Σύγκριση μεθόδων προσδιοριμού σακχάρων σε δείγματα ζύθου

Βασιλοπούλου, Ειρήνη Ευαγγελία; Μπαμιατζόγλου, Αλκμήνη Πολυξένη

Methods of sugar determination in beer samples- a comparative study

Πτυχιακή εργασία

Author

Βασιλοπούλου, Ειρήνη Ευαγγελία

Μπαμιατζόγλου, Αλκμήνη Πολυξένη

Date

2024-03-04

Advisor

Ευαγγέλου, Αλεξάνδρα

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΠΑΜΙΑΤΖΌΓΛΟΥ-ΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΥ.pdf (1.315Mb)

Keywords

Σάκχαρα ; Ζύθος ; Luff ; Lane-Eynon ; Φασματοφωτομετρία ; Γλυκόζη ; Φρουκτόζη ; Μαλτόζη ; Σακχαρόζη

Abstract

Ο ζύθος είναι ένα αλκοολούχο ποτό, γνωστό από την αρχαιότητα. Παρασκευάζεται με τέσσερεις πρώτες ύλες : το νερό, το κριθάρι, τον λυκίσκο και τη ζύμη. Το νερό αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος των πρώτων υλών της παραγωγής, το κριθάρι που αποτελεί την πρώτη ύλη για την παραγωγή βύνης, ο λυκίσκος προσδίδει στο ζύθο πικρικές και αρωματικές ουσίες συμβάλλοντας στην αρμονία, τη βιολογική και γευστική σταθερότητα, ενώ η ζύμη μέσω των προϊόντων μεταβολισμού της κατά τη ζύμωση και την ωρίμανση καθορίζει τον οργανοληπτικό χαρακτήρα του ζύθου. Μεταξύ άλλων συστατικών, τα βασικά σάκχαρα που απαντώνται στο ζυθογλεύκος είναι η μαλτόζη, η μαλτοτριόζη, η γλυκόζη, η σακχαρόζη και η φρουκτόζη, ενώ ταυτόχρονα υπάρχουν και δεξτρίνες, που είναι μη ζυμώσιμα σάκχαρα. Τα ποσοστά τους επηρεάζονται από το είδος βύνης, τις θερμοκρασίες πολτοποίησης και άλλους παράγοντες. Ο προσδιορισμός των σακχάρων είναι σημαντικός καθώς κατά την πορεία παραγωγής ζύθου υπολογίζοντας τα σάκχαρα του ζυθογλεύκους εκτιμώνται πληροφορίες για το τελικό προϊόν και για απαραίτητες ενέργειες που χρειάζονται κατά την παραγωγική διαδικασία, ενώ ο προσδιορισμός των σακχάρων στον ζύθο παρέχει διατροφικές πληροφορίες. Στην παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζονται οι μέθοδοι προσδιορισμού των αναγόντων σακχάρων που απαντώνται στο ζύθο και επιλέχθηκαν τέσσερεις μέθοδοι να εφαρμοστούν πειραματικά σε πρότυπα διαλύματα σακχάρων και σε δείγματα ζύθου και ζυθογλέυκους, με σκοπό την μεταξύ τους σύγκριση. Συγκεκριμένα, προσδιορίστηκε η γλυκόζη, η φρουκτόζη, η σακχαρόζη και η μαλτόζη με τις μεθόδους Lane-Eynon, Luff και ενζυμικού προσδιορισμού, ενώ έγιναν μετρήσεις για τη γλυκόζη και φασματοφωτομετρικά με χρήση 2,4-δινιτροφαινόλης. Οι πρώτες δύο μέθοδοι βασίζονται στην ιδιότητα των σακχάρων να οξειδώνονται κατά την αντίδραση με διάλυμα θειικού χαλκού, ενώ η φασματοφωτομετρική μέθοδος βασίζεται στην οξείδωση σακχάρων από την 2,4-δινιτροφαινόλη και τη μέτρηση απορρόφησης του έγχρωμου προϊόντος που σχηματίζεται. Ο ενζυμικός προσδιορισμός βασίζεται στην ικανότητα των ενζύμων να καταλύουν συγκεκριμένες αντιδράσεις. Η μέθοδος Luff αποδείχθηκε πως λειτουργεί για τον προσδιορισμό της γλυκόζης και της φρουκτόζης, ενώ για την ιμβερτοποιημένη σακχαρόζη και την ιμβερτοποιημένη μαλτόζη τα αποτελέσματα ήταν ασαφή. Η μέθοδος Lane Eynon έδωσε σαφή αποτελέσματα για τη γλυκόζη, τη μαλτόζη και τη φρουκτόζη, ενώ για την σακχαρόζη τα αποτελέσματα ήταν ασαφή. Ο φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός της γλυκόζης έδωσε αναμενόμενα αποτελέσματα. Ο ενζυμικός προσδιορισμός έδωσε σαφή αποτελέσματα για τη γλυκόζη, τη φρουκτόζη και την σακχαρόζη ενώ δεν λειτούργησε για τη μαλτόζη.

Abstract

Beer is an alcoholic beverage, known since ancient times. It is crafted using four fundamental raw materials: water, barley, hops, and yeast. Water, forming the predominant component, lays the foundation for the brewing process. Barley, essential for malt production, imparts unique characteristics to the beer. Hops, responsible for both bitterness and aromatic nuances, contribute to the overall harmony, biological stability, and taste profile. Lastly, yeast, with its metabolic byproducts during fermentation and maturation, plays a pivotal role in shaping the distinctive organoleptic character of the beer. Among other components in wort , key sugars include maltose (50-60%), maltotriose (10-20%), glucose (10-20%), sucrose (1-5%), and fructose (1-5%). Additionally, non-fermentable dextrins, comprising 5-20%, contribute to the overall composition. Malt type, mashing temperatures, and various brewing factors influence the ratios of these sugars. Sugar determination is important as during the beer production process , the estimation of sugars in wort provides information on the final product and the necessary actions needed during production , while sugar determination in beer provides nutritional information . This paper outlines the assessment of reducing sugars in beer through four distinct methods, providing a comparative analysis. The Lane-Eynon , Luff and enzymatic methods were employed for determining glucose, fructose, sucrose and maltose. Simultaneously, exclusive measurements for glucose were conducted using 2,4-dinitrophenol in a spectrophotometric approach. The first two methods rely on the sugars' oxidative reaction with copper sulphate solution , while the spectrophotometric technique is grounded in the oxidation of sugars by 2,4-dinitrophenylhydrazine and the measurement of absorbance of the colored product formed . The enzymatic determination is based on the ability of sugars to catalyze specific reactions. The effectiveness of the Luff method was demonstrated in determining glucose and fructose, yet inconclusive for invert sucrose and invert maltose. Similarly, the Lane Eynon method yielded clear results for glucose, fructose and invert maltose, but lacked clarity for invert sucrose. Spectrophotometric determination of glucose produced expected results. The enzymatic determination provided clear results for glucose, fructose, and sucrose, while it did not work for maltose.