СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  ХМЕЛЕВОЙ ДРОБИНЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ СТИЛЬБЕНЫ И ФЛАВОНОИДЫ В КАЧЕСТВЕ АНТИОКСИДАНТОВ
METHOD FOR PRODUCTION OF BEER USING HOP GRAINS CONTAINING STILBENES AND FLAVONOIDS AS ANTIOXIDANTS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к добавке к пищевым продуктам (например, напиткам) стильбенов и флавоноидов. Конкретнее, оно относится к новому способу применения материала хмелевой дробины для получения напитков с особыми антиоксидантными свойствами.
Уровень техники
Культурный хмель (Humulus Lupulus L.) является двудомным растением семейства Cannabinaceae (подкласс Urticales), используемым почти исключительно в пивоваренной промышленности.
Хмель содержит сотни различных групп органических соединений, при этом ниже представлены основные присутствующие в хмеле компоненты (мас.%):
Хмелевые смолы
4-27
Эфирное масло
0,5-3,0
Полифенолы и танины хмеля
3-6
Моносахариды
2
Аминокислоты
0,1
Белки
15
Липиды и жирные кислоты
1-5
Пектины
2
Соли зольного остатка
10
Целлюлоза - лигнины
40-50
Вода
8-12
Особенно интересными для пивоваренной промышленности являются так называемые мягкие смолы (содержащие главным образом α-кислоты и β-кислоты), хмелевые масла и полифенолы. Принадлежащие к этим трем классам соединения очень важны с точки зрения пивоварения, а также используются для дифференцирования различных вариететов (сортов) хмеля (см. Фигуру 1).
Хотя полифенолы хмеля в последнее десятилетие широко изучались в связи с их антиоксидантной активностью, проявляемой в процессе производства, в отношении их фактического влияния на здоровье до сих пор известно очень мало. Недавнее открытие в хмеле ресвератрола позволяет выявить тот фактор, который может играть ключевую роль в благотворном влиянии хмеля на состояние здоровья при умеренном потреблении пива. Ресвератрол и его гликозид (пицеид) могут быть найдены в цис- (2) или транс- (1) конфигурации (см. Фигуру 2). Уже известный ранее как мощный антиоксидант, транс-ресвератрол был также исследован в отношении наличия у него некоторых других интересных физиологически активных свойств, включая антитромбоцитное, противовоспалительное, эстрогенное, кардиозащитное, противоопухолевое и антивирусное действие. Хотя и менее мощно, чем его агликон/транс-пицеид, по-видимому, лимитирует возрастание концентрации липидов и ингибируют синтез эйкозаноидов. В 2003 г. Callemien и др. впервые упомянули о наличии в хмеле стильбенов (общая концентрация близка к 3,5 ч./млн). Недавно Jerkovic и др. сравнили различные гранулы хмеля урожая 2003 г. В их случае общая концентрация стильбена варьировалась в пределах от 5 до 16 ч./млн, при этом основным компонентом во всех случаях был транс-пицеид. Оказалось, что за исключением особо чувствительных к кислороду сортов, чем ниже содержание α-кислоты, тем выше потенциал по ресвератролу.
Продукты хмеля (шишки, гранулы или экстракты) не содержат совсем или содержат очень небольшие количества горьких соединений, главным образом в них имеются предшественники горьких соединений. Для придания будущему пиву ожидаемого горького вкуса в процессе пивоварения в качестве сырья должны добавляться продукты хмеля.
Наиболее важное химическое превращение, происходящее во время варки сусла, это термическая изомеризация α-кислот в изо-α-кислоты, происходящая посредством сужения цикла по ацилоиновому типу (см. Фигуру 3).
Изо-α-кислоты имеют интенсивный горький вкус и, хотя являются довольно неустойчивыми, процесс кипячения выдерживают. Изо-α-кислоты чувствительны к окислению, приводящему в процессе варки сусла к образованию большого числа окисленных производных, способных оказывать неблагоприятное воздействие на вкусовые качества пива.
Когда хмель прибавляется в начале процесса варки, летучие компоненты хмелевых масел при кипячении испаряются. Эфирные масла очень чувствительны к окислению, а низкомолекулярные соединения могут окисляться, тем самым теряя в летучести и увеличивая свою растворимость в горячем сусле. Для сохранения в сусле значительной доли хмелевых масел хмель предпочтительно прибавляется к варящемуся суслу позднее, что приводит к слабой экстракции α-кислот и, вследствие этого, к низкой горечи. Современные тенденции использования хмеля состоят в том, чтобы добавлять горькие сорта  на очень раннем этапе варки, а ароматизирующие сорта -  на более позднем,  в зависимости от желаемого запаха хмеля.
2
2
2
Как способ концентрирования α-кислот и эфирных масел хмеля экстракция хмеля не является новейшим процессом, при этом успешно используются такие органические растворители, как этанол, дихлорметан, бензол, метанол, гексан и трихлорэтилен. В настоящее время жидкий диоксид углерода и диоксид углерода в надкритическом состоянии являются наиболее эффективными неполярными растворителями для извлечения α-гумулонов и получения экстрактов с высокой долей содержания α-кислот (27-55% в экстракте надкритического CO и 30-60% в экстракте жидкого CO). Последний является более чистым продуктом, совершенно не содержащим пестицидов, твердых смол хмеля, хлорофиллов и в очень небольших количествах включающим полифенолы. CO-экстракты хмеля часто приводятся к заданному содержанию α-кислот добавлением сахарного сиропа, тем самым облегчая их использование на пивоваренных предприятиях. Остающийся после завершения процесса экстракции органический материал является отходами, которые, как правило, представляют в форме гранул, также именуемых гранулами хмелевой дробины.
В настоящее время гранулы хмелевой дробины, как правило, отбрасываются, но существует малораспространенная технология валоризации отходов для пивоваренной промышленности или для различных иных отраслей промышленности. Компания Miller Brewing Company раскрыла в патентной заявке PCT/US96/07325 способ приготовления напитка с сильным ароматом хмеля при использовании хмелевой дробины или экстракта из хмелевой дробины. Целью этой патентной заявки является валоризация хмелевой дробины для использования в промышленности в указанных целях, изобретение обеспечивает способ производства пищевого продукта, содержащий этапы:
- добавления материала хмелевой дробины к указанному пищевому продукту,
- деактивации кислорода.
С удивлением было обнаружено, что гранулы хмелевой дробины представляют собой богатый источник стильбенов (фитоалексинов), которые признаны в качестве обладающих выраженными антиоксидантными свойствами.
Согласно многочисленным сообщениям, стильбены, в частности ресвератрол и его глюкозид (пицеид), оказывают благотворное воздействие на здоровье, обладая противораковым, антивирусным, нейропротекторным, замедляющим старение и противовоспалительным эффектом. Основные пищевые источники стильбена включают виноград, красное вино, арахис, какао и сою, однако он может также вводиться в рацион с чаем Итадори (Itadori). Недавно (2005 г.) V.Jerkovic, D.Callemien и С.Collin установили наличие в хмеле стильбенов (транс-пицеид, цис-пицеид и транс-ресвератрол) с концентрацией в пределах от 5 до 16 ч./млн.
Обнаруженные уровни содержания в хмелевой дробине транс-пицеида (6), цис-пицеида (7) и транс-ресвератрола (8) выглядят весьма интересными (см. Фигуру 4).
Предпочтительно указанный материал хмелевой дробины выбирается из группы, полностью или частично состоящей из концевой (или хвостовой) фракции экстракции хмеля, концевой фракции экстракции мягких смол и концевой фракции экстракции масел хмеля, жидкого экстракта хмелевой дробины или твердого экстракта хмелевой дробины.
Хмелевая дробина представляет собой концевую фракцию, полностью или частично образующуюся после экстракции хмеля, мягких смол (например, α-кислот и β-кислот) и масел хмеля. В настоящее время материал хмелевой дробины, как правило, выбрасывается, но существует малораспространенная технология валоризации для пивоваренной промышленности или для различных иных отраслей промышленности. Хмелевая дробина, таким образом, представляется как очень перспективное, дешевое, обезжиренное сырье для производства обогащенных ресвератролом пищевых продуктов.
Охватываемый настоящим изобретением способ получения пищевых продуктов включает использование всех различных видов остатков хмелевой дробины, доступных после проведения процесса экстракции, включая любые виды экстракта, получаемого из любых форм остатка хмелевой дробины. Кроме того, настоящее изобретение включает антиоксидантное средство, используемое для производства пищевых продуктов, содержащее натуральный экстракт, получаемый из остатка хмелевой дробины. В получаемые из остатков хмелевой дробины экстракты настоящее изобретение включает как жидкие экстракты, так и твердые экстракты. В одном предпочтительном воплощении жидкий экстракт хмелевой дробины, содержащий стильбены и флавоноидное соединение, извлекается в жидкую фазу полярным растворителем, выбранным из группы, состоящей из воды, этанола, изопропанола, метанола, дихлорметана, хлороформа, н-бутанола, этилацетата, хлористого этилена, трихлорэтилена и их смеси.
Жидкий экстракт может быть получен любым способом экстракции, использующим любой полярный растворитель. Предпочтительно полярным растворителем являются вода, этанол и их смесь. В еще одном воплощении твердый экстракт хмелевой дробины содержит получаемые в процессе указанной экстракции твердые остатки, при этом твердый экстракт включает любую подходящую сухую форму экстракта, который может быть представлен рецептурой в сухом виде, такой как порошок, таблетка или другая подобная. Предпочтительно хмель выбирается из группы, состоящей из хмеля с низким уровнем содержания мягких смол, гранул, полученных из хмеля с низким уровнем мягких смол, их обогащенного типа. Как ни удивительно, наиболее интересные, используемые для экстракции стильбенов сорта хмеля содержат, как правило, низкий уровень α-кислот, что делает настоящее изобретение особенно интересным для валоризации материала хмелевой дробины, получаемой из «ароматических» сортов хмеля.
Настоящее изобретение охватывает способ получения пищевых продуктов любого типа и является применимым для твердых и жидких продуктов, которые могут быть продуктом питания или напитком. В одном предпочтительном воплощении настоящее изобретение описывает способ получения напитка, такого как пиво, добавлением в процессе приготовления напитка материала хмелевой дробины, при этом содержащиеся в материале хмелевой дробины стильбены и флавоноиды действуют в последующий после добавления период как нейтрализаторы кислорода, приводя к улучшению вкусовой стабильности напитка, а присутствие в напитке сохраняющихся стильбенов придает напитку дополнительные антиоксидантные свойства, обеспечивая пользу для здоровья потребителя. Предпочтительным временем добавления материала хмелевой дробины в ходе тепловой обработки является время в самом конце процесса кипячения либо после завершения этапа кипячения перед охлаждением сусла. Вследствие этого получается оптимальная комбинация с хорошей экстракцией стильбенов и ограниченными вызываемыми окислением потерями. Когда производство напитка с антиоксидантными свойствами содержит этап ферментации, предпочтительным может быть добавление материала хмелевой дробины во время или после завершения процесса ферментации. Когда способ производства включает стадию дозревания, предпочтительно выполнение добавления во время данной фазы, это улучшает экстракционный выход стильбенов и снижает потери стильбенов. В случае приготовления осветленного пива добавление материала хмелевой дробины предпочтительно выполняется перед конечным фильтрованием напитка для обеспечения соответствующего внешнего вида и устойчивости поставляемого потребителю напитка.
Краткое описание фигур
К настоящему описанию прилагаются чертежи в виде Фигур 1-5, на которых:
Фигура 1 дает краткое представление о различных важных компонентах хмеля.
Фигура 2 является химическим представлением двух изомеров ресвератрола: транс-ресвератрола (1) и цис-ресвератрола (2).
На Фигуре 3 отображена химическая реакция изомеризации α-кислот в изо-α-кислоты: гумулон (3) изомеризуется в транс-кзотумулон (4) и цис-изогумулон (5).
3
Фигура 4 представляет хроматографические данные для дробины, остающейся после CO-экстракции хмеля сорта Tomahawk, полученные с помощью обращено-фазовой ВЭЖХ при детектировании тандемной масс-спектрометрией с химической ионизацией при атмосферном давлении (RP-HPLC-APCI (+)/MS-MS). Пики на хроматограмме MS/MS (m/z=229) отвечают транс-пицеиду (6), цис-пицеиду (7) и транс-ресвератролу (8).
2
Фигура 5 представляет величины концентрации (мг/кг) транс-пицеида, цис-пицеида (в выражении эквивалентов транс-пицеида) и транс-ресвератрола в полученной после СО-экстракции хмеля дробине.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает новый предпочтительный способ получения пищевых продуктов добавлением в процессе приготовления продуктов материала хмелевой дробины, при этом содержащиеся в материале хмелевой дробины стильбены действуют в последующее после добавления время как нейтрализаторы кислорода, приводя к улучшению вкусовой стабильности пищевых продуктов, а присутствие в пищевых продуктах сохраняющихся стильбенов придает пищевым продуктам дополнительные антиоксидантные свойства, обеспечивая пользу для здоровья потребителя.
Были проанализированы относительные концентрации содержания стильбена в гранулах, полученных из шести культурных сортов хмеля. Хотя было подтверждено, что слабогорькие культурные сорта являются наиболее интересными сортами, в некоторых случаях они продемонстрировали сильно различающиеся величины концентраций. Культурные сорта с самыми высокими количествами свободного транс-ресвератрола (например, Nugget с 1 мг/кг) не оказались наиболее интересными источниками суммарных стильбенов (например, Sterling содержит лишь 0,35 мг/кг транс-ресвератрола, но 14,79 мг/кг суммарных стильбенов). С другой стороны, цис-ресвератрол отсутствовал во всех девяти образцах хмеля. Гранулирование вызывало в некоторых чувствительных культурных сортах сильное разложение стильбена (>56% в Willamette или Tomahawk), в то время как другие сорта (Warrior или Nugget) оказались намного более устойчивыми. Как ни удивительно, в гликозидных формах потери, по-видимому, были более значительными.
С полученным из хмеля экстрактом были проведены некоторые дополнительные анализы. Экстракты хмеля составляются хмелевыми шишками и гранулированным хмелем, являющимися обычным источником α-кислот, используемых в пивоваренной промышленности. Такая экстракция используется для отделения желательного материала хмеля от целлюлозного материала. Для этих целей успешно использовалось много различных растворителей, таких как этанол, дихлорметан, бензол, метанол, гексан и трихлорэтилен, при этом современные растворители выбираются исходя из их селективности (способности растворять желательные хмелевые компоненты), безопасности, соответствия экологическим стандартам, температуры кипения и стоимости. Вода не используется, так как растворимость компонентов хмеля в воде слишком низка. Обычными растворителями, используемыми в настоящее время, являются диоксид углерода, этанол и гексан. Имеется принципиальное различие между такими растворителями, как этанол, гексан и диоксид углерода. Этанол может смешиваться с водой и, следовательно, имеет полярный характер. Гексан, однако, плохо растворяет воду и, таким образом, может быть отнесен к неполярным растворителям. Полярность диоксида углерода регулируется в зависимости от рабочих параметров температуры и давления. Эти эксперименты проводились на экстракте, полученном с диоксидом углерода. Вследствие высокой гидрофобности диоксида углерода анализируемые надкритические экстракты хмеля не содержали стильбенов, хотя более неполярные флавоноиды хмеля в таких экстрактах в небольших количествах обнаруживались. Концевую фракцию, остающуюся после процесса экстракции хмеля, обычно рассматривают как не представляющие ценности отходы, поскольку она либо совсем не содержит, либо содержит следовые количества мягких смол, совсем не обладая или имея очень небольшую способность придавать горький вкус.
Поскольку стильбеновые соединения были идентифицированы в свежем хмеле, в хмелевых шишках и гранулах, но не обнаружились в экстракте с диоксидом углерода в надкритическом состоянии, было предположено, что они, тем не менее, могли бы присутствовать во фракции хмелевой дробины, также именуемой в настоящем изобретении концевой фракции. Были проведены некоторые аналитические исследования гранул хмелевой дробины, концевой фракции, полученной после экстракции мягких смол (например, α-кислот и β-кислот), и масел хмеля. Обнаруженные уровни содержания в хмелевой дробине транс-пицеида (6), цис-пицеида (7) и транс-ресвератрола (8) выглядят весьма интересными (см. Фигуру 4). Уровни содержания транс-пицеида, цис-пицеида и транс-ресвератрола достигали в образце сорта Warrior соответственно 7 мг/кг, 6 мг/кг и 0,6 мг/кг. Хмелевая дробина, таким образом, представляется как очень перспективное, дешевое, обезжиренное сырье для производства пищевых продуктов, обладающих предпочтительными свойствами.
Представленный в настоящем изобретении способ получения пищевых продуктов использует некоторое количество материала хмелевой дробины, которая полностью или частично является концевой фракцией, образующейся после экстракции хмеля, мягких смол (например, α-кислот и β-кислот) и масел хмеля так, как это описано в уровне техники настоящего изобретения. Эта фракция, как правило, представляется в форме гранул. Следует, однако, понимать, что настоящее изобретение не ограничено применением гранул хмелевой дробины, но также охватывает и применение различных видов остатков хмелевой дробины, доступных после проведения процесса экстракции. Кроме того, настоящее изобретение включает применение любого вида экстракта, полученного из любой формы остатка хмелевой дробины, именуемой здесь материалом хмелевой дробины. В получаемые из остатков хмелевой дробины экстракты настоящее изобретение включает как жидкие экстракты, так и твердые экстракты. Жидкий экстракт может быть получен любым способом экстракции, использующим любой полярный растворитель. Некоторой степени экстрагирования удавалось достичь уже при использовании полярного растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды, этанола, изопропанола, метанола, дихлорметана, хлороформа, н-бутанола, этилацетата, хлористого этилена, трихлорэтилена и их смеси. Экстракция может быть легко обеспечена при использовании смеси этанола и воды в любом сочетании. Эффективная экстракция может быть обеспечена при отношении содержания этанола к воде 80/20 (объемные доли). Поддерживаемая во время экстракция температура является важным параметром, способным оказывать положительное воздействие, уменьшая необходимое для осуществления экстракции стильбенов время. Оптимальные условия экстракции обеспечиваются при поддержании температуры в течение 30 мин при 60°С. Нерастворимая фракция отбрасывается, а жидкая фракция может быть сконцентрирована для дальнейшего использования. Полученный из остатка хмелевой дробины жидкий экстракт может высушиваться с помощью технологии фракционирования (например, испарением, перегонкой, лиофилизацией), что делает возможным разделение твердого материала и полярного растворителя. Твердая фракция содержит активные соединения и концентрирует в себе стильбены, используемые для дальнейшего применения. Преимущества использования сухого экстракта главным образом состоят в удобстве хранения и стабильности продукта. Когда твердый экстракт затаривается без доступа света и кислорода, срок годности такого экстракта может быть значительно увеличен по сравнению с жидким экстрактом, полученным из той же самой партии остатка хмелевой дробины.
Кроме того, настоящее изобретение включает применяемое в производстве пищевых продуктов антиоксидантное средство, которое содержат натуральный экстракт, полученный из остатка хмелевой дробины, отличающийся концентрированным содержанием стильбенов (например, соединений транс-пицеида, цис-пицеида и транс-ресвератрола) и не содержащий или содержащий лишь следовые количества полярного растворителя. Антиоксидантное средство получают из остатка хмелевой дробины, которая полностью или частично является концевой фракцией, образующейся после экстракции хмеля, мягких смол (например, α-кислот и β-кислот) и масел хмеля так, как это описано в уровне техники настоящего изобретения. Настоящее изобретение включает любую подходящую сухую форму экстракта, который может быть представлен сухими рецептурами, такими как порошок, таблетка или другими подобными.
Хмелевые компоненты не являются устойчивыми и большинство из них очень чувствительно к окислению. В процессе хранение хмеля хмелевые кислоты, хмелевые масла и полифенолы постепенно разлагаются. Аналогичным образом Cantos и др. наблюдали увеличение содержания транс-ресвератрола в винограде, хранившемся в течение 10 дней при 0°C. Эти авторы также упоминали о небольшом увеличении количества цис-изомеров ресвератрола. Контролю на протяжении более чем 12 месяцев хранения подвергался хмель в обеих формах: в виде шишек и в виде гранул Т90. В течение первых четырех месяцев гранулы показали себя как наиболее устойчивая форма. В обоих случаях пицеид оказался более поврежденным воздействиям, чем его агликон. Возможное объяснение может состоять в том, что ресвератрол частично восстанавливается гликозидом, однако эта гипотеза требует подтверждения с помощью дополнительного исследования.
Как ни удивительно, самые интересные сорта хмеля, используемые для экстракции по меньшей мере α-кислот, β-кислот и хмелевых масел, представляют меньший интерес с точки зрения стильбенов. Для экстракции мягких смол производитель экстракта выбирает сорта хмеля, которые в основном являются богатыми α-кислотами. Напротив, содержание стильбенов будет более высоким при использовании сортов хмеля с низким уровнем содержания α-кислот. Настоящее изобретение особенно интересно для ревалоризации материала хмелевой дробины, получаемой из хмеля «ароматических» сортов.
После экстракции α-кислот, β-кислот и фракции хмелевых масел остаточный материал содержит некоторые другие соединения, такие как целлюлоза, зола, полифенолы, танины, белки, липиды и некоторые другие примеси, которые не извлекаются во время процесса экстракции. Гранулы «типа 45» (Т45), также называемые обогащенными гранулами, имеют концентрацию α-кислот, β-кислот и хмелевых масел, которая достигает 45% от содержания в исходном материале хмеля, приводя почти к удвоению величины концентрации активных соединений, включая стильбены. Использование такого типа Т45 может быть предпочтительным решением для концентрирования перед процессом экстракции исходного количества стильбенов, содержащихся в материале хмеля, приводящим к значительному снижению количества примесей (например, пестицидов, нитратов, тяжелых металлов) в исходном материале хмеля и вследствие этого приводящим к более благоприятным (более высоким) величинам отношения стильбены/примеси.
Добавление материала хмелевой дробины, включая и стильбены, и флавоноиды, может предпочтительно выполняться на более ранних или/и поздних стадиях технологического процесса производства пищевого продукта. Когда добавление осуществляется на раннем этапе производства, цель состоит в том, чтобы защитить пищевой продукт от окисления на протяжении всех последующих этапов процесса. Стильбены и флавоноиды будут действовать как нейтрализатор присутствующего во время производственного процесса кислорода, сохраняя и улучшая качество пищевого продукта, предназначаемого для доставки потребителю. Качество пищевого продукта подразумевает все характеристики, которые обеспечивают визуальные, вкусовые, ароматические и питательные свойства пищевых продуктов. Когда добавление происходит на более позднем этапе производства, цель состоит в том, чтобы предохранить пищевые продукты от окисления перед употреблением пищевого продукта потребителем и в придании пищевым продуктам дополнительных антиоксидантных свойств, являющихся полезными для здоровья потребителя. Настоящее изобретение также касается внесения во время производства и перед потреблением многократных добавок, имеющего целью объединение различных положительных эффектов стильбенов.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается способом получения пищевых продуктов посредством прибавления материала хмелевой дробины во время производства пищевых продуктов, но также включает и пищевые продукты, получаемые с помощью описанного способа.
При производстве пищевых продуктов, получаемых описанным способом, предпочтительно используется антиоксидантное средство, которое в случаях, когда пищевой продукт является продуктом питания или напитком, например пивом, может иметь особое применение.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение охватывает способ получения пищевых продуктов любого типа и является применимым для твердых и жидких продуктов, которые могут быть продуктом питания или напитком. Пиво является широко известным напитком, включающим в свою композицию хмель, и настоящее изобретение для производства пива представляет множество преимуществ. В одном предпочтительном воплощении настоящее изобретение описывает способ получения напитка, такого как пиво, добавлением в процессе приготовления напитка материала хмелевой дробины, при этом содержащиеся в материале хмелевой дробины стильбены действуют в последующий после добавления период как нейтрализаторы кислорода, приводя к улучшению вкусовой стабильности напитка, а присутствие в напитке сохраняющихся стильбенов придает напитку дополнительные антиоксидантные свойства, обеспечивая пользу для здоровья потребителя. Применение этого способа не ограничивается пивоваренной промышленностью, но обладает более широким применением, поскольку материал хмелевой дробины либо совсем не обладает, либо имеет очень небольшую способность придавать горький вкус. Поэтому настоящее изобретение применимо для любых напитков в случаях, когда напиток является фруктовым или напитком на основе зерна, который может быть напитком на злаковой основе. Настоящее изобретение не ограничивается ферментируемыми продуктами или ферментированными продуктами, но также охватывает и продукты, которые подвергаются ферментации любого рода.
В процессе производства пива норма внесения хмеля в варочный котел вычисляется в соответствии с содержанием хмелевых α-кислот, при этом общее содержание стильбена сличается по одной и той же способности придавать горький вкус (относительная концентрация стильбена). Как ни удивительно, слабогорькие культурные сорта из этого исследования, т.е. Willamette, Cascade и Saaz, явно проявили себя как наиболее интересные сорта. Понятно, что настоящее изобретение не ограничивается теми сортами, которые представлены в качестве примеров.
Во время варки сусла часть полифенолов окисляется и обычно полимеризуется в более сложную химическую структуру и поэтому выводится осаждением с белками при удалении продуктов расслоения при нагревании. Осажденные полифенолы после этого теряют возможность вносить вклад в восстанавливающую способность сусла. По сравнению с другими полифенолами стильбены менее подвержены осаждению с белками и поэтому представлены в более значительных количествах и являются более доступными для дальнейших реакций. Поскольку изомеризация транс-ресвератрола в цис-ресвератрол, как известно, эффективно реализуется в виноделии, можно было ожидать наличия обоих изомеров (цис-ресвератрола и транс-ресвератрола) и в готовом пиве. Однако в варочном котле или позже разложение может проходить в более значительной степени, приводя в этом случае к тому, что их количества в пиве становятся не обнаружимыми. Как здесь показано, позднее введение хмеля в сусло значительно улучшает ход восстановления (7 минут при 100°C позволяют восстановить 40% ресвератрола и 100% пицеида). Необходимы дополнительные исследования для определения формы, в наибольшей степени способной к растворению в сусле, к сохранению в процессе варения пива и, конечно, к оказанию in vivo пользы для здоровья.
При производстве пива на пивоваренных предприятиях добавление материала хмелевой дробины предпочтительно выполняется с помощью имеющихся устройств дозирования. В настоящее время разработаны надежные и удобные в обращении автоматизированные системы дозирования, пригодные для использования как с хмелевыми гранулами, так и с экстрактами хмеля. Однако до сих пор не найдено пригодного для осуществления на практике решения для автоматического дозирования цельного хмеля в виде шишек. Полифенолы поддаются растворению в полярных растворителях, включая воду, температура влияет на их растворимость положительным образом. Наоборот, преждевременное добавление отрицательно воздействует на содержание стильбенов в конечном продукте. Раннее добавление хмелевой дробины положительным образом сказывается на солюбилизации стильбенов в промежуточной жидкости (например, сусле), но отрицательно влияет на содержание в конечном продукте (например, пиве) вследствие окислительной деградации, происходящей в период после добавления хмелевой дробины. Предпочтительным временем добавления в ходе тепловой обработки является либо время в самом конце периода кипячения, либо после завершения этапа кипячения перед охлаждением сусла. Вследствие этого получается оптимальная комбинация с хорошей экстракцией стильбенов и ограниченными вызываемыми окислением потерями.
При отсутствии возможности добавления материала хмелевой дробины, включая экстракты (например, жидкие и твердые экстракты), непосредственно во время этапа кипячения с помощью существующей системы дозирования, материал хмелевой дробины может добавляться к жидкости (например, суслу, пиву) вручную. Когда растворимость материала хмелевой дробины в жидкости, которая должна быть обогащена стильбенами, ограничена, в качестве варианта может быть использована суспензия, приготовленная непосредственно из материала хмелевой дробины, и эта суспензия добавляется к жидкости. Приготовление суспензии может стать непосредственно достижимым после проведения этапа предварительной солюбилизации материала хмелевой дробины. С этой целью может использоваться полярный растворитель (например, вода, этанол и их смесь), приводя к получению такой суспензии, богатой стильбеновыми соединениями.
Материал хмелевой дробины может использоваться во время этапа кипячения и/или на любом другом этапе производственного процесса получения напитка. Когда производство напитка с антиоксидантными свойствами содержит этап ферментации, на котором образуется этанол, предпочтительным может быть добавление материала хмелевой дробины во время или после завершения процесса ферментации. Этап ферментации при производстве пива, как пояснено в уровне техники настоящего изобретения, сопровождается стадией дозревания, за которой следует стадия «холодного созревания». Подходящим временем для добавления материала хмелевой дробины может быть момент переноса из ферментационного чана в емкость для холодного созревания. Этанол, полученный во время ферментации, может рассматриваться как органический модификатор полярности полученного напитка и может положительно влиять на будущее содержание стильбенов, приводя к увеличению экстракционного выхода. Когда способ производства включает стадию дозревания, предпочтительно осуществлять прибавление во время этого этапа. Жидкость во время этапа дозревания по сравнению с жидкостью во время этапа ферментации обычно обладает преимуществом содержания меньшего количества примесей, связанным с более высоким содержанием этанола. Также обычно признается, что дозревание проходит при более высокой температуре, чем холодное созревание. Эти факторы улучшают экстракционный выход стильбенов и снижают потери стильбенов, что говорит в пользу прибавления на этапе дозревания.
При получении осветленного пива прибавление предпочтительно выполняется перед этапом конечного фильтрования напитка. Фильтрация является существенной и критически важной операцией, которая должна обеспечивать зрительное впечатление от внешнего вида и устойчивость поставляемого потребителю напитка. Для достижения необходимой прозрачности необходимо удаление из пива по меньшей мере части дрожжей, белка, частиц холодной взвеси и углеводных частиц. Поэтому отфильтрованное пиво не должно содержать остаточных дрожжей и быть настолько светлым, насколько это возможно.
В период хранения под действием содержащегося в напитке растворенного кислорода или облучения светом в упакованном продукте склонны развиваться процессы разложения стильбенов и флавоноидов. Поэтому особенно рекомендуется хранить упакованный напиток при низкой температуре, предпочтительно вплоть до 4°C, и избегать в максимально возможной степени воздействия на упакованный напиток света, особенно ультрафиолетовых лучей.
Хотя предпочтительные воплощения изобретения описываются в иллюстративных целях, специалистам в данной области ясно, что возможны различные модификации, добавления или замены без отступления от объема и сущности изобретения, так как оно раскрывается в сопутствующей формуле изобретения.