DETERMINATION OF THE FATTY ACIDS IN BEER BY SPME

Význam tématu

Volné mastné kyseliny v pivu ovlivňují chuťový profil, vitalitu kvasinek a stabilitu pěny. Jejich přesné stanovení je nezbytné pro kontrolu kvality během kvašení a zrání, aby se předešlo senzorickým a technologickým problémům.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout rychlou, levnou a bezrozpouštědlovou metodu pro selektivní stanovení volných mastných kyselin C6–C12 v pivu a mladině. Práce zahrnovala optimalizaci headspace SPME extrakce a následnou analýzu metodou GC-FID.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci byla použita technika headspace SPME s vláknem potaženým 65 µm Carbowax–Divinylbenzen. Vzorek (4 ml piva nebo modelového roztoku 5 % ethanolu) byl obohacen o 1,3 mg/l heptanové a undekanové kyseliny jako vnitřní standardy a 4 g síranu amonného. Po manuálním protřepání (10 s) následovala extrakce 30 min při laboratorní teplotě. GC analýza probíhala na plynovém chromatografu Carlo Erba 5300 Mega Series s kapilární kolONou SPB-1000 (30 m × 0,32 mm, 0,25 µm) a detektorem plamenoionizačním (FID) při teplotě injektoru a FID 250 °C, program 120 °C (2 min) → 10 °C/min → 150 °C → 30 °C/min → 200 °C (15 min).

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace ukázala:

• Salting-out: maximální extrakce po přídavku 4 g síranu amonného (C6–C9) a 2 g (C10–C12).
• Doba extrakce: lineární nárůst signálu až do 30 min, poté rovnováha.
• Vliv ethanolu: při vzrůstu koncentrace ethanolu se celková odezva snižuje, ale poměry k vnitřním standardům zůstávají konstantní (CV 2,1–7,5 %).
• Kalibrace: rozsah 0,0015–8 mg/l, lepší fit kvadratická regrese (R2 > 0,995).
• Validace: recovery 95–110 %, opakovatelnost CV < 9 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda je časově úsporná, finančně nenáročná a nevyžaduje organická rozpouštědla. Nabízí vysokou citlivost a reprodukovatelnost a lze ji doporučit pro rutinní kontrolní analýzy v pivovarských laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na stanovení delších mastných řetězců a jejich esterů.
• Automatizace SPME přípravy vzorku.
• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení struktury sloučenin.
• On-line monitoring průběhu kvašení a zrání piva.

Závěr

Navržená headspace SPME–GC-FID metoda umožňuje rychlé, selektivní a reprodukovatelné stanovení volných mastných kyselin C6–C12 v pivu a mladině bez nutnosti použití organických rozpouštědel. Přijatelná přesnost a opakovatelnost ji činí vhodnou pro běžné kontrolní účely.

Reference

• Taylor G.T., Kirsop B.H. The origin of the medium chain length fatty acids present in beer. J. Inst. Brew. 83, 1977, 241–243.
• Spaepen M., Van Oevelen D., Verachtert H. Fatty acids and esters produced during the spontaneous fermentation of lambic and gueuze. J. Inst. Brew. 84, 1978, 278–282.
• Soufleros E., Bertrand A. Les acides gras libres du vin – observations sur leur origine. Conn. Vigne Vin. 22, 1988, 251–260.
• Shinohara T. Gas chromatographic analysis of volatile fatty acids in wines. Agric. Biol. Chem. 49, 1985, 2211–2212.
• Hage T. Free fatty acids in beer – the use of a bonded-phase column in the extraction of free fatty acids for gas chromatographic assay. Proc. Fourth European Conf. Food Chem., 1987, 106–110.
• Battistutta F., Buiatti S., Zenarola C., Zironi R. Rapid analysis of free medium-chain fatty acids and related ethyl esters in beer using SPE and HRGC. J. High Resolut. Chromatogr. 17, 1994, 662–664.
• Arthur C.L., Pawliszyn J. Solid phase microextraction with thermal desorption using fused silica optical fibres. Anal. Chem. 62, 1990, 2145–2148.
• Zhang Z., Pawliszyn J. Headspace solid-phase microextraction. Anal. Chem. 65, 1993, 1843–1852.
• Garcia D.D., Magnaghi S., Reichenbacher M., Danzer K. Systematic optimization of the analysis of wine bouquet components by solid-phase microextraction. J. High Resolut. Chromatogr. 19, 1996, 257–262.
• Yang X., Peppard T. Solid-Phase Microextraction for Flavor Analysis. J. Agric. Food Chem. 42, 1994, 1925–1930.
• Hawthorne S.B., Miller D.J., Pawliszyn J., Arthur C.L. Solventless determination of caffeine in beverages using solid-phase microextraction with fused-silica fibers. J. Chromatogr. 603, 1992, 185–191.
• Fisher C., Fisher U. Analysis of Cork Taint in Wine and Cork Material at Olfactory Subthreshold Levels by Solid Phase Microextraction. J. Agric. Food Chem. 45, 1997, 1995–1997.