Complex Coulometric Evaluation of the Antioxidant Properties of Beer

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The reactivity of coulometric titrants (bromine, iodine, and hexacyanoferrate(III) ions) with respect to the antioxidants (AOs) of beer is evaluated. It is shown that electrogenerated iodine interacts with ascorbic acid and sulfur-containing compounds, but does not oxidize phenolic AOs. The stoichiometric coefficients of reactions of phenolic AOs with electrogenerated bromine and hexacyanoferrate(III) ions are found. A comprehensive assessment of the antioxidant properties of beer is carried out through overall antioxidant parameters (total antioxidant capacity (TAC) according to the reaction with electrogenerated bromine, ferric reducing power (FRP) according to the reaction with electrogenerated hexacyanoferrate(III) ions, and oxidation by). Sixteen samples, differing in the type of fermentation, variety, and style, are considered. A statistically significant difference between the parameters for individual samples is shown. The TAC and FRP of beer correlate with the total concentration of phenolic compounds and antioxidant activity (r = 0.7175–0.8703 at rcrit = 0.4973), which confirms the correctness of the results obtained using coulometric titration. Differences in the overall antioxidant parameters of the top-fermented and bottom-fermented beers, as well as filtered and unfiltered light and dark beers, are statistically insignificant (p = 0.10–0.82). The change in the overall antioxidant parameters of beer during storage in air is evaluated.

作者简介

S. Matveeva

Butlerov Institute of Chemistry, Kazan Federal University

Email: Ziyatdinovag@mail.ru
420008, Kazan, Russia

G. Ziyatdinova

Butlerov Institute of Chemistry, Kazan Federal University

编辑信件的主要联系方式.
Email: Ziyatdinovag@mail.ru
420008, Kazan, Russia

参考

  1. Vanderhaegen B., Neven H., Verachtert H., Derdelinckx G. The chemistry of beer aging – A critical review // Food Chem. 2006. V. 95. № 3. P. 357. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.01.006
  2. Quifer-Rada P., Vallverdú-Queralt A., Martínez-Huélamo M., Chiva-Blanch G., Jáuregui O., Estruch R., Lamuela-Raventós R. A comprehensive characterisation of beer polyphenols by high resolution mass spectrometry (LC–ESI-LTQ-Orbitrap-MS) // Food Chem. 2015. V. 169. P. 336. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.154
  3. Iyuke S.E., Madigoe E.M., Maponya R.J. The effect of hydroxycinnamic acids and volatile phenols on beer quality // Inst. Brew. 2008. V. 114. № 4. P. 300. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2008.tb00773.x
  4. Coghe S., Benoot K., Delvaux F., Vanderhaegen B., Delvaux F.R. Ferulic acid release and 4-vinylguaiacol formation during brewing and fermentation: Indications for feruloyl esterase activity in Saccharomyces cerevisiae // J. Agric. Food. Chem. 2004. V. 52. № 3. P. 602. https://doi.org/10.1021/jf0346556
  5. Bonoli M., Marconi E., Caboni M.F. Free and bound phenolic compounds in barley (Hordeum vulgare L.) flours: Evaluation of the extraction capability of different solvent mixtures and pressurized liquid methods by micel-lar electrokinetic chromatography and spectrophotometry // J. Chromatogr. A. 2004. V. 1057. № 1–2. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2004.09.024
  6. Meilgaard M.C. Flavor chemistry of beer: part II: flavour and threshold of 239 aroma volatiles // MBAA TQ. 1975. V. 12. № 3. P. 151.
  7. Carvalho D.O., Curto A.F., Cuido L.F. Determination of phenolic content in different barley varieties and corresponding malts by liquid chromatography-diode array detection-electrospray ionization tandem mass spectrometry // Antioxidants. 2015. V. 4. № 3. P. 563. https://doi.org/10.3390/antiox4030563
  8. Maillard M.N., Soum M.H., Boivin P., Berset C. Antioxidant activity of barley and malt: Relationship with phenolic content // LWT – Food Sci. Technol. 1996. V. 29. № 3. P. 238. https://doi.org/10.1006/fstl.1996.0035
  9. Lu J., Zhao H., Chen J., Fan W., Dong J., Kong W., Sun J., Cao Y., Cai G. Evolution of phenolic compounds and antioxidant activity during malting // J. Agric. Food Chem. 2007. V. 55. № 26. P. 10994. https://doi.org/10.1021/jf0722710
  10. Goupy P., Hugues M., Boivin P., Amiot M. Antioxidant composition and activity of barley (Hordeum vulgare) and malt extracts and of isolated phenolic compounds // J. Sci. Food Agric. 1999. V. 79. № 12. P. 1625. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0010(199909)79: 12<1625::AID-JSFA411>3.0.CO;2-8
  11. Lentz M. The impact of simple phenolic compounds on beer aroma and flavor // Fermentation. 2018. V. 4. № 1. Article 20. https://doi.org/10.3390/fermentation4010020
  12. Jandera P. Methods for the HPLC analysis of phenolic compounds and flavonoids in beer / Beer in Health and Disease Prevention / Ed. Preedy V.R. Amsterdam: Elsevier, 2009. P. 1003. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-373891-2.00098-5
  13. Zhao H., Chen W., Lu J., Zhao M. Phenolic profiles and antioxidant activities of commercial beers // Food. Chem. 2010. V. 119. № 3. P. 1150. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.08.028
  14. Mitić S.S., Paunović D.Đ., Pavlović A.N., Tošić S.B., Stojković M.B., Mitić M.N. Phenolic profiles and total antioxidant capacity of marketed beers in serbia // Int. J. Food Prop. 2014. V. 17. № 4. P. 908. https://doi.org/10.1080/10942912.2012.680223
  15. Socha R., Pająk P., Fortuna T., Buksa K. Antioxidant activity and the most abundant phenolics in commercial dark beers // Int. J. Food Prop. 2017. V. 20. № S1. P. S595. https://doi.org/10.1080/10942912.2017.1306550
  16. García-Guzmán J.J., López-Iglesias D., Cubillana-Aguilera L., Lete C., Lupu S., Palacios-Santander J.M., Bellido-Milla D. Assessment of the polyphenol indices and antioxidant capacity for beers and wines using a tyrosinase-based biosensor prepared by sinusoidal current method // Sensors. 2019. V. 19. № 1. Article 66. https://doi.org/10.3390/s19010066
  17. Cummings E.A., Mailley P., Linquette–Mailley S., Eggins B.R., McAdams E.T., McFadden S. Amperometric carbon paste biosensor based on plant tissue for the determination of total flavanol content in beers // Analyst. 1998. V. 123. № 10. P. 1975. https://doi.org/10.1039/A804021D
  18. Hlavatá L., Vyskočil V., Beníková K., Borbélyová M., Labuda J. DNA-based biosensors with external Nafion and chitosan membranes for the evaluation of the antioxidant activity of beer, coffee, and tea // Cent. Eur. J. Chem. 2014. V. 12. № 5. P. 604. https://doi.org/10.2478/s11532-014-0516-4
  19. Gorjanović S.Z., Novaković M.M., Potkonjak N.I., Leskosek-Cukalović I., Suznjević D.Z. Application of a novel antioxidative assay in beer analysis and brewing process monitoring // J. Agric. Food Chem. 2010. V. 58. № 2. P. 744. https://doi.org/10.1021/jf903091n
  20. Ziyatdinova G., Ziganshina E., Nguyen Cong Ph., Budnikov H. Ultrasound-assisted micellar extraction of phenolic antioxidants from spices and antioxidant properties of the extracts based on coulometric titration data // Anal. Methods. 2016. V. 8. № 39. P. 7150. https://doi.org/10.1039/c6ay02112c
  21. Зиятдинова Г.К., Нгуен Конг Ф., Будников Г.К. Оценка антиоксидантных свойств мицеллярных экстрактов специй методом гальваностатической кулонометрии с электрогенерированными гексацианоферрат(III)-ионами // Журн. аналит. химии. 2015. Т. 70. № 8. С. 854. (Ziyatdinova G.K., Nguen Cong F., Budnikov H.C. Assessment of the antioxidant properties of micellar spice extracts by galvanostatic coulometry with electrogenerated hexacyanoferrate(III) ions // J. Anal. Chem. 2015. V.70. № 8. P. 974. )https://doi.org/10.1134/S1061934815080195
  22. Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Мицеллярная экстракция активных компонентов из специй и оценка церий восстанавливающей способности извлечений // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 9. С. 812. (Ziyatdinova G.K., Budnikov H.C. Micellar extraction of active components from spices and evaluation of the Ce(IV)-based reducing capacity of the extracts // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. № 9. P. 1065.)https://doi.org/10.1134/S1061934821090124
  23. Ziyatdinova G., Nizamova A., Budnikov H. Novel coulometric approach to evaluation of total free polyphenols in tea and coffee beverages in presence of milk proteins // Food Anal. Methods. 2011. V. 4. № 3. P. 334. https://doi.org/10.1007/s12161-010-9174-0
  24. Низамова А.М., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К. Электрогенерированный бром – кулонометрический реагент для оценки биодоступности полифенолов // Журн. аналит. химии. 2011. Т. 66. № 3. С. 308. (Nizamova A.M., Ziyatdinova G.K., Budnikov G.K. Electrogenerated bromine as a coulometric reagent for the estimation of the bioavailability of polyphenols // J. Anal. Chem. 2011. V.66. № 3. P. 301.)https://doi.org/10.1134/S1061934811010114
  25. Ziyatdinova G., Salikhova I., Budnikov H. Coulometric titration with electrogenerated oxidants as a tool for evaluation of cognac and brandy antioxidant properties // Food Chem. 2014. V.150. P. 80. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.10.133
  26. Абдуллин И.Ф., Турова Е.Н., Гайсина Г.Х., Будников Г.К. Применение электрогенерированного брома для оценки интегральной антиоксидантной способности лекарственного растительного сырья и препаратов на его основе // Журн. аналит. химии. 2002. Т. 57. № 6. С. 666. (Abdullin I.F., Turova E.N., Gaisina G.Kh., Budnikov G.K. Use of electrogenerated bromine for estimating the total antioxidant capacity of plant raw materials and plant-based medicinal preparations // J. Anal. Chem. 2002. V. 57. № 6. P. 557.)https://doi.org/10.1023/A:1015758221044
  27. Ziyatdinova G., Budnikov H. Analytical capabilities of coulometric sensor systems in the antioxidants analysis // Chemosensors. 2021. V. 9. № 5. Article 91. https://doi.org/10.3390/chemosensors9050091
  28. Singleton V.L., Rossi J.A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents // Am. J. Enol. Vitic. 1965. V.16. № 3. P. 144.
  29. Fu L., Xu B.-T., Gan R.-Y., Zhang Y., Xu X.-R., Xia E.-Q., Li H.-B. Total phenolic contents and antioxidant capacities of herbal and tea infusions // Int. J. Mol. Sci. 2011. V. 12. № 4. P. 2112. https://doi.org/10.3390/ijms12042112
  30. Brand-WilliamsW., Cuvelier M.E., Berset C. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity // LWT – Food Sci. Technol. 1995. V. 28. № 1. P. 25. https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5
  31. Radovanović B., Radovanović A. Free radical scavenging activity and anthocyanin profile of cabernet sauvignon wines from the Balkan region // Molecules. 2010. V. 15. № 6. P. 4213. https://doi.org/10.3390/molecules15064213
  32. Lermusieau G., Collin S. Volatile sulfur compounds in hops and residual concentrations in beer – A review // J. Am. Soc. Brew. Chem. 2003. V. 61. № 3. P. 109. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-61-0109
  33. Feldman K.S., Quideau S., Appel H.M. Galloyl-derived orthoquinones as reactive partners in nucleophilic additions and Diels-Alder dimerizations: A novel route to the dehydrodigalloyl linker unit of agrimoniin-type ellagitannins // J. Org. Chem. 1996. V. 61. № 19. P. 6656. https://doi.org/10.1021/jo961043u
  34. Oniki T., Takahama U. Free radicals produced by the oxidation of gallic acid and catechin derivatives // J. Wood Sci. 2004. V. 50. № 6. P. 545. https://doi.org/10.1007/s10086-003-0591-1
  35. Miracle R.E., Ebeler S.E., Bamforth C.W. The measurement of sulfur-containing aroma compounds in samples from production-scale brewery operations // J. Am. Soc. Brew. Chem. 2005. V. 63. № 3. P. 129. https://doi.org/10.1094/ASBCJ-63-0129
  36. Marshall P.A., Trenerry V.C., Thompson C.O. The determination of total ascorbic acid in beers, wines, and fruit drinks by micellar electrokinetic capillary chromatography // J. Chromatogr. Sci. 1995. V. 33. № 8. P. 426. https://doi.org/10.1093/chromsci/33.8.426
  37. Richman D. Bock (Classic Beer Style Series Book 9). Boulder: Brewers Publications, 1994. 174 p.
  38. Coghe S., Gheeraert B., Michiels A., Delvaux F.R. Development of Maillard reaction related characteristics during malt roasting // J. Inst. Brew. 2006. V. 112. № 2. P. 148. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2006.tb00244.x

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (28KB)
索引源数据
3.

下载 (324KB)
索引源数据
4.

下载 (245KB)
索引源数据

版权所有 © С.Ю. Матвеева, Г.К. Зиятдинова, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».