Συγκριτική μελέτη και αξιολόγηση διαφορετικών ποικιλιών λυκίσκου (Humulus lupulus) οι οποίες χρησιμοποιούνται στη ζυθοποίηση

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής ερευνητικής εργασίας είναι η ποιοτική χημική ανάλυση τριών διαφορετικών δειγμάτων αποξηραμένου φυτικού υλικού του είδους Humulus lupulus (Λυκίσκος) και η σύγκριση της σύστασης αυτών σε δραστικά συστατικά, τόσο σε επίπεδο αιθερίου ελαίου όσο και σε επίπεδο εκχυλίσματος του αποξηραμένου φυτικού υλικού, το οποίο παρελήφθη με την μορφή πέλλετ από την Αθηναϊκή Ζυθοποιία. Οι ποικιλίες που μελετήθηκαν ήταν οι Lublin, Bobek και Aurora, οι οποίες ανήκουν στον γενικό τύπο λυκίσκου Aroma. Στα δείγματα εφαρμόστηκε απόσταξη με υδρατμούς με σκοπό την παραλαβή του αιθερίου ελαίου και εκχύλιση με σκοπό την παραλαβή των σκληρών και μαλακών ρητινών λυκίσκου. Οι αποδόσεις των ποικιλιών Lublin, Bobek και Aurora σε αιθέριο έλαιο ήταν 0,2, 0,4 και 0,8%, αντίστοιχα. Τα αιθέρια έλαια μελετήθηκαν με αέριο χρωματογραφία σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας. Σε δεύτερο στάδιο στα τρία δείγματα προστέθηκε διαλύτης μεθανόλης-φορμικού οξέος 99:1 και ακολούθησε εκχύλιση με μηχανική ανάδευση. Τα εκχυλίσματα συγκέντρωσης 5mg/mL αναλύθηκαν με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης συνδυασμένης με ανιχνευτή μεταβαλλόμενου μήκους κύματος (HPLC-DAD). Στη συνέχεια, το εκχύλισμα της ποικιλίας Lublin, μελετήθηκε περαιτέρω με την εφαρμογή υγρής χρωματογραφίας σε συνδυασμό με φασματόμετρο μάζας (LC-MS). Η ανίχνευση πραγματοποιήθηκε στα 290,330 και 370nm και η ταυτοποίηση των ενώσεων έγινε σε συνδυασμό με τα φάσματα μάζας και UV. Τα αιθέρια έλαια στο σύνολό τους παρουσιάζουν ετερογενή χαρακτήρα, με τις περισσότερες από τις ενώσεις που αναφέρονται βιβλιογραφικά, να ανιχνεύονται και σε αυτά. Μεταξύ αυτών, η ποικιλία Aurora φαίνεται να ξεχωρίζει ποιοτικά, τόσο σε ποικιλία ενώσεων όσο και στην σχετική περιεκτικότητα σε αυτές. Ωστόσο, η απόδοση των δειγμάτων σε αιθέριο έλαιο φαίνεται πως διαφέρει σημαντικά σε σχέση με τις εμπορικές προδιαγραφές αυτών. Σε επίπεδο εκχυλίσματος, ανιχνεύονται 11 ενώσεις μεταξύ των οποίων α-, β- οξέα και πρενυλιωμένα φλαβονοειδή με τα υψηλότερα σχετικά ποσοστά να αποδίδονται στην πρενυλχαλκόνη ξανθοχουμόλη, και για τα τρία δείγματα. Η μελέτη των παραπάνω σε συνδυασμό με την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, αποτελεί μια πρώτη προσέγγιση στην αξιολόγηση των προϊόντων λυκίσκου τα οποία χρησιμοποιούνται στην ελληνική αγορά και θέτει τον προβληματισμό περαιτέρω μελέτης με σκοπό τον ποιοτικό και ποσοστικό προσδιορισμό των ενώσεων που μελετήθηκαν, στο επίπεδο του τελικού προϊόντος, του ζύθου.

The purpose of the present postgraduate thesis is the qualitative chemical analysis of three different samples of dried plant material of the species Humulus lupulus as well as their comparison in matter of major bioactive compounds, not only as part of the essential oil produced, but also of the extracts, produced after processing the dried plant material which was received as hop pellets by the Athenian Brewery. The varieties studied are the ones of Lublin, Bobek and Aurora, of the hop type Aroma. The samples were treated with steam distillation with the aim of obtaining the essential oil and were also extracted in order to produce the mixture of soft and hard hop resins. The essential oil yield of the varieties studied was 0,2, 0,4 and 0,8%, for Lublin, Bobek and Aurora, respectively. The essential oils were analyzed by means of Gas Chromatography and Mass Spectrometry (GC-MS). On a second level, the three samples were extracted via magnetic stirring with a 99:1 mixture of methanol and formic acid. The extracts of concentration 5mg/mL were analyzed by means of High Performance Liquid Chromatography with Diode Array Detector (HPLC-DAD). Subsequently, the Lublin extract was further studied by applying liquid chromatography and mass spectrometry (LC-MS). The detection was held at 290,330 and 370nm and the compound identification was performed by comparing the mass and UV spectra. All the essential oils studied present heterogeneous character, with the majority of the compounds that are bibliographically mentioned to be detected hereby. Among those, Aurora variety seems to outstand qualitatively, in terms of the variety of identified compounds and their relative percentage as part of the total sample studied. However, the samples’ yield in essential oil seems to differ significantly when compared to their commercial specifications. In terms of the extract, 11 compounds were identified, among which, α- and β- bitter acids and prenylfravonoids, with the highest relative percentages to belong to prenylchalcone xanthohumol for all three samples. The study of the above, together with the bibliographic review, is a first approach to the evaluation of some of the hop products used in the greek market and is also placing a query to further study of the qualitative and quantitative determination of the compounds studied, on the final product which comes to beer.