Evaluation of PDMS-Based Extraction Techniques and GC-TOFMS for the Analysis of Off-Flavor Chemicals in Beer
Aplikace | 2008 | LECOInstrumentace
Monitorování a kvantitativní stanovení nežádoucích aromatických složek v pivu je zásadní pro zajištění konzistentní kvality, prodloužení trvanlivosti a pozitivní vnímání konzumentů. Off-flavors mohou vznikat v důsledku oxidačních reakcí, Maillardových procesů nebo působením světla a negativně ovlivňují senzorické vlastnosti nápoje.
Cílem práce bylo porovnat čtyři bezrozpouštědlové extrakční techniky založené na fázích polydimethylsiloxanu (PDMS) – SBSE, HSSE, purge-and-trap (P&T) a dynamic headspace closed-loop stripping (DHSCLS) – v kombinaci s GC-TOFMS a pokročilou dekonvolucí signálů, za účelem kvantitativního stanovení a detekce klíčových off-flavor sloučenin v kontrolním, tepelně i světlem poškozeném pivu.
Všechny extrakční techniky probíhaly solventless za pokojové teploty s následujícími parametry
SBSE prokázalo nejlepší lineárnost a schopnost kvantifikovat všech 14 standardizovaných analytů s koeficienty R2 nad 0,99 průměrně. Po 12týdenním zahřátí (30°C) došlo k významnému nárůstu Maillardových produktů (furfural, furfuryl ethyl ether, β-damascenone apod.) oproti aldehydům. Světlem poškozené pivo vykázalo tvorbu sírových sloučenin (dimethyl disulfid, dimethyl trisulfid) a zvýšení benzeneacetaldehydu. Dekonvoluce vrcholů byla rozhodující pro selektivní detekci koelutujících látek jako β-damascenone, furfuryl ethyl ether či (Z)-2-nonenal.
Solventless SBSE-GC-TOFMS nabízí vysokou citlivost, přesnost a široký spektrální rozsah pro nízkokoncentrované off-flavor sloučeniny v komplexní matrici piva. Metoda je atraktivní pro rutinní kontrolu kvality, výzkum stability a optimalizaci výrobních procesů v pivovarech a analytických laboratořích.
Integrace detekce síry (PFPD), zdokonalení dekonvolučních algoritmů a online GC-TOFMS spojení by mohla rozšířit detekční limity. Senzorické studie založené na spikingu vybraných sloučenin pomohou vyhodnotit jejich reálný vliv na percepci off-flavor. Podobné přístupy lze aplikovat i na jiné fermentované nápoje a potravinářské matice.
PDMS-založené SBSE ve spojení s GC-TOFMS a pokročilou dekonvolucí poskytuje robustní a kvantitativní analytický nástroj pro komplexní profilování off-flavor látek v pivu. SBSE předčilo HSSE, P&T a DHSCLS v linearitě, citlivosti i detekčním rozsahu.
GC/MSD, HeadSpace, Termální desorpce, GC/TOF
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceAgilent Technologies, GERSTEL, LECO
Souhrn
Význam tématu
Monitorování a kvantitativní stanovení nežádoucích aromatických složek v pivu je zásadní pro zajištění konzistentní kvality, prodloužení trvanlivosti a pozitivní vnímání konzumentů. Off-flavors mohou vznikat v důsledku oxidačních reakcí, Maillardových procesů nebo působením světla a negativně ovlivňují senzorické vlastnosti nápoje.
Cíle a přehled studie
Cílem práce bylo porovnat čtyři bezrozpouštědlové extrakční techniky založené na fázích polydimethylsiloxanu (PDMS) – SBSE, HSSE, purge-and-trap (P&T) a dynamic headspace closed-loop stripping (DHSCLS) – v kombinaci s GC-TOFMS a pokročilou dekonvolucí signálů, za účelem kvantitativního stanovení a detekce klíčových off-flavor sloučenin v kontrolním, tepelně i světlem poškozeném pivu.
Použitá metodika a instrumentace
Všechny extrakční techniky probíhaly solventless za pokojové teploty s následujícími parametry
- SBSE: 2h extrakce při 900 rpm v 20mL vzorku pomocí Twisteru, oplach vodou, sušení
- HSSE: 2h extrakce v hlavě vzorku se zavěšeným Twisterem při 900 rpm
- P&T: 20min purge N2 (30mL/min) přes PDMS pěnu v TDU trubici, druhý proud N2 (25mL/min) pro odvod vody
- DHSCLS: recirkulace vzduchu (120mL/min) přes 250mL baňku se vzorkem a PDMS pěnou během 5min extrakce
Hlavní výsledky a diskuse
SBSE prokázalo nejlepší lineárnost a schopnost kvantifikovat všech 14 standardizovaných analytů s koeficienty R2 nad 0,99 průměrně. Po 12týdenním zahřátí (30°C) došlo k významnému nárůstu Maillardových produktů (furfural, furfuryl ethyl ether, β-damascenone apod.) oproti aldehydům. Světlem poškozené pivo vykázalo tvorbu sírových sloučenin (dimethyl disulfid, dimethyl trisulfid) a zvýšení benzeneacetaldehydu. Dekonvoluce vrcholů byla rozhodující pro selektivní detekci koelutujících látek jako β-damascenone, furfuryl ethyl ether či (Z)-2-nonenal.
Přínosy a praktické využití metody
Solventless SBSE-GC-TOFMS nabízí vysokou citlivost, přesnost a široký spektrální rozsah pro nízkokoncentrované off-flavor sloučeniny v komplexní matrici piva. Metoda je atraktivní pro rutinní kontrolu kvality, výzkum stability a optimalizaci výrobních procesů v pivovarech a analytických laboratořích.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace detekce síry (PFPD), zdokonalení dekonvolučních algoritmů a online GC-TOFMS spojení by mohla rozšířit detekční limity. Senzorické studie založené na spikingu vybraných sloučenin pomohou vyhodnotit jejich reálný vliv na percepci off-flavor. Podobné přístupy lze aplikovat i na jiné fermentované nápoje a potravinářské matice.
Závěr
PDMS-založené SBSE ve spojení s GC-TOFMS a pokročilou dekonvolucí poskytuje robustní a kvantitativní analytický nástroj pro komplexní profilování off-flavor látek v pivu. SBSE předčilo HSSE, P&T a DHSCLS v linearitě, citlivosti i detekčním rozsahu.
Reference
- Varmuza K, Steiner I, Glinsner T Chemometric evaluation of concentration profiles from compounds relevant in beer aging. Eur Food Res Technol 2002;215:235-239
- Masuda S, Kikuchi K, Harayam K Determination of light-struck character in beer by gas chromatography-mass spectrometry. J Am Soc Brew Chem 2000;58:152-154
- Lermusieau G, Bulens M, Collin S Use of GC-O to identify hop aromatic compounds in beer. J Agric Food Chem 2001;49:3867-3874
- Cochran J Comparing two beers using solid-phase microextraction with gas chromatography. LECO application note
- Vesely P, Lusk L, Basarova G, Seabrooks J, Ryder D Analysis of aldehydes in beer using SPME with on-fiber derivatization and GC/MS. J Agric Food Chem 2003;51:6941-6944
- Murakami AA et al Investigation of beer flavor by GC-olfactometry. J Am Soc Brew Chem 2003;61:23-32
- Baltussen HA New concepts in sorption based sample preparation for chromatography. GERSTEL dissertation 2000
- David F, Sandra P, Hoffmann A, Harms D Nietzche Sensory elucidation of hoppy aroma in beers by stir bar and headspace sorptive extraction. GERSTEL App Note 2001
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Evaluation of PDMS-Based Extraction Techniques and GC-TOFMS for the Analysis of Off-fl avor Chemicals in Beer
2006|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 10/2006 Evaluation of PDMS-Based Extraction Techniques and GC-TOFMS for the Analysis of Off-flavor Chemicals in Beer Ray T. Marsili, Laura Laskonis Marsili Consulting Group, Rockford College, Starr Science Building, 5050 East State St., Rockford, IL 61008, USA KEYWORDS Beer,…
Klíčová slova
beer, beerflavor, flavorpdms, pdmsethyl, ethylabused, abusedmethional, methionalsbse, sbsedamascenone, damascenonedeconvolution, deconvolutiongerstel, gerstelhsse, hsseextraction, extractiontofms, tofmsfoam, foamphenyl
Screening of Flavor Volatiles in Exhaled Breath After Tasting Cream Cheese and Fruit Punch Utilizing PDMS Foam Tubes, Thermal Desorption and GC-TOFMS
2008|Agilent Technologies|Aplikace
® Screening of Flavor Volatiles in Exhaled Breath After Tasting Cream Cheese and Fruit Punch Utilizing PDMS Foam Tubes, Thermal Desorption and GC-TOFMS LECO Corporation; Saint Joseph, Michigan USA Key Words: GC-TOFMS, TDU, Food &Flavors, Deconvolution The samples analyzed were…
Klíčová slova
breath, breathacid, acidlactone, lactonepdms, pdmsdelta, deltaoxidation, oxidationlipid, lipidcream, creamcheese, cheeseproduct, productquant, quantpeak, peakoctanal, octanaltasting, tastingfoam
Gas Chromatography with Time-of-Flight Mass Spectrometry for Aroma Profiling Elizabeth M. Humston-Fulmer and Joe Binkley | LECO Corporation, St. Joseph, MI Introduction Characterization of aroma compounds provides useful information in the food and beverage industry that can provide insight to…
Klíčová slova
aroma, aromahop, hopprofiling, profilinganalyte, analyteflavor, flavorcoffee, coffeebeer, beercherry, cherrydifferences, differencesindividual, individualclassify, classifynotes, notesbrands, brandswere, wereipa
Elucidation of the Hoppy Aroma in Beers by Stir Bar and Headspace Sorptive Extraction followed by Thermal Desorption - CGC - MS/PFPD
2001|Agilent Technologies|Aplikace
AppNote 4/2001 Elucidation of the Hoppy Aroma in Beers by Stir Bar and Headspace Sorptive Extraction followed by Thermal Desorption - CGC - MS/PFPD Frank David Research Institute for Chromatography, Kennedypark 20, B-8500 Kortrijk Belgium Pat Sandra Department of Organic…
Klíčová slova
abundance, abundancehsse, hssestir, stirbeer, beerpfpd, pfpdgerstel, gerstelhoppy, hoppysbse, sbsesorptive, sorptivearoma, aromaextraction, extractionspme, spmebar, barirradiated, irradiatedelucidation