Ferulová kyselina v pivovarnictví metodou UPLC s PDA detekcí | LabRulez LCMS

Sledování změn obsahu ferulové kyseliny v pivovarských surovinách metodou UPLC s PDA detekcí

Byla zavedena nová metoda na stanovení ferulové kyseliny v pivovarských surovinách pomocí UPLC-PDA. Obsah ferulové kyseliny ve sladu byl vždy vyšší než obsah v ječmeni.
Unsplash/Markus Spiske: Sledování změn obsahu ferulové kyseliny v pivovarských surovinách metodou UPLC s PDA detekcí

Unsplash/Markus Spiske: Sledování změn obsahu ferulové kyseliny v pivovarských surovinách metodou UPLC s PDA detekcí

Práce se zabývá sledováním změn obsahu ferulové kyseliny v řadě ječmen-slad-sladina. Bylo analyzováno 21 vzorků odrůd ječmene, které pocházely ze 4 rozdílných lokalit. Ferulová kyselina byla ze vzorků ječmene a sladu po homogenizaci uvolněna alkalickou hydrolýzou a extrakt byl po úpravě pH přečištěn pomocí SPE. Pro analytické stanovení kyseliny ferulové v pivovarských surovinách byla použita optimalizovaná a validovaná ultrarychlá kapalinová chromatografie (UPLC-PDA). Obsah ferulové kyseliny v ječmeni se pohyboval v rozmezí 639,0 až 1555,8 mg.kg⁻¹, ve sladu 1441,7 až 2174,6 mg.kg⁻¹ a ve sladině 3,91 až 9,09 mg.l⁻¹.

1 ÚVOD

Rostlinné polyfenoly jsou amorfní látky, které jsou obsaženy v nejrůznějších částech rostliny – v kůře, dřevě, listech, plodech i kořenech. Společným rysem polyfenolů je, že obsahují jedno nebo více aromatických jader substituovaných hydroxylovými skupinami (1, 2). Polyfenolové látky, které jsou obsaženy v pivovarských surovinách a v pivu, se významně uplatňují v procesu zajištění a udržení kvality a stability piva. Tyto látky díky svým antioxidačním schopnostem ovlivňují senzorické vlastnosti a celkovou trvanlivost piva, hrají důležitou roli v technologii jeho výroby a v konečném stadiu pak přispívají k zdravotně pozitivnímu hodnocení piva jako zdroje přírodních antioxidantů.

Polyfenoly vyskytující se v pivovarnickém procesu lze rozdělit do dvou velkých skupin. Do první skupiny patří flavonoidy, které se dále dělí na flavany, antokyany a flavonoly. Druhou skupinu tvoří enolické kyseliny zahrnující deriváty benzoové kyseliny (salicylová kyselina, gentisová kyselina, p-hydroxybenzoová kyselina, protokatechová kyselina, gallová kyselina, vanilová kyselina a syryngová kyselina) a deriváty skořicové kyseliny (p-kumarová kyselina, kávová kyselina, ferulová kyselina a sinapová kyselina) (1).

Ferulová kyselina (4-hydroxy-3-methoxyskořicová) patří mezi hlavní vázané nízkomolekulární fenolové kyseliny v zrnu ječmene a vyskytuje se především v jeho vnějších vrstvách. V průběhu sladování se její obsah zvyšuje až dvojnásobně. Velký význam má antioxidační aktivita ferulové kyseliny v ječmeni a biochemickém procesu výroby piva. Spolu s ostatními polyfenolickými látkami se podílí na stabilitě a zachování kvalitativních znaků piva (1, 3).

2 EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST

2.1 Chemikálie

Standard ferulové kyseliny, čistota 99% (Fluka); hydroxid sodný, (Merck); kyselina chlorovodíková (Sigma-Aldrich); kyselina fosforečná (Fluka); dihydrogenfosforečnan sodný (Fluka); acetonitril CHROMASOLV pro HPLC gradient grade (Sigma-Aldrich); methanol G CHROMASOLV gradient grade, ACS (Sigma-Aldrich).

2.2 Analyzované vzorky
Ječmen

Celková ferulová kyselina byla stanovena v 21 odrůdách ječmene (Tolar, Jersey, Malz, Prestige, Diplom, Calgary, Bojos, Radegast, Sebastian, Braemar, Xanadu, Blaník, Poet, Westminster, Aksamit, Spilka, Beatrix, Orthega, Bolina, Pribina, a Tocada) ze sklizně z roku 2006. Vzorky pocházely ze 4 pěstebních lokalit – Lednice, Věrovany, Čáslav a Hradec nad Svitavou.

Slad

Slady byly připraveny v mikrosladovně Sladařského ústavu VÚPS v Brně obvyklým způsobem dle metodiky EBC (5).

Sladina

Sladina byla připravena tzv. kongresním postupem, což je standardně provedený infuzní rmutovací postup s jemně rozemletým sladem (5).

2.3 Příprava standardu

Byl připraven zásobní roztok standardu ferulové kyseliny o koncentraci 100 mg.l⁻¹ v methanolu. Roztok byl uchováván v temnu při 5 °C a je stabilní po dobu 1 týdne. Byla připravena sedmibodová kalibrační křivka o koncentracích 0,5, 1, 2, 4, 6, 8, 10 mg.l⁻¹. Kalibrační křivka byla lineární v daném rozsahu s regresním koeficientem 0,9984.

2.4 Příprava vzorků
2.4.1 Ječmen, slad

K 1 g pomletého vzorku bylo přidáno 30 ml destilované vody. Po homogenizaci byl vzorek hydrolyzován 30 ml 2 mol.l⁻¹ hydroxidu sodného a třepán 1 hodinu na třepačce. K extraktu bylo přidáno 5,2 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové a pH bylo upraveno pomocí 6 mol.l⁻¹ HCl na výslednou hodnotu pH 3. Extrakt byl doplněn destilovanou vodou na objem 100 ml. Poté byl převeden do centrifugační zkumavky a odstřeďován při 4000 min⁻¹ po dobu 15 minut. 1 ml supernatantu byl přečištěn pomocí SPE extrakce. Kolonka RP-102 Resin byla před použitím kondicionována 5 ml methanolu a poté 5 ml deionizované vody. Na kolonku byl nanesen 1ml vzorku. Kolonka byla promyta 5 ml vody. Následná eluce byla provedena 1,7 ml methanolu. Přečištěný extrakt byl přefiltrován pomocí teflonového membránového filtru (0,2 μm) a převeden do vialky.

2.4.2 Sladina

1 ml supernatantu, získaného postupem dle 2.4.1., byl přečištěn pomocí SPE extrakce. Kolonka RP-102 Resin byla před použitím kondicionována 5 ml methanolu a poté 5 ml deionizované vody. Na kolonku byl nanesen 1 ml vzorku. Kolonka byla promyta 50 ml deionizované vody. Následná eluce byla provedena 1,7 ml methanolu. Přečištěný extrakt byl přefiltrován pomocí teflonového membránového filtru (0,2 μm) a převeden do vialky.

2.5 Analytická metoda

Pro analytické stanovení celkové ferulové kyseliny v pivovarských surovinách (ječmen, slad, sladina) byl použit kapalinový chromatograf UPLC WATERS ACQUITY WATERS 2996 s PDA detektorem. Separace byla provedena na chromatografické koloně ACQUITY UPLC BEH C18. (2,1 mm × 100 mm s velikostí částic 1,7 μm) pomocí gradientové eluce. Mobilní fáze A byla 10 mmol.l⁻¹ fosfátový pufr upravený kyselinou fosforečnou na pH 3, mobilní fáze B byl acetonitril. Separace byla provedena při 40 °C při průtoku 0,5 ml.min⁻¹. Podmínky gradientové eluce byly následující: lineární od 5 do 60% B od 0 do 0.8 min, 60% B od 2 do 2.2 min, lineární od 60 do 5% B od 2.2 do 3 min. UV detekce byla při vlnové délce 300 nm. Délka analýzy byla 5 minut. Opakovatelnost (repeatability) stanovení ferulové kyseliny byla <5 % RSD. Výtěžnost SPE se pohybovala mezi 80–90 %.

3 VÝSLEDKY A DISKUSE

Kalibrační křivka pro stanovení celkové ferulové kyseliny u pevných matric byla lineární v rozsahu 170,0 až 2550,0 mg.kg⁻¹ (koncentrace ferulové kyseliny v reálném vzorku), regresní koeficient byl 0,9981, limit detekce 30 mg.kg⁻¹. Kalibrační křivka pro stanovení celkové ferulové kyseliny u kapalných matric byla lineární v rozsahu 1,7 až 25,5mg.l⁻¹ (koncentrace ferulové kyseliny v reálném vzorku), regresní koeficient 0,9964, limit detekce 0,5 mg.l⁻¹.

Jednotlivé odrůdy ječmene se liší v obsahu ferulové kyseliny. U 21 analyzovaných odrůd ječmene se obsah pohyboval mezi 639,0 až 1555,0 mg.kg⁻¹ (tab.1). Největší shody ve všech lokalitách dosáhla odrůda Malz (2,1 % RSD), nejvíce byly výsledky rozptýleny u odrůdy Xanadu (33,9 % RSD). Průměrný obsah ferulové kyseliny v ječmeni byl 935,1 mg.kg-1 (11,1 % RSD). Rozdíly obsahu ferulové kyseliny mohou být způsobeny především různými povětrnostními podmínkami v pěstebních lokalitách. Ve vzorcích ječmene pocházejících z lokality Lednice byly zjištěny nejvyšší hodnoty. Předpokládá se, že vzrůstající nadmořská výška může mít vliv na poměr volné a vázané ferulové kyseliny v ječmeni ve prospěch volné kyseliny (4, 6, 7).

Tab.1 Obsah ferulové kyseliny v ječmeni, sladu a sladině

Ve vzorcích sladů, vyrobených z analyzovaných odrůd ječmenů, se obsah ferulové kyseliny pohyboval mezi 1441,7 až 2174,6 mg.kg⁻¹ (tab. 1). Vyšší obsah ferulové kyseliny byl způsoben uvolněním vázané ferulové kyseliny z ječmene během sladovacího procesu. Největší shody ve všech lokalitách dosáhla odrůda Westminster (2,7 % RSD), nejvíce byly výsledky rozptýleny u odrůdy Prestige (15,0 % RSD). Průměrný obsah ferulové kyseliny ve sladu byl 1783,5 mg.kg⁻¹ (9,4 % RSD).

Nárůst obsahu ferulové kyseliny v řadě ječmen – slad se pohyboval od 7 do 164 %. Největší navýšení dosáhla odrůda Aksamit z lokality Věrovany, nejnižší nárůst obsahu ferulové kyseliny byl u odrůdy Blaník z lokality Lednice. Obecně lze říct, že z ječmene s vyšším obsahem ferulové kyseliny byl vyroben slad, kde došlo k menšímu nárůstu obsahu této kyseliny. Patrně to bylo způsobeno poměrem volné a vázané kyseliny v ječmeni.

Ve vzorcích jednotlivých sladin se obsah ferulové kyseliny pohyboval v rozmezí od 3,9 do 9,1 mg.l⁻¹ (viz tab. 1). Největší shody ve všech lokalitách dosáhla odrůda Diplom (9,6 % RSD), nejvíce byly výsledky rozptýleny u odrůdy Orthega (23,5 % RSD). Průměrný obsah kyseliny ferulové ve sladině byl 6,6 mg.l⁻¹ (14,9 % RSD).

4 ZÁVĚR

Byla zavedena nová metoda na stanovení ferulové kyseliny v pivovarských surovinách pomocí UPLC-PDA. Obsah kyseliny ferulové v ječmeni se pohyboval v rozmezí 639,0 až 1555,0 mg.kg⁻¹ , ve sladu 1441,7 až 2174,6 mg.kg⁻¹ a ve sladině 3,91 až 9,09 mg.l⁻¹.

Obsah ferulové kyseliny ve sladu byl vždy vyšší než obsah v ječmeni. Z ječmenů s vyšším obsahem ferulové kyseliny byly vyrobeny slady, kde došlo k menšímu nárůstu obsahu této kyseliny.

Kvasný průmysl
 

Mohlo by Vás zajímat

Routine Determination of Trifluoroacetic Acid (TFA) and Difluoroacetic Acid (DFA) in Surface and Drinking Water by Direct Injection Using UPLC-MS/MS

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Životní prostředí

Efficient Method Development on Pharmaceutical Impurities Using Single Quadrupole Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Identification of plastic additives in pharmaceutical packaging using a fully automated parallel extraction evaporator system and UHPLC-HRMS

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

How to prolong the lifetime of your HPLC column

Technické články
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Spotřební materiál, LC kolony
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
---

Quantitative Determination of Fat-Soluble Vitamins in Infant Formula by LC-MS/MS Method with Supported Liquid Extraction (SLE)

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Cílem této práce byla optimalizace podmínek separace proanthokyanidinů ve vybraných pivovarských surovinách pomocí HPLC/HRMS a následně ji využít pro sledování jejich profilu během pivovarského procesu.
Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Vypracována byla nová metoda pro stanovení proanthokyanidinů pomocí HPLC-HRMS. Metoda byla využita pro sledování změn a ověření specificity profilu proanthokyanidinů.
Vědecký článek | Potraviny

Stanovení obsahu šťavelové kyseliny v ječmeni a sladu pomocí RP-HPLC

Byla optimalizována metoda stanovení kyseliny šťavelové pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s UV detekcí.
 

Mohlo by Vás zajímat

Routine Determination of Trifluoroacetic Acid (TFA) and Difluoroacetic Acid (DFA) in Surface and Drinking Water by Direct Injection Using UPLC-MS/MS

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Životní prostředí

Efficient Method Development on Pharmaceutical Impurities Using Single Quadrupole Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Identification of plastic additives in pharmaceutical packaging using a fully automated parallel extraction evaporator system and UHPLC-HRMS

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

How to prolong the lifetime of your HPLC column

Technické články
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Spotřební materiál, LC kolony
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
---

Quantitative Determination of Fat-Soluble Vitamins in Infant Formula by LC-MS/MS Method with Supported Liquid Extraction (SLE)

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Cílem této práce byla optimalizace podmínek separace proanthokyanidinů ve vybraných pivovarských surovinách pomocí HPLC/HRMS a následně ji využít pro sledování jejich profilu během pivovarského procesu.
Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Vypracována byla nová metoda pro stanovení proanthokyanidinů pomocí HPLC-HRMS. Metoda byla využita pro sledování změn a ověření specificity profilu proanthokyanidinů.
Vědecký článek | Potraviny

Stanovení obsahu šťavelové kyseliny v ječmeni a sladu pomocí RP-HPLC

Byla optimalizována metoda stanovení kyseliny šťavelové pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s UV detekcí.
 

Mohlo by Vás zajímat

Routine Determination of Trifluoroacetic Acid (TFA) and Difluoroacetic Acid (DFA) in Surface and Drinking Water by Direct Injection Using UPLC-MS/MS

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Životní prostředí

Efficient Method Development on Pharmaceutical Impurities Using Single Quadrupole Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Identification of plastic additives in pharmaceutical packaging using a fully automated parallel extraction evaporator system and UHPLC-HRMS

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

How to prolong the lifetime of your HPLC column

Technické články
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Spotřební materiál, LC kolony
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
---

Quantitative Determination of Fat-Soluble Vitamins in Infant Formula by LC-MS/MS Method with Supported Liquid Extraction (SLE)

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Cílem této práce byla optimalizace podmínek separace proanthokyanidinů ve vybraných pivovarských surovinách pomocí HPLC/HRMS a následně ji využít pro sledování jejich profilu během pivovarského procesu.
Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Vypracována byla nová metoda pro stanovení proanthokyanidinů pomocí HPLC-HRMS. Metoda byla využita pro sledování změn a ověření specificity profilu proanthokyanidinů.
Vědecký článek | Potraviny

Stanovení obsahu šťavelové kyseliny v ječmeni a sladu pomocí RP-HPLC

Byla optimalizována metoda stanovení kyseliny šťavelové pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s UV detekcí.
 

Mohlo by Vás zajímat

Routine Determination of Trifluoroacetic Acid (TFA) and Difluoroacetic Acid (DFA) in Surface and Drinking Water by Direct Injection Using UPLC-MS/MS

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Životní prostředí

Efficient Method Development on Pharmaceutical Impurities Using Single Quadrupole Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Farmaceutická analýza

Identification of plastic additives in pharmaceutical packaging using a fully automated parallel extraction evaporator system and UHPLC-HRMS

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

How to prolong the lifetime of your HPLC column

Technické články
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
Spotřební materiál, LC kolony
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
---

Quantitative Determination of Fat-Soluble Vitamins in Infant Formula by LC-MS/MS Method with Supported Liquid Extraction (SLE)

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
Příprava vzorků, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Cílem této práce byla optimalizace podmínek separace proanthokyanidinů ve vybraných pivovarských surovinách pomocí HPLC/HRMS a následně ji využít pro sledování jejich profilu během pivovarského procesu.
Vědecký článek | Potraviny

Profil proanthokyanidinů v pivu a jeho surovinách

Vypracována byla nová metoda pro stanovení proanthokyanidinů pomocí HPLC-HRMS. Metoda byla využita pro sledování změn a ověření specificity profilu proanthokyanidinů.
Vědecký článek | Potraviny

Stanovení obsahu šťavelové kyseliny v ječmeni a sladu pomocí RP-HPLC

Byla optimalizována metoda stanovení kyseliny šťavelové pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s UV detekcí.
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití

LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena.