CC BY
55
543.07
ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТОБРАЗУЮЩИХКОМПОНЕНТОВ ВИН С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛУЧШЕННОЙ ТВЕРДОФАЗНОЙ ЭКСТРАКЦИИ
В.И. ДУМАНОВ \ Е.И. РУСУ \ М.Г. МАРКОВСКИЙ2, Т.И. ГУГУЧКИНА2, Н.М. АГЕЕВА2
1 Научно-практический институт садоводства, виноградарства и пищевых технологий,
МБ-2070, Республика Молдова, мун. Кишинэу, г. Кодру, ул. Виерул, 59; электронная почта: nica.dumanov@gmail.com
2 Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Россельхозакадемии,
350901, г. Краснодар, ул. 40лет Победы, 39; электронная почта: kubansad@kubannet.ru
Разработана методика улучшенной пробоподготовкн для хромато-масс-спектрометрнческого анализа ароматобразую-щих компонентов винопродукции на базе твердофазной экстракции на сверхсшитых полистирольных сорбентах. Методика апробирована на сухих белых винах новых сортов винограда производства Республики Молдова. Показано преимущество данного подхода по сравнению с традиционной жидкостной экстракцией.
Ключевые слова: аромат вина, хромато-масс-спектрометрия, жидкостная экстракция, твердофазная экстракция, по-листирольные сорбенты.
Аромат относится к важнейшим характеристикам винопродукции и является предпочтительным атрибутом с точки зрения потребителей. Он также имеет большое значение для определения и подтверждения качества и подлинности вина. Однако эта задача осложняется тем, что ароматобразующие вещества вина характеризуются большим разнообразием состава и диапазонов концентраций.
В анализе аромата винопродукции широко применяется метод газовой хроматографии (ГХ). Особенно актуально его сочетание с масс-спектрометрическим детектированием, обладающим высокой чувствительностью и облегчающим идентификацию неизвестных соединений при помощи библиотек масс-спектров [1]. Важным этапом в ходе применения ГХ для анализа винопродукции является пробоподготовка, осуществляемая с целью концентрирования целевых соединений и устранения нелетучих экстрактивных составляющих совместно с нежелательными летучими соединениями, перегружающими хроматографический профиль. Простые методы, например дистилляция, используются ограниченно, хотя и способствуют решению ряда задач определения качества винопродукции [2].
Большее применение находят методы жидкостной экстракции (ЖЭ) и твердофазной экстракции (ТФЭ), характеризуемые широким диапазоном концентрирования и способностью избирательно извлекать компоненты интересующих классов. Основным недостатком ЖЭ является длительность процедуры, необходимость применения дополнительного оборудования, большого количества особо чистых растворителей и значительные трудозатраты. Более популярная ТФЭ характеризуется большим разнообразием сорбентов с различными сорбционными характеристиками по отношению к разным классам соединений.
В последнее время все шире применяются сверх-сшитые полистирольные сорбенты, отличающиеся лучшими сорбционными качествами по сравнению с традиционными обращенно-фазовыми сорбентами типа С8 и С18, а в некоторых случаях - и по сравнению с аналогичными сорбентами на базе полидивинилбензо-ла. Для этих сорбентов характерна способность набу-
хать как в полярных, так и в неполярных растворителях, что позволяет сверхсшитому полистиролу проявлять исключительные сорбционные характеристики при анализе полярных и неполярных органических веществ [3]. В связи с этим актуальной задачей является совершенствование пробоподготовки винопродукции методом ТФЭ с применением сорбентов современного типа.
Нами проведены эксперименты с целью сравнения и оценки влияния условий проведения данных методов пробоподготовки. В качестве объектов исследования были использованы сухие белые вина из новых сортов винограда, произведенные в условиях молдавского микровиноделия: Флоричика, Легенда, Виорика, Ри-тон, Мускат де Яловени урожая 2009-2010 гг. Они обладают превосходными органолептическими оценками, богатым цветочным ароматом с довольно интенсивным оттенком полевых трав. Состав их ароматических компонентов ранее не изучался.
По традиционной схеме [4] проводили ЖЭ на основе длительного (несколько часов) экстрагирования пробы смесью пентана с метиленхлоридом, с последующим осушением сульфатом натрия, фильтрацией при необходимости и концентрированием упариванием до объема 0,5 см3.
Твердофазная экстракция включала применение концентрирующих патронов Диапак П на основе гидрофобного сверхсшитого полистирольного сорбента (ЗАО «БиоХимМак СТ»). Исследования по вариантам кондиционирования сорбента для наиболее эффективного набухания привели к последовательной обработке метиленхлоридом, этанолом и 10%-м (по объему) водным раствором этанола. Проба вина с добавкой сульфата аммония и 2-гептанола в качестве внутреннего стандарта наносилась на подготовленный патрон с небольшой скоростью под вакуумом. В качестве предпочтительных растворителей для элюирования эксперименты показали смесь этилацетата с метиленхлоридом 1 : 1 (по объему) после предварительной промывки 10%-м (по объему) водным раствором этанола и кратковременного обдува патрона струей воздуха. Собранный элюат обрабатывали сульфатом натрия для осуше-
ния и связывания элюированных фенольных веществ, а затем упаривали до 0,5 см3 в слабом токе воздуха.
Анализ проводили на газовом хромато-масс-спек-трометре Clarus 600T («PerkinElmer») с колонкой PE-WAX ETR длиной 50 м и внутренним диаметром 0,32 мм. Условия анализа: газ-носитель гелий, испаритель 220°С, колонка 75°С (0 мин) - нагрев 4°С/мин до 225°С. Общее время анализа 60 мин. Масс-селектив-ный детектор был настроен на ионизацию электронным ударом с энергией 70 эВ и регистрацию фрагментов в диапазоне масс 20-300 а. е. м. Идентификацию разделенных хроматографических пиков осуществляли с использованием библиотеки NIST и литературных данных по фрагментации отдельных соединений, характерных для винопродукции.
Анализ результатов исследований вин показал, что ТФЭ дает не менее чем 3-кратное преимущество по времени выполнения пробоподготовки. Дополнительно следует отметить улучшение базовой линии за счет меньшего захвата нежелательных соединений.
Методика ТФЭ позволила получить лучшие результаты как по выделению распространенных компонентов аромата сложных эфиров, высших спиртов, кислот, так и компонентов, содержащихся в микроколичествах, например терпеновых соединений, фуранов, аце-тамидов.
В ходе экспериментов удалось идентифицировать более 150 соединений. Дополнительного рассмотрения требуют вопросы подавления сорбции фенольных соединений, что может составлять ощутимую проблему лишь при анализе красных вин.
На основании проведенных сравнительных исследований можно рекомендовать предлагаемую методику для анализа ароматобразующих компонентов вино-продукции методом хромато-масс-спектрометрии при постановке задачи максимального раскрытия спектра веществ, содержащихся в микро- и миллиграммовых концентрациях.
ЛИТЕРАТУРА
1. Flamini R., Traldi P. Mass Spectrometry in Grape and Wine Chemistry. - Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2010. - 348 p.
2. Raptis C.G., Siettos C.I., Kiranoudis C.T., Bafas G.V. Classification of aged wine distillates using fuzzy and neural network systems // Jour. of Food Engineering. - 2000. - V. 46. - P. 267-275.
3. Tsyurupa M.P., Davankov V.A. Porous structure of hypercrosslinked polystyrene: state-of-art mini-review // J. React. & Funct. Polym. - 2002. - V. 53. - P. 193-203.
4. Ротаупт М. Анализ пищевых продуктов. Введение и способы решения прикладных задач. - Фирма «Хьюлетт-Паккард», Германия, 1994. - Публ. - 5963-2317Е. Пер. Б.П. Лапина, 2000. -146 с.
Поступила 19.07.11 г.
CHROMATO-MASS SPECTROMETRIC DETERMINATION OF AROMA-FORMING COMPONENTS OF WINES USING IMPROVED SOLID-PHASE EXTRACTION
V.I. DUMANOV1, E.I. RUSU\ M.G. MARKOVSKY2, T.I. GUGUCHKINA2, N.M. AGEEVA2
1 Scientific-Practical Institute of Horticulture and Food Technologies,
59, Vierul st., Kodru (Chisinau), MD-2070; e-mail: nica.dumanov@gmail.com
2 North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture of the Russian Academy ofAgricultural Sciences, 39, 40 let Pobedy st., Krasnodar, 350901; e-mail: kubansad@kubannet.ru
Improved sample preparation technique based on solid-phase extraction with hypercrosslinked polystyrene sorbents was developed for chromato-mass spectrometric determination of aroma-forming components of wines. The technique was tested on dry white wines produced in Republic of Moldova. Advantage of this approach is shown in comparison with the liquid extraction.
Key words: wine aroma, chromato-mass spectrometry, liquid extraction, solid-phase extraction, polystyrene sorbents.
543.541.45
КОСВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ АМИНОКИСЛОТ В ВИНАХ ПО КРИВЫМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ
О.Н. ШЕЛУДЬКО *’ 2, Н.К. СТРИЖОВ2, М.А. ЯСТРЕБОВ2
1 Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Россельхозакадемии,
350901, г. Краснодар, ул. 40лет Победы, 39; тел./факс: (861) 257-57-04
2 Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: nikolai.strizhov@yandex.ru
Показано качественное влияние свободных аминокислот на вид кривых титрования виноградных вин. Разработана косвенная методика определения суммарного содержания аминокислот в столовых винах на основе анализа вида потенциометрических кривых титрования с кулонометрической генерацией основания.
Ключевые слова: автоматическое потенциометрическое титрование, кулонометрическая генерация основания, опе-
