Determination of Short Chain Fatty Acids Isomers, the sensory active products of hops aging, in Beer

Význam tématu

Krátké mastné kyseliny a jejich C4/C5 izomery vznikající při oxidaci hořkých kyselin chmele významně ovlivňují senzoriku piva, zejména jeho nežádoucí starou pachuť. Jejich přesné stanovení v stopových koncentracích je klíčové pro kontrolu kvality piva a sledování vlivu stáří chmele a technologických postupů varu.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout citlivou a selektivní analytickou metodu pro identifikaci a kvantifikaci 2-methylpropanové, 2-methylbutanové a 3-methylbutanové kyseliny v pivu. Metoda byla testována na sledování změn obsahu těchto látek v pivu připraveném z čerstvého a staršího chmele za infuzního a dekokčního varného postupu.

Použitá instrumentace

• Extrakční kolony LiChrolut EN (200 mg) pro SPE
• Kapilární plynový chromatograf TRACE GC
• Kvadrupolový hmotnostní spektrometr DSQ II (Thermo Fisher Scientific)
• Kolona Tr WaxMS, 30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm

Použitá metodika

• Vzorek: 20 ml odplyněného piva, doplněno vnitřním standardem a 1 M HCl
• SPE: kondicionování methanolem a vodou, eluční fáze chloroform
• GC-MS: splitless injekce, teplotní program 60 °C→200 °C→220 °C
• Detekce SIM módem pro C4/C5 izomery, TIC pro ostatní kyseliny

Hlavní výsledky a diskuse

• GC-MS v SIM režimu překonal problémy špatného chromatografického rozlišení izomerů oproti GC-FID.
• Výsledky GC-MS a GC-FID byly v dobré shodě kromě kaprinové kyseliny, kde FID vykázal falešné koeluční interference.
• V pivu z připraveném ze staršího chmele se prokázal mírný nárůst C4/C5 izomerů; u isovalerové kyseliny se blížil senzorické hranici vnímání.
• Infuzní a dekokční varné postupy nevykázaly statisticky významný vliv na obsah krátkých mastných kyselin; byl zaznamenán jen větší rozptyl výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

Nová GC-MS metoda umožňuje přesné sledování oxidačních produktů chmele a přispívá k lepší kontrole kvality piva. Užitečná je pro pivovarnické laboratoře, výzkum stáří surovin a optimalizaci technologických postupů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace SPE a integrace s vysoce citlivými MS detektory (HRMS).
• Rozšíření analýzy o další senzoricky aktivní sloučeniny vznikající během zrání piva.
• Sledování vlivu mikrobiálních procesů na tvorbu mastných kyselin v pivním průmyslu a řemeslných pivovarech.

Závěr

Vyvinutá SPE-GC-MS metoda s SIM detekcí je citlivá, selektivní a spolehlivá pro kvantifikaci C4/C5 izomerů nízkých mastných kyselin v pivu. Je vhodná pro sledování vlivu stáří chmele a technologických variant vaření a představuje významný nástroj pro zajištění senzorické kvality piva.

Reference

• Čulík J., Horák T., Slabý M., Čejka P., Olšovská J. Stanovení izomerů nižších mastných kyselin v pivu. Kvasný průmysl, 59(4):86–90, 2013.
• Horák T. et al. Analysis of Free Fatty Acids in Beer: SPE vs SPME vs SBSE. J. Agric. Food Chem., 57:11081–11085, 2009.
• Hanke S. et al. Influence of Ethyl Acetate on off-flavour Perception. Brew. Sci., 63:94–98, 2010.
• Hashimoto N., Eshima T. Composition and Pathway of Stale Aldehydes in Bottled Beer. J. Am. Soc. Brew. Chem., 35(3):145, 1977.