专利名称：啤酒及啤酒基饮料及调节这些饮料中多酚和硅含量的方法
技术领域：
本发明涉及含有多酚和硅物质的啤酒和啤酒基饮料，以及将其中的多酚和硅物质的含量调节至生理学适宜的浓度的方法。
背景技术：
啤酒是一种易于消化，略带苦味的饮料，其促进消化，增加食欲。术语“啤酒”是指通过由麦芽、水、啤酒花或者啤酒花产物制备的加了啤酒花的麦芽汁发酵而制成的泡沫饮料，啤酒除了含有发酵处理中产生的乙醇和二氧化碳以外，还含有一定量的未发酵的浸出物。啤酒基饮料主要包括通过酿造技术由麦芽制成的已发酵的麦芽饮料，以及将啤酒与无醇饮料或与用于制备无醇饮料的饮料浓缩物和苏打水混合所制成的饮料。麦芽是通过将谷粒浸泡、使谷粒发芽，通常还干燥谷粒而制成的产物，其中制麦芽会使胚乳发生酶转化，并且会形成典型的口味、香味和有色物质。对于麦芽的制备，主要使用春季大麦品种，即栽培的二棱大麦、垂穗品种(variety nutant) (Hordeum vuIgare L. convar. Distichon，var. nutans)以及少量其他的谷物品种，例如小麦，还有玉米和大米。 最高达原麦芽汁总提取质量三分之一的加了啤酒花的麦芽可以用(特别是)糖、谷物淀粉、 大麦、小麦或大米的提取物来替代。啤酒含有最高为40mg/L的啤酒花苦味物质，该物质表现出(特别是)镇静作用， 甚至是麻醉和抑菌作用。啤酒花的苦味物质支持胆汁分泌，因此，它们积极地影响消化过程并增进食欲。啤酒的无醇成分在啤酒明显刺激胃液分泌和胃泌素释放中起决定性作用。啤酒是等渗的(isotonic)或接近等渗的，并且由于啤酒含有约1200mg/L的矿物质和平均920g/L的水，因此，可以认为它是有助于解渴的离子饮料。啤酒中常量元素的平均浓度与每日推荐剂量的对比情况如下·磷 500 士 200mg/L ；每日推荐剂量 800mg·钾 450 士 150mg/L ；每日推荐剂量 900_3500mg·镁 105 士 15mg/L ；每日推荐剂量 300_400mg·钠 65士45mg/L ；每日推荐剂量 2. 0-5. 9g(相当于 5_15g 的 NaCl)·钙 50士3%ig/L ；每日推荐剂量 800-1200mg。由于啤酒含有有益的且良好均衡的含量的维生素和维他精(vitagen)，因此其能够提供每日推荐剂量中相当大一部分的维生素，特别是B族维生素。啤酒中还包含由谷物麦芽细胞壁中的多糖(例如，纤维素、半纤维素和β-葡聚糖)形成的植物纤维。啤酒含有约1.5克/升的纤维，发酵啤酒含有约2.5克/升的纤维。 啤酒中纤维的含量取决于麦芽所占的百分率。啤酒中含有3-5克/升的纯蛋白质或多肽，约85%的这些蛋白质来自麦芽，约 15%来自酿造酵母。氨基酸种类包括几乎所有必需的氨基酸。对于患有乳糜泻(celiac disease)的人们而言(他们不能耐受大麦或小麦麦芽中所含的谷蛋白质胶(cereal protein gluten))，啤酒并不是非常安全的饮料。麦芽中谷胶的含量(按g. kg"1计)在18. 8-45. 0(大麦)和44-68(小麦)的范围内变化。一般来说，谷胶由醇溶谷蛋白和谷蛋白组成。小麦醇溶谷蛋白被称为麦醇溶蛋白，大麦醇溶谷蛋白被称为大麦醇溶蛋白。尽管啤酒生产工艺使得谷胶的含量相对于麦芽中100%的谷胶的总量有所下降，但仍有小于0. 11%的谷胶残留在稳定的啤酒中。在个别种类的啤酒中，谷胶的含量(按mg. Γ1计)按升序排列为无醇啤酒(< 3. 0)，贮藏啤酒(< 3-8. 7)，黑啤 (9. 0-15. 2)，小麦啤酒(10. 6-41. 2)。每日摄入10毫克的谷胶应该是患有乳糜泻的人的最大容许摄入量，但是每个患有乳糜泻的人对谷胶都有各自的耐受水平，因此无法定义安全的每日谷胶限制摄入量。随着全球的啤酒消费量越来越多，人们对啤酒在人类机体及其生理学特性的优化方面的效果越来越有兴趣。通过本发明的方法，可以制备属于草药啤酒种类的啤酒。草药啤酒是风味啤酒中的一类，其可以由酵母(Saccharomyces)属的酵母通过底部发酵和顶部发酵而制备。通过本发明的方法，能够将啤酒和啤酒基饮料中天然存在的草药多酚、氨基酸以及硅的浓度调节至生理学最佳值。在生物领域中，多酚确实起到抗氧化剂的作用，因此，其能够减缓诸如癌症、动脉硬化、或心肌梗死等的病理过程。啤酒和啤酒基饮料是这些物质的天然的、合适的来源。然而，在含有麦芽提取物的饮料中儿茶素或黄烷醇的含量变化很大，平均每升啤酒含有约0. 5 毫克的五羟黄酮和0. 5毫克的杨梅黄酮。例如，美国专利US 4，946，701披露了通过添加绿茶提取物制备含有多酚的饮料的方法。美国专利US 5，240，732披露了通过添加银杏(Ginkgo biloba)和柿(Diospyros kaki)的叶子以及山楂(Crataegus oxyacantha)果和枸杞(Lycium chinense)的提取物， 从而制备含有多酚的多组分饮料的方法。这两项专利仅涉及在饮用水的基础上将有生理学价值的多酚引入饮料中，而不是对天然存在的多酚的浓度进行调节。美国专利申请US 200301572 教导在无醇饮料中添加从神秘果(山榄科)和罗汉果(葫芦科)的果实中提取的多酚，从而减弱它们的甜味口感。水飞蓟(Silybummarianum)提取物，CAS No. [84604-20-6]，几乎不溶于水，可溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯。根据专利RU 2111237的记载，由于所述水飞蓟提取物能充分溶于乙醇，所以仅将磨碎的水飞蓟果实用于制各具有滋补、利胆作用的苦味利口酒。此外，专利RU 2^10 披露了用40%乙醇简单提取水飞蓟果实，同时添加糖、酒石酸和碳酸氢钠来制备伏特加的方法。对于乙醇含量通常低于6体积％的啤酒和啤酒基饮料，必需寻求在技术上更合适的向饮料中引入多酚的方法。可以通过增加多酚在水中的溶解度从而达到其在低醇饮料中的理想含量。例如，美国专利申请US 20060153936披露了采用大豆皂甙使来自各种黄酮类 (flavanoid)物质的多酚溶于无醇饮料的方法。水飞蓟提取物中的活性多酚混合物被称为水飞蓟素(silymarin)。美国专利US 3，994，925在1978年已经公开了用氨基多羟基醇(如葡甲胺)制备水飞蓟素成分的可溶性盐的方法。与理论含量高于70% w/w的水飞蓟素成分以1 1的摩尔比得到的葡甲胺盐具有很高的吸湿性，而它们的制备非常耗时。最近，已经提交的专利申请WO 2002/069962涉及以1 1的质量比与氨丁三醇
4复合得到的生物可利用的水飞蓟素复合物，其用于制备药物剂型；根据该申请，将泊洛沙姆 407或十二烷基硫酸钠添加至上述复合物的乙醇溶液中，并且通过在40°C下真空蒸馏除去溶剂从而制备固体产物。
发明内容
本发明的目的是提供一种啤酒或啤酒基饮料，其包含-水溶性形式的水飞蓟多酚，其包含摩尔比为1 1至1 2的水飞蓟多酚与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物，和/或-水溶性形式的胶体二氧化硅，其包含摩尔比为1 3至1 4的胶体二氧化硅与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物。水飞蓟(Silybum marianum(L. ) Gaertn.)果实的提取物，由于其含有具有多羟基苯基色满型(chroman)骨架的多酚物质而广为人知(G. Hahn等人， Arzneimittel-Forschung Drug Res. 1968，18，698-704)。水飞蓟提取物主要含有水飞蓟宾 (silybin)及其对映体(水飞蓟宾A、水飞蓟宾B、异水飞蓟宾A、异水飞蓟宾B)，其还包含水飞蓟宁、水飞蓟亭、异水飞蓟亭和黄杉素，其混合物通常用水飞蓟素表示。水飞蓟提取物，CAS No. [84604-20-6]，几乎不溶于水，其溶于丙酮、乙酸乙酯、甲醇和乙醇。水飞蓟果实中所含物质的生理学特性在很多方面与天然包含在啤酒中的多酚物质群类似。通过其植物雌激素作用、保肝护肝作用和抗氧化作用，还通过其抗癌和抗糖尿病的作用，在本发明饮料中，它们可以有利地作用于人的机体，特别是绝经前妇女。在本发明的饮料中，理想的是醇含量不超过1体积％，优选最高为0. 4体积％ ；并且渣糖(ballast saccharide)的含量不超过7. 5g/升，蛋白质含量不超过4g/升。本发明的一个方面，将水飞蓟多酚以不超过IOOmg水飞蓟素每升的量，以与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇按照1 1至1 2的摩尔比混合的形式，添加到饮料中， 所述水飞蓟多酚来自经调整的水飞蓟果实(modified fruit of Silybum marianum)或者来自它的干提取物，它们可以还含有辅助物质，优选为生理学惰性的(physiologically indifferent)润湿剂。由于向啤酒或啤酒基饮料中加入最高为100mg/L、优选10_50mg/L、最优选 40-50mg/L量的水飞蓟物质是有利的；因此，在技术上理想的是提高它们在水中的溶解度。 这可以通过在任意生产阶段将摩尔比为11至12的水飞蓟提取物与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物添加到啤酒和啤酒基饮料中来实现。最后，该混合物可以还含有辅助物质，优选生理学惰性的润湿剂。制备本发明饮料的另一方面，将至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇添加至具有已知含量的水飞蓟素的磨碎的脱脂水飞蓟果实或其果皮中，其中水飞蓟素与碱性氨基酸或氨基己糖醇的摩尔比为1 1至1 2，接着将这种混合物添加至啤酒中，优选在糖化 (mashing)生产阶段添加该混合物。在由经过调整的水飞蓟果实制备啤酒时，必须了解的是天然果实中水飞蓟素的含量不会低于3. 5%至4. 0%。根据所选的水果调整方法的性质，由于去除了部分胚乳，其中水飞蓟素的含量至少会增加至原始值的两倍。应当理解，糖化是将麦芽粉与水飞蓟的脱脂果实或其果皮、以及约四倍的水在剧烈搅拌下混合。糖化的水温通常为37°C或52°C。糖化后，当所有的组分完全混合时，使混合物进行任何常规的糖化过程，优选进行所谓的“双次糖化”处理，其中分别进行温度管理 (temperature regime)0水飞蓟提取物与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物还可含有辅助物质， 优选生理学惰性的润湿剂，例如，PEG 6000或植物皂苷。啤酒还富含生物可用的二氧化硅，其代表性物质为来自大麦中的植物溶解性 (phytolytic) 二氧化硅的原硅酸。每升啤酒可典型地含有约30_80mg的原硅酸。因此，它代表了可用硅的重要来源，其中大部分可被快速吸收，并且从机体排出。饮用含有硅的啤酒能够增强骨骼并且防止骨骼变脆，主要是50岁以上的妇女容易有这方面的问题。为机体补充硅可以改善或缓和钙在骨骼、关节和软组织中的不正确分布，从而对皮肤、头发和指甲等的疾病有良好的效果。此外，硅还有助于保持使骨骼具有更高弹性的骨胶原的必需量。动脉硬化的特点是钙含量增加、硅含量低。通常，通过营养物每天可向机体提供约20-50毫克的Si。其中约有60%来自谷物，在谷物中，硅以植物溶解性二氧化硅、水合聚合物SiO2. IiH2O的形式存在，而20%来自饮用水和饮料。经胆碱稳定的原硅酸常用作补充人机体的硅(Barel A.等人Effect of oral intake of choline stabilized orthosilicic acid on skin,nails and hair in women with photodamaged skin. Arch. Dermatol. Res.，2005，297，147-15 。根据美国专利 US 5，922，360，采用经四烷基铵类物质(优选为胆碱)稳定的原硅酸来制备此类液体制剂。令人惊讶地发现，根据本发明，向饮料中添加碱性氨基酸或氨基己糖醇与无定形胶体二氧化硅的混合物，在啤酒陈化和储存过程中，饮料中的硅含量会保持稳定。该混合物也可以含有其他辅助物质，优选生理学惰性的润湿剂。对于啤酒和Dia啤酒(即，供糖尿病患者饮用的啤酒)，可优选以25mg Si/升的量添加硅。对于无醇啤酒或低醇啤酒，其中通常含有较低含量的天然硅，根据本发明该饮料中硅的总量可以调节至以下总浓度最高为每升啤酒含IOOmg的Si，优选最高为每升啤酒含 50mg的硅。与通过水飞蓟提取物调节本发明饮料中天然多酚类物质的含量相关的是，还能够在同一技术步骤中同时调节硅的含量。本发明的另一个目的是还提供一种通过添加颗粒比表面积为200至380m2/g的胶体二氧化硅与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物，来调节啤酒和啤酒基饮料中硅含量的方法。胶体二氧化硅颗粒的比表面积按照布鲁诺尔-埃米特-特勒算法评价 (S. Brunauer, P. H. Emmett,以及 E. Teller, J. Am. Chem. Soc.，1938，60，309)。对于男性，每天摄入机体的硅中约17%由饮用啤酒供给，其中通常含有8_23mg/L 的硅，而对于女性而言该值仅达到每日摄入硅量的3.5%。美国专利US 5，922，360描述了具有经胆碱稳定的原硅酸的食品补充剂和药物制剂。但是，由于胆碱独特的气味，胆碱的稳定作用并不适合用于啤酒和啤酒基饮料。优选碱性氨基酸选自包括L-组氨酸、外消旋组氨酸、L-赖氨酸、外消旋赖氨酸、 L-精氨酸、外消旋精氨酸、L-鸟氨酸、外消旋鸟氨酸的组。脱氧-1-(甲基氨基)-D-山梨醇(也被称为葡甲胺)、或2-氨基-2-脱氧-D-甘露糖醇为用于制备与水飞蓟提取物混合、 或与胶体二氧化硅混合的典型氨基己糖醇。美国专利US 4，894，344公开了 2-氨基-2-脱氧-D-甘露糖醇的制备方法。
啤酒具有种类非常广泛的氨基酸，其中含量为约30_250mg/L的脯氨酸是最常见的氨基酸。用于制备本发明饮料的碱性氨基酸对人的机体具有特殊作用。加速再生，能量储备的恢复，节食过程中保护肌肉组织，支持新形成肌肉组织等，都属于它们的一般性作用。 根据本发明方法，通过以与碱性氨基酸混合的形式添加来自水飞蓟的多酚类物质和/或胶体二氧化硅，饮料中碱性氨基酸的含量成比例的增加。通常，散装啤酒中必需氨基酸的平均含量为每升啤酒含36mg的L-组氨酸以及16mg的L-赖氨酸。散装啤酒中所含的半必需 L-精氨酸的平均浓度为72mg/L。在啤酒的陈化过程中，氨基酸的总含量会降低。各种氨基酸表现出不同的变化趋势。但是，啤酒中含有氨基酸、以及能够与氢质子形成键的酸的氢盐，因此能使胃液的酸度降低，从而减弱胃分泌液对胃壁和十二指肠壁的侵蚀。啤酒的PH值为约4. 5，该值比胃内容物的PH更接近于中性区。在生产啤酒的所有阶段，在蛋白质和多酚之间建立平衡，并且反应产物可以同时以可溶性和不溶性的形式存在。如果通过稳定作用除去蛋白质，则形成浑浊的概率较低，从而使平衡发生变化。啤酒成熟过程的温度低也会产生类似的效果。如果啤酒在特定的时间段内保持其气味、口味、颜色、起泡性及其微生物和胶体稳定性，则认为啤酒是稳定的。非生物浑浊主要是由单宁化合物与蛋白质、以及糖类、矿物质和重金属造成的，其含量在很宽的范围内变化，参与形成浑浊。在低温下形成冷浑浊，当啤酒升温时冷浑浊会再次溶化。永久性浑浊是不可逆的过程。大麦和啤酒花中含有高分子蛋白质和多酚，在啤酒的制麦芽过程和生产过程中，这些高分子蛋白质和多酚会发生变化。含氮高分子化合物(即蛋白质)在制麦芽和酒花煮沸过程中凝结，通过在低温下使啤酒发酵和成熟，这些含氮高分子化合物以沉淀淤渣的形式絮凝。麦芽汁发酵越快，同时PH值大幅降低，则蛋白质凝结得越快。在与作为前体的多酚形成的浑浊中，浓缩的原花色素尤其能够使蛋白质沉淀。发酵和成熟过程中原花色素含量的降低证明了这一点。本发明的另一个目的是提供一种调节啤酒和啤酒基饮料中多酚含量的方法，其中在任意生产阶段，将水飞蓟果实的干提取物，以对应于最高为IOOmg水飞蓟素/升饮料、优选10至50mg水飞蓟素/升饮料、最优选40至50mg水飞蓟素/升饮料的量，以与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇按照摩尔比11至12形成混合物的形式添加至啤酒或啤酒基饮料中。该混合物还可含有辅助物质，优选为生理学惰性的润湿剂。添加实施例1的水飞蓟多酚的水溶性混合物后，两种啤酒中水飞蓟素的平衡溶解度如下表所示
权利要求
1.一种啤酒或啤酒基饮料，其特征在于含有-水溶性形式的水飞蓟多酚，所述水溶性形式的水飞蓟多酚包含摩尔比为1 1至 1 2的水飞蓟多酚与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物，和/或-水溶性形式的胶体二氧化硅，所述水溶性形式的胶体二氧化硅包含摩尔比为1 3至 14的胶体二氧化硅与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物。
2.如权利要求1所述的啤酒或啤酒基饮料，其特征在于所述碱性氨基酸选自包括L-组氨酸、外消旋组氨酸、L-赖氨酸、外消旋赖氨酸、L-精氨酸、外消旋精氨酸、L-鸟氨酸、外消旋鸟氨酸的组；优选的氨基己糖醇为1-脱氧-1-(甲基氨基)-D-山梨醇或2-氨基-2-脱氧-D-甘露糖醇。
3.如权利要求1所述的啤酒或啤酒基饮料，其特征在于所述啤酒或啤酒基饮料中所述水飞蓟多酚的含量最高为IOOmg水飞蓟素/升，优选为10-50mg水飞蓟素/升，最优选为 40-50mg水飞蓟素/升；并且多酚是以这样的形式加入的经调整的水飞蓟果实或其干提取物与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇以1 1至1 2的摩尔比形成混合物，该混合物能任选地含有辅助物质，优选为生理学惰性的润湿剂。
4.如权利要求1所述的啤酒或啤酒基饮料，其特征在于所述啤酒或啤酒基饮料中所述胶体二氧化硅的含量最高为IOOmg硅/升，优选最高为50mg硅/升；并且胶体二氧化硅为这样的形式颗粒比表面积为200至380m2/g的胶体二氧化硅与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇以1 3至1 4的摩尔比形成混合物，该混合物能任选地含有辅助物质，优选为生理学惰性的润湿剂。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的啤酒或啤酒基饮料，其特征在于所述啤酒或啤酒基饮料含有最高为0. 4% w/w的醇，最高为7. 5g/升的渣糖，以及最高为4g/升的蛋白质。
6.一种调节啤酒或啤酒基饮料中的多酚含量的方法，其特征在于，在任意生产阶段，将水飞蓟果实的干提取物以与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇按照11至12的摩尔比混合、并且任选地与其他辅助物质、优选与生理学惰性的润湿剂混合的形式，以对应于最高为IOOmg水飞蓟素/升饮料、优选10-50mg水飞蓟素/升饮料、最优选40_50mg水飞蓟素 /升饮料的量，添加至所述啤酒或啤酒基饮料中。
7.一种调节啤酒或啤酒基饮料中的多酚含量的方法，其特征在于，在任意生产阶段，优选在糖化生产阶段，将水飞蓟的果皮或其脱脂果实以与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇按照1 1至1 2的摩尔比混合、并且任选地与其他辅助物质、优选与生理学惰性的润湿剂混合的形式，以对应于最高为IOOmg水飞蓟素/升饮料、优选10-50mg水飞蓟素/升饮料、 最优选40-50mg水飞蓟素/升饮料的量，添加至所述啤酒或啤酒基饮料中。
8.一种调节啤酒或啤酒基饮料中的硅含量的方法，其特征在于，在任意生产阶段，优选在发酵生产阶段，将硅以颗粒比表面积为200至380m2/g的胶体二氧化硅与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇按照1 3至1 4的摩尔比混合、并且任选地与其他辅助物质、优选与生理学惰性的润湿剂混合而形成的水性溶液的形式，以对应于最高为IOOmg硅/升饮料、 优选最高为50mg硅/升饮料的量，添加至所述啤酒或啤酒基饮料中。
全文摘要
本发明涉及啤酒和啤酒基饮料，其中，通过加入水溶性形式的水飞蓟多酚和/或通过加入水溶性形式的胶体二氧化硅，来增加多酚和/或硅的含量，其中所述水溶性形式的水飞蓟多酚包含摩尔比为1∶1至1∶2的水飞蓟多酚与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物，所述水溶性形式的胶体二氧化硅包含摩尔比为1∶3至1∶4的胶体二氧化硅与至少一种碱性氨基酸或氨基己糖醇的混合物。另外，本发明还涉及调节这些物质在饮料中的含量的方法。
文档编号A61K36/28GK102256502SQ200980151791
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月21日 优先权日2008年12月23日
发明者伊日·科佩内茨, 米兰·斯图赫利克 申请人:阿格拉集团公司