The Analysis of Green-Beer Flavors Using Liquid-Liquid Extraction and GC-MS

MBAA TQ http://dx.doi.org/10.1094/TQ-50-1-0319-01 | VIEW ARTICLE
 
Acacia Baldner Cooper (1), Steven Petrovic (2), and Larry Chase (3). 1. Anderson Valley Brewing Company, 17700 Hwy 253, Boonville, CA 95415. 2. Southern Oregon University, Siskiyou Blvd., Ashland, OR 97520. 3. Standing Stone Brewing Company, 101 Oak St., Ashland, OR 97520.
 
Abstract
Beer flavor arises from many sources and each step in the brewing process specifically influences the flavor development of a particular beer. Simultaneously, during fermentation, desired and undesired flavors are produced. Some undesirable compounds, or “green-beer flavors,” are removed via yeast metabolism during beer maturation. The maturation method analyzed here was conducted by lowering and holding the fermenter temperature at 50°F (10°C) for 5 days, after identical specific gravities were measured sequentially for 2 days. The objective of this research was to measure the concentration changes in these green-beer flavors over the maturation period to determine if a shorter maturation would sufficiently mature the beer. Shorter maturation periods could allow the brewer a faster turnover rate of mature beers. The green-beer flavor compounds were obtained via liquid-liquid extraction and identified using GC-MS. Isopentanol (banana), phenylethanol (rose), and ethyl acetate (solvent, fruity) flavor compounds predominated. Compound concentrations decreased to 59.2, 57.7, and 58.2% of initial concentrations by day 3 of maturation, respectively, obtaining minimum concentrations of 21.21, 62.11, and 12.61 ppm. These concentrations increased by 59.5, 58.9, and 57.6%, respectively, from day 3 to day 5, nearly equaling the original concentrations at day 0. Triangle taste tests were performed on each sample to ascertain the human ability to detect off-flavor presence. Tasters with greater beer familiarity scored higher on the tests than did tasters with less experience. Statistically significant flavor differences between green beer and mature beer were observed for nearly every sample taken throughout the maturation period.
Keywords: GC-MS, green-beer flavors, liquid-liquid extraction, maturation
 
Síntesis
El sabor y aroma de la cerveza surge de diferentes fuentes y cada paso del proceso cervecero tiene una influencia específica sobre el desarrollo de estas características en una cerveza en particular. Durante la fermentación se forman sabores y aromas tanto deseadas como indeseadas. Algunos compuestos indeseados, sabores a “cerveza verde”, son removidos por el metabolismo de la levadura durante la maduración. En el tipo de maduración analizado en este artículo se bajó la temperatura del fermentador a 50ºF (10ºC) (después de mantenerse el Ea constante durante dos días) y se mantuvo a esa temperatura durante cinco días. El objetivo de este estudio fue determinar si este tiempo de maduración pudiese ser lo suficiente para considerar la cerveza como totalmente madurada; a este efecto se midió el cambio en la concentración de los sabores “verdes” a lo largo de los cinco días. La reducción en el tiempo de maduración permitiría usar los tanques más eficientemente. Los compuestos causantes del sabor a “cerveza verde” fueron obtenidos mediante una extracción líquido-líquido e identificados mediante GC-MS. Isopentanol (banana/cambur), feniletanol (rosa) y acetato de etilo (solvente, frutal) fueron los componentes predominantes. Las concentraciones de estos compuestos bajaron al tercer día a 59,2, 57,7 y 58,2 %, respectivamente, de su concentración inicial, obteniendo concentraciones mínimas de 21,21, 62,11 y 12,61 ppm. Estas concentraciones aumentaron del día 3 al día 5 por 59,5, 58,9 y 57,6 %, prácticamente alcanzando su concentración inicial del día 0. Se realizaron pruebas triangulares de cada muestra para determinar la capacidad humana para detectar la presencia de estos sabores indeseados. Los catadores más experimentados fueron más acertados que los catadores con menos experiencia. Se notaron diferencias estadísticamente significativas entre la cerveza verde y la cerveza madurada por este método en casi todas las muestras tomadas durante el periodo de cinco días de maduración.
Palabras claves: extracción líquido-líquido, GC-MS, maduración, sabor a “cerveza verde”
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