Kvasny Prum. 2015; 61(7-8): 212-220 | DOI: 10.18832/kp2015022

Rychlé a simultánní stanovení kvalitativních parametrů piva pomocí FT-NIR spektroskopieRecenzovaný článek

Jana OLŠOVSKÁ, Pavel ČEJKA, Jiří ČULÍK, Karel ŠTĚRBA, Ladislav TENKL
1 Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., Lípová 15, 120 44 Praha 2 / Research Institute of Brewing and Malting, plc., Lípová 15, CZ 120 44 Praha 2
2 Nicolet CZ s.r.o., Křelovická 970, 104 00 Praha 10 / Nicolet CZ s.r.o., Křelovická 970, CZ 104 00 Praha 10

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 (FT-NIR). Korelace mezi získanými FT-NIR spektry a analytickými daty byla provedena pomocí multivariačního algoritmu metody parciálních nejmenších čtverců (PLS). Testovaná piva byla vyrobena z ječmene ze dvou po sobě jdoucích sklizní. Kalibrační model pro FT-NIR 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 RMSEPex.

Klíčová slova: FT-NIR, pivo, alkohol, extrakt, energetická hodnota, sacharidy, hořké látky, proteiny, polyfenoly

Vloženo: 1. duben 2015; Přijato: 4. květen 2015; Zveřejněno: 1. červenec 2015 

Reference

  1. Analytica EBC, Chapter 9.4 Original, real and apparent extract and original gravity of beer, 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  2. Analytica EBC, Chapter 9.8 Bitterness of beer (IM), 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  3. Analytica EBC, Chapter 9.9.1 Total nitrogen in beer: Kjeldahl method, 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  4. Analytica EBC, Chapter 9.11 Total polyphenols in beer by spectrophotometry, 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  5. Analytica EBC, Chapter 9.24.2 Vicinal diketones in beer: Gas chromatographic method, 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  6. Analytica EBC, Chapter 9.26 Total carbohydrate in beer by spectrophotometry, 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  7. Analytica EBC, Chapter 9.45 Energy value of beer by calculation, 2009: EBC Analysis Committee, Fachverlag Hans Carl, Nürnberg.
  8. Angelino, A. G. F., 1996: Determination of moisture and nitrogen contents of barley and malt by near-infrared spectrosopy (NIRS). Journal of the Institute of Brewing 102: 73-74. Přejít k původnímu zdroji...
  9. Anonymus, 2015a: www.anton-paar.com
  10. Anonymus, 2015b: www.scalar.com
  11. Anonymus, 2015c: www.centec.cz
  12. Anonymus, 2015d: www.foss.dk
  13. Anonymus, 2015e: www.thermoscientific.com/content/dam/tfs/ATG/CAD/CAD%20Documents/Catalogs%20&%20Brochures/Molecular%20Spectroscopy/NIR/FTNIR%20Instruments/D10949~.pdf
  14. Anonymus 2015f: www.thermoscientific.com/content/dam/tfs/ATG/CAD/CAD%20Documents/Application%20&%20Technical%20Notes/Molecular%20Spectroscopy/NIR/FTNIR%20Instruments/D14179~.pdf
  15. Brož, A., Košin, P., Šavel, J., Prokeš, J., 2008: Jak zacházet s NIR spektroskopií v pivovarské laboratoři. Kvasny Prum., 54(4): 108-114. Přejít k původnímu zdroji...
  16. Castrititus, S., Kron, A., Schäfer, T., Rädle, M., Harms, D., 2010: Determination of alcohol and extract concentration in beer samples using a combined method of near-infrared (NIR) spectroscopyand refractometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58: 12634-12641. Přejít k původnímu zdroji...
  17. European Communities, 2006: Directive 90/496/EEC on nutrition labelling for foodstuffs: Discussion paper on revision of technical issues.
  18. Gregoria, M.-A., 2011: Partial least squares (PLS) methods: origins, evolution and application to social sciences. Communications ni Statistics - Theory and Methods, 40: 2305-2317. Přejít k původnímu zdroji...
  19. Griffiths, P. R., de Haseth, J. A., 2007: Fourier transform infrared spectrometry, 2nd ed. Wiley, Hoboken, New Jersey. ISBN 978-0-471-19404-0. Přejít k původnímu zdroji...
  20. Jurková, M., Čejka, P., Štěrba, K., Olšovská, J., 2014: Determination of total carbohydrate content in beer using its pre-column enzymatic cleavage and HPLC-RI. Food Analytical Methods, 7: 1677-1686. Přejít k původnímu zdroji...
  21. Marte, L., Belloni, P., Genorini, E., Sileoni, V., Perretti, G., Montanari, L., Marconi, O., 2009: Near infrared reflectance models for the rapid prediction of quality of brewing raw materials. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57: 326-333. Přejít k původnímu zdroji...
  22. Mehrotra, R., Gupta, A., Nagarajan, R., 2005: NIR spectroscopy and fiber optic probe for determination of alcohol, sugar and tartaric acid in alcoholic beverages. Journal of Scientific and Industrial Research, 64: 134-137.
  23. Olšovská, J., Štěrba, K., Pavlovič, M., Čejka, P., 2015: Determination of the energy value of beer. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 72(2): 165-169. Přejít k původnímu zdroji...
  24. Pasquini, C., 2003: Near infrared spectroscopy: fundamentals, practical aspects and analytical applications. Journal of the Brazilian Chemical Society, 14: 198-219. Přejít k původnímu zdroji...
  25. Rodriguez-Saona, L. E., Fry, F. S., McLaughlin, M. A., Calvey, E. M., 2001: Rapid analysis of sugars in fruit juices by FT-NIR spectroscopy. Carbohydrate Research, 336: 63-74. Přejít k původnímu zdroji...
  26. Sileoni, V., Marconi, O., Perretti, G., Fantozzi, P., 2013: Evaluation of different validation strategies and long term effects in NIR calibration models. Food Chemistry, 141: 2639-2648. Přejít k původnímu zdroji...

Zpět na obsah