Un método de estabilización de bebidas fermentadas con levadura.

Método de preparación de una bebida fermentada con levadura, dicho método comprende los pasos de:

a. fermentar mosto con una levadura biológicamente activa para producir un líquido fermentado que contiene levadura, alcohol, polifenoles y proteínas;

b. eliminar opcionalmente la levadura del líquido fermentado;

c. combinar el líquido fermentado con partículas de polivinilpolipirrolidona (PVPP) para enlazar como mínimo una fracción de los polifenoles y/o las proteínas contenidas en el líquido fermentado a dichas partículas de PVPP, al menos un 80% en peso de dichas partículas de PVPP tienen un diámetro en la gama de 5-300 μm;

d. someter la combinación de líquido fermentado y partículas de PVPP a la filtración de membrana y eliminar un compuesto acuoso que contiene las partículas de PVPP del líquido fermentado, dicho compuesto acuoso siendo obtenido como el retenido de la filtración de membrana;

e. filtrar el compuesto acuoso a través de un filtro con un tamaño de poro en la gama de 0.1-80 μm para producir un retenido enriquecido en PVPP y un filtrado empobrecido en PVPP;

f. regenerar las partículas de PVPP contenidas en el retenido enriquecido en PVPP mediante la desorción de polifenoles y/o proteína de dichas partículas de PVPP y separar los polifenoles desorbidos y/o la proteína desorbida de las partículas de PVPP; y

g. después de otra refinación opcional de las partículas de PVPP regeneradas, recircular las partículas de PVPP regeneradas al paso c.

Un método de estabilización de bebidas fermentadas con levadura

Campo técnico de la invención 5

La presente invención se refiere a un método de estabilización de bebidas fermentadas con levadura. Más particularmente, la presente invención proporciona un método de estabilización de bebidas fermentadas con levadura a través de la combinación de un líquido fermentado con levadura con partículas de polivinilpolipirrolidona (PVPP) para unir como mínimo una fracción de los polifenoles y/o las proteínas contenidas en el líquido fermentado 10 a dichas partículas de PVPP; eliminando un compuesto acuoso conteniendo partículas de PVPP del líquido fermentado; y regenerando las partículas de PVPP.

Antecedentes de la invención 15

Las bebidas fermentadas con levadura, tal como la cerveza, se estabilizan para garantizar que la bebida sepa y parezca igual de buena al final de su periodo de almacenamiento tal y como después del embalaje. Debido a que la primera evaluación del consumidor es visual, se toma la claridad como una medida que determina la calidad de la cerveza. Con algunas excepciones notables, los consumidores esperan un producto radiante y atractivo el cual esté libre de turbidez. 20

La dispersión coloidal en la cerveza surge de la formación de complejos polifenol-proteína durante el almacenamiento. La cerveza fresca contiene proteínas ácidas y diferentes polifenoles. Mientras éstos pueden formar complejos a través de enlaces débiles de hidrógenos, su bajo peso molecular significa que son demasiado pequeños para ser visibles a simple vista. Cuando estos pequeños polifenoles, denominados flavonoides, se polimerizan y 25 oxidan, producen una cadena corta (condensada) de polifenoles denominados tanoides. Estos tanoides son capaces de conectar a través de un número de proteínas a través del enlace de hidrógeno para formar una fría turbidez reversible. Después de un almacenamiento más prolongado, se forman enlaces iónicos más fuertes y covalentes entre los tanoides y las proteínas dando como resultado una turbidez permanente irreversible. El índice y la extensión a los que esto ocurre choca a través de los materiales de elaboración, proceso y condiciones de 30 almacenamiento y pueden ser inmensamente mejorados (reducidos) a través del uso de asistentes de estabilización.

Debido a que el factor determinante de la velocidad en el desarrollo de turbidez es el cambio en la fracción de polifenol, reducir los niveles de estos precursores de turbidez es un método muy eficaz para asegurar la estabilidad coloidal de la cerveza. La polivinilpolipirrolidona (PVPP) es un polímero reticulado de (poli) vinilpirrolidona insoluble 35 en el agua. Las partículas de PVPP altamente porosas se usan en la industria cervecera para la adsorción de polifenoles de turbidez. Los polifenoles de turbidez de complejos selectivos de PVPP, predominantemente a través de un enlace de hidrógeno fuerte, con múltiples lados de fijación para los polifenoles de turbidez. La estructura molecular del polímero PVPP limita el enlace de hidrógeno interno, maximizando el número de sitios reactivos disponibles. 40

Los estabilizadores PVPP son o bien optimizados para un solo uso, donde son añadidos a la corriente de cerveza y retirados del filtro de diatomita o bien, para grados de regeneración, añadidos a la cerveza clara usando unidades dedicadas de filtración y recicladas para ser reutilizadas. En cualquiera de los modos, muchas de las características de manipulación inicial son comunes. El polvo de PVPP se mezcla en el tanque de dosificación 45 utilizando agua blanda sin aire a una concentración de 8-12% (peso/vol.) . El material debe ser agitado durante como mínimo 15 minutos para hinchar e hidratar las partículas. El compuesto acuoso debería luego guardarse bajo agitación constante para prevenir la sedimentación. En el caso de los grados de regeneración, el tanque de dosificación estabilizador es frecuentemente mantenido a 80º C para asegurar así la estabilidad microbiana a largo plazo. 50

El método más común de adición de PVPP de un solo uso es por dosificación continua de la corriente de cerveza utilizando una bomba dosificadora. Aunque la PVPP puede ser muy eficaz con tiempos de contacto cortos, se recomienda un tiempo de contacto de unos 5-10 minutos entre el momento de adición y eliminación de la PVPP consumida en el filtro de diatomita para una máxima eficiencia. La PVPP debería ser añadida a la cerveza fría, o por 55 debajo de 0º C, para prevenir la redisolución de aquellos complejos de polifenol-proteína que ya se han formado.

El principio del uso de PVPP regenerable es romper los enlaces de polifenol de PVPP a través del lavado del material con una solución cáustica (NaOH) . La regeneración se considera que será económica si una cervecería estabiliza un gran volumen de salida y/o la cerveza que es estabilizada tiene un contenido de polifenol 60 extremadamente alto, lo que requeriría altos índices de adición de PVPP para una estabilización coloidal efectiva. Los grados de regeneración de PVPP están específicamente fabricados para producir unas partículas de gran tamaño y una mejor fuerza mecánica, las cuales todavía dan una reducción de polifenol eficaz. Los filtros de hoja horizontal fueron los diseños originales para el uso y regeneración de PVPP, pero actualmente los filtros de vela van también entrando en uso. 65

La preparación inicial de los grados de regeneración de PVPP es muy similar a aquella del producto de un solo uso. Se requiere un tanque dedicado de compuesto acuoso, equipado frecuentemente con una envoltura de calentamiento. El filtro vacío es en primer lugar purgado con CO2 y una pre-envoltura de partículas de PVPP regeneradas de unos 1-2mm de profundidad es depositada sobre la rejilla del filtro. El estabilizador del compuesto acuoso es recirculado alrededor del filtro hasta que el agua se ve clara a través del cristal o el punto de medición. La 5 PVPP se dosifica en la actual corriente de cerveza entrante utilizando una bomba dosificadora. La ejecución de una estabilización eficaz se completa cuando el espacio entre las placas de filtro se rellena con PVPP. El volumen final de cerveza estabilizada depende del tamaño del filtro, la carga PVPP y el índice de adición en la cerveza y puede elevarse a varios miles de hl.

Al final de la filtración y estabilización, la cerveza residual es retornada al tanque de recuperación de cerveza. La PVPP usada es regenerada haciendo circular una solución cáustica (1-2% peso/peso) , a 60-80º C a través de la cama filtrante de PVPP durante unos 15-30 minutos. A veces, se usa un segundo enjuague cáustico, con el transcurso del primer ciclo para drenar y el segundo ciclo reservado para la reutilización así como el primer enjuague cáustico en la regeneración siguiente. El color del cáustico que sale del filtro es muy oscuro, confirmando así la 15 rotura de los fuertes complejos de PVPP-polifenol. La torta de filtrado de PVPP es luego enjuagada con agua caliente a 80º C para desplazar la solución cáustica y reducir el pH. Esto es seguido por un ciclo de enjuague con ácido diluido hasta que la solución que sale del filtro alcanza un pH de alrededor de 4 durante 20 minutos. Los restos de cerveza y agua resultan eficazmente eliminados y se consiguen mejores resultados a través del precalentamiento del ácido diluido hasta más o menos 60º C. El filtro es luego enjuagado con agua fría hasta que el ácido es 20 completamente lavado y el pH a la salida es neutro. Finalmente se usan CO2, agua y la fuerza centrífuga de la rotación de los elementos de filtro para desplazar la PVPP regenerada de las rejillas del filtro al bote de dosificación. Los contenidos sólidos (PVPP) en el tanque de dosificación se controlan y se añade nuevo material para compensar las pérdidas de proceso. Estas pérdidas se encuentran normalmente entre 0.5 - 1% por regeneración. No obstante, es el coste del espacioso equipo de filtro, más que el del estabilizador de PVPP, que tiene una influencia más 25 significativa en la economía de la regeneración de PVPP.

Así, mientras que la PVPP de un solo uso tiene la desventaja de que genera una corriente de desechos considerable, la PVPP regenerable sufre el inconveniente de que requiere una inversión inicial considerable en el sofisticado equipo del filtro. 30

El documento WO 99/16531 describe un proceso para la regeneración de los medios de filtración gastados que se ha usado en la filtración mecánica de la cerveza y que contiene perlita y PVPP. El proceso de regeneración descrito en el documento WO 99/16531 comprende los siguientes pasos:

ï· añadir un líquido acuoso que comprende aproximadamente un porcentaje... [Seguir leyendo]

1. Método de preparación de una bebida fermentada con levadura, dicho método comprende los pasos de:

a. fermentar mosto con una levadura biológicamente activa para producir un líquido fermentado que contiene 5 levadura, alcohol, polifenoles y proteínas;

b. eliminar opcionalmente la levadura del líquido fermentado;

c. combinar el líquido fermentado con partículas de polivinilpolipirrolidona (PVPP) para enlazar como mínimo una fracción de los polifenoles y/o las proteínas contenidas en el líquido fermentado a dichas partículas de PVPP, al menos un 80% en peso de dichas partículas de PVPP tienen un diámetro en la gama de 5-300 μm; 10

d. someter la combinación de líquido fermentado y partículas de PVPP a la filtración de membrana y eliminar un compuesto acuoso que contiene las partículas de PVPP del líquido fermentado, dicho compuesto acuoso siendo obtenido como el retenido de la filtración de membrana;

e. filtrar el compuesto acuoso a través de un filtro con un tamaño de poro en la gama de 0.1-80 μm para producir un retenido enriquecido en PVPP y un filtrado empobrecido en PVPP; 15

f. regenerar las partículas de PVPP contenidas en el retenido enriquecido en PVPP mediante la desorción de polifenoles y/o proteína de dichas partículas de PVPP y separar los polifenoles desorbidos y/o la proteína desorbida de las partículas de PVPP; y g. después de otra refinación opcional de las partículas de PVPP regeneradas, recircular las partículas de PVPP regeneradas al paso c. 20

2. Método según la reivindicación 1, donde el filtro de membrana tiene un tamaño de poro en la gama de 0.1-5 μm, preferiblemente de 0.2-1 μm.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, donde el filtro usado para la filtración del compuesto acuoso tiene un 25 tamaño de poro en la gama de 1-50 μm.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un 80% en peso, preferiblemente como mínimo un 95 % en peso de las partículas de PVPP se recupera en el retenido enriquecido en PVPP.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un 50% en peso de la levadura presente en el compuesto acuoso pasa a través del filtro para acabar en el filtrado empobrecido en PVPP.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde los polifenoles y/o proteínas son desorbidas de las partículas de PVPP mediante el aumento del pH hasta al menos un 10.0, preferiblemente al menos 11.0. 35

7. Método según la reivindicación 6, donde el pH aumenta hasta al menos un 10.0, preferiblemente al menos 11.0, antes de o durante la filtración.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde las partículas de PVPP en el retenido 40 enriquecido en PVPP se regeneran a través del aclarado de dicho retenido con un líquido acuoso cáustico con un pH de al menos 10.0, preferiblemente de al menos 11.0.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde al menos 0.2 kg de las partículas de PVPP se recupera en el retenido enriquecido en PVPP por metro cuadrado de área de superficie de filtro el cual se emplea 45 para la filtración del compuesto acuoso.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la combinación del líquido fermentado y las partículas de PVPP se consigue mediante la mezcla del líquido fermentado con las partículas de PVPP.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde las partículas de PVPP se combinan con el líquido fermentado en una proporción en peso de 1:100, 000 a 1:100, preferiblemente de 1:30, 000 a 1:1000.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el compuesto acuoso eliminado contiene al menos 0.5 g/l, preferiblemente 1-200 g/l de las partículas de PVPP. 55

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la levadura residual es eliminada del retenido enriquecido en PVPP sometiendo dicho retenido a la separación por sedimentación.

14. Método según la reivindicación 13, donde la separación por sedimentación comprende el paso de un líquido que 60 comprende el retenido enriquecido en PVPP a través de un vaso de separación en flujo ascendente y la eliminación por separado de una fracción enriquecida en levadura y una fracción enriquecida en PVPP, dicha fracción enriquecida en PVPP siendo eliminada en flujo descendente (y hacia arriba) de donde la fracción enriquecida de levadura es eliminada.

15. Un dispositivo para preparar una bebida fermentada con levadura, dicho dispositivo comprendiendo:

ï· un vaso de fermentación (10) para la fermentación de mosto con una levadura biológicamente activa para producir un líquido fermentado que contiene levadura, alcohol, polifenoles y proteínas, el vaso de fermentación (10) comprende una entrada (11) para recibir mosto y una salida (13) para el líquido fermentado,

ï· un dispositivo de dosificación de PVPP (60) para la combinación del líquido fermentado con partículas de polivinilpolipirrolidona (PVPP) para enlazar como mínimo una fracción de los polifenoles y/o las proteínas contenidas 5 en el líquido fermentado a dichas partículas de PVPP,

ï· un dispositivo de filtración de membrana (20) dispuesto para recibir el líquido fermentado con las partículas de PVPP, el dispositivo de filtración de membrana (20) comprende una salida (22) para la emisión de un compuesto acuoso que contiene las partículas de PVPP separadas del líquido fermentado a través del dispositivo de filtración de membrana (20) , 10

ï· un dispositivo de separación (30) que comprende una entrada (37) dispuesta para recibir el compuesto acuoso, el dispositivo de separación (30) comprende un filtro (38) con un tamaño de poro en la gama de 0.1-80 μm para producir un filtrado empobrecido en PVPP y un retenido enriquecido en PVPP, el dispositivo de separación comprende además una primera salida (31) para la emisión del filtrado empobrecido en PVPP y una segunda salida (32) para la emisión del retenido enriquecido en PVPP, 15

ï· una alimentación cáustica (40) para alimentar un líquido cáustico a las partículas de PVPP en flujo descendente del dispositivo de filtración de membrana (20) para generar partículas de PVPP regeneradas,

ï· un camino de recirculación (61) para recircular las partículas de PVPP regeneradas hacia el dispositivo de dosificación de PVPP (60) .