Simultaneous Analysis of Beer Components (Xanthohumol, Isoxanthohumol, Humulinones, Iso-α-Acids, α-Acids, and β-Acids)

Význam tématu

Analýza bioaktivních složek chmele a piva je zásadní pro výzkum funkčních látek i pro kontrolu kvality ve výrobě. Xanthohumol a isoxanthohumol se pro své antioxidační, protizánětlivé a antivirové účinky řadí mezi perspektivní přísady do funkčních potravin. Humulinony a iso-α-kyseliny ovlivňují hořkost a přispívají ke stabilitě chuti, zatímco α- a β-kyseliny jsou klíčovými indikátory suroviny i technologického procesu.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit HPLC metodu pro simultánní kvantifikaci šesti skupin sloučenin (xanthohumol, isoxanthohumol, humulinony, iso-α-kyseliny, α-kyseliny, β-kyseliny) v pivu. Metoda vychází z doporučení EBC 9.47 a zahrnuje přípravu kalibračních křivek i testování na reálných pivních vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci a detekci byl použit HPLC systém Shimadzu i-Series LC-2050C 3D vybaven kolonkou Shim-pack Velox Biphenyl (100×3,0 mm, 2,7 μm). Mobilní fáze A tvořil fosfátový pufr pH 2,6 s EDTA, fáze B acetonitril. Gradientní program pokrýval 29–95 % organiky během 32 minut při průtoku 0,7 mL/min a teplotě kolony 40 °C. Detekce probíhala na vlnových délkách 270 nm (humulinony, iso-α), 280 nm (isoxanthohumol), 314 nm (α- a β-kyseliny) a 370 nm (xanthohumol).
Vzorky piva se před analýzou odplynily, doplnily 1-oktanolem jako antifoaming, následovalo sonikování, odstřeďování a filtrace 0,22 μm membránou.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky všech analyzovaných složek vykázaly koeficient determinace nad 0,999, což potvrzuje výbornou linearitu. Reprodukovatelnost měření (RSD, n=6) se pohybovala mezi 0,4 a 3,4 %. Spike-recovery testy na vzorku Pivo 1 prokázaly návratnost 92–111 %, což dokládá přesnost metody. V analyzovaných pivech se koncentrace xanthohumolu pohybovala od 0,01 do 1,77 mg/L, isoxanthohumolu od 0,71 do 1,26 mg/L a hořkých látek (humulinony, iso-α-kyseliny, α-kyseliny, β-kyseliny) v rozsahu 0,84 až 34,72 mg/L.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje rychlou a spolehlivou kvantifikaci klíčových bioaktivních složek.
• Podporuje kontrolu kvality a standardizaci výrobních procesů v pivovarech.
• Přispívá k vývoji funkčních nápojů s definovanými zdravotními přínosy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrované on-line HPLC systémy pro průběžný monitoring během výroby.
• Rozšíření metodiky o LC-MS/MS detekci pro vyšší selektivitu a nižší limity detekce.
• Automatizace předúpravy vzorků a miniaturizace analytických protokolů.
• Analýza dalších bioaktivních složek a metabolitů vznikajících během skladování.

Závěr

Navržená HPLC metoda pro simultánní stanovení xanthohumolu, isoxanthohumolu a hořkých kyselin v pivu vykazuje vynikající linearitu, přesnost i reprodukovatelnost. Je vhodná pro rutinní analýzy v pivovarech i ve výzkumných laboratořích zaměřených na funkční vlastnosti piva.

Reference

1. Vázquez Loureiro P. Determination of Xanthohumol in Hops, Food Supplements and Beers by HPLC, foods, 2019.
2. Żołnierczyk AK et al. Isoxanthohumol – Biologically active hop flavonoid, Fitoterapia, 2015.
3. Morita A. High Speed Analysis of α-Acids and β-Acids in Hops, Shimadzu Co., 01-00025-EN.
4. European Brewery Convention. EBC ANALYTICA, 9.47.
5. European Brewery Convention. EBC ANALYTICA, 7.15.
6. European Brewery Convention. EBC ANALYTICA, 9.50.
7. Nimubona D et al. Approximate shelf life prediction of lager beer via iso-α-acid degradation, Journal of Food Engineering, 2012.