Rapid and Simultaneous Analysis of Qualitative Parameters of Beer by FT-NIR Spectroscopy

Abstract

212KVASNY PRUM. 61 / 2015 (7-8) Rychlé a simultánní stanovení kvalitativních parametrů piva pomocí FT-NIR spektroskopieKlíčová slova: FT-NIR, pivo, alkohol, extrakt, energetická hodnota, sacharidy, hořké látky, proteiny, polyfenoly ■ ■ 1 ÚVOD Stanovení základních analytických parametrů piva je důležitou součástí posouzení jeho kvality. Podobně jako v jiných odvětvích, i v pivovarství se klade velký důraz nejen na přesnost výsledků, ale i na rychlost analýzy (highthroughput = vysoká průchodnost vzor ku). Obvykle se pro stanovení běžných komponent piva používají jednoduché analyzátory. Například pro stanovení obsahu alkoholu a relativní hustoty vzorku jsou běžně užívány referenční metody jako destilační metoda nebo pyknometrické stanovení. Pro stanovení hustoty lze také využít oscilační hustoměry nebo refraktometry. Kro mě organoleptického posouzení a základního rozboru piva (extrakt, alkohol) jsou v rámci rozšířeného rozboru stanovovány také např. hořké látky, a to spektrofotometricky, a těkavé látky, pomocí plynové chromatografie. Příprava vzorku pro jednotlivé analýzy vyžaduje svůj čas, a to se samozřejmě promítá do celkové ceny analýzy. Z těchto Rychlé a simultánní stanovení kvalitativních parametrů piva pomocí FT-NIR spektroskopie V této studii byly vyvinuty kalibrační modely pro simultánní stanovení alkoholu, skutečného extraktu, energetické hodnoty, celkového obsahu sacharidů a dalších sloučenin v pivu za použití infračervené spektroskopie v blízké oblasti s Fourierovou transformací (FTNIR). Korelace mezi získanými FTNIR spektry a analytickými daty byla provedena pomocí multivariačního algoritmu metody parciálních nej menších čtverců (PLS). Testovaná piva byla vyrobena z ječmene ze dvou po sobě jdoucích sklizní. Kalibrační model pro FTNIR byl sestrojen z dat naměřených referenčními metodami a byl ověřen pomocí průměrné kvadratické odchylky kalibrace (RMSEC), odchylky křížové validace (RMSECV) a chyby predikce (RMSEP). Získané kalibrační modely pro energetickou hodnotu, alkohol, skutečný extrakt a obsah sacharidů jsou stabilní a spolehlivé. Dlouhodobá platnost kalibrace byla ověřena srovnáním externích validačních parametrů, vyjádřených jako RMSEP ex. Calibration models were developed for simultaneous analysis of alcohol, real extract, energy value, total saccharides and other fea tures in beer using Fouriertransform nearinfrared (FTNIR) spectroscopy. The recorded FTNIR spectra were correlated to the analytical data of reference methods by means of the multivariate PLS algorithm. Two groups of test beers were made from barley from two con secutive harvests. A calibration model for FTNIR was set up using data from reference methods and was selected by means of the error of calibration (RMSEC), crossvalidation (RMSECV), and the rootmeansquareerror of prediction (RMSEP). It was found that calibration models for energy value, alcohol, real extract and the content of saccharides are stable and reliable. The longterm effect of calibration was evaluated by comparing external validation parameters, expressed as ...