NO821378L - Fremgangsmaate ved fremstilling av naturelle drikkevarer med lite alkoholinnhold, forskjellige fremstilte drikkevarer og produkter - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av naturrene drikkevarer med lavt alkoholinnhold, samt de drikkevarer og forskjellige produkter som fåes ved fremgangsmåten.

De f6rskjellige alkoholholdige drikkevarer som for tiden føres i handelen, såsom viner,'øl, sidere, aperitiffer, likører, osv., fremstilles vanligvis ved gjæring av forskjellige vegetabilske sukkere som inneholdes i diverse frukter og bær, såsom druer, epler, pærer, plommer, osv.

Det høye alkoholinnhold i disse drikkevarer, som tid-ligere ble etterstrebet, utgjør for tiden snarere en ulempe, fordi hyppig og til tider overdrevent inntak av disse drikkevarer har alvorlige og skadelige konsekvenser for den enkeltes helse og for samfunnet.

Ut fra helsemessige hensyn og samfunnshensyn synes

det å være nødvendig å fremstille og markedsføre alkohol-

frie drikkevarer. I den senere tid er forsøk på å fremstille drikkevarer med lavt alkoholinnhold blitt omtalt i pressen. Disse fremstillingsprosesser har, hva vin og øl angår, vanligvis være basert på en modifisert fremgangsmåte ved alkoholisk gjærlig, og har i:.gått i retning av en kvalitativ og kvantitativ minskning, takket være bruken av moster og tilpassede gjærsorter.

Man har likeledes i laboratoriemålestokk foretatt forsøk med alkoholfjerning ved kromatografering, men over-føringen av erfaringene til industriell målestokk er forbundet med store omkostninger og kommer dessuten i konflikt med de gjeldende regler for vinfremstilling.

Det skal også nevnes at destillasjon utgjør av klassisk metode for utvinning av alkoholen som inneholdes i gjærede drikkevarer, såsom vin. Denne energiforbrukende metode er forbundet med store omkostninger, og selv om den gir alkoholer av god kvalitet, gir den som biprodukter kun bærme,

som er destillasjonsrester som er denaturerte og som har andre fysikalskkjemiske og organoleptiske egenskaper enn den opprinnelige drikkevare.

Fremstillingen av drikkevarer med svakt alkoholinnhold ved anvendelse av semipermeable membraner er likeledes blitt beskrevet i forskjellige patentskrifter. Enkelte anvender omvendt osmose som eneste fremgangsmåte for å separere en drikkevare i et konsentrat og et filtrat (belgisk patentskrift nr. 717 847, DE-PS 2 323 094 og DE-PS 2 339 206), hvor re-spektive molekylbestanddeler, og følgelig de fysikalskkjemiske organoleptiske egenskaper, er sterkt avhengig av den anvendte membrans skilleterskel. Konsentratet, som vanligvis tas ut somaavalkoholisertdrikkevare,forarmes og blir sogar i enkelte tilfeller fullstendig befridd for molekyler med lav molekykvekt, såsom saltene, esterne og aldehydene,

som fjernes sammen med alkoholen i filtratet. Dessuten virker de høye trykk som gjør seg gjeldende under omvendt osmose,

til å denaturere et visst.antall molekyler og intermolekylære bindinger, hvilket gir seg til kjenne ved en forandring av de fysikalskkjemiske (økt uklarhet, flokkulering, osv.) og organoleptiske (modifisert smak og duft) egenskaper av slutt-produktet. Det samme gjelder de fremgangsmåter ved alkoholfjerning ved hvilke det gjøres bruk av et annet fysikalsk fenomen, såsom ultrafilteringsteknikken under anvendelse av en semipermeabel membran'.( DE-PS 2 145 298 og DE-PS 2 413 236) ,

Beskaffenheten av det tilbakeholdte produkt og av filtratet er i vesentlig grad bundet til den anvendte membrans skilleterskel, og avalkoholisering i ett trinn gir vanligvis et tilbakeholdt produkt med store molekyler, som er befridd for de estere, aldehyder og salter som er nødvendige for smaken av den ferdige drikkevare.

Dialyseprosessen, ved hvilken ytterligere et fysikalsk fenomen utnyttes (belgisk patentskrift nr. 883 829), idet alkoholen føres gjennom en dialysemembran ved hjelp av en motelueringsoppløsning, medfører de samme ulemper som oven-for hva det ferdige avalkoholiserteprodukt angår.

Hovedoppgaven bak oppfinnelsen har vært å fremstille,

ut fra alkoholholdige naturrene væsker hvis gjæringssyklus er fullført, rekonstituerte drikkevarer med lavt alkoholinnhold (lavere enn 5° Gay Lussac) som bibeholder organoleptiske, fysikalskkjemiske og biologiske egenskaper som ligger nær opp til egenskapene av de opprinnelige væsker.

Det er således et mål med oppfinnelsen å.fremstille naturrene drikkevarer med lavt alkoholinnhold, hvis karak-teristiske trekk består i å underkaste en naturren, alkohol- væske flere fysikalske, ikke-denaturerende fraksjoneringstrinn omfattende i rekkéfølge molekylfiltreringer på semipermeabel membran (ultrafiltrering og omvendt osmose) og en destillasjon i vakuum ved lav temperatur. De forskjellige fraksjoner som således fåes i hvert trinn av behandlingen, bringes deretter på ny sammen på en hensiktsmessig måte,

slik at det fåes en sluttvæske fra hvilken bare det opprinnelige alkoholinnhold er blitt fjernet helt eller delvis.

Disse fysikalske fraksjoneringstrinn bestående av molekylfiltreringer velges med fordel som en suksesjon -av trinn hvor det foretas molekylær ultrafiltrering av den alkoholholdige væske under svakt trykk gjennom et semipermeabelt ultrafilter hvis skilleterskel befinner seg mellom 30.000

og 1000 og fortrinnsvis omkring 10.000, og trinn hvor der utføres omvendt osmose av ultrafiltratet under trykk gjennom syntetiske, semipermeable membraner hvis skilleterskel befinner seg mellom 500 og 100, og fortrinnsvis ligger omkring 250. Osmosatet underkastes deretter en vakuum-destillasjon ved lav temperatur, som fjerner alkoholen og som gir et vandig, saltholdig og aromatisk tilbakeholdt produkt.

Det er således mulig, takket være disse suksessive trinn med fysikalske, ikke-naturerende fraksjoneringer, å separere de konstituerende bestanddeler av en alkoholholdig væske etter deres størrelse og molekylvekt og deres for-dampningspunkt/kokepunkt og således å ekstrahere, skille ut og fjerne en vesentlig andel av alkoholene med lav molekylvekt (methanol>ethanol) som inneholdes i en fraksjonert væske, samtidig som de øvrige bestanddeler av samme og høyere molekylvekt, som er bærere av drikkevarens organoleptiske, biologiske og fysikalskkjemiske egenskaper, bibeholdes. De forskjellige tilbakeholdte produkter som oppnåes etter ultrafiltrering, omvendt osmose og fordampning, blandes i passende mengdeforhold, slik at det fåes .en rekonstituert drikkevare med lavt alkoholinnhold som sluttprodukt.

Det originale ved oppfinnelsen ligger i valget av og den kronologiske ordning av suksessive teknikker, som hver for seg er i og for seg kjent, etter et nøye avpasset skjema som muliggjør fjerning av alkoholen alene, samtidig som den kvali- tative og kvantitative integritet av. blandingen av forskjel-ige molekyler som inneholdes i den opprinnelige drikkevare, bibeholdes.

I henhold til en annen utførelsesform kan produktene som fåes ved de suksessive molekylfiltreringer, underkastes et tørketrinn i vakuum ved sublimering etter frysing av de erholdte tilbakeholdte produkter.

De som utgangsmaterialer anvendte'naturrene alkoholholdige væsker velges fortrinnsvis blant viner, øl, gjærede pæredrikker, sidere, aperitiffer, likører og væsker som fåres ved alkoholisk gjæring av. vegetabilske saccharider.

Oppfinnelsen angår likeledes de forskjellige produkter som fåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og spesielt de derved erholdte avalkoholiserte drikkevarer med fysikalskkjemiske, biologiske og organoleptiske egenskaper som fullt ut kan sammenlignes med de tilsvarende egenskaper av de alkoholholdige væsker ut fra hvilke de er fremstilt, men også de øvrige produkter som fåes i de forskjellige trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, spesielt alkoholene i filtratene og destillatene. Oppfinnelsen angår likeledes blandingene av de samme produkter, spesielt med henblikk på fremstilling av diverse avalkoholiserte drikkevarer.

Ultrafiltering ved hjelp av semipermeable membraner er en industriell metode som muliggjør separasjon under et

5 5

visst trykk, som er mellom 10 Pa og 8.10 Pa, av to eller flere forskjellige sorter molekyler, etter molekylvekt og ved omgivelsenes temperatur, f.eks. ved temperatur mellom 10° og 30°C, uten faseendring. Ultrafiltreringen består i å tvinge visse molekylærbestanddeler med liten størrelse til å passere, under anvendelse av et visst overtrykk, gjennom en syntetiske , semipermeabel membran eller ultrafilter som har en mikrostruktur og en porøsitet som er tilstrekkelig fin-masket til å tillate de små molekyler (filtratet) å passere og til å tilbakeholde de større molekyler (tilbakeholdt produkt).

Ultrafiltrene karakteriseres ved deres skilleterskel, som svarer til den molekylarmasse over hvilken de forskjellige molekyler blir fullstendig tilbakeholdt.

Osmose er et fysikalsk fenomen i henhold til hvilket

et oppløsningsmiddel (vann, alkohol, osv.) passerer gjennom en naturlig eller syntetisk, semipermeabel membran som tilbakeholder oppløste stoffer (mineralsalter, organiske molekyler, osv.). Direkte osmose manifesterer seg ved at vann passerer gjennom en semipermeabel membran fra en saltoppløsning med lav konsentrasjon mot en mer konsentrert saltoppløsning, inn-til det er oppnådd osmotisk likevekt. Omvendt osmose gjør seg gjeldende,som betegnelsen angir, når en konsentrert salt-oppløsning utsettes for et trykk som er høyere enn det osmotiske trykk. En strøm av oppløsningsmiddel (vann,

alkohol) opprettes da gjennom en semipermeabel membran, fra den konsentrerte oppløsning mot den fortynnede oppløsning, mens membranen tilbakeholder mineralionene, de organiske molekyler, osv. Omvendt osmose er i de senere år blitt benyttet som en industriell metode takket være frembringelsen av forskjellige osmoseapparater med hule fibere av aro-

matisk polyamid.

Destillasjon i vakuum ved lav temperatur blir i stor ' utstrekning benyttet ved destillasjon i industriell målestokk. Den er mindre denaturerende enn destillasjon ved vanlig atmosfæretrykk og forbruker mindre energi. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes denne form for destillasjon på en væskeblanding med meget små molekyler (vann, salter, estere, alkohol, osv.), og den krever mindre energi enn ved behandling av en kompleks blanding av store, middels store og små molekyler. Under disse betingelser viser vakuum-destillasjon ved lav temperatur seg.å være effektiv ved selektiv fordampning av alkoholen,' og den virker lite denaturerende på de øvrige små molekyler i oppløsningen.

Oppfinnelsen illustreres i de etterfølgende eksempler,,

Eksempel 1

1-1) 1000 liter rødvin (Bordeaux,. Cotes de Castillon) med titer 12° Gay Lussac føres først flere ganger gjennom et batteri av moduler for molekylær ultrafiltrering med syntetiske, semipermeable membraner med avtagende porøsitet, av den type som markedsføres umder handelsnavnet .Millipore MU 15 , og hvis skilleterskel ligger på ca. 10.000. Disse

membraner er inerte over hele pH-spekteret og angripes ikke av organiske syrer.

Etter gjennomgangen gjennom dette batteri av ultra-filtreringsmoduler oppsamles: - 950 liter av et filtrat F^^ med titer 12° GL, som inneholder alle de bestanddeler hvis molekylvekt er lavere enn 10.000 dalton, såsom sukrene, peptidene, esterne, alkoholene, vitaminene, vann, mineralsalter, osv.

- 50 liter av et tilbakeholdt produkt R, med titer

12° GL, inneholdende alle de bestanddeler hvis molekylvekt er høyere enn 10.000, såsom flavonene, de anthocyaniske pigmenter, leuccanthocyanene og saltene av organiske syrer, I såsom tatratene.

1-2) De 950 liter filtrat F^føres så gjennom et osmoseapparat med hule fibere av aromatisk polyamid av den type som markedsføres av firmaet Dégremont, og hvis skilleterskel ligger på ca. 250. Dette materiale er inert overfor de fleste kjemiske forbindelser, selv ved sure pH-verdier av størrelsesordenen 4..Fibrene dispergeres i en modul som tar imot filtratet F^(kompleks organisk fraksjon som er forskjellig fra den som utgangsmateriale anvendte vin; molekylvekt - 10.000) ved et trykk av størrelsesordenen

8.10 5 - 12.10 5Pa, via et porøst fordelerrør anbragt i modulens akse. Filtratet F-^strømmer radialt i modulen rundt de hule fibere. Under virkningen av det utøvede trykk strømmer vannet og molekylene med molekylvekt lavere enn 250 (methanol, ethanol, eddiksyre, mineralsalter) gjennom membranen av hule fibere og renner ut i det indre av de fibriløse kanaler, hvoretter de slynges ut mot periferien av modulen som 850 liter av et filtrat med titer 12° GL (kompleks organisk fraksjon som er forskjellig fra filtratet F^; molekylvekt 250).

Det oppsamles dessuten 100 liter av et tilbakeholdt produkt R2med titer 12° GL, som er anriket på salter, sukkere, polyalkoholer, aldehyder, estere, vitaminer, som.-kan være frie eller adsorbert på makromolekyler. Moleky.lvekten

er mellom 10.000 og 250, og det tilbakeholdte produkt inneholder også den mengde små molekyler med molekylvekt lavere enn 250, som er proporsjonal med de 100 litere.

1-3) De 850 liter F2(osmosat) underkastes deretter destillasjon i en vakuumdestillasjonskolonne (0,015 atm) ved lav temperatur (45°C) i flere timer. Hovedandelen av ethyl-alkoholen, som derved avdestilleres, avkjøles og oppsamles for seg. Den tilbakeholdte væske R_ som blir tilbake i kolonnen etter destillasjonen, utgjøres hovedsakelig av en blanding av. vann/ enkle syrer, ioner og aldehyder.

Det tilbakeholdte produkt R., anvendes som fortynnings-middel for blandingen av tilbakeholdte produkter R^og R2 i passende mengdeforhold.

Blandingen av tilbakeholdte produkter R1og R2, som

er anriket spesielt på makromolekyler som er ansvarlige for de organoleptiske kvaliteter, såsom flavonene, anthocyanene, catechinene, lencoanthocyanene og polyalkoholene, på eller med hvilke saltene av organiske syrer såsom tartrateneaav kalium eller kalsium og de aromatiske aldehyder er adsor-

bert eller kompleksdannet og likeledes vitaminer og andre makromolekylære stoffer som er ansvarlige for de biologiske kvaliteter, muliggjør fremstilling, etter tilsetning av 850 liter R^, av en naturren drikkevare som med hensyn til smak er fullt ut sammenlignbar med den opprinnelige rødvin,

og hvis alkoholinnhold er av størrelsesordenen 5° GL.

Denne drikkevare oppviser sammenlignet med den opprinnelige drikkevare■en reduksjon av den flyktige surhet og av den totale surhet, en svak modifisering av tørrvekten og en pH-verdi som er praktisk talt den samme, hvilket vil sees av den nedenstående tabell 1.

Eksempel 2

1000 liter av en halvtørr hvitvin (Cotes Montravel) med titer 13° GL behandles etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, idet man går frem som beskrevet i eksempel 1.

Det erholdes til slutt 1000 liter av en hvitvin med titer 5°4, hvis organoleptiske og biologiske kvaliteter fullt ut er sammenlignbare med egenskapene av den opprinnelige vin.

Den nedenstående tabell 2 angir de fysikalskkjemiske egenskaper av den som utgangsmateriale anvendte vin og av den avalkoholiserte vin som ble fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 3

Man går frem etter betingelsene ifølge eksempel 1 og slår sammen de tilbakeholdte produkter R1og R2som stammer henholdsvis fra ultrafiltreringstrinnet og trinnet med omvendt osmose ifølge eksempel 1, med det tilbakeholdte produkt R^ som stammer.fra vakuumdestillasjonstrinnet, hvoretter det hele underkastes et lyofiliseringstrinn ved fordampning og sublimering i vakuum etter nedfrysing til -2 0°C. Det erholdes i løpet av noen dager, ved denne frysetørkeprosess,

et tørret og pulverformig residuum som i konsentrert form inneholder alle vinens konstituerende elementer, bortsett fra alkoholen, og som etter en passende tilsetning av vann får fysikalskkjemiske, biologiske og organoleptiske kvaliteter som fullt ut er sammenlignbare med de tilsvarende kvaliteter av den vin man startet med.

Oppfinnelsen skal ikke ansees som begrenset til de utførelsesformer som her er beskrevet som eksempler. Oppfinnelsen omfatter således alle mulige varianter med hensyn til arten av membranene for ultrafiltrering eller omvendt osmose

(polyamid/polysulfoner, osv.), den fysiske utformning av ultrafiltreringsmodulene (plane, rørformede, av hule f ibere, osv.) og vakuumdestillasjonsapparatene.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av naturrene drikkevarer med lavt alkoholinnhold, karakterisert ved at en naturren, alkoholholdig væske underkastes tre suksessive, fysikalske, ikke-denaturerende-fraksjoneringstrinn, som utføres i en bestemt rekkefølge etter et nærmere bestemt skjema, og som består av selektive molekularfiltreringer på membraner og vakuum-fordampning ved lav temperatur.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det første trinn av fraksjoneringsprosessen som den naturrene, alkoholholdige væske underkastes, er en molekylær ultrafiltrering, som foretas ved lavt trykk gjennom et semipermeabelt ultrafilter hvis skilleterskel ligger mellom 30.000 og 1000, og fortrinnsvis er ca. 10.000, hvorved det erholdes et tilbakeholdt produkt R-^ (blanding av organiske molekyler med molekylvekt ^10.000) og et ultrafiltrat F^ (blanding av organiske molekyler med molekylvekt under 10.000).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at det første trinn av fraksjoneringsprosessen etterfølges av et andre trinn med omvendt osmose som utføres under et høyt trykk, og som anvendes på ultraf iltratet F-^ , idet der anvendes semipermeable membraner hvis skilleterskel ligger mellom 500 og 100 og fortrinnsvis ligger på ca. 250, hvorved det fåes et tilbakeholdt produkt R2 (blanding av organiske molekyler med molekylvekt mellom 10.000. og 250) og et ultrafiltrat F2 (blanding av organiske molekyler med molekylvekt lavere enn 250).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved . at den omfatter et tredje trinn med fordampning og destillasjon i vakuum ved lav temperatur, som anvendes på ultrafiltratet F2 og gir et tilbakeholdt produkt R3 (blanding av molekyler med molekylvekt lavere enn 250) og et destillat F^ bestående av alkohol.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at den omfatter et trinn for rekonstituering av den naturrene drikkevare med lavt alkoholinnhold ved blanding av de tilbakeholdte produkter Rl' R2 °^ R3 i men9 ^eforh° l^ som samme innhold som i utgangsmaterialet hva angår de bestanddeler som er bærere av de organoleptiske, biologiske og fysikalskkjemiske egenskaper.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert , v'ed at den omfatter et tilleggs-trinn hvor det foretas tørring i vakuum ved sublimering, etter nedfrysing, av de forskjellige blandinger av Rl +R2 +R3' av Rl +R3 og av R2 +R3*

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at de som utgangsmaterialer anvendte naturrene, alkoholholdige væsker velges blant viner, øl, gjæret pæredrikk, sidere, aperitiffer, likører og væsker erholdt ved gjæring av vegetabilske saccharider.

8. Produkter erholdt ut fra blandinger av fraksjonene F]_+F2' Fl+F3' F2+F3 og Fl+F2+F3 SOm f^es vec^ fremgangsmåten ifølge krav 1-4.

9. Produkter, spesielt alkoholer, som erholdes ut fra fraksjon F2 og i destillatet F^ .

10. Naturrene drikkevarer med lavt alkoholinnhold, som kan være væskeformige eller lyofiliserte, erholdt ut fra fraksjonene R^, R2 og R^ eller deler av disse fraksjoner etholdt i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-7.