A study of non-volatile nitroso compounds in brewing

Abstract

4 Abstract Nitroso compounds are beer contaminants related to carcinogenicity and can be naturally formed during brewing. They are generally categorized as volatile and non-volatile. Well-characterized and proven carcinogenic compounds are mostly volatile N-nitrosamines, whereas specific non-volatile nitroso compounds are nearly unknown even by structure. This deficiency limits improvements in health-risk assessment and control of beer. The present study focused on these barely known compounds in beer, related to their molecule structures and natural occurrence in beer and malt. Since these compounds form by nitrite reactions with naturally occurring compounds in beer or raw materials, the beer sample was parallelly treated by nitrite and isotopically labelled nitrite-15N at acidic conditions. Due to isotopic labelling, formed nitrite-related reaction products were distinguished by gas chromatography with tandem mass spectrometry. By this approach, up to 22 unknown nitrite-related reaction products (N-products) were found and structurally studied from mass spectrometric fragmentation patterns. Besides previously found N-nitrosoproline and N-nitrosoproline ethyl ester, newly characterized compounds in beer were 4-cyanophenol, pyruvic acid oxime, 2-methoxy-5-nitrophenol, nitrosoguaiacol, and 4-nitrosophenol....

5 Abstrakt Nitrososloučeniny jsou kontaminanty piva s karcinogenními účinky, které se přirozeně tvoří během pivoarského procesu. Obecně jsou děleny na těkavé a netěkavé. Dostatečně charakterizované a prokázané karcinogenní látky jsou těkavé N-nitrosaminy, což nelze konstatovat pro strukturně neznámé zástupce netěkavých nitrososloučenin. Tato neznalost limituje vývoj nových analytických metod vedoucí k přesnějšímu zhodnocení a kontrole zdravotních rizik piva. Předložená studie se proto zabývá těmito méně známými sloučeninami, zejména strukturou molekul a jejich přirozeným výskytem v pivu i sladu. Jelikož je jejich vznik spojován s reakcemi dusitanu se sloučeninami piva a jeho surovin, byl vzorek piva paralelně ošetřen dusitanem (standardním a izotopickým-15N) v kyselém prostředí. Díky izotopickému značení byly vzniklé reakční produkty identifikovány plynovou chromatografií s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Tímto přístupem bylo nalezeno a strukturně studováno až 22 neznámých reakčních produktů dusitanu (N-produktů) pomocí hmotnostně spektrometrických fragmentací. Kromě dříve nalezeného N-nitrosoprolinu a N-nitrosoprolin ethyl esteru, byly nově v pivu charakterizovány: 4-kyanofenol, oxim kyseliny pyrohroznové, 2-methoxy-5-nitrofenol, nitrosoguajakol a 4-nitrosofenol. Několik N-produktů bylo...