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Electron Paramagnetic Resonance (EPR) Profiling for Potential Flavor Stability Improvements in Beer

MBAA TQ vol. 38, Number 4, 2001, Pages 247-250  |  VIEW ARTICLE

Robert T. Foster (1), E. J. Samp (1), H. Patino (1), and D. P. Barr (2). 1. Coors Brewing Company, Golden, CO, USA. 2. Bruker Instruments, Inc., Billerica, MA, USA. A poster accepted for presentation at the MBAA Guadalajara Convention, 2001.

Abstract
Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technology may benefit the brewer in a very practical way. This report shows the results of several collaborative studies between Coors Brewing Company and the Applications Laboratory at Bruker Instruments, Inc. EPR is a form of magnetic resonance spectroscopy that detects unpaired (or "free") electrons in various samples (e.g. transition metals or free radicals). The technology is particularly useful because it provides unambiguous detection of free radicals. In these studies a spin trap step stabilized the short-lived free radicals that formed during the forced oxidation of various beer samples. These stabilized radical adducts were then quantified in a "signature" EPR spectrum with the instrument. Several spectra over time produced an EPR intensity profile with a characteristic "lag" phase type graph. This initial "lagtime" period is representative of the beer's resistance to oxidation. Through collaborative studies using packaged test and control beers, a dramatic difference in the lagtime between control and high iron and high copper beers was observed. We have also seen large lagtime differences between beers bottled with normal versus oxygen scavenging crowns. Differences in lagtime have also been observed from different cellaring practices. The EPR "lagtime" measurement can be used to identify high oxidation or metal pick-up periods within a process or plant. The relevance of these differences, however, needs to be assessed on a case-by-case basis.
Keywords: electron paramagnetic resonance, beer oxidation, beer SO(2), oxygen scavenging crowns, beer iron and copper, flavor stability  

Síntesis
La tecnología de Resonancia magnética de electrones (EPR) puede beneficiar al elaborador de cerveza en una manera muy practica. Este reporte, muestra los resultados de varios estudios en los cuales colaboraron la Coors Brewing Company y los Laboratorios de Aplicaciones de Brucker Instruments, Inc. El EPR es una forma de espectroscopia de resonancia magnética que detecta electrones sin par (o libres) en varias muestras (por ejemplo, metales de transición o radicales libres). La tecnología es particularmente útil porque provee una detección no ambigua de los radicales libres. En estos estudios un paso de trampa giratoria estabilizó los radicales libres de vida corta que se formaron durante la oxidación forzada de varias muestras de cerveza. Estos radicales estabilizados se cuantificaron en un espectro de EPR "de molde" con el instrumento. Varios espectros con el tiempo produjeron un perfil de intensidad EPR con una grafica con un tipo de fase de "retraso" característico. Este periodo de "retraso de tiempo" inicial en minutos es representativo de la resistencia de la cerveza a la oxidación. Mediante estudios de colaboración usando cervezas empacadas de prueba y control, nosotros vimos una diferencia dramática en el tiempo de retraso entre las cervezas de control, de alto hierro y de alto cobre. Nosotros también hemos visto grandes diferencias de tiempo de retraso entre cervezas embotelladas con coronas normales contra las que recogen oxígeno. Se han visto diferencias en tiempos de retraso en diferentes practicas de almacenado en bodega. La medida del "tiempo de retraso" del EPR puede ser usada para identificar oxidación alta o periodos de incorporación de metales dentro de un proceso o planta. Sin embargo, la relevancia de estas diferencias necesita ser evaluada individualmente.

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