Современные методы идентификации подлинности виноградных вин

Данный метод с использованием С13 позволяет обнаружить и количественно определить аминокислоты в винах, винных экстрактах, плодово-ягодных соках и их концентратах без предварительной подготовки проб и отделения от специфических веществ. При количественном определении аминокислот не принимаются во внимание сигналы о наличии карбоксильных групп и углерода, связанного с азотом. Расхождение между результатами анализов наблюдается лишь в случае кислот, образующих циклические амиды. Предложенный метод дает возможность также определить консерванты. Применение этого метода для обнаружения фальсификации вин основывается на возможности установления добавления сахара, синтетических добавок и примесей маскирующих веществ.

На основе ЯМР разработан надежный метод определения содержания спиртных напитков вин, основанный на разделении на фракции содержащихся в них природных изотопов D, H, 13C, 12C и измерении отношения 13C/12C D/H. Метод используется для определения степени разбавления спиртных напитков и вин водой, года и места производства вин, сорта винограда, из которого изготовлено вино, способа приготовления вин, наличия в спиртных напитках примесей мелассы, а также присутствие сахара-сырца в меде, фруктовых концентратах и соках. Вышеизложенное позволяет говорить о высокой эффективности метода ЯМР, но, являясь очень дорогим, этот метод весьма труднодоступен для массового определения качества.

Исследования по методам оценки продукции как в нашей стране, так и за рубежом до последнего времени были весьма ограничены, поэтому работ в этой области еще сравнительно мало и основаны они главным образом не на определении качества самого используемого коньячного спирта, а на обнаружении различных маскирующих добавок. Был предложен метод для контроля подлинности коньяка, арманьяка и бренди с использование ГЖХ, масс-спектрометрии и анализа надвинного пространства. Фальсификацию определяли путем обнаружения в образце лимонена и ди-3-метилбутанола-1, что свидетельствовало о добавлении сивушных спиртов с целью маскировки фальсификации. Следовательно, данный метод позволяет определить маскирующий компонент, но не способен установить уровень качества используемых спиртов.

В последние годы особенно широкое применение в вопросе исследования алкогольной продукции получила жидкостная хроматография. Популярность хроматографии как метода количественного анализа объясняется тем, что она совмещает в себе сразу 2 процесса. Прежде всего, это разделение смеси веществ, а если чувствительность детектора известна, то и количественное определение разделенных в колонке индивидуальных веществ. Таким образом, в отличие от других аналитических методов, в хроматографии нет необходимости в том, чтобы метод детектирования был специфичен к данному веществу или к данному классу веществ. При этом метод позволяет без предварительной обработки количественно определить содержание каждого из компонентов в анализируемой смеси. Преимущество жидкостной хроматографии еще и в том, что она позволяет определять вещества при температуре окружающей среды, тогда как в газовой требуются высокие температуры, при которых некоторые вещества могут распадаться, а также позволяет исследовать нелетучие компоненты.

Данный метод уже нашел свое применение в определении винной кислоты, присутствие которой в вине позволяет предотвратить появление камней в почках, а также определить винную, яблочную, молочную, уксусную и дубильную кислоты в различных европейских винах. ВЭЖХ позволяет создать оптимальные условия для аналитического разделения фенольных кислот и катехинов. А также определить присутствие кофеина, хинина, сорбиновой и бензойной кислот в безалкогольных напитках и винах. При этом продолжительность анализа составляет 10 минут, метод позволяет определить концентрацию указанных компонентов порядка 1мг/дм3 .

Совместно с некоторыми приемами тонкослойной хроматографии ВЭЖХ позволяет сделать подробный анализ флаванолов в вине. ВЭЖХ дает хорошие результаты при исследовании органических кислот в винах.

За рубежом метод ВЭЖХ успешно применяется для контроля качества пищевых продуктов. Так, ВЭЖХ нашла применение в контроле качества безалкогольных напитков. Являясь точным специфическим методом, она позволяет определить такие ингредиенты, как сахар, органические кислоты, фенольные вещества и другие добавки горьких, подслащивающих веществ (сахарина, цикламата, дульцина, кофеина, ванилина, кумарина и.т.д.).

Метод ВЭЖХ широко применяется при анализе полисахаридов и полифенолов в винограде, органических кислот, глицерина и этанола в виноградном сусле и белых винах, фенольных веществ в белых соках и винах, изомеров оксикоричной кислоты, флаваноидов и бензойной кислоты. Использование такого варианта ВЭЖХ, как ионно-обменная с пульсирующим амперометрическим детектором, позволяет сделать подробный анализ углеводов, таких как арабан, глюкоза, фруктоза, фукоза, галактоза, рамноза и обнаружить разность между пробами натуральных и поддельных напитков. Исследована возможность применения метода ВЭЖХ с обращенной фазой с использованием системы фотодиодов для обнаружения и идентификации пептидов с малой молекулярной массой. Спектральные параметры позволяют идентифицировать ароматические аминокислотные остатки (тирозина, триптофана, фениаланина), содержащиеся в пептидах, а также другие ингредиенты вина, такие как фенольные вещества. Этот метод успешно применяется к пептидным фракциям с молекулярной массой до 700 дальтон. Таким путем обнаружены пептиды, не содержащие ароматических аминокислот, пептиды, содержащие только фенилаланин, трипотофан или тирозин, а также два вида совместно элюирующихся цинамилированных производных.

Вышеизложенное свидетельствует о широких возможностях ВЭЖХ в решении проблем исследования пищевых продуктов, что нашло свое применение в вопросах изучения состава продуктов и напитков. Данный метод был с успехом применен (для одновременного определения ванилина и сиреневого альдегида) к анализу бренди, выдерживаемому в статических и динамических условиях без предварительной подготовки пробы. Для разделения была применена колонка (10см на 4,7мм) с Zichrospher CH-18 с элюированием в градиентном режиме смесью растворителей: вода, содержащая 70 % метанола и 0,15 % CF3COOH, при увеличении воды в смеси от 0 до 100 % в течение 53 минут. При этом градуировочные графики линейны в диапазоне концентраций для ванилина – 0,8-45 мг/дм3, для сиреневого альдегида – 0,5-45 мг/дм3. Такой вид анализа позволяет сэкономить время и затраты и намного более выгоден и экономичен, чем методы, ранее применяемые для исследования ароматических альдегидов коньяков и коньячных спиртов. Это дает возможность утверждать, что ВЭЖХ является перспективным методом в решении вопросов исследования коньячной продукции, который может быть применен для более глубокого анализа коньячных спиртов и коньяков. Учитывая тот факт, что использование метода ВЭЖХ позволяет значительно сократить затраты и время проведения анализов, можно сделать вывод, что данный метод является перспективным для разработки методик экспресс-анализов коньячной продукции.

Проведено большое количество исследований по установлению химического состава и динамики изменения различных соединений в процессе приготовления коньяков.

Однако, установлению корреляционной зависимости отдельных компонентов между собой, позволяющей сделать определенные выводы о возрасте и качестве коньячных спиртов, уделялось недостаточное внимание.

Многие исследователи до сих пор продолжают связывать качество коньячных спиртов и коньяков главным образом с наличием и концентрацией компонентов «энантового эфира». Однако замечено, что в динамике соединений, входящих в «энантовый эфир» не наблюдается очевидных изменений в процессе выдержки, это дает возможность утверждать, что данные вещества не несут определяющей критериальной функции.

Между тем, наличие данных, позволяющих выявить оптимальные критерии оценки качества коньячных спиртов и коньяков, обусловливающих как длительность выдержки, так и органолептические свойства, необходимо для разработки объективных методов выявления фальсификации и разработки способов ускоренного получения напитков коньячного типа.

Представленный материал свидетельствует о том, что основное количество исследований направлено на совершенствование или разработку новых методов идентификации натуральности продукции на основе хроматографии. В нашей стране и за рубежом предложены новые методы анализа винодельческой продукции с применением капиллярного электрофореза. В наших исследованиях использован прибор капиллярного электрофореза российского производства «Капель-103Р» (фирма «Люмэкс»), оборудованный ультрафиолетовым детектором с длиной волны 254нм.

К числу важнейших показателей вин, которые могут быть использованы для различия между натуральной и фальсифицированной винодельческой продукцией, относятся массовая концентрация глицерина, катионный состав, наличие свободных и связанных кислот и т.п. Многолетний опыт практической работы свидетельствует также о том, что натуральная (подлинная) и фальсифицированная продукция существенно отличается по качественному составу органических и аминокислот. Если наличие и количество винной, лимонной и яблочной кислот можно смоделировать искусственно, то присутствие фумаровой, диокисфумаровой, дикетоянтарной и прочих кислот цикла Кребса подделать нелегко. Аналогичная ситуация характерна и для аминокислот. В 60-70-е годы 20-го века наличие и количество аминокислоты пролина считалось важнейшим признаком натуральности вина. Однако анализ литературных данных свидетельствует о том, что указанную аминокислоту используют в качестве пищевой добавки в ликеро-водочном производстве. Следовательно, имеется большая вероятность использования пролина для фальсификации вин, и в целом такой критерий подлинности вина, как “концентрация пролина” теряет объективность и значимость.

В связи с этим нами проведены исследования натуральной и фальсифицированной продукции по следующему комплексу показателей:

- качественный состав и количество органических кислот;

- качественный состав и количество аминокислот;

- наличие и концентрация глицерина;

- массовая концентрация фенольных веществ;

- катионный состав;

- свободные и связанные формы органических кислот.

Кроме перечисленных показателей, мы определяли массовую концентрацию приведенного экстракта, основные физико-химические показатели продукции и рассчитывали критерии (соотношения) МОВВ. Сводная таблица результатов представлена в приложении 1.

Известно, что глицерин является одним из важнейших вторичных продуктов при спиртовом брожении (анаэробной ферментации) виноградного сусла. Его накопление в натуральном виноградном вине обусловливается целым комплексом условий, среди которых главное значение имеют следующие: раса дрожжей, продолжительность контакта дрожжей с виноматериалом, наличие или отсутствие доступа воздуха, технологические приемы обработки виноматериалов, в том числе термические воздействия. Согласно литературным данным, количество глицерина в натуральных сухих винах находится в пределах от 3 до 11 г/дм3, в специальных крепких - 2-7 г/дм3.

Материалы исследований, представленные в табл.1, показали наличие глицерина исключительно во всех винах, в том числе специальных крепких и десертных, выработанных ведущими предприятиями Краснодарского края. Вина сомнительного происхождения, пробы которых отобраны непосредственно в торговой сети, или не содержали глицерина, или его количество было очень заниженным в сравнении с натуральной продукцией. Это позволяет предположить, что часть вин из категории сомнительных или содержала небольшое количество натурального вина, или была изготовлена с добавлением глицерина. Те же вина, в которых глицерин не был обнаружен, можно с полным основанием отнести к категории фальсифицированных.

Дегустационная характеристика вышеперечисленных вин в целом коррелирует с концентрацией глицерина (R = 0,68). Установлено, что при наличии глицерина естественного происхождения вкус вина становится более полным и мягким. При искусственном же внесении глицерина во вкусе ощущается некоторый посторонний тон, исчезающий только после продолжительного хранения виноматериала, в ходе которого происходит ассимиляция спирта.

Таким образом, массовая концентрация глицерина может лишь частично дать заключение о натуральности или подделке продукции. Для более точного и полного ответа необходимы дополнительные эксперименты.

Таблица 1. Концентрация глицерина в различной винопродукции, г/дм3

Наименование продукции	Тип продукции
	натуральная	сомнительного происхождения
1. Ркацители Тамани	5,4	Нет
2.Мускат Фанагории	4,2	1,2
3. Каберне Фанагории	5,6	нет
4. Мускат, белое	6,4	0,6
5. Анапа крепкое (8 образцов)	3,6 – 5,4	нет-0,8
6.Портвейны белые (12 образцов)	2,5 – 4,8	нет - 1,4
7. Улыбка (8 образцов)	2,6 – 5,2	нет - 0,8

Результаты определения качественного состава органических кислот, приведенные в табл.2, показали, что как подлинные натуральные сухие, так и вина специальных технологий, содержат богатый и разнообразный набор органических кислот. При этом в виноградных винах превалируют винная и яблочная кислоты.

Сравнительный анализ полученных данных показал, что все образцы подлинной продукции содержали основные органические кислоты в определяемых количествах. Кроме перечисленных, в этих винах были также идентифицированы аскорбиновая или дегидроаскорбиновая, уксусная, молочная, пировиноградная, дикетоянтарная кислота, т.е. практически все органические кислоты, входящие в цикл Кребса. При этом концентрации винной и яблочной кислот значительно превышают количества всех других идентифицированных кислот.

Несколько иная картина характерна для продукции сомнительного качества и происхождения. В таких “винах” превалирует лимонная кислота. Винная и яблочная присутствуют лишь в небольших количествах, наличие которых позволяет предположить использование виноматериалов, или виноградного сока, или вакуум-сусла в процессе производства продукции. Кроме того, в фальсифицированных образцах не обнаруживаются, как правило, многие другие органические кислоты - естественные метаболиты цикла Кребса - цикла органических кислот растений и клеток. Так, в вышеперечисленных “винах” сомнительного качества не были идентифицированы даже такие кислоты, как янтарная, или молочная, или уксусная, которые всегда присутствуют в натуральных винах. Еще большая разница в качестве продукции наблюдается при расчетах соотношений различных органических кислот например, винная: лимонная; винная: яблочная. Так, в натуральных винах, независимо от их типа, соотношение кислот винная: лимонная изменяется в пределах от 185:1 до 300:1 и более, а в продукции сомнительного происхождения - от 1:15 до 1:68. Аналогичные так называемые, “обратные” расхождения, характерны и для соотношения яблочной и лимонной кислот.

Таким образом, соотношения между различными кислотами, прежде всего винной и лимонной, яблочной и лимонной, могут быть одним из критериев при распознавании натуральной и фальсифицированной продукции.

Органические кислоты могут находиться в вине в свободной и связанной формах. Чем более зрелый и качественный виноматериал, тем большее количество органических кислот находится в связанной форме. Мы определили концентрации свободных и связанных органических кислот в винах различных типов, вырабатываемых всеми винодельческими предприятиями края, а также в продукции сомнительного происхождения. На основании полученных результатов рассчитаны критерии МОВВ: число или правило Блареза, число Готье, число или правило Росса, а также соотношение спирт/приведенный экстракт.

Полученные материалы представлены в приложении 1. На основании анализа этих данных можно утверждать, что по совокупности этих результатов предоставляется возможность идентификации фальсифицированной продукции. Так, в винах сомнительного происхождения, произведенных искусственным купажированием различных ингредиентов, массовая концентрация приведенного экстракта имеет, как правило, очень низкое значение. Объемная доля этилового спирта всегда соответствует требованиям ГОСТ. Следовательно, в искусственном вине значение соотношения спирт/приведенный экстракт будет намного больше, чем в натуральной продукции.

Таблица 2. Массовая концентрация органических кислот винопродукции различного качества, мг/дм3

Наименование винопродукции	Органическая кислота
	Винная	Яблочная	Янтарная	Лимонная	Фумаровая
Образцы представлены предприятиями Краснодарского края
1. Алиготе	2,3	2,4	0,12	0,03	0,012
2. Рислинг Фанагории	2,6	2,0	0,20	0,12	0,008
3.Ркацители Тамани	3,0	1,8	0,08	0,04	0,006
4.Траминер Тамани	2,6	1,4	0,12	0,10	0,010
5.Каберне Фанагории	3,0	1,2	0,36	0,12	0,020
6.Каберне Тамани	2,8	1,3	0,24	0,08	0,014
7.Каберне Семигор	1,6	0,6	0,14	0,02	нет
8.Анапа крепкое	1,6-3,2	1,0-2,8	0,02-0,84	0,02-0,10	следы-0,012
9.Портвейны белые	1,2- 3,4	0,64-2,2	0,01-0,32	0,02-0,10	следы-0,012
10.Портвейны красные	1,6-2,8	0,82-1,9	0,06-0,42	0,02-0,08	следы-0,016
11.Улыбка	1,8-3,0	0,62-2,2	0,03-0,54	0,008-0,10	следы- 0,014
Продукция сомнительного происхождения
1. Сухие вина	0,3-0,9	0,12-0,36	Нет	2,3- 6,0	нет
2.Типа “портвейн”	0- 1,0	0 - 0,15	Нет	2,0-4,4	нет
3. Типа “кагор”	0 - 1,4	0 - 0,24	Нет	1,4-4,5	нет

Режим анализа на приборе следующий:

- напряжение – «минус» 25 кВ, при этом ток должен составить 35  2 мкА,

- время анализа 25 минут;

-на одной порции буферного раствора можно выполнить 4 анализа, затем ввиду истощения заменить новой порцией;

- напряжение – «минус» 25 кВ, при этом ток должен составить 35  2 мкА;

- время анализа 21 минута.

Пробоподготовка: образец вина или виноматериала, разбавленного в 25-50раз дистиллированной водой, отбирают мерной пипеткой в количестве 0,4 см3 в пробирку Эппендорфа, туда же добавляют 0,4 см3 дистиллированной воды, перемешивают и центрифугируют 4 минуты при 6000 об-1.

Страницы: 1, 2, 3