PŘEHLED METOD PRO STANOVENÍ ANTIOXIDAČNÍ AKTIVITY V PIVOVARSTVÍ

Význam tématu

V pivovarnictví mají antioxidační látky zásadní význam pro ochranu kvality piva před nežádoucími oxidačními projevy. Polyfenoly z ječmene a chmele významně brání vzniku senzoricky negativních sloučenin, ovlivňují pěnivost a koloidní stabilitu. Spolehlivé stanovení antioxidační kapacity je proto klíčové pro optimalizaci surovin, technologických operací a prodloužení trvanlivosti piva.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři souhrnně představují metody známé z různých oborů pro stanovení antioxidační aktivity a hodnotí jejich přenositelnost do podmínek pivovarské praxe. Cílem je porovnat chemické i fyzikální přístupy, předvést jejich principy, aplikace na chmel, mladinu a meziprodukty piva a sdílet zkušenosti z praktických testů.

Použitá metodika

Metody jsou rozděleny do dvou hlavních skupin:

• Chemické metody, založené na detekci barevných změn při redukci radikálů nebo oxidaci indikátorů – například:
• metoda DPPH (Kaneda) pro stanovení oxido-redukční kapacity (ORK),
• MEBAK metoda s 2,6-dichlorfenolindofenolem,
• stanovení redukční síly 2,2ʼ-bipyridylem,
• číslo kyseliny thiobarbiturové (TBA),
• celkový antioxidační stav (TAS) pomocí ABTS a ferrylmyoglobinu,
• ABTS-TROLOX pro relativní antioxidační potenciál (TRAP),
• modelová spoluoxidace β-karotenu v linoleátovém systému,
• inhibice lipoxygenasové aktivity.
• Fyzikální metody, sledující vlastnosti radikálů a redox systémů – například:
• elektronová spinová rezonance (ESR) se spinovými pastmi,
• měření redox potenciálu (rH) elektrochemickými sondami,
• chemiluminiscence při oxidaci lipidů luminolem,
• sledování oxidačních změn pomocí izotopu kyslíku 18O a GC-MS.

Použitá instrumentace

Běžné spektrofotometry pro měření absorbance, přístroje HPLC pro sledování úbytku DPPH, automatické spektrofotometrické soupravy Randox, ESR spektrometry s nitronovými a DMPO spin pastmi, elektrochemické sondy pro redox potenciál, chemiluminiscenční detektory a GC-MS systémy pro analýzu isotopu 18O.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání ORK (DPPH) a TAS metod pro české i zahraniční odrůdy chmele a chmelové produkty prokázalo dobrou korelaci. Žatecký poloraný červeňák dosahuje nejvyšší antioxidační kapacity. Sledování průběhu výroby 12% světlého piva odhalilo nejvyšší hodnoty ve sladině, pokles během chmelovaru, stabilizaci po přidání chmele a udržení značných hodnot až do konce fermentace a filtrace.

Přínosy a praktické využití metody

Uplatnění uvedených metod v praxi umožňuje:

• kvantifikovat antioxidanty v surovinách a mezi produktech,
• optimalizovat dávkování chmele a řídit klíčové kroky technologie,
• monitorovat senzorickou stabilitu a předpovídat trvanlivost finálního piva.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k integraci chemických a fyzikálních metod, automatizaci a vysokopropustným platformám, využití izotopových technik pro detailní mapování oxidačních procesů a aplikaci umělé inteligence pro predikci stability piva na základě komplexních datových sad.

Závěr

Komplexní přehled chemických i fyzikálních metod pro stanovení antioxidačních vlastností dává pivovarským analytikům nástroje pro zlepšení kvality a stability piva. Vzájemné porovnání technik a jejich aplikace na reálné vzorky potvrdily jejich použitelnost a přínos pro pivovarský průmysl.

Reference

1. Statistické přehledy 2003, Výzkumný ústav pivovarský a sladařský Praha, 2004
2. Čepička J., Karabín M., Chem. Listy 96, 90 (2002)
3. Walters M.T., Heasman A.P., Hughes P.T., J. Am. Soc. Brew. Chem. 55, 83 (1997)
4. Paulová H., Bochořáková H., Táborská E., Chem. Listy 98, 174 (2004)
5. Moll M., Monatsschr. Brauwiss. 54, 64 (2001)
6. Kaneda H. et al., Tech. Q. – Master Brew. Assoc. Am. 36, 41 (1999)
7. MEBAK vol. II, metoda 7.15.1, 307 (1979)
8. Ralph M.S., Neumann R., Wabner D., Electroanalysis 14, 969 (1999)
9. Chapon L., Louis C., Chapon S., Proc. Congr. – Eur. Brew. Conv. 13, 307 (1971)
10. Grisby J.H., Palamand S.R., J. Am. Soc. Brew. Chem. 34, 49 (1976)
11. Trefil L., Racek J., Holeček V., Randox – Seminář, Plzeň, Sborník přednášek 24 (2000)
12. Erel O., Clin. Biochem. 37, 277 (2004)
13. Araki S. et al., J. Am. Soc. Brew. Chem. 57, 34 (1999)
14. Goupy P. et al., J. Sci. Food Agric. 79, 1625 (1999)
15. Walters M.T., Hughes P.S., Bamforth C.W., Proc. Conv. – Inst. Brew. (Asia Pac. Sect.) 24, 103 (1996)
16. Boivin P. et al., Proc. Congr. – Eur. Brew. Conv. 24, 397 (1993)
17. Ohtsu K. et al., Brew. Digest 6, 18 (1986)
18. Uchida M., Ono M., J. Am. Soc. Brew. Chem. 54, 198 (1996)
19. Andersen L., Outtrup H., Skibsted H., J. Agric. Food Chem. 48, 3106 (2000)
20. Franz O., Back W., Tech. Q. MBAA Commun. 40, 20 (2003)
21. Buckee G.K. et al., Proc. Congr. – Eur. Brew. Conv. 26, 607 (1997)
22. Kaneda H. et al., J. Inst. Brew. 97, 105 (1991)
23. Kobayashi N. et al., J. Inst. Brew. 99, 143 (1993)
24. Girotti S. et al., Ital. J. Food Sci. 14, 113 (2002)
25. Collin S. et al., Proc. Congr. – Eur. Brew. Conv. 26, 535 (1997)
26. Noel S. et al., J. Inst. Brew. 105, 269 (1999)
27. Lermusieau G. et al., J. Am. Soc. Brew. Chem. 57, 29 (1999)