Определение подлинности и обнаружение фальсификации пищевых продуктов методом ИК-Фурье-спектрометрии Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

о 2

Р А

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДЛИННОСТИ И ОБНАРУЖЕНИЕ Е Р

2 О

ФАЛЬСИФИКАЦИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И И

3

МЕТОДОМ ИК-ФУРЬЕ-СПЕКТРОМЕТРИИ О Е

Е 3

Вытовтов А. А. 3

О И

СД

Статья посвящена использованию метода ИК-Фурье-спектрометрии для определения ^ ^ подлинности и обнаружения фальсификации пищевых продуктов. Показаны возможности q ^ и преимущества использования метода ИК-спектроскопии для определения основного Я ^ состава пищевых продуктов, обнаружения примесей и т.д. Д О

3 ^

The article is devoted to the use of the method of the infrared Fourier spectrometry for the [tj д identification and detection ofadulteration of food products. The facilities and the advantages of the use of the IR spectroscopy for the identification of basic composition offood products and for the

detection of impurities etc. are presented. А

^ Я

Ключевые слова: идентификация, фальсификация, ИК-Фурье-спектрометрия,

качество, структура, химические соединения, база ИК-спектров пищевых продуктов. Е К

Key Words: identification, adulteration, Fourier spectrometry, quality, structure, chemical spe- ^ ^

cies, base IR spectroscopy of food products. Ы д

Сегодняшняя ситуация на Российском рынке потребительской про- Д Р дукции такова, что некоторая часть представленных на нем товаров явля- д Д ется нелегальными копиями известных брендов. Неотличимые внешне от СЧ 3 оригинала подделки по качеству, как правило, значительно ему уступают. Страдает от фальсификата в первую очередь сам потребитель, приобретая низкокачественный суррогат по цене оригинального фирменного продукта, а в ряде случаев наносит урон своему здоровью. Т

Чаще всего подделке подвергается продукция лидеров рынка, качество продукции и узнаваемый брэнд (торговая марка) которых обеспечивает стабильный и устойчивый спрос. Ущерб легального производителя не м ограничивается недополученными доходами от реализации продукции -выпущенный из низкокачественного сырья фальсификат «подрывает» доверие покупателей к товарам популярного производителя.

Страдает от подделок и государство: наличие большого количества поддельной продукции отрицательно влияет на международный имидж страны, подрывает доверие населения к власти, которая не в состоянии его защитить, снижает доходы в виде налогов, акцизов, пошлин.

Согласно Федерального закона РФ «О техническом регулировании» подтверждение соответствияпищевых продуктовтребованиямтехнических регламентов (или заменяющих его нормативных документов) носит обязательный или добровольный характер. Техническими регламентами предусмотрена идентификация продуктов для предупреждения действий,

вводящих в заблуждение потребителей. Необходимо доказать, что исследуемый продукт - действительно тот, который указан в сопроводительных документах. В отношении продуктов питания термины «подлинность» обозначают их неподдельность, натуральность, соответствие указанным в сертификатах сортовому, видовому и географическому происхождению, а также технологии их переработки, отсутствие в них примесей и добавок.

Под идентификацией пищевых продуктов понимают установление соответствия пищевых продуктов их заявленному наименованию (вид, класс, категория, сорт, географическое происхождение) путем установления тождественности показателей под-линным образцам и/или их описанию опубликованному в соответствующих документах, и информации, содержащейся в сопроводительных документах и потребительских этикетках, с применением аналитических и органолепти-ческих методов.

Самый простой и распространенный способ проверки и доказательства подлинности пищевых продуктов, реализованный во многих странах, - установление предельных норм по ряду показателей. Такой способ требует значительных материальных, временных и трудовых затрат. Прецизионное оборудование для определения подлинности и обнаружения фальсификации - достаточно дорогое, требует очень квалифицированных кадров, способных выбирать стратегию и методологию анализа.

В настоящее время разработаны и внедрены в практику на уровне ГОСТов хроматографические и люминесцентные методы определения подлинности водки, спирта и некоторых других алкогольных напитков. Изучаются возможности применения этих и других методов исследования для определения подлинности и обнаружения фальсификации других пищевых продуктов.

Достаточно перспективным для указанных целей является метод инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии). Инфракрасная спектроскопия является фундаментальным методом исследования структуры химических соединений. Метод ИК-спектроскопии основан на поглощении электромагнитного излучения инфракрасного диапазона молекулами изучаемого вещества, при котором происходит возбуждение колебательных и вращательных состояний.

Диапазон основных колебаний молекул, называемый "средний инфракрасный", лежит между волновыми числами от 4000 до 400 см-1.

Область спектра от 1300 до 625 см-1 известна как область «отпечатков пальцев». Сюда попадают полосы поглощения, отвечающие колебаниям групп С-С, С-О, С-К а также деформационные колебания. В результате сильного взаимодействия этих колебаний отнесение полос поглощения к отдельным связям невозможно. Однако, весь набор полос поглощения в этой области является индивидуальной характеристикой соединения. Совпадение всех полос неизвестного (исследуемого) вещества со спектром заведомо известного эталона является прекрасным доказательством их идентичности.

Спектроскопия "ближнего ИК-диапазона" (12500^4000см-1) позволяет получить спектр обертонов и комбинационных частот, дающих дополнительную информацию для анализа исследуемого продукта.

Определение подлинности и обнаружение фальсификации...

Инфракрасные спектры поглощения, отражения или рассеяния несут чрезвычайно богатую информацию о составе и свойствах пробы. Сопоставляя ИК спектр исследуемого «неизвестного» образца продукта со спектрами известных, можно идентифицировать исследуемый, определить основной состав пищевых продуктов, обнаружить примеси, провести фракционный или структурно-групповой анализ. Методом корреляционного анализа по ИК спектру пробы также можно определить его физико-химические или биологические характеристики, например, всхожесть семян, калорийность пищевых продуктов, химический состав, размер гранул, плотность и т.д.

В последнее время этот метод достаточно широко используется для количественного определения ряда веществ. Однако степень использования классического варианта данного метода в практических целях существенно ограничивается сложностью проведения анализа и трудностью интерпретации полученных данных.

В современных приборах ИК спектр определяется сканированием по сдвигу фаз между двумя частями разделённого светового пучка (Фурье-спектрометрия). Этот метод даёт значительный выигрыш в фотометрической точности и точности отсчёта длины волны. На ИК-спектрометрах с Фурье преобразованием можно проводить качественный и количественный анализ образцов в любом агрегатном состоянии. ИК-анализаторы совмещают в себе современное программное и метрологическое обеспечение и позволяют определить любые отклонения в контролируемых показателях. При этом продукт анализируется без изменения физических и химических свойств. Наличие подобных ИК-Фурье спектрометров позволяет проводить исследования при следующих условиях:

- количество вещества, достаточное для исследования - 10 г;

- время получения одного спектра - до 1,5 сек;

- возможность снижения уровня шумов в спектре в п раз при числе сканирований п,

- возможность регистрации спектров с разрешением 0,5-64 см-1;

- наличие автоматизированной математической обработки спектров (выравнивание базовой линии, сглаживание спектра, арифметические операции со спектром, вычитание спектров, вычисление производной, определение площади полосы поглощения и др.);

- сохранение спектров на жёстком диске компьютера с последующим автоматизированным поиском по библиотекам ИК спектров;

- возможность сочетания ИК-Фурье-спектрометра с другим физико-химическим оборудованием (микроскопом, газовым хроматографом и др.).

Основные достоинства современных ИК-спектрометров:

- значительное сокращение времени на проведение ИК-анализа;

- лёгкая настройка калибровки ИК-анализатора;

- низкие эксплуатационные расходы;

- ИК-анализатор не требует специальной подготовки персонала для работы на приборе.

В настоящее время имеются доступные базы ИК-спектров технических и пищевых добавок, лекарственных препаратов, поли- и мономеров,

Товароведение и таможенная экспертиза 195

ПАВ, пластификаторов, ядохимикатов, растворителей, нефтепродуктов, токсичных веществ, стероидов и других соединений, имеющих в основном однокомпонентный состав. Однако отсутствует достоверная, полная и доступная база ИК-спектров пищевых продуктов, имеющих многокомпонентный состав, необходимая для решения конкретных практических задач.

Нами рассмотрена и показана возможность создания соответствующей базы данных пищевых продуктов, необходимой для определения подлинности и обнаружения фальсификации с помощью ИК-Фурье-спектрометра «ФСМ 1202» ООО «Мониторинг».

Полученные ИК-спектры наглядно свидетельствуют об эффективности ИК-Фурье-спектрометрии для достоверного определения подлинности и обнаружения фальсификации данных пищевых продуктов, поступающих на российский рынок из-за рубежа.