Анализ антиоксидантной активности фальсифицированных вин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ антиоксидантной активности фальсифицированных вин

Горбунова Елена Владимировна,

Герасимов Михаил Кузьмич,

Лапин Анатолий Андреевич

Аннотация

Целью данной работы стало изучение ряда основных физико-химических показателей, вносящих вклад в антиоксидантную активность красных вин и дополнительных физико-химических показателей, необходимых при идентификации красных виноградных вин, и попытке прогнозирования пределов суммарной антиоксидантной активности фальсифицированных красных вин. Исследованы 25 образцов красных вин, в которых был обнаружен синтетический краситель. На основе полученных данных была установлена связь между суммарной антиоксидантной активностью и некоторыми физико-химическими показателями фальсифицированных вин и установлен нижний предел суммарной антиоксидантной активности для красных виноградных вин.

Ключевые слова: суммарная антиоксидантная активность, метод множественной корреляции, физико-химические показатели, фальсифицированные вина.

Введение

Современный рынок нашей страны пестрит большим количеством виноградных вин различных видов, наименований и производителей. Но часто за красивой этикеткой скрывается не просто некачественный продукт, но и токсичный. В связи с этим сегодня является актуальным вопрос о разработке методов, позволяющих максимально точно выявлять фальсифицированные вина.

Фальсификация (от falsifico - подделываю; итал. falsificare - подделывать) - подделка, изменение (обычно с корыстной целью) вида или свойства предметов. В настоящее время существует множество способов фальсификации виноградных вин, ниже приведены наиболее распространенные:

Разбавление виноградного вина малоценными продуктами для увеличения его объема.

Галлизация вина - способ фальсификации, при котором плохие, кислые вина “улучшаются” добавлением воды с последующим доведением крепости и кислотности до требуемых значений.

Шаптализация вина - это обработка кислого сусла щелочными агентами или добавлением сахара до или во время брожения.

Петиотизация вина - фальсификация вина путем настаивания и брожения сахарного сиропа на мезге, оставшейся после отделения виноградного сока. Это весьма изощренный способ, так как букет и цвет такого вина напоминают старое виноградное вино.

Шеелизация - фальсификация вин путем добавления глицерина для уменьшения кислоты, горечи, увеличения сладости, а также прерывания процесса брожения.

Использование консервантов, не разрешенных к применению при производстве вино-градных вин (например, бензойной кислоты).

Окрашивание вина с помощью натуральных или синтетических красителей.

Подделка букета вина.

Фальсификация способа производства.

Приготовление "искусственных вин" - способ фальсификации, при котором получают вина, состоящие из смеси различных компонентов, органолептически воспринимаемые как виноградные. В состав смеси могут входить вода, дрожжи, сахар, виннокислый калий, кристаллическая винная и лимонная кислоты, танин, глицерин, этиловый спирт и т.д.

Ввиду насыщенности рынка алкогольной продукции фальсификатами, данному вопросу уделяется большое внимание со стороны научного сообщества: произведены успешные попытки выявления фальсификации на основе данных анализа органических кислот, разрабатываются различные методы комплексной оценки подлинности виноградных вин [1-3].

Нами исследованы 25 образцов вин, в которых присутствовали синтетические красители. Во всех образцах были определены следующие показатели: суммарная антиоксидантная активность (САОА) по хлору и брому, массовая концентрация общего экстракта, массовая концентрация приведенного экстракта, массовая концентрация сернистых кислот, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), редокспотенциал (гН2), электропроводность, массовая концентрация красящих веществ (антоцианов), массовая концентрация фенольных веществ.

Экспериментальная часть

Для оценки САОА красных вин использовался кулонометрический метод анализа с помощью электрогенерированных радикалов брома и хлора на серийном кулонометре “Эксперт-006-антиокси-данты” НПК “Эконикс-Эксперт” г. Москва по методикам в пересчете на стандартный образец гало-вой кислоты [4]. Массовая концентрация приведенного экстракта, массовая концентрация сернистых кислот, а также массовая концентрация сахаров оценивались согласно ГОСТ Р 51620 [5], ГОСТ Р51655 [6], ГОСТ 13192 [7] соответственно. Массовая концентрация общего экстракта определялась как сумма массовой концентрации приведенного экстракта и массовой концентрации сахаров. Окисли-тельно-восстановительный потенциал и рН определялись с помощью рН-иономера “Seven Easy S 20-K”. Электропроводность определяли с помощью кондуктометра “Эксперт-002”. Массовую концентрацию красящих веществ (антоцианов) определяли посредством определения оптических характеристик, а фенольных веществ - колориметрическим методом [8]. Редокспотенциал вычисляли по фор-муле [9]. Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием компьютерных программ Microsoft Excel и Statsoft Statistica.

Результаты и их обсуждение

Первоначально были исследованы физико-химические показатели, теоретически вносящие вклад в САОА вин, как это было показано нами в предыдущих работах [10, 11]. Результаты, полученные при исследовании, представлены в табл. 1.

С помощью расчетов, входящих в теорию метода “Множественной корреляции” и про-граммы Microsoft Excel на основе полученных данных было установлено уравнение регрессии для исследуемой группы вин:

Y = -106.7 - 0.95·X1 + 14.5·X2 - 0.24·X3 + 1.67·X4, (1)

где Y - САОА (по брому), мг рутина на 100 мл; Х1 - массовая концентрация общего экстракта, г/дмі; Х2 - массовая концентрация приведенного экстракта, г/дмі; Х3 - массовая концентрация фенольных веществ, мг/дмі; Х4 - массовая концентрация сернистых кислот, мг/дмі. Для полученного уравнения коэффициент корреляции и среднеквадратичное отклонение составили соответственно 0.67 и 70.2.

Метод множественной корреляции ранее использовался нами для изучения красных и белых вин.

Табл. 1. Основные физико-химические показатели фальсифицированных вин

Таким образом, была установлена количественная связь между физико-химическими показателями и САОА фальсифицированных вин. Полученное уравнение позволит давать предварительную оценку САОА фальсифицированных вин на основе некоторых физико-химических показателей.

Уравнение (1) можно использовать следующим образом: были получены основные физико-химические показатели красных вин, содержащих синтетический краситель, которые представлены в табл. 2.

антиоксидантная активность фальсифицированное вино

Табл. 2. Физико-химические показатели фальсифицированных вин

Подставляя в уравнение (1) значения физико-химических показателей, мы получаем расчетное значение бромной САОА исследуемых образцов:

Y1расчетное = -106.7 - 0.95·66 + 14.5·16.5 - 0.24·447 + 1.67·47 = 41.06 мг рутина на 100 мл

Y2расчетное = -106.7 - 0.95·31.2 + 14.5·18 - 0.24·568 + 1.67·73 = 110.29 мг рутина на 100 мл

Y3расчетное = -106.7 - 0.95·170.6 + 14.5·25.6 - 0.24·289 + 1.67·50 = 116.57 мг рутина на 100 мл

Y4расчетное = -106.7 - 0.95·59.5 + 14.5·24.2 - 0.24·284 + 1.67·64 = 226.42 мг рутина на 100 мл.

С помощью вышеуказанной методики была определена экспериментальная САОА по брому для каждого образца. Результаты представлены в табл. 3.

При сравнении расчетной и экспериментальной САОА по брому было установлено, что для исследованных образцов Земфира и Каберне данные показатели были сопоставимы, а для образцов Кагор 32 и Кадарка расчетная бромная САОА значительно превышала экспери-ментальную, что объясняется тем, что некоторые физико-химические показатели данных образцов не входили в установленные для используемого уравнения пределы.

Далее были исследованы дополнительные физико-химические показатели, с помощью которых можно идентифицировать виноградные вина. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Табл. 3. Экспериментальная суммарная антиоксидантная активность красных вин по брому

ОВП - мера способности вещества принимать или отдавать электроны, т.е. восстанав-ливаться или окисляться. Для того, чтобы связать ОВП и рН систем был предложен показа-тель редокспотенциал. Значения гН2 от 0 до 27 характеризуют восстановительную тенденцию системы, а значения от 27 до 41 - окислительную. Чем выше значение rH2, тем ниже восста-новительная способность системы и, наоборот, чем ниже значение гН2, тем выше ее вос-становительная способность. Электропроводность - физико-химический показатель, харак-теризующий способность вина пропускать электрический ток под воздействием электри-ческого поля. Она обусловлена наличием в вине носителей тока - электрических зарядов, способных к передвижению (ионы и электроны) или смещению (полярные молекулы). Используется данный показатель при выявлении разбавления вин и вин “петио”. Значения электропроводности варьируют от 1.9 до 5.5 мСи/смі. Красящие вещества винограда и вина представлены гликозидами антоцианов. Состав антоцианов зависит от сорта винограда, почвенно-климатических условий его произрастания, а также от технологии производства вина. Согласно литературным данным содержание антоцианов в красных винах составляет 30-500 мг/дмі. Фенольные вещества присутствуют в вине в виде мономеров, олигомеров и полимеров. Фенольные соединения активно участвуют в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в сусле и вине, взаимодействуют с белками и металлами, принимают участие в формировании букета, вкуса и цвета виноградных вин. Содержание фенольных соединений в красных винах составляет 1500-5000 мг/дмі.

Анализ полученных результатов показал следующее:

редокспотенциал 23 из 25 исследованных образцов был одинаков, что свидетельствует об аналогичных восстановительных способностях исследуемых вин;

для 22 образцов значения электропроводности были ниже 1.9 мСи/смі, это может говорить о том, что данные вина были разбавлены;

в 9 образцах содержание антоцианов было менее 30 мг/дмі, вероятнее всего это связано с тем, что данные вина были разбавлены, а в 4 образцах содержание антоцианов составило менее 15 мг/дмі, что дает основания предположить об “искусственном” происхождении данных вин;

в 22 образцах массовая концентрация фенольных веществ была менее 1500 мг/дмі, что также свидетельствует о том, что исследуемые образцы являются фальсификатами;

2 образца по всем показателям соответствуют установленным в литературе нормам (кроме наличия синтетического красителя), что указывает на натуральность их происхождения, показатель САОА этих образцов был также достаточно высоким;

в 7 образцах все исследованные показатели не соответствовали допустимым нормам, более того САОА их была очень низка, на основании чего можно предположить, что вина были созданы искусственно.

Была установлена корреляционная зависимость между САОА по хлору и брому фальсифицированных вин, которая представлена на рис. 1. Коэффициент корреляции между вышеназванными показателями составил 0.96 для 20 образцов, из чего следует, что в состав фальсифицированных вин входят вещества, практически одинаково взаимодействующие и с хлором, и с бромом. В 5 образцах САОА по хлору превышала по брому в 1.5-1.8 раз, что говорит о присутствии в данных образцах веществ, которые активнее взаимодействуют с хлором, чем с бромом. Более того, можно судить о схожести фальсификации рассматриваемых образцов.

Табл. 4. Дополнительные физико-химические показатели фальсифицированных вин

Рис. 1. Корреляционная зависимость между показателями суммарной антиоксидантной активности по хлору и брому красных фальсифицированных вин

Табл. 5. Корреляционная зависимость между САОА и физико-химическими показателями

Была исследована корреляционная зависимость между САОА и физико-химическими показателями, используемыми при идентификации виноградных вин. Численные значения изученных зависимостей представлены в табл. 4.

В табл. 5 указанные в скобках значения являются количеством образцов, имеющих указанный коэффициент аппроксимации и количество образцов выборки соответственно.

Из таблицы следует, что САОА по хлору имеет более высокую корреляционную зависимость со всеми показателями кроме массовой концентрации красящих веществ. Следовательно, можно предположить, что красящие вещества, в частности антоцианы, присутствующие в фальсифицированных винах, в большей степени реагируют с бромом, чем с хлором.

Заключение

Таким образом, была установлена количественная связь между основными физико-химическими показателями и суммарной антиоксидантной активности фальсифицированных красных вин, которая была представлена в виде линейного уравнения. Кроме того, была выявлена связь между суммарной антиоксидантной активности и некоторыми дополнительными физико-химическими показателями, на основе которых можно судить о качестве виноградных вин. Поскольку каждый показатель в отдельности может дать лишь ограниченную информацию о качестве вина, то для идентификации виноградных вин целесообразнее использовать комплексную оценку.

Выводы

В результате исследования выборки образцов фальсифицированных красных вин получены основные физико-химические показатели, теоретически вносящие вклад в их сумммарную антиоксидантную активность, на основе которых получено уравнение регрессии, позволяющее дать предварительную оценку суммарной антиоксидантной активности фальсифицированных вин.

Установлена высокая корреляционная зависимость между суммарными антиоксидантными активностями по хлору и брому, но в некоторых образцах хлорная активность значительно превышала бромную. В связи с этим для оценки фальсифицированных вин целесообразнее антиоксидантную активность по хлору.

В исследуемом массиве образцов вин были исследованы и дополнительные физико-химические показатели, указывающие на фальсификацию. Установлено, что при суммарной антиоксидантной активности красных вин менее 100 мг галловой кислоты на 100 мл, можно предполагать то, что исследуемый образец вина является фальсифицированным.

Литература

1. Селиверстова И.В., Иванова Л.А., Иванов А.А. Использование данных анализа органических кислот в виноградных винах при проведении идентификации. Партнеры и конкуренты. 2003. №5. С.48-51.

2. Рыков Р.С. Разработка и использование комплексной оценки алкогольсодержащей продукции и других напитков в эндоэкологии. Автореф. Дисс….к.б.н.: 03.00.16. Москва. 2007. 23с.

3. Аникина Н.С. Разработка методической базы для идентификации подлинности виноградных виноматериалов и вин. Сб. научн. тр. «Виноградарство и виноделие». Ялта. 2009. С.90-92.

4. Лапин А. МВИ-001-44538054-07. Суммарная антиоксидантная активность // Методика выполнения измерений на кулонометрическом анализаторе. ООО Концерн «Отечественные инновационные технологии», г. Жердевка Тамбовской обл. 2007. 6с.

5. ГОСТ Р 51620-2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации приведенного экстракта. М.: ИПК Издательство стандартов. 2000. 13c.

6. ГОСТ Р 51655-2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации свободного и общего диоксида серы. М.: ИПК Издательство стандартов. 2000. 3с.

7. ГОСТ 13192-73. Вина, виноматериалы и коньяки. Метод определения сахаров. М.: ИПК Издательство стандартов. 1997. 9с.

8. Валуйко Г.Г. Технология виноградных вин. Симферополь: Таврида. 2001. 62с.

9. Нилов В.И., Скурихин И.М. Химия виноделия. М: Пищевая промышленность. 1967. 443с.

10. Горбунова Е.В., Герасимов М.К., Лапин А.А. Прогнозирование суммарной антиоксидантной активности красных вин на основе физико-химических показателей. Бутлеровские сообщения. 2010. Т.19. №1. С.61-65.

11. Султанова Г.Е., Евгеньев М.И., Лапин А.А., Герасимов М.К. Регрессионный анализ в оценке суммарной антиоксидантной активности белых вин. Бутлеровские сообщения. 2010. Т.19. №1. С.55-60.

Размещено на Allbest.ru