DE102014003482A1

DE102014003482A1 - Verfahren zum Messen der Bitterkeit einer Bier- oder Bierwürzeprobe und Kit zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102014003482A1
Application number: DE102014003482.8A
Authority: DE
Inventors: Holger Klapproth; Sonja Bednar; Robert Seidel
Original assignee: QFOOD GmbH
Current assignee: QFOOD GmbH
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-09-17

Abstract

Ein Verfahren zum Messen der Bitterkeit von Bier oder Bierwürze weist folgende Schritte auf a) es wird eine poröse Festphasen-Matrix (5) bereitgestellt, die eine hydrophobe Oberfläche aufweist, b) es wird ein Probenfluid des Biers oder der Bierwürze bereitgestellt, c) das Probenfluid wird derart angesäuert, dass mindestens ein darin enthaltener Bitterstoff protoniert wird, d) das angesäuerte Probenfluid wird derart in die Matrix (5) eingebracht, dass der mindestens eine Bitterstoff an die Oberfläche der Matrix (5) bindet, e) zum Entfernen nicht an die Matrix (5) gebundener Bitterstoffe aus der Matrix (5) wird mindestens ein Spülmedium durch die Matrix (5) hindurch geleitet, f) zum Eluieren des mindestens einen, an die Matrix (5) gebundenen Bitterstoffs wird ein Lösungsmittel durch die Matrix (5) hindurch geleitet, g) das so erhaltene Eluat wird nach dem Austritt aus der Matrix (5) mit optischer Strahlung durchleuchtet, h) für die Strahlung wird ein von der Absorption des wenigstens einen Bitterstoffs abhängiger Messwert erfasst, i) mit Hilfe des Messwerts und Kenngrößen (7), die unterschiedlichen Absorptionswerten jeweils einen Bitterkeitswert zuordnen, wird ein Wert für die Bitterkeit des Biers oder der Bierwürze bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Bitterkeit von Bier oder Bierwürze, bei dem eine poröse Festphasen-Matrix bereitgestellt wird, die eine hydrophobe Oberfläche aufweist, und bei dem ein Probenfluid des Biers oder der Bierwürze bereitgestellt wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Kit zur Durchführung des Verfahrens.
Eine wesentliches Qualitätsmerkmal von Bier oder anderen gehopften Getränken ist der bittere Geschmack. Dieser wird in erster Linie durch unmodifizierte oder modifizierte iso-alpha-Säuren hervorgerufen. Beim Kochen der Würze werden aus den nahezu wasserunlöslichen alpha-Säuren des Hopfens durch Isomerisierung die iso-alpha-Säuren, deren wichtigste Vertreter Isohumulon, Isoadhumulon und Isocohumulon sind. Für die Qualitätssicherung, wie auch für die Prozesssteuerung bei der Bierproduktion ist eine schnelle, kostengünstige und in einfacher Weise durchführbare Bestimmung der Bitterstoffe von großer Bedeutung.
Zur Bestimmung der Bitterkeit muss die Summe der Bitterstoffe gemessen werden. Klassische Bestimmung ist eine flüssigflüssige Extraktion der Isohumulone mittels Isooktan mit anschließender photometrischer Detektion. Bei dieser Methode wird das Bier zunächst etwa 15 bis 30 Minuten lang mit Isooktan ausgeschüttelt. Dabei gehen in dem Bier enthaltene Bitterstoffe in das Isooktan, einem organischen Lösungsmittel, in dem sich Bier nicht löst, über. Die in dem Isooktan enthaltenen, aus dem Bier aufgenommenen Stoffe werden anschließend photometrisch detektiert. Die Durchführung dieses Verfahrens ist zeitaufwendig und nur von gut geschultem Personal durchzuführen. Das Verfahren weist außerdem einen hohen Verbrauch an umweltschädlichen und relativ teuren Lösungsmitteln auf.
Aus DE 102 33 077 A1 ist ferner ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem ein Teststreifen bereitgestellt wird, der eine poröse C18-Festphasen-Matrix mit hydrophober Oberfläche aufweist. Die Festphasen-Matrix enthält stoffgruppenspezifisch sorbierende oder reaktive Teilchen. Es wird ein Probenfluid, das zu analysierende Bitterstoffe enthält, bereitgestellt und mit der Festphasen-Matrix für eine ausreichende Zeit in Kontakt gebracht, damit die reaktiven Teilchen die Bitterstoffe selektiv aus dem Probenfluid extrahieren. Die extrahierten Bitterstoffe werden mit einem Reagenz in Kontakt gebracht, das eine Mischung aus mehreren der Lathanoide Dysporium, Samarium, Europium oder Terbium enthält und eine Komplexbildung mit den Bitterstoffen ermöglicht. Die isolierten und komplexierten Bitterstoffe werden zur Ermittlung quantitativer und/oder qualitativer Werte UV/vis-spektroskopisch detektiert. Das Reaktionsprodukt aus Bitterstoffen und Lanthanoiden fluoresziert. Es findet eine Messung in einem Fluoreszenzspektrometer statt. Da auch andere Substanzen fluoreszieren, ergibt sich ein hohes Hintergrundrauschen. Das Verfahren ist zwar auf einfache Weise durchführbar, hat aber den Nachteil, dass es nur eine relativ geringe Messgenauigkeit ermöglicht.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine einfache und genaue Bestimmung der Bitterkeit von Bier oder Bierwürze ermöglicht. Ferner besteht die Aufgabe, einen Kit zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich des Verfahrens durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

a) Es wird eine poröse Festphasen-Matrix bereitgestellt, die eine hydrophobe Oberfläche aufweist,
b) es wird ein Probenfluid des Biers oder der Bierwürze bereitgestellt,
c) das Probenfluid wird derart angesäuert, dass mindestens ein darin enthaltener Bitterstoff protoniert wird,
d) es wird ein vorbestimmtes Volumen des angesäuerten Probenfluids derart in die Matrix eingebracht, dass der mindestens eine Bitterstoff an die Oberfläche der Matrix bindet,
e) zum Entfernen nicht an die Matrix gebundener Bitterstoffe aus der Matrix wird mindestens ein Spülmedium durch die Matrix hindurch geleitet, in dem der mindestens eine an die Matrix gebundene Bitterstoff unlöslich ist,
f) zum Eluieren des mindestens einen, an die Matrix gebundenen Bitterstoffs wird ein vorbestimmtes Volumen eines Lösungsmittels für den Bitterstoff durch die Matrix hindurch geleitet,
g) das so erhaltene Eluat wird nach dem Austritt aus der Matrix mit optischer Strahlung durchleuchtet, die geeignet ist, von dem mindestens einen Bitterstoff absorbiert zu werden,
h) für die Strahlung wird ein von der Absorption des wenigstens einen Bitterstoffs abhängiger Messwert erfasst.
i) mit Hilfe des Messwerts und Kenngrößen, die unterschiedlichen Absorptionswerten jeweils einen Bitterkeitswert zuordnen, wird ein Wert für die Bitterkeit des Biers oder der Bierwürze bestimmt.

Bei dem Verfahren wird also das Probenfluid durch Einbringen in die Matrix für eine ausreichende Zeitdauer mit dieser in Kontakt gebracht, so dass mindestens ein in dem Probenfluid enthaltener Bitterstoff an die Matrix binden kann. Der mindestens eine Bitterstoff kann insbesondere eine iso-alpha-Säure, eine rho-hydro-iso-alpha-Säure, eine tetra-hydro-iso-alpha-Säure und/oder eine hexa-hydro-iso-alpha-Säure umfassen. Bestandteile des Probenfluids, die nicht an die Matrix gebunden sind, werden anschließend mit Hilfe des Spülmediums aus dieser entfernt. Dann wird ein Lösungsmittel durch die Matrix geleitet, um den mindestens einen, an die Matrix gebundenen Bitterstoff aus dieser zu eluieren. Dabei wird das Volumen des durch die Matrix hindurch geleiteten Lösungsmittels vorzugsweise so gewählt, dass das Volumen des Eluats geringer ist als das Volumen des in die Matrix eingebrachten Probenfluids, sodass die Bitterstoffe in dem Eluat in einer höheren Konzentration vorliegen als in dem Probenfluid.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird die optische Absorption der in dem Eluat enthaltenen Bitterstoffe gemessen. Zu diesem Zweck kann das Eluat beispielsweise in eine Flusszelle eingebracht und mit optischer Strahlung durchleuchtet werden, die von dem Bitterstoff absorbiert wird. Da die Absorption in dem Bitterstoff selbst erfolgt und somit für die Messung keine Reagenzien benötigt werden, ermöglicht das Verfahren eine hohe Messgenauigkeit und eine geringe Nachweisgrenze.
Mit Hilfe des auf diese Weise enthaltenen Absorptions-Messwerts und Kenngrößen, die unterschiedlichen Absorptionswerten jeweils einen Bitterkeitswert zuordnen, wird ein Wert für die Bitterkeit des Probenfluids bestimmt. Das Verfahren kann auf einfache Weise automatisiert durchgeführt werden.
Bei einer vorteilhaffen Ausführungsform der Erfindung wird das Volumen des durch die Matrix hindurchgeleiteten Spülmediums derart gewählt, dass das Volumen des in Schritt f) erhaltenen Eluats maximal 50% des Volumens des in die Matrix eingebrachten Probenfluids und bevorzugt maximal 20% dieses Volumens beträgt. Der mindestens eine Bitterstoff wird dann beim Eluieren entsprechend stark aufkonzentriert, was eine noch präzisere Bestimmung der Bitterkeit des Biers oder der Bierwürze ermöglicht.
Bevorzugt wird der von der Absorption des Eluats abhängige Messwert für eine Wellenlänge von 212 nm und/oder für eine Wellenlänge von 274 nm ermittelt. Bei diesen Wellenlängen weisen die im Bier und/oder der Bierwürze enthaltenen Bitterstoffe eine hohe optische Absorption auf. Dies ermöglicht eine Absorptionsmessung mit hoher Messempfindlichkeit und -genauigkeit, zur Bestimmung der Gesamtbitterkeit (EBU).
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird der von der Absorption des Eluats abhängige Messwert für mindestens eine Wellenzahl ermittelt, die größer ist als 800 cm^–1, insbesondere zwischen 1500 cm^–1 und 3000 cm^–1 und bevorzugt zwischen 1500 cm^–1 und 1750 cm^–1 liegt. In diesem Wellenzahlbereich weisen die im Bier und/oder in Bierwürze enthaltenen Bitterstoffe eine spezielle Signatur auf, die den betreffenden Bitterstoff eindeutig charakterisiert. Durch Messung dieser Signatur ist es möglich, einzelne, in dem Bier oder der Bierwürze enthaltene Bitterstoffe zu identifizieren und zu quantifizieren. Solche Analysen können z. B. mit der PCA-Technologie (principle component analyse) durchgeführt werden. Bei Bedarf können die für die einzelnen Bitterstoffe erhaltenen Bitterkeitsmesswerte zu einem Gesamt-Bitterkeitswert aufaddiert werden. Somit ermöglicht das Verfahren außer der Messung der Gesamtbitterkeit auch eine Bestimmung der Zusammensetzung der die Bitterkeit bewirkenden Stoffe sowie die Anteile der einzelnen Bitterstoffe an der insgesamt vorhandenen Bitterkeit zu ermitteln.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens werden die Kenngrößen zur einmaligen Kalibrierung experimentell ermittelt, indem für mehrere Probenfluide mit unterschiedlichen, bekannten Bitterkeitswerten jeweils die Schritte a) bis h) durchgeführt und den für die einzelnen Proben jeweils ermittelten Messwerten der bekannte Bitterkeitswert der betreffenden Probe zugeordnet wird. Dabei können die bekannten Bitterkeitswerte mit herkömmlichen Verfahren bestimmt werden, beispielsweise durch flüssigflüssige Extraktion der Bitterstoffe mittels Isooktan mit anschließender photometrischer Detektion und/oder durch Bestimmung mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC). Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die bekannten Bitterkeitswert mit Hilfe von Geschmackstest durch Verkosten zu ermitteln.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein basisches Lösungsmittel verwendet, dessen ph-Wert größer als 7. Dies ermöglicht eine einfache Durchführung des Verfahrens.
Vorteilhaft ist, wenn das Lösungsmittel N-Hexan, N-Heptan oder N-Okan ist oder aus einer Mischung dieser Flüssigkeiten besteht. Das Lösungsmittel ist dann im ultravioletten Bereich, im sichtbaren Bereich und im Infrarot-Bereich weitgehend transparent, so dass es die Absorptionsmessung nicht beeinflusst.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung werden mindestens zwei erste Probenfluide, deren Bitterkeitswerte bekannt ist und sich voneinander unterscheiden, und ein zweites Probenfluid, dessen Bitterkeitswert von den Bitterkeitswerten der ersten Probenfluide abweicht und gemessen werden soll, bereitgestellt, wobei für das erste Probenfluid jeweils die Schritte a) bis h) und für das zweite Probenfluid die Schritte a) bis i) durchgeführt werden, und wobei mit Hilfe der bekannten Bitterkeitswerte der ersten Probenfluide und den für diese erfassten Messwerten dem Messwert des zweiten Probenfluids durch Interpolation ein Bitterkeitswert zugeordnet wird. Somit können auch Zwischenwerte, die zwischen zwei Bitterkeitswerten liegen, für die Kenngrößen vorliegen, präzise gemessen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch eine lineare Interpolation von mindestens drei Wertepaaren, die jeweils einen bekannten Bitterkeitswert und einen diesem zugeordneten Messwert aufweisen, eine Eichgerade ermittelt, und aus dem Messwert des zweiten Probenfluids wird mit Hilfe der Eichgerade die Bitterkeit des zweiten Probenfluids bestimmt. Für die Eichgrade kann beispielsweise die Steigung und ein auf der Eichgrade befindlicher Punkt in einem Datenspeicher eines Mikrocomputers abgelegt werden, um mit Hilfe dieser Kenngrößen beliebigen Absorptions-Messwerten mittels eines auf dem Mikrocomputer ablaufenden Betriebsprogramms einen Bitterkeitswert zuzuordnen. Um Streuungen der der Eichgrade zu Grunde liegenden Messwerte zu kompensieren, werden der Eichgrade bevorzugt eine Vielzahl von Messwerten zu Grunde gelegt. Dabei kann die Eichgerade derart gewählt werden, dass die Summe der Abweichungen zwischen der Eichgerade und den ihr zu Grunde liegenden Messwerten minimal wird. Bei Bedarf kann die Eichgerade auch so gewählt werden, dass die Summe der Quadrate der Abweichungen zwischen der Eichgerade und den ihr zu Grunde liegenden Messwerten minimal wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bevor Schritt c) durchgeführt wird, ein saurer, niedermolekularer, wasserlöslicher Alkohol derart durch die Matrix hindurch geleitet, dass der Alkohol an die Oberfläche der Matrix bindet, wobei danach nicht an die Oberfläche gebundener Alkohol aus der Matrix entfernt wird, und wobei danach Schritt d) ausgeführt wird. Der Alkohol kann dadurch angesäuert werden, dass er mit Salzsäure (HCl) gemischt wird. Durch das Binden des Alkohols an die Matrix wird in Schritt d) das Einbringen des angesäuerten Probenfluids in die Matrix erleichtert. Die Matrix kann im Inneren einer Säule angeordnet sein, über die zunächst der Alkohol und danach das Probenfluid in die Matrix gedrückt werden, beispielsweise mittels eines in der Säule axial auf die Matrix zu verschiebbaren Kolbens.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird bezüglich des Kits der eingangs genanten Art dadurch gelöst, dass der Kit zusätzlich zu der Festphasen-Matrix folgendes aufweist

– eine Säure, die dazu geeignet ist, mindestens einen in Bier oder Bierwürze enthaltener Bitterstoff zu protonieren, wenn sie mit dem Bier oder der Bierwürze vermischt wird,
– wenigstens ein, durch die Festphasen-Matrix hindurchleitbares, flüssiges Spülmedium, in dem der mindestens eine Bitterstoff unlöslich ist, und
– ein Lösungsmittel, in dem der mindestens eine Bitterstoff löslich ist.

Die Säure kann insbesondere Salzsäure sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht einer Säule, die einen Durchflusskanal hat, in dem eine poröse Festphasen-Matrix angeordnet ist,
2 eine graphische Darstellung der Absorption eines Bitterstoffe enthaltenden Eluats für den ultravioletten Bereich, wobei auf der Abszisse die Wellenlänge λ in nm und auf der Ordinate die Absorption A aufgetragen sind,
3 eine graphische Darstellung einer Eichgeraden, wobei auf der Abszisse die Bitterkeit in der Einheit EBU und auf der Ordinate die Absorption A aufgetragen sind,
4 eine graphische Darstellung der Absorption eines Bitterstoffe enthaltenden Eluats für den mittleren Infrarotbereich, wobei auf der Abszisse die Wellenzahl ṽ in der Einheit cm^–1 und auf der Ordinate die Absorption A aufgetragen sind, und
5 ein Kit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei einem Verfahren zum Messen der Bitterkeit von Bier oder Bierwürze wird eine Säule 1 bereitgestellt, die einen zylindrischen Durchflusskanal 2 umgrenzt. Wie in Fig. erkennbar ist, hat der Durchflusskanal 2 an einem Stirnende der Säule 1 eine Einlassöffnung 3, die sich über den gesamten Querschnitt des Durchflusskanals 2 erstreckt. An ihrem gegenüberliegenden anderen Stirnende weist die Säule 1 eine Auslassöffnung 4 den Durchflusskanal 2 auf, die einen geringeren Durchlassquerschnitt hat als die Einlassöffnung 3.
In dem Durchflusskanal 2 ist zwischen der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 eine C18-Festphasen-Matrix 5 angeordnet, die sich über den gesamten Querschnitt des Durchflusskanals 2 erstreckt.
Die Festphasen-Matrix 5 besteht aus einem porösen, für Flüssigkeiten durchlässigen Material, das eine hydrophobe Oberfläche hat. Die Säule 1 mit der darin befindlichen Festphasen-Matrix 5 ist im Handel unter der Bezeichnung „Bond Elut” bei der Firma Agilent Technologies Sales & Services GmbH & Co. KG, 76337 Waldbronn, DE erhältlich.
Zum Konditionieren der Festphasen-Matrix 5 wird saures Methanol bereitgestellt, indem ein Teil Methanol mit einem Teil 4N HCl gemischt wird. Das so erhaltene saure Methanol wird anschließend durch die Festphasen-Matrix 5 hindurch geleitet. Zu diesem Zweck wird 1 ml des sauren Methanols an der Einlassöffnung 3 in einen oberhalb der Festphasen-Matrix 5 befindlichen Abschnitt des Durchflusskanals 2 eingefüllt und danach wird ein in der Zeichnung nicht näher dargestellter Kolben mit zu dem Durchflusskanal 2 passendem Querschnitt durch die Einlassöffnung 3 in den Durchflusskanal 2 eingebracht und axial in dem Durchflusskanal 2 in Richtung auf die Festphasen-Matrix 5 zu verschoben. Der Kolben dichtet gegen die Innenwand des Durchflusskanals 2 ab, so dass das Methanol von dem Kolben in die Festphasen-Matrix 5 verdrängt wird. Die Menge des Methanols ist derart an das Volumen der Festphasen-Matrix 5 angepasst, dass das Methanol die Festphasen-Matrix 5 vollständig durchsetzt.
Das saure Methanol wird anschließend mit Hilfe von Luft, die mit einer Pipette oder Spritze in den Durchflusskanal 2 eingebracht wird, aus der Festphasen-Matrix 5 gedrückt und durch die Auslassöffnung 4 hindurch aus dem Durchflusskanal 2 abgeleitet. Danach wird die Festphasen-Matrix mit 1 ml Wasser gespült. Das Wasser wird zu diesem Zweck an der Einlassöffnung 3 in den oberhalb der Festphasen-Matrix 5 befindlichen Teil des Durchflusskanals 2 eingefüllt und danach mit Hilfe des Kolbens in die Festphasen-Matrix 5 verdrängt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird als Probenfluid ein Volumen von 1 ml des Biers oder der Bierwürze, dessen/deren Bitterkeit gemessen werden soll, bereitgestellt. Das Probenfluid wird derart mit Salzsäure (6N HCl) angesäuert, dass in dem Probenfluid enthaltene Bitterstoffe protoniert und somit neutralisiert werden. Zu Probenfluid enthaltene Bitterstoffe protoniert und somit neutralisiert werden. Zu diesem Zweck wird das Probenfluid mit 50 μl 6N HCl vermischt.
Das so erhaltene angesäuerte Probenfluid wird in die Festphasen-Matrix 5 eingebracht. Die Zeitdauer, während der das Probenfluid mit der Festphasen-Matrix 5 in Kontakt steht wird so gewählt, dass die in dem Probenfluid enthaltenen Bitterstoffe an die hydrophobe Oberfläche der Festphasen-Matrix 5 binden können.
Zum Entfernen von nicht an die Festphasen-Matrix 5 gebundenen Bestandteilen des angesäuerten Probenfluids aus der Festphasen-Matrix 5 wird diese in einem ersten Waschschritt mit angesäuertem Wasser gespült. Zum Herstellen des angesäuerten Wassers wird ein Volumen von 15 ml Wasser mit 750 μl 6N HCl gemischt. Dann wird 1 ml des angesäuerten Wassers in den oberhalb der Festphasen-Matrix 5 befindlichen Teil des Durchflusskanals 2 eingefüllt und mit Hilfe des Kolbens durch die Festphasen-Matrix 5 hindurch geleitet.
In einem weiteren Waschschritt wird die Festphasen-Matrix 5 in entsprechender Weise mit 2 ml des sauren Methanols gespült.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird alkalisches Methanol bereitgestellt. Dazu werden 10 ml Methanol mit 4 μl 6NaOH gemischt.
Zum Eluieren der an die Festphasen-Matrix 5 gebundenen Bitterstoffe werden 2 ml des so erhaltenen alkalischen Methanols durch die Festphasen-Matrix 5 hindurch geleitet. Dabei werden die an die Festphasen-Matrix 5 gebundenen Bitterstoffe in dem alkalischen Methanol gelöst und zusammen mit diesem durch die Auslassöffhung 4 hindurch in ein Behältnis 6 geleitet.
Das so erhaltene Eluat wird mit optischer Strahlung durchleuchtet, welche die Wellenlängen λ₁ = 274 nm enthält. Bei dieser Wellenlängen absorbieren die in dem Eluat enthaltenen Bitterstoffe optische Strahlung. Während des Durchleuchtens des Eluats wird die optische Absorption des Eluats für die Wellenlänge λ₁ gemessen. In 2 ist der entsprechende Absorptions-Messwert A₂₇₄ = 1,8 graphisch dargestellt, wobei auf der Abszisse die Wellenlänge in nm und auf der Ordinate die Absorption aufgetragen sind.
Mit Hilfe des Messwerts A₂₇₄ und Kenngrößen 7, die unterschiedlichen Absorptionswerten jeweils einen Bitterkeitswert zuordnen, wird der Wert für die Bitterkeit des Biers oder der Bierwürze bestimmt. Wie in 3 erkennbar ist, liegen die Kenngrößen 7 in Form einer Eichgerade vor. Die Gleichung der Eichgerade lautet: A = 0,163 + 0,021·B, wobei A die optische Absorption und B die Bitterkeit in der Einheit EBU (European Bitterness Unit) bedeutet. Somit ergibt sich ein Bitterkeitswert von 11,3 EBU.
In entsprechender Weise kann die Absorption des Eluats im mittleren Infrarotbereich gemessen werden. In 4 ist die Absorption eines Eluats grafisch dargestellt, das aus einem in einer Konzentration von 7% vorliegenden Hopfenextrakt vom Typ „Ritchies” gewonnen wurde. Deutlich sind zwei für dieses Hopfenextrakt charakterische Absorptionsmaxima bei den Wellenzahlen 1596 und 1430 erkennbar. Bei Bedarf können weitere lokale Maxima für die Identifizierung der Bitterstoffe ermittelt und mit für die einzelnen Bitterstoffen charakteristischen Referenzwerten („Figenrabdruck”) verglichen werden.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der in 5 schematisch dargestellte Kit verwendet werden. Dieser umfasst

a) die Säule 1 mit der C18-Festphasen-Matrix 5,
b) einen ersten Behälter 8, der saures Methanol 9 mit einem pH-Wert < 2 zum Konditionieren der Festphasen-Matrix 5 enthält,
c) einen zweiten Behälter 10, der Salzsäure 11 zum Ansäuern des Biers oder der Bierwürze enthält,
d) einen dritten Behälter 12, der saures Wasser 13 mit einem pH-Wert < 2 zum Spülen der C18-Festphasen-Matrix 5 enthält,
f) einen vierten Behälter 14, der alkalisches Methanol 15 zum Eluieren der Bitterstoffe aus der Festphasen-Matrix 5 enthält.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10233077 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Messen der Bitterkeit von Bier oder Bierwürze, umfassend folgende Schritte: a) es wird eine poröse Festphasen-Matrix (5) bereitgestellt, die eine hydrophobe Oberfläche aufweist, b) es wird ein Probenfluid des Biers oder der Bierwürze bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst: c) das Probenfluid wird derart angesäuert, dass mindestens ein darin enthaltener Bitterstoff protoniert wird, d) es wird ein vorbestimmtes Volumen des angesäuerten Probenfluids derart in die Matrix (5) eingebracht, dass der mindestens eine Bitterstoff an die Oberfläche der Matrix (5) bindet, e) zum Entfernen nicht an die Matrix (5) gebundener Bitterstoffe aus der Matrix (5) wird mindestens ein Spülmedium durch die Matrix (5) hindurch geleitet, in dem der mindestens eine an die Matrix (5) gebundene Bitterstoff unlöslich ist, f) zum Eluieren des mindestens einen, an die Matrix (5) gebundenen Bitterstoffs wird ein vorbestimmtes Volumen eines Lösungsmittels für den Bitterstoff durch die Matrix (5) hindurch geleitet, g) das so erhaltene Eluat wird nach dem Austritt aus der Matrix (5) mit optischer Strahlung durchleuchtet, die geeignet ist, von dem mindestens einen Bitterstoff absorbiert zu werden, h) für die Strahlung wird ein von der Absorption des wenigstens einen Bitterstoffs abhängiger Messwert erfasst, i) mit Hilfe des Messwerts und Kenngrößen (7), die unterschiedlichen Absorptionswerten jeweils einen Bitterkeitswert zuordnen, wird ein Wert für die Bitterkeit des Biers oder der Bierwürze bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des durch die Matrix (5) hindurchgeleiteten Spülmediums derart gewählt wird, dass das Volumen des in Schritt f) erhaltenen Eluats maximal 50% des Volumens des in die Matrix eingebrachten Probenfluids und bevorzugt maximal 20% dieses Volumens beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Absorption des Eluats abhängige Messwert für eine Wellenlänge von 212 nm und/oder für eine Wellenlänge von 274 nm ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Absorption des Eluats abhängige Messwert für mindestens eine Wellenzahl ermittelt wird, die größer ist als 800 cm^–1, insbesondere zwischen 1500 cm^–1 und 3000 cm^–1 und bevorzugt zwischen 1500 cm^–1 und 1750 cm^–1 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrößen (7) experimentell ermittelt werden, indem für mehrere Probenfluide mit unterschiedlichen, bekannten Bitterkeitswerten jeweils die Schritte a) bis h) durchgeführt und den für die einzelnen Proben jeweils ermittelten Messwerten der bekannte Bitterkeitswert der betreffenden Probe zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel basisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel N-Hexan, N-Heptan oder N-Okan ist oder aus einer Mischung dieser Flüssigkeiten besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei erste Probenfluide, deren Bitterkeitswerte bekannt sind und sich voneinander unterscheiden, und ein zweites Probenfluid, dessen Bitterkeitswert von den Bitterkeitswerten der ersten Probenfluide abweicht und gemessen werden soll, bereitgestellt werden, dass für das erste Probenfluid jeweils die Schritte a) bis h) und für das zweite Probenfluid die Schritte a) bis i) durchgeführt werden, und dass mit Hilfe der bekannten Bitterkeitswerte der ersten Probenfluide und den für diese erfassten Messwerten dem Messwert des zweiten Probenfluide durch Interpolation ein Bitterkeitswert zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine lineare Interpolation von mindestens drei Wertepaaren, die jeweils einen bekannten Bitterkeitswert und einen diesem zugeordneten Messwert aufweisen, eine Eichgerade ermittelt wird, und dass aus dem Messwert des zweiten Probenfluids mit Hilfe der Eichgerade die Bitterkeit des zweiten Probenfluids bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bevor Schritt d) durchgeführt wird, ein saurer, niedermolekularer, wasserlöslicher Alkohol derart durch die Matrix hindurch geleitet wird, dass dieser an die Oberfläche der Matrix (5) bindet, dass danach nicht an die Oberfläche gebundener Alkohol aus der Matrix (5) entfernt wird, und dass danach Schritt d) ausgeführt wird.
Kit zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer porösen Festphasen-Matrix (5), die eine hydrophobe Oberfläche hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Kit zusätzlich zu der Festphasen-Matrix (5) folgendes aufweist: – eine Säure, die dazu geeignet ist, mindestens einen in Bier oder Bierwürze enthaltener Bitterstoff zu protonieren, wenn sie mit dem Bier oder der Bierwürze vermischt wird, – wenigstens ein, durch die Festphasen-Matrix hindurchleitbares, flüssiges Spülmedium, in dem der mindestens eine Bitterstoff unlöslich ist, und – ein Lösungsmittel, in dem der mindestens eine Bitterstoff löslich ist.
Kit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Spülmedium einen sauren Alkohol umfasst, der ein Molekulargewicht aufweist, das kleiner als 70 g/mol ist.
Kit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Spülmedium Wasser mit einem pH-Wert umfasst, der kleiner als 2 ist.
Kit nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel basisch ist.
Kit nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel saures N-Hexan, N-Heptan oder N-Okan ist oder aus einer Mischung dieser Flüssigkeiten besteht.