Publication: Estudo do Perfil Químico de Cervejas Brasileiras: Uma Avaliação entre as Bebidas Artesanais e Industriais
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Date
01/09/2021
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Universidade Federal do Espírito Santo
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A cerveja, comumente, é produzida com quatro ingredientes: água, malte, lúpulo, fermento e, em alguns casos, adjuntos de cerveja. Os processos industriais e artesanais seguem essencialmente as mesmas etapas e podem sofrer pequenas alterações devido ao estilo da cerveja. Apesar disso, muitos consumidores atribuem maior qualidade às cervejas artesanais em comparação às industriais. Neste estudo, aplicamos as técnicas analíticas de infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1H) e espectrometria de massa (ESI (±) FT-ICR MS) para discriminar cervejas artesanais de industriais (marcas comuns no mercado brasileiro). Em adicional, as regressões Partial Least Squares (PLS) e Support Vector Machine (SVR) foram usadas para estimar algumas propriedades da cerveja (pH, acidez total (meq·L -1 , cor (EBC), amargor (IBU), teor de álcool (% v/v) e densidade (g·mL-1 ). O uso do IV permitiu a identificação de vibrações atribuídas a compostos químicos comuns às bebidas, como água (3320 e 1640 cm–1 ), carboidratos (1500 cm–1 ) e etanol (1050- 1040 e 875-865 cm–1 ). O RMN de 1H mostrou boa aplicabilidade na identificação de classes de compostos orgânicos na bebida, onde foram observados sinais atribuídos a álcoois, ácidos orgânicos, carboidratos e aminoácidos. O ESI(+)FT-ICR MS permitiu a identificação de compostos químicos presentes em bebidas, possibilitando a construção de uma impressão digital das cervejas. Além disso, a aplicação de ferramentas quimiométricas possibilitou a predição de propriedades físico-químicas, apresentando resultados promissores na predição de álcool conteúdo (RMSEC 0,2430 e RMSEP 0,3929) e amargor (RMSEC 1.3022 e RMSEP 1.6008), e também na classificação quanto ao processo de fabricação (cerveja artesanal e industrial).
Abstract
Beer is commonly produced with four inputs: water, malt, hops, yeast and, in some cases, brewing adjuncts. Industrial and artisanal processes essentially follow the same steps and may undergo minor changes due to the style of beer. Despite this, many consumers attribute higher quality to craft beer compared to industrial ones. In this study, we applied the analytical techniques of infrared (IR), hydrogen nuclear magnetic resonance (1H NMR) and mass spectrometry (ESI(±)FT-ICR MS) to discriminate craft beers from industrial ones (brands common to the Brazilian market). In addition, Partial Least Squares (PLS) and Support Vector Machine (SVR) regression were used to estimate some beer properties (pH, total acidity (meq·L-1 , color (EBC), bitterness (IBU), alcohol content (%v/v) and density (g·mL-1 )). The use of the IR allowed the identification of vibrations attributed to chemical compounds common to beverages, such as water (3320 and 1640 cm–1 ), carbohydrates (1500 cm–1 ) and ethanol (1050- 1040 and 875-865 cm–1 ). 1H NMR showed good applicability in identifying classes of organic compounds in the beverage, where signs attributed to alcohols, organic acids, carbohydrates and amino acids were observed. The ESI(+)FT-ICR MS allowed the identification of chemical compounds present in beverages, allowing the construction of a fingerprint of the beers. In addition, the application of chemometric tools enabled the prediction of physicochemical properties, presenting promising results in the prediction of alcohol content (RMSEC 0.2430 and RMSEP 0.3929) and bitterness (RMSEC 1.3022 and RMSEP 1.6008), and also in the classification regarding the manufacturing process (craft and industrial beer).
Description
Keywords
Cerveja industrial, cerveja artesanal, produção, IV, RMN 1H, ESI(±)FT-ICR MS, impressão digital, quimiometria, PLS, PCA