CC BY
276
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
УДК 663.8
Использование метода изотопной масс-спектрометрии
для идентификации некоторых видов винодельческой продукции
Л А. Оганесяны,,
д-р техн. наук, профессор, академик РАН;
АЛ. Панасюк,
д-р техн. наук, профессор;
Е.И. Кузьмина,
канд. техн. наук;
ВА. Песчанская
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности -филиал ФИЦ пищевые системы им. В. М. Горбатова РАН
В последние годы заметно прослеживается тенденция повышения потребительского спроса к коньякам, которые вытесняют с рынка ликероводочную продукцию.
Однако, большая популярность напитков данной категории, а также относительно высокая стоимость, служат причиной частых случаев их фальсификации. Выявление соответствия коньяков заявленному типу и качеству представляет сложную задачу и возможно только с применением комплекса методов. При идентификации коньяков перед экспертом встают две главные задачи — сырьевое происхождение коньячных дистиллятов и соответствие их заявленному возрасту.
Наиболее распространенный способ фальсификации коньяков — использование при их производстве спиртов невиноградного происхождения. Для обнаружения экзогенных спиртов в последние два десятилетия все шире применяют метод испытаний, основанный на принципе измерения отношения распространенностей изотопов углерода 13С/12С этанола продукта с использованием изотопной масс-спектрометрии.
Показателями отношений рас-пространенностей 13С/12С изотопов в анализируемых образцах служат значения 813С, которые указывают на увеличение (+) или уменьшение (-) количества изотопа 13С по отношению к содержанию его в образце, принятом за стандарт во всех лабораториях мира. В настоящее время многочисленными исследованиями
изотопного состава углерода в растительных продуктах установлено, что в зависимости от типа фото-синтезирующих систем (С3- или С4-типы растений) их органические компоненты имеют определенные характеристики изотопного состава углерода: для С3-типа растений 813СС3 -28,1±2,5%о и для С4-типа растений 813СС4 -13,5±1,5%о [1]. Позже на примере многолетних растений, относящихся к С3-типу фотосинтеза, были приведены диапазоны изотопных характеристик углерода, составляющие 813С -26,9±0,6%о для древесных растений и 813С -29,4±0,4%о для кустарников [2].
Как известно, виноград относят к растениям С3-типа и, соответственно, изотопный состав углерода его тканей (стебель, листья, ягоды) имеет вполне определенные изотопные характеристики (813С), которые находятся в диапазоне указанных выше значений. На примере виноградных растений, выращенных в условиях Краснодарского края и Ростовской области, показано, что изотопный состав углерода генеративных частей виноградного растения (ягоды) находится в интервале от -29,91 до -28,21%о (Краснодарский край) и от -30,6 до -28,11 %о (Ростовская область). [3] Очевидно, что изотопные показатели углерода этилового спирта в виноматериале и полученном из него коньячном дистилляте, будут также находиться в указанных пределах значений показателя 813С.
Начиная с 2008 г. во ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности со-
34 ПИВО и НАПИТКИ 5•2017
вместно с Институтом биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина, проводили систематические исследования изотопного состава спиртов и сахаров, содержащихся в винах, а также этанола коньяков и коньячных дистиллятов, выработанных из винограда различных регионов произрастания [4-13].
Основу для производства коньяков составляют коньячные дистилляты, получаемые фракционной перегонкой сухого вина и выдерживаемые в течение длительного времени в контакте с древесиной дуба. Потери коньячного дистиллята при температуре от 5 до 20 °С сравнительно невелики и находятся в пределах 2,1-2,9% абсолютного алкоголя. Однако при дальнейшем возрастании температуры они резко увеличиваются и при температуре 25...30 °С достигают 7,2% в пересчете на абсолютный спирт [14].
Данные по изучению фракционирования изотопов в процессе испарения жидкостей свидетельствуют о том, что в процессе испарения в первую очередь улетают «легкие» изотопы, как наиболее лабильные [15]. Поэтому есть основания полагать, что при испарении коньячных дистиллятов происходит физическое фракционирование изотопов углерода этанола в сторону увеличения доли «тяжелого» изотопа 13С.
Действительно, анализируя заведомо подлинный коньяк известного производителя различных сроков выдержки, оказалось, что значение показателя 813С содержащегося в нем этанола меняется с возрастом [11]. Так, молодой коньячный дистиллят имел значение показателя -27,5%о, что вписывается в интервал, характерный для винного этанола, в то время как коньяк этого же производителя, приготовленный из коньячных дистиллятов, выдержанных более 20 лет, «потяжелел» до -25,92%о, а 25, 30 и 40 лет — соответственно до -25,5; -25,29 и -24,81 %о. Если не учитывать этот фактор, возможны случаи неоправданных забраковок продукции.
В связи с этим, целью одного из этапов работы было изучение изменения изотопных характеристик углерода этанола при выдержке коньячных дистиллятов для выяв-
ления закономерностей фракционирования изотопов углерода в зависимости от условий и продолжительности выдержки.
Материал и методы. Подготовку анализируемых образцов коньячных дистиллятов проводили следующим образом. В колбу вместимостью 500 или 1000 см3 (в зависимости от спиртуозности исследуемого образца) помещали 200 или 500 см3 пробы и проводили экстракцию этанола при температуре не выше 78,5 °С. Собирали дистиллят при температуре 78,0.78,2 °С. Если температура превышала 78,5 °С операцию останавливали на 5 мин. После снижения температуры до 78,0 °С снова продолжали отбор дистиллята до очередного повышения температуры. Полная дистилляция длится примерно 5 ч. Такой способ позволяет рекуперировать до 98-98,5% общего спирта из спиртного напитка.
Изотопный состав углерода 813СРВВ определяли методом масс-спектрометрии стабильных изотопов, основанном на одновременном точном измерении масс 44, 45, 46, характерных для всех изотопных комбинаций элементов в газообразном диоксиде углерода, образованного при полном сжигании элюируемого на газовой капиллярной хроматографической колонке спирта, предварительно полученного путем отгона дистиллята. Для разделения газо-воздушной смеси использовали капиллярную колонку TR-FFAP 50 м, 0,32 мм, 0,52 мкм.
Значение 813С рассчитывали по формуле
813СРВВ = "
——') - (—С
С / проба \ С /РБВ
1000, (1)
где 813СРШ — характеристика изотопного состава углерода образца относительно стандарта, промилле, %0; (13С/12С) , — отношение изотопов
проба
углерода с массами 13 и 12 в исследуемой пробе; (13С/12С)РШ — изотопное отношение углерода с массами 13 и 12 в эталоне сравнения, равное 0,0112372.
В лабораторных условиях был смоделирован процесс выдержки коньячных дистиллятов с целью изучения фракционирования ста-
бильных изотопов углерода. Размеры естественной убыли (потери) спирта в коньячных дистиллятах и коньяках при хранении и выдержке рассчитывали от среднемесячного количества (объема), содержащегося в них безводного спирта, с учетом среднемесячной температуры.
При моделировании процесса выдержки были выбраны наиболее жесткие условия, возможные в современном производстве коньячных дистиллятов — дубовые бочки объемом до 700 л, хранящиеся в закрытых помещениях при температуре 25 °С и более. При испарении определенного объема дистиллята измеряли изотопные характеристики и определяли объемную долю этилового спирта.
Результаты и обсуждение. Путем математических расчетов были установлены корреляционные зависимости смещения изотопных характеристик углерода от продолжительности выдержки, используя при этом величины действующей нормы потерь. Данные представлены на рис. 1.
Анализ полученных данных показал, что первая точка графика — испарение 10 % — может соответствовать приблизительно 2,5 годам выдержки, а последняя — с максимальным объемом испарения — в среднем 15 годам выдержки. При этом, при испарении 40 % дистиллята крепость уменьшилась на 5,5 % об., значение показателя 813С увеличилось на 1,67 %о. Основываясь на полученных данных, можно сказать, что при выдержке дистиллятов в течение менее 10 лет смещение изотопных характеристик углерода этанола незначительно и только при выдержке более 15 лет происходит заметное фракционирование, которое может повлечь за собой существенное изменение значения показателя 813С.
С целью установления репер-ных точек диапазона изотопных характеристик углерода этанола, используемого при идентификации коньячных дистиллятов с выдержкой более 10 лет, были проведены повторные исследования по изучению фракционирования изотопов углерода этанола при длительной выдержке коньячных дистиллятов.
Как показали результаты исследований, вновь полученные данные
РБВ
5•2017
ПИВО и НАПИТКИ 35
110
! 20
рзо
40
-23,7 -23,47 -22,99 -22,96 -22,03
Изотопные характеристики, 813С, %о, объемная доля этилового спирта, % об.
0 -
= 10 -
! 20 -
ар30
10 40 -
-26,31 -25,57 -25,31 -24,41 -23,97 -23,70 -23,47 -22,99 -22,96 -22,03
Изотопные характеристики, 813С, %о, объемная доля этилового спирта, % об.
0
Рис. 1. Изменение изотопных характеристик и объемной доли этанола в дистиллятах
Рис. 2. Изменение изотопных характеристик и объемной доли этилового спирта в дистиллятах
коррелируют с результатами исследований, проведенных ранее, а именно: при выдержке уменьшается крепость коньячных дистиллятов и происходит смещение изотопных характеристик в сторону увеличения доли «тяжелого» изотопа углерода. Результаты представлены на рис. 2.
Как было сказано выше, изотопные характеристики этанола коньячных дистиллятов и, соответственно, получаемых из них коньяков, находятся в диапазоне от -29,0 до -26,0%о. Значение показателя 813С этанола, полученного из сахарного тростника (С4-тип фотосинтеза), свидетельствует о заметно большем содержании 13С изотопа и характеризуется величиной, равной -12 %о. По данным последних экспериментальных исследований тростниковый белый сахар имел значение показателя 813С -11,88%о, а свекловичный сахар -25,96%о [16].
Легко можно оценить, что средние значения разности между величинами 813С растительных компонентов для С3- и С4-типов растений, в том числе спиртов, составляют около 10-15% [16]. Эта разность значительно превышает стандартную ошибку измерения (0,2 %о) и позволяет проводить надежную детекцию происхождения спиртов.
Согласно литературным данным, при смешивании органических соединений, продуцентами которых были растения, относящиеся к разным типам фотосинтеза, про-
исходит химическое фракционирования изотопов углерода в сторону увеличения «тяжелого» изотопа углерода [17].
В настоящее время существует несколько подходов к количественным измерениям изотопных характеристик элементов: атомные проценты, отношение распро-страненностей изотопных атомов, материально-изотопный баланс.
Уравнение материально-изотопного баланса позволяет:
• рассчитать изотопный состав смеси двух и более компонентов, если известны их количества и изотопные характеристики;
• определить степень превращения субстрата в продукт в химической реакции или в биологическом процессе, протекающем с участием микробной популяции, если известны изотопные характеристики исходного субстрата, оставшейся его части и продукта.
Если количество исходного реагента реакции обозначить О , его
г ^ —исх'
изотопный состав Я и количества
исх
продуктов, получаемых в реакции — О1 0 = 1, 2, ..., п), а их изотопный состав — Я1 (г = 1, 2, ..., п), то уравнение будет представлять собой математическую запись материально-изотопного баланса:
О Я = О Я + Е ОЯ. (2)
—исх исх —ост ост —II у 7
При условии, что изотопный состав элемента, например углерода (12С и 13С), в составе анализируемого вещества представлен в относи-
тельных единицах 8 (%о), то уравнение (2) будет, соответственно, записано как:
О 813С = О 813С + Е 0.8пС, (3)
—исх исх —ост ост —г V ^ '
где 813С , 813С и 813С. — относи-
^ исх' ост I
тельные величины, характеризующие изотопный состав углерода исходного реагента, его оставшейся части и продуктов реакции, соответственно.
Если количество продуктов нормировать по исходному количеству реагента (Оисх = 1,0), то уравнение (3) будет иметь вид:
813Сисх=(1- Ех) 813Сост +(Ех..)813С, (4)
где х1 — доля каждого из продуктов реакции.
Для смеси АВ двух веществ (А и В, например, А + В = АВ) материально-изотопный баланс может быть представлен уравнениями:
хЯА + (1 - х)Яв = Яав (5)
или
х 813Са + (1 - х) 813Св = 813Сав, (6)
где х и (1 - х) — нормированные количества компонентов А и В по отношению к их смеси АВ; ЯА, Яв, ЯАВ, и 813Са, 813Св, 813САВ — соответствующие изотопные характеристики.
Определяли смещение изотопных характеристик углерода при внесении в коньячные дистилляты спирта этилового ректификованного из невиноградного сырья. В
36 ПИВО и НАПИТКИ 5•2017
коньячный дистиллят добавляли в определенных количествах спирт этиловый ректификованный из растений разного типа фотосинтеза: С3-тип (пшеница) и С4-тип (сахарный тростник) и определяли изотопные характеристики. На основе уравнения материально-изотопного баланса были проведены расчеты изотопных характеристик дистиллятов с внесенными спиртами различного происхождения и составлены графики зависимости. Данные представлены на рис. 3 и 4.
Как видно из рисунков, в первом и во втором опытах происходит фракционирование изотопов углерода этанола коньячного дистил-
лята при внесении невиноградных спиртов, при этом обнаруживается высокая степень корреляции между экспериментальными и расчетными данными, которая не зависит от природы используемого спирта. Средние значения разности между величинами 813С для виноградного этанола значительно отличаются от изотопных характеристик смеси спиртов различного происхождения, особенно при добавлении спирта из тростникового сахара (С4-тип растений).
Таким образом, можно сделать вывод о том, что зная изотопные характеристики коньячного дистиллята и невиноградного этанола, можно с высокой степенью точно-
24 1
-25,5 -
¡¡?
и -25 -
со
и, к и -25,5
тс
и ^ ет -26
кт
а -26,5
X
е
н -27
о
то -27,5 -
-28
-28,5
10
20
Объем внесенного этанола, %% 30 40 50 60 70
80
90
100
-24,44
-2 ¡,03 -24,788 -2 -24,82 4,44
-25,484 -25,126
-2 6,14 -25 832 6,18 --"2 5,9 -2 5,63
-2 6,49 -2
! 7,48 -2 7,11 -26 ,75 -2 6,528
! ! -2 -27,224 6,87 6
-27, 92 -2 7,57,
-27,92
Расчетные данные — Фактические данные
0
Рис. 3. Зависимость изотопных характеристик коньячного дистиллята от количества и природы внесенного этанола (С3-тип растений)
Рис. 4. Зависимость изотопных характеристик коньячного дистиллята от количества и природы внесенного этанола (С4-тип растений)
сти рассчитать вносимое количество экзогенного спирта.
Фракционная перегонка виноградных виноматериалов при получении коньячных дистиллятов — сложная совокупность физических и химических процессов, поэтому резонно предположить, что при дистилляции изотопные характеристики углерода могут смещаться в ту или иную сторону.
На сегодняшний день существуют различные виды конструкций перегонных аппаратов: перегонные аппараты Шаранты, кубовые перегонные установки шарант-ского типа, аппарат однократной перегонки, аппараты непрерывного действий. Показатели процесса перегонки зависят от конструкции перегонного аппарата и имеют свои особенности.
В производственных условиях были проведены исследования по изучению фракционирования изотопов углерода этанола в процессе получения коньячных дистиллятов. Работу проводили на установке КУ-500, которая реализует периодический процесс прямой фракционной сгонки виноматериалов на коньячный спирт с выделением головной и хвостовой фракций. В установках КУ-500 используются специальные массообменные кол-пачковые тарелки повышенной разделяющей способности, позволяющие менять крепость дистиллята в зависимости от стадии процесса (отбора фракции). Куб снабжен паросепаратором (пено-гасителем), исключающим пеноо-бразование и захлебывание мас-сообменной колонны. Применены кожухотрубные дефлегматоры. Реализован раздельный вывод воздушных потоков и спирта. Все это позволяет уменьшить количество отбираемых фракций, увеличить выход и качество коньячного спирта, увеличить производительность, упростить управление процессом. Принципиальная схема и технические характеристики установки приведена на рис. 5.
Были измерены изотопные характеристики углерода этанола виноматериала и этанола полученного из него коньячного дистиллята, которые составили для вино-материала -25,84%о и полученного из него дистиллята -25,82%о. Как видно, разница составляет всего
5•2017 ПИВО и НАПИТКИ 37
Рис. 5. Установка однократной сгонки КУ-500: 1 - бардяной вентиль; 2 - змеевик; 3 - вентиль; 4 - перегонный куб; 5,12 - контрольно-измерительные приборы; 6 - укрепляющая колонка; 7 - дефлегматор; 8 - ротаметр; 9,10 - вакуум-прерыватели; 11 - преднагреватель; 13 - холодильник; 14 - спиртовой фонарь; 15,16 - сборники для дистиллята
0.02.%о. Полученные данные позволяют сделать предварительный вывод о том, что при том способе дистилляции, который был изучен, не происходит значительного фракционирования изотопов углерода этанола.
Заключение. Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы.
1. Уменьшение крепости коньячных дистиллятов в результате испарения спирта при выдержке служит причиной смещения изотопных характеристик в сторону увеличения доли «тяжелого» изотопа углерода.
2. Фракционирование изотопов углерода, которое может повлечь за собой существенное изменение изотопных характеристик этанола коньячных дистиллятов, происходит при выдержке более15 лет.
3. При внесении в коньячные дистилляты спиртов невиноградного происхождения фракционирование изотопов углерода этанола при естественном испарении происходит с меньшей интенсивностью по сравнению с дистиллятами, произведенными исключительно из виноградного сырья.
4. При получении коньячных дистиллятов с применением пере-
гонной установки однократной сгонки не происходит значительного фракционирования изотопов углерода этанола. На основе полученных данных разработана, аттестована и внесена в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений «Методика измерений отношения изотопов 13С/12С этанола в спиртных напитках виноградного происхождения методом изотопной масс-спектрометрии». Свидетельство об аттестации № 01.00225/205-6-14 от 04.03.2014 г., ФР. 1.31.2014.17273.
ЛИТЕРАТУРА
1. O'Leary, M. Y. Carbon isotope fractionation in plants/ M. Y. O'Leary // Phy-tochemistry. - 1981. - Vol. 20 (4). -P. 553-567.
2. Boutton, T. W. Stable Isotopes in Ecosystem Science: Structure, Function and Dynamics of a Subtropical Savanna / T. W. Boutton, S. R. Archer, A. J. Midwood // Rapid Commun. Mass Spectrom. -1999. - Vol. 13. - P. 1263-1277.
3. Zyakun, A. M. Mass spectrometric analysis of 13C/12C abundance ratios in vine plant and wines depending on regional climate factors (Krasnodar krai and Rostov oblast, Russia) / A. M. Zyakun, L. A. Oganesyants, A. L. Panasyuk [at al.] // J. Anal. Chem. - 2013. - Vol. 68 (13). -P. 1136-1141.
4. Оганесянц, Л.А. Изучение распределения 13С/12С изотопов в виноградных растениях Краснодарского края / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2010. — № 1. — С. 29-31.
5. Оганесянц, Л. А. Соотношение стабильных изотопов углерода в винограде и в вине для подтверждения их аутентичности / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина [и др.] // Пиво и напитки. — 2010. — № 2. — С. 20-21.
6. Оганесянц, Л.А. Определение подлинности вин с помощью изотопной масс-спектрометрии / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина [и др.] // Пищевая промышленность. — 2011. — № 9. — С. 30-31.
7. Зякун, А. М. Масс-спектрометрический анализ отношений распространенно-стей изотопов 13С/12С в виноградных растениях и вине в зависимости от климатических факторов / А. М. Зякун, Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк [и др.] //Масс-спектрометрия. — 2012. — Т. 9, № 1. — С. 16-21.
8. Oganesyants, L. L'influence de la situation géographique et des facteurs pédoclimatique sur le rapport d'isotopes 13C/12C dans le raisin et dans le vin / L. Oganesyants, A. Panasyuk, E. Kuzmi-na, A. Zyakun // Le bulletin de l'OIV. — 2012. — Vol. 85. — № 971-973. — P. 61-70.
9. Оганесянц, Л. А. Распределение стабильных изотопов углерода в виноградном растении и в вине в зависимости от климатических условий местности / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина, А. М. Зякун // Пищевая промышленность. — 2013. — № 2. — С. 28-31.
10.Oganesyants, L.A. The Distribution of stable isotopes of the carbon in plants of grape and wine according to climate factors of district / L. A. Ogane-syants, A. L. Panasyuk, E. I. Kuzmina, A. M. Zyakun // Food Processing Industry. — 2013. — № 1. — P. 12-15.
11.Оганесянц, Л.А. Определение подлинности коньяков на основе установления природы спирта / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина, В. А. Пес-чанская, Л. Н. Харламова // Виноделие и виноградарство. — 2012. — № 2. — С. 14-15.
12.Оганесянц, Л. А. Изотопные характеристики этанола вин из российского винограда / Л. А. Оганесянц, А. Л. Пана-сюк, Е. И. Кузьмина, А. М. Зякун // Виноделие и виноградарство. — 2015. — № 4. — С. 8-13.
38 ПИВО и НАПИТКИ 5•2017
13.Оганесянц, Л.А. Особенности применения изотопной масс-спектрометрии при анализе углерода этанола в коньяках и коньячных дистиллятах / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина, В. А. Песчанская // Виноделие и виноградарство. — 2016. — № 3. — С. 4-6.
14.Скурихин, И.М. Химия коньяка и бренди /И. М. Скурихин. — М.: ДеЛи Принт, 2005. — 296 с.
15.Галимов Э. М. Геохимия углерода / Э. М. Галимов // Природа. — 1993. — № 3. — С. 3-13.
16.Antolovich, M. Detection of adulteration in Australian orange juices by stsble
carbon isotope ratio analysis (SCIRA) / M. Antolovich, Li Xia, K. Robards // J. Agric. Food Chem. — 2001. — № 49. — P. 2623-2626.
17. Зякун, А. М. Теоретические основы изотопной масс-спектрометрии в биологии / А. М. Зякун. — Пущино: Фотон-век, 2010. — 224 с. &
Использование метода изотопной масс-спектрометрии для идентификации некоторых видов винодельческой продукции
Ключевые слова
винодельческая продукция; изотопная масс-спектрометрия; отношение изотопов углерода; этанол.
Реферат
Обеспечение населения доброкачественными пищевыми продуктами, в том числе напитками, может быть в полной мере реализовано в случае разработки эффективных методов выявления фальсификатов. Особенно это актуально при контроле качества алкогольной продукции. Одним из способов фальсификации винодельческой продукции является использование спиртов невиноградного происхождения, для выявления которых успешно используется метод изотопной масс-спектрометрии. Установлено, что доброкачественная продукция из винограда имеет 813С, % углерода этанола в интервале от -26,0 до -29,0 %. Однако, данный показатель требует корректировки в случае продуктов, прошедших длительную выдержку, в частности, коньяков. В статье исследован процесс изотопного фракционирования углерода этанола коньяков и бренди. Такой подход обосновывался предварительными испытаниями коньяков известного производителя, у которого молодой коньячный дистиллят имел значения 813 -27,5%о, в то время как коньяк выдержкой 20 лет составил -25,92 %, а 25, 30 и 40 лет соответственно -25,5; -25,29 и -24,81 %. Исследования проводили на масс-спектрометре Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH модель Delta V Advantage (Германия), соединенном с элементным анализатором Flash 2000. На модельных растворах показано, что при испарении 40% объема дистиллята, которое в реальных условиях при температуре 25 °С и объеме бочек 700 л соответствует 15 годам выдержки, крепость дистиллята уменьшалась на 5,5 %, а значения показателя 813С увеличилось на 1,67%, то дает основание полагать, что для напитков, подвергшихся длительной выдержке, критерий подлинности 813С % от -26,0 до -29,0 должен быть скорректирован во избежание необоснованных забраковок. При этом показано, что при перегонке вина на коньячный дистиллят средний показатель 813С меняется в пределах ошибки измерений с -26,84 на -26,82%о, что указывает на тот факт, вариации режимов дистилляции не могут служить основанием для пересмотра предложенных критериев.
Авторы
Оганесянц Лев Арсенович, д-р техн. наук, профессор, академик РАН;
Панасюк Александр Львович, д-р техн. наук, профессор;
Кузьмина Елена Ивановна, канд. техн. наук;
Песчанская Виолетта Александровна
ВНИИПБиВП - филиал ФИЦ пищевых сиситем
им. В. М. Горбатова РАН,
119021, Москва, ул. Россолимо, д. 7, institute@vniinapitkov.ru, alpanasyuk@mail.ru, labvin@yandex.ru, labcognac@mail.ru
Using the Isotopic Mass Spectrometry Method for Identification of Some Types of Wine Products
Key words
wine production; isotopic mass spectrometry; carbon isotope ratio; ethanol.
Abstract
Providing the population with benign food products, including drinks, may be fully realized with the development of effective methods for identifying falsifications. This is especially topical when controlling the alcohol product quality. One of the ways for falsifying wine production is using alcohols of non-grape origin, to detect which the method of isotopic mass spectrometry is successfully used. It is established that benign products from grapes have S13C, %o ethanol carbon in the range from -26.0 to -29.0%o. However, this indicator requires correction of the products that have been subjected to long ageing, in particular cognacs. The article is devoted to the process of isotopic fractionation of carbon ethanol in brandies and cognacs. This approach was justified by preliminary tests of brandies of a well-known producer, where young cognac distillate had values S13 -27.5%o, and cognac with ageing of 20 years was -25.92%, and 25, 30 and 40 years -25.5, -25.29 and -24,81%, respectively. We used a mass spectrometer of Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH model Delta V Advantage (Germany), connected to the element analyzer Flash 2000. Model solutions show that when 40% of the distillate volume evaporates, which corresponds to 15 years of ageing under real conditions at a temperature of 25 °C and a barrel volume of 700 liters, the distillate strength decreases by 5.5%, and the indicator values of S13C increased by 1.67% giving reason to believe that the criterion of authenticity S13C, % from -26.0 to -29.0 for beverages with long ageing must be adjusted to avoid unreasonable rejections. At the same time, it was shown that when distilling wine into cognac distillate, the average S13C varies within measurement error from -26.84 to -26.82%, indicating the fact that variations in the distillation regimes can not serve as a basis for reviewing the proposed criteria.
Authors
Oganesyants LevArsenovich,
Doctor of Technical Science, Professor, Academic of RAS;
PanasyukAleksandr Lvovich, Doctor of Technical Science, Professor;
Kuzmina Elena Ivanovna, Candidate of Technical Science;
Peschanskaya Violetta Aleksandrovna
All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage
and Wine Industry - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center
for Food Systems of RAS,
7 Rossolimo str., Moscow, 119021, Russia, institute@vniinapitkov.ru, alpanasyuk@mail.ru, labvin@yandex.ru, labcognac@mail.ru
5•2017 ПИВО и НАПИТКИ 39
