High Speed Analysis of α-Acids and β-Acids in Hops

Význam tématu

Hopové α-kwasy (humulony) a β-kwasy (lupulony) představují základní složky ovlivňující chuťový profil piva. Při výrobě piva dochází k isomerizaci α-kwasů na hořkostní iso-α-kwasy, které zásadně ovlivňují intenzitu a charakter hořkosti. β-kwasy sice přímou hořkost způsobují méně, ale ovlivňují její rovnováhu. Kromě pivovarnictví se iso-α-kwasy zkoumají pro potenciální neuroprotektivní účinky a podporu kognitivních funkcí.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout rychlou chromatografickou metodu pro simultánní stanovení α-kwasů a β-kwasů v chmelu s dobou analýzy do 5 minut, při nízkém systémovém tlaku a možnosti rozšíření o iso-α-kwasy. Studie vychází z metodik EBC 7.7 a ASBC Hops-14 a demonstruje způsob přípravy vzorků chmelových peletek i standardních roztoků.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky chmelových peletek se extrahovaly směsí methanolu a diethyletheru v kyselém prostředí, následně se filtrace provedla 0,22µm membránou. Standardní roztok se připravoval z International Calibration Extract 4 ředěním v methanolu.

Instrumentace:

• HPLC systém: Shimadzu Nexera™ XR
• Kolona: Shim-pack Velox™ C18, 50×3,0 mm, částice 1,8 µm (core‐shell)
• Mobilní fáze A: 10 mmol/L fosfátový pufr (pH 2,6) s 0,2 mmol/L EDTA
• Mobilní fáze B: methanol
• Gradient: 80 % B→90 % B (3 min)→zpět na 80 % B (3,01–5 min)
• Teplota kolony: 40 °C
• Průtok: 0,7 mL/min
• Objem injekce: 2 µL
• Detekce: UV 314 nm (pro α-/β-kwasy), UV 270 nm (pro iso-α-kwasy)

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza standardních vzorků ukázala dobře rozlišené skupiny α- a β-kwasů s celkovou dobou běhu 5 min a maximálním provozním tlakem přibližně 26 MPa. Pro extrakci dvou typů chmelových peletek (Hop A a Hop B) byly průměrné koncentrace α-kwasů 5,1 % a 9,5 % a β-kwasů 14,3 % a 24,0 %. Relativní odchylky stanovení i recoveries se pohybovaly kolem 1–2 %, s účinností zpětného přídavku 98–102 %. Simultánní stanovení iso-α-kwasů po přidání standardu do extraktu dosáhlo recoverie 99,7 %.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlá analýza

• snižuje časovou náročnost rutinních stanovení v pivovarech a kvalitativních laboratořích
• nízký tlak umožňuje použití cenově dostupných rozpouštědel
• simultánní stanovení iso-α-kwasů rozšiřuje aplikační spektrum metody

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším rozvojem může být integrace online extrakce, automatizované přípravné roboty a hyphenované techniky (HPLC-MS) pro detailní profilaci jednotlivých homologů. Dále se očekává aplikace metody v potravinářském výzkumu a farmaceutickém průmyslu pro studium bioaktivních vlastností iso-α-kwasů.

Závěr

Byla úspěšně vyvinuta a validována rychlá HPLC metoda na Nexera XR s Shim-pack Velox kolonu pro simultánní stanovení α- a β-kwasů v chmelu za méně než 5 minut. Metoda nabízí vysokou přesnost, reproducibilitu a možnost rozšíření o iso-α-kwasy, což přináší přidanou hodnotu pro pivovarskou i biochemickou analýzu.

Reference

• American Society of Brewing Chemists, ASBC Methods of Analysis, Hops-14
• European Brewery Convention, EBC ANALYTICA, 7.7