Determination of Fatty Acids in Beer by Fast Routine Analyse

Význam tématu

Stanovení mastných kyselin v pivu je klíčové pro udržení senzorické kvality a stability produktu. Mastné kyseliny ovlivňují chuť, pěnivost a vitalitu kvasinek, přičemž jejich nadbytek může vyvolat nežádoucí žluklé, kozí či staré tóny. Pro průmyslovou praxi je nezbytné mít k dispozici rychlou, citlivou a reprodukovatelnou rutinní metodu, která zajistí kontrolu fermentačního procesu a finální kvality piva.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl vyvinout a validovat jednoduchou a úspornou analytickou proceduru pro simultánní stanovení nižších i vyšších mastných kyselin v pivu. Představuje metodu založenou na extrakci na pevné fázi (SPE) a rychlé gas chromatografii na úzkoprůměrové kapilární koloně, optimalizované pro běžné laboratorní chromatografy.

Použitá metodika

Vzorek piva (20 ml) se nejprve okyselí HCl a přidá se vnitřní standard. Provede se SPE na cartridgi LiChrolut EN (kondicionace methanolem/vodou, aplikace vzorku, promytí, sušení, eluce chloroformem). Extrakt se rozdělí na dvě části: část pro přímé stanovení C4–C10 mastných kyselin a část pro derivatizaci C12–C18 pomocí BF3–methanolu, po které následuje extrakce methylesterů do hexanu. Analýza probíhá na GC s programem 120 °C (0,7 min), rampou 30 °C/min do 200 °C (6 min), split 1:10, nosný plyn helium, injektor a detektor 220 °C.

Použitá instrumentace

• SPE kazety LiChrolut EN 200 mg/3 ml a vakuový manifold
• GC Chrompack CP 9001 se split/splitless injektorem a FID
• Autosampler Labio ASG 40
• Kapilární kolona DB-WAX 10 m × 0,18 mm × 0,18 µm
• Derivatační činidlo BF3–methanol 14 %

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu (r=0,9971–0,9999). Výtěžnost extrakce byla pro C4–C10 mastné kyseliny 96–107 % (průměr 100 %) a pro C12–C18 95–115 % (průměr 105 %). Reprodukovatelnost metody (intra-day RSD) činila 5,8–8,3 % pro středně dlouhé a 11–16 % pro dlouhé řetězce. Opakovatelnost retenčních časů na úzké kolonce byla pod 0,11 % a ploch píků do 6,4 %. Díky kolonce 0,18 mm lze analýzu završit za méně než 4 minuty.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a nízkonákladová příprava vzorku s minimem nebezpečných rozpouštědel
• Simultánní stanovení nižších i vyšších mastných kyselin
• Vysoká propustnost laboratoře díky analýze do 4 minut
• Kompatibilita s běžně používanými plynovými chromatografy
• Vhodné pro QA/QC i procesní kontrolu pivovarských provozů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace a online SPE pro vyšší průtok vzorků
• Integrace mikroextrakčních technik (SPME, SBSE) pro širší spektrum analytů
• Pokročilé detekční techniky (MS, MS/MS) pro lepší selektivitu a nižší limity detekce
• Miniaturizace a green chemistry přístupy pro úsporu rozpouštědel
• Nasazení v reálném čase pro sledování fermentace a zrání piva

Závěr

Předložená metoda SPE v kombinaci s rychlou GC na kolonce 0,18 mm poskytuje spolehlivé, reprodukovatelné a rychlé stanovení mastných kyselin v pivu. Validace prokázala vysokou linearitu, dobré obnovy i opakovatelnost a významné zkrácení analýzy do 4 minut. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality v pivovarech i analytických laboratořích.

Reference

• Horák T., Čulík J., Jurková M., Čejka P., Olšovská J. Stanovení mastných kyselin v pivu rychlou, rutinní metodou. Kvasný průmysl, 59 (2013), č. 3, s. 58–62.
• Hage D. S. Free fatty acids in beer – use of a binder-phase column in the extraction for GC assay. Proc. 4th Eur. Conf. Food Chemistry, 1987.
• Merck. ChromBook, 2nd Edition (2000); ChromBook 2006/07 (2005).
• Baltussen E. et al. Stir bar sorptive extraction (SBSE): theory and principles. J. Microcolumn Sep., 11 (1999), s. 737–747.
• Clapperton J. F. Caprylic flavour as a feature of beer flavour. J. Inst. Brew., 84 (1978), s. 90–92.