Современные методы идентификации подлинности виноградных вин

Пневматическим методом под давлением 30мбар в течение 5 секунд дозируют пробу в капилляр.

Время выхода щавелевой кислоты – 7 мин, винной - 9,69 мин, яблочной – 10 мин, лимонной - 12,15 мин, янтарной - 10,15 мин, уксусной - 13,85 мин, молочной - 18,36 мин.

Практика проведения экспертизы и сертификации показывает, что коньяк относится к группе наиболее часто фальсифицируемых напитков, так как пользуется покупательским спросом и стоит относительно дорого. Коньяк может быть фальсифицирован путем частичной или полной замены коньячного спирта ректификованными пищевыми спиртами, техническим спиртом, а также разбавлением подкрашенной водой.

Анализ подлинности коньяков проводят с помощью газовой или жидкостной хроматографии, другими инструментальными методами анализа, имеющими программное обеспечение компьютерные банки данных. Одним из косвенных критериев качества и натуральности коньяков могут служить массовые концентрации щелочных и щелочноземельных металлов (табл. 3).

Таблица 3. Диапазон массовых концентраций аммония, калия, натрия, магния и кальция, характерных для коньячных спиртов и коньяков, мг/дм3

Катион	Массовая концентрация, мг/дм3
Аммоний	0-1,5
Калий	0,5-4,0
Натрий	10-40
Магний	0,5-5
Кальций	1-5

Примечание - превышение верхней границы диапазона концентраций хотя бы по одному из катионов (калий, натрий, магний, кальций) в коньячном спирте или коньяке является косвенным свидетельством его натуральности, но нестабильности к помутнениям в течение хранения. Отсутствие катионов свидетельствует о фальсификации напитка.

Выявить признаки фальсификации можно органолептически, однако рядовой потребитель в состоянии отличить лишь грубую подделку. Выявление фальсификации коньяка по категории (возрасту), торговой марки, требует наличия определенной базы данных, навыков экспертов.

В качестве инструментального метода анализа природных объектов и различных синтетических соединений в мировой практике хорошо себя зарекомендовал высокоэффективный капиллярный электрофорез (ВЭКЭ). Этот универсальный метод количественного анализа ионов и нейтральных молекул основан на их разделении в кварцевом капилляре диаметром менее 0,001м, длиной 0,4-0,8м, при наложении электрического поля до 30 киловольт. Сочетание электрофореза и электроосмоса заставляет все компоненты пробы двигаться в одном направлении к концу капилляра, где расположен высокочувствительный детектор.

Приборы капиллярного электрофореза в России выпускают с 1997г., в странах Западной Европы производство началось на несколько лет раньше. ВЭКЭ сочетает в себе достоинства таких широко известных методов анализа, как капиллярная газовая хроматография и высокоэффективная жидкостная хроматография. Причем, метод ВЭКЭ имеет заметно большие возможности, чем газовая и жидкостная хроматография, что следует из такого показателя, как число теоретических тарелок на метр длины. В газовой хроматографии этот показатель равен 2-5 тысячам, в жидкостной он составляет 40-100 тысяч; для капиллярного электрофореза число теоретических тарелок может достигать 10 миллионов и более. Объем пробы, необходимый для количественного анализа, составляет 1-2 миллилитра, непосредственно в кварцевый капилляр вводится несколько нанолитров пробы. Следующее немаловажное преимущество - это практически полное отсутствие поглощения компонентов пробы в ходе анализа, так как функцию разделения компонентов пробы выполняет внутренняя поверхность кварцевого капилляра.

В качестве детектора в ВЭКЭ используют ультрафиолетовый детектор, который может быть с фиксированной и переменной длиной волны.

Пробоподготовка в значительной части случаев сводится к разбавлению пробы подходящим буферным раствором и центрифугировании в течение нескольких минут для удаления из пробы растворенных газов и взвесей.

Рабочими жидкостями для методов ВЭКЭ служат буферные растворы солей в концентрациях несколько миллимолей. На одной порции буферного раствора (3 см3) можно выполнить не менее 3-5 измерений. Нами проведена оценка точности измерений времени выхода компонентов одной и той же пробы и площадей пиков на приборе капиллярного электрофореза «Капель-103Р» (производство фирмы «Люмэкс», Санкт-Петербург, Россия). В результате ошибка измерения времени выхода пиков составила 1-3%, площадей - 2-4% для одной порции буферного раствора в течение 5 анализов.

Перед определением оценки идентичности виноградных вин методом капиллярного электрофореза необходимо выполнить измерения, предусмотренные действующими стандартными методиками.

Для оценки подлинности белых натуральных виноградных вин рекомендованы следующие условия выполнения анализа:

- прибор капиллярного электрофореза «Капель-103Р», оборудованный ультрафиолетовым детектором, с длиной волны лампы 254 нм и следующими характеристиками:

- кварцевый капилляр, длиной 0,5 м до детектора, внутренним диаметром 75  10-6 м;

- в случае использования в приборе более длинного капилляра следует провести тестовое исследование на его унифицирование с вышеуказанными параметрами капилляра;

- регулируемый источник высокого напряжения положительной полярности 3-30 кВ;

- пневматический и электрокинетический ввод пробы;

- принудительное воздушное охлаждение капилляра;

- вывод и обработка информации на компьютере;

- боратный буферный раствор.

Режим анализа на приборе следующий:

- напряжение - 16 кВ, при этом ток должен составить 23  1 мкА,

- время анализа 10 минут.

На одной порции буферного раствора можно выполнить 4 анализа, затем ввиду истощения заменить новой порцией.

Пробоподготовка: образец вина или виноматериала отбирают мерной пипеткой в количестве 0,4 см3 в пробирку Эппендорфа, туда же добавляют 0,4 см3 разбавленного в 10раз дистиллированной водой рабочего буферного раствора, перемешивают и центрифугируют 4 минуты при 6000 об-1.

Вещества, содержащие непредельные связи и обладающие электропроводимостью, регистрируются компьютером в виде характерного для данного режима анализа вина или виноматериала набора пиков различной интенсивности. Полученную электрофореграмму сравнивают с типовой. По наличию одного и то же набора пиков и соответствующей интенсивности делают вывод об идентичности вина.

Полученные данные (рис., приложение 2) свидетельствуют о том, что натуральные вина имеют строго определенный электрофоретический профиль, характеризующийся наличием специфических пиков, отвечающих присутствующим в вине непредельным соединениям, например, фенольным. К их числу относятся фенолокислоты: окси-, парабензойная, катеховая, пирокатеховая, кофейная, сиреневая и др. Сопоставление электрофореграмм натурального и фальсифицированного вина «Анапа крепкое» свидетельствует о том, что профили с характерными максимумами в области 3,34; 3,53; 4,07; 7,53 и 7,61 похожи. Профили непредельных соединений фальсифицированной продукции с таким же наименованием существенно отличаются как от профиля натурального вина, так и между собой. Если на электрофоретическом профиле одного фальсифицированного продукта имеется один хорошо выраженный пик в области 4,73 мин., то на профиле другого продукта аналогичного качества – 2 пика (на 3,96 и 9,82 мин.), которые не совпадают также с профилем натурального вина.

Достаточно достоверные результаты получены при анализе натуральных и фальсифицированных красных вин.

Для подлинных десертных вин типа Кагор характерны один пик большой площади в области 5,33-5,40 мин. и 1-2 пика в области 3,8-4,10 и 5,55-5,7 мин., что свидетельствует об идентичности состава фенольных веществ в натуральных винах. Совсем иной вид имеют профили фальсифицированной продукции, в которой, для достижения требуемой окраски был использован краситель, приготовленный из бузины.

В экспериментах концентрации катионов тяжелых металлов определяли с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра, а концентрации калия, кальция, аммония, натрия и магния – капиллярным электрофорезом. При этом пробоподготовка для атомной абсорбции проводилась в соответствии с требованиями действующих ГОСТ (сжигание, последующее растворение).

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что во всех образцах вин, произведенных предприятиями края, присутствуют катионы металлов различных групп (табл.4,5). Наибольшие концентрации характерны для катионов калия, магния, кальция и натрия. Следует обратить внимание на тот факт, что меньшие значения концентраций калия и кальция характерны для готовой продукции, прошедшей весь технологический цикл обработки, включая обработку холодом и/или деметаллизаторами. Концентрации других катионов в большей степени обусловливались качеством исходного сырья-винограда, которое, в свою очередь, определялось почвенно-климатическими факторами.

Массовые концентрации катионов железа, меди, именуемых «технологическими» элементами, а также цинка существенно варьируют в зависимости от условий агротехники и технологических приемов обработки сусел и вин. В готовой продукции они не превышают количеств, приведенных в таблицах. Однако, при нарушениях поверхности покрытий резервуаров, в которых хранится вино, или экологических факторах возможно существенное увеличение концентраций указанных компонентов до 60 мг/дм3 и более для железа, 20-35 мг/дм3 для меди и цинка.

Таблица 4. Катионный состав винодельческой продукции различных типов, выработанных в 2002 г. АФ «ФАНАГОРИЯ»

Наименование продукции	Массовая концентрация, мг/дм3
	NH4	K	Na	Mg	Ca	Fe	Cu	Zn
1. Мерло Фанагории	25-84	957-1275	39-79	80-128	55-106	3,6-12,0	0,6-3,2	1,2-6,8
2. Молдова Фанагории	30-47	526-636	32-93	80-101	67-134	4,6-13,8	0,8-3,6	1,1-5,4
3.Коварство и любовь	28-39	668-1207	102-147	120-131	111-143	4,6-9,1	3,0-4,3	2,3-4,8
4.Каберне Фанагории	56-68	1070-1245	56-93	72-150	65-175	3,8-10,0	1,2-1,6	0,2-1,9
5.Черный доктор	61-76	1068-1175	62-115	95-125	107-210	4,6-12,2	0,3-1,4	0.6-3,2
6.Белая леди	67-115	976-1156	30-150	66-115	104-240	4,8-16,0	0- 2,1	0,8-1,4
7.Мушкетерское	103-116	980-1180	68-104	120-144	91-156	3,4-12,5	0-1,6	0,8-1,4
8.Красное сухое	60-110	1010-1380	102-128	123-165	140-184	6,6-14,2	1,1-3,6	0,8-3,4
9.Мускат розовый	18-44	900-1375	100-1356	110-132	130-164	3.8-6,7	0,8-1,6	1,2-2,8
10.Белое Фанагории	24-44	580-980	96-115	86-108	130-156	6,8-14,7	1,1-4,2	0,9-3,2
11. Виноматериалы типа Портвейн	18-44	580-1260	110-167	60-127	64-186	4,8-16,2	1,3-2,8	0,8-4,4
12. Анапа крепкое	26-62	960-1329	116-139	96-140	86-153	3,3-14,2	0,4-2,8	0,8-3,2

Примечание: в таблице указаны предельные значения, полученные в результате анализа 6 – 10 образцов каждого из наименований вин

Таблица 5. Катионный состав винодельческой продукции, выработанной различными предприятиями Краснодарского края

Наименование продукции	Массовая концентрация, мг/дм3
	NH4	K	Na	Mg	Ca	Fe	Cu	Zn
1. Пино Витязево	30-116	670-1070	18-56	45-98	55-126	3,6-12,0	0,3-3,6	0,5-2,8
2.Кагор Витязево	18-36	570-1150	46-120	64-126	68-145	3,0-8,4	0,3-3,2	0-4,5
3. Малиновый звон, СПК им.Ленина	26-68	450-1230	46-86	56-94	86-144	3,6-9,2	0-3,8	0,2-2,8
4. Кагор 30, агрофирма «Кавказ»	13-46	560-1200	46-116	68-116	86-178	3,7-9,4	0,6-2,9	1,4-4,3
5. Каберне Тамани, АФ «Мирный»	68-113	630-1270	56-118	92-155	108-240	3,4-11,6	0,2-3,2	0,6-3,8
6. Каберне Тамани, «Ариант – Юг»	56-96	680-1300	48-123	84-138	85-230	4,8-10,6	0,4-3,8	0,3-3,2
7. Ркацители Тамани «Ариант – Юг»	64-118	720-1240	66-134	117-147	86-182	4,2-14,4	0-3,6	0,6-4,4
8. Шардоне Тамани, «Ариант – Юг»	72-124	680-1260	82-139	103-149	94-178	5,2-13,2	0,3-3,8	0,3-3,8
9. Дар Екатерины, «Ариант – Юг»	34-86	560-1010	64-146	101-179	107-162	3,2-8,6	0,3-4,7	1,1-3,7
10. Мадера, «Ариант – Юг»	18-86	620-1210	56-159	68-185	121-187	3,7-11,2	1.4-3,5	0,7-3,4
11.Анапа крепкое, «Ариант – Юг»	24-72	680-1240	64-154	77-129	64-151	4,6-15,0	1,1-4,2	0,9-5,6
12. Гранатовый браслет, «Ариант – Юг»	24-66	700-1240	47-127	64-135	83-134	4,4-11,7	0,8-4,1	1,1-3,7
13.Виорика, цех микровиноделия	73-86	362-650	67-92	95-115	45-102	2.4-6,8	0,3-1,2	0,4-1,2
14. Саперави, цех микровиноделия	2,3-32	1080-1347	86-129	56-83	68-93	3,2-8,6	0,2-0,9	0,4-1,2

Примечание: электрофореграммы натуральных сухих виноматериалов Виорика и Саперави, выработанных в цехе микровиноделия СКЗНИИСиВ, представлены в приложении.

Массовая концентрация токсичных элементов – свинца, кадмия, ртути и мышьяка никогда не превышала допустимых норм. Однако все эти элементы за исключением ртути присутствовали в очень малых концентрациях, мг/дм3: свинец - не более 0,13; кадмий – не более 0,012; мышьяк – не более 0,0108. Результаты анализа фальсифицированной продукции приведены в табл.6.

Сопоставляя данные табл.4-6, можно отметить существенное различие по концентрациям большинства металлов. Так, массовая концентрация калия в фальсифицированной продукции в 5- 100 раз меньше, чем в подлинных винах, кальция – в 8-30 раз; натрия - в 5-12 раз. Аналогичные изменения характерны также для магния.

Для расчета соотношений были выбраны образцы вин различных типов. Ориентируясь на полученные данные, были рассчитаны следующие соотношения: общая минерализация (Моб.) – концентрация калия (К), Моб./Са, Моб./Мg. Для получения более достоверных результатов и увеличения степени сходимости общую минерализацию мы оценивали по значению массовой концентрации золы, включающей оценку не только катионов, но и кислотных остатков, в первую очередь, минеральной природы. Полученные данные приведены в табл.7.

Материалы исследований, представленные в таблицах 4-6, показали, что между подлинной и фальсифицированной продукцией существует значительная разница по концентрациям катионов щелочных и щелочноземельных металлов, а также массовой концентрации золы. В натуральной продукции массовые концентрации всех перечисленных элементов значительно выше, чем в поддельных напитках. Наибольшая разница выявлена для катионов калия. Как правило, в натуральной продукции его количество не опускалось менее 400 мг/дм3, в то время как в фальсифицированной продукции, произведенной путем разбавления вина, едва превышало 300мг/дм3.

Таблица 6. Катионный состав фальсифицированной продукции

Наименование продукции	Массовая концентрация, мг/дм3
	NH4	K	Na	Mg	Ca	Fe	Cu	Zn
1. Специальное креп-кое вино Портвейн 72	0,4	68	12	12	23	0,6	0,1	0,8
2. Специальное креп-кое вино Портвейн Кавказ (белый)	Нет	18	24	6	11	0,3	нет	0,06
3. Специальное креп-кое вино Анапа крепкое	Нет	16	8	11	13	0,8	нет	нет
4. Кагор 30	6	36	28	24	32	0.4	нет	нет
5. Улыбка	11	8	4	5	6	нет	нет	нет
6.Сухое белое Рислинг	Нет	12	8	6	8	нет	нет	нет
7.Красное сухое Каберне	18	26	14	21	18	0,6	0,08	нет
8. Хванчкара	8	14	4	11	8	2,4	нет	1,1
9. Натуральное вино, разбавленное водой	24	306	34	32	48	3,6	0,4	1,2
10. Кагор, разбавлен-ный водой	16	260	38	42	56	4,4	0,8	1,0
11. Вино, выработан-ное из выжимки	42	254	42	57	38	3,4	1,3	0,6

Среди рассчитанных соотношений наиболее объективным было Моб./К. В подлинных винах и их золе калий является превалирующим катионом: его доля в необработанных холодом виноматериалах составляет до 50% и более. Обработка холодом или другими физико-химическими воздействиями приводит к уменьшению концентрации калия, и его доля в зольности несколько уменьшается.

Поэтому при расчете соотношений в подлинной продукции проявляется следующая особенность: Моб./К изменяется в пределах 3:1 – 1,6:1. Иные закономерности выявлены при анализе фальсифицированной продукции (табл.8). Как правило, такие «напитки» готовят путем разбавления вин водой, сбраживанием выжимки или купажированием различных ингредиентов – воды, частично вина, спирта-ректификата, красителей, пищевкусовых добавок, органических кислот и т.п.

Таблица 7. Расчеты критериальных соотношений для подлинной винодельческой продукции

Наименование продукции	Моб, мг/дм3	Массовая концентрация, мг/дм3			Соотношения
		К	Са	Мg	Моб./К	Моб./Са	Моб./Мg
Натуральные вина
1.Пино Витязево	1456	460	88	79	3 :1	16:1	18:1
2.Мерло Фанагории, 02.02.02	1896	795	144	105	2,5: 1	13:1	18:1
3.Мерло Фанагории. 06.04.02	2330	1131	105	93	2:1	22:1	25:1
4.Мерло Фанагории, 12.05.02	2084	1025	64	104	2:1	33:1	20:1
5.Мерло Фанагории, 22.06.02	1807	1131	106	100	1,6:1	17:1	18:1
6.Мерло Фанагории, 09.09.02	2238	1179	91	109	1,9:1	25:1	21:1
7. Каберне Мысхако	1856	860	94	86	2,2:1	20:1	22:1
8. Мускат Бархатный, Запорожское	1675	732	92	78	2,3:1	18:1	21:1
9.Шардоне Тамани	1584	890	112	84	1,8:1	14:1	19:1
10.Рислинг Тамани	1678	900	108	92	1,9:1	16:1	18:1
11.Ркацители Тамани	1834	880	112	76	2,1:1	16:1	24:1
Вина специальные десертные и крепкие
12. Атлантида, СПК им.Ленина	1436	870	78	64	1,7:1	18:1	22:1
13. Красная гроздь, СПК им.Ленина	1328	720	84	61	1,8:1	16:1	22:1
14.Кагор «Соборный», в/з Приморский	1820	780	92	66	1,8:1	15:1	22:1
15. Натали, в/з Приморский	1684	830	106	78	2,0:1	16:1	22:1
16.Татьяна, в/з Приморский	2260	935	96	92	2,4:1	24:1	26:1
17.Кагор 30	2260	1010	112	96	2,2:1	20:1	24:1
18.Анапа крепкое	1860	830	88	76	2,2:1	20:1	25:1

Концентрация золы в таких «напитках» в меньшей степени слагается из катионов металлов. Их концентрация, равно как и значение показателя зольности, значительно меньше, чем в натуральной продукции. При этом изменяются и соотношения Моб./Ме, особенно Моб./К. Резкое снижение концентрации катионов калия, наблюдаемое у фальсифицированной продукции, приводит к значительному увеличению соотношения между зольностью и массовой концентрацией этого металла. Если в натуральной продукции Моб./К составляет 3:1 – 1,6:1, то в фальсифицированной - от 7-10:1 в разбавленных винах, до 20-52:1 в «искусственных» или «собранных» винах.

Полученные результаты позволяют рекомендовать установленные соотношения в качестве критериев при оценке подлинности продукции.

Таблица 8. Расчеты критериальных соотношений для поддельной продукции

Наименование продукции	Моб, мг/дм3	Массовая концентрация, мг/дм3			Соотношения
		К	Са	Мg	Моб./К	Моб./Са	Моб./Мg
1. Столовое белое	380	54	31	29	7,0:1	12:1	12:1
2.Портвейн	230	23	21	21	10:1	11:1	11:1
3.Красное полусухое	470	9	28	12	52:1	16:1	39:1
4.Кагор	368	12	8	8	31:1	46:1	46:1
5.Кагор	624	21	14	18	30:1	45:1	35:1
6.Улыбка	246	8	5	6	31:1	50:1	41:1
7.Хванчкара	284	14	8	11	20:1	36:1	26:1

Таким образом, для относительно уверенной идентификации виноградного происхождения вина необходимо проведение измерения массовых концентраций щелочных и щелочноземельных металлов, органических кислот и сильных анионов, получение электрофоретических профилей фенольных веществ, определение основных летучих примесей методом капиллярной газовой хроматографии. На основе полученных результатов могут рассчитываться критериальные соотношения, которые помогут получить дополнительную информацию об исследуемом объекте.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Электрофореграмма 1. Образец фальсифицированного вина «Анапа» №1.

Электрофореграмма 2. Образец фальсифицированного вина «Анапа» №2.

Электрофореграмма 3. Образец вина «Анапа» №3, выработанного из винограда.

Электрофореграмма № 4 - Мерло Фанагория

Антей Магарачский , Темрюкский опорный пункт

Электрофореграмма № 5 Надежда, АФ Южная

Электрофореграмма № 6 АФ Южная, Гранатовый Браслет

Электрофореграмма № 7 АФ Южная, Красная Гроздь

Электрофореграмма 8. Образец фальсифицированного вина «Черные глаза».

Электрофореграмма 9. Образец вина «Черные глаза», выработанного из винограда.

Страницы: 1, 2, 3