Mission Improbable : Détection rapide du sucre total pour la bière par détection de masse

Rich Whitworth

Temps de lecture : 5 minutes

Comment la détection des masses nous permet de dire la belle vérité sur la bière

Par Larissa BurnsAnalyste technique de groupe, Lion Co.  Comment la détection des masses révèle la vérité sur la bière

Je travaille chez Lion en tant que spécialiste de l'analyse depuis huit ans, principalement en utilisant et en développant des méthodes pour la tâche enviable de l'analyse de la bière. J'ai environ 20 ans d'expérience en chromatographie dans plusieurs domaines différents, y compris l'alimentaire et le pharmaceutique, et je suis heureux de dire que j'aime toujours autant la chimie analytique et la chromatographie ; il y a toujours un sentiment de découverte lorsque l'on relève de nouveaux défis. On ne sait jamais vraiment où le processus de résolution des problèmes peut nous mener - mais c'est passionnant quand on y arrive.

Lion emploie environ 6 700 personnes en Australie et en Nouvelle-Zélande, ce qui en fait l'une des plus grandes entreprises de produits alimentaires et de boissons. L'entreprise se compose essentiellement de deux parties : "Dairy & Drinks" et "Beer, Spirits & Wine" - mais la production de bière représente une part importante de notre activité. De nombreux lecteurs connaissent nos marques de bière XXXX et Tooheys, mais nous avons également un portefeuille de bières artisanales en pleine expansion (avec en tête notre marque James Squire) et nous produisons également des bières internationales, notamment Heineken, Guinness et Kirin, dans le cadre de contrats de licence stricts.

Une attention particulière

Chacune de nos brasseries dispose d'un laboratoire pour les analyses de contrôle de la qualité. Je travaille dans un laboratoire centralisé qui se concentre sur le soutien des opérations de nos brasseries à un niveau supérieur, en mettant l'accent sur le repérage des tendances ou la collecte d'informations sur l'ensemble de notre portefeuille. Par exemple, nous pouvons mener des projets axés sur les niveaux de calcium, certains composés du houblon ou les composés aromatiques volatils. Nous sommes également là pour aider les laboratoires de contrôle de la qualité (CQ) s'ils détectent un problème en cherchant à déterminer ce qui ne va pas dans le processus de brassage.

Ces derniers temps, nous avons travaillé sur plusieurs projets qui exigent la quantification de faibles niveaux de sucre. L'analyse du sucre n'est pas quelque chose de nouveau pour nous - nous contrôlons les niveaux de sucre à différents stades du processus de brassage. Cependant, Lion était également intéressé par le suivi des profils de fermentation jusqu'à leur achèvement - et nous voulions introduire des panneaux nutritionnels volontaires dans notre portefeuille de bières. Ce dernier point s'inscrit dans le cadre d'un programme d'éducation plus vaste intitulé "La bière, une belle vérité", qui vise à briser les mythes courants sur la bière et à communiquer certaines preuves analytiques, notamment le fait que les bières Lion contiennent, en moyenne, moins de 0,1 % de sucre total.

Nous utilisions la détection électrochimique pour mesurer les niveaux relativement élevés de sucre dans le moût (le liquide extrait du processus de brassage), mais lorsqu'il s'agissait de quantifier la bière, la tâche était beaucoup plus ardue. à cause des niveaux de sucre intrinsèquement bas. Nos temps d'exécution étaient longs, nous avions des problèmes de sensibilité et il y avait des interférences. Il est juste de dire que nous travaillions à la limite, et le moment semblait donc opportun pour chercher des alternatives.

Les eaux ACQUITY UPLC H-Class avec ACQUITY QDa Le détecteur de masse ACQUITY QDa était une combinaison qui présentait de nombreux avantages, notamment le fait que Waters a démontré une preuve de concept rentable et robuste pour notre application. Un autre facteur important dans notre décision d'opter pour le QDa d'ACQUITY était sa facilité d'utilisation - vous l'allumez, vous attendez qu'il termine son cycle de démarrage et vous êtes prêt à analyser des échantillons. Nous étions déjà familiarisés avec Autonomiser ce qui a rendu la décision encore plus facile.

L'utilisation d'un détecteur de masse ressemble beaucoup à celle de n'importe quel autre détecteur : vous configurez votre ensemble d'échantillons, ajoutez vos flacons et appuyez sur "go". Lorsque vous revenez après l'analyse, même le traitement des données est similaire à ce que vous attendez d'un détecteur PDA.

Notre méthode complique légèrement les choses, car nous surveillons six sucres à quatre masses ioniques différentes, et nous avons donc besoin de quatre canaux. Mais nous avons constaté assez rapidement que ce n'est pas vraiment très différent de l'utilisation d'un système LC à un seul canal.

Confiance dans la belle vérité

Bien que la bière soit composée de 90 % d'eau et d'environ 5 % d'alcool, il s'agit en fait d'un mélange assez complexe ; on y trouve des protéines, des hydrates de carbone, des sucres, des composés du houblon, des esters, et ainsi de suite - mais le tout à de faibles concentrations. Les laboratoires d'analyse alimentaire que nous avons contactés au sujet de l'analyse des sucres dans la bière n'étaient pas en mesure d'offrir la limite de déclaration que nous recherchions, car ils traitent généralement des concentrations plus élevées (comme celles que l'on trouve dans d'autres aliments). Nous avons donc dû développer notre propre méthode.

Le détecteur de masse ACQUITY QDa est suffisamment sensible pour travailler aux niveaux de concentration des sucres qui nous intéressent (la limite de détection est d'environ 1 à 2 μg/mL) mais, surtout, en combinant les informations sur le temps de rétention et la masse, nous sommes désormais en mesure d'obtenir une plus grande sélectivité.

Dans le cadre du projet nutritionnel mentionné ci-dessus, nous avons dû analyser environ 1 500 échantillons en quelques semaines seulement - et ce n'était pas une mince affaire. Pour faire simple, nous n'aurions pas pu le faire sans le nouveau système. Avec l'ancien système, chaque injection aurait pris 30 minutes, et nous devions analyser 100 échantillons par jour - malheureusement, il n'y a pas 50 heures dans une journée...

Le passage à l'UPLC ACQUITY et au QDa en tant qu'ensemble a été fantastique - notre méthode a été doublement renforcée. Chaque injection dure environ 5 minutes, ce qui nous a permis de traiter 100 échantillons pendant la nuit, en effectuant la préparation des échantillons et le traitement des données pendant la journée.

En fin de compte, cela signifie que nous pouvons accomplir notre travail beaucoup plus rapidement. Et comme nous avons pu combiner les informations sur la masse avec les temps de rétention, nous étions beaucoup plus confiants dans les résultats que nous avons générés.

C'est formidable d'avoir la puissance des données de masse dans notre laboratoire sans les maux de tête habituels - ou la nécessité d'un spectrométriste de masse !

Larissa Burns est analyste technique de groupe chez Lion Co. à Sydney, en Australie.

Produit et publié à l'origine par The Analytical Scientist pour Waters : Mass Data Made Simple.

 

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