Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

663 Jeugd --- Periodicals

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

351.82 : 663 (42)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

663.4 --- 663.4 Beers. Brewing. Malting --- Beers. Brewing. Malting

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Sweeteners. --- Voedingsmiddelen : smaakstoffen --- 663.051

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Ondanks sterke vooruitgang in de brouwerijwetenschappen blijft de flavourstabiliteit van bier een groot kwaliteitsprobleem voor de huidige bierindustrie. Aan de oorsprong van deze bierinstabiliteit liggen vele componenten die zich ver van hun chemisch evenwicht bevinden. Om bierverouderingsprocessen te vertragen, kunnen curatieve maatregelen genomen worden zoals koude stockage van bier of het toevoegen van additieven, of preventieve maatregelen die rechtstreeks inspelen op het bierproductieproces. Enkele decennia geleden werd gedacht dat bierveroudering volledig te wijten was aan oxidatieprocessen, wat leidde tot zware inspanningen om zuurstof zoveel mogelijk uit het productieproces te sluiten. Aangezien tijdens het mashproces enzymatische oxidatiereacties plaatsgrijpen, genoot vooral dit proces de volle aandacht van de brouwwetenschappers met het oog op het terugdringen van bierverouderingsreacties. Intussen is het echter duidelijk geworden dat ook het wortkookproces een belangrijke invloed kan hebben op de flavourstabiliteit, aangezien de zeer hoge temperaturen aanleiding geven tot sterk versnelde chemische reacties. Dit inzicht leidde tot het onderwerp van deze thesis: de invloed van de thermische belasting tijdens het wortkoken op de flavourstabiliteit van bier. Eerst werd een methode geoptimaliseerd voor de analyse van vluchtige componenten gebaseerd op vaste-stof micro-extractie, gekoppeld met gaschromatografie en massaspectrometrie. Nadien werd overgegaan tot de identificatie van vluchtige wortcomponenten, waarbij meer dan 100 componenten geïdentificeerd werden, waaronder furanen, pyrazines, ketonen, aldehyden, zwavelcomponenten, thiazolen, oxazolen en vertakte 2-alkenals. Deze laatste groep componenten zou over interessante eigenschappen kunnen beschikken, aangezien ze ook al gekend zijn als aromacomponenten in cacao of als feromoon bij krekels. De meeste componenten zijn afgeleid van Maillard reacties. Bij het bestuderen van de invloed van kookparameters op de vorming van vluchtige componenten, werd het duidelijk dat zowel kooktijd als wort-pH een belangrijke invloed hadden. De vorming van Streckeraldehyden en β-damascenon verliep volgens een pseudo 0de orde reactie, terwijl de vormingssnelheid van de furanen stelselmatig toenam met de kookduur. Een lage pH bleek de vrijzetting van vluchtige componenten te versnellen, doordat de meeste Maillard reacties zowel zuur- als base-gekatalyseerd zijn, uitgezonderd de Maillard initiatie, die enkel goed opgaat bij hoge pH. Wanneer ook verdampt werd tijdens het koken, bleek het moeilijker om een relatie te leggen tussen thermische belasting en het gehalte aan vluchtige componenten. Thermische belasting leidt immers tot de productie van zowel niet-vluchtige intermediairen als vluchtige componenten die verdampt kunnen worden. Thermische belasting kan dus het beste geëvalueerd worden met een methode die ook die niet-vluchtige intermediairen in kaart brengt, zoals de thiobarbituurzuurmethode (TBA). Aan de hand van deze methode wordt een HMF-potentiaal gemeten, waar zowel Amadori omleggingsproducten als α-dicarbonylcomponenten inbegrepen zijn. Deze TBA-waarde nam toe met de wortdensiteit en bleek sterk pH-afhankelijk (minimum tussen pH 5 en 6), terwijl door fermentatie weer een deel HMF-potentiaal gereduceerd werd. De vorming van Maillard reactieproducten bleek te verlopen volgens een pseudo-0de orde reactie, die kon vastgelegd worden in een formule die de som is van 2 termen. De eerste term betrekt vooral de invloed van de wortsamenstelling, kookduur en –temperatuur op thermische belasting, terwijl de tweede term de invloed van de kookuitrusting en de kookintensiteit weergeeft. Met deze formule kan de thermische belasting van elk kookproces berekend worden. Omdat α-dicarbonylcomponenten belangrijke intermediairen van de Maillard reactie zijn die een rol spelen in bierveroudering, werd aminoguanidine getest als inhibitor van deze componenten tijdens het wortkoken. Aminoguanidine bleek echter niet alleen sterk te reageren met α-dicarbonyls, maar ook met aldehyden, waardoor de efficiëntie van deze inhibitor afnam. Bovendien werd duidelijk dat 2-alkenals in staat waren om kwantitatief te reageren met aminozuren ter vorming van imines. Deze imines kunnen uiteindelijk in het bier terug aldehyden vrijzetten en daardoor bijdragen aan het bierverouderingsproces. Dit mechanisme was echter beperkt tot enkele aldehyden. Uiteindelijk werd de invloed van verschillende manieren van thermische belasting getest op flavourstabiliteit: kookduur, kookintensiteit, kooktemperatuur en wort-pH. De verouderingscomponent furfural bleek de beste weerspiegeling van de verschillen in thermische belasting te zijn, terwijl Streckeraldehyden dat enkel waren bij oxidatieve bierveroudering. Furfurylethylether was ook gerelateerd aan thermische belasting, behalve bij verschillen in verdampingsgraad. Hogere thermische belasting leidde tot versnelde bierveroudering, zowel op analytisch als sensorisch vlak. Het belang van het verdampen van zwavelcomponenten mag echter niet onderschat worden, aangezien deze ook een belangrijke rol in de bierveroudering kunnen spelen. Bovendien bleken grondstoffen ook een sterke rol te spelen in de HMF-potentiaal van wort. Tot slot kan gesteld worden dat dit werk een bijdrage levert tot enkele nieuwe inzichten in de invloed van thermische belasting tijdens het wortkoken op de flavourstabiliteit van bier. Vooral de essentiële rol van opgebouwde Maillard intermediairen werd uitgeklaard en middelen werden gecreëerd die het mogelijk maken om het verouderingspotentieel van een bepaald wortkookproces te berekenen. De nieuwe inzichten werden uiteindelijk gebundeld in een bierverouderingsmechanisme zoals het beïnvloed wordt door thermische belasting. Although major advances have been made in brewing science, flavour stability is one of the main remaining quality problems in brewing industry today. The origin of beer flavour instability lies in the presence of numerous beer components far from their chemical equilibrium. In order to retard the beer ageing process, curative measures can be taken, such as altering beer storage conditions or the use of additives, or pro-active measures can be taken by intervening in the beer production process. Only a few decades ago, beer researchers were convinced that lipid oxidation processes were the main cause of beer flavour deterioration, and consequently measures were taken to limit oxidation processes as much as possible. Therefore, the mashing process was the main target of brewing researches for a long time, as enzymatic oxidation reactions take place during mashing. However, at present it is clear that other production processes such as the wort boiling process could also play a significant role due to the extreme conditions atelevated temperatures, which dramatically accelerate chemical reactions. Therefore, the subject of this work was to investigate the influence of the thermal load applied in the wort boiling process on beer flavour stability. First, a method was optimised in order to analyse wort volatiles, which used solid-phase microextraction coupled with gas chromatography and mass spectrometry. After optimisation, identification of wort volatiles was performed, revealing more than 100 identifiable compounds, such as furans, pyrazines, ketones, aldehydes, sulphur compounds, thiazoles, oxazoles and branched 2-alkenals. The latter might have interesting flavour properties, as they are frequently encountered in cocoa or even as pheromone in crickets. Most compounds were derived from Maillard reactions during malting. When the influence of boiling parameters on the formation of volatile compounds was studied, it became clear that both boiling time and pH were important parameters. Strecker aldehyde and β-damascenone formation showed pseudo 0th order kinetics, while furan formation rate increased with time. In addition, low pH was generally beneficial for the release of volatiles, since most Maillard reactions were acid-base catalysed, except for the Maillard reaction initiation, which is exclusively enhanced at high pH. However, when evaporation came into play no relation between boiling intensity and the evolution of volatiles could be distinguished, as thermal load leads to the formation of both non-volatile intermediates and volatiles, which are evaporated while boiling. Thus, a detection method including non-volatile Maillard intermediates such as the thiobarbituric acid method proved to be more suitable to evaluate thermal load. With this method, a kind of HMF-potential can be measured that includes Amadori rearrangement products and α-dicarbonyl compounds. The rate of TBA increase during boiling increased with density and was pH-dependent (minimum at pH 5-6), while fermentation reduced a part of the Maillard intermediates formed. During boiling, pseudo 0th order kinetics was observed for the formation of TBA-reactive intermediates. Based on this kinetics, an equation quantifying thermal load could be made, comprising two terms. The first term takes into account wort composition, boiling time and boiling temperature; the second term is more boiling process related and establishes the relation with boiling intensity and boiling equipment in the brewhouse. Based on this equation, predictions can be made about the influence of changes in boiling parameters. Since α-dicarbonyl compounds play an important role as intermediates in the Maillard reactions and carbonyl-amine interactions might play an important role in beer ageing processes, aminoguanidine was tested as inhibitor of Maillard reactions during wort boiling. Surprisingly, aminoguanidine was very reactive not only to α-dicarbonyl compounds, but also towards aldehydes, which decreased its efficiency. Furthermore, aldehydes such as 2-alkenals reacted significantly with amino acids to form imine adducts, which might be transferred into beer and cause beer flavour deterioration. However, this mechanism was limited to a few aldehydes. Finally, the influence of different kinds of thermal load on beer flavour stability was investigated: boiling time, boiling intensity, boiling temperature and the influence of wort pH. Furfural mostly reflected the differences in applied thermal load, while Strecker aldehydes only reflected heat load when beer was aged oxidatively. Furfuryl ethyl ether was also related to heat load, except when different evaporation rates were obtained. Although increased thermal load caused beer flavour deterioration both analytically and sensorically, sufficient evaporation of sulphury compounds may not be underestimated, since they can interfere with the perceived ageing flavours during ageing. In addition, the HMF-potential of raw materials proved also important for beer flavour stability. In conclusion, this work provides several new insights in the influence of thermal load during wort boiling on beer flavour stability. Particularly, the essential role of Maillard intermediates in beer flavour instability was elucidated and tools were created to calculate the staling potential of brewer’s boiling procedure. All gathered insights were finally condensed in one beer staling mechanism as influenced by thermal load. Bier ondergaat een verouderingsproces tijdens de bewaring, maar in tegenstelling tot wijn wordt bierveroudering meestal niet als gunstig ervaren. Het verouderen van bier gaat immers gepaard met het langzaam verdwijnen van verse fruitige en hoppige bieraroma's, terwijl nieuwe aroma's zich ontwikkelen die het bier een minder verse indruk meegeven. Dit bierverouderingsproces is hoofdzakelijk het gevolg van chemische reacties, wat ongunstig is aangezien de export van (Belgisch) bier aan belang wint. Door deze export duurt het immers langer vooraleer het bier de consument bereikt. Er zijn verschillende strategieën om bierveroudering tegen te gaan. Koude stockage van bier is een heel eenvoudige maar energievretende maatregel, waardoor de snelheid van alle chemische reacties vertraagt en het bier bijgevolg aanzienlijk trager veroudert. Deze laatste maatregel lost echter het probleem van bierveroudering niet op. Daarom zijn bieronderzoekers meer geïnteresseerd in preventie door middel van technologische aanpassingen van het bierproductieproces. Eén van de productieprocessen die hierbij geviseerd worden, is het wortkookproces. Wort is een uit gerstmout bereid brouwsel dat als basis dient voor de alcoholische gisting, waarbij brouwersgist de aanwezige suikers omzet tot alcohol. Het wortkookproces is noodzakelijk omdat het koken van wort in aanwezigheid van hop voor de bitterheid van het bier zorgt. De hoge temperaturen die hiermee gepaard gaan leiden echter tot vele chemische reacties zoals de niet-enzymatische bruinkleuringsreacties (Maillard-reacties) die alomtegenwoordig zijn in levensmiddelen (zoals de bruinkleuring die optreedt bij het bakken van koekjes in de oven). Deze reacties werden ervan verdacht invloed uit te oefenen op het bierverouderingsproces. Dit leidde tot het onderwerp van deze doctoraatsthesis, namelijk het ophelderen van de invloed van het wortkookproces op de bierveroudering. In dit werk werd daarom eerst de invloed van wortkookparameters op de vorming van aromacomponenten bestudeerd, met een focus op de Maillard-reacties. De resultaten toonden aan dat er geen duidelijke relatie kan gelegd worden tussen de samenstelling van het wortaroma na het koken en het toegepaste kookprogramma. Daarentegen worden tijdens het koken ook niet-vluchtige precursordeeltjes gevormd die omgezet kunnen worden in ongewenste aromastoffen tijdens de bierveroudering. Deze verdampen niet tijdens het koken maar accumuleren geleidelijk aan, zodat wort dat langer of intenser gekookt werd (lees: een hogere thermische belasting ondergaan heeft), meer van deze deeltjes bevat. In dit onderzoek werd een formule ontwikkeld die de vorming van deze precursoren kan berekenen en voorspellen. Hierdoor kan de invloed van een verandering in het wortkookprogramma op de wortkwaliteit bepaald worden. Tijdens de gisting worden deze precursoren niet verwijderd uit het bier, zodat afgewerkt bier nog een grote hoeveelheid van deze deeltjes bevat. Uit het onderzoek is bovendien gebleken dat vers bier, gebrouwen met een intenser/langer kookprogramma, meer van deze precursoren overhield na de gisting. Tijdens de bewaring verouderden de bieren met de hoogste thermische belasting het snelst, wat wijst op een duidelijke relatie tussen de aanwezigheid van deze precursordeeltjes en de veroudering van bier. Kort samengevat leidde dit onderzoek tot het ophelderen van de relatie tussen thermische belasting tijdens het kookproces en de snelheid van bierveroudering. Een sleutelrol in deze relatie is weggelegd voor precursoren die gevormd worden tijdens het kookproces, die het gistingsproces overleven en tijdens de bewaring van bier aanleiding geven tot verouderingsreacties. Op basis van deze bevindingen werd een bierverouderingsmodel opgesteld, waarin de invloed van thermische belasting op het bierverouderingsproces verduidelijkt wordt. Bovendien werd een formule ontwikkeld die de brouwer in staat stelt om de thermische belasting van zijn kookproces te berekenen en te voorspellen.

Academic collection --- 663.4 --- 663.45 --- Beers. Brewing. Malting --- Fermentation of wort. Storage, lagering --- Theses --- 663.45 Fermentation of wort. Storage, lagering --- 663.4 Beers. Brewing. Malting