Optimisation of the method of free fatty acids extraction from beers and its use to determine the profile of these compounds in selected beers species using gas chromatography

Zawarte w piwie wolne kwasy tłuszczowe (FFA) są grupą biocząstek wpływających na organoleptyczne cechy piwa. Wymienia się ich szczególny wpływ na stabilność pianki, zaliczając kwasy tłuszczowe (FA), obok alkoholu, do grupy związków piankowo-negatywnych. FFA decydują o niepożądanych walorach smakowych, a ponadto nienasycone kwasy tłuszczowe zmniejszają trwałość produktu. Zawartość FFA mieści się w zakresie ppm. Zainteresowanie FFA w piwie sięga lat 70. ubiegłego wieku, kiedy powszechnie stosowano ekstrakcję ciecz-ciecz w analizie FA. W ostatnich latach opisano wykorzystanie techniki opartej na ekstrakcji do fazy stałej, jednak wymagające użycie jednorazowych kolumn znacząco podnosi koszt analiz.W niniejszej pracy podjęto próbę optymalizacji metody ekstrakcji FFA z piwa poprzez dobór sposobu kondycjonowania złoża i elucji analizowanych związków w celu wielokrotnego użycia kolumn SPE. W związku z koniecznością przeprowadzenia kwasów tłuszczowych w pochodne metylowe (FAME) przed analizą z użyciem chromatografu gazowego z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym (FID) dokonano wyboru czynnika metylującego i optymalnego czasu reakcji. W dalszej kolejności przeprowadzono analizy porównawcze FFA w piwach browaru koncernowego i piwach kraftowych obejmujące piwa gatunku Lager, Porter Bałtycki oraz piwo Pszeniczne, rozszerzając je o piwa produkowane na wydziale BBiB UJ.Dominującym kwasem tłuszczowym w poddanych analizom polskich piwach jest kwas dekanowy (C10:0), który stanowi 40 do 70% oznaczonych FA. Wykazano różnice w zawartości procentowej poszczególnych FFA w różnych gatunkach piwa, które okazały się najbardziej wyraźne w przypadku wyrobów rzemieślniczych. Nie udało się jednak opracować gatunkowego wzorca składu kwasów tłuszczowych.

Free fatty acids (FFA) present in beer are a group of biomolecules which influence organoleptic properties of this beverage. Their particular effect on stability of foam is of great importance since foam is thought as negative compound. FFA determine undesirable taste and unsaturated acids, in particular, contribute to the reduction of the product shelf life. Concentration range of FFA in beer is in the range of ppm.Interest in fatty acids (FA) dates back to the 70s of the last century, when the use of liquid-liquid extraction in FA analysis was established. Recently, techniques based on solid phase extraction (SPE) have been described in literature, however the use of disposable columns results in high costs of such approach. In this study, the optimisation of extraction method of FFA  from beer was undertaken including conditioning and elution conditions to allow multiple use of SPE column. Moreover, since the fatty acid composition is determined as the methyl esters of fatty acids (FAME) by gas-liquid chromatography (GC), derivatisation reagent was chosen and the time required for reaction in case of beer samples. Finally, the comparative studies were performed for commercially available beers and craft products as well as beer produced at the Faculty of Biochemistry, Biophysics and Biotechnology. The dominant FA in Polish beer is decanoic acid (C10:0) which accounts for 40-70% of fatty acids. In addition, some differences in the percentage of FFA in various beer species were found which were most diverse in craft products. Nevertheless, the attempt to determine common brand pattern of beer species was unsuccessful.