La birra è prodotta con acqua, malto d’orzo e luppolo, con l’aggiunta di lieviti inseriti durante il processo di fermentazione e/o ulteriori ingredienti, come riso o mais, che vengono aggiunti per produrre gusti più particolari.

Sono gli ingredienti utilizzati ad influenzare il gusto e la qualità della birra prodotta. Così, allo stesso modo la presenza di alcuni metalli nelle materie prime può influire negativamente sul prodotto finale ed è quindi prassi sempre più diffusa l’analisi di elementi specifici.

Una tipica contaminazione è data dalla presenza di rame o ferro derivante dai sistemi di bollitura, che provocano uno sgradevole sapore metallico se rilasciati nel prodotto. Il ferro, inoltre, influenza in modo considerevole le caratteristiche della schiuma, un elemento fondamentale della birra alla spina.

Altri elementi normalmente monitorati sono Sodio, Zinco, Calcio e Magnesio: ad esempio CaSO4 e ZnSO4 sono aggiunti appositamente con funzioni tampone del pH, ma la loro concentrazione finale deve rientrare in determinati standard per non influenzare le caratteristiche del prodotto.

Monitoraggio dei metalli tramite ICP OES

Il sistema più semplice ed efficiente per il monitoraggio dei metalli nella birra è la spettroscopia ICP OES.

L’obiettivo principale, nonché sfida tecnica, è gestire il contenuto di alcool (tipicamente tra 4-6% (v/v)), l’elevata quantità di sali disciolti (TDS) e il contenuto di anidride carbonica (CO2): tutti aspetti che possono influenzare la qualità analitica in quanto causa di fluttuazione del segnale nel tempo.

La soluzione comunemente proposta per ovviare a questi problemi è la diluizione, che però comporta una perdita di sensibilità e una conseguente difficoltà di eseguire determinazioni in tracce se necessarie.

Grazie alle caratteristiche presenti nel Plasma Quant 9100 di Analytik Jena è possibile eseguire determinazioni dirette nella birra e per tutti i metalli di interesse come calcio, sodio, rame, zinco, magnesio e ferro. L’ICP-OES ad alta risoluzione PQ9100 consente analisi senza interferenze e senza fluttuazione del plasma. Tutto ciò avviene grazie al generatore ad alta frequenza e alla robustezza del sistema di introduzione.

Preparazione del campione

Per analizzare i campioni di birra è necessario in primis allontanare la CO2 presente. A tal fine sono state utilizzate due tecniche messe a confronto per valutarne la praticità e l’efficienza:

  1. Sonicare il campione per circa 20 minuti
  2. Flussare il campione con argon per circa 60 minuti.

I risultati mostrano che entrambe le tecniche sono utilizzabili con valori sovrapponibili. Sonicare il campione risulta più pratico ed economico, in quanto si può eseguire il trattamento su più campioni contemporaneamente e avere una durata inferiore.

Una volta eseguita questa prima fase preparativa i campioni sono stati acidificati.

Per la calibrazione sono stati utilizzati standard classici ai quali è stato aggiunto etanolo per ottenere lo stesso effetto matrice dei campioni. I range di calibrazione sono stati realizzati in funzione delle concentrazioni attese dei diversi metalli, sia tracce che macro-concentrazioni insieme. I valori sono riportati in Tabella1.

Tabella 1: Concentrazioni degli standard di calibrazione

Risultati analitici

I risultati analitici mostrano spettri senza interferenze e con un ottimo RSD percentuale. Tutti i dati sono stati confrontati su più lunghezze d’onda e con valori di riferimento garantendo così la massima precisione e riproducibilità. I risultati hanno tutti RSD molto al di sotto dell’1% e recuperi entro il 5%, come visibile in tabella 2.

Tabella2: Risultati analitici ottenuti tramite Plasma Quant 9100.

Il sistema garantisce le massime performance analitiche con campioni non diluiti e un’unica fase preparativa di degasaggio.

Grazie al potente generatore di radiofrequenza da 40 MHz, è possibile disporre di un sistema stabile ed affidabile in grado di gestire campioni con elevato contenuto di solidi disciolti. Inoltre, grazie alla torcia V-Shuttle verticale, si può manipolare e gestire campioni complessi come la birra senza doverli diluire e senza problemi di stabilità del segnale.

Plasma Quant 9100 di Analytik Jena è lo strumento ideale per l’analisi dei metalli nei campioni di birra e garantisce al laboratorio un notevole risparmio anche in termini di tempo grazie all’analisi diretta senza preparative.