VIEW ARTICLE    http://dx.doi.org/10.1094/ASBCJ-2013-0408-01

Study on the Gibberellic Acid Residues in Brewing. Chunfeng Liu and Linjiang Zhu, Key Laboratory of Industrial Biotechnology and Lab of Brewing Science and Engineering, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu Province, P. R. China; Xiangsheng Yin, Cargill Malt, McGinty Road West, MS 135, Wayzata, MN 55391; and Zhen Xu and Qi Li (1), Key Laboratory of Industrial Biotechnology and Lab of Brewing Science and Engineering, Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu Province, P. R. China. (1) Corresponding author. E-mail: <liqi@jiangnan.edu.cn>; phone: +86-510-8591-8176; fax: +86-510-8591-8176. J. Am. Soc. Brew. Chem. 71(2):76-82, 2013.

Gibberellic acid is a plant growth regulator, which can improve the quality of malts when used in the malting process, but it has a potential toxicity. The purpose of this study was to investigate the changes of gibberellic acid (GA(3) in particular) during beer brewing process. GA(3) residues in 15 kinds of commercial malt and 35 kinds of commercial beer were detected by ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry (UPLC-MS). The GA(3) residues in all of the malts were proved to be in direct proportion to the use of exogenous GA(3) amount. In contrast, the GA(3) residues were not detected in any of the selected beer samples. To find its cause, the levels of GA(3) residues during mashing and boiling periods were measured. It was found that the GA(3) in malts were isomerized in mashing and wort boiling stages, and a new substance with different retention characteristics compared with GA(3) was observed in the C(18) column. The mass-to-charge ratio (m/z) of the major ions for the new substance were m/z = 369.1 ([M+Na](^+)), m/z = 715.2 ([2M+Na](^+)), m/z = 329.2 ([M–H(2)O+H](^+)), m/z = 283.1 ([M–H(2)O–HCO(2)H+H](^+)). So, the new substance may be different from GA(3) in the position of one or more groups. The new isomeric compound may be one of the GA(3) isomers from the wort production. In further research, two dimensional nuclear magnetic resonance (2D NMR) will be used to identify the accurate structure of the new substance. Keywords: Beer, Gibberellic acid (GA(3)), Isomerization, Ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry (UPLC-MS)

El ácido giberélico es un regulador del crecimiento de las plantas, lo que puede mejorar la calidad de la malta cuando se utilizan en el proceso de malteado, pero tiene una toxicidad potencial. El propósito de este estudio fue a investigar los cambios del ácido giberélico (GA(3) en particular) durante el proceso de elaboración de cerveza. Los residuos de GA(3) en 15 tipos de malta comercial y 35 tipos de cerveza comercial se detectaron por cromatografía líquida de rendimiento ultra-espectrometría de masas (UPLC-MS). Los residuos de GA(3) en todas las maltas se demostró estar en proporción directa con la cantidad de exógena GA(3) utilizada. En contraste, los residuos de GA(3) no se detectaron en ninguna de las muestras de cerveza seleccionados. Para encontrar su causa, los niveles de residuos de GA(3) durante períodos de maceración y ebullición del mosto se midieron. Se encontró que el GA(3) en maltas se isomeriza en las fases de maceración y ebullición del mosto, y una nueva sustancia con características de retención diferentes en comparación con GA(3) se observó en la columna C(18). La relación de masa a carga (m/z) de los iones principales de la nueva sustancia eran m/z = 369.1 ([M+Na](^+)), m/z = 715.2 ([2M+Na](^+)), m/z = 329.2 ([M-H(2)O+H](^+)), m/z = 283.1 ([M-H(2)O-HCO(2)H+H](^+)). Así, la nueva sustancia puede ser diferente de GA(3) en la posición de uno o más grupos. El compuesto isomérica nuevo puede ser uno de los isómeros de GA(3) de la producción del mosto. En una investigación adicional, de dos dimensiones de resonancia magnética nuclear (RMN 2D) se utiliza para identificar la estructura exacta de la nueva sustancia. Palabras claves: Ácido giberélico (GA(3)), Cerveza, Cromatografía líquida de rendimiento ultra-espectrometría de masas (UPLC-MS), Isomerización