Le guide idéal des méthodes spectroscopiques dans la bière

L’industrie artisanale du brassage est en constante évolution et de nombreuses brasseries se lancent alors que les micro-brasseries atteignent aujourd’hui des volumes de production de bière considérables chaque année. Avec la croissance de la production, de nombreuses brasseries artisanales atteignent un point où il est plus avantageux d’utiliser des méthodes de contrôle de la qualité internes plutôt que d’externaliser cette activité clé à des laboratoires externes. La spectroscopie est devenue une méthode de plus en plus courante par laquelle les brasseries suivent et contrôlent leur production ainsi que la fermentation de leur bière.

Qu’est-ce que la spectroscopie ? Quelles sont les différentes méthodes spectroscopiques et quels sont leurs avantages ? Nous avons discuté avec notre spécialiste des données en interne, Kasper Winther Jørgensen, de l’analyse spectroscopique et des avantages de l’utilisation de la technologie FTIR par rapport à la technologie proche infrarouge lors de l’analyse de la bière artisanale.

Qu’est-ce que la FTIR ? Qu’est-ce que le proche infrarouge ? Et comment fonctionne la spectroscopie infrarouge ?

De manière générale, la spectroscopie infrarouge est un principe selon lequel la lumière interagit de différentes manières avec la matière organique. En mesurant l’interaction de la lumière avec différents matériaux, vous obtenez de précieuses informations sur la composition du matériau.

La technologie proche infrarouge (NIR) est une technique souvent utilisée dans l’analyse spectroscopique. La technologie proche infrarouge est une méthode d’analyse précise et rapide qui convient parfaitement à la détermination quantitative des principaux composants de la plupart des types de produits alimentaires et agricoles.

FTIR est l’acronyme de Fourier Transform Infrared (infrarouge à transformée de Fourier). Il s’agit d’une technique spectroscopique qui utilise le spectre électromagnétique compris entre 2 500 nm et 25 000 nm. Il s’agit de la région « infrarouge moyenne », c’est pourquoi la FTIR est parfois également appelée IR moyen. 

Le spectre infrarouge moyen 2 500 nm – 25 000 nm est large par rapport, par exemple, au proche infrarouge (800 – 2 500 nm). Étant donné que les spectres générés par un analyseur FTIR sont basés sur de nombreux points de données, il fournit une représentation spectrale très précise de l’échantillon analysé. La précision et la répétabilité des résultats sont souvent au moins aussi bonnes, voire meilleures, que l’analyse chimique traditionnelle, mais évidemment difficiles à prouver. Dans le même temps, les mesures prennent moins d’une minute et sont exemptes de produits chimiques. 

Par rapport à l’analyse chimique par voie humide traditionnelle, l’utilisation de la spectroscopie infrarouge pour l’analyse de contrôle qualité est une méthode facile à utiliser, précise et à faible coût. Dans une brasserie, la spectroscopie infrarouge permet d’économiser du temps et de l’argent de nombreuses manières. Il s’agit d’une méthode d’analyse non destructive qui permet de recueillir des données sans avoir à jeter des matières premières. De plus, vous effectuez plusieurs analyses simultanées d’un échantillon avec peu ou pas de préparation, et vous pouvez effectuer ces mesures en continu.

Comment les différentes techniques spectroscopiques permettent-elles de mieux comprendre l’analyse de la bière et du malt ? 

FOSS utilise la technologie proche infrarouge depuis les années 1970 et la technologie proche infrarouge est un excellent moyen de mesurer le taux d’humidité, la teneur en amidon et en matière protéique des céréales et d’autres matières premières avant le début du brassage. Elle est également utilisée lors de l’analyse du fromage, de la crème et du lait non homogénéisé, car la profondeur de pénétration est importante pour obtenir une mesure représentative sur l’ensemble d’un échantillon de consistance inégale.

Bien que cela soit excellent pour les grains et les matériaux solides, pour la plupart des liquides, la technologie FTIR s’est révélée être une solution plus fiable.

L’industrie laitière a été la première à bénéficier de la commodité et de la rapidité de l’analyse FTIR grâce aux solutions FOSS novatrices introduites dans les années 1980. En outre, la technologie FTIR est aujourd’hui la meilleure méthode pour tester la teneur en matière grasse et en protéines du lait ainsi que des produits laitiers.

L’analyse FTIR est également devenue un outil important pour les viticulteurs depuis que FOSS l'a lancée dans l’industrie en 1999. Ce n’est pas que les vignerons ne pouvaient pas produire de vin de haute qualité auparavant, mais ils peuvent désormais le faire de manière plus cohérente avec des données objectives disponibles, afin d'avoir une addition efficace de leur instinct et de leur jugement. Nous utilisons également la technologie FTIR dans notre BeerFoss™ FT GO pour apporter ces avantages à l’industrie artisanale de la bière.

Au cours de quelle étape du processus de brassage pouvez-vous utiliser l’analyse spectroscopique ?

En résumé, vous pouvez l'utiliser à chaque étape du processus, de l’analyse des matières premières à la bière finie. FOSS utilise différentes technologies pour aider les producteurs céréaliers et les malteurs depuis soixante ans.

Grâce à la spectroscopie FTIR, vous pouvez notamment mesurer le Alcool, la masse volumique, la gravité, l’extrait réel, l'atténuation réelle, le pH, les calories pour vous aider à suivre les données de production et à garantir la cohérence de vos normes de qualité.

Les brasseries artisanales se considèrent souvent comme meilleures en termes de goût et de qualité que les grandes marques, mais ces éléments peuvent-ils être mesurés par spectroscopie ? Le goût est une chose très subjective, mais la qualité peut certainement être mesurée.

Lorsqu’on parle de bière, le contrôle qualité consiste à s’assurer qu’un certain style répond aux spécifications qui ont été établies pour le style de bière spécifique. Cela inclut des associations spécifiques d’orge et de houblon, de fermentation, de température et d'affinage du produit. Vous devez également vous assurer d’atteindre le Alcool indiqué sur vos étiquettes pour éviter les problèmes fiscaux.

(Exemple de longueur d’onde d’un échantillon de bière)

Grâce à la spectroscopie proche infrarouge (NIR) et à la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), vous pouvez mesurer tous les paramètres clés, du Alcool à la masse volumique en passant par l’extrait réel, pour vous donner un aperçu du monde sauvage des fermentations et vous assurer que vous brassez exactement la bière que vous souhaitez obtenir à chaque fois. En suivant et en enregistrant les valeurs des données tout au long de la production et de la fermentation jusqu’au conditionnement, vous pouvez vous assurer que les spécifications et que la cohérence sont respectées.

En résumé, quels sont les avantages de la technologie FTIR pour la bière artisanale ?

Les avantages de la technologie FTIR dans la bière sont nombreux. Tout d’abord, le spectre infrarouge moyen de 2 500 nm - 25 000 nm est large par rapport, par exemple, au proche infrarouge (800 - 2 500 nm) et, comme les spectres générés par un analyseur FTIR sont basés sur de nombreux points de données, il fournit une représentation spectrale très précise de l’échantillon analysé.

Ensuite, la technologie FTIR est plus sensible et peut donc mesurer à la fois les bières dont le degré d'alcool est faible et élevé avec une plus grande précision que la technologie proche infrarouge. Elle est également beaucoup plus adaptable lors de la mesure de tous types de bière aigre, houblonnée ou sucrée. Il n’est pas nécessaire de dégazer ou de filtrer les échantillons avant l’analyse, car la technologie FTIR est capable de mesurer les molécules d’alcool critiques et d’ignorer le « bruit » des particules.