Analyse des composés volatils dans la fermentation de la bière

INTRODUCTION

L'analyse chimique des boissons alcoolisées est une étape importante dans le contrôle de la qualité, étant utilisée pour surveiller les profils de saveur à travers les lots, étudier les changements chimiques dans le produit au fil du temps et identifier la source de tout problème (par exemple, les saveurs anormales).

La saveur complexe de la bière est principalement le résultat des ingrédients utilisés, de la méthode de brassage et des conditions de fermentation, et l'analyse de la bière tout au long de ce processus peut être inestimable pour surveiller la fermentation et déterminer le point auquel les problèmes surviennent. Étant l'une des boissons les plus consommées dans le monde, des techniques analytiques rapides et fiables sont essentielles pour répondre à la demande et à la production.

La chromatographie en phase gazeuse ou liquide-spectrométrie de masse (GC/MS ou LC/MS, respectivement) est traditionnellement utilisée pour le contrôle qualité dans l'industrie des spiritueux et des boissons ; cependant, ces techniques peuvent être relativement longues et pas nécessairement idéales pour une analyse rapide à haut débit.

MÉTHODE

Figure 1: Advion exPression® CMS avec ligne de transfert de chaleur vAPCI.

Figure 2: Schéma de vAPCI/CMS.

Des aliquotes de l'homebrew (1 ml) ont été collectées et analysées 12 heures, 4 jours et 14 jours dans le processus de fermentation, en plus des feuilles de houblon mosaïque (1 g). L'homebrew contenait également des houblons simcoe et citra, qui n'ont pas été analysés.

Chaque aliquote a été scellée dans un flacon en verre et chauffée à 70 °C pendant 10 minutes. L'espace libre a été tiré directement dans le CMS par l'effet Venturi de la source vAPCI pour analyse. Les échantillons ont été analysés en mode ion positif sur une plage de 30 à 300 m/z, avec un temps de balayage de 400 ms.

RÉSULTATS ET DISCUSSION

Figure 3: Spectres de masse de l'espace de tête homebrew à (A) 12 heures, (B) 4 jours et (C) 14 jours) dans la fermentation.

Il y a eu des changements distincts dans le profil volatil global, notamment l'augmentation progressive de l'ion m/z 93, probablement le dimère d'éthanol protoné (figure 3). La concentration de cet ion atteint un plateau au point de temps de 4 jours, démontrant que la fermentation s'est produite principalement au cours des premiers jours.

Figure 4: Spectre de masse du houblon mosaïque, ajouté 4 jours après la fermentation.

L'espace libre du houblon mosaïque utilisé dans cet homebrew a également été analysé. Le spectre de masse du houblon (figure 4) était dominé par des ions à m/z 81, 137 et 273, qui sont tous des ions communs associés aux terpènes, une classe de composés responsables de nombreux arômes et saveurs du houblon. Beaucoup de ces composés ont les mêmes poids moléculaires et donc une analyse plus approfondie serait nécessaire pour différencier et identifier ces composants. Les composants dérivés du houblon sont facilement détectés dans les aliquotes de bière, en particulier après le point de temps de 4 jours, lorsque du houblon supplémentaire a été ajouté.

CONCLUSIONS

Cette étude démontre l'utilisation de l'Advion exPression® CMS avec vAPCI pour l'analyse des composés volatils de l'espace libre de la bière artisanale et du houblon. L'interface assistée par Venturi de l'instrument a permis un échantillonnage rapide des substances volatiles, permettant d'observer le profil volatil changeant de l'homebrew tout au long du processus de fermentation. Cette méthode simple conviendrait à un contrôle qualité rapide lors de la production de boissons alcoolisées.