啤酒发酵过程中挥发性成分的分析

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质谱:前expression® CMS
采样:vAPCI

引言

酒精饮料的化学分析是质量控制的一个重要步骤,用于监控各批次的风味特征、研究产品随时间的化学变化,并确定任何问题的根源(例如异味)。

啤酒的复杂风味主要是由所用成分、酿造方法和发酵过程中的条件决定的,在整个过程中对啤酒进行分析对于监测发酵和确定发生问题的点是非常宝贵的。 作为全球消费最广泛的饮料之一,快速可靠的分析技术对于跟上需求和生产的步伐至关重要。

气相或液相色谱-质谱(分别为 GC/MS 或 LC/MS)传统上用于烈酒和饮料行业的质量控制; 然而,这些技术可能相对耗时,并且对于快速、高通量分析来说不一定是理想的。

方法

图1: Advion前expression® 带有 vAPCI 传热线的 CMS。page2image34676944

图2: vAPCI/CMS 的示意图。

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除了花叶酒花叶 (1 g) 外,还在发酵过程 12 小时、4 天和 14 天后收集并分析了等份的自制啤酒 (1 mL)。 自制啤酒还含有 simcoe 和 citra 啤酒花,但未对其进行分析。

将每个等分试样密封在玻璃小瓶中并加热至 70oC 10 分钟。 顶空通过 vAPCI 源的文丘里效应直接吸入 CMS 进行分析。 在 30-300 m/z 范围内以正离子模式分析样品,扫描时间为 400 ms。

结果与讨论

图3: (A) 12 小时、(B) 4 天和 (C) 14 天)自制酒顶空的质谱图。

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整体挥发性特征有明显变化,特别是 m/z 93 离子逐渐增加,可能是质子化乙醇二聚体(图 3)。 该离子的浓度在第 4 天的时间点达到稳定水平,表明发酵主要发生在前几天。

图4: 花叶啤酒花的质谱图,添加到发酵 4 天。

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还分析了此自制啤酒中使用的马赛克啤酒花的顶部空间。 啤酒花质谱图(图 4)主要由 m/z 81、137 和 273 处的离子主导,所有这些离子都是与萜烯相关的常见离子,萜烯是导致啤酒花的许多香气和风味的一类化合物。 许多这些化合物具有相同的分子量,因此需要进一步分析来区分和鉴定这些成分。 在啤酒等分试样中很容易检测到来自啤酒花的成分,特别是在 4 天时间点之后,当添加额外的啤酒花时。

结论

本研究展示了 Advion ex 的使用expression® 带有 vAPCI 的 CMS,用于分析自酿啤酒和啤酒花顶部空间的挥发性化合物。 该仪器的文丘里辅助界面能够快速采样挥发物,从而可以在整个发酵过程中观察自制酒的挥发谱变化。 这种简单的方法适用于酒精饮料生产过程中的快速质量控制。