Identification and comparison of volatile carbonyls in different malts and barley using low pressure extraction with HPLC-DAD-MS/MS

Bc. Sebastian REICHEL

Master's thesis

Abstract:

The malt is one of the key entering materials needed for the production of beer, which provides specific organoleptic characteristic to the final product. Nowadays there are many types of malts with various flavours and aromas. These qualities malts acquire during malting of raw barley seeds, especially during the process of roasting, where based on used conditions organoleptic characteristic is formed. Volatile carbonyls, present in high concentration in malts, are among others responsible for these specific malt qualities. The main aim of this thesis was to optimise conditions for the analysis of volatile carbonyls and to figure out if present carbonyls can be analysed by the low pressure extraction with the solution of derivative 2,4-dinitrophenylhydrazine and subsequent identification and quantification by hyphenated technique HPLC-DAD-ESI-MS/MS. Beside that the aim was to compare signals of carbonyl found in different samples with typical organoleptic properties of each malt provided by malt producers. In the next step we were focused to compare presence and intensity of signals of identified carbonyl compounds among all available samples and to find some compounds, which can be used as typical markers for some kinds of specialty malts. The presence of these markers relate on conditions during the roasting process.

Abstract:

Slad je jednou z klíčových surovin při výrobě piva, která finálnímu produktu dává specifické organoleptické vlastnosti a v pivním průmyslu je v současnosti používáno velké množství různých sladů, které se liší svou chutí a vůni. Tyto typické organoleptické vlastnosti získává slad během sladování původního ječmene (případně jiné vhodné obiloviny) a obzvlášť v kroku pražení, kde se podle zvolených podmínek vyvíjí právě organoleptické vlastnosti sladu. Mezi látky zodpovědné za tyto vlastnosti patří mimo jiné také těkavé karbonyly, které jsou ve sladu přítomné ve velkém množství. Cílem této práce bylo optimalizovat podmínky pro analýzu těkavých karbonylů, zjistit, zda přítomné karbonyly lze analyzovat pomocí zvolené extrakce za sníženého tlaku za použití roztoku 2,4-dinitrofenylhydrazinu a následné identifikace a kvantifikace pomocí spojené techniky HPLC-DAD-ESI-MS/MS. Kromě toho jsme porovnávali signály karbonylů nalezených ve vzorcích s typickými organoleptickými vlastnostmi jednotlivých sladů uváděných výrobci těchto sladů. Následně jsme se zaměřili přítomnost a sílu signálů identifikovaných karbonylů mezi jednotlivými vzorky a hledali sloučeniny, které by mohly sloužit jako typické markery pro některé typy speciálních sladů. Přítomnost a vznik těchto markerů závisí na podmínkách pražení při výrobě sladu.

Keywords

ječmen, slad, těkavé látky, karbonyly, extrakce za sníženého tlaku, HPLC-DAD-ESI-MS/MS

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Jan Petr, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry