FASTER GAS CHROMATOGRAPHY AND ITS UTILIZATION IN BREWING. PART 3. – THE DETERMINATION OF SOME LOW VOLATILE BEER FLAVOURS

Význam tématu

Rychlá a efektivní analýza semivolatlních senzoricky aktivních látek v pivu je klíčová pro pivovary a analytická pracoviště. Využití rychlejší plynové chromatografie přináší zkrácení doby měření bez ztráty separační výkonnosti.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo porovnat kapilární kolony s vnitřním průměrem 0,18 mm vůči běžným kolonám 0,32 mm při stanovení:

• Volných středně dlouhých mastných kyselin (C4–C10)
• Vyšších mastných kyselin jako methylesterů (C12–C18)
• Vyšších alkoholů (ethylhexanol, furfurylalkohol, β-fenylethanol, 4-ethylfenol)

Analýzy zahrnovaly extrakci vzorků pevnou fází nebo destilaci s vodní párou následovanou extrakcí kapalina-kapalina a detekci FID.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorkovací příprava: SPE, destilace s vodní párou a LLE
• Derivatizace mastných kyselin: BF3 v methanolu pro methylestery
• Chromatografické podmínky:
  • Chrompack CP 9001 GC s děličem a FID
  • Autosampler Labio ASG 40
  • Kolony J&W DB-WAX: 30 m × 0,32 mm × 0,25 µm a 10 m × 0,18 mm × 0,18 µm
• Nosné plyny: helium, vodík, syntetický vzduch

Hlavní výsledky a diskuse

• Časová úspora: zkrácení doby analýzy o cca 50 % pro mastné kyseliny a 60 % pro vyšší alkoholy.
• Separace: podobná účinnost na kolonách 0,18 mm a 0,32 mm ID, srovnatelný počet teoretických pater.
• Reprodukovatelnost: retenční časy RSD < 0,25 %, plochy píků RSD < 7 %.
• Faktory zrychlení vypočteny i naměřeny (2,0–2,5×), rozdíly vysvětleny skutečnou délkou kolony.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšení propustnosti laboratoře při zachování stávající instrumentace.
• Možnost rychlé kontroly senzorických parametrů piva bez nutnosti akvizice nové techniky.
• Vhodnost pro rutinní měření v QA/QC i výzkumných aplikacích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Zaměření na další zmenšování vnitřních průměrů, integraci rychlých technik přípravy vzorku jako SPME a SBSE, rozvoj softwaru pro automatickou translaci metod a potenciální využití online/inline sledování kvality piva při výrobě.

Závěr

Analýza s kapilárními kolonami 0,18 mm ID prokázala spolehlivou separaci semivolatlních senzoricky aktivních látek v pivu s výrazným zkrácením doby analýzy a vysokou reprodukovatelností, čímž umožňuje efektivní využití stávajících GC přístrojů a zvýšení kapacity laboratoří.

Reference

• Basařová G. a kol.: Pivovarsko-sladařská analytika, Merkanta, Praha 1993.
• Dostálek P. et al.: Porovnání extrakčních metod pro izolaci těkavých látek z piva. Kvasny Prum. 41, 1995.
• Alvarez P. et al.: Analysis of free fatty acids, fused alcohols and esters in beer: an alternative to CS₂ extraction. J. Am. Soc. Brew. Chem. 1994.
• Hage T.: Proc. Fourth European Conference on Food Chemistry, Loen, Norway, 1987.
• Battistutta F. et al.: Rapid analysis of free medium-chain fatty acids and related ethyl esters in beer using SPE and HRGC. J. High Resolut. Chromatogr. 1994.
• Garcia D. D. et al.: Systematic optimization of the analysis of wine bouquet components by solid-phase microextraction. J. High Resolut. Chromatogr. 1996.
• Yang X., Peppard T.: Solid-Phase Microextraction for Flavor Analysis. J. Agric. Food Chem. 1994.
• Veselý P. et al.: Analysis of aldehydes in beer using solid-phase microextraction with on-fiber derivatization and GC/MS. J. Agric. Food Chem. 2003.
• Horák T. et al.: Determination of free medium-chain fatty acids in beer by stir bar sorptive extraction. J. Chromatogr. A, 2008.
• Horák T. et al.: Faster gas chromatography and its utilization in brewing. Part 1 & 2. Kvasny Prum. 55, 2009.
• Quimby B. D. et al.: HP Application Note 228-294, Hewlett-Packard, 1995.