三得利集团啤酒及啤酒风味饮料发明专利技术综述

□ 朱晓 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心医药生物部

1 概述

啤酒是以大麦芽、啤酒花、水为主要原料，利用酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒具有独特的苦味和香味，且营养成分丰富—含有多种人体所需的氨基酸、多量维生素以及矿物质，故广受消费者喜爱。已创立一百余年的三得利公司是日本最大的食品企业之一，经营区域覆盖40多个国家和地区，其酒类饮料（如啤酒）的销售额也位居前列。啤酒及啤酒风味饮料是三得利公司的主要业务之一，在这一领域该公司申请了众多专利，申请量居行业首位，授权率高，涉及多个技术方向。

2 三得利公司在啤酒及相关领域的专利申请概况

截至2018年10月，三得利公司在啤酒及相关领域中的国内外发明专利申请总量为353件，是业内申请量最多的公司。三得利公司涉及啤酒及啤酒风味饮料的发明专利在我国的申请量为115件，其他国家的申请量为238件。几十年间，三得利公司在中国以外地区的专利申请量十分稳定。2001年，三得利公司才开始在我国申请专利，而后十年的申请量逐渐增长，2006～2010年的申请量是2001～2005年间申请量的9倍；2011年开始，其在我国的专利申请量稍有回落，但在其他地区略有增长。

图1 三得利公司啤酒及啤酒风味饮料发明专利的技术主题分布

3 三得利公司在啤酒及相关领域的发明专利技术主题

三得利公司在啤酒及啤酒风味饮料的发明专利涉及产品品质优化、品种扩展、工艺改进、发酵菌株筛选、生产装置等多个技术主题，体现了其多方位的研发动态。发明专利的技术主题着重于改善啤酒及啤酒风味饮料的风味方面，申请量和授权量以及整体授权率均居行业首位。其次是设备方面的专利，但该技术主题下的授权比例较低，即申请量较多，但授权量较少。授权比最高的是“保存稳定性”这一技术主题下的发明专利，该主题下申请量虽不多，但所申请的专利大多获得了授权；其次为检测评估，再为改善风味。

三得利公司对啤酒及啤酒风味饮料的风味改善包括新口味产品的开发，减少硫磺气味和乙酰化合物气味的产生，产品刺激感（如涩味）、清爽感、醇厚感等口感的改善，以及香味的改善等。上述产品风味的改善所采取的主要技术手段涉及多个方面，包括对原料谷物如麦芽的处理、调整发酵液成分、向饮料中添加呈味成分、通过基因工程改造发酵菌株酵母等。

对麦芽等原料以特定条件处理，如在低氧条件下以高温或高压的液体或气体处理麦芽等植物原料，分解植物中的木质素并增加低分子量分类化合物（如香草素、对香草酸或阿魏酸），使其具有新的香味，同时减弱由氧化所引起的植物中脂类或多酚的变质，由此提供具有非传统醇香和浓郁口味的植物加工品；再如通过精确分离干燥大麦芽的各个组成部分（胚乳、内皮层、谷皮、幼芽、麦芽根等）得到有特征成分的分开物，将分开后的各组成部分单独或复数组合或再与分开前的整粒麦芽配合以配制麦芽饮料的原料，从而使影响麦芽饮料香味、泡沫质量、香味稳定性及非生物稳定性的成分可得以调整，从而制造出包含多种香味、稳定性得到改善、氨基酸和各种活性成分得到强化的麦芽饮料；又如将麦芽谷皮或含有该谷皮的组分用160～220℃的流体处理后，再将其与麦芽后谷皮以外的组分配合，使造成焦味和谷物味的成分得到抑制，改善以麦类谷皮为原料的啤酒饮料的醇厚感、刺激感等。此外，还包括对发酵原液进行部分热处理时的发酵原液中生成麦芽酚、呋喃酮等芳香成分，又或控制麦芽根粉碎粒浓度来控制麦芽根浸出液中可溶性固体成分的含量，抑制杂质的浸出，从而抑制杂味的产生。

调整发酵液成分这一技术手段包括调整糖类浓度、氨基酸含量等。如通过调整糖溶液中的L-蛋氨酸浓度和游离氨基氮水平来降低硫化氢和T-VDK的浓度，能够生产较少异味，即硫磺和联乙酰化合物气味的发酵饮料（如啤酒等）；又如在以含有糖类成分和所需啤酒花为原料并与水组成的水性混合液进行乙醇发酵制造发酵饮料方法的基础上，通过在乙醇发酵前或发酵过程中的原料内加入作为氮源的玉米蛋白水解物，制造含乙酸异戊酯的香味醇厚的啤酒及啤酒风味饮料。另外，还可降低三糖类可发酵性糖的比例，由于三糖的分解速度远远慢于单糖和双糖，当三糖比例较小时，发酵速度快但产生的硫化氢大大减少，因此可获得不含硫化氢等异味、残糖感少的麦芽发酵饮料。

向饮料中添加特定呈味成分也是改善产品风味的常见手段，具体而言，如从发芽谷物（如麦芽）分离精制得到呈现苦味的化合物，由此实现啤酒及啤酒饮料中苦味的定量控制；又如增加来自啤酒花的多酚—三聚体原花青素，可在不降低收敛味、爽口感的同时给予饮料以醇厚感、饮后过瘾感。

通过基因工程改造发酵菌株酵母基因是改善啤酒及啤酒风味饮料风味的又一有力手段，通过特定基因的筛选、改造、植入，可获得香味成分酯类或醇类生产能力强、亚硫酸盐生产能力强（控制香味稳定性）、甘油生成能力强（控制产品醇厚感、柔滑感）等的特定酵母，从而控制产品香味、口感等。

三得利公司啤酒及啤酒风味饮料的发明专利还包括对功能产品的开发、产品泡沫品质的改善、保存稳定性的延长、生产效率的提高和检测评估方法的确定等技术主题。其中，功能产品主要包括低热量的低糖/无糖产品、预防痛风的低嘌呤产品、防治高血脂的产品。具体而言，低热量产品通过添加低热量或无热量甜味剂获得，或在发酵液中添加水解的玉米蛋白以降低糖含量来制备低糖的啤酒及啤酒饮料。高嘌呤饮食则容易导致尿酸升高，引发各种疾病，如痛风，因此，降低产品中的嘌呤含量可降低痛风风险。制作低嘌呤产品则通过发酵前加入嘌呤吸附剂如活性炭、沸石、树脂等等吸附原料液中的嘌呤核苷酸，或通过核苷磷酸化酶或其他嘌呤核酸酶处理原料麦芽来消耗原料中的嘌呤。对于低嘌呤的酒精饮料，通常会加入酸来调节酒感，但这样会使酸味十分突出，而通过添加有机酸及其盐可达到酸甜平衡、酒感良好的目的。另外，向啤酒中添加球蛋白降解物则可进一步赋予产品以预防高血脂的功效。

啤酒的泡沫性质通常是评价啤酒好坏的重要指标之一，而泡沫稳定性作为泡沫性质的关键评价指标之一，对啤酒的质量具有重大影响。优质啤酒的泡沫升起速度快，且洁白细腻、持久挂杯。为进一步改善啤酒及啤酒风味饮料的品质，三得利公司开发了泡沫稳定性改善方法，包括向产品中添加辛烯基琥珀酸淀粉或茶叶的乙醇提取物，改善饮料泡沫感、泡沫保持性等；调整二氧化碳密度，通过基因编码获得控制蛋白酶A合成的酵母；调整饮料中麦芽提取物成分的含量，开发泡沫保持剂—儿茶素类成分的茶叶提取物，以及添加皂苷使含色素的啤酒味饮料泡沫变白等方案。

保持稳定性是产品的一个重要品质，其关乎成本和饮用品质，包括风味和外观等方面。三得利公司采用的方法包括添加乳酸单氧化酶消除或减少氧气；通过基因工程制备转基因酵母，以提高酵母生产的亚硫酸盐的数量，从而延长保质期；通过编码酿造酵母的细胞壁甘露糖蛋白的基因表达量从而控制饮料的浊度。

此外，三得利公司啤酒及啤酒风味饮料的检测评估方法包括通过新型泡沫蛋白来免疫分析检测啤酒泡沫蛋白含量、泡沫保持性；通过测量甘露糖蛋白评估啤酒浊度稳定性，利用抗体通过免疫法检测啤酒中的香味成分，通过测定微小颗粒浓度来评估啤酒风味饮料的中间产物可滤性等。