Определение анионов неорганических кислот в спиртных дистиллированных напитках методом капиллярного электрофореза с кондуктометрическим детектированием

Спиртные дистиллированные напитки производят во многих странах мира, в том числе и в России. Совершенствование научно-практических основ контроля качества и безопасности таких напитков на базе современных инструментальных методов анализа является актуальной задачей. Несмотря на объем экспериментальных и теоретических исследований, направленных на определение химического состава спиртных напитков, данная область остается мало изученной. Цель работы – исследовать и экспериментально подтвердить перспективность метода капиллярного электрофореза для определения анионов в спиртных напитках.

Объектами исследования являлись модельные растворы и 30 образцов спиртных дистиллированных напитков, приобретенных путем случайной выборки в розничной торговой сети. Аналитические исследования проводили на системе капиллярного электрофореза PrinCE 560, оснащенной кондуктометрическим детектором.

В результате исследования подобрали параметры электрофоретического анализа, которые обеспечивают селективное качественное и количественное определение 5 целевых аналитов за 9 мин. Разработали состав буферного раствора и установили оптимальные соотношения электролитов: 30 мМоль/дм³ L-Histidine и 30 мМоль/дм³ 2-(N-Morpholino) ethanesulfonic acid Monohydrate. Выявили корреляционную зависимость площади пика от массовой концентрации для целевых аналитов в диапазоне 0,1–10 мг/дм³. Экспериментально подтвердили применимость предложенного подхода для качественного и количественного определения хлорид-, нитрат-, сульфат-, фторид- и фосфат-ионов для идентификации виски, рома, текилы, самогона, зерновых и ромовых дистиллятов. Сравнительный анализ качественного и количественного состава анионов образцов виски различного географического происхождения показал, что все исследованные образцы содержат хлориды в диапазоне массовых концентраций 0,22–52,74 мг/дм³, нитраты 0,60–0,06 мг/дм³, сульфаты 0,25–17,59 мг/дм³ и фосфаты 0,75–12,70 мг/дм³.

Результаты исследования могут стать основой для разработки метрологически аттестованной методики качественного и количественного определения состава анионов органических и неорганических кислот в спиртных дистиллированных напитках.

1. Walker GM, Stewart GG. Saccharomyces cerevisiae in the production of fermented beverages. Beverages. 2016;2(4). https://doi.org/10.3390/beverages2040030

2. Pauley M, Maskell D. Mini-review: The role of Saccharomyces cerevisiae in the production of gin and vodka. Beverages. 2017;3(1). https://doi.org/10.3390/beverages3010013

3. Cabrera-Toledo D, Mendoza-Galindo E, Larranaga N, Herrera-Estrella A, Vásquez-Cruz M, Hernández-Hernández T. Genomic and morphological differentiation of spirit producing Agave angustifolia traditional landraces cultivated in Jalisco, Mexico. Plants. 2022;11(17). https://doi.org/10.3390/plants11172274

4. Terán-Bustamante A, Martínez-Velasco A, Castillo-Girón VM, Ayala-Ramírez S. Innovation and technological management model in the tequila sector in Mexico. Sustainability. 2022;14(12). https://doi.org/10.3390/su14127450

5. Аналитический контроль качества ректификованного этанола, водок и спиртовых дистиллятов / С. Ю. Никитина [и др.] // Пищевая промышленность. 2018. № 6. С. 56–60. https://elibrary.ru/XUMWOL

6. Shelekhova NV, Shelekhova TM, Skvortsova LI, Poltavskaya NV. Gas chromatography-mass spectrometry of volatile organic impurities in whiskey. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):787–796. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2406

7. Oganesyants LA, Krikunova LN, Dubinina EV, Shvets SD. Evaluation of the fermentation activators use prospects in the technology of corneliancherries distillates. Polzunovskiy Vestnik. 2020;(3):24–30. (In Russ.). https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020.03.004

8. Ageyeva NM, Shirshova AA, Tikhonova AN. Influence of alcoholic and malolactic fermentation on the level of biogenic amines in wine. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):449–457. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-449-457

9. Krikunova LN, Dubinina EV, Peschanskaya VA, Ulyanova EV. New nitrogen-containing raw materials in distillate technology. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(1):123–132. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-1-123-132

10. Shelekhova NV. Express method to determine volatile organic impurities in alcoholic distilled beverages based on a combination of GC/FID and GC/MSD. Sorption and Chromatography Processes. 2022;22(1):58–68. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9021

11. Shelekhova NV, Shelekhova TM, Skvortsova LI, Poltavskaya NV. Methods gas chromatography, capillary electrophoresis, chromatography-mass spectrometry in analytical control of alcoholic beverages. Food Industry. 2021;(9):63–64. (In Russ.). https://doi.org/10.52653/PPI.2021.9.9.028

12. Nikitina SYu, Shahov SV, Gordienko AS. Experience in implementing a new technology for the joint production of rectified ethyl alcohol and alcohol distillate from fermented grain raw materials. Beer and Beverages. 2020;(4):10–15. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10037

13. Технология ликероводочного производства / И. И. Бурачевский [и др.]. М.: Пищепромиздат, 2010. 357 с.

14. Makeeva DV, Antipova KS, Kartsova LA. Electrophoretic determination of carboxylic acids in blood serum with intracapillary concentration. Analytics and Control. 2022;26(1):13–20. (In Russ.). https://doi.org/10.15826/analitika.2022.26.1.001

15. Navarro-Abril A, Saurina J, Sentellas S. Simultaneous determination of amino acids and biogenic amines by liquid chromatography coupled to mass spectrometry for assessing wine quality. Beverages. 2022;8(4). https://doi.org/10.3390/beverages8040069

16. Farsang R, Kovacs Z, Jarvas G, Guttman A. Ultrahigh-sensitivity capillary electrophoresis analysis of trace amounts of nitrate and nitrite in environmental water samples. Separations. 2022;9(11). https://doi.org/10.3390/separations9110333

17. Rochte JD, Berglund KA. Preliminary studies on the use of reactive distillation in the production of beverage spirits. Beverages. 2019;5(2). https://doi.org/10.3390/beverages5020029

18. Карякин А. В., Петросян Ц. Л., Джанполадян Л. М. Минеральный Состав древесины коньячных бочек // Виноделие и виноградарство СССР. 1972. № 4. С. 23–24.

19. Скурихин И. М. О химических процессах, происходящих при выдержке коньячных спиртов в дубовых бочках // Виноделие и виноградарство СССР. 1960. № 1. С. 8–15.

20. Harrison B, Fagnen O, Jack F, Brosnan J. The impact of copper in different parts of malt whisky pot stills on new make spirit composition and aroma. Journal of the Institute of Brewing. 2011;117(1):106–112. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2011.tb00450.x

21. Wanikawa A, Sugimoto T. A narrative review of sulfur compounds in whisk(e)y. Molecules. 2022;27(5). https://doi.org/10.3390/molecules27051672

22. Buglass AJ. Handbook of alcoholic beverages: Technical, analytical and nutritional aspects. John Wiley & Sons; 2011. 1208 p. https://doi.org/10.1002/9780470976524