Polyfenoly v žateckém chmelu

---

Dr. ing. Adrian Forster, Hopfenveredelung, St. Johann

Úvod

Na polyfenoly z ječného sladu nebo z chmele ještě dnes mnoho pivovarníků pohlíží jako na složky spíše rušivé, protože určité skupiny polyfenolů podporují tvorbu nevratných zákalů ve vychlazeném pivu. Aby se dosáhlo vysoké fyzikální stability, snižuje se proto raději dávkování polyfenolů, nebo se částečně odstraňují.

Tomu ale odporuje zajímavý vývoj: V potravinářském a rostlinářském výzkumu nyní existuje zvýšená snaha najít přírodní antioxidanty, například v bylinách, čaji nebo semenech. Pozitivní účinek těchto antioxidantů, které často mají právě polyfenolický charakter, míří do dvou směrů: Jednak mohou potraviny chránit před chuťovými změnami, které způsobuje kyslík. Navíc se ale domníváme, že slouží v lidském těle jako zachycovače radikálů a tím že vyvolávají protirakovinné účinky.

Žatecký chmel má vynikající pověst jako aromatický chmel. To se odůvodňuje například jeho jemným aromatem, vysokým obsahem silic, vyvážeností struktury hořkých látek, ale také vysokým obsahem polyfenolů. Údaje týkající se polyfenolů vycházejí z nespecifických výzkumů pomocí kolorimetrických metod (například celkový obsah polyfenolů podle metody EBC nebo antokyanogenů podle Harrise a Rickettse).

V tomto příspěvku jsou představeny specifické sloučeniny polyfenolů v žateckém chmelu ve srovnání s některými jinými odrůdami chmele. K tomu se využívá relativně nákladná metodika HPLC.

Analytika

Až do doby před několika léty byly pro analytický popis polyfenolů k dispozici většinou jen nespecifické kolorimetrické metody. Nyní již existují postupy s podstatně větší vypovídací schopností, které využívají metodu vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) ve spojení s diodovým detektorem záření (DAD). Díky nim jsme nyní schopni rozlišit směs polyfenolů až na její jednotlivé komponenty.

Obr. 1: Chromatogram polyfenolů (charakteristický) u žateckého chmele při 265 a 310 nm (metoda HPLC), 1. frakce

Analytický postup je uspořádán asi takto: Vzorek je extrahován směsí acetonu a vody, vyčiřen a vyčištěn chloroformem. Takto redukovaný extrakt se následně nanese na polyamidovou kartuši. Extrakce pevných fází se provádí pomocí metylalkoholu a alkalického metylalkoholu. Obě tyto frakce se redukují a před injektáží se filtrují přes membránu. Jako nosné médium pro vysokotlakou kapalinovou chromatografii se doporučuje směs vody a kyseliny mravenčí (95:5) jako rozpouštědlo A a směs metanolu, acetonitrilu a kyseliny mravenčí (95:5:5) jako rozpouštědlo B. Postupuje se průběžně ve více etapách od 100% rozpouštědla A až ke 100% rozpouštědla B. Průběh postupné diferenciace trvá přibližně 70 minut. Jako sloupec se hodí typ C-18, například Beckman-Säule ODS Ultrasphere. Detekce probíhá v diodovém detektoru záření (DAD). Takto je možné získat asi 40 jednotlivých substancí k jejich identifikaci a kalibraci.

Obr. 2: Chromatogram polyfenolů (charakteristický) u žateckého chmele při 265 a 310 nm (metoda HPLC), 2. frakce

Prozatím může být z chmele izolováno zhruba 100 polyfenolických složek. Diodový detektor záření DAD dovoluje prostřednictvím permanentního záznamu spektra zajistit identitu spektrálních vrcholů (peaků) a pomocí porovnávání spektra známých látek se spektrálními vrcholy vzorku chmele i jejich přiřazení ke skupinám látek. Dále je možné simultánní zobrazení při několika vlnových délkách (např. při 265, 280, 310 a 360 nm). S pomocí odvozené metodiky je možné analogicky provádět rozbor polyfenolů též v koření a v pivu.

Obrázky 1 a 2 znázorňují příklady charakteristického obsahu polyfenolů v žateckém chmelu ("otisku prstů") ze dvou frakcí po extrakci pevné fáze v polyamidových kartuších, při dvou různých vlnových délkách. Tabulka 1 uvádí nejdůležitější skupiny látek ve chmelu s odpovídajícími šířkami pásma rozptylu pro jednotlivé obsahy.

Tabulka 1: Skupiny polyfenolů obsažených ve chmelu

Specifická metoda HPLC dává v součtu obsahy mezi 0,5 - 2 hmotnostními procenty, které jsou významně nižší než celkové hodnoty polyfenolů v rozmezí 3,0 -6,0 hmotnostních procent. Příčinou toho je skutečnost, že metoda HPLC zachytí výhradně nízkomolekulární složky, zatímco kolorimetrické metody zachytí i všechny středně- a vysokomolekulární komponenty. Při nespecifickém postupu představuje problém navíc i kalibrace.

Výsledky

Výsledky reprezentují pokusy na chmelu ze sklizně roku 1997. Porovnávání obsahu polyfenolů zahrnuje následující odrůdy chmele:

• Žatecký chmel z pěstební oblasti Žatec (CZ-SA),
• Tettnangský chmel z pěstební oblasti Tettnang (TTE); klasický aromatický chmel, který se počítá do okruhu chmelů žateckého typu,
• Hallertauský poloraný chmel z pěstební oblasti Hallertau (HHA), což je rovněž klasický aromatický chmel,
• Hallertauský - Tradition z pěstební oblasti Hallertau (HHT), novější aromatická odrůda vyšlechtěná v Hullu,
• Hallertauský - Magnum z pěstební oblasti Hallertau (HHM), vyšlechtěný v Hullu na vysoký obsah alfa-hořkých látek.

Od každé odrůdy bylo analyzováno po 5 partiích, všechny s dobrými celkovými vlastnostmi (bonitace a obsah hořkých látek) a jednotlivé výsledky byly zprůměrovány. V tabulce 2 jsou shrnuly výsledky zjišťování vybraných složek, které se jeví jako důležité. Je na první pohled nápadné, že jednotlivé odrůdy se od sebe opravdu výrazně liší. Vzniká jakási sestupná linie, počínající u vysoké úrovně obsahu polyfenolů u žateckého chmele, přes ostatní aromatické chmele až k odrůdě Hallertauer Magnum, která většinou vykazuje nejnižší hodnoty. Toto ale není pravidlem, protože vzniká i řada jiných kvalitativních rozdílů. Složení polyfenolů podle toho podléhá zjevnému vlivu odrůdy.

Tabulka 2: Hodnoty polyfenolů u 5 odrůd chmele - v mg na 100 g chmele sušeného vzduchem (průměr z 5 partií - označení odrůd viz text)

Tabulka 3 uvádí souhrnné hodnoty jednotlivých skupin látek. Také z této tabulky je možné dobře rozlišit odrůdové charakteristiky. Všechna pozorování je možné shrnout následovně:

• Žatecké chmele se u většiny polyfenolů vyznačují nejvyšší úrovní obsahu.
• Tettnangský chmel vykazuje zřetelnou podobnost se žateckým. To jistě souvisí s jeho příslušností do okruhu chmelů žateckého typu.
• Hallertauský poloraný chmel se od žateckého chmele v některých znacích zřetelně liší.
• Šlechtění aromatické odrůdy Hallertauský - Tradiční vykazuje společné vlastnosti s hallertauským poloraným chmelem, což je možné přisoudit jeho genetické skladbě se 47% podílem HHA. Je ale možné rozeznat v některých oblastech i některé podobné vlastnosti jako u žateckého chmele, který ostatně byl při křížení též použit - s genetickým podílem asi 15%. To je hodno pozornosti, protože toto příbuzenství v genetickém základu není rozpoznatelné v obsahu hořkých ani aromatických komponent. Tak například HHT neobsahuje žádné silice.
• U odrůdy s vysokým obsahem hořkých látek Hallertauský -Magnum je zřejmé, jak se vzájemně liší aromatické chmele od hořkých. Složení polytenolů u chmele HHM vykazuje naprosto odlišné znaky .

Porovnání klasického žateckého chmele a žateckého viruprostého chmele

Tabulka 3: Součty skupin polyfenolů u 5 odrůd chmele - v mg/100 g chmele sušeného vzduchem (označení odrůd viz text)

Na vzorcích ze sklizně 1998 bylo zkoumáno, jak dalece se klasický žatecký chmel liší od viruprostého žateckého chmele ve skladebném vzorci obsažených polyfenolů. Doposud jsou k dispozici pouze poznatky, týkající se aromatických látek. Pro pokus bylo použito po pěti vzorcích od každé odrůdy .Výpočet intervalů rozptylu je znázorněn v tabulce 4. Rozdíly nejsou závažné, ale vždy je možné odlišení, což obsahy hořkých látek a aromatických komponent nedovolují.

Shmutí

Protože polyfenolům je v potravinářském průmyslu všeobecně věnována stále větší pozornost, je jistě účelné, zkoumat z tohoto hlediska pivo a suroviny pro jeho výrobu. Pomocí nákladné analytické metody HPLC-DAD je možné u nízkomolekulárních polyfenolů ve chmelu rozlišit asi 100 jednotlivých složek.

Mezi aromatickými odrůdami chmele Český žatecký, Tettnang Tettnanger, Hallertau Hallertauer (poloraný) a Hallertau Hallertauer Tradition existují ve složení nízkomolekulárních polyfenolů některé podstatné rozdíly.

Tabulka 4: Střední hodnota (MV) a interval shody (IC) některých polyfenolů u klasického žateckého chmele a u viruprostého žateckého chmele (údaje v mg/100 g)

Je ale rozeznatelná i příslušnost tettnangského chmele k okruhu chmelů žateckého typu. U odrůdy Hallertauer Tradition naopak polyfenoly na rozdíl od hořkých nebo aromatických látek dovolují poznat, že v jejich genetickém základu je 47 procenty zastoupen nejen Hallertau Hallertauer (poloraný), ale svými 15 procenty také žatecký chmel. Chmel s vysokým obsahem alfa-hořkých látek, jako je Hallertauer Magnum, leží svým obsahem polyfenolů hluboko pod úrovní aromatických chmelů. Je možné zjistit též výrazné kvalitativní posuny.

Klasický žatecký chmel a viruprostý žatecký chmel vykazují ve vzorci skladby polyfenolů některé odlišnosti. Specifická analýza metodou HPLC pro rozlišení nízkomolekulárních polyfenolů je efektivní metodou pro popis odrůd chmele. Vedle toho je možné navíc odvozovat i závěry v otázce kvality.

Obecně je žatecký chmel jednou z odrůd s nejvyšším obsahem nízkomolekulárních polyfenolů.