Monitoring Flavor Development During the Roasting of
Cereals
Peer-Reviewed Paper
MBAA TQ vol. 40, no. 2, 2003, pp. 98-107 |
VIEW ARTICLE
Catharine L. O�Shaughnessy (1), G. S.
Chandra (1), P. J. Fryer (2), P. T. Robbins (2), and B. L. Wedzicha
(3). 1. Brewing Research International, Lyttel Hall, Nutfield, Surrey,
RH1 4HY, U.K. 2. Centre for Formulation Engineering, Chemical
Engineering, University of Birmingham, Birmingham, B15 2TT, U.K. 3.
Procter Department of Food Science, University of Leeds, Leeds, LS2
9JT, U.K.
Abstract
Roasted cereal products are important sources of flavor and color in the
brewing industry. However, production to a flavor specification,
although desired by customers, is not yet possible. Samples of commercial
roasted products (amber, chocolate, black malt, and roasted barley) were
sampled periodically during roasting. Two techniques were then used to
follow the development of flavor: analytically using chemical marker
compounds representing the major groups of flavor-active compounds found
in roasted cereals, and flavor profiling by an expert taste panel.
Principal components analysis was used to investigate relationships
between the chemical and sensory data. The majority of the measured
chemical marker compounds were not detected until after an hour of
roasting and, in the case of amber malt, certain thiazoles were not
detected at all. The formation of these compounds is a function of
moisture, temperature, or both. Flavor development preceded color
development and, in all cases, the greatest development of color occurred
in the last 10-15 min of roasting. Sensory analysis showed that
high-color end products were less bitter, burnt, and harsh than were
samples taken earlier in the roasting time course. This was corroborated
by gas chromatographic data, which showed a reduction in the concentration
of sulfur and nitrogen heterocyclic compounds (particularly pyrazines)
toward the end of roasting. None of the sulfur or nitrogen compounds
detected in amber malt decreased in concentration toward the end of
roasting. This again appears related to moisture level and product
temperature. It may be feasible, therefore, to promote or inhibit the
formation of certain flavors just by manipulating the air
temperature/flow entering the roaster. This will affect moisture level and
product temperature, which, in turn, will affect flavor compound
formation.
Keywords: color, flavor, heterocyclic compounds, principal
components analysis, roasting, sensory
S�ntesis
Productos de cereales tostados son una importante fuente de color y
saborizantes en la industria cervecera. La elaboraci�n de estos productos
a una especificaci�n saborizante precisa, muy deseada por los clientes,
aun no es posible. Muestras de productos tostados comerciales (cebada
malteada tipo �mbar, chocolate y negra, as� como cebada tostada)
fueron analizadas a diferentes momentos del proceso de tostado. Se
utilizaron dos t�cnicas diferentes para hacerle el seguimiento del
desarrollo del sabor/aroma (�flavor�): anal�ticamente utilizando
compuestos qu�micos marcadores representando los grupos principales de
compuestos activos saborizantes encontrados en cereales tostados, en
conjunto con la determinaci�n del perfil de sabor/aroma de la muestra
determinado por un panel sensorial experto. Se realiz� un an�lisis de
componentes principales para determinar las relaciones entre los datos
qu�micos y sensoriales. La mayor�a de los compuestos marcadores
analizados no fueron detectados sino despu�s de una hora de tostado; en
el caso de la malta tipo ambar, no se lleg� a detectar la presencia de
ciertos tiazoles. La formaci�n de estos compuestos es una funci�n de
humedad, temperatura o ambos. El desarrollo de sabor/aroma precede el
desarrollo del color y, en todos los casos, el mayor desarrollo de color
ocurri� en los �ltimos 10-15 minutos del tostado. El an�lisis sensorial
indic� que los productos finales de m�s alto color eran menos amargos,
acres y �speros que las muestras tomadas antes de la finalizaci�n del
tostado. Estos resultados fueron confirmados por los datos de la
cromatograf�a de gases, donde se pudo observar una reducci�n en la
concentraci�n de compuestos heteroc�clicos de azufre y nitr�geno
(especialmente pirazinas) hacia la finalizaci�n del tostado. Es de notar
que ninguno de los compuestos de azufre y nitr�geno detectados en mata
�mbar disminuyeron hacia el final del tostado. Parece que esto est�
relacionado con los niveles de humedad y temperatura del cereal. Podr�a
ser factible promover o inhibir la formaci�n de ciertas
caracter�sticas sensoriales mediante la manipulaci�n del flujo y
temperatura del aire entrando a la tostadora. Esto afecta el nivel de
humedad y la temperatura del producto que a su vez influye sobre la
formaci�n de compuestos saborizantes.
Palabras claves: color, �flavor�, compuestos heteroc�clicos,
an�lisis de componentes principales, tostado, pruebas sensoriales
