三得利集團(tuán)啤酒及啤酒風(fēng)味飲料發(fā)明專利技術(shù)綜述

□ 朱曉 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心醫(yī)藥生物部

1 概述

啤酒是以大麥芽、啤酒花、水為主要原料，利用酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒具有獨(dú)特的苦味和香味，且營養(yǎng)成分豐富—含有多種人體所需的氨基酸、多量維生素以及礦物質(zhì)，故廣受消費(fèi)者喜愛。已創(chuàng)立一百余年的三得利公司是日本最大的食品企業(yè)之一，經(jīng)營區(qū)域覆蓋40多個(gè)國家和地區(qū)，其酒類飲料（如啤酒）的銷售額也位居前列。啤酒及啤酒風(fēng)味飲料是三得利公司的主要業(yè)務(wù)之一，在這一領(lǐng)域該公司申請(qǐng)了眾多專利，申請(qǐng)量居行業(yè)首位，授權(quán)率高，涉及多個(gè)技術(shù)方向。

2 三得利公司在啤酒及相關(guān)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)概況

截至2018年10月，三得利公司在啤酒及相關(guān)領(lǐng)域中的國內(nèi)外發(fā)明專利申請(qǐng)總量為353件，是業(yè)內(nèi)申請(qǐng)量最多的公司。三得利公司涉及啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的發(fā)明專利在我國的申請(qǐng)量為115件，其他國家的申請(qǐng)量為238件。幾十年間，三得利公司在中國以外地區(qū)的專利申請(qǐng)量十分穩(wěn)定。2001年，三得利公司才開始在我國申請(qǐng)專利，而后十年的申請(qǐng)量逐漸增長，2006～2010年的申請(qǐng)量是2001～2005年間申請(qǐng)量的9倍；2011年開始，其在我國的專利申請(qǐng)量稍有回落，但在其他地區(qū)略有增長。

圖1 三得利公司啤酒及啤酒風(fēng)味飲料發(fā)明專利的技術(shù)主題分布

3 三得利公司在啤酒及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)明專利技術(shù)主題

三得利公司在啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的發(fā)明專利涉及產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)化、品種擴(kuò)展、工藝改進(jìn)、發(fā)酵菌株篩選、生產(chǎn)裝置等多個(gè)技術(shù)主題，體現(xiàn)了其多方位的研發(fā)動(dòng)態(tài)。發(fā)明專利的技術(shù)主題著重于改善啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的風(fēng)味方面，申請(qǐng)量和授權(quán)量以及整體授權(quán)率均居行業(yè)首位。其次是設(shè)備方面的專利，但該技術(shù)主題下的授權(quán)比例較低，即申請(qǐng)量較多，但授權(quán)量較少。授權(quán)比最高的是“保存穩(wěn)定性”這一技術(shù)主題下的發(fā)明專利，該主題下申請(qǐng)量雖不多，但所申請(qǐng)的專利大多獲得了授權(quán)；其次為檢測評(píng)估，再為改善風(fēng)味。

三得利公司對(duì)啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的風(fēng)味改善包括新口味產(chǎn)品的開發(fā)，減少硫磺氣味和乙酰化合物氣味的產(chǎn)生，產(chǎn)品刺激感（如澀味）、清爽感、醇厚感等口感的改善，以及香味的改善等。上述產(chǎn)品風(fēng)味的改善所采取的主要技術(shù)手段涉及多個(gè)方面，包括對(duì)原料谷物如麥芽的處理、調(diào)整發(fā)酵液成分、向飲料中添加呈味成分、通過基因工程改造發(fā)酵菌株酵母等。

對(duì)麥芽等原料以特定條件處理，如在低氧條件下以高溫或高壓的液體或氣體處理麥芽等植物原料，分解植物中的木質(zhì)素并增加低分子量分類化合物（如香草素、對(duì)香草酸或阿魏酸），使其具有新的香味，同時(shí)減弱由氧化所引起的植物中脂類或多酚的變質(zhì)，由此提供具有非傳統(tǒng)醇香和濃郁口味的植物加工品；再如通過精確分離干燥大麥芽的各個(gè)組成部分（胚乳、內(nèi)皮層、谷皮、幼芽、麥芽根等）得到有特征成分的分開物，將分開后的各組成部分單獨(dú)或復(fù)數(shù)組合或再與分開前的整粒麥芽配合以配制麥芽飲料的原料，從而使影響麥芽飲料香味、泡沫質(zhì)量、香味穩(wěn)定性及非生物穩(wěn)定性的成分可得以調(diào)整，從而制造出包含多種香味、穩(wěn)定性得到改善、氨基酸和各種活性成分得到強(qiáng)化的麥芽飲料；又如將麥芽谷皮或含有該谷皮的組分用160～220℃的流體處理后，再將其與麥芽后谷皮以外的組分配合，使造成焦味和谷物味的成分得到抑制，改善以麥類谷皮為原料的啤酒飲料的醇厚感、刺激感等。此外，還包括對(duì)發(fā)酵原液進(jìn)行部分熱處理時(shí)的發(fā)酵原液中生成麥芽酚、呋喃酮等芳香成分，又或控制麥芽根粉碎粒濃度來控制麥芽根浸出液中可溶性固體成分的含量，抑制雜質(zhì)的浸出，從而抑制雜味的產(chǎn)生。

調(diào)整發(fā)酵液成分這一技術(shù)手段包括調(diào)整糖類濃度、氨基酸含量等。如通過調(diào)整糖溶液中的L-蛋氨酸濃度和游離氨基氮水平來降低硫化氫和T-VDK的濃度，能夠生產(chǎn)較少異味，即硫磺和聯(lián)乙酰化合物氣味的發(fā)酵飲料（如啤酒等）；又如在以含有糖類成分和所需啤酒花為原料并與水組成的水性混合液進(jìn)行乙醇發(fā)酵制造發(fā)酵飲料方法的基礎(chǔ)上，通過在乙醇發(fā)酵前或發(fā)酵過程中的原料內(nèi)加入作為氮源的玉米蛋白水解物，制造含乙酸異戊酯的香味醇厚的啤酒及啤酒風(fēng)味飲料。另外，還可降低三糖類可發(fā)酵性糖的比例，由于三糖的分解速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于單糖和雙糖，當(dāng)三糖比例較小時(shí)，發(fā)酵速度快但產(chǎn)生的硫化氫大大減少，因此可獲得不含硫化氫等異味、殘?zhí)歉猩俚柠溠堪l(fā)酵飲料。

向飲料中添加特定呈味成分也是改善產(chǎn)品風(fēng)味的常見手段，具體而言，如從發(fā)芽谷物（如麥芽）分離精制得到呈現(xiàn)苦味的化合物，由此實(shí)現(xiàn)啤酒及啤酒飲料中苦味的定量控制；又如增加來自啤酒花的多酚—三聚體原花青素，可在不降低收斂味、爽口感的同時(shí)給予飲料以醇厚感、飲后過癮感。

通過基因工程改造發(fā)酵菌株酵母基因是改善啤酒及啤酒風(fēng)味飲料風(fēng)味的又一有力手段，通過特定基因的篩選、改造、植入，可獲得香味成分酯類或醇類生產(chǎn)能力強(qiáng)、亞硫酸鹽生產(chǎn)能力強(qiáng)（控制香味穩(wěn)定性）、甘油生成能力強(qiáng)（控制產(chǎn)品醇厚感、柔滑感）等的特定酵母，從而控制產(chǎn)品香味、口感等。

三得利公司啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的發(fā)明專利還包括對(duì)功能產(chǎn)品的開發(fā)、產(chǎn)品泡沫品質(zhì)的改善、保存穩(wěn)定性的延長、生產(chǎn)效率的提高和檢測評(píng)估方法的確定等技術(shù)主題。其中，功能產(chǎn)品主要包括低熱量的低糖/無糖產(chǎn)品、預(yù)防痛風(fēng)的低嘌呤產(chǎn)品、防治高血脂的產(chǎn)品。具體而言，低熱量產(chǎn)品通過添加低熱量或無熱量甜味劑獲得，或在發(fā)酵液中添加水解的玉米蛋白以降低糖含量來制備低糖的啤酒及啤酒飲料。高嘌呤飲食則容易導(dǎo)致尿酸升高，引發(fā)各種疾病，如痛風(fēng)，因此，降低產(chǎn)品中的嘌呤含量可降低痛風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。制作低嘌呤產(chǎn)品則通過發(fā)酵前加入嘌呤吸附劑如活性炭、沸石、樹脂等等吸附原料液中的嘌呤核苷酸，或通過核苷磷酸化酶或其他嘌呤核酸酶處理原料麥芽來消耗原料中的嘌呤。對(duì)于低嘌呤的酒精飲料，通常會(huì)加入酸來調(diào)節(jié)酒感，但這樣會(huì)使酸味十分突出，而通過添加有機(jī)酸及其鹽可達(dá)到酸甜平衡、酒感良好的目的。另外，向啤酒中添加球蛋白降解物則可進(jìn)一步賦予產(chǎn)品以預(yù)防高血脂的功效。

啤酒的泡沫性質(zhì)通常是評(píng)價(jià)啤酒好壞的重要指標(biāo)之一，而泡沫穩(wěn)定性作為泡沫性質(zhì)的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，對(duì)啤酒的質(zhì)量具有重大影響。優(yōu)質(zhì)啤酒的泡沫升起速度快，且潔白細(xì)膩、持久掛杯。為進(jìn)一步改善啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的品質(zhì)，三得利公司開發(fā)了泡沫穩(wěn)定性改善方法，包括向產(chǎn)品中添加辛烯基琥珀酸淀粉或茶葉的乙醇提取物，改善飲料泡沫感、泡沫保持性等；調(diào)整二氧化碳密度，通過基因編碼獲得控制蛋白酶A合成的酵母；調(diào)整飲料中麥芽提取物成分的含量，開發(fā)泡沫保持劑—兒茶素類成分的茶葉提取物，以及添加皂苷使含色素的啤酒味飲料泡沫變白等方案。

保持穩(wěn)定性是產(chǎn)品的一個(gè)重要品質(zhì)，其關(guān)乎成本和飲用品質(zhì)，包括風(fēng)味和外觀等方面。三得利公司采用的方法包括添加乳酸單氧化酶消除或減少氧氣；通過基因工程制備轉(zhuǎn)基因酵母，以提高酵母生產(chǎn)的亞硫酸鹽的數(shù)量，從而延長保質(zhì)期；通過編碼釀造酵母的細(xì)胞壁甘露糖蛋白的基因表達(dá)量從而控制飲料的濁度。

此外，三得利公司啤酒及啤酒風(fēng)味飲料的檢測評(píng)估方法包括通過新型泡沫蛋白來免疫分析檢測啤酒泡沫蛋白含量、泡沫保持性；通過測量甘露糖蛋白評(píng)估啤酒濁度穩(wěn)定性，利用抗體通過免疫法檢測啤酒中的香味成分，通過測定微小顆粒濃度來評(píng)估啤酒風(fēng)味飲料的中間產(chǎn)物可濾性等。