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Main Title: Freie und triglycerid-gebundene Hydroxyfettsäuren in Gerste und Malz und ihre Bedeutung für die Geschmacksstabilität des Bieres
Translated Title: Free and triglyceride-bonded hydroxy fatty acids in barley and malt and their meaning for beer flavor stability
Author(s): Meyna, Stefan
Advisor(s): Wackerbauer, Karl
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Es wurde die Summe einzelner Fraktionen von freien und triglycerid-gebundenen Hydroxyfettsäuren in Gerste, Grünmalz und Darrmalz mittels einer GC/MS-Analytik charakterisiert. Die Fraktion der Monohydroxyoctadecadiensäuren (HOD) konnte als am konzentrationsstärksten in Gerste und Malz gefunden werden, gefolgt von Dihydroxyoctadecensäuren (DHOE) und Trihydroxyoctadecensäuren (THOE). Der Anteil an frei vorliegenden Hydroxyfettsäuren in den Rohstoffen war stets sehr gering. Verschiedene Gerstensorten und -arten aus unterschiedlichen Provenienzen zeigten differierende Anteile an Hydroxyfettsäuren. Die Bildung derartiger Säuren ist unter anderem gekoppelt an die Aktivität von Lipoxygenasen, welche spezifische, pflanzenphysiologische Funktionen wahrnehmen. Eine Aktivierung der enzymatischen Lipidperoxidation ist vor allem durch die biologischen Prozesse der Pathogenabwehr, Alterung (Senenszenz) und Keimung beschrieben. Es konnte nachgewiesen werden, daß in der Tat all diese Prozesse einen deutlichen Einfluß auf die Hydroxyfettsäuren in Gerste und Malz besitzen, wobei die Keimung und der dann folgende Darrprozeß als sich am stärksten auswirkend gefunden werden konnte. Biere, welche aus gelagerten Rohstoffen hergestellt wurden, zeigten keine schlechtere geschmackliche Qualität und keine verminderte Geschmacksstabilität gegenüber denjenigen, welche aus frischer Gerste bzw. aus frischem Malz produziert wurden. Auch die rekte Verletzung von Pflanzen soll zu einer Aktivierung des LOX-Pathways führen. Dies konnte jedoch für bereits geerntete Gerstenkörner, aber auch für das spätere Braumalz, welches im Sudhaus geschrotet wird, nicht bestätigt werden. Diverse Versuche zur chemischen Stabilität von aufgereinigten Fraktionen an Hydroxyfettsäuren ergaben, daß HOD im Vergleich zu DHOE und THOE relativ pH-stabil, aber dafür mehr temperatursensibel sind. Vor allem die im Brauereibereich relevanten pH- und Temperaturverhältnisse beeinflussen die Menge an Hydroxyfettsäuren deutlich, was zusätzlich Versuche zum Einfluß verschiedener Einmaischtemperaturen im Sudhaus bestätigten. Eine Verbesserung der Geschmacksstabilität des Bieres durch sog. Low-LOX-Gersten konnte überdies nicht nachgewiesen werden und sollte hinsichtlich der physiologischen Funktionen von Lipoxygenasen (z. B. Pathogenabwehr) recht kritisch betrachtet werden. Das Nonenal-Potential, welches im direkten Zusammenhang mit der Lipidperoxidation stehen soll, konnte als stark pH-abhängig und an die Bedingungen bei der Probenaufarbeitung geknüpft gefunden werden. Eine Korrelation des Nonenal-Potentials und anderer analytischer Schnellmethoden (Elektronenspin Resonanz Spektroskopie, Chemilumineszenz, Absorptionsintegral) zur Geschmacksstabilität des Bieres konnte nicht nachgewiesen werden. Es ist ferner nicht gelungen, auf Grundlage der Summe der einzelnen Fraktionen an freien und/oder triglycerid-gebundenen Hydroxyfettsäuren die geschmackliche Stabilität eines Bieres vorherzusagen.
The sum of different fractions of free and triglyceride-bonded hydroxy fatty acids in barley, green malt and finished malt was characterized using a GC/MS analysis. The fraction of monohydroxy octadecadienoic acids (HOD) could be found in the highest concentration in barley and malt followed by dihydroxy octadecenoic acids (DHOE) and trihydroxy octadecenoic acids (THOE). The amount of free hydroxy fatty acids in the raw materials was always low. Different barley varieties and types from different proveniences gave varying rates of hydroxy fatty acids. Amongst others the formation of such acids is linked to the activity of lipoxygenases that have specific plant physiological functions. An activation of the enzymatic lipid peroxidation is particularly described by biological processes like defence of pathogens, ageing (senescence), and germination. It could be demonstrated that all these processes really have an obvious influence on the hydroxy fatty acids in barley and malt, whereas germination and the following kilning procedure had the most significant effect. Beers which were brewed using stored raw materials gave no poorer flavor qualities and flavor stability than those produced by fresh barley respectively malt. The direct wounding of plants is reported to lead to an activation of the LOX pathway. This could neither be confirmed for already cropped barley kernels nor for the later brewing malt that is milled in the brewhouse. Miscellaneous experiments concerning the chemical stability of purified fractions of hydroxy fatty acids indicated that the HOD in comparison to DHOE and THOE are comparatively pH-stable but more temperature sensitive. Especially the pH and temperature ranges that are of importance in the brewery influence the amount of hydroxy fatty acids significantly. This was additionally confirmed by experiments regarding different mashing-in temperatures in the br house. An improvement of beer flavor stability by the usage of so called low-LOX-barleys could not be proven and should be evaluated critically due to the physiological functions of lipoxygenases (e. g. defence against pathogens). The nonenal potential which is reported to be directly linked to lipid peroxidation had a strong dependence on pH level and sample preparation. A correlation of the nonenal potential and other simple analytical methods (electron spin resonance spectroscopy, chemiluminescence, absorption integral) to beer flavor stability could not be found. Furthermore it did not suceed to predict beer flavor stability based on the measurement of the sum of separate fractions of free and/or triglyceride-bonded hydroxy fatty acids.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-10388
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1444
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1147
Exam Date: 27-Jun-2005
Issue Date: 29-Jul-2005
Date Available: 29-Jul-2005
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Geschmacksstabilität des Bieres
Hydroxyoctadec(adi)ensäuren
Lipidperoxidation
Beer flavor stability
Hydroxy octadec(adi)enoic acids
Lipid peroxidation
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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