Аннотация

Введение. Исследованы изотопные характеристики углерода этанола, содержащегося в винах, полученных из различных плодов и ягод. В работе для выявления фальсифицированных вин предложено использование показателей δ13C ‰ изотопов углерода этанола, а также показателей δ18О ‰ и δD ‰ изотопов кислорода и водорода этанола. Цель работы – исследование возможности использования дополнительных критериев, характеризующих подлинность столовых фруктовых вин, в качестве которых были выбраны отношения изотопов 18О/16О и D/H, содержащихся в молекулах спиртов различного
происхождения.
Объекты и методы исследования. Инструментальной базой, обеспечивающей получение характеристик изотопов элементов молекул этанола, служил масс-спектрометрический комплекс Delta V Advantage, обеспечивающий прецизионный анализ отношений распространенности 13C/12C, 18О/16О, D/H изотопов. В лабораторных условиях были приготовлены вина из шести видов плодов (яблоки, груши, вишня, черная смородина, слива и арония).
Результаты и их обсуждение. С целью установления изотопных характеристик смеси спиртов фруктовых вин, образующихся при совместном сбраживании фруктовых сахаров и внесенных сахаристых веществ, в сусло или мезгу плодов добавляли три вида сырья – тростниковый сахар, свекловичный сахар и кукурузный глюкозно-фруктозный сироп. Замечены различия в изотопных характеристиках δ18O этилового спирта, получаемого при сбраживании сахаров, содержащихся в плодовых соках, и смеси этиловых спиртов, образующихся при сбраживании фруктовых сахаров совместно со свекловичным, кукурузным или тростниковым сахарами.
Выводы. Использование показателя δ13С ‰ при анализе столовых фруктовых вин недостаточно для выявления наличия в них внесенного зернового спирта. Перспективно определение изотопных характеристик всех атомов, содержащихся в молекуле этанола, а именно углерода, кислорода и водорода. Внесение сахаристых веществ перед или в процессе брожения фруктовых соков для обеспечения требуемого наброда спирта снижает числовое значение показателя δ18О ‰ этанола. Показатель δD ‰ в определенных случаях может служить дополнительным критерием, позволяющим выявить нарушение технологического процесса производства столовых фруктовых вин.

Ключевые слова

Спирт, фруктовые вина, изотопы, углерод, кислород, водород, масс-спектрометрия, фальсификация, ферментация

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Виноградные вина, проблемы оценки их качества и региональной принадлежности / Ю. Ф. Якуба, А. А. Каунова, З. А. Темердашев [и др.] // Аналитика и контроль. – 2014. – Т. 18, № 4. – С. 344–372.
2. Optimization and validation of a new capillary electrophoresis method with conductivity detection for determination of small anions in red wines / Z. Lelova, V. Ivanova-Petropulos, M. Masár [et al.] // Food Analytical Methods. – 2018. – Vol. 11, № 5. – P. 1457–1466. https://doi.org/10.1007/s12161-017-1117-6.
3. HPLC-DAD methodology for the quantification of organic acids, furans and polyphenols by direct injection of wine samples / V. Pereira, J. S. Câmara, J. Cacho [et al.] // Journal of Separation Science. – 2010. – Vol. 33, № 9. – P. 1204–1215. https://doi.org/10.1002/jssc.200900784.
4. Regmi, U. Direct determination of organic acids in wine and wine-derived products by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and chemometric techniques / U. Regmi, M. Palma, C. G. Barroso // Analytica Chimica Acta. – 2012. – Vol. 732. – P. 137–144. https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.11.009.
5. Baffi, C. Food traceability using the 87Sr/86Sr isotopic ratio mass spectrometry / C. Baffi, P. R. Trincherini // European Food Research and Technology. – 2016. – Vol. 242, № 9. – P. 1411–1439. https://doi.org/10.1007/s00217-016-2712-2.
6. Quantitation of organic acids in wine and grapes by direct infusion electrospray ionization mass spectrometry / F. L. N. Silva, E. M. Schmidt, C. L. Messias [et al.] // Analytical Methods. – 2015. – Vol. 7, № 1. – P. 53–62. https://doi.org/10.1039/c4ay00114a.
7. Jacobson, D. Untangling the chemistry of port wine aging with the use of GC-FID, multivariate statistics, and network reconstruction / D. Jacobson, A. R. Monforte, A. C. S. Ferreira // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2013. – Vol. 61, № 10. – P. 2513–2521. https://doi.org/10.1021/jf3046544.
8. Quantitative analysis by GC-MS/MS of 18 aroma compounds related to oxidative off-flavor in wines / C. M. Mayr, D. L. Capone, K. H. Pardon [et al.] // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2015. – Vol. 63, № 13. – P. 3394–3401. https://doi.org/10.1021/jf505803u.
9. Cunha, S. C. Gas chromatography-mass spectrometry assessment of amines in port wine and grape juice after fast chloroformate extraction/derivatization / S. C. Cunha, M. A. Faria, J. O. Fernandes // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2011. – Vol. 59, № 16. – P. 8742–8753. https://doi.org/10.1021/jf201379x.
10. Математическое моделирование зависимостей качества столовых вин от физико-химических показателей / Е. В. Кушнерева, Т. И. Гугучкина, М. И. Панкин [и др.] // Виноделие и виноградарство. – 2011. – № 4. – С. 18–21.
11. Control of wine vinegar authenticity through δ18O analysis / F. Camin, L. Bontempo, M. Perini [et al.] // Food Control. – 2013. – Vol. 29, № 1. – P. 107–111. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2012.05.055.
12. Spangenberg, J. E. Carbon isotope compositions of whole wine, wine solid residue, and wine ethanol, determined by EA/ IRMS and GC/C/IRMS, can record the vine water status – a comparative reappraisal / J. E. Spangenberg, V. Zufferey // Analytica and Bioanalytical Chemistry. – 2019. – Vol. 411, № 10. – P. 2031–2043. https://doi.org/10.1007/s00216-019-01625-4.
13. Characterization of wines according the geographical origin by analysis of isotopes and minerals and the influence of harvest on isotope values / S. V. Dutra, L. Adami, A. R. Marcon [et al.] // Food Chemistry. – 2013. – Vol. 141, № 3. – P. 2148–2153. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.04.106.
14. Cheng, J. Several mineral elements discriminate the origin of wines from three districts in China / J. Cheng, Y. Zhai, D. K. Taylor [et al.] // International Journal of Food Properties. – 2015. – Vol. 18, № 7. – P. 1460–1470. https://doi.org/10.1080/10942912.2014.903415.
15. Determination of the carbon isotope 13C/12C in ethanol of fruit wines in order to define identification characteristics / L. A. Oganesyants, A. L. Panasyuk, E. I. Kuzmina [et al.] // Foods and Raw Materials. – 2016. – Vol. 4, № 1. – P. 141–147. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-1-141-147.
16. Christoph, N. 25 Years authentication of wine with stable isotope analysis in the European Union – Review and outlook / N. Christoph, A. Hermann, H. Wachter // BIO Web of Conferences. – 2015. – Vol. 5. https://doi.org/10.1051/bioconf/20150502020.
17. Assessment of the authenticity of fruit spirits by gas chromatography and stable isotope ratio analyses / R. Winterová, R. Mikulíková, J. Mazáč [et al.] // Czech Journal of Food Sciences. – 2008. – Vol. 26, № 5. – P. 368–375. https://doi.org/10.17221/1610-cjfs.
18. Изотопные характеристики этанола вин из российского винограда / Л. А. Оганесянц, А. Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина [и др.] // Виноделие и виноградарство. – 2015. – № 4. – С. 8–13.
19. Obnaruzhenie obogashcheniya susla, kontsentrirovannogo susla, vinogradnogo sakhara i vin s primeneniem yadernogo magnitnogo rezonansa deyteriya (RMN-FINS) [Detection of enrichment of musts, concentrated musts, grape sugar and wines by application of deuterium nuclear magnetic resonance (RMN-FINS)] // Sbornik mezhdunarodnykh metodov analiza vin i susla [Collection of international methods for the analysis of wines and must]. – 2017. (In French).
20. Opredelenie raspredeleniya deyteriya v ehtanole v spirtnykh napitkakh vinodelʹcheskogo proiskhozhdeniya s pomoshchʹyu yadernogo magnitnogo rezonansa deyteriya [Determination of the distribution of deuterium in ethanol in spirit drinks of vitivinicultural origin by application of nuclear magnetic resonance of deuterium] // Sbornik mezhdunarodnykh metodov analiza vin i susla [Collection of international methods for the analysis of wines and must]. – 2017. (In French).