High Speed Analysis of α-Acids and β-Acids in Hops by using UHPLC

Význam tématu

Chmelové kyseliny hrají klíčovou roli při definici chuťového profilu piva. α-kyseliny (humulony) se v průběhu vaření přeměňují na iso-α-kyseliny, které vytvářejí charakteristickou hořkost. β-kyseliny (lupulony) rovněž ovlivňují vyváženost hořkosti, i když jsou samy méně intenzivní. Rychlá, spolehlivá a kvantitativně přesná analýza těchto sloučenin je nezbytná pro kontrolu kvality chmelu i výsledného piva.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo zavést a ověřit metodu vysoce rychlé chromatografické analýzy α- a β-kyselin v chmelu pomocí UHPLC systému Shimadzu Nexera XR. Výsledky byly porovnány s tradičními postupy: spektrofotometrickým stanovením IBU (EBC 9.47, ASBC Beer-23A) a standardní HPLC v souladu s metodami EBC a ASBC.

Použitá metodika a instrumentace

Analytický postup sestával z:

• přípravy extraktu z chmelových pelet pomocí organického rozpouštědla;
• formulace kalibračních roztoků s mezinárodními kalibračními extrakty;
• chromatografické separace na UHPLC kolonce s gradientním elucí a přídavkem EDTA pro zlepšení tvaru píků;
• měření IBU extrakcí hořkých složek a spektrofotometrickou detekcí při 275 nm;
• porovnání s EBC-kompatibilní HPLC metodou vyžadující pH metr.

Hlavní výsledky a diskuse

UHPLC metoda zkrátila dobu analýzy z 45 min (EBC HPLC) na pouhých 5 min, což představuje úsporu až 90 % času. Dosáhlo se dostatečného rozlišení iso-α-kyselin, α-kyselin a humulinonů. Kvantitativní testy s navážkami ukázaly nízkou odchylku a vysoké navracení (recovery 95–105 %). Spektrofotometrické IBU stanovení prokázalo nadhodnocení u vzorků s vyšším obsahem β-kyselin, které rovněž silně absorbují při 275 nm.

Přínosy a praktické využití metody

UHPLC analýza nabízí pivovarům a laboratořím výrazné zrychlení kontrolních měření, minimalizuje interferenci vedlejších sloučenin a zvyšuje reprodukovatelnost výsledků. Umožňuje efektivní monitoring kvality surovin, optimalizaci dávkování chmele a zajištění konzistentní chuti piva.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti on-line a automatizované UHPLC analýzy pro kontinuální sledování procesů varu. Integrace s hmotnostní spektrometrií by mohla rozšířit profily analyzovaných sloučenin. V budoucnu se uplatní digitalizace dat, umělá inteligence pro interpretaci chromatogramů a miniaturizované přístroje pro lokální kontrolu surovin.

Závěr

Vysoce rychlá UHPLC metoda pro analýzu α- a β-kyselin v chmelu prokázala významné zrychlení měření při zachování vysoké přesnosti a reprodukovatelnosti. Tento postup je vhodný pro rutinní QC analýzu v pivovarech a výzkumných laboratořích.

Reference

• Yoshiko Hirao, Azusa Uchida: High Speed Analysis of α-Acids and β-Acids in Hops by using UHPLC. Shimadzu Corporation, Tokyo, Japan.