Усовершенствованный способ изомеризации хмелевых альфа-кислот в изо-альфа-кислоты

Усовершенствованный способ изомеризации хмелевых альфа-кислот в изо-альфа-кислоты

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу получения изо-альфа-кислот (изогумулонов) при помощи изомеризации хмелевых альфа-кислот (гумулонов), например, в форме хмелевого экстракта, с применением углеродсодержащих химических соединений (или их смесей) с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой (неподеленная электронная пара представляет собой валентную пару электронов без связи или обмена с другими атомами). Настоящее изобретение также относится к композициям изо-альфа-кислот, полученным при помощи указанного усовершенствованного способа изомеризации, и к применению указанных композиций изо-альфа-кислот в продуктах питания и напитках, в частности, в виде составов, придающих горький вкус, и/или в качестве источника для получения композиций восстановленных или гидрированных изо-альфа-кислот.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно хмель в виде шишек хмеля или гранулированного хмеля добавляют во время варки сусла в процессе пивоварения. В результате происходит экстракция альфа-кислот (гумулонов, таких как гумулон, адгумулон, когумулон, постгумулон и прегумулон) в сладкое сусло, которые под воздействием температуры (тепловой изомеризации) частично изомеризуются в соответствующие изо-альфа-кислоты (изогумулоны). Указанные изо-альфа-кислоты придают охмеленному пиву характерный горький вкус. Обычное содержание альфа-кислот в сусле в начале процесса варки сусла составляет менее 0,01% масс. (менее 100 ppm). Недостатками указанного традиционного способа охмеления для придания горечи являются неэффективность экстракции альфа-кислот и изомеризации при pH сусла, т.е. при pH от 5,2 до 5,4, при которых выход изо-альфа-кислот обычно составляет менее 40% (патент Великобритании №1158697).

Очевидно, что применение хмеля можно усовершенствовать путем проведения изомеризации альфа-кислот отдельно от процесса пивоварения, в частности под воздействием основных неорганических соединений. В одном из патентов применяется порошкообразный хмель, который смешивают с оксидами щелочноземельных металлов, а затем нагревают в анаэробных условиях (патент США №4123561). Недостатками указанного способа являются появление неприятного привкуса и низкая эффективность использования хмеля. Соответственно в последующих разработках применяются экстракты хмеля, полученные при помощи экстракции хмелевых смол (помимо других альфа-кислот) из шишек хмеля, а не из порошкообразного хмеля.

Применение экстрактов хмеля вместо традиционных продуктов хмеля обладает несколькими преимуществами, в числе которых более высокая стабильность и более подходящий химический состав. В целом, такие экстракты хмеля в настоящее время получают при помощи экстракции диоксидом углерода в жидком или сверхкритическом состоянии, которая устраняет проблемы присутствия пестицидов или остатков растворителей в экстрактах, возникавшие ранее при применении для экстракции органических растворителей, таких как гексан. Экстракты хмеля, полученные при экстракции диоксидом углерода, обеспечивают получение преимущественно альфа-кислот (гумулонов) и меньшее количество бета-кислот (лупулонов), и в дальнейшем указанные экстракты могут быть фракционированы с получением экстрактов хмеля, обогащенных альфа-кислотами.

Используя указанные экстракты, содержащие альфа-кислоты, в качестве исходного материала, можно проводить двумя способами "автономную" предварительную изомеризацию альфа-кислот отдельно от процесса пивоварения (варки сусла) с применением соединений на основе щелочных металлов и/или щелочноземельных металлов. Согласно первому способу применяют реакционную среду без растворителя, в то время как согласно второму способу преобразование проводят после добавления растворителей, чистой воды или воды, смешанной с органическим растворителем.

Указанный первый подход в целом основан на применении соединений щелочноземельных металлов, например оксидов щелочноземельных металлов (например, MgO). Указанные неорганические катализаторы смешивают с экстрактом, содержащим альфа-кислоты. Тем не менее в течение процесса изомеризации оксиды по меньшей мере частично растворяются, и, следовательно, по окончании продолжительной реакции при повышенной температуре образуются продукты, содержащие изо-альфа-кислоты, в виде комплекса катиона щелочноземельного металла с изогумулатом (патент США №5015491) с распределением изомеров цис- и транс-изо-альфа-кислот 50:50. Для получения изо-альфа-кислот в виде органической фазы требуется дополнительная стадия, включающая подкисление (например, водным раствором серной кислоты) изогумулатных солей щелочноземельных металлов. В результате образуется изо-альфа-кислотный слой, который можно декантировать из отделенного водного слоя, содержащего сульфатные соли щелочноземельных металлов. Для получения коммерческого продукта требуется проведение процесса нейтрализации с соединением калия, в результате которого образуется водный раствор растворенных изогумулатов калия. Данный тип процесса подразумевает, что изначально добавляемые соединения щелочноземельных металлов как таковые невозможно выделить из продуктов.

Согласно второму подходу применяют соли щелочных металлов и/или щелочноземельных металлов, например растворы К₂СО₃ и MgCl₂ (патент США №3765903; патент США №3952061; патент США №4002683; патент США №4758445). Для преобразования альфа-кислот в изо-альфа-кислоты в воде, содержащей реакционную среду, в целом требуются стехиометрические количества катионов щелочных металлов и высокие температуры. Аналогичным образом, для выделения изо-альфа-кислот требуются стадии подкисления и декантации. Кроме того, присутствие воды приводит к образованию нежелательных побочных продуктов разложения, например гумулиновой кислоты.

В патенте США №5370897 для ускорения изомеризации альфа-кислот в одном процессе объединяют соли щелочноземельных металлов (например, MgSO₄) и соли щелочных металлов (K₂CO₃).

В патенте США №5155276 описано применение гетерогенного катализатора, а именно Al₂O₃, дополнительно требующее растворения соли щелочного металла в по меньшей мере стехиометрическом мольном соотношении к альфа-кислотному реагенту. Хотя в указанном способе применяется “нерастворимый катализатор”, который можно отделить от реакционной смеси посредством фильтрования по окончании реакции изомеризации, гетерогенный катализатор сам по себе не является эффективным и нуждается во втором, растворенном катализаторе. Кроме того, для получения изо-альфа-кислотного продукта требуются дополнительные стадии подкисления и декантации.

Из вышесказанного видно, что способы изомеризации хмелевых альфа-кислот, известные в данной области техники, являются сложными операциями, включающими применение растворимых неорганических соединений, катализирующих реакции, и включающими подкисление и декантацию с целью удаления указанных неорганических катализаторов, что приводит к появлению большого количества отходов с образованием нежелательных побочных продуктов разложения. Таким образом, сохраняется потребность в усовершенствованных способах изомеризации хмелевых альфа-кислот.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложен усовершенствованный способ изомеризации хмелевых альфа-кислот (или (частично) гидрированных альфа-кислот, в частности тетрагидро-альфа-кислот) в изо-альфа-кислоты (или (частично) гидрированные изо-альфа-кислоты, в частности тетрагидро-изо-альфа-кислоты) с применением углеродсодержащих химических соединений с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой. Настоящее изобретение также относится к композициям изо-альфа-кислот, получаемым при помощи указанного способа изомеризации согласно настоящему изобретению, и к их применению.

Первым объектом настоящего изобретения является способ изомеризации хмелевых альфа-кислот в хмелевые изо-альфа-кислоты, включающий смешивание сырья, содержащего хмелевые альфа-кислоты, по меньшей мере с одним углеродсодержащим химическим соединением с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, с проведением, таким образом, изомеризации хмелевых альфа-кислот. Предпочтительно указанное сырье, содержащее хмелевую альфа-кислоту, представляет собой экстракт хмеля, более предпочтительно получаемый посредством экстракции диоксидом углерода в жидком или сверхкритическом состоянии.

Предпочтительно указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, выбрано из группы, состоящей из аминокислот, сложноэфирных соединений, полученных из аминокислот, амидных соединений, полученных из аминокислот, соединений в виде солей, полученных из аминокислот, аминофенолов, аминоспиртов, аминосахаров, аминов, иминов, оксимов, гидроксиламинов, амидинов, гуанидинов, амидов, имидов, мочевин, пиримидинов, пуринов и (функционализированных) олигомерных или полимерных производных указанных соединений; и указанные соединения представляют собой нециклические (с алифатическими или ненасыщенными углеродными боковыми цепями), циклические (насыщенные или ненасыщенные кольца) или гетероциклические (насыщенные или ненасыщенные кольца) молекулы. Предпочтительно цвиттерионные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 6, более предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 5, наиболее предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 4. Кроме того, нецвиттерионные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, предпочтительно содержат по меньшей мере один атом азота, связанный с двумя или тремя атомами углерода, как, например, в случае вторичной или третичной аминогрупп. Указанные нецвиттерионные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 9, более предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 7, наиболее предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 5.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой соединение, как правило, присутствующее в пивных продуктах и/или естественным образом встречающееся в организме человека. Более предпочтительно указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой альфа-аминокислоту в конфигурации D-стереоизомера, альфа-аминокислоту в конфигурации L-стереоизомера, бета-аминокислоту или гамма-аминокислоту. Наиболее предпочтительно указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой L-пролин или бета-аланин.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения реакцию изомеризации альфа-кислоты проводят в бескислородной атмосфере.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения концентрация альфа-кислот в реакционной среде, т.е. после добавления указанного углеродсодержащего химического соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, к источнику, содержащему альфа-кислоту, в начале реакции полимеризации составляет по меньшей мере 1% масс.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения реакцию изомеризации альфа-кислоты проводят в среде без растворителя или безводных условиях. Кроме того, реакцию изомеризации альфа-кислоты согласно настоящему изобретению в случае применения углеродсодержащего химического соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, не являющегося аминокислотой, можно проводить в растворителе или в смеси растворителей. В альтернативном варианте, если в реакции изомеризации альфа-кислоты согласно настоящему изобретению применяют аминокислоту в качестве углеродсодержащего химического соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, отношение массы указанной аминокислоты к воде в реакционной среде предпочтительно составляет по меньшей мере 5:1. Если реакцию изомеризации проводят в водных условиях, pH реакционной среды для изомеризации альфа-кислоты составляет по меньшей мере >5,5, предпочтительно >6,5, более предпочтительно >7,0, наиболее предпочтительно >7,5.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения реакцию изомеризации альфа-кислоты проводят при температуре по меньшей мере 5°C (278 К), более предпочтительно при температуре от 50°C (323 К) до 110°C (383 K).

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения реакцию изомеризации альфа-кислоты проводят при мольном отношении альфа-кислоты к содержанию азота указанного химического соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, составляющем от 20:1 до 1:10 в начале реакции изомеризации.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения предложен способ изомеризации хмелевых альфа-кислот, включающий смешивание сырья, содержащего хмелевую альфа-кислоту, по меньшей мере с одним углеродсодержащим химическим соединением с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, и дополнительно включающий стадию гидрирования и/или реакции восстановления. Предпочтительно указанные реакции гидрирования и/или восстановления проводят в присутствии водорода с гетерогенным катализатором на основе металлов, предпочтительно катализатором на основе благородных металлов, в отсутствие или в присутствии растворителя при температуре по меньшей мере 5°C (278 K).

Вторым объектом настоящего изобретения является композиция хмелевой изо-альфа-кислоты, полученная или которую можно получить из экстракта хмеля, где указанная композиция содержит изомеризованные хмелевые альфа-кислоты и по меньшей мере одно углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой. Предпочтительно мольное отношение изо-альфа-кислоты к содержанию азота в указанном углеродсодержащем химическом соединении(ях) с одной или более функциональными группами, содержащих (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, в указанной композиции хмелевой изо-альфа-кислоты, составляет от 20:1 до 1:10. Более предпочтительно указанная композиция хмелевой изо-альфа-кислоты содержит соединения изо-альфа-кислот и L-пролин при мольном отношении указанной изо-альфа-кислоты к L-пролину от 3:1 до 1:3. Указанная композиция изо-альфа-кислоты согласно настоящему изобретению может содержать соединения хмелевых изо-альфа-кислот, которые являются частично или полностью восстановленными и/или гидрированными.

Третий объект настоящего изобретения относится к применению композиции хмелевой изо-альфа-кислоты согласно настоящему изобретению в продуктах питания, напитках или пиве, в частности, в форме состава, придающего горький вкус, для пива и напитков. Также указанную композицию хмелевой изо-альфа-кислоты согласно настоящему изобретению можно применять в качестве сырья для процессов гидрирования и/или восстановления с получением частично или полностью гидрированных или восстановленных изо-альфа-кислот.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описание

С учетом того, что термины, используемые в настоящем описании, имеют явное и общепринятое значение, приведены следующие определения.

“Неподеленная электронная пара” представляет собой пару валентных электронов без связи или обмена с другими атомами.

“Аминокислота” представляет собой молекулу, содержащую аминогруппу, карбоксильную группу и (боковую) цепь, различную для разных аминокислот. В альфа-аминокислоте аминогруппа присоединена к атому углерода, соседнему с атомом углерода карбоксильной группы (альфа-углерод). Различные альфа-аминокислоты отличаются в зависимости от вида боковой цепи, прикрепленной к их альфа-углероду, и могут иметь разные размеры от одного атома водорода в глицине до большой гетероциклической группы в триптофане. В других видах аминокислот аминогруппа присоединена к другим атомам углерода; например, в бета-аминокислоте (такой как, например, бета-аланин) аминогруппа находится в бета-положении относительно карбоксильной группы, в то время как в гамма-аминокислоте (такой как, например, гамма-аминомасляная кислота) атом углерода, к которому присоединена аминогруппа, отделен от карбоксильной группы двумя другими атомами углерода.

В контексте настоящего изобретения термин “альфа-кислота” включает любые альфа-кислоты, естественным образом присутствующие в хмеле или экстракте хмеля, например гумулон, адгумулон, когумулон, постгумулон и прегумулон, а также их гидрированные и/или восстановленные производные, в том числе дигидро- и тетрагидро-альфа-кислоты, предпочтительно тетрагидро-альфа-кислота. Кроме того, в контексте настоящего изобретения термин "изо-альфа-кислота" включает любое соединение, полученное при изомеризации хмелевых альфа-кислот, например изогумулон, изоадгумулон, изокогумулон, изопостгумулон и изопрегумулон, а также их гидрированные и/или восстановленные производные, в том числе дигидроизо-альфа-кислоты, тетрагидроизо-альфа-кислоты и гексагидроизо-альфа-кислоты.

В настоящем изобретении предложен усовершенствованный способ изомеризации хмелевых альфа-кислот (или (частично) гидрированных альфа-кислот, в частности тетрагидро-альфа-кислот) в изо-альфа-кислоты (или (частично) гидрированные изо-альфа-кислоты, в частности, тетрагидро-изо-альфа-кислоты) с применением углеродсодержащих химических соединений с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой. Не вдаваясь в теорию, полагают, что изомеризация хмелевых альфа-кислот в изо-альфа-кислоты катализируется посредством добавления указанных углеродсодержащих химических соединений с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, (или их смеси) к сырью, содержащему хмелевую альфа-кислоту. Настоящее изобретение также относится к композициям изо-альфа-кислот, получаемым при помощи полимеризации указанной альфа-кислоты согласно настоящему изобретению, и к их применению.

Таким образом, первый объект настоящего изобретения относится к способу изомеризации хмелевых альфа-кислот (или (частично) гидрированных альфа-кислот), включающему приведение в контакт или смешивание источника, содержащего альфа-кислоту, предпочтительно экстракт хмеля, с углеродсодержащим химическим соединением с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, (или со смесью таких соединений) в отсутствие или в присутствии растворителя, предпочтительно при температуре реакции по меньшей мере 5°C (278 K) и предпочтительно в отсутствие кислорода.

Сырье, содержащее альфа-кислоты

В контексте настоящего изобретения сырье, содержащее альфа-кислоты, предпочтительно представляет собой экстракт хмеля, который предпочтительно получают путем экстракции диоксидом углерода в жидком или сверхкритическом состоянии. Сырье, содержащее альфа-кислоты, может представлять собой сырье из чистых хмелевых альфа-кислот, или экстракт хмеля, обогащенный хмелевыми альфа-кислотами, или смесь хмелевых альфа-кислот и хмелевых бета-кислот, или смесь хмелевых альфа-кислот, хмелевых бета-кислот и хмелевых масел, или смесь альфа-кислот, хмелевых бета-кислот, хмелевых масел и хмелевых твердых смол, или экстракт хмеля или углекислотный экстракт хмеля. Сырье, содержащее альфа-кислоты, также может представлять собой гранулированный хмель или порошкообразные хмели.

В способе согласно настоящему изобретению можно применять сырье, содержащее альфа-кислоту, которое (естественным образом) содержит углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, что может быть в случае применения в качестве сырья, содержащего альфа-кислоты, порошкообразных хмелей или гранулированного хмеля. С другой стороны, в углекислотном экстракте хмеля содержание, например, естественным образом имеющихся альфа-аминокислот в конфигурации L-стереоизомера является очень низким, поскольку аминокислоты (а также олигопептиды и полипептиды) являются почти нерастворимыми в сжатом диоксиде углерода и поэтому не извлекаются в течение процесса экстракции хмелевой кислоты. Однако, как правило, указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, добавляют к сырью, содержащему хмелевые альфа-кислоты, в дополнение к одному или более указанным углеродсодержащим химическим соединениям с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, которые могут присутствовать естественным образом.

Углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой

В контексте настоящего изобретения подходящее углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, может представлять собой, но не ограничивается ими, аминокислоту, аминофенол, аминоспирт, аминосахар, амин, имин, оксим, амид, имид, мочевину, гидроксиламин, амидин, гуанидин, пурин, пиримидин или их (замещенные) производные или также может представлять собой олигомерное или полимерное соединение (например, олигопептид или полипептид/белок), содержащий по меньшей мере один (основный) атом азота с неподеленной электронной парой. Указанное соединение структурно может представлять собой нециклическую (алифатические или ненасыщенные углеродные боковые цепи), циклическую (насыщенные или ненасыщенные кольца) или гетероциклическую (насыщенные или ненасыщенные кольца) молекулу.

В предпочтительном варианте реализации указанное углеродсодержащее химическое соединение с по меньшей мере одной функциональной группой, содержащей (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, может существовать в форме цвиттер-иона (такого как аминокислоты, например альфа-аминокислоты в конфигурации L-стереоизомера или бета-аминокислоты, такие как бета-аланин). Указанное цвиттерионное углеродсодержащее химическое соединение с по меньшей мере одной функциональной группой, содержащей (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, таким образом, содержит наряду с другими функциональными группами по меньшей мере комбинацию кислотного центра (например, карбоксильной группы) и основного центра (аминогруппы).

Предпочтительным цвиттерионным углеродсодержащим химическим соединением с по меньшей мере одной функциональной группой, содержащей (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, является аминокислота с только одним (основным) атомом азота с неподеленной электронной парой (например, глицин, L-пролин и бета-аланин), более предпочтительно является альфа-аминокислотой, наиболее предпочтительно является их L-стереоизомером с неполярной боковой цепью (например, L-пролин) или с полярной незаряженной боковой цепью (например, L-треонин).

Другое предпочтительное цвиттерионное углеродсодержащее химическое соединение согласно настоящему изобретению представляет собой аминокислоту, более предпочтительно альфа-аминокислоту, наиболее предпочтительно их L-стереоизомер по меньшей мере с двумя (основными) атомами азота с неподеленной электронной парой (например, L-триптофан).

Указанные цвиттерионные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 6 (например, L-аспарагин), более предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 5 (например, L-аланин), наиболее предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 4 (например, L-пролин). Значения pKb представляют собой константы диссоциации в водном растворе при стандартных условиях; такую информацию можно найти, например, в CRC Handbook of Chemistry and Physics и других справочных изданиях.

В еще одном предпочтительном варианте реализации указанное углеродсодержащее химическое соединение с по меньшей мере одной функциональной группой, содержащей (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, не может существовать в форме цвиттер-иона. Предпочтительно указанные нецвиттерионные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, содержат по меньшей мере один атом азота, связанный с двумя или тремя атомами углерода, как, например, в случае вторичной или третичной аминогрупп. Не вдаваясь в теорию, полагают, что реакционная способность аминогруппы в таких соединениях, содержащих вторичную и/или третичную аминогруппы, уравновешивается посредством стерических препятствий цепей, содержащих углерод, связанных с указанной аминогруппой. Указанные нецвиттерионные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 9 (например, пиридин), более предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 7 (например, пурин), наиболее предпочтительно содержат по меньшей мере одну функциональную группу, содержащую (основный) атом азота со значением pKb ниже 5 (например, пиперидин).

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой безвредное соединение, которое имеет статус GRAS, и/или соединение, естественным образом встречающееся в организме человека или, как правило, присутствующее в напитках, особенно в пивных продуктах. Такие предпочтительные углеродсодержащие химические соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, включают среди прочего естественным образом встречающиеся аминокислоты, например (альфа) аминокислоты, такие как глицин, L-пролин, бета-аланин, гамма-аминомасляная кислота, орнитин и т.д. Более предпочтительно указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой альфа-аминокислоту, наиболее предпочтительно в конфигурации L-стереоизомера, более конкретно выбранную из группы, состоящей из L-аланина, L-валина, L-лейцина, L-изолейцина, L-фенилаланина, L-триптофана, L-метионина, L-пролина, L-аспарагиновой кислоты, L-глутаминовой кислоты, L-глутамина, L-серина, L-треонина, L-цистеина, L-тирозина, L-аспарагина, L-гистидина, L-лизина, L-аргинина и L-селеноцистеина. Наиболее предпочтительно указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой L-пролин.

Преимущественно, так как указанные естественным образом встречающиеся соединения, в частности альфа-аминокислоты в конфигурации L-стереоизомера, присутствуют в пиве и напитках, указанные соединения не требуется отделять от получаемой фазы содержащего изо-альфа-кислоты продукта по окончании процесса изомеризации и, таким образом, указанные естественным образом встречающиеся соединения, в частности L-аминокислоты, совместимы с пивом.

Следовательно, содержащий изо-альфа-кислоты продукт, полученный при реализации способа согласно настоящему изобретению, где одно или более естественным образом встречающихся соединений (таких как естественным образом встречающиеся (альфа) аминокислоты, например L-аминокислоты (например, L-пролин)) применяют в качестве углеродсодержащего химического соединения(й) с функциональной группой, содержащей (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, в реакции изомеризации альфа-кислот, можно применять как таковой или в разведенной форме в растворителе, совместимом с продуктами питания или пива (например, в воде и/или этаноле), в продуктах питания и напитках, в частности в пиве, в частности в качестве горького состава, без необходимости дополнительной очистки перед использованием. Кроме того, изо-альфа-кислоты можно (частично) отделять от углеродсодержащего химического соединения(й) с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, посредством способов разделения, таких как промывка, экстракция и т.п.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой аминокислоту альфа-аминокислотного типа в конфигурации D-стереоизомера, более предпочтительно выбранную из группы, состоящей из D-аланина, D-валина, D-лейцина, D-изолейцина, D-фенилаланина, D-триптофана, D-метионина, D-пролина, D-аспарагиновой кислоты, D-глутаминовой кислоты, D-глутамина, D-серина, D-треонина, D-цистеина, D-тирозина, D-аспарагина, D-гистидина, D-лизина, D-аргинина и D-селеноцистеина.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой аминокислоту с аминогруппой не в альфа-положении относительно карбоксильной группы, включая, но, не ограничиваясь ими, аминокислоту бета-аминокислотного типа, такую как бета-аланин, ниацин (витамин В3) и т.д., или аминокислоту гамма-аминокислотного типа, такую как гамма-аминомасляная кислота.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой сложный эфир, получаемый из аминокислоты, например сложный эфир, получаемый при помощи реакции L- или D-аминокислот с этанолом (например, этиловый эфир L-пролина), или при помощи реакции бета-аланина с этанолом и т.д.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой амидное соединение, получаемое из аминокислоты, например амидные соединения, получаемые при помощи реакции L- или D-аминокислот с аминными соединениями (например, L-пролинамид) и т.д.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой соль, получаемую из аминокислот, например мононатрия глутамат, монокалия глутамат и т.д.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой аминоспирт (т.е. углеродсодержащее химическое соединение с по меньшей мере одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, и по меньшей мере одной спиртовой группой, помимо других функциональных групп), например L-пролинол, сфингозин и его производные (сфинголипиды), трис(гидроксиметил)аминометан, триэтаноламин и т.д.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой аминосахар или его производные, например меглумин, глюкозамин (и их полимерные производные, например хитозан), рибофлавин (витамин В2) и нуклеозиды.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, представляет собой азотсодержащий олигомер или полимер, например олигопептиды, полипептиды, гликопротеины, меланоидины, поливинилпирролидон, полиэтиленимин и т.д.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения указанное углеродсодержащее химическое соединение с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой, выбрано из аминов, гидроксиламинов, мочевин, пуринов, пиримидинов, азолов, иминов, оксимов, амидов, имидов, амидинов, гуанидинов. Указанные соединения могут являться нециклическими (алифатические или ненасыщенные углеродные боковые цепи), циклическими (насыщенные или ненасыщенные кольца) или гетероциклическими (насыщенные или ненасыщенные кольца). Примерами являются пиридин, пиперидин, пирролидин, пиразин, пиперазин, пиримидин(ы), (имид)азол(ы), пурин(ы), пиколины, лутидины и т.д., а также их производные.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения реакцию изомеризации альфа-кислот катализируют при помощи добавления смесей выше описанного углеродсодержащего химического соединения(й) с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой.

Понятно, что представленный список не является ограничивающим, и в настоящем изобретении можно применять все углеродсодержащие соединения с одной или более функциональными группами, содержащими (основный) атом азота с неподеленной электронной парой. В частности, можно приме