Análisis de compuestos volátiles en la fermentación de cerveza

INTRODUCCIÓN

El análisis químico de bebidas alcohólicas es un paso importante en el control de calidad, ya que se utiliza para monitorear los perfiles de sabor en los lotes, estudiar los cambios químicos en el producto a lo largo del tiempo e identificar la fuente de cualquier problema (por ejemplo, sabores desagradables).

El complejo sabor de la cerveza es principalmente el resultado de los ingredientes utilizados, el método de elaboración y las condiciones durante la fermentación, y el análisis de la cerveza a lo largo de este proceso puede ser invaluable para monitorear la fermentación y establecer el punto en el que ocurren los problemas. Al ser una de las bebidas más consumidas en todo el mundo, las técnicas analíticas rápidas y confiables son esenciales para mantenerse al día con la demanda y la producción.

La cromatografía de gases o de líquidos y la espectrometría de masas (GC / MS o LC / MS, respectivamente) se utilizan tradicionalmente para el control de calidad en la industria de bebidas y bebidas espirituosas; sin embargo, estas técnicas pueden llevar mucho tiempo y no necesariamente son ideales para un análisis rápido y de alto rendimiento.

MÉTODO

Figura 1: Advión exprensaion® CMS con línea de transferencia de calor vAPCI.

Figura 2: Esquema de vAPCI / CMS.

Se recolectaron alícuotas de la cerveza casera (1 mL) y se analizaron a las 12 horas, 4 días y 14 días del proceso de fermentación, además de hojas de lúpulo en mosaico (1 g). La cerveza casera también contenía lúpulos simcoe y citra, que no fueron analizados.

Cada alícuota se selló en un vial de vidrio y se calentó a 70 ° C durante 10 minutos. El espacio de cabeza fue atraído directamente al CMS por el efecto Venturi de la fuente de vAPCI para su análisis. Las muestras se analizaron en modo de iones positivos en un rango de 30-300 m / z, con un tiempo de exploración de 400 ms.

RESULTS AND DISCUSSION

Figura 3: Espectros de masas del espacio de cabeza de cerveza casera a (A) 12 horas, (B) 4 días y (C) 14 días) en fermentación.

Hubo cambios distintos en el perfil volátil general, notablemente el aumento gradual en el ión m / z 93, probablemente el dímero de etanol protonado (Figura 3). La concentración de estos iones se estabilizó en el punto de tiempo de 4 días, lo que demuestra que la fermentación se produjo principalmente en los primeros días.

Figura 4: Espectro de masas de lúpulo mosaico, añadido 4 días de fermentación.

También se analizó el espacio de cabeza de los lúpulos de mosaico utilizados en esta cerveza casera. El espectro de masas del lúpulo (Figura 4) estuvo dominado por iones en m / z 81, 137 y 273, todos los cuales son iones comunes asociados con los terpenos, una clase de compuestos responsables de muchos de los aromas y sabores del lúpulo. Muchos de estos compuestos tienen los mismos pesos moleculares y, por tanto, sería necesario un análisis adicional para diferenciar e identificar estos componentes. Los componentes derivados del lúpulo se detectan fácilmente en las alícuotas de cerveza, particularmente después del punto de tiempo de 4 días, cuando se agregaron lúpulos adicionales.

CONCLUSIONES

Este estudio demuestra el uso de Advion exprensaion® CMS con vAPCI para el análisis de compuestos volátiles del espacio de cabeza de la cerveza casera y el lúpulo. La interfaz asistida por Venturi del instrumento permitió un muestreo rápido de volátiles, lo que permitió observar el perfil volátil cambiante de la cerveza casera durante todo el proceso de fermentación. Este método simple sería adecuado para un control de calidad rápido durante la producción de bebidas alcohólicas.