Technische Universität
München-Weihenstephan
Anwendung
vorisomerisierter Hopfenprodukte
Willi Mitter
20. Januar, 2012
Subjects:
• Überblick Hopfenprodukte
• Einsatz von isomerisierten Kettle-Produkten
– Iso-Pellets
– Isomerisierter Kettle Extrakt
• Einsatz von Downstream-Produkten
– Normaler Iso-Extrakt
– Hydrierte Iso-Extrakte
• Mögliche Probleme und Lösungen
Überblick Hopfenprodukte
Hopsteiner Hopfenprodukte
Konventionelle
Isomerisierte
Spezielle
Rohhopfen
Kettle
Produkte
Hopfenöle
Beta-AromaExtrakt
Pellets
Downstream
Produkte
Extrakte
Lichtstabiler
Kettle Extrakt
Xanthohumol
Produkte
Einsatz von isomerisierten
Kettle-Produkten
Zusammensetzung von Hopfen und
Hopfenprodukten
100
80
Wasser
Bitterstoffe
Gerbstoffe
Hopfenöle
Andere Substanzen
60
40
20
0
Hopfen
Pell. 90
Pell. 45
Reinharzextr.
Hopsteiner Hopfenprodukte
Konventionelle
Isomerisierte
Spezielle
Rohhopfen
Kettle
Produkte
Hopfenöle
Beta-AromaExtrakt
Pellets
Downstream
Produkte
Extrakte
Lichtstabiler
Kettle Extrakt
Xanthohumol
Produkte
Isomerized Pellets
Einsatzzweck
• Bittere
• Aroma
Gabezeitpunkt
• Kochbeginn
• Beliebiger Zeitpunkt während der Kochung
Lösung von Iso-Alpha-Säuren während der
Würzekochung
50
Iso-Alpha mg/l
40
isomerisiert
30
normal
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Kochzeit (min.)
60
65
70
75
80
85
90
Hopsteiner Hopfenprodukte
Konventionelle
Isomerisierte
Spezielle
Rohhopfen
Kettle
Produkte
Hopfenöle
Beta-AromaExtrakt
Pellets
Downstream
Produkte
Extrakte
Lichtstabiler
Kettle Extrakt
Xanthohumol
Produkte
Isomerisierter Kettle Extrakt (IKE)
Einsatzzweck
• Bittere
• Aroma
Gabezeitpunkt
• Kochbeginn
• Zu beliebigem Zeitpunkt während der Kochung
• Spätestens 5 Minuten vor dem Ausschlagen
Iso-Alpha-Säuren-Verlauf (HPLC) beim
Würzekochen mit verschiedenen Extrakten
CO2-Extrakt
IKE
60 min.
80 min.
40
Iso-Alpha mg/l
35
30
25
20
15
10
5
0
0 min.
5 min.
15 min.
30 min.
45 min.
Verhalten von Linalool bei der Kochung mit
verschiedenen Extrakten
CO2-Extrakt
IKE
45
Linalool [ µg/l ]
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 min.
5 min.
30 min.
80 min.
Kühlung
Zusammenfassung Kettle-Produkte
• Vorteile
m Gleiche Zusammensetzung wie normale Produkte
m Bessere Ausbeute
m Späte Gabe wirtschaftlicher
• Hinweis zur Erzielung des gleichen Aromas
m Spätere Gabe
m Erste Gabe reduzieren
Einsatz von Downstream Produkten
Hopsteiner Hopfenprodukte
Konventionelle
Isomerisierte
Spezielle
Rohhopfen
Kettle
Produkte
Hopfenöle
Beta-AromaExtrakt
Pellets
Downstream
Produkte
Extrakte
Lichtstabiler
Kettle Extrakt
Xanthohumol
Produkte
Zusammensetzung von Hopfen und
Hopfenprodukten
100
80
Wasser
Bitterstoffe
Gerbstoffe
Hopfenöle
Andere Substanzen
60
40
20
0
Hopfen
Pell. 90
Pell. 45
Extrakt
Iso-Extr.
Iso-Extrakt
Einsatzzweck
• Bittere
Gabezeitpunkt
Sudhaus
Gärtank
Lagertank
Fassabfüllung
Flaschenabfüllung
Drucktank
X
Stabilisierung
CO2
Karbonisierung
Filter
Isomerized Extract
Einsatzzweck
• Bittere
Gabezeitpunkt
• Vor Filtration
• Zum Lagertank
Anmerkungen
• Beste Ausbeute
• Einstellung der Bierbittere
3-Methyl-2-Buten-1-Thiol (Mercaptan)
SH
3-methyl-2-butene-1-thiol
•Durch UV-Licht
•Niedriger
Geschmacksschwellenwert:
1- 30 ng/l
Iso-Alpha-Säure
Tetrahydro-Iso-Alpha-Säure
Rhohydro-Iso-Alpha-Säure
Hexahydro-Iso-Alpha-Säure
Rhohydro-Iso-Extrakt
• Einsatzzweck:
- Lichtstabilität
• Konzentration:
– Normalerweise 35% und 10%
• Gabezeitpunkt:
Sudhaus
Gärtank
Lagertank
Fassabfüllung
Flaschenabfüllung
Drucktank
X
Stabilisierung
CO2
Karbonisierung
Filter
Rhohydro-Iso-Extrakt
• Einsatzzweck:
- Lichtstabilität
• Konzentration
– Normalerweise 35% und 10%
• Gabezeitpunkt:
- Vor dem letzten Filter
- Zur Würzekochung
Tetra- und Hexahydro-Iso-Extrakt
Einsatzzweck
• Lichtstabilität
• Schaumverbesserung
Dosagezeitpunkt
Sudhaus
Gärtank
Lagertank
Fassabfüllung
Flaschenabfüllung
Drucktank
X
Stabilisierung
CO2
Karbonisierung
Filter
Tetra- and Hexahydro-Iso-Extrakt
Einsatzzweck
• Lichtstabilität
• Schaumverbesserung
Dosagezeitpunkt
• Vor Filtration
Tetra- and Hexahydro-Iso-Extrakt
Unterschiede zwischen diesen Produkten
• Geschmack
• Kosten
- Zusätzliche Verarbeitungskosten für Hexa
- Deshalb Restmenge Tetra in Hexa-Produkt
Mögliche Problemlösungen
• Mischung von Hexa- und Tetra-Iso
• Auch eine Mischung mit Rho-Iso möglich
Schaumverbesserung mit Tetra-Iso
400
350
312
NIBEM [s]
300
363
364
372
+20
mg/l
+25
mg/l
+30
mg/l
322
275
250
210
200
150
100
50
0
Vergleich
+5
mg/l
+10
mg/l
+15
mg/l
Dosierung von Reduzierten Extrakten
• Vorbereitung:
- Verdünnung nicht notwendig
• Zugabe:
- Direkt in den Bierstrom
- Gleichmässige Zugabe
Dosierung von Iso- Extrakten
Einspritzdüse
Saugleitung
Dosierung von Reduzierten Extrakten
• Vorbereitung:
- Verdünnung nicht notwendig
• Zugabe:
- Direkt in den Bierstrom
- Gleichmässige Zugabe
- Einsatz von Durchflussmesser
Durchflussproportionale Steuerung
Frequenzumrichter
Durchflussmesser
Injektion
Dosierung von Reduzierten Extrakten
• Vorbereitung:
- Verdünnung nicht notwendig
• Zugabe:
- Direkt in den Bierstrom
- Gleichmässige Zugabe
- Massendurchflussmesser
- Nie Bier zum Extrakt geben
Dosierung von Reduzierten Extrakten
• Vorbereitung:
- Verdünnung nicht notwendig
• Zugabe:
- Direkt in den Bierstrom
- Gleichmässige Zugabe
- Massendurchflussmesser
- Nie Bier zum Extrakt geben
- Verwendung eines statischen Mischers
Mögliche Probleme und Lösungen
Herstellung von lichtstabilen Bieren
• Mögliche Probleme
- Hefe
- Mikrobiologie
- Überschäumen
- Bittereinheiten-Bestimmung
Verhältnis zwischen BE und reduzierten
Iso-Alpha-Säuren (HPLC) im Bier
BU
Linear (BU)
20
18
16
14
BE
12
10
8
6
4
2
0
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Reduzierte Iso-Alpha-Säuren (mg/l)
22
23
24
25
Herstellung von lichtstabilen Bieren
• Mögliche Probleme
- Hefe
- Mikrobiologie
- Überschäumen
- Bittereinheiten-Bestimmung
- Geschmacklich empfundene Bittere
Sensorisch empfundene Bittere von THIA, RHIA und
Iso-a-Säuren in wässrigen Lösungen
(Einsatzfaktoren aus der Literatur)
5
Bewertungsskala
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
2.45
2.55
THIA (1.6)
Iso-a-Säuren
1
Sensorische Bittere im Bier
(Geschätzte Bitter-Einheiten)
20
Anzahl der Verkoster
18
16
14
CO2
Tetra
12
10
8
6
4
2
0
5-10 BE
10-15 BE
15-20 BE
20-25 BE
25-30 BE
Unterschied zwischen sensorischer und
analytischer Bittere
30
Sensorische Bittere
Analytische Bittere
25
mg/l
20
15
10
5
0
CO2
Tetra
Mögliche sensorische Probleme
Rho
• Keine
Tetra
• Pharmazeutischer Geschmack
• Metallischer Charakter
Hexa
• Hart und nachhängend
• Weniger intensiv
Zusammensetzung von Hopfen und
Hopfenprodukten
100
80
Wasser
Bitterstoffe
Gerbstoffe
Hopfenöle
Andere Substanzen
60
40
20
0
Hopfen
Pell. 90
Pell. 45
Extrakt
Iso-Extr.
Alternative Produkte
Lichtstabiler Aroma Extrakt
• Beta-Säuren und Hopfenöle
• Gabe nur im Sudhaus
Lichtstabiler Kettle Extrakt
• Ähnlich wie CO2-Extrakt
• Gabe nur im Sudhaus
Hopfenöle
• Verschiedene Typen
• Gabe vor der Filtration
Vergleich zwischen konventionellen
und vorisomerisierten Hopfenprodukten
Vergleich zwischen konventionellen und
vorisomerisierten Hopfenprodukten
Konvent.
Kettle
Iso
Red. Iso
Produktionskosten
+
-
--
---
Verluste bei Prod.
+
-
--
--
Gewichtsreduzierg.
+/-
+/-
++
+/++
Handling
+
+
+
+
Lagerung
+/-
+/-
++
+/++
Vergleich zwischen konventionellen und
vorisomerisierten Hopfenprodukten
Konvent.
Kettle
Iso
Red. Iso
Lagerstabilität
+/-
+
+
+/-
Lichtstabilität
-
-
-
++
Schaumverbesserg.
+
+
+
++/+
Ausbeute
+
++
+++
++
Lagerstabilität verschiedener Produkte(HPLC)
100
Doldenhopfen
% von Ausgangsalpha
95
Pellets
Extrakt
90
Iso-Pellets
85
IKE
Iso-Extrakt
80
Reduz. Extrakte
75
70
65
Beginn
6 Mon.
12 Mon.
18 Mon.
24 Mon.
Ausbeuten von Iso-Extrakten in Brauerei*:
Gabe im Sudhaus:
• Iso-Extrakt: 45 – 55 %
• Rho-Iso: 45 – 55 %
• Tetra-Iso: 25 – 40 %
• Hexa-Iso: 25 – 40 %
* Berechnung basierend auf HPLC im Bier im Vergleich zu
HPLC im Produkt
Ausbeuten von Iso-Extrakten in Brauerei*:
Dosage vor Filtration:
• Iso-Extrakt: 80 - 95 %
• Rho-Iso: 70 – 85 %
• Tetra-Iso: 60 - 80 %
• Hexa-Iso: 60 - 80 %
* Berechnung basierend auf HPLC im Bier im Vergleich zu
HPLC im Produkt
Ausbeuten verschiedener Hopfenprodukte
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
Die Entscheidung für bestimmte Produkte
basiert auf individuelle Schwerpunkte
•
•
•
•
•
Lichtstabilität
Schaumstabilität
Einstellung der endgültigen Bittere
Geschmacksprofil
Wirtschaftlichkeit
Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

Grundraster und Farbpalette (RGB)