Анализ современных методов идентификации подлинности виноградных вин

     Результаты  определения качественного состава  органических кислот, приведенные в таблице 3.2, 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.

     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 3.2 - Массовая концентрация органических кислот

винопродукции различного качества, мг/дм³ 

     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.

     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.

     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.

3.3 Результаты проведенных исследований 

     Полученные  данные 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 (таблица 3.3). 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.