Selective Protein Adsorption with Silica Gel

John E. Guzman, I.P. McKeown, M. Gleaves, G.G. Stewart and A. Doyle. Poster presented at the MBAA 111th Anniversary Convention, Minneapolis, Minnesota, September, 1998.

Abstract
The most widely accepted mechanism of non-biological haze formation in beer involves the interaction between tannoids and sensitive proteins, and it is the balance of these complex molecules that dictates colloidal stability. Beers can differ widely in the content of these species, the relative levels of which depend upon raw materials and process conditions employed. The amino acid composition of chill haze approximates to that of beer foam and the characteristics of these colloidal systems is a function of their amino acid sequence. This sequence determines the hydrophilic/hydrophobic balance and it is generally accepted that haze-forming proteins are hydrophilic and foam-forming proteins hydrophobic. The ability of silica to adsorb selectively haze precursors lies within its structure and the hydrophilic/hydrophobic balance of the proteins. The present study was aimed at examining the selectivity of silica gels for haze-forming proteins in different beers. A high adjunct (maize) beer and an all malt beer were prepared at pilot brewery scale and five different silica xerogels employed to measure interactions with total protein, sensitive protein, and hydrophilic/hydrophobic proteins. The results show that while total protein (consisting of hydrophilic and hydrophobic fractions) adsorption can be influenced by beer type, sensitive protein is unaffected. One silica structure consistently removed higher amounts of sensitive and hydrophilic protein without impacting on hydrophobic protein content.
Keywords: silica gel, protein, tannoids, haze  

Sintesis
El mas comunmente aceptado mecanismo para la formacion de turbidez no-biologica en cerveza comprende la interaccion entre taninos y proteinas sensitivas, y es cl balance de estas moleculas complejas que dietamina la estabilidad coloidal. Las ceryezas se pueden diferenciar extensamente en el contenido de estas especies, los niveles relativos de los cuales dependen de las materias primas y las condiciones de proceso empleadas. La composicion de amino acidos de la turbidez at enfriar se aproxima a la de la espuma de la cerveza y las caracteristicas de estos sistemas coloidales es una funcion de sus secuencias de arnino acidos. Esta secuencia deteirmina cl balance hidrifilico/hidrofobico y es generalmente aceptado que las proteinas que forman turbidez son hidrofilicas y las proteinas que fortnan espuma son hidrofobicas. La abilidad del silica para absorber selectivamente los precursores de turbidez radica dentro de su estructura y el balance hidrofilico/hidrofobice, de las proteinas. EI presente estudio fue dirigido a examinar la selectividad de los silica geles para proteinas que forman turbidez en diferentes ceryezas. Una cerveza con alto contenido de adjunto (maiz) y una cerveza de pura malta fueron preparadas en una cerveceria piloto y se utilizaron cinco distintas cerogeles para medir las interacciones con proteina total, proteina sensitiva, y proteinas hidrofilicas/hidrofobicas. Los resultados demuestran que mientras la absorcion de proteina total (consitente de fracciones hidrofilicas e hidrofobicas) puede ser influenciada per el tipo de cerveza, la proteina sensitiva no es afectada. Una estructura de silica consistentemente removio cantidades mas altas de proteina sensitiva e hidrifilica sin impactar en cl contenido hidrofobico de proteina.