www.ppnt.plwww.ppnt.pl

Badania laboratoryjne piwa. Metody wykrywania substancji oraz ich wpyw na smak i waciwoci piwa

Joanna Kreczko-KurzawaLaboratorium PPNT Gdynia

www.ppnt.pl

Przepisy prawne w zakresie jakoci piwa w Polsce

1) Ustawa o jakoci handlowej artykuw rolno-spoywczych z dnia 21 grudnia 2000 r;

2) Ustawa o bezpieczestwie ywnoci i ywienia z dnia 25 sierpnia 2006 r., - czciowo zastpiona przez rozp. 1169;

3) ROZPORZDZENIE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) NR 1169/2011z dnia 25 padziernika 2011 r.w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat ywnoci;

4) Ustawa o organizacji rynkw owocw i warzyw, rynku chmielu, rynku tytoniu oraz rynku suszu paszowego z dnia 19 grudnia 2003 r.;

5) przepisy wykonawcze do ww. ustaw;

6) Rozporzdzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 23 grudnia 2014 r. w sprawie znakowania poszczeglnych rodzajw rodkw spoywczych.

www.ppnt.pl

Polskie normy dotyczce piwa

PN-A-79093

Piwo - Metody bada

PN-A-79093-1:2000* - Ocena sensoryczna PN-A-79093-2:2000* - Oznaczanie zawartoci alkoholu, ekstraktu

rzeczywistego i ekstraktu brzeczki podstawowej metod destylacyjn oraz metod refraktometryczn

PN-A-79093-3:2000* - Oznaczanie kwasowoci oglnej PN-A-79093-4:2000* - Oznaczanie pH PN-A-79093-5:2000* - Oznaczanie barwy PN-A-79093-6:2000* - Oznaczanie zawartoci dwutlenku wgla PN-A-79093-7:2000* - Oznaczanie wskanika stabilnoci koloidalnej PN-A-79093-8:2000* - Oznaczanie wskanika zdolnoci redukcyjnej (ITT) PN-A-79093-9:2000* - Sprawdzanie napenienia butelek i puszek,

oznaczanie klarownoci, oznaczanie trwaoci metod forsowania PN-A-79093-10:2000* - Test na pasteryzacj PN-A-79093-11:2000* - Oznaczanie zawartoci azotu oglnego i azotu

wolnego aminowego PN-A-79093-12:2000* - Oznaczanie wartoci goryczy metod

spektrofotometryczn PN-A-79093-13:2000* - Oznaczanie oglnej zawartoci polifenoli PN-A-79093-14:2000* - Oznaczanie zawartoci antocyjanogenw PN-A-79093-15:2000* - Oznaczanie zawartoci dwuacetylu i pokrewnych

dwuketonw metod spektrofotometryczn

*normy s aktualizowane przez PKN naley pamita o korzystaniu z wersji aktualnej

PN-A-79098:1995

Piwo

www.ppnt.pl

Po co w ogle bada piwo?

Badanie piwa jest wan czci procesu produkcji. Jedynym sposobem zapewnienia spjnoci i jakoci piwa jest wykonywanie bada.

Analiza piwa przynosi korzyci: wprowadzenie piwa do waciwej

kategorii, dokadne dostrojenie browaru i

praktyki warzenia, jednorodno produktu, pozwala zidentyfikowa

niedocignicia sprztowe.

Pozwala Ci sta si lepszym piwowarem.

www.ppnt.pl

Co jeszcze mona bada w piwie?

Azot Biako Wglowodany Zwizki lotne Zwizki rednio lotne Pestycydy Herbicydy Nitrozoaminy Aniony

Wady w piwie

Starzenie piwa

Mikroelementy

Jony metali

Mykotoksyny

Witaminy

Kaloryczno

Zawarto popiou

inne

www.ppnt.pl

Badania mikrobiologiczne

Namnoenie drobnoustrojww pynnych poywkachselektywnych

Posiewy na poywki agarowe

Izolacja czystych kultur

Charakterystykamorfologiczna, fizjologiczno-biochemiczna i serologicznawyizolowanych bakterii

PCR

Badania fizykochemiczne

Techniki klasyczne

Badania instrumentalne

Techniki spektroskopowei spektrometria mas

Techniki chromatograficzne

Techniki fizyczne

Badania organoleptyczne

Ocena organoleptyczna

Analiza sensoryczna

Rodzaje bada laboratoryjnych w analizie produktw

www.ppnt.pl

Piwo oczami chemika

Staroytni filozofowie twierdzili, e materia skada si z czterech podstawowych elementw: ziemi, wody, powietrza i ognia.

Dopiero z czasem poznano molekularne podstawy budowy materii i jej nieprawdopodobn zoono.

www.ppnt.pl

Piwo oczami chemika

Piwo to zoona mieszanina chemiczna:

zidentyfikowano przeszo 400 rnego rodzaju zwizkw chemicznych, w tym: biaka, wglowodany, kwasy nukleinowe i lipidy;

cz zwizkw chemicznych jest wprowadzana do piwa wraz z surowcami uytymi do jego produkcji;

pozostae s wynikiem chemicznych i biochemicznych przemian zachodzcych podczas procesu warzenia.

Wszystkie te skadniki razem, tworz charakter i rodzaj piwa oraz s odpowiedzialne za jego waciwoci.

Izohumulongorzki skadnik piwa

www.ppnt.pl

Piwo oczami chemika - skad i waciwoci

Rne piwa zawieraj w przyblieniu te same lub podobne substancje, jednak w rnych proporcjach.

Na zmian waciwoci piwa wpyw maj: dodatki, rodzaj zboa, celowe lub przypadkowe zanieczyszczenia chemiczne i

mikrobiologiczne.

www.ppnt.pl

Piwo oczami chemika

Najciekawsze w piwie s zwizki odpowiadajce za jego cechy sensoryczne, czyli smak i zapach.

Wiele bada zostao powiconych tym zwizkom, ich znaczeniu , powstawaniu i zmianom, jakim ulegaj podczas przechowywania piwa.

www.ppnt.pl

Piwo oczami chemika

Za zmian smaku piwa podczas przechowywania odpowiadaj:

procesy degradacji czsteczek;

formowania si nowych zwizkw (w steniu przekraczajcym ich prg wyczuwalnoci).

Skutki: utrata smaku piwa lub powstawanie nieprzyjemnych efektw sensorycznych.

Degradacja aminokwasw Streckera

www.ppnt.pl

Lotne zwizki chemiczne

Metody identyfikujce lotne substancje odpowiadajce za starzenie si piwa: Techniki oparte o chromatografi gazow- umoliwiaj wykonanie bada

dotyczcych zmian ilociowych i jakociowych zachodzcych w obrbie skadnikw lotnych piwa.

Analiza rozcieczania ekstraktu zapachowego (AEDA), okrela znaczenie wykrywanych substancji lotnych w percepcji sensorycznej.

www.ppnt.pl

Grupa zwizkw

Aldehydy alifatyczne

Aldehydy Streckera

Ketony

Cykliczne acetale

Zwizki heterocykliczne

Estry etylowe

Laktony

Zwizki zawierajce siark

Lotne zwizki chemiczne

www.ppnt.pl

Zwizki karbonylowe

Zwizki karbonylowe zwizane ze starzeniem si produktu powoduj zmiany smaku w produktach spoywczych, takich jak mleko,

maso, warzywa i oleje. Acetaldehyd by jednym z pierwszych zwizkw, opisanych jako majcy

znaczenie w starzeniu si piwa (i nie tylko). W tym kontekcie w 1969 po raz pierwszy opisano trans -2-nonenal,

jako substancj odpowiadajc za smak opisywany jako kartonowy, mokry papier po recyklingu, czy owek w starym piwie.

Aldehyd octowyzielone jabko

trans-2-nonenalmokry karton

www.ppnt.pl

Zwizki karbonylowe

Inne aldehydy powstae podczas przechowywania piwa to tak zwane aldehydy Streckera.

Analiza AEDA starego piwa wykazaa, e metional (gotowane ziemniaki) i fenyloacetaldehyd (zapach sodki, przypominajcy mid) s przede wszystkim istotne dla profilu sensorycznego starszych piw.

)

metionalgotowane ziemniaki

fenyloacetaldehydsodki, miodowy

Benzaldehydgorzkie migday,

marcepan

2-metylopropanalziarno, kiekowanie sodu

www.ppnt.pl

Zwizki heterocykliczne

W procesie starzenia si piwa powstaj rwnie zwizki heterocykliczne, niektre z funkcjami karbonylowymi:

Chocia zwizki te czsto wystpuj znacznie poniej progu smaku, s istotnymi wskanikami pogorszenia si smaku piwa.

Poziom furfuralu i HMF wzrasta wraz z upywem czasu i jest zaleny od temperatury.

furfuralFurfuralmigday

5-hydroksymetylofurfuralstchy

furan alkohol furfurylowyzapach chleba

www.ppnt.pl

Estry

Estry: odpowiadaj za owocowe i wiee nuty smakowe

Wytwarzane przez drode (np. octan izoamylu- odpowiada za smak bananowy)

Syntezowane podczas procesu starzenia si piwa, odpowiadaj za tworzenie si nowych nut zapachowych, np.:

3-metylomalanu etylu (jabko),

mrwczan etylu (cytryna, rum, truskawka),

Octan izoamyluzapach bananw

www.ppnt.pl

Zwizki zawierajce siark

Zwizki siarki maj na og bardzo niski prg wyczuwalnoci, wic nawet niewielkie zmiany ich stenia mog znacznie wpyn na smak, np.;

Trisiarczek dimetylu - DMTS (wiea cebula) prg wyczuwalnoci 0,1 g /l Siarczek dimetylu- DMS (gotowane warzywa)

Siarczek dimetylugotowane warzywa

Trisiarczek dimetyluDMTS wiea cebula

H2S

Siarkowodrzgnie jajko

www.ppnt.pl

Zwizki nielotne

Zwizki nielotne w piwie rwnie maj istotne znaczenie dla waciwoci sensorycznych. Zmiany ich ste mog wywoywa znaczne zmiany smaku piwa.Izo--kwasy to gwne substancje nadajce piwu gorzki smak.

skadaj si z 6 gwnych przedstawicieli: izohumulonu, izokohumulonu i izoadhumulonu w formie izomerw cis i trans.

Izo--kwasy, a szczeglnie ich izomery trans, s bardzo podatne na degradacj podczas przechowywania.

Humulon trans i cis Izohumulony

www.ppnt.pl

Zapachy w piwie oczami chemika

Skadnik zapach/smakstenie w

piwieprg wyczuwalnoci metoda

aldehyd octowyjabka, farba emulsyjna,

aldehydowy2-15mg/l 5-15 mg/l

GC, oznaczenie enzymatyczne

kwas octowy octowy, kwany 30-200 mg/l 130 mg/lGC, oznaczenie

enzymatyczne, HPLC

Wglan sodu detergentowy, kaustyczny - 200 mg/lelektroda selektywna na

sd, chromatografia jonowa

aldehyd benzoesowy marcepan, gorzkie migday 1-10 g/l 1mg/l GC, HPLC

polifenolecigajcy, licie herbaciane,

taninowy- -

spektrofotometria UV-Vis

Izo-alfa kwasy chinina, gorzki chmiel - - HPLC

Siarczek dimetylukukurydziany, gotowane

warzywa, sos pomidorowy10-150 g/l 25 g/l GC

cis-3-heksenol wieo cita trawa, zapach lici nie dotyczy 15 mg/l GC

Geranyl alcohol, geraniol rany, kwiatowy 0-100 g/l1/3 populacji ma prg wyczuwalnoci 18 g/l

pozostaa cz 350 g/lGC

www.ppnt.pl

Po co waciwie bada piwo? Podsumowanie.

Blisze spojrzenie na zmiany skadnikw chemicznych podczas starzenia si piwa ujawnia ogromn zoono tego zjawiska.

Wczeniej zakadano, e gwnie (E) -2-nonenal by odpowiedzialny za zmiany smaku i zapachu podczas przechowywania piwa. Obecnie wiadomo, e jest to wpyw ogromnej liczby zwizkw chemicznych.

Wiadomo te, e zmiany smaku piwa podczas przechowywania s wynikiem wielu reakcji degradacji zwizkw i tworzenia nowych substancji.

Badania laboratoryjne, sensoryczne i eksperymenty z wykorzystaniem technik, takich jak AEDA, pomagaj lepiej zrozumie zmiany smaku i zapachu produktw ywnociowych.

www.ppnt.pl

Bibliografia

The chemistry of aging beer, David Paul De Schutter, Daan Saison et al. Beer in health and disease prevention, Elsevier, 2009;

The chemistry of beer aging a critical review, Bart Vanderhaegen, , Hedwig Nevenet.al. Food Chemistry, Elsevier, 2006;

Analytical and Testing Instruments for Beer, Shimadzu Corp., 2015;

Opis cech sensorycznych piwa wer. 3.0.2015.09, Pawe Leszczyski, PSPD 2015

The Secrets of Beers - Standard Methods for Beer Analysis, Uwe Oppermann, Robert H. Clifford, Laboratory Journal Business Web for Users in Science and Industry, 2016

125th Anniversary Review: The Non-Biological Instability of Beer, Charles W. Bamforth, J. Inst. Brew, 2011;

Pomorski Park Naukowo-Technologiczny Gdynia

Aleja Zwycistwa 96/98, 81-451 Gdynia

www.ppnt.gdynia.pl

Joanna Kreczko-Kurzawa

Laboratorium PPNT Gdynia-miejsce rozwoju biotechnologii na Pomorzu

Usugi wsparcia innowacji: udostpniamy kompleksowo wyposaon przestrze laboratoryjn dla

innowacyjnych firm z sektora life science i nie tylko.

wiadczymy wysokospecjalistyczne usugi badawcze w odpowiedzi na zapotrzebowanie

przedsibiorcw

Prowadzimy dziaania /projekty edukacyjne dla nauczycieli, absolwentw uczelni wyszych,

studentw oraz uczniw szk licealnych i gimnazjalnych.

MikrobiologiaOznaczanie waciwoci przeciwbakteryjnych Oznaczenie oglnej liczby drobnoustrojw (bakterie i plenie)Wykrywanie obecnoci Candida albicansWykrywanie obecnoci Pseudomonas aeruginosaWykrywanie obecnoci Escherichia coliBadanie produktw kosmetycznychBadanie skutecznoci ochrony przeciwdrobnoustrojowejBadania na indywidualne zapytania klientw

Hodowla rolin w warunkach in vitroWprowadzanie rolin z nasion oraz tkanek do warunkw in vitro

Opracowanie optymalnej poywki dla wzrostu danego gatunku roliny

Opracowanie efektywnego namnaania,rolin

Tworzenie i utrzymywanie kultur zawiesinowych

Utrzymywanie banku rolin i nasion

Aklimatyzacja rolin do warunkw rodowiskowych

Pozyskiwanie z rolin substancji farmakologicznie czynnych

Realizacja projektw z zakresu Ochrony rodowiska

Biologia molekularna- powielanie wybranych fragmentw DNA- sekwencjonowanie i rozdzia DNA- analiza porwnawcza sekwencji nukleotydowej- dobr szczepu oraz optymalizacja warunkw hodowli - oczyszczanie biaek rekombinowanych- poszukiwanie nowych czsteczek biologicznie aktywnych

Pomorski Park Naukowo-Technologiczny Gdynia

Aleja Zwycistwa 96/98, 81-451 Gdynia

www.ppnt.gdynia.pl

Dzikuj za uwag