FT-NIR Spectroscopy�A Modern Tool for Quality Monitoring of Brewers� Raw Materials
MBAA TQ doi:10.1094/TQ-47-1-0217-01 |
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A. Broz (1,2), P. Kosin (1,2), J. Savel (2), J.
Sikola (3), D. Behmer (4), J. Prokes (5), and F. Kroupa (6). 1.
Institute of Chemical Technology, Department of Fermentation Chemistry
and Bioengineering, Prague, Czech Republic. 2. Budweiser Budvar, N.C.,
Ceske Budejovice, K. Svetle 4, Czech Republic. 3. OPTIK INSTRUMENTS
s.r.o., Doubravnik, Czech Republic. 4. Bruker Optik GmbH, Ettlingen,
Germany. 5. The Research Institute of Brewing and Malting, Brno, Czech
Republic. 6. V.F. HUMULUS, Ltd., Zatec, Czech Republic.
Abstract
Fourier transform near-infrared (FT-NIR) spectroscopy represents a modern,
elegant tool for the rapid prediction of many important characteristics of
malt and hops. A multipurpose analyzer was used to collect data on the NIR
spectra of malt and hops. NIR models were calibrated and validated with
spectroscopy software (OPUS 5.5). The validity of these models was proven
over two years on two different crops of barley and hops. The calibration
data were used to monitor the quality of the entire Czech Republic crop
each year and optimized with new data after each harvest. NIR analysis has
since been integrated as a routine procedure in our quality control
laboratory. Malt quality characteristics such as extract content, protein
content, soluble nitrogen content, Kolbach index, and friability were
predicted by the NIR models with satisfactory accuracy. The results for
relative extract at 45�C and wort viscosity were less precise. The models
for predicting alpha- and beta-acids contents in hops were very good, with
errors within the range of the reference method used. Most importantly,
all models of all parameters were able to recognize conspicuous samples in
all cases, which could then be tested using classic analytical methods.
Keywords: brewing, hops, malt, near infrared, quality
prediction, raw materials
S�ntesis
La espectroscop�a de infrarrojo cercano de transformaci�n Fourier
(FT-NIR) representa una herramienta moderna y elegante para el pro�n�stico
de muchas caracter�sticas importantes de la malta y del l�pulo. Se utiliz�
un analizador multi-prop�sito para obtener datos en el espectro NIR de
malta y de l�pulo. Modelos NIR fueron calibrados y validados con software
de espectroscop�a (OPUS 5.5). La validez de estos modelos fue corroborada
a lo largo de dos a�os sobre dos cosechas dif�erentes tanto de cebada como
de l�pulo. Los datos de la calibraci�n fueron utilizados para monitorear
la calidad de la totalidad de la cosecha de la Rep�blica Checa en cada uno
de esos a�os y se optimiz� con nuevos datos despu�s de cada cosecha. El
an�lisis NIR ha sido integrado desde entonces al procedimiento rutinario
en nuestro laboratorio de control de la calidad. Las siguientes
caracter�sticas de la calidad de la malta fueron pronosticadas por los
modelos NIR con bastante exactitud: contenido de extracto, contenido de
prote�na total y de nitr�geno soluble, �ndice Kolbach y friabilidad. Los
resultados para extracto relativo a 45�C y para viscosidad del mosto
fueron menos precisos. Los modelos para predecir los contenidos de �cidos
alfa y beta en l�pulo fueron muy buenos, con errores dentro de la
tolerancia del m�todo de referencia. Vale destacar que todos los modelos
de todos los par�metros fueron capaces de reconocer muestras an�malas en
todos los casos, para que estas fuesen luego verificadas por m�todos
anal�ticos cl�sicos.
Palabras
claves: elaboraci�n de cerveza, infrarrojo cercano, l�pu�lo, malta,
materia prima, pron�stico de la calidad
