Товарів: 0
На суму: 0 грн
Застосування методу головних компонентів для ідентифікації та порівняння натуральних вин
В.А. ГАВРИЛІНА, О.І. МАЛЬЦЕВА, Д.С.БУЛГАКОВ
Орловський державний інститут економіки і торгівлі
С.Н. СИЧЕВ
Частина 2. Критерії ідентичності та подібності сухих червоних вин з використанням комбінації методу головного компонента та високоефективної рідинної хроматографії зі спектрофотометричним детектуванням
Розробка незалежних від висновку експерта методів визначення тотожності, неідентичності чи подібності складних фізико-хімічних систем (наприклад, вина) є одним із найважливіших завдань забезпечення об’єктивності товарознавчої експертизи. Раніше ми показали, що цей підхід технічно можливий для тестування вина за допомогою комбінації високоефективної рідинної хроматографії з багатохвильовою спектрофотометричною детекцією та аналізом головних компонентів. Основним способом ідентифікації ідентичності або неідентичності вин є отримання попарних коефіцієнтів кореляції факторів, отриманих з оптичних густин багатохвильових хроматограм вин, попередньо перетворених в матрицю дискретних значень оптичних густин елюату на різних довжинах хвиль [1].
Коефіцієнт кореляції Rxy показує, наскільки лінійно залежать порівнювані величини, тобто чи виконується лінійне рівняння Y(i) = a + bX (i), де a і b - коефіцієнти лінійного рівняння; Y(i) і X(i) — величини, які порівнюються.
Чим менший коефіцієнт кореляції, тим менш схожі порівнювані об'єкти; чим вищий коефіцієнт кореляції, тим більше вони схожі.
Орловський державний технічний університет
К.С. СИЧЕВ
ЗАТ Компанія "Найтек інструмент"
Хроматографічний експеримент проводили на хроматографах Міліхром-5-З-М та Міліхром-5-З-М з програмним забезпеченням UniChrom та спектрофотометричними детекторами. Довжини хвиль були обрані для визначення майже всіх класів сполук, які містяться у вині, від цукрів і органічних кислот до фенолкарбонових кислот і антоціанів (мономерних форм, олігомерів і полімерів).
Умови хроматографічного аналізу вин - довжина хвилі: 270, 290, 320, 330, 354 нм;
210, 230, 254, 270 і 330 нм; 420, 480, 520, 580, 660 нм (п'ятихвильові режими детектування, див. рисунок); температура колонки 35 °C; елюент - ступінчастий градієнт ацетонітрилу в буфері «А»; регенерація - 400 мкл; швидкість потоку елюенту 150 мкл/хв; об'єм проби 10 мкл; Перед аналізом вино фільтрували через синій стрічковий фільтр. Буфер «А» готували так: до 100 см3 0,02 М KH2PO4 додавали 0,5 см3 діетиламіну та 1,5 см3 ортофосфорної кислоти. Використовували колонки 80x2, заповнені сорбентом Separon C18 (5 мкм). Відносне стандартне відхилення часів виходу в градієнтному режимі не перевищувало 1,5%. Обробку результатів проводили методом головних компонент, реалізованим у програмному комплексі «Статистика-6».
Хроматографія вина Каберне: а - довжина хвилі 270, 290, 320, 330 і 354 нм; б - довжини хвилі 210, 220, 230, 254 і 320 нм; в - довжини хвилі 420,480, 520, 580 і 660 нм
Хроматограми a, b і c були перетворені в матрицю оптичної щільності з інтервалом зчитування 0,05. Коефіцієнти були отримані з матриць оптичної щільності для кожного набору довжин хвиль і кожного вина за допомогою методу головних компонентів, які потім порівнювали один з одним шляхом обчислення попарної кореляції між факторами різних вин, враховуючи критерії ідентичності та подібності [2].
Таблиця 1
Таблиця 2
При аналізі одного і того ж вина послідовно без тривалих проміжків часу коефіцієнти кореляції факторів F±-F3, отримані для того самого вина, становлять 0,998-1,000, тобто істотних відмінностей на хроматограмах не спостерігається. У реальній роботі доводиться неодноразово звертатися до хроматограм контрольних вин, оскільки завжди існують невеликі відмінності в хроматографічних системах досліджуваних вин. Максимально допустиму різницю в хроматограмах досліджуваних вин можна змоделювати, використовуючи дещо інший сорбент у хроматографічних колонках і з достатньо великим часовим інтервалом між аналізами.
Так, для встановлення критеріїв ідентичності розглядалася кореляційна матриця факторів F1-F3, отримана для того ж вина (Cabernet, Moldova, Lyon Gris), але з різницею у 8 діб і на іншій хроматографічній колонці (робоча колонка заповнена Separon C18, а додаткова – Diasorb C16), тобто реалізовано максимально допустиму для цього аналізу зміну хроматографічної системи.
Кореляційна матриця факторів хроматограми, отримана на колонці з Сепароном С18 і Діасорб С16, представлена в табл. 1 (коефіцієнти кореляції факторів Rxy, отримані для одного зразка вина з різницею у 8 діб, а для іншого на хроматографічній колонці сорбенту Diasorb C16T). Фактори F11, F12 і F13 були отримані для першого зразка вина, фактори F21, F22 і F23 для другого.
Так, для одного і того ж вина за умов гранично допустимої зміни хроматографічної системи попарні коефіцієнти кореляції відповідних факторів рівні: коефіцієнт кореляції F11 і F21 = 0,998, F19 і F99 = 0,982, F12 і F9 = 0,962. Таким чином, повністю однаковими можна вважати вина, для яких парні коефіцієнти кореляції факторів Fx не нижче 0,99, F2 - не нижче 0,98, F3 - не нижче 0,96. Відповідно, менші коефіцієнти кореляції відповідних факторів (принаймні однієї пари факторів) свідчать про неідентичність вин, оскільки їх неможливо пояснити з точки зору відтворюваності хроматографічної системи.
Критерії подібності можна встановити за Яффе (N.N. Jaffe, 1954) з урахуванням деякого погіршення коефіцієнтів кореляції при невеликих коливаннях складу хроматографічної системи: вина, для яких попарні коефіцієнти кореляції відповідних факторів знаходяться в межах 0,98-1,00 для Fx, для F2 - можна вважати подібними. 0,94-1,00, для F3 - 0,92-1,00.
Перевірка методу на ідентичність і схожість двох сухих червоних вин, які мають схожі хроматограми, передбачає пошук відповідей на два питання:
Чи може запропонований метод відрізнити два вина, що мають подібні хроматограми?
який діапазон довжин хвиль слід використовувати для повної ідентифікації?
Найбільш наглядний приклад — рішення вказаної проблеми для молодих купажованих вин: червоних сухих вин «Каберне» («Кубань-вино») і «Мерло» («Массандра»), які мають дуже схожі хроматограми. Очевидно, що проблеми визначення ідентичності (або неідентичності) вин, які найбільше відрізняються за типом хроматограм, у цьому випадку повинні вирішуватися автоматично.
Тестування роботи методу в діапазоні довжин хвиль 270-354 нм.Найпопулярнішим діапазоном спектрофотометричного рідинного хроматографа-детектора для визначення будь-яких характеристик вина є діапазон довжин хвиль 270-330 нм [4]. У цьому діапазоні добре засвоюються фенольні сполуки, фенолкарбонові кислоти, флавоноїди та деякі антоціани.
Для вин «Каберне» («Кубань-вин») і «Мерло» («Массандра») коефіцієнти отримували з хроматограм в діапазоні довжин хвиль 270-354 нм (табл. 2).
За коефіцієнтами парної кореляції для трьох факторів в діапазоні довжин хвиль 270-354 нм досліджувані вина відповідають критеріям ідентичності [коефіцієнти парної кореляції F11 > 0,998, F22 > 0,980, F33 > 0,96] (табл. 3). Очевидно, що однозначно ідентифікувати ці вина в діапазоні довжин хвиль 270-354 нм неможливо (вина нерозрізнені).
Використання довжин хвиль 210, 230 і 254 нм на додаток до 270 і 320 нм забезпечує можливість додаткового перегляду амінокислот, цукрів і насичених кислот, які відіграють важливу роль при дослідженні вин. Довжина хвилі 254 нм сфокусована на ароматичних сполуках і служить переходом для рівномірної роботи дифракційної решітки монохроматограм від коротких до більш довгих хвиль. В області 210-230 нм як синтетичні, так і натуральні барвники також поглинають без розбору.
Таблиця 3
Фактори F(1-3) були отримані для вин Каберне і Мерло з хроматограм в діапазонах довжин хвиль 210-320 і 420-720 нм.
За значеннями попарних коефіцієнтів кореляції факторів, отриманими в діапазоні 210-320 нм, випливає, що за факторами F2 і F3 досліджувані вина не ідентичні (F23 < 0,980, F32 < 0,960), а близькі до подібних (F23 < 0,940, F32 > > 0,920), (див. табл. 3).
Таким чином, неідентичність досліджуваних вин в даному випадку визначається факторами, отриманими з хроматограм в діапазоні довжин хвиль 210-320 нм.
Використання видимого діапазону для виявлення дає можливість визначити тотожність або схожість вин за барвниками.
З отриманих значень попарних коефіцієнтів факторної кореляції в діапазоні 420-660 нм випливає, що за факторами F2 і F3 «Каберне» і «Мерло» не ідентичні (F11 < 0,998), а близькі до подібних (F33 = 0,89) (див. табл. 3).
Таким чином, для встановлення ідентичності чи неідентичності вин доцільно використовувати діапазон довжин хвиль 210-660 нм.
ЛІТЕРАТУРА
Ще почитати:
Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса
В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?
Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів
Ігристі вина
Токайські вина
У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».
Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.
Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\