Ми використовуємо файли cookie, щоб покращити ваш досвід.Продовжуючи перегляд цього веб-сайту, ви погоджуєтеся на використання файлів cookie.Більше інформації.
Основним інгредієнтом пива є хміль.У смаках багатьох сортів пива вони забезпечують життєво важливий баланс солоду.Вони також допомагають осаджувати білки тощо під час кип’ятіння.Хміль також має консервуючі властивості, які допомагають зберегти пиво свіжим і вільним від бактерій.
Існує багато видів хмелю та різноманітні смаки.Оскільки з часом смак слабшає, хміль потрібно обережно зберігати та використовувати, коли він свіжий.Тому якість хмелю необхідно характеризувати, щоб пивовар міг розробити та постачати бажаний продукт.
У хмелі є багато сполук, які можуть впливати на смак, тому характеристика аромату хмелю дуже складна.Компоненти типового хмелю перераховані в таблиці 1, а в таблиці 2 перераховані деякі ключові ароматичні сполуки.
Традиційний метод оцінки якості хмелю полягає в тому, щоб дозволити досвідченому пивовару подрібнити трохи хмелю пальцями, а потім понюхати вивільнений аромат, щоб оцінити хміль за відчуттями.Це достовірно, але необ’єктивно, і не містить кількісної інформації, необхідної для прийняття правильного рішення щодо використання хмелю.
У цьому дослідженні описується система, яка може виконувати об’єктивний хімічний аналіз ароматів хмелю за допомогою газової хроматографії/мас-спектрометрії, а також надає користувачам метод моніторингу нюхових відчуттів кожного компонента, що виділяється з хроматографічної колонки.
Статичне відбирання проб у вільному просторі (HS) дуже підходить для вилучення ароматичних сполук із хмелю.Як показано на малюнку 1, помістіть зважений хміль (частинки або листя) у скляний флакон і закрийте його.
Малюнок 1. Хміль, який очікує на аналіз у пляшці із зразком вільного простору.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Далі флакон нагрівають у духовці при заданій фіксованій температурі протягом заданого фіксованого періоду часу.Система відбору проб у вільному просторі відбирає деяку кількість пари з флакона та вводить її в колонку ГХ для розділення та аналізу.
Це дуже зручно, але статичне впорскування у вільному просторі забезпечує лише частину пари у вільному просторі до колонки ГХ, тому воно справді найкраще для сполук високої концентрації.
Часто виявляється, що при аналізі складних зразків низький вміст певних компонентів є критичним для загального аромату зразка.
Система уловлювачів у вільному просторі використовується для збільшення кількості зразка, що вводиться в колонку ГХ.Використовуючи цю технологію, більша частина або навіть весь вільний простір пари проходить через адсорбційну пастку для збору та концентрації ЛОС.Потім пастка швидко нагрівається, і десорбовані компоненти переносяться в колонку ГХ.
Використовуючи цей метод, кількість пари проби, що надходить у колонку ГХ, можна збільшити до 100 разів.Дуже підходить для аналізу аромату хмелю.
На малюнках 2-4 спрощено показано роботу уловлювача HS – інші клапани та трубопроводи також необхідні, щоб пари проби досягали місця, куди вони повинні бути.
Малюнок 2. Схематична діаграма системи HS-уловлювачів, на якій показано флакон балансу під тиском газу-носія.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Малюнок 3. Схематична діаграма системи уловлювача H2S, що демонструє викид простору під тиском із флакона в адсорбційну пастку.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Рисунок 4. Схематична діаграма системи пастки HS, яка показує, що ЛОС, зібрані в адсорбційній пастці, термічно десорбуються та вводяться в колонку ГХ.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
По суті, принцип дуже схожий на класичний статичний вільний простір, але після підвищення тиску пари, наприкінці етапу врівноваження флакона, він повністю спустошується через адсорбційну пастку.
Для того, щоб ефективно видаляти весь вільний простір пари через адсорбційну пастку, процес можна повторити.Після завантаження пастки вона швидко нагрівається, і десорбований ЛОС переноситься в колонку ГХ.
Робоча конячка Clarus® 680 GC є ідеальним доповненням до решти системи.Оскільки хроматографія не є вимогливою, можна використовувати прості методи.Важливо мати достатній час між сусідніми піками для нюхового моніторингу, щоб користувач міг відрізнити їх один від одного.
Завантаження якомога більшої кількості зразків у хроматографічну колонку без перевантаження також допомагає надати носу користувача найкращу можливість їх виявити.З цієї причини використовується довга колонка з густою нерухомою фазою.
Для розділення використовуйте дуже полярну нерухому фазу типу Carbowax®, оскільки багато компонентів (кетони, кислоти, складні ефіри тощо) у хмелі є дуже полярними.
Оскільки еффлюент колонки повинен забезпечувати MS і нюховий порт, необхідна певна форма розділювача.Це жодним чином не повинно впливати на цілісність хроматограми.Тому він повинен бути високоінертним і мати внутрішню геометрію малого обсягу.
Використовуйте підживлювальний газ у розгалужувачі, щоб додатково стабілізувати та контролювати швидкість розділеного потоку.S-SwaferTM — чудовий активний спектроскопічний прилад, який дуже підходить для цієї мети.
S-Swafer налаштований на розподіл потоку колонки між детектором MS і нюховим портом SNFR, як показано на малюнку 6. Співвідношення розподілу між детектором і нюховим портом визначає MS і SNFR шляхом вибору обмежувальної трубки, підключеної між поміняти вихідний отвір і нюховий порт.
Рисунок 6. S-Swafer, налаштований для використання з Clarus SQ 8 GC/MS і SNFR.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Програмне забезпечення Swafer, підключене до системи Swafer, можна використовувати для розрахунку цього коефіцієнта розподілу.На рисунку 7 показано, як використовувати цей калькулятор для визначення робочих умов S-Swafer для цієї програми.
Рисунок 7. Утиліта Swafer показує параметри, які використовуються для цього завдання визначення характеристик аромату хмелю.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Мас-спектрометр є ключовою частиною системи визначення характеристик аромату.Важливо не тільки виявити та описати аромат різних компонентів, що виділяються з колонки ГХ, але й визначити, що це за компоненти та скільки їх може міститися в хмелі.
З цієї причини квадрупольний мас-спектрометр Clarus SQ 8 є ідеальним вибором.Він швидко ідентифікує та кількісно визначає компоненти за допомогою класичних спектрів у наданій бібліотеці NIST.Програмне забезпечення також може взаємодіяти з нюховою інформацією, описаною далі в цьому дослідженні.
Зображення кріплення SNFR показано на малюнку 8. Він підключений до GC через гнучку лінію передачі нагріву.Вихідні води розділеної колони протікають через дезактивовану трубку з плавленого кремнезему до скляного носового затискача.
Користувач може захоплювати голосову розповідь через вбудований мікрофон і контролювати інтенсивність аромату ароматичних сполук, що виділяються з колонки ГХ, регулюючи джойстик.
На малюнку 9 зображено загальну іонну хроматограму (TIC) чотирьох типових сортів хмелю з різних країн.Частина Халлертау в Німеччині виділена та розширена на малюнку 10.
Рисунок 9. Типова TIC хроматограма зразка з чотирма стрибками.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Як показано на малюнку 11, потужні функції MS дозволяють ідентифікувати конкретні піки з їхніх мас-спектрів шляхом пошуку в бібліотеці NIST, що входить до системи Clarus SQ 8.
Рисунок 11. Мас-спектр піку, виділеного на малюнку 10. Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
На малюнку 12 показано результати цього пошуку.Вони чітко вказують на те, що пік елюювання на 36,72 хвилині є 3,7-диметил-1,6-октадієн-3-ол, також відомий як ліналоол.
Рисунок 12. Масові результати пошуку в бібліотеці, показані на малюнку 11. Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Ліналоол є важливою ароматичною сполукою, яка може надати пиву ніжний квітковий аромат.За допомогою калібрування ГХ/МС зі стандартною сумішшю цієї сполуки можна кількісно визначити кількість ліналоолу (або будь-якої іншої ідентифікованої сполуки).
Карту розподілу характеристик хмелю можна встановити шляхом подальшої ідентифікації хроматографічних піків.На малюнку 13 показано більше піків, ідентифікованих на хроматограмі Халлертау в Німеччині, показаній на малюнку 9 раніше.
Рисунок 13. Типова TIC хроматограма зразка з чотирма стрибками.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
Зазначені піки – це переважно жирні кислоти, що вказує на ступінь окислення хмелю в цьому конкретному зразку.Пік насиченого мірцену менший, ніж очікувалося.
Ці спостереження вказують на те, що цей зразок є досить старим (це правда – це старий зразок, який неправильно зберігається).Хроматограми чотирьох додаткових зразків хмелю показані на малюнку 14.
Малюнок 14. Хроматограма TIC наступного зразка з чотирма стрибками.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
На малюнку 15 показано приклад хроматограми з пропуском, де аудіорозповідь і запис інтенсивності графічно накладаються.Аудіорозповідь зберігається у стандартному форматі файлу WAV і може бути відтворена оператором із цього екрана в будь-якій точці відображеної хроматограми простим клацанням миші.
Малюнок 15. Приклад хроматограми хмелю, що переглядається в програмному забезпеченні TurboMass™, із звуковою оповіддю та інтенсивністю аромату, накладеними графічно.Джерело зображення: PerkinElmer Food Safety and Quality
WAV-файли з дикторським текстом також можна відтворювати з більшості медіапрограм, включаючи Microsoft® Media Player, який входить до складу операційної системи Windows®.Під час запису аудіодані можна транскрибувати в текст.
Цю функцію виконує програмне забезпечення Nuance® Dragon® Naturally speak, що входить до складу продукту SNFR.
Типовий звіт про аналіз стрибків показує розповідь, транскрибовану користувачем, і інтенсивність аромату, записану джойстиком, як показано в таблиці 9. Формат звіту – файл із значеннями, розділеними комами (CSV), придатний для прямого імпорту в Microsoft® Excel® або інше прикладне програмне забезпечення.
Таблиця 9. Типовий вихідний звіт показує текст, транскрибований з аудіорозповіді, і відповідні дані інтенсивності аромату.Джерело: PerkinElmer Food Safety and Quality