Methods for verifying the authenticity of hops – an effective tool against falsification

Význam tématu

Autenticita odrůd chmele je zásadní pro zachování kvality piva, ochranu chmelařských komodit a prevenci ekonomických ztrát způsobených falzifikací. Přesná identifikace odrůd zajišťuje konzistentní senzorický profil i důvěru pěstitelů a zpracovatelů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek poskytuje ucelený přehled chemotaxonomických a genetických přístupů k ověřování autenticity chmele, hodnotí historický vývoj metod od gravimetrie a titrací po moderní chromatografii, spektrometrii a molekulární markery a popisuje nejnovější výsledky české spolupráce z let 2015–2016.

Použitá metodika a instrumentace

Chemotaxonomická analýza sekundárních metabolitů:

• HPLC pro stanovení alfa- a beta-hořkých kyselin a polyfenolů
• GC-FID a GC-MS pro složení silic
• GC×GC-TOF/MS a LC-MS pro vícerozměrné profilování
• Headspace-SPME, termická desorpce, fluidní lože a 2D NMR pro izolaci a charakterizaci minoritních složek

Genetická analýza:

• RFLP, RAPD, AFLP pro širší polymorfismy
• STS, SSR, EST-SSR a SNP markery pro cílenou genotypizaci
• DArT čipová technologie pro vysokokapacitní screening

Hlavní výsledky a diskuse

Chemické profily hořkých kyselin, silic a proanthokyanidinů prokazují odrůdovou specifičnost i regionální variace. Moderní 2D chromatografie a spektrometrie umožňují detekci stovek komponent a selektivní označení falzifikátů. Molekulární markery (SSR, EST-SSR, STS) na souboru 150 genotypů vedly ke konstrukci dendrogramu biodiverzity českých i zahraničních odrůd. Clusterová analýza proanthokyanidinů potvrdila shodu chemického a genetického rozlišení klíčových sort.

Přínosy a praktické využití metody

Výsledné postupy zajišťují rychlé odhalení smíšeného či náhradního materiálu v procesu produkce i v hotových extraktech. Metody naleznou využití v QA/QC laboratořích, státní kontrole odrůdové čistoty i v ochraně registrovaných sort před neoprávněným šířením.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekáváme rozvoj omických přístupů, plné nasazení NGS-sekvenování pro SNP-genotypizaci, využití strojového učení pro analýzu chromatografických dat a miniaturizované senzory pro on-site kontroly přímo u pěstitelů.

Závěr

Kombinace chemotaxonomických a genetických metod poskytuje nejvyšší spolehlivost při verifikaci odrůd chmele. Moderní instrumentace a nové molekulární markery umožňují aplikaci ve všech fázích výrobního cyklu a posilují bezpečnost i kvalitu pivovarsko-sladařského sektoru.

Reference

• Abbott M.S., Fedele M.J., 1994: A DNA-based identification procedure for hop leaf tissue. J. Inst. Brew., 100: 283–285.
• Analytica ASBC, 1992: Methods of the American Society of Brewing Chemists. St. Paul, MN.
• Analytica EBC, 1998: Analytica-EBC Section 7 Hops and Hop Products. Nürnberg.
• Farag M.A., Porzel A., Schmidt J., Wessjohann L.A., 2012: Metabolite profiling and fingerprinting of commercial cultivars of Humulus lupulus L.(hop). Metabolomics, 8: 492–507.
• Inui T., Tsuchiya F., Ishimaru M. et al., 2013: Different beers with different hops. J. Agric. Food Chem., 61: 4758–4764.
• Krofta K., Patzak J., 2011: Investigation of Czech hop varieties authenticity. Kvasny Prum., 57: 296–303.
• Olšovská J., Dušek M., Zušťáková V., Mikyška A., 2015: Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách. Kvasny Prum., 61: 296–304.
• Štěrba K., Čejka P., Jurková M. et al., 2015: Determination of linalool in different hop varieties using a new fluidized-bed extraction method. J. Am. Soc. Brew. Chem., 73: 151–158.