,6%
1,58
Макс. 1,58
сП
Белок
10,2
9,5-11,0
Ед.
Растворимый азот
656
Мин. 600
мг/100 г солода
Индекс Колбаха
40
Мин. 36
%
Цвет сусла
6,0
6,0-7,5
EBC
FAN
136
Мин. 130
мг/100 г солода
Диастатическая сила
301
Мин. 250
WK
Ломкость
87
80-87
%
Результаты:
Показатели сусла:
Контроль 1 и опыт 1 показали аналогичные результаты по распределению сахара в сусле, как представлено в таблице 6.
Таблица 6.
Единица измерения
Контроль 1
Опыт 1
Распр. сахара DP1
%
8,29
8,63
Распр. сахара DP2
%
44,23
46,33
Распр. сахара DP3
%
19,51
17,65
Распр. сахара DP4
%
3,93
3,37
Распр. сахара DP5
%
1,97
2,15
Распр. сахара DP6
%
2,22
2,47
Распр. сахара DP7
%
1,89
1,99
Распр. сахара DP8
%
1,50
1,53
Распр. сахара DP9
%
1,34
1,30
Распр. сахара DP10+
%
14,60
13,88
Фруктоза
%
0,53
0,69
Контроль 3 и опыты 6 и 7 также показали аналогичные результаты по распределению сахара в сусле, не демонстрируя достоверных различий в качестве сусла, как представлено в таблице 7.
Таблица 7.
Единица измерения
Контроль 3
Опыт 6
Опыт 7
Г. рисовый бел.
Г. гороховый бел.
Распр. сахара DP1
%
9,02
7,58
9,02
Распр. сахара DP2
%
44,36
44,14
44,36
Распр. сахара DP3
%
18,54
18,83
18,54
Распр. сахара DP4
%
3,70
3,91
3,70
Распр. сахара DP5
%
2,07
1,90
2,07
Распр. сахара DP6
%
2,22
2,11
2,22
Распр. сахара DP7
%
1,78
1,72
1,78
Распр. сахара DP8
%
1,47
1,63
1,47
Распр. сахара DP9
%
1,52
1,66
1,52
Распр. сахара DP10+
%
14,79
15,95
14,79
Фруктоза
%
0,53
0,57
0,53
Параметры ферментации:
Нормируемое значение для ВДКов в опыте 1 (15 г/гл ферментативно гидролизованного кукурузного белка при 13,0°Р экстракта начального сусла) было достигнуто на 72 часа быстрее, чем в контроле 1, как показано на фиг.2.
Нормируемое значение для ВДКов в опыте 2 (10 г/гл ферментативно гидролизованного кукурузного белка при 13,0°Р экстракта начального сусла) было достигнуто на 48 часов быстрее, чем в контроле 1, как показано на фиг.3.
Нормируемое значение для ВДКов в опыте 3 (8 г/гл ферментативно гидролизованного кукурузного белка при 13,0°Р экстракта начального сусла) было достигнуто на 48 часов быстрее, чем в контроле 1, как показано на фиг.4.
Нормируемое значение для ВДКов в опыте 4 (10 г/гл ферментативно гидролизованного кукурузного белка при 18,9°Р экстракта начального сусла) было достигнуто на 38 часов быстрее, чем в контроле 2, как показано на фиг.5. В опыте 4 (10 г/гл ферментативно гидролизованного кукурузного белка при 18,9°Р экстракта начального сусла) был получен более низкий пик ВДК и более быстрое восстановление диацетила по сравнению с контролем 2 (при 18,9°Р экстракта начального сусла), как показано на фиг.6.
Как показано на фиг.7, не выявлено достоверных различий в производительности ферментации на основе сравнения опыта 5 (момент дозирования при варке сусла) и опыта 2 (дозирование при затирании солода).
Нормируемое значение для ВДКов в опыте 6 (15 г/гл ферментативно гидролизованного рисового белка) было достигнуто на 24 часа быстрее, чем в контроле 3, как показано на фиг.8.
Нормируемое значение для ВДКов в опыте 7 (15 г/гл ферментативно гидролизованного горохового белка) было достигнуто на 48 часов быстрее, чем в контроле 3, как показано на фиг.9.
Оценка качества - показатели сусла и пива:
Как показано на фиг.10, контроль 1 и опыт 1 имеют аналогичные результаты, и, следовательно, на качество пива не оказывало негативного влияние даже более короткий период ферментации опытного напитка 1.
Как показано на фиг.11, контроль 3 и опыты 6 и 7 имеют аналогичные результаты, и, следовательно, на качество пива не оказывало негативного влияния дозирование гидролизованного растительного белка.
Как показано на фиг.12, при сравнении опыта 1 с контролем 1 не выявлено достоверных различий в цвете или горечи для сусла и пива.
Как показано на фиг.13, при сравнении контроля 3 и опытов 6 и 7 не выявлено достоверных различий цвета или горечи для сусла и пива.
Оценка качества - содержание диацетила:
Как показано на фиг.14, контроль 1 и опыт 1 показали аналогичное содержание диацетила, но нормируемое значение для ВДКов было достигнуто в опытном напитке 1 приблизительно на 72 часа раньше, чем в контрольном 1, и, следовательно, положительно влияет на эффективность выдержки в подвале и выход пива. На фиг.14, столбец слева представляет собой диацетил в ферментированном пиве, а столбец справа представляет собой диацетил в конечном или «готовом к употреблению» продукте.
Как показано на фиг.15, контроль 3 и опыты 6 и 7 также показали аналогичные содержания диацетила, но нормируемое значение для ВДКов было достигнуто в опытном напитке 6 приблизительно на 24 часа и на 48 часов раньше, чем в контрольном 3, соответственно.
Оценка качества - параметры пива:
Как показано в таблице 8, контроль 1 и опыт 1 показали аналогичные результаты, и, следовательно, добавление ферментативно гидролизованного кукурузного белка не оказывало негативного влияния на качество типичного пива.
Таблица 8.
Показатели качества
Единица измерения
Контроль 1
Опыт 1
Мутность
Ферментированное пиво - 90°
EBC
39,20
45,80
Ферментированное пиво - 25°
EBC
71,30
85,20
Конечный продукт - 90°
EBC
0,24
0,41
Конечный продукт - 25°
EBC
0,16
0,42
Конечный продукт
Исходный экстракт
°Р
11,7
11,9
Видимый экстракт
°Р
1,9
2,1
Содержание алкоголя
об.%
5,2
5,2
Вид. степень ферм.
%
84,9
83,4
Удельная плотность
1,00719
1,00803
рН
4,2
4,2
Как показано в таблице 9, контроль 3 и опыты 6 и 7 также показали результаты, сходные с результатами для контроля 1 и опыта 1, и, следовательно, добавление ферментативно гидролизованного рисового и горохового белков не оказывало негативного влияния на качество типичного пива.
Таблица 9.
Показатели качества
Единица измерения
Контроль 3
Опыт 6
Опыт 7
Мутность
Конечный продукт - 90°
EBC
0,80
0,65
0,48
Конечный продукт - 25°
EBC
0,19
0,08
0,37
Конечный продукт
Исходный экстракт
°Р
10,4
9,8
11,5
Видимый экстракт
°Р
2,1
2,0
2,3
Содержание алкоголя
об.%
4,4
4,0
4,9
Вид. степень ферм.
%
80,8
79,9
80,7
рН
4,0
4,2
4,0
Качество пены - оценка времени удерживания (методика Аналитика EBC - прибор для измерения пеностойкости Nibem):
Как показано на фиг.16, пеностойкость опытного напитка 1 была на 20 секунд больше, чем у контрольного напитка 1 или на 11,4% выше, и, следовательно, применение добавления ферментативно гидролизованного растительного белка положительно влияло на качество пены опытного напитка 1.
Качество пены - сенсорная оценка:
Как показано на фиг.17a, 17b и 17c, опытный напиток 1 показал более высокое качество пены, выраженное как хорошая пеностойкость, мелкие пузырьки и образование кружева по сравнению с контрольным напитком 1, и, следовательно, подтвердил, что применение добавления ферментативно гидролизованного растительного белка положительно влияло на качество пены опытного напитка 1. На фиг.17a показаны опытный 1 и контрольный 1 напитки через 8 секунд; на фиг.17b показаны опытный 1 и контрольный 1 напитки через 1 минуту 1 секунду; и на фиг.17с показаны опытный 1 и контрольный 1 напитки через 4 минуты 1 секунду.
Хотя был описан ряд вариантов осуществления или аспектов настоящего изобретения, следует понимать, что данные варианты осуществления являются только иллюстративными, а не ограничивающими, и что многие модификации могут стать очевидными для специалистов в данной области. Кроме того, различные стадии могут быть выполнены в любом требуемом порядке (и любые необходимые стадии могут быть добавлены и/или любые определенные стадии могут быть исключены).