膠體陰離子矽溶膠作為澄清劑的用途的製作方法
2023-06-08 19:03:51
專利名稱：膠體陰離子矽溶膠作為澄清劑的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有酸性pH值的膠體陰離子矽溶膠用于澄清和穩定液體食品的用途。
液體食品例如果汁、啤酒和葡萄酒在其生產過程中通常是以渾濁的形式產生。渾濁由通過過濾未除去的植物組分組成，由該植物獲得食品，或者如在啤酒的情況下，渾濁由酵母組成。
消費者僅在特殊的情況下才會認為這種渾濁有價值。通常消費者需要澄清的產品。生產澄清的啤酒是特別有困難的。即使當啤酒以澄清的形式生產出來，在儲存的過程中它也會變得渾濁。
DE-A-1642769公開了在啤酒中細分的沉澱矽溶膠具有穩定作用，這可以基本上由選擇性吸收高分子量的蛋白質得到解釋，所述的蛋白質是引起渾濁的形成的原因。進一步已知，使用聚乙烯基吡咯烷酮以將啤酒穩定化，在這種情況下穩定作用是通過多酚組分(單寧和花色苷)的吸收而完成。DE-A-1642769公開了由在水溶性聚乙烯基吡咯烷酮或其衍生物或混合聚合物存在下，從有機聚合物修飾的、用酸從矽酸鹽溶液中沉澱出的矽溶膠組成的啤酒澄清化試劑。合適的有機聚合物組分是除了上述提及的聚乙烯基吡咯烷酮以外，如聚乙烯基-3-甲基吡咯烷酮和相應的與乙酸乙烯酯的混合聚合物。
US-3617301公開了一種澄清啤酒的方法，其包括加入具有至少為700m2/g的表面積和平均孔徑為3-12nm的水凝膠到啤酒中，並隨後將其分離除去。
US-3878300公開了一種澄清啤酒的方法，其包括加入50-500ppm的矽酸水溶膠。水溶膠通過熟化和離子交換製備。
從現有技術出發，本發明的目的是改進用于澄清和穩定液體食品的已知方法。另外，用于澄清的產品應當容易處理。
現已驚奇地發現，具有酸性pH值的膠體陰離子矽溶膠是一種極好的用于澄清和穩定液體食品的試劑。
本發明由此提供具有pH值為1～5.5、顆粒直徑為4～150nm和表面積為20～700m2/g的膠體陰離子矽溶膠用于澄清和穩定液體食品的用途。
本發明進一步提供一種澄清和穩定液體食品的方法，其通過將用于澄清的足夠量的上述定義的矽溶膠加入到渾濁的液體食品，或者有渾濁傾向的液體食品中，並在澄清後將其再次分離除去。
在本發明的方法中，優選使用矽溶膠含量多於5重量％，特別是10％的膠體陰離子矽溶膠的水懸浮液。
優選的矽溶膠顆粒直徑為6～50nm，特別是8～35nm。
膠體陰離子矽溶膠的pH值優選為2～5，特別是2～4。
具有酸性pH值的膠體陰離子矽溶膠懸浮液的顆粒優選是不會通過矽氧烷鍵彼此鍵合的膠體矽溶膠的單獨的顆粒。所謂的矽氧烷鍵在此是指Si-O-Si鍵。
膠體陰離子矽溶膠的表面積優選60～500m2/g。
具有酸性pH的膠體陰離子矽溶膠可以例如通過如下方式製備經過陽離子交換樹脂將相應的具有鹼性pH值的矽溶膠脫除陽離子。隨後立即得到膠體陰離子酸性矽溶膠。
根據本發明能夠被澄清和穩定的液體食品是例如水果汁、啤酒或葡萄酒。
本發明非常特別優選地涉及一種澄清和穩定經發酵的且未過濾的啤酒的方法，其中向經發酵的且未過濾的啤酒中加入如上所定義的具有酸性pH值的膠體矽溶膠的水懸浮液中，在此可使得發生絮凝，並隨後分離除去形成的沉澱物，以至獲得鈉含量與未澄清的啤酒相等的具有良好穩定性的澄清啤酒。
在另一個優選實施方案中，液體食品的澄清和穩定在本發明方法中這樣實施除了矽溶膠以外，還加入聚乙烯基吡咯烷酮，優選以粉末的形式加入。聚乙烯基吡咯烷酮特別好地適合於分離除去多酚。
為了澄清和穩定液體食品，將優選5～500克/百升，特別是20～100克/百升，更特別是25～100克/百升的矽溶膠加入到未澄清的食品中。
實施例在實施例中，使用一種膠體陰離子酸性矽溶膠，其可以商品名為Klebosol(Clariant France)獲得。其具有如下特性SiO2含量10重量％Na2O含量0.02重量％比表面積280m2/g平均顆粒直徑9nmpH(20℃)3密度(20℃)1.058g/cm3將50g/hl酸性Klebosol在用軟管輸送至儲存罐中時計量加入到啤酒中。在儲存6周後，通過聯合層過濾器過濾啤酒。與本發明實施例平行地，作為比較實施例，研究根據同樣的生產參數和從同樣的麥芽批料生產的另一種啤酒。將60g/hl的幹凝膠在過濾過程中加入到啤酒中。另外，兩種啤酒都用20g/hl的PVPP穩定化。
在過濾過程中，不能看出壓力升高或渾濁方面的差別。經過濾和未經過濾的啤酒的分析數據列於表1中。
根據Ross Clark測定泡沫持久性通過導入CO2產生一定的泡沫體積。用作為泡沫持久性的量度的是泡沫氣泡的平均壽命，其由泡沫分解時間與分解的泡沫的體積和仍然存在的泡沫的體積之間比例的對數之間的比例算出。
表1實驗過濾的分析數據
這裡的未濾液指過濾前的啤酒。
可以看出在泡沫、鈉含量、類單寧、總多酚量、可用MgSO4沉澱的氮和暖天方面的差異，而其它的值幾乎相等。
按本發明處理的啤酒的泡沫點與比較實施例相比，不僅在未濾液而且在濾液方面都得到了改進。可用MgSO4沉澱的氮量稍微高於比較實施例。按本發明處理的啤酒的鈉含量增加約2mg/l。按本發明獲得的未濾液中的類單寧含量稍微高於比較實施例中的未濾液。而在濾液方面，沒有觀察到不同。總多酚量相近。
在另一個實驗中，暖天數在加壓測試中測定。其是指渾濁強度作為時間函數的測量。首先，在室溫下測定渾濁度。然後樣品在40℃下儲存24小時，然後在0℃下儲存24小時。然後再次測定渾濁度。在40℃下儲存和在0℃下儲存的一個周期被稱為一個暖天。周期重複直至渾濁度超過2.5個按歐洲釀酒廠協會(EBC)的單位。
這裡，研究了3種啤酒。除了上述已提及的已經一次用幹凝膠處理過和一次用Klebosol處理過的啤酒以外，作為比較的目的，研究一種用中性Klebosol(pH≈7)處理的啤酒。結果在表2中給出。
表2作為在40℃下的儲存時間的函數的渾濁度
在用酸性Klebosol處理的啤酒在15天後仍然具有可接受的渾濁度的同時，用幹凝膠處理的啤酒在15天後，和用中性Klebosol處理的啤酒在12天後，渾濁變得如此強烈以至已超過了測量極限。
權利要求
1.具有pH值為1～5.5、顆粒直徑為4～150nm和表面積為20～700m2/g的膠體陰離子矽溶膠用于澄清和穩定液體食品的用途。
2.根據權利要求1的用途，其中使用矽溶膠含量多於5重量％的膠體陰離子矽溶膠的水懸浮液。
3.根據權利要求1和/或2的用途，其中使用的矽溶膠的顆粒直徑為6～50nm。
4.根據權利要求1-3中一項或多項的用途，其中使用的矽溶膠的pH值為2～5。
5.根據權利要求1-4中一項或多項的用途，其中使用的矽溶膠的表面積為60～500m2/g。
6.根據權利要求1-5中一項或多項的用途，其中液體食品是水果汁、啤酒或葡萄酒。
7.根據權利要求1-6中一項或多項的用途，其中將聚乙烯基吡咯烷酮加入到矽溶膠中。
8.根據權利要求1-7中一項或多項的用途，其中加入的矽溶膠的量是5～500克/百升。
全文摘要
本發明涉及具有pH值為1～5.5、顆粒直徑為4～150nm和表面積為20～700m
文檔編號A23L2/70GK1656209SQ03812093
公開日2005年8月17日 申請日期2003年6月13日 優先權日2002年6月28日
發明者U·法爾克, E·傑克奎諾特, M·L·佩拉德 申請人:Az電子材料美國公司