APPLICATION OF SOME MODERN SAMPLE PREPARATION PROCEDURES FOR QUANTITATIVE DETERMINATION OF VICINAL DIKETONES IN BEER

Význam tématu

Obsah vicinálních diketonů v pivu, zejména diacetylu a 2,3-pentandionu, má přímý vliv na jeho senzorické vlastnosti. Při překročení prahových hodnot (0,05–0,10 mg/l pro diacetyl a přibližně 1,0 mg/l pro pentandion) vzniká nežádoucí máselné či medové aroma. Spolehlivé, rychlé a selektivní stanovení těchto látek je klíčové pro kontrolu kvality piva v pivovarské praxi.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a optimalizovat moderní postup sorpční extrakce na míchací tyčince (SBSE) pro kvantitativní určení diacetylu a pentandionu v pivu a porovnat jej s konvenční mikroextrakcí na pevné fázi (SPME). Analýza se prováděla plynovou chromatografií s detekcí elektronového záchytu (ECD).

Použitá instrumentace

• Plynové chromatografy Chrompack CP 9001 a Carlo Erba HRGC 5300 Mega series
• Autosampler Labio ASG 40
• DB 624 kapilární kolona (60 m × 0,32 mm, film 1,8 µm)
• Detektor elektronového záchytu a plamenoionizační detektor
• SBSE tyčinky Gerstel Twister (10 mm, PDMS 0,5 mm)
• SPME vlákno Carbowax/divinylbenzen 65 µm (Supelco)

Metodika

SBSE: 10 ml vzorku piva obohaceného 2,3-hexandionem (40 µg/l) ve 20 ml vialce, přídavek 2 g NaCl, extrakce Twisterem (800 rpm, 20 min, RT), zpětná extrakce do 200 µl hexanu (800 rpm, 20 min). Injekce 2 µl eluátu GC–ECD.
SPME: Headspace ze 3 ml vzorku s 1,5 g NaCl a 2,3-hexandionem (40 µg/l), extrakce 30 min (RT), termální desorpce vlákna 5 min (250 °C).

Hlavní výsledky a diskuse

• Detektor ECD vykázal optimální citlivost při 180 °C.
• Salting-out efekt saturuje při 2 g NaCl, signál diacetylu až 3,5× a pentandionu až 7,7× vyšší než bez soli.
• Vyvážená extrakce i zpětná extrakce proběhne za 20 min.
• Lineární/regresní kalibrace: korelační koeficienty > 0,996 (SBSE), > 0,993 (SPME).
• Opakovatelnost SBSE pro diacetyl: RSD 20 %, pro pentandion: RSD 5,6 %; SPME 6,6 % a 5,6 %.

Přínosy a praktické využití metody

SBSE je jednoduchá, nízkonákladová alternativa k SPME, vhodná pro stanovení diketonů v mg/l úrovni bez potřeby drahého termálního desorbéru. Umožňuje selektivní přípravu vzorku s minimem meziproduktů a vysokou sorpční kapacitou.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření SBSE do online a automatizovaných systémů pro monitoring procesu kvašení. Další směřování zahrnuje vývoj multifunkčních sorpčních fází a kombinaci SBSE s hmotnostní detekcí pro zvýšení selektivity a citlivosti.

Závěr

Optimalizovaná SBSE metoda poskytuje robustní, přímou a hospodárnou přípravu vzorku pro detekci vicinálních diketonů v pivu. Přestože u diacetylu dosahuje horší opakovatelnosti než SPME, pro koncentrace nad 0,10 mg/l je plně použitelná. V pivovarském provozu může sloužit pro rychlou kontrolu kvality aroma piva.

Reference

1. Baltussen E. et al.: J. Microcolumn Sep. 11, 1999, 737–747.
2. Čulík J. et al.: Kvasny Prum. 47, 2001, 316–321.
3. Horák T. et al.: Kvasny Prum. 54, 2008, 102–107.
4. Sandra P., Hoffmann A.: Gerstel AppNotes 2000–2001.