Using TDU-Pyrolysis-GC-MS to Investigate Aged Whiskey Samples and Their Oak Barrels

Význam tématu

Analýza zbytkové pevné fáze pocházející z dlouhodobě zrálých whisky poskytuje informace o chemickém složení produktů degradace dřeva během zrání. Metoda termické desorpce následovaná pyrolyzou a GC-MS nabízí rychlý přehled nenitrovatelných sloučenin souvisejících s druhem použitého dubového sudu a může být klíčová pro hodnocení kvality sudu a ověření autenticity whisky.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na srovnání zbytkových pevněných zbytků whisky stárnuté 20 let ve dvou typech nových dubových soudků z Quercus Alba (americký dub) a Quercus Robur (evropský dub). Cílem bylo porovnat chromatografické profily pyrolytických produktů whisky a odpovídajících vzorků dřeva a nalézt vzájemné korelace.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky whisky byly naneseny do vzorkových holderů, odpařeny při 300°C pro odstranění těkavých a polotěkavých sloučenin a poté pyrolyzovány při 450°C. Analýza proběhla na systému tvořeném:

• GERSTEL Thermal Desorption Unit s pyrolyzním modulem PYRO
• GERSTEL Cooled Injection System CIS 4 typu PTV
• GERSTEL MultiPurpose Sampler pro automatizaci
• Agilent 6890N GC spojené s MSD 5975B
• Ovládání pomocí MAESTRO a Agilent ChemStation

Podrobné podmínky GC-MS zahrnovaly objemový průtok helia 0,5 mL/min, teplotní program kolony od 60 do 320°C a mód elektronové ionizace v rozsahu 30–350 amu.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání pyrogramů zbytků whisky odhalilo výrazné rozdíly mezi QA a QR:

• QR whisky vykazovala až 49krát vyšší odpověď některých sloučenin než QA
• U QR byly detekovány unikátní pyrolyzáty nenalezené u QA
• Velká část identifikovaných fenolů, guaiakolů, syringolů a methylovaných derivátů byla shodná s produkty pyrolytického štěpení ligninu a celulózy

Srovnání s pyrogramy příslušných dřev odhalilo, že 17 ze 20 hlavních pyrolytických produktů whisky je přítomno i v dřevě, což potvrzuje jejich původ v materiálu sudu.

Přínosy a praktické využití metody

Pyrolysis GC-MS poskytuje rychlé a šetrné hodnocení pevné zbytkové fáze whisky bez složité extrakce. Metoda je vhodná pro:

• Ověření typu dřeva použitého k zrání
• Kvalitativní a polo­kvantitativní sledování změn během zrání
• Posouzení autenticity a konzistence sudů v destilériích

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj lze očekávat v oblasti:

• Sledování pyrolytického profilu v průběhu kratších intervalů zrání
• Kombinace s LC-MS a pokročilou dekonvolucí dat pro kvantitativní analýzu
• Využití chemometrických přístupů pro automatickou klasifikaci whisky podle typu dubu

Závěr

Výzkum prokázal, že pyrolysis GC-MS na pevné zbytkové fázi whisky je efektivní nástroj pro charakterizaci produktů degradace dřeva a propojení profilů s druhem sudu. Metoda nabízí praktické uplatnění v hodnocení kvality sudů a autentifikaci whisky.

Reference

1. MacNamara K , Dabrowska D , Baden M , Helle N 2011 Comparative analysis of whiskey maturation compounds using LC-MS LCGC Europe 448-467
2. Nie Y , Kleine-Benne E 2012 Determination of Phenolic Compounds in Whiskey using Direct Large Volume Injection and Stir Bar Sorptive Extraction GERSTEL AppNote 2/2012
3. Albinus T , MacNamara K 2012 Large Volume Injection with GC-MS Multi Column Switching for Direct Determination of Ethyl Carbamate in Alcoholic Beverages GERSTEL AppNote 10/2012
4. Hoffmann A , MacNamara K 2012 Large Volume Injection with Solvent Venting Application to Trace Detection of Analytes in Water GERSTEL AppNote 15/2012
5. Faix O , Meier D , Fortmann I 1990 Thermal degradation products of wood 48 281
6. Moldoveanu SC Analytical Pyrolysis of Natural Organic Polymers Elsevier