Спосіб виробництва пива

Реферат: Спосіб виробництва пива шляхом додавання матеріалу дробини хмелю під час виробництва пива, в якому стильбени і флавоноїди, що містяться в матеріалі дробини хмелю, діють як гасники кисню під час технологічного процесу після вказаного додавання. Це забезпечує поліпшену стабільність смаку пива, причому стильбени, присутні в пиві, надають йому UA 103457 C2 (12) UA 103457 C2 додаткових антиоксидантних властивостей, забезпечуючи корисні ефекти для здоров'я споживача. UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід загалом стосується додавання стильбенів і флавоноїдів до харчових продуктів (наприклад, до напоїв). Більш конкретно, він стосується нового способу застосування такого матеріалу, як дробина хмелю, для виробництва напою зі специфічними антиокислювальними властивостями. Рівень техніки Культивований хміль (Humulus Lupulus L.) - це дводомна рослина сімейства Cannabinaceae (ряд Urticales), яка використовується майже виключно у пивоварінні. Хміль містить сотні різних груп органічних сполук, головні з яких наведені далі в % в/в: Смоли хмелю 4-27 Ефірна олія 0,5-3,0 Поліфеноли і таніни хмелю 3-6 Моносахариди 2 Амінокислоти 0,1 Білки 15 Жири і жирні кислоти 1-5 Пектини 2 Зола-солі 10 Целюлоза-лігніни 40-50 Вода 8-12 Найбільший інтерес для пивоваріння становлять так звані м'які смоли хмелю (які містять головним чином α-кислоти і β-кислоти), олії хмелю і поліфеноли. Ці три класи сполук є дуже важливими з точки зору пивоваріння і використовуються також для диференціації різновидів хмелю (дивись Фіг. 1). Хоча поліфеноли хмелю широко вивчались впродовж останнього десятиріччя стосовно їх антиоксидантної активності у котлі для варки, досі дуже мало що відомо про їх дійсний вплив на здоров'я. Недавнє відкриття ресвератролу (сильний рослинний антиоксидант - прим. перекл.) у хмелю висвічує, що саме у складі хмелю могло б відігравати ключову роль в забезпеченні корисних ефектів для здоров'я при помірному вживанні пива. Ресвератрол і його глікозид (піцеїд) можуть знаходитись в cis (2) або trans (1) конфігураціях (дивись Фіг. 2). Вже відомий як сильний антиоксидант, trans-ресвератрол досліджувався стосовно певних перспективних фізіологічних ефектів, включаючи антитромбоцитарні, протизапальні, естрогенні, кардіопротекторні, протипухлинні і противірусні властивості. Хоча він і менш активний, ніж його аглікон, trans-піцеїд очевидно здатний обмежувати підвищення концентрації ліпідів і пригнічувати синтез ейкозаноідів. В 2003 році Callemien та інші вперше вказали на присутність стильбенів у хмелі (загальна концентрація біля 3,5 частин на мільйон). Ближче до нашого часу, Jerkovic та інші порівняли різні гранули хмелю з врожаю 2003 року. В цьому випадку загальна концентрація стильбенів склала від 5 до 15 частин на мільйон, причому у всіх випадках головною складовою був frans-піцеїд. Крім дуже чутливих до кисню різновидів, очевидно, що чим нижчий вміст α-кислоти, тим вищий потенціал щодо ресвератролу. Продукти хмелю (шишки, гранули чи екстракти) не містять або містять дуже мало гірких сполук, а містять головним чином попередники гірких сполук. Щоб надати очікуваної гіркоти майбутньому пиву, необхідно під час пивоваріння додавати продукти хмелю в якості вихідного матеріалу. Найважливішим хімічним перетворенням під час варки сусла є термічна ізомеризація αкислот до ізо-α-кислот шляхом стиснення кільця типу ацилоїну (дивись Фіг. 3). Ізо-α-кислоти мають інтенсивний гіркий смак і, хоча вони є лабільними, витримують процес варки. Ізо-α-кислоти є чутливими до окислення, що приводить під час варки сусла до утворення великої кількості окислених похідних, які можуть негативно впливати на смак пива. Летючі компоненти присутніх у хмелі олій випаровуються під час процесу варки, коли продукти хмелю додаються на початку варки. Ефірні олії є дуже чутливими до окислення, і сполуки з низькою молекулярною вагою можуть окислюватись, тим самим зменшуючи летючість і збільшуючи розчинність в гарячому суслі. Щоб зберегти суттєву фракцію олій хмелю у суслі, продукти хмелю краще додавати в кипляче сусло пізніше, що призведе до поганої екстракції αкислот і, відповідно, до зменшеної гіркоти. Теперішня тенденція у застосуванні продуктів хмелю полягає у додаванні компонентів, що дають гіркоту, на ранньому етапі процесу варки, а ароматичних компонентів пізніше, в залежності від бажаного аромату хмелю. Екстракція хмелю як засіб концентрування α-кислот і ефірних олій хмелю в останній час не використовується. Замість цього успішно застосовуються органічні розчинники, такі як етиловий спирт, дихлорметан, бензол, метиловий спирт, гексан і трихлоретилен. На сьогодні, двоокис 1 UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 вуглецю в рідкій фазі і двоокис вуглецю у зверх критичному стані є найбільш ефективними аполярними розчинниками для екстракції α-гумулонів і отримання екстракту з високим вмістом α-кислот (27-55 % в екстракті СО2 в зверх критичному стані і 30-60 % в екстракті СО2 в рідкій фазі). Останній є екологічно чистим продуктом, який не містить таких хімічних сполук, як пестициди, твердих смол, хлорофілу і містить дуже мало поліфенолів. Екстракти хмелю двоокисом вуглецю часто стандартизуються до заданої концентрації α-кислот шляхом додавання цукрового сиропу, що полегшує їх використання на броварнях. Після процесу екстракції залишковий органічний матеріал є побічним продуктом, що звичайно має вигляд гранул, які також називають дробиною хмелю. Сьогодні дробину хмелю загалом викидають, і існує тільки одна рідкісна методика її валоризації для пивоваріння чи для інших галузей промисловості. В патентній заявці США PCT/US96/07325, поданій Miller Brewing Company, описаний спосіб приготування пива з повним смаком хмелю з використанням дробини хмелю чи екстракту дробини хмелю. Метою даної заявки на патент є валоризація дробини хмелю саме у цьому відношенні, а винахід стосується способу виробництва харчового продукту, який включає етапи: • Додавання матеріалу дробини хмелю до вказаного харчового продукту; • Гасіння кисню. Нами було вперше показано, що дробина хмелю є багатим джерелом стильбенів (фітоалексинів), які, як відомо, володіють виразними антиокислювальними властивостями. Стильбени, зокрема ресвератрол і його глікозид (піцеїд), як вже широко відомо, є корисними для здоров'я, володіючи протираковим, противірусним, нейропротекторним і протизапальним ефектами і протидіючи старінню. Головні харчові джерела стильбену включають виноград, червоне вино, земляний горіх, какао і сою; однак їх можна ввести в раціон харчування з чаєм Ітадорі. Не так давно (в 2005 році) V. Jerkovic, D. Callemien і S. Collin ідентифікували наявність стильбенів (trans-піцеїду, cis-піцеїду і trans-ресвератролу) у хмелю, в концентрації від 5 до 16 частин на мільйон. Рівні trans-піцеїду (6), cis-піцеїду (7) і trans-ресвератролу (8), які виявляються в дробині хмелю, викликають значний інтерес (дивись Фіг. 4). Перевагою є те, що вказаний матеріал дробини хмелю вибирається з групи, що містить залишкову фракцію екстракту хмелю, повністю чи частково, залишкову фракцію екстракції м'яких смол і залишкову фракцію екстракції олій з хмелю, рідкий екстракт дробини хмелю або твердий екстракт дробини хмелю. Дробина хмелю - це залишкова фракція, що утворюється після екстракції хмелю, повністю чи частково, м'яких смол (наприклад, α-кислот і β-кислот) та олій з хмелю. Сьогодні дробину хмелю загалом викидають, і існує тільки одна рідкісна методика її валоризації для пивоваріння чи для інших галузей промисловості. Отже, дробина хмелю може бути багатообіцяючим, дешевим, знежиреним вихідним матеріалом для виробництва збагаченого ресвератролом продукту харчування. Спосіб виробництва продукту харчування за даним винаходом включає використання всіх різних видів залишок дробини хмелю, які утворюються після процесу екстракції, включаючи будь-яку форму екстракту, похідну від будь-якої форми залишку дробини хмелю. Більш того, даний винахід включає антиокислювальний препарат для використання у виробництві продукту харчування, який містить природний екстракт, отриманий з залишку дробини хмелю. В якості екстрактів, отриманих з залишків дробини хмелю, даний винахід включає як рідкі екстракти, так і тверді екстракти. В одному конкретному варіанті здійснення рідкий екстракт дробини хмелю, що містить стильбени і флавоноїди, екстрагується в рідкій фазі екстракції полярним розчинником, вибраним з групи, яка містить воду, етиловий спирт, ізопропанол, метиловий спирт, дихлорметан, n-бутанол, етилацетат, етилен дихлорид, трихлоретилен і їх суміші. Цей рідкий екстракт може бути отриманий будь-яким способом екстракції, в якому використовується будьякий полярний розчинник. Краще, щоб полярний розчинник був переважно водою, етиловим спиртом чи їх сумішшю. В іншому варіанті здійснення даного винаходу твердий екстракт дробини хмелю являє собою тверді екстракти вказаної екстракції і включає будь-яку прийнятну суху форму екстракту, яка може бути сухим препаратом, таким як порошок, таблетка і т.п. Переважно, хміль вибирається з групи, що містить хміль з низьким рівнем м'яких смол, гранули з хмелю з низьким рівнем м'яких смол, їх збагачений тип. Виявилось, що найбільш перспективні різновиди хмелю, з тих, що використовувались для екстракції стильбенів, містять загалом низький рівень αкислот, що робить даний винахід особливо цікавим для валоризації матеріалу дробина хмелю, отриманого з "ароматичних" різновидів хмелю. 2 UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід охоплює спосіб виробництва будь-якого типу харчового продукту і стосується твердих і рідких продуктів, які можуть харчем або напоєм. В кращому варіанті здійснення даний винахід стосується способу виробництва напою, такого як пиво, шляхом додавання під час виробництва напою матеріалу дробини хмелю, в якому стильбени і флавоноїди діють як гасники кисню під час процесу, який відбувається після додавання, що забезпечує поліпшену стабільність смаку напою, і в якому наявні в напої стильбени надають йому додаткових антиокислювальних властивостей, корисних для здоров'я споживача. Кращим часом додавання матеріалу дробини хмелю під час гарячого процесу є дуже пізній момент під час процесу варки або після етапу варки перед охолодженням сусла. Відповідно, оптимальна комбінація досягається ефективною екстракцією стильбенів і обмеженими втратами через окислення. Якщо виробництво антиокислювального напою включає етан ферментації, може бути доцільним додавати матеріал дробини хмелю під час процесу ферментації або після нього. Якщо процес виробництва включає стадію дозрівання, додавання матеріалу дробини хмелю краще здійснювати під час цієї стадії, що поліпшить вихід екстракції стильбенів і зменшить втрати стильбенів. Для виробництва прозорого пива кращий час додавання матеріалу дробини хмелю настає перед кінцевою фільтрацією напою, щоб забезпечити візуальний вигляд і стабільність напою, який поставляється споживачу. Малюнки Суть винаходу ілюструється малюнками, на яких представлено: На Фіг. 1 - схематичне загальне уявлення про різні важливі компоненти хмелю. На Фіг. 2 - хімічна структура двох ізомерів ресвератролу: trans-ресвератролу (1) і cisресвератролу (2). На Фіг. 3 - хімічна реакція ізомеризації α-кислот до ізо-α-кислот: гумулони (3) ізомеризуються до trans-ізогумулонів (4) і cis-гумулонів (5). На Фіг. 4 - хроматограма (RP-HPLC-APCI (+)/MS-MS) для дробини після екстракції хмелю двоокисом вуглецю "томагавк". MS/MS хроматограма (m/z=229) trans-піцеїду (6), cis-піцеїду (7) і trans-ресвератролу (8). На Фіг. 5 - репрезентація концентрації (мг/кг) trans-піцеїду, cis-піцеїду (виражена в еквівалентах trans-піцеїду) і trans-ресвератролу в дробині після екстракції хмелю двоокисом вуглецю. Докладний опис винаходу Даний винахід пропонує новий і вигідний спосіб виробництва харчового продукту шляхом додавання матеріалу дробини хмелю під час виробництва цього харчового продукту, в якому стильбени, що містяться в матеріалі дробини хмелю, діють як гасники кисню під час процесу після додавання, забезпечуючи поліпшену стабільність смаку харчового продукту, і в якому вцілілі стильбени, присутні в харчовому продукті, надають йому додаткові антиокислювальні властивості, корисні для здоров'я споживача. Було проаналізовано відносну концентрацію стильбенів в гранулах, отриманих від шести сортів хмелю. Хоча було підтверджено, що найбільш цікавими є сорти з низькою гіркотою, в деяких випадках вони демонстрували дуже різні концентрації. Сорти з найвищим вмістом вільного trans-ресвератролу (наприклад сорт Nugget з 1 мг/кг) виявились не найкращими джерелами загальних стильбенів (наприклад, сорт Sterling зі всього 0,35 мг/мл transресвератролу містив 14,79 мг/мл загальних стильбенів). З іншого боку, cis-ресвератрол був відсутній у всіх дев'яти зразках хмелю. Процес грануляції призводив до сильної деградації стильбенів в деяких чутливих сортах (>56 % Willamette або Tomahawk), тоді як інші сорти (Warrior або Nugget) виявились значно більш резистентними. При цьому виявилось, що глікозидні форми, очевидно, втрачаються більш значною мірою. На екстрактах, отриманих з хмелю, були проведені деякі додаткові аналізи. Екстракти хмелю отримують з шишок хмелю і гранул хмелю, поширеного джерела α-кислоти, яка використовується у пивоварінні. Така екстракція застосовується для того, щоб відділити бажаний матеріал хмелю від целюлозного матеріалу. З цією метою успішно використовувалось багато розчинників, таких як етиловий спирт, дихлорметан, бензол, метиловий спирт, гексан і трихлоретилен, і сьогоднішні розчинники вибираються на основі вибірковості (розчинність бажаних компонентів хмелю), безпечності, екологічних стандартів, температури кипіння і вартості. Вода не використовується, оскільки розчинність компонентів хмелю у воді є надто низькою. Двоокис вуглецю, етиловий спирт і гексан - це ті поширені розчинники, які використовуються в теперішній час. Проте між цими розчинниками існує принципова різниця. Етиловий спирт може змішуватись з водою і, відповідно, має полярний характер. Однак гексан погано розчиняє воду і тому може класифікуватись як неполярний розчинник. Полярність двоокису вуглецю адаптується технологічними умовами температури і тиску. Ці експерименти 3 UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 були проведені на екстрактах, отриманих з використанням двоокису вуглецю. Через високу гідрофобність двоокису вуглецю проаналізовані зверх критичні екстракти хмелю не містили стильбенів, хоча в такі екстракти попадала невелика кількість більш аполярних флавоноїдів хмелю. Залишкова фракція хмелю після процесу екстракції загалом вважається побічним продуктом, що не має будь-якої цінності, оскільки він не містить або містить тільки сліди м'яких смол і не має ніякого потенціалу гіркоти або цей потенціал дуже низький. Оскільки стильбенові сполуки були ідентифіковані в свіжому хмелі, в шишках і в гранулах, але не в екстракті, отриманому за допомогою двоокису вуглецю в зверх критичному стані, то виникла думка, що вони могли б бути все ще наявними у фракції дробини хмелю, яку в цьому описі називають також залишковою фракцією. Певні аналітичні експерименти були проведені на гранулах дробини хмелю, залишковій фракції, отриманій після екстракції м'яких смол (наприклад, α-кислот і β-кислот) та оліях з хмелю. Рівні trans-піцеїду (6), sis-піцеїду (7) і fransресвератролу (8), визначені в дробині хмелю, виявились дуже цікавими (дивись Фіг. 4). В зразку Warrior рівні trans-піцеїду, cis-піцеїду і trans-ресвератролу досягали, відповідно, 7 мг/кг, 6 мг/кг і 0,6 мг/кг (дивись Фіг. 5). Отже, дробина хмелю може бути багатообіцяючим, дешевим, знежиреним вихідним матеріалом для виробництва продукту харчування з корисними властивостями. Спосіб виробництва харчового продукту за цим винаходом використовує певний матеріал дробини хмелю, що є залишковою фракцією, яка утворюється після екстракції хмелю, повністю чи частково, м'яких смол (наприклад, α-кислот і β-кислот) і олій з хмелю, як описано в розділі "Рівень знань". Загалом, ця фракція має вигляд гранул. Однак має бути зрозумілим, що даний винахід не обмежується використанням гранул дробини хмелю, а охоплює також використання різних типів залишків дробини хмелю, які отримуються після процесу екстракції. Більш того, даний винахід включає використання будь-якої форми екстракту, отриманого з будь-якої форми залишку дробини хмелю, який ми називаємо матеріалом дробини хмелю. В якості екстрактів, отриманих з залишків дробини хмелю, даний винахід включає як рідкі екстракти, так і тверді екстракти. Рідкий екстракт може бути отриманий будь-яким способом екстракції, який використовує будь-який полярний розчинник. Певні екстракти були отримані з використанням полярного розчинника, вибраного з групи, що містить воду, етиловий спирт, ізопропанол, метиловий спирт, дихлорметан, трихлорметан, n-бутанол, етилацетат, етилен дихлорид, трихлоретилен і їх суміші. Екстракцію можна легко здійснити за допомогою суміші етилового спирту і води в будь-якому співвідношенні. Адекватна екстракція забезпечується при співвідношенні етилового спирту/води 80/20 (в/в). Температура під час екстракції є важливим параметром, який може мати позитивний вплив, скорочуючи тривалість екстракції, необхідну для здійснення екстракції стильбенів. Оптимальні для екстракції умови досягаються тоді, коли температура підтримується на рівні 60 °C впродовж 30 хвилин. Нерозчинна фракція виводиться, а розчинну фракцію можна концентрувати для подальшого використання. Рідкий екстракт, отриманий з залишку дробини хмелю, може бути висушений з використанням методики розділення (наприклад, випаровування, перегонки, ліофілізації), яка забезпечує розділення твердого матеріалу і полярного розчинника. Тверда фракція буде містити активні сполуки і буде концентрованою щодо стильбенів для подальшого використання. Перевагами використання сухого екстракту є головним чином зберігання і стабільність цього продукту. Якщо твердий екстракт пакується за відсутності світла і кисню, термін зберігання екстракту може бути суттєво подовженим, порівняно з рідким екстрактом, отриманим з тієї ж партії залишку дробини хмелю. Більш того, даний винахід включає антиокислювальний препарат для використання у виробництві продукту харчування, який містить натуральний екстракт, отриманий з залишку дробини хмелю, характеризується суттєвою концентрацією стильбенів (наприклад, transпіцеїду, cis-піцеїду і trans-ресвератролу) і при цьому не містить полярного розчинника або містить тільки його сліди. Цей антиокислювальний препарат отримується з залишку дробини хмелю, який є залишковою фракцією після екстракції хмелю, повністю чи частково, м'яких смол (наприклад, α-кислот і β-кислот) і олій з хмелю, як описано в розділі "Рівень знань". Даний винахід включає будь-яку прийнятну суху форму такого екстракту, яка може бути сухим препаратом, таким як порошок, таблетка і т.п. Компоненти хмелю є нестабільними і більшість з них є дуже чутливими до окислення. Кислоти хмелю, олії хмелю і поліфеноли поступово деградують під час зберігання хмелю. Більш того, Cantos та інші спостерігали підвищення вмісту trans-ресвератролу у винограді, який зберігався при 0 °C впродовж 10 днів. Цими авторами також згадувалось незначне підвищення вмісту ізомерів cis-ресвератролу. Щодо хмелю, обидві форми (шишки і гранули Т90) контролювались впродовж 12 місяців зберігання. Гранули виявились найбільш стабільною 4 UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 формою впродовж перших чотирьох місяців зберігання. В обох випадках піцеїд, очевидно, вражався більш суттєво, ніж його аглікон. Можливим поясненням може бути те, що ресвератрол частково регенерується цим глікозидом; ця гіпотеза ще потребує підтвердження додатковими дослідженнями. Виявилось, що найбільш перспективні різновиди хмелю, які використовуються для екстракції, щонайменше, α-кислот, β-кислот і олій з хмелю, є менш цікавими з точки зору стильбенів. Для екстракції м'яких смол виробник екстракту обере різновиди хмелю, загалом багаті α-кислотами. З іншого боку, вміст стильбенів буде вищим при використанні різновидів хмелю з низьким рівнем α-кислот. Даний винахід становить особливий інтерес з точки зору валоризації матеріалу дробини хмелю, отриманої з "ароматичних" різновидів хмелю. Після екстракції фракцій α-кислот, β-кислот і олій з хмелю залишковий матеріал містить певні інші сполуки, такі як целюлоза, зола, поліфеноли, таніни, білки, ліпіди і деякі інші домішки, які не екстрагуються під час процесу екстракції. Гранули "типу 45" (Т45), які називають також збагаченими гранулами, мають концентрацію α-кислот, β-кислот і олій з хмелю, яка сконцентрована в 45 % вихідного матеріалу хмелю, що дає майже подвоєну концентрацію активних сполук, включаючи стильбени. Використання гранул Т45 може бути оптимальним рішенням проблеми концентрування початого вмісту стильбенів в матеріалі хмелю до процесу екстракції, що забезпечить значне зменшення кількості домішок (наприклад, пестицидів, нітратів, важких металів) в вихідному матеріалі хмелю і, відповідно, більш сприятливе (вище) співвідношення стильбени/домішки. Додавання матеріалу дробини хмелю, включаючи стильбени і флавоноїди, може бути вигідно здійснити раніше та/або пізніше під час процесу виробництва продукту харчування. Коли таке додавання здійснюється на ранній стадії виробництва, метою є захист даного продукту від окислення на всіх наступних стадіях виробництва. Стильбени і флавоноїди будуть діяти як гасники кисню, присутнього під час виробничого процесу, зберігаючи і поліпшуючи якість продукту харчування, який буде постачатись споживачу. Якість продукту харчування означає всі характеристики, які стосуються його вигляду, смаку, запаху і поживних властивостей. Коли додавання здійснюється на більш пізній стадії виробництва, метою є захист даного продукту від окислення до його споживання споживачем, а також надання продукту додаткових антиокислювальних властивостей, які є корисними для здоров'я споживача. Даний винахід стосується також кількаразового додавання для комбінування різних позитивних ефектів стильбенів як під час виробництва, так і перед споживанням. Має бути зрозумілим, що даний винахід не обмежується способом виробництва харчового продукту шляхом додавання матеріалу дробини хмелю під час виробничого процесу, а включає також той харчовий продукт, який отримується описаним способом. Антиокислювальний препарат за цим винаходом переважно використовується для виробництва харчового продукту описаним способом і може мати специфічне застосування, коли цим харчовим продуктом є харч або напій, такий як пиво. Опис кращих варіантів здійснення даного винаходу Даний винахід охоплює спосіб виробництва будь-якого типу харчового продукту, і може бути застосований для твердих і рідких продуктів, які можуть бути харчем чи напоєм. Добре відомим напоєм, який має у своєму складі хміль, є пиво, і цей винахід здатний забезпечити багато переваг саме для виробництва пива. В одному кращому варіанті здійснення даний винахід стосується способу виробництва напою, такого як пиво, шляхом додавання матеріалу дробини хмелю під час виробництва напою, де стильбени, що містяться в матеріалі дробини хмелю, діють як гасники кисню під час виробничого процесу після такого додавання, чим забезпечується поліпшена стабільність смаку напою. Крім цього, вцілілі стильбени надають напою додаткових антиокислювальних властивостей, корисних для здоров'я споживача. Цей спосіб не обмежується пивоварінням, а має багато застосувань, оскільки матеріал дробини хмелю не містить або містить дуже мало потенціалу гіркоти. Відповідно, даний винахід може бути застосований до будь-якого напою, якщо цей напій має фруктову чи зернову основу і може бути напоєм з продуктів переробки зерна. Даний винахід не обмежується продуктами, що здатні ферментуватись, ферментованими продуктами, але охоплює також продукти, які піддаються будь-якому типу ферментації. Під час виробництва пива швидкість внесення хмелю у котел для варки сусла вираховується в залежності від вмісту α-кислот в хмелі; загальний вміст стильбенів порівнювався при тому самому потенціалі гіркоти (відносна концентрація стильбенів). Виявилось, що досліджені сорти з низькою гіркотою Willamette, Cascade і Saaz чітко зарекомендували себе як найбільш перспективні. Має бути очевидним, що даний винахід не обмежується тими сортами хмелю, які було використано в якості прикладів. 5 UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Під час варки сусла частина поліфенолів окислюється і, як правило, полімеризується з утворенням більш складної хімічної структури, після чого виводиться шляхом осаджування білками, коли відбувається розшарування при нагріванні. Осаджені поліфеноли більше не є наявними для відновлення сили сусла. Порівняно з іншими поліфенолами, стильбени в меншій мірі піддаються осаджуванню білками, і тому вони більше присутні і більше наявні для подальших реакцій. Оскільки відомо, що ізомеризація trans-ресвератролу до cis-ресвератролу є ефективною у виробництві вина, обидва ізомери (trans-ресвератрол і cis-ресвератрол) могли б очікуватись в кінцевому пиві. Однак у котлі для варки сусла або пізніше може мати місце більш сильна деградація, що призводить в цьому випадку до їх кількості в пиві, яка не піддається визначенню. Як вже говорилось, пізнє внесення хмелю суттєво поліпшує вихід (7 хвилин при 100 °C дозволяють нам зберегти 40 % ресвератролу і 100 % піцеїду). Необхідні додаткові дослідження, щоб ідентифікувати форму, найбільш здатну бути солюбілізованою у суслі, витримувати процес пивоваріння і, звичайно, забезпечувати користь для здоров'я in vivo. У виробництві пива додавання матеріалу дробини хмелю у броварні переважно здійснюється з використанням існуючого обладнання для дозування. На сьогодні розроблені надійні і зручні у користуванні автоматизовані системи дозування для гранул хмелю, а також для екстракту хмелю. Однак досі немає практичного вирішення проблеми автоматизованого дозування хмелю цільними шишками. Поліфеноли є розчинними в полярних розчинниках, включаючи воду, і на їх розчинність позитивно впливає температура. З іншого боку, передчасне додавання може негативно вплинути на вміст стильбенів у кінцевому продукті. Раннє додавання дробини хмелю є позитивним для солюбілізації стильбенів в проміжній рідині (наприклад, у суслі), але негативно впливає на їх вміст в кінцевому продукті (наприклад, пиві) внаслідок деградації через окислення, яка відбувається після додавання дробини хмелю. Кращим часом додавання під час технологічного процесу, що відбувається при нагріванні, є дуже пізній момент під час процесу варки сусла або після етапу варки до охолодження сусла. Відповідно, оптимальні умови досягаються при хорошій екстракції стильбенів і при їх обмежених втратах через окислення. Коли відсутня можливість додати матеріал дробини хмелю, включаючи екстракти (наприклад, рідкі і тверді екстракти), безпосередньо під час етапу варки сусла за допомогою існуючої системи дозування, матеріал дробини хмелю можна додати до рідини (наприклад, сусла, пива) вручну. Коли розчинність матеріалу дробини хмелю обмежується тією рідиною, яка має бути збагаченою стильбенами, альтернативою може бути використання суспензії, приготовленої безпосередньо з матеріалу дробини хмелю, і додавання до рідини цієї суспензії. Приготування суспензії краще здійснювати після етапу попередньої солюбілізації матеріалу дробини хмелю. З цією метою може бути використаний полярний розчинник (наприклад, вода, етиловий спирт чи їх суміш). Це забезпечить отримання суспензії, збагаченої стильбеновими сполуками. Матеріал дробини хмелю може бути використаний під час етапу варки та/або на будь-якому іншому етапі технологічного процесу виробництва напою за цим винаходом. Коли виробництво антиокислювального напою включає етап ферментації, який продукує етиловий спирт, може бути вигідно додавати матеріал дробини хмелю під час процесу ферментації або після нього. За фазою ферментації у виробництві пива, як пояснювалось в розділі "Рівень знань", йде етап дозрівання, а за ним - етап "холодного старіння". Адекватним часом для додавання матеріалу дробини хмелю може бути момент переведення рідини з посудини для ферментації до танку для холодового визрівання. Етиловий спирт, який утворюється під час ферментації, може розглядатись як органічний модифікатор полярності напою, що виробляється, і може позитивно впливати на майбутній вміст стильбенів, приводячи до зростання виходу екстракції. Коли виробничий процес включає етап визрівання, додавання краще здійснювати під час цієї фази. Рідина під час фази визрівання загалом характеризується тими перевагами, що містить менше домішок, пов'язаних з високим вмістом етилового спирту, у порівнянні з рідиною під час фази ферментації. Загальновідомо також, що визрівання здійснюється при більш високій температурі, ніж фаза холодового старіння. Ці елементи поліпшують вихід екстракції стильбенів і зменшують втрати стильбенів, що говорить на користь додавання на етапі визрівання. Для виробництва прозорого пива додавання матеріалу дробини хмелю краще здійснювати перед кінцевою фільтрацією напою. Фільтрація є важливою і вирішальною операцією, яка повинна забезпечити зовнішній вигляд і стабільність напою, що постачається споживачу. Для досягнення необхідної прозорості необхідно видалити з пива, щонайменше, частину дріжджів, білку, часток холодового відстою і часток вуглеводів. Отже, фільтроване пиво має бути без залишкових дріжджів і прозорим, наскільки це можливо. 6 UA 103457 C2 5 10 15 20 25 30 35 Деградація стильбенів і флавоноїдів через присутність розчиненого кисню, що міститься в напої, або під дією світла є чутливою до продовження у пакованому напої під час його зберігання. Тому настійно рекомендується зберігати пакований напій при низькій температурі, переважно до 4 °C, і уникати, наскільки це можливо, піддавання пакованого напою дії світла і, особливо, УФ. Хоча кращі варіанти здійснення даного винаходу були описані з ціллю ілюстрації, спеціалісти у цій галузі оцінять можливість різних модифікацій, доповнень або замін без відходу від об'єму і духу цього винаходу, як показано у формулі винаходу, що додається. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб виробництва пива, який включає етапи: а) приготування сусла, b) кип'ятіння зазначеного сусла, а потім його охолодження для одержання прокип'яченого сусла, c) ферментація прокип'яченого сусла для одержання пива, який відрізняється тим, що включає етап додавання матеріалу дробини хмелю під час варіння сусла, перед охолодженням сусла або під час ферментації пива, або після ферментації, де зазначений матеріал дробини хмелю містить стильбени та флавоноїди, а також забезпечує гасіння кисню у суслі або пиві. 2. Спосіб за пунктом 1, в якому вказаний матеріал дробини хмелю вибирають з групи, що містить залишкову фракцію екстракції хмелю, повністю або частково, залишкову фракцію екстракції м'яких смол і залишкову фракцію екстракції олій з хмелю, рідкий екстракт дробини хмелю чи твердий екстракт дробини хмелю. 3. Спосіб за пунктом 2, в якому вказаний рідкий екстракт дробини хмелю, що містить такі сполуки, як стильбени і флавоноїди, екстраговані в рідку фазу екстракції полярним розчинником, вибраним з групи, яка містить воду, етиловий спирт, ізопропанол, метиловий спирт, дихлорметан, трихлорметан, n-бутанол, етилацетат, етилен дихлорид, трихлоретилен і їх суміші. 4. Спосіб за пунктом 3, в якому вказаний полярний розчинник є переважно водою, етиловим спиртом і їх сумішшю. 5. Спосіб за пунктом 2, в якому вказаний твердий екстракт дробини хмелю являє собою тверді залишки екстракції. 6. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому хміль вибирають з групи, що містить сорти хмелю з низьким рівнем м'яких смол, гранули, отримані з сортів хмелю, що мають низький рівень м'яких смол, та їх збагачений тип. 7 UA 103457 C2 8 UA 103457 C2 9 UA 103457 C2 10 UA 103457 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11