專利名稱：使酵母發(fā)酵的飲料穩(wěn)定的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使酵母發(fā)酵的飲料穩(wěn)定的方法。更具體地，本發(fā)明提供使酵母發(fā)酵的飲料穩(wěn)定的方法，其通過將酵母發(fā)酵的液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并而使至少部分所述發(fā)酵液體中含有的多酚和/或蛋白質(zhì)的至少一部分與所述PVPP顆粒結(jié)合；從所述發(fā)酵液體除去含有所述PVPP顆粒的漿料；和再生所述PVPP顆粒。
背景技術(shù)：
使酵母發(fā)酵的飲料，例如啤酒穩(wěn)定以確保飲料的口感，并在它的保存期結(jié)束時(shí)使飲料看上去如它在包裝之后一樣良好。由于消費(fèi)者的第一評價(jià)是視覺評價(jià)，清澈度被當(dāng)作是啤酒質(zhì)量的一項(xiàng)決定性因素。一些明顯的例外之外，消費(fèi)者期待清澈誘人而不混濁的產(chǎn)品O啤酒中的膠體混濁來源于儲(chǔ)存期間多酚-蛋白質(zhì)絡(luò)合物的形成。新鮮啤酒含有酸性蛋白質(zhì)和各種多酚。當(dāng)這些物質(zhì)可通過疏松的氫鍵形成絡(luò)合物時(shí)，它們的低分子量意味著它們小至肉眼不可見。由于這些被稱為黃酮的小多酚聚合并氧化，它們產(chǎn)生被稱為tannoids的短鏈(縮合)多酹。這些tannoids能夠通過氫鍵橋接多個(gè)蛋白質(zhì)而形成可逆的冷混濁。在繼續(xù)儲(chǔ)存后，在tannoids和蛋白質(zhì)之間形成較強(qiáng)的離子鍵和共價(jià)鍵，造成不可逆的永久性混濁。其發(fā)生的速率和程度受釀造材料、工藝和儲(chǔ)存條件的影響，并可通過使用穩(wěn)定助劑大幅改善(降低)。由于在混濁的形成中決定速率的因素是多酚含量的變化，所以降低這些混濁前體的含量是確保啤酒的膠體穩(wěn)定性的非常有效的方法。聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)是不溶于水的(聚)乙烯基吡咯烷酮的交聯(lián)聚合物。高度多孔性的PVPP顆粒被用于釀造工業(yè)以吸附混濁的多酚。PVPP選擇性地絡(luò)合混濁的多酚，其主要通過非常強(qiáng)的氫鍵，并具有對于混濁的多酚的多個(gè)連接位點(diǎn)。PVPP聚合物的分子結(jié)構(gòu)限制內(nèi)部的氫鍵，使可利用的反應(yīng)位點(diǎn)的數(shù)量最大化。PVPP穩(wěn)定劑用于單次使用最佳，其中將它們添加至啤酒料流中，并在硅藻土過濾器上將它們除去，或?qū)τ谠偕墑e，使用專用的過濾單元將它們添加至清澈的啤酒中并回收用于再利用。在任一模式中，許多初始操作的性質(zhì)是常規(guī)的。在投料槽中，使用軟化的脫氣水，在約8-12%(重量/體積)的濃度下使PVPP粉末漿化。材料必須攪拌至少15分鐘以使顆粒溶脹并水化。然后應(yīng)使?jié){料在勻速攪拌下放置以避免沉積。在再生級別的情況中，通常將穩(wěn)定劑投料槽維持在80° C以確保長期的微生物穩(wěn)定性。添加單次使用的PVPP的最常規(guī)方法是使用配比泵向啤酒料流中連續(xù)投料。盡管PVPP可以在短接觸時(shí)間下非常有效，但是為了最大效率，推薦在添加的時(shí)間點(diǎn)和在硅藻土過濾器上的移除耗費(fèi)的PVPP之間為5-10分鐘的接觸時(shí)間。PVPP應(yīng)添加至0° C或低于0° C的冷啤酒中以避免那些已形成的多酚-蛋白質(zhì)絡(luò)合物再次溶解?？稍偕鶳VPP的原理是通過使用苛性堿(NaOH)溶液洗滌材料而破壞PVPP-多酚鍵。如果釀酒廠穩(wěn)定大產(chǎn)量體積(output volume)和/或被穩(wěn)定的啤酒具有極高的多酹含量而將需要高PVPP添加速率用于有效的膠體穩(wěn)定性，則再生被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的。特別制備再生級別的PVPP以產(chǎn)生較大粒徑和較大機(jī)械強(qiáng)度的顆粒，其仍會(huì)帶來有效的多酚減少。水平葉片過濾器是用于使用并再生PVPP的最初設(shè)計(jì)，但燭式過濾器目前也開始使用。再生級別的PVPP的初始制備與單次使用的產(chǎn)品非常相似。需要通常配有加熱夾套的專用漿料槽。首先將空過濾器用CO2吹掃，并將約1-2_厚度的可再生的PVPP的預(yù)涂層沉積在過濾器篩網(wǎng)上。穩(wěn)定劑漿料在過濾器周圍循環(huán)，直至窺鏡或檢測點(diǎn)處的水澄清。使用配比泵將PVPP投料入到來的啤酒料流。當(dāng)過濾器板之間的空間被PVPP填充時(shí)完成有效的穩(wěn)定化操作。經(jīng)穩(wěn)定的啤酒的最終體積取決于過濾器的尺寸、PVPP物料和添加至啤酒的速度，并可操作達(dá)到數(shù)千hi。在過濾和穩(wěn)定化結(jié)束時(shí)，將殘余的啤酒返回至啤酒再生槽中。通過循環(huán)苛性堿(1-2%重量/重量)溶液，在60-80° C下經(jīng)過PVPP過濾床，持續(xù)15-30分鐘之間而再生已使用的PVPP。有時(shí)使用第二苛性堿清洗液，第一次循環(huán)操作用于排空，為了再利用而將第二次循環(huán)操作節(jié)約作為下一次再生時(shí)的第一苛性堿清洗液。離開過濾器的苛性堿的顏色非常暗，證明強(qiáng)的PVPP-多酚絡(luò)合物的破壞。然后使用80° C下的熱水沖洗PVPP濾餅以除去苛性堿液，并降低pH。其后使用稀酸進(jìn)行清洗循環(huán)，直至離開過濾器的溶液經(jīng)過20分鐘達(dá)到約PH4。將來自啤酒的殘余物和水有效除去，并通過將稀酸預(yù)熱至約60° C而達(dá)到最佳結(jié)果。然后用冷水沖洗過濾器，直至洗出酸，并且出口處的PH為中性。最后使用CO2、水和旋轉(zhuǎn)過濾器元件的離心力將再生的PVPP從過濾器篩網(wǎng)移至投料槽中。檢查投料槽中的固體物(PVPP)含量，并加入新物料以補(bǔ)充工藝損失。這些損失通常為每次再生0.5-1%之間。但是，對PVPP再生的經(jīng)濟(jì)性具有更顯著影響的是龐大的過濾器硬件的成本，而非PVPP穩(wěn)定劑的成本。由此，雖然單次使用的PVPP具有產(chǎn)生大量的廢料流的缺點(diǎn)，但是可再生的PVPP的缺點(diǎn)在于它需要在復(fù)雜的過濾器硬件上的大量前期投資。W099/16531描述 了用于已耗用的過濾介質(zhì)再生的方法,所述過濾介質(zhì)已用于啤酒的機(jī)械過濾，并含有珍珠巖和PVPP。W099/16531中公開的再生方法包括以下步驟:.向含有濾餅的再生容器中加入包含約0.25-3.0重量％的苛性堿的含水液，所述濾餅含有過濾介質(zhì)和濾液； 在不高于約110° F(43.3° C)的溫度下攪拌所述再生槽的內(nèi)容物不超過18小時(shí)；.從所述過濾介質(zhì)中基本除去所述含水液； 用苛性堿溶液清洗所述過濾介質(zhì)； 用酸性溶液清洗所述過濾介質(zhì)；和 用水清洗所述過濾介質(zhì)。US2009/0291164描述了用于再生含PVPP的助濾劑的方法，其包括:⑴提供助濾劑，其包含PVPP和熱塑性聚合物的共擠出物；(ii)使用堿水液處理助濾劑；(iii)然后使用酶處理助濾劑；和(iv)然后使用堿水液實(shí)施第二次處理。US6, 117，459描述了將包含合成性聚合物或天然顆粒的助濾劑再生的方法，所述助劑帶有包括酵母的有機(jī)雜質(zhì)，并且在過濾帶有所述雜質(zhì)的液體之后，有機(jī)雜質(zhì)被捕集在助劑顆粒之間的孔中，并且沉積在過濾裝置的過濾載體上，所述方法包括以下步驟: 用蘇打溶液，在至少80° C的溫度下洗滌助濾劑60-120分鐘； 通過將蘇打溶液以與待過濾的液體相同的方向通過過濾裝置而使用所述蘇打溶液原位地進(jìn)行洗滌步驟；.將酶組合物在40-60° C之間的溫度下以洗滌方向通過過濾裝置100-200分鐘之間，所述酶組合物包括能夠裂解酵母的試劑；.洗滌所述助濾劑以從其消除有機(jī)雜質(zhì)廢物，所述洗滌步驟是使用蘇打溶液的第二洗滌，其為了消除由酶組合物通過步驟產(chǎn)生的廢物；和 將在過濾載體上聚集的助劑顆粒除去以清理所述過濾載體和在新過濾操作中使用所述助劑顆粒。該美國專利中的示例描述了含有106個(gè)酵母/ml的Pils型啤酒，并且在板式過濾器(plate filter)上向 Pils 型啤酒中添加 200g/hl 的 RILSAN ㊣(Nylonll)和 50g/hlPVPP的混合物，在板式過濾器上已預(yù)沉積RILSAN⑩和PVPP的層體。在過濾成套器械中，在濾餅上進(jìn)行再生處理而不拆卸。上述再生方法的共同點(diǎn)在于PVPP的再生依賴于通過使用苛性堿溶液和/或酶解的處理，以及依賴于對分解的酵母材料的后續(xù)去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已開發(fā) 了使酵母發(fā)酵的飲料穩(wěn)定的改進(jìn)方法，所述方法通過使用PVPP顆粒處理和將所述已使用的PVPP顆粒再生以再利用。本發(fā)明方法可使用單次使用的PVPP和可再生PVPP進(jìn)行操作。此外，本方法不需要用于再生PVPP的龐大的過濾器硬件。在本發(fā)明方法中，在澄清之前將PVPP顆粒添加入酵母發(fā)酵的液體中。然后，從發(fā)酵液體中取出含有PVPP顆粒的漿料，并在孔徑在0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器上過濾以產(chǎn)生含有PVPP顆粒的截留物。然后，通過從所述PVPP顆粒脫附多酚和/或蛋白質(zhì)并將脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與PVPP顆粒分離將截留物中含有的PVPP顆粒再生。最后，在再生PVPP顆粒的任選后續(xù)提煉(refining)之后，將再生的顆粒再利用于所述方法中。更具體地，本發(fā)明提供制備酵母發(fā)酵的飲料的方法，所述方法包括以下步驟:a.使用生物活性的酵母使麥芽汁發(fā)酵而產(chǎn)生發(fā)酵液體；b.任選地從所述發(fā)酵液體除去酵母(例如通過離心);c.將所述發(fā)酵液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并以結(jié)合所述發(fā)酵液體中含有的至少部分的多酚和/或蛋白質(zhì)；d.從所述發(fā)酵液體中除去含有所述PVPP顆粒的漿料；e.在孔徑在0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器上過濾所述漿料而產(chǎn)生富含PVPP的截留物和貧PVPP的濾液；f.通過從所述PVPP顆粒脫附多酚和/或蛋白質(zhì)并將脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與所述PVPP顆粒分離而再生所述截留物中含有的PVPP顆粒；和g.在任選進(jìn)一步提煉再生PVPP顆粒之后，將再生PVPP顆粒循環(huán)至步驟c ；在孔徑在0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器上過濾經(jīng)除去的漿料提供重要的優(yōu)點(diǎn):它能夠在PVPP顆粒再生之前使PVPP顆粒與較小的酵母細(xì)胞分離。由此，截留物中含有的PVPP顆?？扇菀椎卦偕⑶以偕鶳VPP顆粒甚至在多次再生循環(huán)之后仍保留它們對于多酚和蛋白質(zhì)的高親和性。本方法還提供益處=PVPP顆粒的循環(huán)可在相對簡單且小尺寸的裝置上實(shí)施。
具體實(shí)施例方式由此，本發(fā)明涉及制備酵母發(fā)酵的飲料的方法，所述方法包括以下步驟:a.使用生物活性的酵母使麥芽汁發(fā)酵而產(chǎn)生含有酵母、酒精、多酚和蛋白質(zhì)的發(fā)酵液體；b.任選地從所述發(fā)酵液體除去酵母；c.將所述發(fā)酵液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并以使所述發(fā)酵液體中含有的所述多酚和/或所述蛋白質(zhì)的至少一部分與所述PVPP顆粒結(jié)合，至少80重量％的所述PVPP顆粒的直徑在5-300 μ m的范圍內(nèi)；d.從所述發(fā)酵液體中除去含有所述PVPP顆粒的漿料；e.在孔徑在0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器上過濾所述漿料而產(chǎn)生富含PVPP的截留物和貧PVPP的濾液；f.通過從所述PVPP顆粒脫附多酚和/或蛋白質(zhì)并將脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與所述PVPP顆粒分離而再生富含PVPP的截留物中含有的PVPP顆粒；和g.在任選進(jìn)一步提煉再生PVPP顆粒之后，將再生PVPP顆粒循環(huán)至步驟c ；本文使用的術(shù)語“麥芽汁”是指在例如啤酒或威士忌的釀造過程中從搗碎工藝中提取的液體。麥芽汁含有衍生自谷物來源如麥芽的糖類，其通過釀造酵母發(fā)酵而產(chǎn)生酒精、香味等。術(shù)語“富含PVPP的截留物”和“貧PVPP的濾液”用于表示截留物比濾液包含更多的PVPP顆粒，但濾液仍可包含一些PVPP顆粒。本發(fā)明提及多酚和/或蛋白質(zhì)與PVPP顆粒結(jié)合/脫附之處是指多酚或蛋白質(zhì)本身與PVPP顆粒結(jié)合或脫附，或作為例如(聚合的)多酚和蛋白質(zhì)的絡(luò)合物的部分與PVPP顆粒結(jié)合或脫附。在本方法的一個(gè)實(shí)施方案中，酵母在它與PVPP顆粒合并之前未從發(fā)酵液體中除去。根據(jù)該實(shí)施方案，含有PVPP顆粒的發(fā)酵液體通常包含濃度為至少5mg濕酵母/kg發(fā)酵液體的酵母。更優(yōu)選地，所述酵母濃度在IO-1OOOOmg濕酵母/kg發(fā)酵液體的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在50-10000mg濕酵母/kg發(fā)酵液體的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)可選的實(shí)施方案中，在所述液體與PVPP顆粒合并之前從發(fā)酵液體中除去酵母。通過沉降，例如沉積或離心，在所述方法的該階段可適當(dāng)?shù)爻ソ湍?，離心是優(yōu)選的。根據(jù)該實(shí)施方案，酵母除去之后的發(fā)酵液體的酵母含量不大于50mg濕酵母/kg發(fā)酵液體，更優(yōu)選不大于5mg濕酵母/kg發(fā)酵液體。發(fā)酵液體中含有的濕酵母的量可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)稠度測量確定，標(biāo)準(zhǔn)稠度測量即為:從所述發(fā)酵液體中取稱重量的樣品，然后將其離心，倒出上清液，并最后測量經(jīng)離心的丸料的重量。通常，在本方法中，PVPP顆粒以1:100000-1:100的重量比，更優(yōu)選以1:30000-1:1000的重量比與發(fā)酵液體合并。
在本方法中，所述發(fā)酵液體和PVPP顆粒的合并適當(dāng)?shù)赝ㄟ^將所述發(fā)酵液體與PVPP顆粒混合而實(shí)現(xiàn)。從發(fā)酵液體中除去的漿料通常含有至少0.lg/Ι，更優(yōu)選l_200g/l的PVPP顆粒。進(jìn)一步優(yōu)選地是所述漿料中含有的濕PVPP顆粒的至少95重量％的密度小于
1.2g/ml,優(yōu)選為 1.0-1.lg/mlo在本方法中，從發(fā)酵液體中除去的漿料可就此過濾，或可選地，所述漿料可在過濾之前，例如通過將漿料與苛性堿再生液體合并而預(yù)稀釋。通常，被過濾漿料的固含量在0.5-300g/l的范圍內(nèi)，更優(yōu)選為l_200g/l，并且最優(yōu)選為10_200g/l。使用不同的固液分離技術(shù)可將含有PVPP顆粒的漿料從發(fā)酵液體中除去。優(yōu)選地，通過過濾將所述漿料從發(fā)酵液體中除去?？蛇m用于從發(fā)酵液體中除去漿料的過濾器的實(shí)例包括膜過濾器、板過濾器(sheet filter)和硅藻土過濾器。根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的本方法實(shí)施方案，通過膜過濾從發(fā)酵液體中除去漿料。膜過濾提供的益處是它能夠以非常高的收率回收和再生PVPP顆粒。本方法中可適當(dāng)?shù)夭捎媚み^濾不但用于從發(fā)酵液體中除去PVPP顆粒，而且用來除去其他形成混濁的組分。由此，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，從膜過濾器得到的濾液是透明清澈的液體，特別是清澈的啤酒。上述的膜過濾器通常具有0.1-5 μ m，更優(yōu)選0.2-1 μ m范圍的孔徑。在本方法采用膜過濾器除去漿料的情況中，優(yōu)選不采用除了 PVPP顆粒之外的過濾助劑。如本文之前說明的，本發(fā)明可使用單次使用的PVPP顆粒和可再生的PVPP顆粒實(shí)施。通常，這些PVPP顆粒的質(zhì)量加權(quán)平均直徑為10-300 μ m。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述方法采用質(zhì)量加權(quán)平均直徑為10-60 μ m,更優(yōu)選12-50 μ m的單次使用的PVPP顆粒。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，本方法采用質(zhì)量加權(quán)平均直徑為30-300 μ m,更優(yōu)選40-200 μ m的可再生的PVPP顆粒。本方法中使用的PVPP顆粒優(yōu)選具有大于0.lm2/g的比表面積。更優(yōu)選地，PVPP顆粒的比表面積在0.15-5m2/g的范圍內(nèi)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，用于過濾漿料的過濾器的孔徑不大于80 μ m,特別優(yōu)選不大于60 μ m,甚至更優(yōu)選不大于50 μ m。在使用單次使用的PVPP顆粒的情況中，可適當(dāng)?shù)厥褂每讖讲淮笥?0 μ m,優(yōu)選不大于30 μ m的過濾器。過濾器的孔徑通常為至少I μ m,甚至更優(yōu)選至少為5 μ m。最優(yōu)選地，所述過濾器的孔徑至少為10 μ m。使用孔徑為IOym或更大的過濾器提供的益處是大多數(shù)的酵母細(xì)胞能夠通過這些孔。由此，漿料的過濾可有利地用于產(chǎn)生含有不大于酵母限量的富含PVPP的截留物。通常，漿料中含有的酵母的至少50重量％，更優(yōu)選至少70重量％，并且最優(yōu)選至少90重量％通過過濾器而最終(end up)在貧PVPP的濾液中?？捎糜谶^濾所述漿料的過濾器的實(shí)例包括板式過濾器、盤式過濾器和燭式過濾器。本方法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于所述漿料的過濾可在相對小的過濾單元上進(jìn)行的事實(shí)。在該方面，本方法清楚地區(qū)別于目前在釀造工業(yè)中使用的用于回收可再生PVPP的方法。在這些現(xiàn)有方法中，采用大型過濾單元，因?yàn)榍宄浩【频目傮w積需要通過這些單元。通常，在本方法的一次循環(huán)中加工的發(fā)酵液體的量為相對于每平方米用于過濾漿料的過濾器表面積，至少50hl。更優(yōu)選地，上述比值為至少100hl/m2，最優(yōu)選所述比值在100-500hl/m2的范圍內(nèi)。本方法提供以下的益處:PVPP顆?？梢愿叩氖章试诟缓琍VPP的截留物中被回收。容易達(dá)到80重量％的收率，并且甚至95重量％或更高的也收率是可能的。根據(jù)本方法的漿料過濾優(yōu)選產(chǎn)生富含PVPP的截留物，其中PVPP顆粒與酵母的重量比顯著高于貧PVPP的截留物中的相同重量比。由此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，富含PVPP的截留物的PVPP顆粒與酵母的重量比貧PVPP的截留物中的相同重量比高至少3倍，更優(yōu)選至少5倍。在本方法的一次循環(huán)中，通常相對于每平方米用于過濾漿料的過濾器表面積，富含PVPP的截留物中回收至少0.2kg的PVPP顆粒。更優(yōu)選地，后述比值在0.5-30kg/m2的范圍內(nèi)，更優(yōu)選所述比值在l-10kg/m2的范圍內(nèi)。通常，漿料的過濾在少于2小時(shí)，更優(yōu)選少于I小時(shí)完成。PVPP顆粒再生的關(guān)鍵點(diǎn)是與PVPP顆粒結(jié)合的多酚和/或蛋白質(zhì)的脫附。優(yōu)選地，通過增大PH至至少為10.0，更優(yōu)選至至少為11.0將多酚和/或蛋白質(zhì)從PVPP顆粒脫附。本方法提供的益處是通過將漿料與苛性堿水液體在過濾之前或期間合并，將合并液體的PH提高至至少10.0，優(yōu)選至至少11.0，在漿料的過濾期間可使多酚和/或蛋白質(zhì)與PVPP顆粒脫附。優(yōu)選地，在過濾之前將漿料與苛性堿液合并。由此，當(dāng)多酚和/或蛋白質(zhì)與最終在貧PVPP的濾液中的酵母一起通過過濾器時(shí)，有效地實(shí)現(xiàn)脫附的多酚和/或蛋白質(zhì)與PVPP顆粒分離。再生PVPP顆粒最終在富含PVPP顆粒的截留物中，其可在循環(huán)至本方法的步驟b之前進(jìn)一步加工。在一個(gè)可選實(shí)施方案中，通過用pH為至少10.0，優(yōu)選至少11.0的苛性堿水液體清洗富含PVPP的截留物，在過濾后脫附多酚和/或蛋白質(zhì)。所述清洗有利地通過使清洗液通過富含PVPP的截留物，同時(shí)富含PVPP的截留物與用于過濾漿料的過濾器接觸，并且通過過濾器除去含有脫附組分的清洗液而實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方案中，在使用苛性堿含水液體之后，在將再生PVPP顆粒循環(huán)至步驟c之前將富含PVPP的截留物有利地用酸含水液體清洗，然后用水清洗。此外，有利地，通過使清洗液通過富含PVPP的截留物，同時(shí)富含PVPP的截留物與第二膜過濾器接觸，并通過過濾器除去清洗液進(jìn)行這些清洗操作。為了除去富含PVPP的截留物中含有的任何殘余酵母，有利地是通過對富含PVPP的截留物進(jìn)行沉降分離和/或過濾，在脫附之前、期間或之后減少所述截留物的酵母含量。優(yōu)選地，通過沉降分離減少截留物的酵母含量。本文使用的術(shù)語“沉降分離”是指一種分離技術(shù)，其中懸浮在液體中的固體顆?；诿芏鹊牟町惗环蛛x。沉降是懸浮液中的顆粒因重力和/或離心加速而從包含它們的流體中下降的趨勢?？蛇m當(dāng)?shù)貙λ龈缓琍VPP的截留物施加不同的沉降分離技術(shù)以分離酵母和PVPP顆粒?？墒褂玫某两捣蛛x技術(shù)的實(shí)例包括沉積、浮選和在旋液分離器中的分離；優(yōu)選浮選和通過旋液分離器的分離。最優(yōu)選地，本方法采用浮選將殘余酵母與富含PVPP的截留物中含有的PVPP顆粒分離。術(shù)語“沉積”用于表示僅用重力進(jìn)行分離的分離。顆粒的浮選通過與沉積相同的力平衡控制。當(dāng)在懸浮體中存在不同密度的顆?；旌衔飼r(shí)，浮選可用于固體分級。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)浮選可有利地用于將PVPP顆粒與酵母細(xì)胞分離，因?yàn)榻湍讣?xì)胞的沉降速度往往顯著地高于PVPP顆粒的沉降速度。因此，根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，將富含PVPP的截留物分離成富含酵母的部分和富含PVPP的部分包括將包含所述截留物的液體以向上的流體通過分離容器，并分別除去富含酵母的部分和富含PVPP的部分，富含PVPP的部分含有待循環(huán)的PVPP顆粒，所述富含PVPP的部分在除去富含酵母的部分之處的下游(和上方)被除去。應(yīng)理解本文所使用的術(shù)語“分離容器”不應(yīng)作狹義理解，因?yàn)樵撊萜骺蛇m當(dāng)?shù)夭扇±缰绷⒐艿男螤?。?yōu)選地，向上的流體是層狀流體。為了實(shí)現(xiàn)PVPP顆粒和酵母細(xì)胞的有效分離，優(yōu)選使含有富含PVPP的截留物的液體以0.01-10mm/s，更優(yōu)選0.04-3mm/s的垂直流速通過分離容器。本方法中采用的 沉降分離技術(shù)優(yōu)選產(chǎn)生富含PVPP的部分，其中PVPP顆粒與酵母的重量比顯著高于富含酵母的部分中的相同重量比。由此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，富含PVPP的部分的PVPP顆粒與酵母的重量比比富含酵母的部分中的相同重量比高至少3倍，更優(yōu)選至少5倍。同樣地，富含酵母部分的酵母濃度比富含PVPP部分中的相同濃度高至少3倍，優(yōu)選至少5倍。本方法可作為間歇過程、半連續(xù)過程或連續(xù)過程實(shí)施。優(yōu)選地，所述過程作為間歇過程實(shí)施。所述方法可通過用于制備酵母發(fā)酵的飲料的裝置實(shí)施，所述裝置包括:.發(fā)酵容器10，其用于使用生物活性酵母對麥芽汁發(fā)酵而產(chǎn)生含有酵母、酒精、多酚和蛋白質(zhì)的發(fā)酵液體，發(fā)酵容器10包括用于接收麥芽汁的進(jìn)口 11和用于發(fā)酵液體的出Π 13,-PVPP投料裝置60，其用于將所述發(fā)酵液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并，以使所述發(fā)酵液體中含有的所述多酚和/或所述蛋白質(zhì)的至少一部分與所述PVPP顆粒結(jié)合。 過濾裝置20，其設(shè)置為接收具有PVPP顆粒的發(fā)酵液體，過濾裝置20包括用于排出含有所述PVPP顆粒的漿料的出口 22，所述PVPP顆粒通過過濾裝置20從所述發(fā)酵液體分離，.分離裝置30，其包括設(shè)置為接收漿料的進(jìn)口 37，分離裝置30包括孔徑在
0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器38以產(chǎn)生貧PVPP的濾液和富含PVPP的截留物，所述分離裝置還包括用于排出貧PVPP的濾液的第一出口 31和用于排出富含PVPP的截留物的第二出口32，.苛性堿進(jìn)料器40，其用于向過濾裝置20的下游的PVPP顆粒進(jìn)料苛性堿液而產(chǎn)生再生PVPP顆粒，.循環(huán)路徑61，其用于使再生的PVPP顆粒循環(huán)至PVPP投料裝置60。

圖1-4示意性地顯示了該類裝置的不同實(shí)施方案。發(fā)酵容器10包括用于接收麥芽汁的合適的進(jìn)口 11。
過濾裝置20包括進(jìn)口 24，其用于接收來自發(fā)酵容器10的出口 13的發(fā)酵液體。過濾裝置20還包括用于輸出漿料的出口 22和用于輸出澄清的發(fā)酵液21的另外的出口 21。PVPP投料裝置60可設(shè)置為向發(fā)酵容器10，或向發(fā)酵容器的出口 13或直接向過濾裝置20供應(yīng)PVPP顆粒。PVPP投料裝置60可包括用于向所述裝置中的合適位置供應(yīng)PVPP顆粒的PVPP供應(yīng)導(dǎo)管61。過濾裝置20可以是膜過濾器或硅藻土過濾器。過濾裝置20可包括進(jìn)口 24，進(jìn)口24設(shè)置為接收來自出口 13的發(fā)酵液體。過濾裝置20的出口 22可任選地包括緩沖容器(buffer volume) 23以使分離裝置30能夠獨(dú)立操作。過濾裝置20可以是膜過濾器，并且其中從所述膜過濾中得到漿料作為截留物。所述膜過濾器的孔徑在0.1-5 μ m,優(yōu)選0.2-1 μ m的范圍內(nèi)。苛性堿進(jìn)料器40可包括用于容納苛性堿液的容器41和用于從容器41向出口 22或向沉降分離裝置30供應(yīng)苛性堿液的出口 42。優(yōu)選地，苛性堿進(jìn)料是可泵送的流體，甚至更優(yōu)選是含水苛性堿液。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述裝置還包括沉降或離心裝置70，其設(shè)置在發(fā)酵容器10的下游和發(fā)酵液體與PVPP顆粒的合并物的上游，以便從發(fā)酵液體中除去酵母和其他固體。這樣的實(shí)例示意于圖1?？蛇x地，如下圖4顯示的，可通過過濾裝置30，即通過過濾器38，并可通過其他沉降分離器130除去酵母?？列詨A進(jìn)料器40可位于不同位置，其將在以下更詳細(xì)說明?？列詨A進(jìn)料器40可設(shè)置在過濾器38的上游?？列詨A進(jìn)料器40的出口可例如與過濾裝置20的出口 22連接。這樣的實(shí)例示于圖1、3和4中。出口 22還可包括緩沖容器23，以使所述分離方法可獨(dú)立操作。但緩沖容器23是可選的。任選地，可設(shè)置攪拌構(gòu)件35，優(yōu)選設(shè)置在苛性堿進(jìn)料器40的下游和沉降分離裝置30的上游，以促進(jìn)過濾器截留物與苛性堿液的充分混合。攪拌構(gòu)件35可以例如設(shè)置在緩沖容器23(如圖中所示)中，而且可設(shè)置在其導(dǎo)管之一中。根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方案，如圖2所示，苛性堿進(jìn)料器40設(shè)置在分離裝置30的下游。在該情況中，其他分離裝置50設(shè)置在苛性堿進(jìn)料器40的下游以接收來自分離裝置30的合并的苛性堿液和PVPP顆粒，從而使脫附的多酚和脫附的蛋白質(zhì)與再生PVPP顆粒分離。其他分離裝置50 (以下將更詳細(xì)描述)可例如包括過濾器或篩。使富含PVPP的截留物通過過濾器或篩，所述過濾器或篩可透過多酚和/或蛋白質(zhì)，但不可透過PVPP顆粒。有利地是，用于使脫附的多酚和/或蛋白質(zhì)與PVPP顆粒分離的過濾器或篩的孔徑在1-50 μ m的范圍內(nèi)。根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施方案，脫附的多酚和/或蛋白質(zhì)與PVPP顆粒的分離通過提供一個(gè)或多個(gè)旋液分離器作為其他分離器50，并使富含PVPP顆粒的截留物通過所述一個(gè)或多個(gè)旋液分離器而實(shí)現(xiàn)。旋液分離器是基于顆粒密度而在液體懸浮體中分級、分離或分類的裝置。旋液分離器通常在頂部具有液體切向進(jìn)料的圓柱形部分和圓錐形底部。旋液分離器在軸上具有兩個(gè)出口:底部較小的出口(下部流體(underflow)或排出物)和頂部的較大出口(上部流體(overflow)或接收物(accept))。下部流體通常是較致密或較稠的部分，而上部流體是較輕或流動(dòng)性較大的部分。旋液分離器的實(shí)例示意于圖5，盡管提供圖5是為了顯示可選的沉降分離器130。在本方法中，下部流體通常表示不大于60重量％的進(jìn)料，更優(yōu)選所述下部流體表示10-50重量％的進(jìn)料。在旋液分離器中，分離力由離心力提供，其可與重力組合。再次地，任選地可將攪拌構(gòu)件35設(shè)置在苛性堿進(jìn)料器40 (圖2中未顯示)的下游。如上所述，所述裝置還可包括設(shè)置在苛性堿進(jìn)料器40下游的其他分離裝置50。其他分離裝置50可設(shè)置為接收來自分離裝置30的合并的苛性堿液和PVPP顆粒，以使脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與再生PVPP顆粒分離。其他分離裝置50示意于圖2和3中。但是，在苛性堿進(jìn)料器40設(shè)置在分離裝置30的上游，并且分離裝置的過濾器38的孔徑在1-50 μ m的范圍內(nèi)的情況中，可省去其他分離裝置50，因?yàn)檫^濾器38已確保脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與再生PVPP顆粒的分離。該實(shí)例示于圖1和4。脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)將通過過濾器38，并通過第一出口 31排出其他過濾裝置30，其作為貧PVPP濾液的一部分。在苛性堿進(jìn)料器40設(shè)置在過濾器38的下游和/或苛性堿進(jìn)料器40設(shè)置在過濾器38的上游，但未設(shè)置過濾器38以從再生PVPP顆粒過濾脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)的情況中，可設(shè)置其他分離裝置50。如圖4所示意地，分離裝置30還可包括沉降分離器130，其設(shè)置為接收來自過濾器38的富含PVPP截留物，以便從富含PVPP的截留物中除去殘余酵母并產(chǎn)生富含PVPP的部分。如上所述，沉降分離器130可由沉積分離器、浮選分離器或旋液分離器設(shè)置。圖2通過實(shí)例方式顯示了浮選分離器。術(shù)語“沉積”和“沉積分離器”用于表示僅利用重力作為分離力的分離器。沉積容器(未顯示)可設(shè)置在放入富含PVPP的截留物之處，使得殘余酵母沉積在底部，并從液體表面得到其他富集的富含PVPP的截留物。浮選分離器可設(shè)置作為沉降分離器130，其包括分離容器131，分離容器131設(shè)置為使包括富含PVPP的截留物的液體(通過進(jìn)口 137)以向上的流體通過分離容器131，并除去富含酵母的部分(通過出口 131)和通過出口 132除去其他的富含PVPP的截留物，所述其他的富含PVPP的截留物在除去富含酵母的部分之處的下游(和上方)被除去。用于富含酵母的部分131的出口可位于進(jìn)口 137的上方(下游)或下方(上游)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，用于富含酵母的部分131的出口位于進(jìn)口 137的上方和下游。浮選分離裝置130優(yōu)選包括圓錐形下部133和圓柱形上部134。進(jìn)口 137優(yōu)選與圓柱形上部134的下端連接或與圓錐形下端133連接。甚至更優(yōu)選地，進(jìn)口 137與圓錐形下部133連接，最優(yōu)選與圓錐形下部133的底端連接。用于富含酵母部分的出口 131適當(dāng)?shù)匚挥趫A錐形上部134的下端或圓錐形下部133中。更優(yōu)選地，出口 131位于圓錐形下部的頂端、圓錐形上部134的下端或圓錐形下部133的底端。最優(yōu)選地，出口 131位于圓錐形下部133的頂端或圓錐形上部134的底端。用于富含PVPP的截留物的出口 132優(yōu)選地位于圓柱形上部134的頂端。可選地，沉降分離器130設(shè)置為旋液分離器。圖5示意性地顯示旋液分離器的實(shí)例。旋液分離器是基于顆粒密度而在液體懸浮體中分級、分離或分類的裝置。通過實(shí)例方式描述的旋液分離器在頂部包括液體切向進(jìn)料的圓柱形部分234 (在該情況中設(shè)置為進(jìn)口 137)和圓錐形底部233。旋液分離器在軸上具有兩個(gè)出口:底部較小的出口(下部流體或排出物)作為用于輸出富含酵母部分的第一出口 131，和頂部較大的出口(上部流體或接收物(accept))作為用于輸出富含PVPP的截留物的第二出口 132。在旋液分離器中，分離力由離心力提供，其可與重力組合。本發(fā)明通過以下非限制性的實(shí)施例進(jìn)一步說明。實(shí)施例在膜過濾(孔徑0.5 μ m)之前將新制的可再生的PVPP顆粒(Divergan RS)的衆(zhòng)料投料入Heineken 未穩(wěn)定化的啤酒中。在膜過濾器(具有10m2的過濾面積)上以Shl/hr過濾3小時(shí)45分鐘之后，排空過濾器，并收集經(jīng)使用的PVPP。將經(jīng)使用的PVPP(Ikg)加載入內(nèi)體積為12升的小型過濾鼓中，其包括具有50 μ m目徑和約0.1m2過濾面積的過濾板。以lhl/hr過濾；然后用2%的NaOH溶液在60° C的溫度下以相同流速清洗lOmin。最后，用酸洗和水洗步驟沖洗PVPP截留物。當(dāng)經(jīng)使用的PVPP和NaOH溶液合并時(shí)，濾液的顏色立即變?yōu)樽厣?。取新制、未使用的PVPP漿料；浮選前的經(jīng)使用的PVPP ;和從浮選設(shè)備取得的PVPP
樣品測量吸附容量。通過標(biāo)準(zhǔn)分析測量，新制的PVPP的吸附容量為44%，所述標(biāo)準(zhǔn)分析中將兒茶素溶液與設(shè)定量的PVPP接觸，并將該溶液中兒茶素的減少作為吸附容量的量度。在膜過濾器上過濾之后，剩余14%的吸附容量。再生的PVPP的吸附容量為47%。漿料中存在的98%的酵母通過在過濾器上的再生過程被除去。結(jié)合較小的過濾目徑(〈40 μ m)，單次使用級別的PVPP可得到相似結(jié)果。
權(quán)利要求
1.備酵母發(fā)酵的飲料的方法，所述方法包括以下步驟: a.使用生物活性的酵母使麥芽汁發(fā)酵而產(chǎn)生含有含有酵母、酒精、多酚和蛋白質(zhì)的發(fā)酵液體； b.任選地從所述發(fā)酵液體除去酵母； c.將所述發(fā)酵液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并以使所述發(fā)酵液體中含有的所述多酚和/或所述蛋白質(zhì)的至少一部分與所述PVPP顆粒結(jié)合，至少80重量％的所述PVPP顆粒的直徑在5-300 μ m的范圍內(nèi)； d.從所述發(fā)酵液體中除去含有所述PVPP顆粒的漿料； e.在孔徑在0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器上過濾所述漿料而產(chǎn)生富含PVPP的截留物和貧PVPP的濾液； f.通過從所述PVPP顆粒脫附多酚和/或蛋白質(zhì)并將脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與所述PVPP顆粒分離而再生富含PVPP的截留物中含有的PVPP顆粒；和 g.在任選進(jìn)一步提煉再生PVPP顆粒之后，將再生PVPP顆粒循環(huán)至步驟C。
2.權(quán)利要求1的方法，其中對發(fā)酵液體和PVPP顆粒的合并物進(jìn)行膜過濾，并且從所述膜過濾得到漿料作為截留物。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述膜過濾器的孔徑在0.1-5 μ m,優(yōu)選為0.2-1 μ m的范圍 內(nèi)。
4.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中用于過濾所述漿料的過濾器的孔徑在1_50μπι的范圍內(nèi)。
5.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在富含PVPP的截留物中回收至少80重量％，優(yōu)選至少95重量％的PVPP顆粒。
6.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中通過將pH提高至10.0，優(yōu)選至至少11.0而從所述PVPP顆粒脫附多酚和/或蛋白質(zhì)。
7.權(quán)利要求6的方法，其中在所述過濾之前或期間將所述pH提高至至少10.0，優(yōu)選至至少11.0。
8.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中通過使用pH為至少10.0，優(yōu)選至少11.0的含水苛性堿液清洗所述截留物而再生富含PVPP的截留物中的PVPP顆粒。
9.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中相對于每平方米用于過濾所述漿料的過濾表面積，所述富含PVPP的截留物中回收至少0.2kg的PVPP顆粒。
10.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中通過將所述發(fā)酵液體與所述PVPP顆?；旌隙鴮?shí)現(xiàn)所述發(fā)酵液體和所述PVPP顆粒的合并。
11.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中PVPP顆粒與發(fā)酵液體以1:100000-1:100的重量比，優(yōu)選以1:30000-1:1000的重量比合并。
12.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中經(jīng)除去的漿料含有至少0.5g/l，優(yōu)選l-200g/I的PVPP顆粒。
13.述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中通過對所述截留物進(jìn)行沉降分離而從所述富含PVPP的截留物中除去殘余酵母。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述沉降分離包括使包含富含PVPP的截留物的液體以向上的流體通過分離容器，并分別除去富含酵母的部分和富含PVPP的部分，所述富含PVPP的部分在除去富含酵母的部分之處的下游(和上方)被除去。
15.關(guān)于制備酵母發(fā)酵的飲料的裝置，所述裝置包括: 發(fā)酵容器(10)，其用于使用生物活性酵母對麥芽汁發(fā)酵而產(chǎn)生含有酵母、酒精、多酚和蛋白質(zhì)的發(fā)酵液體，發(fā)酵容器(10)包括用于接收麥芽汁的進(jìn)口(11)和用于發(fā)酵液體的出口(13)， PVPP投料裝置(60)，其用于將所述發(fā)酵液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并，以使所述發(fā)酵液體中含有的所述多酚和/或所述蛋白質(zhì)的至少一部分與所述PVPP顆粒結(jié)合， 過濾裝置(20)，其設(shè)置為接收所述發(fā)酵液體與PVPP顆粒，過濾裝置(20)包括用于排出含有所述PVPP顆粒的漿料的出口(22)，所述PVPP顆粒通過過濾裝置(20)與所述發(fā)酵液體分離， 分離裝置(30)，其包括設(shè)置為接收漿料的進(jìn)口(37)，分離裝置(30)包括孔徑在.0.1-80 μ m范圍內(nèi)的過濾器(38)以產(chǎn)生貧PVPP的濾液和富含PVPP的截留物，所述分離裝置還包括用于排出貧PVPP的濾液的第一出口(31)和用于排出富含PVPP的截留物的第二出口(32)， 苛性堿進(jìn)料器(40)，其用于向過濾裝置(20)的下游的PVPP顆粒進(jìn)料苛性堿液而產(chǎn)生再生PVPP顆粒， 循環(huán)路徑(61)，其用于使再生的PVPP顆粒循環(huán)至PVPP投料裝置(60)。
全文摘要
本發(fā)明提供制備酵母發(fā)酵的飲料的方法，所述方法包括以下步驟a.使用生物活性的酵母使麥芽汁發(fā)酵而產(chǎn)生含有酵母、酒精、多酚和蛋白質(zhì)的發(fā)酵液體；b.任選地從所述發(fā)酵液體除去酵母；c.將所述發(fā)酵液體與聚乙烯基聚吡咯烷酮(PVPP)顆粒合并以使所述發(fā)酵液體中含有的所述多酚和/或所述蛋白質(zhì)的至少一部分與所述PVPP顆粒結(jié)合，至少80重量%的所述PVPP顆粒的直徑在5-300μm的范圍內(nèi)；d.從所述發(fā)酵液體中除去含有所述PVPP顆粒的漿料；e.在孔徑在0.1-80μm范圍內(nèi)的過濾器上過濾所述漿料而產(chǎn)生富含PVPP的截留物和貧PVPP的濾液；f.通過從所述PVPP顆粒脫附多酚和/或蛋白質(zhì)并將脫附的多酚和/或脫附的蛋白質(zhì)與所述PVPP顆粒分離而再生富含PVPP的截留物中含有的PVPP顆粒；和g.在任選進(jìn)一步提煉再生PVPP顆粒之后，將再生PVPP顆粒循環(huán)至步驟c。本方法可使用單次使用的PVPP和可再生的PVPP進(jìn)行操作。此外，所述方法不需要用于再生PVPP的龐大的過濾硬件。本發(fā)明還提供用于實(shí)施上述方法的設(shè)備。
文檔編號C12H1/06GK103096992SQ201180040693
公開日2013年5月8日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者T·R·努爾德曼, M·范德努爾特, A·里克特 申請人:海內(nèi)肯供應(yīng)連鎖公司