VLB: Analysis of Organic Acids in Beer by Ion-Exclusion Chromatography and Post-Column pH-Buffering Conductivity Detection

Význam tématu

Organické kyseliny ovlivňují chuť, pH a mikrobiální stabilitu piva. Jejich kvantifikace je nezbytná pro kontrolu kvality a konzistenci výrobního procesu.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a ověřit metodu ionizačně vylučovací chromatografie s průtokovým pufrováním pH a vodivostní detekcí pro rychlou a citlivou analýzu hlavních organických kyselin v pivu.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: Nexera Organic Acid Analyzer (Shimadzu)
• Kolony: dvě Shim-pack SCR-102H (300 × 8 mm, 7 μm) v sérii + ochranná kolona SCR-102H (50 × 6 mm)
• Eluent: 5 mM p-toluensulfonová kyselina, průtok 0,8 mL/min
• Reagent: 5 mM p-toluensulfonová kyselina / 0,1 mM EDTA·4H / 20 mM BIS-TRIS, průtok 0,8 mL/min
• Teplota kolony: 50 °C
• Detekce: postkolonové pH pufrování a vodivostní detekce (53 °C)
• Objem injekce: 20 μL; čas analýzy: 35 min; overlap injekce pro zkrácení doby měření

Hlavní výsledky a diskuse

• Baseline separace všech sledovaných kyselin (citronová, pyrohroznová, jablečná, jantarová, mléčná, mravenčí, octová, pyroglutamová)
• Meze detekce v rozmezí 1–6 μM; linearita R2 > 0,99998
• Dobrá přesnost retence (%RSD tR < 0,02) a plochy píku (%RSD area < 1,7)
• Analýza pěti pivních vzorků prokázala rozdíly ve složení kyselin, například citrát 0,99–5,63 mM, mléčná kyselina 0,58–5,07 mM

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká selektivita a citlivost pro široké spektrum organických kyselin
• Opakovatelnost a robustnost vhodná pro rutinní QA/QC i výzkumné laboratoře
• Možnost sledovat změny chemického složení piva a optimalizovat fermentační procesy

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace overlap funkce k dalšímu zkrácení analýzy
• Automatizace přípravy vzorků a integrace s dalšími detekčními technikami (MS, UV/VIS)
• Vývoj miniaturizovaných a rychlejších chromatografických systémů
• Rozšíření aplikace na jiné potravinářské matrixy a biotechnologické vzorky

Závěr

Vyvinutá IEC metoda s post-column pH pufrováním a vodivostní detekcí nabídla vysoce přesnou, citlivou a opakovatelnou analýzu organických kyselin v pivu. Díky možnosti overlap injekcí je vhodná i pro vysokoprůchodové aplikace.

Reference

• Anderson H.E., Santos I.C., Hildenbrand Z.L., Schug K.A. Analytica Chimica Acta. 2019;1085:1–20.
• Shimadzu Application News No. 01-00171-EN. Nexera Organic Acid Analysis System and its Application.
• Shimadzu Technical Report C190-E237A. High-Speed Analysis of Organic Acids Using Shim-pack Fast-OA and pH-Buffered Electrical Conductivity Detection.