Multiparameter hops analysis by near-infrared spectroscopy (NIRS)

Význam tématu

Kvalita chmele a chmelových pelet zásadně ovlivňuje výslednou chuť piva i efektivitu varného procesu. Tradiční metody pro určení obsahu kyselin, olejů a vlhkosti (titrace, HPLC, destilace, UV-VIS, halogenová sušárna) jsou sice přesné, ale časově i nákladově náročné a vyžadují chemické činidla.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit použití NIR spektroskopie na přístroji OMNIS NIR Analyzer Solid pro rychlou analýzu více parametrů chmele (alpha a beta kyseliny, cohumulon, celkový obsah olejů, hop storage index, vlhkost) a porovnat predikce s oficiálními EBC referencemi.

Použitá metodika a instrumentace

Bylo analyzováno přes 500 vzorků čerstvého chmele a mletých pelet. Vzorky se měřily v difuzní reflexi s automatickým otáčením ve vzorkovacích kelímcích.

• Spektrometr: OMNIS NIR Analyzer Solid
• Software: OMNIS pro akvizici spekter, vývoj a validaci modelů
• Referenční metody: EBC 7.4, 7.5, 7.7; UV-VIS fotometrie; halogenová sušárna

Hlavní výsledky a diskuse

Pro všechny sledované parametry byla úspěšně vyvinuta predikční kalibrace s vysokou korelací a nízkou chybovostí. U alpha kyselin se ukázalo, že rozdělení koncentrace na široký a úzký interval sníží predikční chybu až dvakrát. Podobnou robustnost měly modely i pro beta kyseliny, cohumulon, oleje, HSI a vlhkost. Externí validace potvrdila reprodukovatelnost výsledků.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní analýza všech parametrů do 2 minut bez použití chemikálií
• Výrazné úspory času i provozních nákladů oproti klasickým metodám
• Možnost integrace do rutinního provozu díky předkalibrovaným modelům

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření kalibrací pro další odrůdy a stavy vzorků
• Plná automatizace v rámci OMNIS platformy a integrace s jinými analytickými technikami
• Použití pokročilých algoritmů strojového učení pro průběžnou aktualizaci modelů

Závěr

NIR spektroskopie na přístroji OMNIS NIR Analyzer Solid nabízí rychlé, bezchemické a spolehlivé stanovení klíčových parametrů chmele. Metoda je vhodná pro efektivní kontrolu kvality ve všech fázích pivovarské produkce.

Reference

• Application Note AN-NIR-130 Metrohm
• EBC metody 7.4, 7.5, 7.7