Развитие методов идентификации и контроля безопасности напитков

Рыков, Ростислав Станиславович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Развитие методов идентификации и контроля безопасности напитков
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Развитие методов идентификации и контроля безопасности напитков"

На правах рукописи

РЫКОВ Ростислав Станиславович

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ НАПИТКОВ

Специальность 03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

Москва -2005

Работа выполнена на кафедре системной экологии экологического факультета Российского университета дружбы народов

Научный руководитель : доктор химических наук, профессор Г.А.Калабии

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.В.Помазанов кандидат химических наук ЮД. Гаврилов

Ведущая организация: Институт биохимической физики

Защита состоится « 24 » марта 2005 г. в 16_ час. на заседании диссертационного совета Д212.203.17 в Российском университете дружбы народов по адресу: 115093 г. Москва, Подольское шоссе, 8/5, экологический факультет РУДН.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан «24 » февраля 2005 г. Ученый секретарь диссертационного совета.

доктор биологических наук, профессор Н.А.Черных

им.Н.М.Эмануэля РАН.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных экономических и политических условиях России обеспечение безопасности и качества пищевой продукции требует немедленного технического перевооружения и существенных изменений системы еб контроля и идентификации на всех стадиях жизненного цикла. Федералънй Закон «О техническом регулировании» знаменует начало разработки новых требований к каждому виду продуктов питания, включая и напитки, которые должны быть сформулированы в виде технических регламентов, главное требование которых - обеспечение химической и биологической безопасности в целях защиты жизни и здоровья граждан , а также предотвращение действий, вводящих в заблуждение потребителей.

Объект исследования настоящей работы - напитки, для которых в последние годы многократно возрос ассортимент и появилось большое число фальсификатов, часто с повышенной токсичностью. Разработка, апробация, отбор и использование новых принципов и подходов, алгоритмов и методик любого уровня сложности для контроля токсичности и подлинности напитков - одна из важнейших национальных задач, прямо соответствующая ряду критических технологий РФ "Безопасность и контроль качества с/к сырья и пищевых продуктов", "Производство и переработка с/х сырья", "Системы жизнеобеспечения и защиты человека". Создание системы новых подходов - от интегральных методов экотоксикологии до наиболее информативных количественных инструментальных методов детального анализа состава (изотопного, элементного, компонентного) и

дифференциальной идентификации токсикантов - наиболее наукоемкий этап на пути ее решения и официального введения в практику экспертиз. Цель работы- провести критический анализ существующей практики и новых тенденций в области техники контроля напитков и их сырья, разработать новые и усовершенствовать известные методики для создания надежных комплексных схем и алгоритмов контроля их безопасности, качества, подлинности. Поставленная цель определила следующие задачи:

—На основе анализа публикаций и опыта отечественных и международных организаций сформулировать с учетом специфических особенностей России наиболее актуальные проблемы в анализе напитков.

—Разработать и опробовать в лабораторных условиях новые надежные, экспрессные и экономичные подходы, методы и алгоритмы комплексного контроля безопасности, токсичности, качества и подлинности напитков.

Научная новизна н практическая значимость

—Установлены недостатки отечественной системы комплексного контроля подлинности, качества и безопасности напитков, выявления контрафактной и фальсифицированной продукции, обусловленные ограниченным арсеналом и несовершенством методов их анализа, отсутствием банков образцов, стандартов и баз данных.

—Разработана методика пробоподготовки и реализован подход к определению суммарной токсичности примесей в некоторых типах крепкой алкогольсодержащей продукции (АП) на отечественных токсикометрах.

РОС. ИМ'.-ЧЧП и»НАЧ С Пг.ср^,*

-Создан экспресс-метод идентификации подлинности и косвенной оценки безопасности различных напитков на основе явления объемного светорассеяния и лазерного компьютерного анализатора(ЛКА). —Предложена методика экспресс - контроля подлинности водно-спиртовых смесей с помощью реактивных индикаторных полосок (РИП). —Экспериментально оценена перспективность некоторых методов изотопного анализа водорода, углерода, кислорода в идентификации напитков и контроля их безопасности.

-Расширены возможности современной количественной спектроскопии ЯМР 'Н, 2Н, |3С, |70, 31Р для идентификации сырьевой, географической и технологической природы напитков путем создания новых методик выполнения измерений природного содержания в них изотопов 2Н и пО, разработки оригинальных "экспресс- алгоритмов анализа виноматериалов спиртовых купажей и АП на их основе.

—Разработан экспресс-метод идентификации синтез-этанолов методом количественной спектроскопии ЯМР 2Н, реализуемый на всех современных спектрометрах ЯМР.

—Установлена невозможность надежной дифференциации АП из пищевого и гидролизного этанола существующими методами анализа в отдельности и перспективность решения этой задачи только совокупностью методов изотопного анализа водорода, углерода и кислорода в лганолах различного генезиса.

—Сформулирована важная национальная проблема: если дифференциация пищевых и технических этанолов высокой степени очистки комплексом методов анализа невозможна, то следует признать запрет использования технических этанолов в пищевой продукции необеспеченным нормативно-техническим контролем, что должно быть обязательно учтено при разработке новых технических регламентов на этанолы различного генезиса. Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 14 тезисов докладов, а её основные результаты представлены на конференциях: X Международной "Магнитный резонанс в химии и биологии "(Суздаль, 1998); I и III Научно-практических "Идентификация качества и безопасность

алкогольной продукции" (Пущино,М.О.,1999,2001); Всероссийской "Химический анализ веществ и материалов"(г.Москва,2000);1 Научно-практической П'Л ГГК"Экслертно-исследовательская деятельность в таможенных целях"(Москва,2001); IV Международной научно-практической "Экология и жизнь"(Пенза, 2001); Международной научно-практической "Проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности в XXI веке (Москва,2001); IX Всероссийской"Структура и динамика молекулярных систем"(Уфа,2002); Всероссийской «Аналитика России 2004» (Москва,2004); Европейской "Modem Analitical Methods for Food and Beveradge Autentification",(Czech Republic , Lednice,2002); VI Международной научно-практической "Экономика природопользования и природоохраны "(Пенза,2003 ).

Структура работы. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы, приложения. Работа содержит 31 таблицу, 30 рисунков. Список литературы включает 128 наименований.

Основное содержание работы.

Глава I. Специфические проблемы России в области безопасности и подлинности напитков, методов их контроля.

Безопасность жизни человека в существенной степени зависит от качества потребляемой пищи и напитков, среди последних -АП. Потребление АП имеет в России ряд уникальных негативных особенностей: преимущественно употребляются крепкие водно-спиртовые смеси ( водки ), не имеющие никакой пищевой ценности, но обладающих наиболее ярко выраженным наркотическим и токсическим действием; потребление АП неуклонно возрастает за счёт жизненно активной и репродуктивной части населения; негативное воздействие алкоголя усиливается за счёт содержания в нбм опасных для здоровья или жизни примесей и потребления других некачественных или фальсифицированных продуктов; контрафактная продукция с неконтролируемой биологической безопасностью наносит России значительный экономический ущерб; неумеренное потребление алкоголя плохого качества сокращает среднюю продолжительность жизни мужчин в России до 15 лет и представляет главную угрозу генетическому здоровью поколений.

Анализ причин смертности в России в период 1990-2001г.г.,связанной с алкоголем, показал, что с ним связано 72% убийств, 42% самоубийств, 53% смертей при прочих внешних причинах (аварии, пожары, травмы и т.д.),68% -при церрозах печени,60% при панкреатитах, 23%- при сердечно-сосудистых заболеваниях, 25%- при прочих причинах. Показано (А.В.Немцов, «Алкогольный урон регионов России»,М.,2003г.,136с.),что снижение потребления АП всего на 5—10% сохранит жизнь 100—200 тыс.человек в год. По тем же данным только от острых отравлений АП ежегодный урон России составляет до 70 000 человек (по данным Госкомстата - в 1,6 раза меньше). Таким образом, снижение потребления АП при условии контроля сС безопасности и подлинности -наиболее очевидный фактор преодоления демографического кризиса в России. К сожалению, этот вопрос не находит до сих пор адекватною отклика в национальном сознании большой и сильно пьющей страны.

Проблемы подлинности напитков в России можно выстроить в следующий ряд по их приоритетности : широкое использование для производства АП технического этанола — фальсификация вин путём их «синтеза» — фальсификация натуральных соков — фальсификация популярных минеральных вод. Поскольку две первых имеют наиболее прямое отношение к безопасности жизни населения России, они стали предметом основного внимания в последующих главах работы.

Примеси в этаноле, виноматериалах, купажах, состав которых формируется в процессе производства и зависит от исходного сырья и используемых технологических приёмов, определяют потребительские свойства и безопасность продукции. Задача быстрых токсикологических испытаний пищевых продуктов и химических соединений в них становится всё , более острой и актуальной. Современный арсенал химических, физических и биологических методов и подходов для контроля безопасности, подлинности, т.е. и качества напитков, по решаемым задачам, признанности, экспрессности, характеру информации, технической сложности можно условно разделить на следующие основные труппы:

-нормативные - официально принятые в России методики качественного и количественного анализа токсичности, элементного и компонентного состава, радиоактивности с использованием химических реагентов, хроматографии, хромато-масс-спектрометрии, оптической, рентгеновской и атоМно-адсорбционной спектроскопии;

-токсикологические - выявление интегральной токсичности напитка, его компонентов или примесей путём биотестирования;

-экспрессные - общедоступные приёмы качественной разбраковки напитков по степени соответствия эталону на основе реактивных индикаторных трубок и бумаг, рН-мегрии, контроля цвета, прозрачности, плотности и т.д.; -многофакторные - аппаратурно-генерирующие обобщённый образ для оценки аутентичности напитка ранее идентифицированным образцам из базы данных : «кибер-нос», «кибер-язык», «кибер-глаз» и т.д.;

-арбитражные - количественные прецизионные методы и методики макро- и микроанализа содержания изотопов, элементов и компонентов.

Безопасность и подлинность напитков , как их наиболее важные потребительские свойства, могут быть охарактеризованы как по интегральным проявлениям этих свойств, так и на основе исчерпывающего анализа совокупности характеристик химического состава (изотопного, элементного и компонентного),пространственного и электронного строения компонентов, надмолекулярной структуры растворов. В практике контролирующих организаций в России используются ныне только методы элементного и компонентного анализа, чего явно недостаточно, особенно, для АП, являющейся изначально токсичной ввиду присутствия этанола. Соизмеримость объёма продаж АП легального и контрафактного происхождения, несоответствие используемых нормативных требований на АП задачам надёжного выявления токсичных и опасных фальсификатов представляют большую проблему, т.к. у контролирующих органов в России нет возможности выявления АП, содержащей вместо или наряду с пищевым этанолом (ПЭ) хорошо очищенные от примесей технические этаиолы - синтетический (СЭ) и гидролизный (ГЭ).

Анализ принципиальных возможностей отдельных методов, не входящих ныне в РФ в группу нормативных, позволил уточнить конкретные задачи, решаемые в последующих главах. Главная из них - выявление использования в АП технических этанолов.

Глава 2. Разработка и совершенствование некоторых прямых и косвенных методов контроля токсичности и идентификации напитков.

2Л.Определеиие общей суммарной токсичности примесей в АП.

Методы биотестирования, незаменимые для оценки возможной токсичности любых напитков, для контроля АП ограничиваются токсичностью самого этанола. Трудности представляют разработка корректных методик пробоподготовки, выбор приборов и биологических объектов тестирования проб, позволяющих получить воспроизводимые результаты. Нами использованы отечественные приборы, прошедшие аттестацию и используемые для экспресс-контроля токсичности водных растворов:"Биотоке" (биолюминесцентный тест, изготовитель НТЦ "Аргумент", производитель тест-системы " Эколюм " - МГУ) и "АТ-1" (анализатор токсичности, изготовитель ВНИИ МТ , тест-система -

сперма быка). Для водных растворов оба прибора и основанные на них методики дают близкие результаты, хотя имеют специфические преимущества и недостатки. Контроль токсичности спиртов и водок осложнён необходимостью прецизионно исследовать концентрационные зависимости водных растворов этанола. Информацию о токсичности удаётся получить на основе малых разностных величин при сопоставлении результатов для растворов стандартного пищевого этанола и испытуемого образца. Для «Биотокса» критерием токсического действия является уменьшение интенсивности биолюминесценции тест-объекта в исследуемой пробе по сравнению с раствором, не содержащим токсических веществ, которое пропорционально токсическому эффекту и выражается в виде безразмерной величины - индекса химической токсичности Т= 100(1о-Т)/1о, где 1о и I интенсивности биолюминесценции контрольного и исследуемого образца. В качестве критериев токсичности аналитов принимаются величины Т: 0 - 20 - допустимая степень токсичности; 20 - 49 - токсичен; >50 -сильно токсичен.

Сложность разработки методики для смесей этанол-вода состоит в том, что в них относительное содержание возможных токсичных примесей мало, а сам этиловый спирт является весьма токсичным

веществом и в объёмной доле 40 % в воде вызывает практически полное тушение биосенсора "Эколюм".

Поэтому задачи

исследования сводились к поиску такой концентраций этилового спирта в воде, которая для стандартного образца вызывает

допустимую степень

токсичности, а

присутствующие токсические соединения обуславливают достоверные изменения Т по сравнению с химически чистым

раствором этилового спирта.

Рис.1 Зависимость индекса химической токсичности от концентрации спирта в воде,С% об.

Исследование собственно токсичности этилового спирта осуществлено в экспериментах с серией из 15 концентраций этилового спирта 96,6 %, высшей очистки из зерна. Из представленной на рис.1 усредненной концентрационной зависимости для Т следует, что значимые отклонения от сильной токсичности начинаются при концентрациях этанола в воде около 10 % об. При последующем разбавлении Т уменьшается нелинейно, достигая допустимой степени токсичности при концентрации этанола ниже 10% об. В качестве рабочей концентрации для измерения Т образцов спиртов и водок выбрана концентрация 5,0% об. Результаты разработанной методики хорошо согласуются с результатами химической экспертизы. Так, при анализе серии из 15 коммерческих водок 4 образца были забракованы на основании результатов контроля методом компонентного анализа в соответствии с действующим ГОСТ12712-80 «Водки и водки особые». Они также оказались токсичными по шкале Т( см.рис.1). Использование дистиллированной воды в качестве как растворителя, так и контроля существенно упрощает методику.

В некоторых случаях оказалось перспективным использовать методы концентрирования или выделения примесей в спиртовых растворах и иной АП с последующим анализом их токсичности. Выделение примесей проводили по двум разработанным вами методикам: вакуумная отгонка спирта из пористого химически нейтрального сорбента, насыщенного испытуемым раствором; вымораживание примесей из спиртового раствора на посеребрённой медной пластине при температуре -(90-95)С(). Определение суммарной токсичности нелетучих компонентов ректификата из пищевого сырья, гидролизного и синтетического технического спирта , коньяков на токсикометре АТ-1 по стандартной методике дало результаты, согласующиеся с определением токсичности выделенных компонентов образцов спирта на "Биотоксе". В частности, для исследованных спиртов получены следующие результаты: технические гидролизные, Т=30-70; технические синтетические, Т=50-70; ректификаты из зерна, Т=<25

2.2. Экспресс-идентификация спирта и водок с помощью реактивных индикаторных полосок (РИП)

Наиболее экономичные экспресс-методы массового контроля водных растворов (сточных вод, питьевой воды, минеральной воды, спирто-водочной продукции и т.д.) — методы контроля с помощью индикаторных реактивных бумаг, полосок, трубок. Нами создан метод качественного и полуколичественного контроля водно-спиртовых растворов на основе стандартной промышленной листовой фильтровальной бумаги и 4-х красителей ( красный - псевдогиперицин, зелйгый - бриллиантовая зелень, синий -автоцианидин, чёрный - штемпельная краска ТУ- 6-00-06916705-19-94 ). Созданные РИП — специально обработанные бумажные полоски с нанесёнными в определённой последовательности активными цветными индикаторными рисками ( ЦИР ). Отогнутая под определённым углом часть полоски без цветных рисок опускается в испытуемый раствор, а затем после "подсушивания " рисунок на РИП сравнивается с рисунком от эталонных образцов. Примеры экспресс-контроля даны на.рис2:

Ссртм I

> I !■' • !»' ; -И ■ п ! II

/.и.-.

:114е

: !■ »1

||| , .311

- •/

-л'

Серия 2

а»

' II»

1 ишаа

! П

I П -ЗЗШ 1С "Ж

■Лу

'7 - 3

Л *

■ *

г*

-"г

• -5*

о ^

- V* -V

Серил Г

Серия 4

Рис.2 Образцовые серии использования реактивных индикаторных полосок 1-метанол,2—спирт этиловый чистый,3— сивушные масла, 4—водка с добавкой сивушных масел, 5—водка чистая (40град.),6—вода дистиллированная , 7— водка чистая (33град.),8—исходная РИП.

Чистый метиловый спирт. Красная и зелёная ЦИР почти не размыты; между реперной полосой и чёрной ЦИР слабый цветной фон; чёрная ЦИР полностью размыта;

цветовая дорожка после чёрной ЦИР однородно плотно закрашена, тёмная «голова» слабо выражена; спереди розово-коричневая бахрома.

Чистый этиловый спирт (96%-92% ). Красная риска смыта почти полностью, зелёная слегка обесцвечена, поле цветовой дорожки между реперной полосой и чёрной риской

практически

неокрашенное;чёрная риска смыта ( »30-40 %), но чётко идентифицируется; цветовая дорожка после чёрной ЦИР равномерно окрашена в тёмный цвет; в "голове" цветной дорожки алая "бахрома". Водка с повышенным содержанием сивушных масел. Красная ЦИР частично смыта, зелёная практически не размыта, чёрная почти полностью размыта; тёмная

"голова" чётко высажена: после красной ЦИР цветовая дорожка до тёмной "головы" однородно закрашена в розовый цвет.

Качественная водка ( 40е ). Красная и зелёная риски практически не затронуты; цветовая дорожка между реперной полосой и чёрной риской практически чистая с еле заметным фоном, чёрная риска смыта почти полностью на расстояние 15-25 мм (в зависимости от внешних условий) ;закрас цветовой дорожки поейе ЦИР однородный, тёмный, с четкой чёрной "головой" и оранжевой "бахромой" спереди.

Время индикации при комнатной температуре 10 мин., при пониженной (5-15) & - 20мин. Оценку содержания этанола в водном растворе (Ы) можно

проводить по формуле:Ы=—-— , где:а- длина цветовой дорожки от чёрной

ЦИР в дистиллированной воде, С - длина цветовой дорожки от чёрной ЦИР в спирто-водном растворе.

Разбраковка этанола и метанола, их растворов в воде (30% об. и более) практически однозначна. Проведено изучение возможности применения созданных РИП для других напитков. Установлено, что в стандартных условиях вероятность правильной диагностики идентичности образцов в случае АП, минеральной и питьевой воды не ниже 85%. Для вин и соков методика не испытывалась, т.к. последние чаще всего окрашены.

2.3. Выявление аутентичности напитка эталону с помощью лазерного компьютерного анализатора ( JIKA ).

Идентификация аутентичности образцов продуктов питания по их многопараметровым образам — современная информационно-аналитическая технология, которая обеспечивает создание и применение электронных банков образов продукции ( "файл-паспортов" ). Они («образы») позволяют исключить необходимость использования контрольных образцов в процедуре установления подлинности продукции (ГОСТ 51293-99 ).

Разработана методика, основанная на том, что тестируемые напитки могут отличаться друг от друга совокупностью характеристических параметров молекулярной динамики растворов. Наилучшим образом эту специфику отражают частота максимума " ядра " спектрального распределения, параметр его ассиметрии, полуширина спектрального "ядра", интегральная интенсивность динамического светорассеяния. Разработан макет JIKA для идентификации АП. Получены высокие показатели надёжности идентификации различных видов АП. JIKA позволяет за 5-15 минут практически со 100 % вероятностью определять идентичность любого жидкого прозрачного продукта (водка, вино, прозрачный сок , минеральная вода, лекарственные растворы и т.д. ) эталону, объективно оценивать наличие взвешенных частиц в растворе, идентифицировать по создаваемому банку данных различные пищевые продукты и химические композиции. Использование растворимых веществ - идентификаторов позволяет значительно расширить аналитические возможности JIKA. На рисунке 3 приведены результаты тестирования на JIKA 6 образцов спирта и 16 видов водки. Для большинства образцов наблюдаются значительные количественные и качественные отличия характеристических функций от эталонных. Образец 7 даёт распределение наиболее отличное от такового у эталонных образцов. Обнаружено, что аналогичную образцу 7 функцию даёт разбавленный спирт " Royal ", производства Голландии. Протестированные водки условно можно разделить на несколько групп: 1-5;12 и 13; 8,11,15; 9,14,16,17; 10. По-видимому, каждая из перечисленных трупп произведена из близкого по составу сырья. Из пяти образцов водок завода «Кристалл» 3 (образцы 2, 4, 5 ) дали практически идентичное распределение сигнала светорассеяния. Они могут служить в дальнейшем в качестве эталона при оценке качества безопасности тестируемой продукции. Образцы 1 и 3 по полученным характеристикам несколько отличаются от эталонных, однако близки к ним,что отражает особенности их рецептуры, т.е. требует дополнительного контроля токсичности. Водки 12, 13 и

7 произведены возможно с использованием спирта 4 , а группа 8, 11, 15 на основе спирта 6.

Рис.3 Распечатка сигнала светорассеяния водок (а) и спиртов (б), представленных ГТЛ н заводом «Кристалл».

Расшифровка обозначений спиртов 1. Спирт - этанол (Россия );2. Дексокарбон ( Чехия );3. Спирт зерновой ( Люкс ); 4. Спирт синтетический ( ТУ 38.402-62; 5. Спирт гидролизный (ВНИИ ПБТ );6. Спирт - смесь синтетического спирта и синтетических ароматизаторов..

При небольшой модификации ЛКА может быть использован для идентификации любых питьевых и минерализованных вод.

Глава 3. Анализ изотопного состава как арбитражный метод идентификации и контроля безопасности алкогольной продукции.

При осуществлении контроля безопасности и подлинности напитков принципиально важны арбитражные методы и подходы, результаты которых являются однозначными и не могут быть оспорены. Так, содержание некоторых органических веществ в этиловом спирте и водке нормировано и внесено в Государственные стандарты (например, ГОСТ 12712-80 "Водки и водки особые. Технические условия ГОСТ 7190-88 "Изделия ликёро-водочные. Общие технические условия" ).Однако в готовом продукте могут быть вещества, определение которых не предусмотрено ГОСТами на АП. В официальные протоколы контроля состава этанола и водок недавно введены хроматографические методики, что заметно улучшило показатели их безопасности и качества. Их применение, как и измерение других стандартных

а)

б)

физико-химических характеристик, к сожалению, не решает задачу однозначного определения природы примененного в АП спирта.

В зарубежной диагностической практике веб более широкое применение находят методы, основанные на количественном измерении содержания в веществе соотношения стабильных и радиоактивных изотопов. Подход основан на способности материи сохранять или закономерно варьировать ( в случае нестабильных изотопов ) первоначальные ичотопные отношения, возникшие в момент его образования. У природных органических веществ изотопный состав определяется местом произрастания растений - предшественников, типами и условиями ферментативных реакций, процессами и технологиями выделения и переработки. Атомы водорода, углерода, кислорода молекул, наряду с основными изотопами 'Н, |2С, |60, содержат минорные - 2Н, |3С, 14С, О, '*0. Содержание последних может быть определено количественно специфическими ,

ионизационными, спектроскопическими и ядерно-физическими методами. Поскольку методы элементного и компонентного анализа часто неэффективны для прямой идентификации сырьевой основы напитков (особенно АП ), нами экспериментально изучена применимость для этих целей интегральных (жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия - ЖСС и масс-спектрометрия изотопных отношений - МСИО ) и дифференциальных ( спектроскопия ЯМР ) методов изотопного анализа,. Разрабатываемые подходы призваны, в первую очередь, оценить различия изотопного состава водорода ('Н, 2Н,3Н), углерода (12С, 13С, 14С) и кислорода (160, пО, 180) этиловых спиртов различного генезиса, как наиболее практически важной и технически сложной проблемы.

3.1. Интегральный анализ изотопов углерода.

Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия. По экономичности одним из наиболее привлекательных методов дискриминации ферментативных (пищевой, гидролизный) и синтетического спиртов является определение содержания в них и в АП минорных радиоактивных изотопов С14 и Н3 методом ЖСС. Содержание указанных выше "чистых " р - излучателей в

органических веществах растений и полученных из них ферментативных спиртах близко соответствует их содержанию в атмосфере и незначительно изменяется год от года. В ископаемых материалах (нефть, газ), из которых получают синтетические спирты, за время их формирования содержание С14 и Н3 падает практически до нуля. Следовательно, содержание С14 в образцах спиртов или АП может служить аналитическим признаком их

происхождения - ферментативного или синтетического. Результаты измерения естественной радиоактивности серии образцов 96 % этанола различного генезиса представлены в таблице 1.

Таблица №1. Показатели радиоактивности этанолов различного генезиса

№ Сырьевое Измер.

п/п происхождение число

импульсов

1 Этилен 1158 ±68

Этилен 1207±69

3 Пшеница 257Ш01

4 Картофель 2627±102

5 Древесина 2372±97

6 Эгилен(50%) и 2021±90

пшеница(50%)

Число Р-частиц, излученных в минуту, для образца синтез-спирта характеризует фоновую составляющую. Видно, что радиоактивность пищевых и гидролизных спиртов существенно превосходит таковую синтетических. Это подтверждает также значение для смешанной пробы.

Анализ погрешностей измерений при доверительном уровне 0,95 позволяет заключить, что использованная методика позволяет выявить присутствие синтез-этанола в пищевом только при содержании первого 20 % и более, а технический гидролизный и пищевой этим методом неразличимы. Поэтому рассмотренный метод может быть привлечен для решения практических задач при условии значительного совершенствования аппаратурно-методической базы, снижения погрешностей в 5 и более раз и при условии проведения скрининга представительного массива образцов спиртов достоверно известного происхождения. Масс-спекгрометрия изотопных отношений

Проведен анализ этанолов из разного сырья методом МСИО углерода (табл.2). Основу методики составляет измерение различий в соотношении природных содержаний стабильных изотопов ,2С и 3С. Если известен состав углерода модельных этиловых спиртов, то по составу углерода смеси легко вычислить соотношение компонентов. Без учёта возможных вариаций изотопных соотношений в этанол ах однородной сырьевой природы погрешность пробоподготовки и непосредственно измерений не превышает ± 0,5 °/0 об.

Анализ серии смесей ПЭ и СЭ показал (табл.3), что надёжное определение синтетического компонента в ПЭ возможно при содержании его 10 % и выше.

Таблица № 2. Относительное содержание изотопа ,3С в образцах этанола из различного сырья*.

Таблица №3. Оценка содержания СЭв смеси с ПЭ по изотопному составу углерода искусственных смесей.

X»

п/ Этанол / сырьё <УпС%о±

п Д5

1. Синтетич ./нефть. -30,6±0,4

2. ГидролизУдревесина. -21,7±0,5

3. ГидролизУдревесина -21,5±0,5

4. Гидролиз./древесина. -22,5±0,5

5. Пищевой/рожь. -21,9±0,5

6. ПищевойрРожь. -22,1±0,5

7. Пищевой/пшеница. -23,9±0,4

8. Пшцевой/пшеница. -23,8±0,4

9. Пищевой/пшеница. -24,8±0,5

10 Пищевой/пшеница. -23,3 ±0,8

11 Пищевой/пшеница. -25,6±0,8

12 Пищевой/кукуруза. -15,1±0,5

13 Пищевой/кукуруза. -15,1±0,5

14 Пищевой/кукуруза. -15,6±0,3

15 ПищУсах. тростник. -10,4±0,4

Реальное содержа ние СЭ,%. <У,3С, %о- Расчётное, содержание СЭ,% ±0,5.

10.0 -22.40 14.7

20.0 -23.14 21.2

50.0 -26.13 48.3

90.0 -30.72 85.1

♦Эталон МАГАТЭ.

Из полученных результатов следуют заключения:

- гидролизный этанол и пищевой из зерна методом МСИО практически неразличимы;

- индивидуальный синтетический этанол надёжно идентифицируем;

- смеси этанолов из кукурузы или сахарного тростника с синтетическим могут иметь содержание |3С, характерное для зернового пищевого сырья, используемого традиционно в России.

Благодаря высокой точности измерений метод МСИО очень ценен для доказательства изотопной аутентичнтношения известных компонентов. Однако, его использование для идентификации этанолов неизвестного генезиса необходимо дополнять результатами иных аналитических процедур, в частности, разработанных нами и рассмотренных ниже.

3.2. Дифференциальный изотопный анализ методами количественной спектроскопии ЯМР.

Предложен новый метод идентификации бинарных и тройных смесей гидролизного, пищевого и синтетического спиртов по максимально упрощенной методике с помощью определения содержания изотопов углерода и водорода в метальной и метиленовой группах купажных этанолов методами ЯМР 2Н и 13С. В простейшем варианте в качестве идентификационных параметров используются шесть параметров: 'ЯЧСШИСШу, 2Я=[СШ]/ГСН2], 3Я=[СОН2]/[СН3], 4Я=[13СН2]/[13СНз], 5Я=[%12уГСН2], СНзИ,2СНз], получаемых из

спектральных данных 'Н, Н и 13С.Установлено, что в качестве идентификационных параметров тройных смесей достаточно использовать параметры - 'Я, 2Я и 311, характеризующие распределение дейтонов в метальной и метиленовой частях этилового спирта. По измеренным параметрам 'Я, 2Я, 3Я для тройной смеси использованных этанолов — гидролизного (ГЭ), пищевого (ПЭ)и синтетического (СЭ) — можно достаточно точно вычислить их процентное содержание в тройной смеси.

ь . 1

г» х 4

4*1 1

] ! / /'

■И / ,

г.а

. УМ

' гг-\- - V чо.-<и

' Оч. - X *

4 Х- \ \ 44 \

о.-е-т

&; ») ю не

Системы уравнений для смеси представляют собой линейную комбинацию

идентификационных параметров -Я и населённостей - Р. В этом случае, в координатах 'Я - 2Я или *Я - ^ положение тройной смеси спиртов отображается в виде точки с координатами идентификационных параметров данного образца смеси - 'Я и 2Я или 'Я и Я ( рис. 4. ),которая находится внутри внешнего треугольника с вершинами ПЭ ( 100 % ), ГЭ (100 % ) и СЭ (100 %).

Рис.4 Диаграмма параметров 'Я=[СОН]/[СШ2 ] и 2Я= [СОН]/[СН2] для ПЭ,ГЭ,СЭ и их тройных смесей, содержание которых (% об.) указано в последовательности ПЭ:ГЭ:СЭ

Очевидно, что чем ближе идентификационная точка смеси к одной из вершин треугольника, тем выше процентное содержание в ней того спирта, которому соответствует эта вершина. Для бинарных смесей спиртов

идентификационные точки находятся на его сторонах. На рис. 4 представлены некоторые результаты для тройных смесей) спиртов : синтетического, пищевого и гидролизного. Методика даёт ошибку определения процентного содержания исходных спиртов в смесях менее5 % ( при известных компонентах ). Судить о составе реальных тройных и бинарных смесей с определённой вероятностью можно лишь имея банк различных пищевых, гидролизных и синтетических спиртов.

Спектроскопия ЯМР высокого разрешения на ядрах 2Н , 13С,170 может быть дифференциальным количественным методом прямой идентификации сырьевой природы этанола, если позволяет измерять их содержание в группах СН3 СНг и ОН с достаточной точностью. Нами разработана, аттестована в Госстандарте России (погрешность измерений менее 3 % при расхождении результатов двух параллельных измерений содержания 2Н до 1 %) и на различной АП опробована оригинальная методика выявления природы этанола в крепких алкогольных напитках и спиртовых смесях методом ЯМР 2Н. При сё апробации сделан ряд важных заключений: известная методика БМР-КМЯ, используемая в Европе для идентификации географического происхождения и фальсификации виноградных вин при определении сырьевой природы этанола не имеет преимуществ по сравнению с разработанной нами более простой методикой; неполная дистилляция этанола из АП вносит значительные погрешности в распределение в нём изотопа 2Н, которых нет у методик без дистилляции этанола из АП; методика реализуема на любых спектрометрах ЯМР с сильными магнитными нолями (более 6Т) и каналом наблюдения 2Н без использования канала стабилизации резонансных условий ( отношение частота/поле).

Проведение экспериментов на спектрометрах ЯМР с рабочей частотой для ядер 2Н 76,8 МГц показало возможность осуществления регистрации спектров ЯМР 2Н крепкой АП ( < 35 % об. этанола ) без дистилляции этанола. Работа с образцами крепкой АП возможна даже без вскрытия запаянных ампул, что удобно как для создания банка эталонных образцов, так и целей длительного хранения образцов в условиях арбитражных анализов. Идентификация ГЭ из чисто древесного сырья методом спектроскопии ЯМР 2Н оказалась сложнее, чем СЭ. Это обусловлено тем обстоятельством, что сырьё для ГЭ может относиться к разным ботаническим типам. Большую роль, чем для ПЭ из зерна, играет в этом случае климатически-географический фактор. Распределение изотопа 2П в этанолах этой группы весьма различно, как видно из данных для заведомых образцов 11, 12, 16, 17, 20, 22 Табл.4. В образцах 12, 16, 17 и 22 распределение дейтерия соответствует таковому в ПЭ, а в образцах 11 и 20 - СЭ.

Анализ серии ПЭ, СЭ и ГЭ (около200 образцов) позволил установить диапазон вариаций природного содержания дейтерия в метальной и метиленовой группах (рис.5).Исключение ПЭ из нетипичного для России сырья сформировало как отдельные области для ПЭ и СЭ, так и «нейтральную зону», их разделяющую (рис.6). Каждая область охарактеризована предельными значениями содержаний 2Н: -СЭ: Э/Н СН3.>120ррга;0/Н СН2.>140ррш. -ПЭзер: Г>/Н СН3<1 Юррш; ШН СН2<135ррш.

120-1

110-

мо-

М0

110

-Г"

га

—г~

130

—I— МО

-1— 15)

сц

120

1Ш-

Я)

СЦ

МО Ш

—I— 12)

130

—т— МО

130

Рис.5 Фрагментное распределение дейтерия в ПЭ,СЭ,ГЭ.этанолов

Рис.6 Фрагментное распределение 2Н в ПЭ из зерна и СЭ

На модельных смесях ПЭ и СЭ показано, что при концентрации компонентов в смеси не менее 20% шнрешность определения их содержания не превышает 4,5%. Проведён анализ возможностей использования количественной спектроскопии ЯМР 13С для дифференциации природы этанолов на примере модельных этанолов из заведомо известного сырья, представленных в табл.4.

Таблица 4 Содержание изотопа 2Н в серии этанолов различного генезиса (I -П группа СНз, СН2).

№ И I II № И I II

3 99,5 133,8 17. д 102,0 131,0

2 3 103,9 129,6 18. С 121,7 139,8

3 3 106,0 130,9 19. 3 101,5 131,3

4 3 100,0 129,7 20. Д 112,9 142,8

5 3 101,0 133,8 21. 3 100,0 129,9

3 100,0 131,5 22. Д 107,1 134,8

7 3 101,4 128,6 23. 3 100,0 131,6

8 3 102,0 131,6 24. 3 101,6 134,1

9 3 101,5 129,7 25. 3 105,5 122,4

10 3 107,5 132,7 26. С 119,0 142,0

11. д 104,0 140,0 27. ? 103,6 126,9

12. Д 1023 132,2 28. ? 107,2 124,6

13. 3 1003 131,9 29. ? 106,2 128,0

14. 3 104,0 134,3 30. ? 123,2 162,8

15. 3 107,0 129,4 31. ? 126,3 150,0

16. Д 101,7 127,5

Установлена принципиальная возможность использования этого подхода для поставленной задачи, однако,затраты приборного времени на получение надёжных результатов для одного образца (определяющая характеристика реальной стоимости

анализа) заметно выше, чем в случае ЯМР 2Н.Это обусловлено существенно большими (на несколько порядков) временами релаксации ядер |3С по сравнению с 2Н.

* И -исходное сырьё: 3 - зерно, Д - древесина, С - синтез, ? - природа неизвестна.

Существенную помощь в создании алгоритма комплексной идентификации ГЭ может дать использование, наряду с ЯМР 2Н, спектроскопии ЯМР "С, |70 и масс-спекгрометрии изотопных отношений ,3С/|2С и 180/160. Решение этой нетривиальной и ныне нерешённой, хотя очень важной по известным причинам для России проблемы, затруднено отнюдь не её технической сложностью (все методики измерений, как и алгоритмы обработки их результатов методами кластерного и факторного анализа, имеются),а отсутствием представительной серии (тт. 10 образцов) ГЭ известного сырьевого , географического и технологического происхождения. Целесообразно в рамках федеральной программы пищевой безопасности АП ( ГЭ является техническим этанолом и запрещён для пищевого использования) запланировать такие работы.

Наиболее важно значение МИР (местоспецифичное изотопное распределение) 2Н в этанолах, использованных при купажировании. На примере трёх образцов: ПЭ ( пшеница ), СЭ и ГЭ ( значения гН/!Н в группе СН3 104,2; 123,2 и 119,0 ррт, а в СНГ 130,0; 142,2 и 150,0 ррт, соответственно )нами изучен случай с заведомо известными компонентами. Исследовались смеси ПЭ+СЭ и ПЭ+ГЭ с вариацией компонентов от 10 до 90 %. Экспериментальные значения 2Н/'Н отличались от теоретически рассчитанных для каждой смеси в среднем на 0,6 ррт, исходя из чего погрешность определения содержания компонентов в смесях этанолов(известного происхождения!) не превышает ±4,5 %.Практически наиболее важен случай, когда имеется некий образец АП, сырьевое происхождение этанола в которой необходимо подтвердить. Самый неожиданный результат наших исследований состоит в том, что для ряда ГЭ получены значения гН/'Н, характерные для СЭ. Основное сырьё для ГЭ-древесина. Значения 2Н/'Н ГЭ, попадающие в область СЭ, нельзя объяснить технологическими особенностями перегонки и ректификации ГЭ. Их легче объяснить добавлением СЭ в ГЭ или подменой в ряде случаев ГЭ на СЭ, то есть фальсификацией, хотя последнее маловероятно. Вопрос заслуживает особого рассмотрения, т.к.никакие иные современные методы анализа не могут пока отличить ПЭ и ГЭ высокой степени очистки.

3.3. Количественная спектроскопия ЯМР в качественном и количественном анализе АП из винограда.

Специфика различий АП из винограда (в первую очередь виноматериалов и АП из них) может быть обусловлена географической широтой и другими особенностями расположения региона произрастания винограда, составом поверхностных и подземных вод, почвой, технологией их производства. Для вин первый из основных факторов сказывается на естественном изотопном составе водорода, кислорода и углерода трех основных компонентов вина - воды, этанола и глицерина, изучение которого возможно рядом методов, в том числе -методами количественной спектроскопии ЯМР. Почвенный фактор будет обуславливать микроэлементный состав, т.е. содержание в вине некоторых элементов, таких как фосфор, калий, натрий, магний, кальций,' хлор, соотношение которых должно быть характеристическим признаком как почв, так и используемых технологий производства вина (из сока, из сусла с мезгой и т.д.). Спектроскопия ЯМР отдельных изотопов этих элементов также может быть полезна при идентификации. Наконец, технология производства вин наиболее

может проявляться в содержании минорных компонентов вина, в первую очередь, органических кислот. Оценка соотношения последних как в соках, так и в АП может осуществляться из спектров ЯМР 'Н и 13С.

Регистрация спектров ЯМР *Н обеспечивает за короткое время (секунды) получение серии спектров, обработка которых позволяет с нужной для идентификационных цепей точностью рассчитать в вине содержание воды, этанола, глицерина и основных кислот - винной, яблочной, молочной, лимонной, янтарной и уксусной, а также выявить присутствие остаточных моно- и дисахаридов. Анализ углеводсодержащих вин требует разработки специальных алгоритмов, поскольку, присутствие углеводов существенно усложняет спектр. Как количественные маркеры для измерения абсолютного содержания глицерина и отдельных кислот в вине использовались сателлиты 13С пиний СН2 и CHj-групп этанола в спектре ЯМР *Н.

Регистрация спектров ЯМР ,3С АП из винограда найдена в общем случае, нецелесообразной. Получение сигналов от глицерина и кислот в количественных условиях весьма трудоёмко ( несколько часов ) даже с использованием релаксантов. Неэффективна регистрация спектров ЯМР 23Na, ^Mg, 39К и 43Са, но не 3,Р. В последнем случае сигналы 3,Р с соотношением сигпал-шум более 100:1 удаётся получать за 10-20 минут. Однако, информативность этого вида спектров для задач дифференциации вин различных регионов нам пока неизвестна. Выяснение этого вопроса требует наличия эталонов. Методика SNIF NMR, широко используемая в Европе, весьма трудоёмка (требует полного извлечения этанола из вин ), недостаточно экспрессия и экономична (стоимость одного анализа 400 - 500 евро ). Поэтому наряду с ЯМР 1Н мы провели измерение содержания изотопа Н в воде серий сухих красных вин разных региопов. Оказалось, что содержание изотопа 2Н в грузинских винах и винах Испании, Италии, Франции весьма близко, но выше такового в винах Молдавии и Краснодарского края. Это обусловлено широтно-климатическими причинами и оказалось надежным критерием дифференциации вин Грузии от регионов Кубани и Молдовы. Следует отметить, что в последних содержание изотопа 2Н в воде вина широко варьируется. Это является первым признаком сомнительного происхождения многих из них, т.е. добавлением воды или смеси вода/этанол в типичном для вин соотношении. Выявление такой фальсификации легко также осуществить по соотношению площадей сигналов воды, этанола, глицерина и кислот в спектрах ЯМР 'Н, что также было сделано.

Установлен диапазон типичных значений содержания изотопа 2Н в качественных винах Грузии, Молдовы, Кубани.Установлено, что разбавление вин Грузии водой или водно-этанольным композитом может быть обнаружено от 10 % и выше,а натуральными винами Молдовы и Краснодарского края - от20%.

Выработка более строгих критериев дифференциации вин требует расширенного их изучения с использованием серий подлинных образцов от производителей. Алгоритм анализа включает в себя регистрацию количественных спектров ЯМР !Н, 2Н, 31Р.Регистрацию спектров ЯМР 13С и ,70 целесообразно использовать для верификации выводов на основе ЯМР-'Н,2Н. Видится перспективным также использование параметров спектров ЯМР |70 (интегральной интенсивности сигналов этанола и воды,времени спин-спиновой релаксации ядер) для оценки региона произрастания винограда,шаптализации сусла и структурной упорядоченности водной матрицы вина, как

идентификационных критериев. Иные алгоритмы анализа вряд ли будут конкурентны с представленным подходом по экспрессносга. Создание подобной комплексной ЯМР-методологии целесообразно также для фруктовых соков.

Экспресс-алгоритм анализа внн без их пробоподготовки методом ЯМР

—Соотношение вода/глицерин/этанол/кислоты. —Идентификация некоторых минорных компонентов.

—Выявление региона произрастания винограда. —Выявление добавок воды в вино.

—Содержание различных фосфорорганических соединений.

—Идентификация отдельных компонентов. —Соотношение этанол/глицерин.

—Оценка структуры водных кластеров.. —Соотношение вода/этанол. — Выявление добавления в вино или сусло воды

ВЫВОДЫ:

1 .Предложена концепция комплексного контроля алкогольсодсржащей продукции и других напитков, состоящего из нескольких иерархических уровней: первичный контроль суммарной токсичности, многофакторные нормативные экспресс-методы аутентификации, арбитражные высокопрецизионные методы полного токсикологического, изотопного, элементного и компонентного анализа.

2. Предложен подход к определению общей суммарной токсичности примесей в различных типах алкогольсодержащей продукции (на примере АП ) и разработана методика пробоподготовки для их анализа иа базе экспресс-токсикометров " Биотоке" и АТ-2.

3. Разработан и опробован метод быстрой качественной и полуколичественной идентификации водно-спиртовых растворов и других напитков с помощью реактивных индикаторных полосок.

4.Создан метод лазерного компьютерного анализа для экспресс-аутентификации напитков эталонному или стандартному образцу по многомерному физико-химическому образу.

5. Выполнено экспериментальное сопоставление возможностей и границ применимости различных интегральных и дифференциальных методов

'н

1 1 I ! ( • 1 1 1 1 17

,7о

изотопного анализа водорода, углерода и кислорода для контроля сырьевого происхождения этанола.

6. Разработаны оригинальные количественные методики ЯМР 1Н, 2Н, 13С и |70, позволяющие создать универсальные подходы к идентификации алкогольсодержащей продукции, соков, природных вод и иных напитков , а также состава смесей этанолов различного генезиса при наличие банков эталонных образцов.

7. Предложен новый экспресс —алгоритм идентификации вин по их компонентному и изотопному составу методом ЯМР.

8.Показано ,что идентификация смесей ГЭ и ПЭ сверхвысокой очистки требует разработки комплексного подхода на основе изотопных методов анализа водорода,углерода,кислорода.

Публикации по теме диссертации.

1.Рыков С.В.,.Свириденко И.А.,Рыков P.C. , Возможности идентификации и определения качества водно-спиртовых растворов методами экспресс-контроля общей токсичности нелетучих компонентов. // Материалы I Научно-практической конференции "Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции ".- Пущино., 1999.С.99.

2. Рыков С.В.,.Свириденко И.А.,Рыков Р.С.,Тычинская Л.Ю.,Скаковский Е.Д., Принципы и подходы экспресс-контроля общей токсичности водных растворов. // Материалы I Научно-практической конференции "Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции".- Пущино, 1999.-С.98.

3.РыковС.В.,.СвириденкоИ.А.,РыковР.С.,ТычинскаяЛ.Ю.,Скаковский

Е.Д.,Принципы и подходы экспресс-контроля состава вводно-спиртовых растворов с помощью индикаторных бумаг. // Материалы I Научно-практической конференции "Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции ".-Пущино,1999.С.96.

4. ИвановА.В.,А лексеевС.Г.,РыковС.В.,СвириденкоИ.А.,Рыков P.C., Нестеров A.B., Лазерный компьютерный комплекс в качестве средства инструментального контроля водок и светлых алкогольных напитков. // Материалы III Научно-практической конференции " Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции ".-Пущино, 2001.С.98.

5. Рыков С.В.,Свириденко И.А.,Рыков Р.С.,Скаковский ,В.И.,РазгоняеваГ.А., Контроль тройных кулажей этилового спирта методом ЯМР-спектроскопии. // Материалы Ш Научно-практической конференции "Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции ".- Пущино, 2001.С.100..

6. Рыков Р.С.,Свириденко И.А., Рыков С.В.,Нестеров, A.B., Использование индикаторных полосок для экспресс-контроля алкогольной продукции. II Материалы Ш Научно-практической конференции "Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции ".- Пущино, 2001.С.99.

7. G.A. Kalabin, K.I. Belovczhets, Y.P. Kozlov, R.S. Rykov, D.F. Kushnarev, A.V. Rohin, N.V. Kulagina, I.S. Apostolova. Some Aspects of Applying Quantitative NMR for Russian Customs Laboratory Issues. Abstracts of EuroConference " Modern Analitical Methods for Food and Beverage Authentication Lednice, Czech Republic, 2002, p.24.

8. Калабин Г.А., Рыков P.C., Дроздовская Е.В., Козлов Ю.П., Кушнарёв Д.Ф., Кулагина Н.В., Рохин A.B., Количественная мультиядсрная спектрометрия ЯМР в идентификации сырьевой, региональной и технологической природы технической и пищевой продукции. И Матер. 6го Международного семинара по магнитному резонансу.- Ростов-на-Дону,.2002. С. 274-275.

9. Калабин Г.А., Кулагина Н.В., Рыков P.C., Козлов Ю.П., Кушнарёв Д.Ф., Рохин A.B., Идентификация сырьевой природы этанола методом спектроскопии ЯМР 2Н. // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности.- 2003.-№ 7. - С.87-98.

10. Калабин Г.А., Козлов Ю.П., Пуляева В.Н., Рыков P.C. Идентификация регионального и сырьевого происхождения пищевой продукции изотопными методами анализа: состояние и перспектива. Н Материалы 5°® международной научно-технической конференции " Пища. Экология. Человек ".- Москва., 2003. -С.81-82.

11. Рыков P.C., Свириденко И.А., Калабин Г.А., Бугаев В.П., Скаковский Е.Д., Широкова Е.К., Возможности идентификации и определения качества водно-спиртовых растворов методами экспресс-контроля общей токсичности нелетучих компонентов. // Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции «Экономика природопользования и природоохраны.».- Пенза, 2003. -С. 154.

12. Рыков P.C., Калабин Г.А., Скаковский Е.Д., Бугаев В.П., Привалов В.И., Широкова Е.К., Экологические проблемы контроля качества и состава продуктов питания и химических композиций. // Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции «Экономика природопользования и природоохраны»,- Пенза, 2003. - С. 110.

13. Калабин Г.А., Козлов Ю.П., Кушнарёв Д.Ф., Кулагина Н.В., Рохин AJB., Пуляева В.Н., Дроздовская Е.В., Рыков P.C., Идентификация и контроль качества продуктов биотехнологических процессов методами спектроскопии ядерного магнитного резонанса. // Тезисы докладов Конференции РХТУ " Химия и химические продукты",- Москва, 2003, С. 166-167.

14. Калабин Г.А., Рыков P.C., Пуляева B.II., Куликова Е.В., Козлов Ю.П. , Идентификация регионального и сырьевого происхождения пищевой продукции изотопными методами. Состояние и перспективы. // Доклады 5"* Международной научно-технической конференции "Пища. Экология. Человек",- Москва., 2003. -С. 27-30.

15.РыковР.С.,Калабин Г.А., .Дюринский A.C. ,Рыков С.В., Использование реактивных полосок для контроля подлинности минеральной воды и алкогольной продукции. // Материалы Всероссийской конференции .по аналитической .химии «Аналитика России 2004».-Москва,2004.-С.291.

16.РыковР.С.,Калабин Г.А.Дюринский A.C.,.Рыков С.В.,.Алексеев С.Г.,.Иванов A.B., Возможности лазерного анализатора в контроле идентичности многокомпонентных растворов. // Материалы Всероссийской конференции .по аналитической .химии «Аналитика России 2004».-Москва,2004. -С.118.

17. Калабин Г.А.,Козлов Ю.П,Рыков P.C., Кулагина Н.В., КушнарёвД.Ф., Рохин A.B. , .Новый алгоритм идентификации натуральных вин Грузии методом спектроскопии ЯМР. // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности.-Москва, 2004,- Ks 9. - С.77-83.

РЫКОВ Ростислав Станиславович (Россия)

Развитие методов идентификации н контроля безопасности напитков

На основе современных физико-химических методов и принципов предложены и практически опробованы новые подходы в системе контроля качества, подлинности и безопасности алкогольной продукции.

Показано, что совместное использование методов биотссгирования, реактивных индикаторных полосок, лазерного компьютерного комплекса и ЯМР-спекгроскопии 2Н, |3С, пО позволяет осуществлять как качественную экспресс-диагностику , так и арбитражный анализ спиртов, водок, вин и другой апкогольсодержащсй продукции , природных вод, соков и других напитков.Совремешше возможности количественной ЯМР-спектроскопии обеспечивают возможность создания универсальных алгоритмов для идентификации алкогольсодержащей продукции ,соков, природных вод.

Разработаны методики пробоподготовки и экспресс-контроля суммарной токсичности примесей в алкогольных напитках , сырьевой идентификации этанолов, диагностики подлинности или соответствия алкогольсодержащих напитков (вин, водок) эталону.

Rykov Rostislav S.(Russia) Identification and check up of beverages safety

On the basis of modern physico-chemical techniques, principles and approaches the possibilities to propose and practically test the system of control of quality, authentication and safety of alcohol production was investigated.

It was showed that system RIS (reactive indicator strips) - LCC (laser computer complex) - NMR-spectroscopy 2D, 13C, 170 allows to carry out as qualitative express-test as total arbitration analysis of alcohol, vodka, wine and other alcohol production (also mineral water, juices and other liquid nutrition products). On the basis of NMR-technique the method of calculated and graphical test of composition of triple blends of ethyl alcohol (synthetic, nutrition, hydrolysis) was proposed.

The methods of samples preparation for express-test of total toxin factor of impurities in alcohol beverages, the identification of the type of used ethyl alcohol, the tests of authentication or correspondence of alcohol production to the standard were developed. It was showed that modern NMR-spectroscopy method (allowing for assemblage of NMR-techniques and nucleus sonde - label) is one of universal approach for total control of alcohol production (also generally - nutrition production). This method has only one substantial limitation: it needs comparative expensive equipment and high qualification of operator.

Подписано в печать 18.02.2005 г. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 15.

Отпечатано в типографии «Карпов». 109004, г. Москва, ул. Большая Коммунистическая, д. 1/5-7. Тел./факс: 911-66-92

РНБ Русский фонд

2005-4 47930

( I: \ '

2 2 OF3 70Î5

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Рыков, Ростислав Станиславович

Введение.

Глава1. Специфические проблемы России в области безопасности и подлинности напитков и методы их контроля.

1.1 .Токсикологическая характеристика этилового спирта, алкогольных напитков и содержащихся в них примесей.

1.2. Контроль качества безопасности и подлинности напитков.

1.3 .Спектроскопия ЯМР 2Н в изотопном анализе органических веществ.

Глава2. Разработка и совершенствование некоторых прямых и косвенных методов контроля токсичности и идентификации напитков.

2.1. Определение общей суммарной токсичности примесей в АП.

2.2. Экспресс-идентификация спирта и водок с помощью реактивных индикаторных полосок (РИП).

2.3 Выявление аутентичности напитка эталону с помощью лазерного компьютерного анализатора (ЛКА).

ГлаваЗ. Анализ изотопного состава как арбитражный метод идентификации и контроля безопасности алкогольной продукции.

3.1.Интегральный анализ изотопов углерода.

3.2. Дифференциальный изотопный анализ методами количественной спектроскопии ЯМР.

3.3. Количественная спектроскопия ЯМР в качественном и количественном анализе АП из винограда.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Развитие методов идентификации и контроля безопасности напитков"

В современных экономических и политических условиях России обеспечение безопасности и качества пищевой продукции требует немедленного технического перевооружения и существенных изменений системы её контроля и идентификации на всех стадиях жизненного цикла. Федеральнй Закон «О техническом регулировании» знаменует начало разработки новых требований к каждому виду продуктов питания, включая и напитки, которые должны быть сформулированы в виде технических регламентов, главное требование которых - обеспечение химической и биологической безопасности в целях защиты жизни и здоровья граждан , а также предотвращение действий, вводящих в заблуждение потребителей.

Изменение экономических отношений в России отразилось на всех сторонах жизни общества. Проявилось это и на рынке напитков ( в первую очередь алкогольной продукции - АП) Изменился ассортимент и появились новые разновидности всевозможных напитков и, конечно, АП. Появилось большое число фальсификатов. Повысилась токсичность многих безалкогольных напитков и традиционных разновидностей винно-водочной продукции, что вызывает у медиков особую тревогу и побуждает разобраться в сложившейся ситуации. Установить тип этилового спирта в АП сложно, т.к. требования к гидролизному и синтетическому спиртам практически соответствуют требованиям ГОСТа на пищевой спирт. Это провоцирует производителей водок и ликёро-водочных изделий на использование непищевых спиртов. Дешёвые алкогольные напитки, изготовленные с нарушением технологии, оказывают более выраженное токсическое действие. Вторыми после водок по объёму реализации идут ликёро-водочные изделия ( ликёры, пунши, настойки, аперитивы ), которые содержат значительное количество компонентов как растительного происхождения, так и синтетические добавки, способные повышать токсический потенциал этилового спирта. Всё более стрессонаполненный образ жизни в России начала XXI века вынуждает человека «балансировать на краю собственного генотипа» и ведёт к злоупотреблениям психоактивными веществами. Прогнозы предполагают рост значимости проблемы зависимости от алкоголя и алкогольных отравлений , в том числе обусловленных их трудно контролируемой безопасностью и качеством. АП является, к сожалению, компонентом пищевого рациона большого числа взрослых, трудоспособных людей. Среди продуктов питания они не имеет аналогов по губительным социальным и медицинским последствиям при «передозировке ». Это остро ставит вопрос по обеспечению подлинности, качества и безопасности АП ( ничуть не меньшей, чем для лекарственных препаратов! ). Охрана здоровья человека и нации требуют совершенствования действующего законодательства, процедур экспертизы АП. Почти все существующие методики СаНПИНов и ГОСТов, используемые в практике контроля безопасности и подлинности напитков ( прежде всего АП ) основаны на элементном и компонентном анализе. Они не позволяют выявить в напитках присутствие ненормированных токсичных и опасных компонентов, обусловленных как использованием каких-то не сертифицированных технологий их производства, так и явной фальсификацией. Наибольшую опасность представляют фальсификаты АП, особенно, содержащие высокую концентрацию этанола. Одним из наиболее экономически выгодных и распространённых видов фальсификации АП является использование вместо пищевого этанола (спирта) (ПЭ ) технических (гидролизного - ГЭ, и синтетического - СЭ) как для производства водок , так и для « синтеза » вин, коньяков и иной АП. В случае качественной очистки этанола совокупность методов и требований ГОСТов и СаНПИНов не позволяет отличить ПС от СС и ГС, хотя последние запрещены к использованию в пищевых и медицинских целях. Это обусловлено тем, что более 30 лет назад в Московском институте '•§ гигиены им. Ф.Ф Эрисмана проводилась сравнительная оценка токсических свойств этиловых спиртов разного происхождения. Эксперименты показали, что острая токсичность гидролизного и синтетического спиртов превышает токсичность спирта, произведённого из пищевого сырья, их хроническая токсичность существенно выше в отношении понижения условно-рефлекторной деятельности и толерантности животных к этанолу. Это послужило основанием отказа в рекомендации использовать такие спирты для производства алкогольных напитков. Установление однозначного соответствия обеспечивается расшифровкой полного качественно-количественного состава продукта, включая весь набор следовых количеств микропримесей. На современном уровне аналитической техники это возможно, но очень трудоёмко. Решение проблемы требует введения аналитических подходов разных иерархических уровней. Для ф идентификации напитков не обязательно расшифровывать их полный элементно-компонентный состав. Согласно ГОСТ 51293-99 задача решается, если применить какой-либо инструментальный подход, способный сформировать однозначный многомерный идентификационный образ объекта. Контроль безопасности, качества (нормативные требования) и подлинности алкогольной продукции до настоящего времени не стал достаточно организованным, технологичным процессом, гарантирующим соответствие этим показателям. Федеральный Закон " О техническом регулировании " пока только в общих чертах обозначил ситуацию.

Современный арсенал биологических и физико-химических методов и подходов по их сложностям и целям можно условно разделить на основные группы:

1) Первичные: выявление токсичности напитка, его отдельных выделенных компонентов или суммарной токсичности примесей ( биотестирование ).

2) Экспресс-методы, доступные потребителю для качественной быстрой разбраковки по степени несоответствия или полного соответствия эталону, нормативу, стандарту: индикаторные трубки, полоски, реактивные бумаги.

3) Обобщённый многофакторный контроль аутентичности без идентификации отдельных компонентов: " кибер-нос " кибер-язык ", спектрально-люминесцентный анализатор (СЛАП), лазерный компьютерный анализатор (JIKA), капиллярный электрофорез, специальные хроматографические методики.

4) Нормативные: контроль качественного и количественного состава компонентов напитков, разновидности хроматографии, хромато-масс-спектрометрия, ИК- и УФ-спектроскопия, ЯМР высокого разрешения, атомноадсорбционная спектроскопия.

5) Арбитражные ( в какой-то мере " абсолютные " ): ЯМР-спектроскопия (включая и анализ распределения изотопов ); изотопная масс-спектрометрия.

Необходим жёсткий анализ соответствия ныне действующей нормативно-правовой базы современным требованиям контроля подлинности и безопасности напитков (в общем случае всех пищевых продуктов), введение в TP новых подходов, концепций, методов обеспечения и контроля токсикологической безопасности 1111 для жизни и здоровья граждан России. Намерение России вступить в ВТО требует обеспечить соответствие разрабатываемых TP международным требованиям. ^ От острых отравлений АП в России ежегодно умирает до 50 тысяч человек. Это ставит задачу расширенного контроля ее безопасности и качества в ряд важнейших отечественных национальных проблем безопасности жизнедеятельности.

Этанол вырабатывается из пищевого или не пищевого сырья методами спиртового брожения либо гидратации этилена с последующей перегонкой и ректификацией. АП из пищевого этанола (ПЭ): этиловый питьевой спирт, спиртные напитки, вино. Применение синтетического этанола (СЭ) и гидролизного этанола (ГЭ) из непищевого сырья для их приготовления запрещает Федеральный закон от 22.11.95 № 171-ФЗ "О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции". Ответственность за его нарушение 4 регламентирована Федеральным законом от 08.07.99 № 143-ФЭ. Таким образом, существуют правовые нормы регулирования производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спирто-содержащей продукции. Эффективное их соблюдение возможно лишь при наличии методов однозначной идентификации этанола в отношении сырьевой основы (ПЭ, СЭ или ГЭ). Важность проблемы особо возросла в связи с прекращением 01.01.02 г. действия Федерального закона от 31.03.99 № 61-ФЗ "О временном запрете импорта этилового спирта", поскольку дешевый импортный СЭ высокой степени очистки, декларируемый как ПЭ, стал ещё более широко использоваться для производства фальсифицированной АП. Необходим пересмотр норм и правил контроля АП, разработка и введение в обязательные сертификационные схемы новых методик и алгоритмов идентификации сырьевой природы этанола и ненормируемых токсических примесей, характерных для новых технологий его получения.

Основной объект исследования настоящей работы - напитки, в первую очередь - алкогольная продукция , поскольку из медицинской статистики следует, что до 70 % острых и хронических отравлений, значительная доля ^ потери трудоспособности и ранняя смертность граждан России тесно связаны с потреблением АП (рис.1).

Начиная с 1992 года и до последнего времени к числу причин, определяющих рост алкогользависимой заболеваемости и смертности в Российской Федерации, относят увеличение потребления населением суррогатов алкоголя, а также образцов незаконно произведенной и некачественной алкогольной продукции. Среди представителей медицины, в кругу экспертов, политиков, журналистов и в обществе в целом существует стойкое убеждение в том, что одна из главных причин отравлении алкоголем, связана с употреблением низкокачественных и нелегально произведённых алкогольных напитков. 300 I 1 ■ ■ г--—-галк. психозы

- потребление

250 ■ • общ. смерти. серд.-сосуд.

-•«■• ■ алк.отравлен.

200 • —убийства самоубийства циррозы

150 —- панкреаты

100

1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1998 1998 2000 2002

Рис.1 Изменение показателей в % к 1984г.=100% ( 38 ).

Для примера, в официальном документе «Итоги деятельности Государственной санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения РФ по надзору за производством, реализацией спиртов и алкогольной продукции в Российской Федерации за 2002 год» сообщается, что «.Уровень потребления алкоголя в России на душу населения в год является одним из самых высоких в мире. При этом, не менее четверти от этого объема составляет токсичный, фальсифицированный алкоголь, часто технический и не предназначенный для потребления людьми. В качестве еще одной иллюстрации можно привести Материалы расширенного заседания экспертов Государственной думы, Совета Федерации, Торгово-промышленной палаты РФ, Федеральных министерств и ведомств, органов власти субъектов РФ, участников алкогольного рынка на тему: «Проблемы алкогольного рынка России» от 29 октября 2002 года. На странице 7 части 2 этого документа утверждается, что «.Отравления алкоголем и смерти от случайных отравлений в подавляющем большинстве случаев являются результатом потребления алкогольных напитков, произведенных нелегально, т.е. незаконно.». Не удивительно, что в средствах массовой информации обыденными являются словосочетания «токсичный суррогат», «токсичный фальсификат» или утверждения типа того, что все смертельные отравления алкоголем в том или ином регионе России спровоцированы употреблением некачественной водки.

Россия Германия Франция Дания Бельгия

Финляндия Норвегия ИЬвция Австрия Надерланды

Рис. 2 Алкогольная смертность в десяти странах Европы в 1995г. (доли алкогольной смертности в обшей с 15 лет) ( 38 ).

Квадраты — регистрируемое потребление; кружки — оценка реального потребления; числа — ожидаемая продолжительность жизни мужчин.

Согласно результатам работы, проведенной в НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифисовского, в которой методом газовой хроматографии исследовали жидкости вызвавшие отравление, большая часть образцов этих жидкостей представляла качественные алкогольные напитки, а меньшая часть - являлась водками низкого качества (превышение требований ГОСТ по содержанию альдегидов, высших спиртов, эфирных масел, ацетона). И, наконец, незначительная часть образцов, представленных на исследование в стандартной упаковке из под вино-водочной продукции, содержала помимо этанола значительные количества метанола, ацетона, этилен гликоля, высших спиртов или других растворителей. Иными словами большая часть отравлений была обусловлена передозировкой алкоголя (Белова М.В. и соавт., 1999).

По данным Центра лечения острых отравлений Санкт-Петербурга в 1991 году в стационары города с диагнозом отравление алкоголем и его суррогатами было госпитализировано 859 человек, в 1993 году - 2863 и в 1994 - 2040

Разработка, апробация, отбор и использование новых подходов и методик любого уровня сложности для обеспечения контроля токсикологической безопасности ( а также и подлинности! ) напитков - одна из важнейших национальных задач, прямо соответствующая трём проблемам критических технологий РФ « Безопасность и контроль качества с/х сырья и пищевых продуктов », «Производство и переработка с/х сырья », « Системы жизнеобеспечения и защиты человека ». Создание широкого спектра новых методик - от интегральных методов экологической токсикологии, основанных на биотестировании, до наиболее информативных инструментальных методов количественного химического анализа (изотопного, элементного, компонентного) для дифференциальной идентификации токсикантов - первый и наиболее сложный этап на пути её решения.

Важной областью контроля АП является контроль виноградных вин (регион производства винограда, год производства вина, выявление шаптализации, натуральности и т.д.).Для этих целей в Европе используют методику SNIF-NMR, которая требует полного извлечения этанола из вин. Из-за этого она недостаточно экспрессна и неэкономична. Можно использовать в этом случае разработанную нами методику, акцентируя внимание на содержание 2Н в вине. Хотя типичный спектр ЯМР Н вина при содержании этанола около 10% об. позволяет получить сигналы групп СНг и СН3 этанола за разумное время эксперимента (около часа), их интенсивность недостаточна для точного измерения их площадей. Сигнал 2Н воды в этих спектрах имеет, как и должно быть, намного большую интенсивность, т.к. содержание воды в вине более 90% мол. Интенсивность этого сигнала можно измерять с погрешностью ~ 1% отн. за 10-20 мин.( спектрометры с частотой от 300МГц, ампулы 10 мм.).Повышенная чувствительность аппаратуры и цифровая обработка спектров позволяет проводить диагностику вина и по сигналам 2Н этанола.

Цель работы- провести критический анализ существующей практики и новых тенденций в области техники контроля напитков и их сырья, разработать новые и усовершенствовать известные методики для создания надежных комплексных схем и алгоритмов контроля их безопасности, качества, подлинности. Поставленная цель определила следующие задачи: —На основе анализа публикаций и опыта отечественных и международных организаций сформулировать с учетом специфических особенностей России наиболее актуальные проблемы в анализе напитков.

Разработать и опробовать в лабораторных условиях новые надежные, экспрессные и экономичные подходы, методы и алгоритмы комплексного контроля безопасности, токсичности, качества и подлинности напитков.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Рыков, Ростислав Станиславович

ВЫВОДЫ:

1 .Предложена концепция комплексного контроля алкогольсодержащей продукции и других напитков, состоящего из нескольких иерархических уровней: первичный контроль суммарной токсичности, многофакторные нормативные экспресс-методы аутентификации, арбитражные высокопрецизионные методы полного токсикологического, изотопного, элементного и компонентного анализа.

2. Предложен подход к определению общей суммарной токсичности примесей в различных типах алкогольсодержащей продукции (на примере АП ) и разработана методика пробоподготовки для их анализа на базе экспресс-токсикометров " Биотоке " и АТ-2.

5. Выполнено экспериментальное сопоставление возможностей и границ применимости различных интегральных и дифференциальных методов изотопного анализа водорода, углерода и кислорода для контроля сырьевого происхождения этанола.

6. Разработаны оригинальные количественные методики

ЯМР 'Н, "Н, С и О, позволяющие создать универсальные подходы к идентификации алкогольсодержащей продукции, соков, природных вод и иных напитков, а также состава смесей этанолов различного генезиса при наличие банков эталонных образцов.

7. Предложен новый экспресс—алгоритм идентификации вин по их компонентному и изотопному составу методом ЯМР.

8.Показано, что идентификация смесей ГЭ и ПЭ сверхвысокой очистки требует разработки комплексного подхода на основе изотопных методов анализа водорода, углерода, кислорода.

Заключение.

1) Показано, что по измеренным параметрам

R = 3[CDH]/[CDH2], 2R=[CDH]/[CH2], 3R = [CDH2]/[СН3], исходных спиртов можно вычислить аналитически процентное содержание этих спиртов в тройной смеси.

2) Используя графическое представление положения тройных смесей спиртов в

1 О 11 системе идентификационных координат ( R - R) и R - J R) можно путем геометрических построений оценить процентное содержание исходных спиртов в тройных и бинарных смесях с точностью не хуже 5%.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Рыков, Ростислав Станиславович, Москва

1. Авербах Я.К., Шамота А. 3.// Вопр. наркологии. - 1992. - 1 2. - С. 32-37.

2. Антонова В.И., Саламина Ъ. АЛ Гигиена и санит. 1978. - 11. - С. 8-10.

3. Балякин Б.А. Токсикология и экспертиза алкогольного опьянения. М.: Медицина, 1962.- 256 с.

4. Бачурин ПЛ., Смирнов В.А. Технология ликеро-водочного производства. М.: Пищпром,-1975.- 414 с.

5. Валакин В.П. Получение синтетическою этилового спирта. Химия, - 1976. -256 с.

6. Варшавец Н.П. // Суд.-мед. экспертиза. 1986. -Т. 29,1 З.-С. 40-43.

7. Вихляев Ю.А. и др. // Фармакол. и токсикол. 1979. -1 1.-С. 76-81.

8. Воронов Д.П. // Вопр. наркологии. 1976. - 1 1. - С. 51-70.

9. Вредные вещества в промышленности. Под ред. П.В.Лазарева и Э.Н. Левиной. -Л: Медицина. 1976. - Т. 1. - 427 с.

10. Гадалина И.Д. и др. // Гигиена и санит. 1986. -1 7.-С. 32-34.

11. Гадаскина И.Д., Филова В.Л. Превращение и определение промышленных органические ядов в организме. М: Медицина, -1971.-410 с.

12. Галета С.Г. // Сб. Моделирование, методы изучения и эксперим. терап. патологич. процессов. М, 1969. - С. 114-115.

13. Голонинская Л.И. Суд.-мед. экспертиза отравления высшими спиртами и их сочетаниями с этанолом. //Дисс. канд. мед. наук. Краснодар, 1977. - 215 с.

14. Головизин А. // Известия. 1995. - 1 207. - С. 7.

15. ГОСТ 12712-80 с изменениями 1 1-5. Водки и водки особые. Технические условия. М: Издательство стандартов. - 1983.- 12 с.

16. ГОСТ 13741-91 Коньяки. Общие технические условия. М: Издательство стандартов. - 1992. - 9 с.

17. Грязное В.П. Практическое руководство по ректификации спирта. М: Пищ. пром. - 1968. - 360 с.

18. Грязнов В.П. и др. Газохроматографические методы анализа и состав примесей в пищевом этиловом спирте. М.: ЦИНГИ пищепром. - 1968. - 8 с.

19. Гусейнов В.Г.-оглы. Особенности биологического действия и гигие-ническое нормирование изоспиртов С С . //Дисс. канд. мед. наук. - Сумгаит, 1986. - 185 с.

20. Егоров Ю.Л. // Гигиена труда в химич. и химико-фармацевтич. промышл. -М, 1976.-С. 54-65.

21. Елизарова О. Н. // Матер, республ. научн, конф. по итогам гигиенич. иссл. за 1963-65 гг. Уфа, 1966. - С. 182-185.

22. Елизарова О.Н. и др. // Тез. докл. итог, научн, конф. Московского ин-таФгигиены им. Ф.Ф. Эрисмана. М. 1961. - С. 69-71.

23. Иваницкий А.М. // Вопр. питания. 1974.- 1 1.- С. 74-77.

24. Капанадзе П.И. и др. // Сб. тр. Ин-та санит. и гигиены МЗ Груз. ССР. -Тбилиси. 1960. С. 301-305.

25. Кизеветтер В.В. // Профилактич. мед. 1926. - 1 2. - С. 1-13.

26. Кишковский З.Н., Скурихин И. М. Химия вина. М: Нищ. пром., 1976., 482 с.

27. Королев А.А., Красовский Г.Н., Варшавская С. П. // Гигиена и санит. 1970. -9. - С. 88-89.

28. Кошкина Е.А. // Вопр. наркологии. 1993. -1 4.-С. 65-70.

29. Красникова И.И. // Матер. 10-й научно-практич. конф. молодых гиг. и сан. врачей. М., - 1965. - С.169-170.

30. Кушнева B.C. и др. // Гигиена труда и проф. заболеваний. 1983. .-С. 46-47.

31. Ларионов А.Г., Бройтман АЛ. // Гигиена труда и проф. заболевании. 1975. -1 11.-С.27-30.

32. Липкан Г.Н., Петренко B.C. // Физиол. активные в-ва: Республик, межведомственный сб. Киев, 1972. - Вып. 4. - С. 125-129.

33. Лужников Е.А., Костомарова Л.Г. Острые отравления. М: Медицина. - 1989. # - 432 с.

34. Маркова М.А., Соркина Л.И. // Комплексные вопр. гигиены и охраны здоровья населения отдельных регионов Сибири: Сб. научн. тр. М, 1988. - С. 35-38.

35. Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. М.: МЗ РФ, 1990.

36. Микулич С.Г., Ильина Е.М. // Биол. активные в-ва (микроэлементы, витамины и др.) в растениеводстве, животноводстве, и мед. Саратов, 1975. - С. 111-113.

37. Миневич В.Б., Кершенгольц Б.М. Суррогаты клиника и биохимия. - Якутск, 1987. - 58 с.

38. Немцов А. В. // Вопросы наркологии. 1992. - 1 3,4.- С. 102-106.

39. Огурцов П., Траянова Т. // Медицинская газета. 1995. - 1 63.- С. 8-9.

40. Обзор основных химико-технических показателей работы сульфитно-спиртовых заводов целлюлозо-бумажных комбинатов. М: Пищ. пром. - 1960. -104 с.

41. Омельянец Н.И. и др. // Космич. биол. и мед. 1978.- Т.12,1 2. - С. 67-70.

42. Отчет о деятельности АО "Росалко" за 1994 г. //"Чарка". 1995.- 13.-С. 4-7.

43. Пелипас В.Е., Мирошниченко Л.Д. // Вопр. наркологии. 1995. - 1 2. - С. 6875.

44. Поплевченков Н.А., Цетлин М.Г. // Вопр. наркологии.-1993. 1 3.-С.22-28.

45. Соловьев А.Г. Патофизиологические и судебно-медицинские аспекты острых комбинированных метанольно-этанольных интоксикаций. // Автореф. дисс. канд. мед. наук. М., - 1990. - 225 с.

46. Скрябина В.И. // Вопр. профилактики и лечения алкогольных заболеваний. -М., -1986. С.107.

47. Стабникоп В.Н. Ройтер И.Я., Процюк Т.Б. Этиловый спирт. М.: Пищ. пром., -1976.-458 с.

48. Статистический сборник МВД РФ. М, 1992. - 80 с.

49. Технология спирта ( под ред. В.А.Смирнова ). М.: Пищ. пром., - 1981. - 420 с.I

50. Томилин В.В., Сидоров П.И., Соловьев А.Г. // Суд.-мед. экспертиза. 1992. - 1 2. - С. 35-38.

51. Убайдулаев Р. // Биол. действие и гигиеническое значение атмосферных загрязнений. -М., 1968. Вып. 11. С. 51-73.

52. Федоров А.Ф., Миляков В.Г. Образование метанола и других летучих примесей при переработке на спирт крахмалистого сырья и сахарной свеклы.

53. М.: Пищ. пром., -1974.- 81 с.

54. Храмов Ю.А. Вопросы патогенеза и клиники психических нарушений при интоксикации этиловым алкоголем и сивушными маслами. // Автореф. дисс. канд. мед. наук. Новосибирск, 1968. - 185 с.

55. Шугаев Б.Б. // Токсикология новых химич. в-в в гигиене труда при их производстве и применении. // Сб. науч. тр. Ростовского гос. мед. ин-та, Т. 17. -Ростов-на-Дону, 1974.- С.137-143.

56. Шурунова E.JI. и др. Новые тенденции в производстве синтетического этилового спирта. М: Пищ. пром., - 1981.-48 с.

57. Эйтингтон А .Я. Метанол. М.: Наука, - 1983. - 53 с.

58. Яким B.C. // Гигиена и токсикология пестицидов и клиника отравлений. -Киев, 1965. Вып. 3. - С. 423-.431.

59. Яшин Я.И., Сальникова Г.М. Газохроматографические методы анализа и состав примесей в пищевом этиловом спирте. М: Пищ. пром., - 1968. - 74 с.

60. Hollstedt С., Neri A., Rydberg U. // Blutalkohol. 1981. - Vol.18,1 4. - P. 245-252. Ф 60. Fleischman L., Daghetta A. // La Ricerca Scientifica., - 1958. - Vol. 28, 1 11.-P.2286-2290.

61. Fregert S. et al. // Acta Derm. Venerol. ( Stoch ). - 1971. - Vol. 51,1 4.- P. 271272.

62. Lieberman A.J., Scherl B. // Ind. Eng. Chem.- 1949. Vol. 41,1 3.- P. 534-543. 64. Wartburg J.P., Rothlisberger M., Eppenberger H. M. // Helvet. Med. Acta. - 1961. -V.28, 1 5. - P. 692-704.

63. Woolverton W.L., Balster RL. // ToxicoJ. Farmacol. 1981. - Vol. 59.1 1. - P. 1-7.

64. World drink Trends Produktscap Dranken in association with NTC. Publication LTD.-1992. 123 S.

65. ГОСТ 5962-67. Спирт этиловый ректификованный. Технические уеловия.

66. ГОСТ 5963-67. Спирт этиловый питьевой 95%-ный. Технические условия.

67. ГОСТ 12712-80. Водки и водки особые. Технические условия.

68. СанПиН 2.3.2.560-96. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. М: Госком-санэпиднадзор, 1997.

69. ГОСТ 5363-93. Водка. Правила приемки и методы испытаний.

70. ГОСТ 5964-93. Спирт этиловый. Правила приемки и методы испытаний.

71. Official Methods of Analysis.- Association of Official Analytical Chemists (AOAC).- Central Edition. Fourteenth Ed., Arlington, Virginia,USA, 1984. 74.1994-1995 Chromatography. Catalog and Reference Guide.- J&W Scientific , Folsom, USA, 1995.

72. Laber H., Schulz J., Spanhalz WJEL Use of a combined GC/FTIR/MS system for the analysis of spirits. Fresenius J. Anal. Chem., 1995, v.351, N6, p.530-535.

73. Курко В.И. Газохроматографический анализ пищевых продуктов.-М: Пищ. пром., 1965.

74. Белов Б.И., Першиков В.А. Система обеспечения качества и выявление фальсификации пищевых продуктов и продовольственного сырья и ее место в системе сертификации ГОСТ Р. Практическая сертификация (Varian), 1996, т.1, вып. 3, с. 4-14.

75. Шатуришвили И.Ш., Черняга Б.С. Хромодистилляционный метод анализа состава виноматериалов,- Сообщ. АН ГССР, 1984, т.115, N2, с. 281-283.

76. Гуревич А.З. Применение спектроскопии ЯМР для подтверждения аутентичности и географического происхождения вин.- Практическая сертификация (Varian), 1996, т.1, вып.З, с.25-26.

77. Холидцинов X. Спектроскопические исследования вин.- Моск. с.-х. акад., М., 1985,36 с. (рук. деп. в ЦНИИТЭИпищепром, 2 июля 1985,1. N 1130пщ-85Деп).

78. Garsia-Jares С., Medina В. Prediction of some physico-chemical parameters in red wines from ultraviolet-visible spectra using a partial least-squares model in latent variables.- Analyst, 1995, v.120, N 7, p.1891-1896.

79. Stark E., Luchter K., Margoshes M. Near-infrared analysis (NIRA): a technology for quantitative and qualitative analysis.- Appl. Spectrosc. Rev., 1986, v.22, N4, p. 335-399.

80. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. Основы, техника, аналитическое применение.- М: Мир, 1982.

81. Naes Т., Martens Н. Calibration of NIR data by bilinear modelling.- Int. NIR/NIT Conf., Budapest, Hungary, 1987.

82. Wold S., Martens R, Wold H. The multivariate calibration problem in chemistry solved by the PLS method.- Proc. Conf., Matrix Pensils, March 1982.- Lecture Notes in Mathematics, Springer Verlag, Heidelberg, 1982, p. 286-293.

83. Martenssen A. Examples of use of NIR in new product areas.- Int. NIR/ NIT Conf., Budapest, Hungary, 1986, p. 291-295.

84. Kaori S., Tsuyoshi M., Yong L.L. Identification of various alcohols by using FT-NIR spectra and their principal component analysis.- SPIE, 1993, v. 2089, p. 444-445.

85. Сильверстейн P., Басслер Г., Морриа Т. Спектроскопическая идентификация органических соединениий.- М: Мир, 1977.

86. Проблемы идентификации алкогольсодержащей продукции. Сборник трудов. — М.: Госстандарт РФ, 2001.— 199 с.

87. Вязьмина Н.А., Савчук С.А. Исследование примесного состава этилового спирта и продуктов его ректификации // Партнеры и конкуренты. — 2002.— №2.—С. 30-40.

88. Арбузов В. Н., Савчук С.А., Алёшкин Б.М., Фролова И.В. Комплексное применение методик для определения подлинности водок // Партнеры и конкуренты. — 2001—№8.— С. 22-24.

89. Муратпшн A.M., Шмаков B.C., и др. Определение происхождения этилового спирта методом хромато-масс-спектрометрии // Партнеры и конкуренты. — 2001.—№2.— С. 27-34.

90. Муратшин А.М., Нигматуллин А.Т., Толстяков А. Г., Шмаков B.C. Проблемы идентификации качества спиртосодержащей продукции // Партнеры и конкуренты. — 2001.—№11.— С. 30-33.

91. Савчук С.А., Власов В.Н. и др. Применение хроматографии и спектрометрии для идентификации подлинности спиртных напитков // Журнал аналитической химии.—2001.— т.56.—№3.— С. 1-19.

92. Помазанов В.В., Петров А.П. Проблемы контроля качества, подлинности и безопасности алкогольной продукции // Партнеры и конкуренты. —1999.— №2.—С. 22-26.

93. Калабин Г.А., Беловежец К.Н., Венковский Н.У., Козлов Ю.П Подлинность пищи — проблема Росии XXI века // Сб. Актуальные проблемы экологии и природопользования. — М.: Изд. РУДН, 2001. — С. 11-16.

94. Устынюк Ю.А., Ходеев Ю.С., Нужный В.П. Как распознать, что мы пьём, господа? // Химия и жизнь. — 1999. — №11-12. — С. 36-40.

95. Brazier I. L. Use of Isotope Ratios in Forensic Analysis // Forensic Applications of Mass-Spectrometry. — Boca Raton, FI.: CRC Press Inc., 1995. P.259-289

96. Caer V., Trierweiler M., Martin GJ, Martin M.L. Determination of Site-Specific Isotope Ratios at Natural Abundance by Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy // Anal. Chem. 1991. - vol. 63. - P. 2306-2313

97. Zhang B.L., Trierweiler M., Jouitteau C., Martin G.J. Very High Precision Quantitative ,3C NMR: Application to the Determination of Site-Specific Natural Carbon Isotope Ratios in Glycerol // Anal. Chem. vol.71. -№20 - P.2301-2306

98. Moussa I., Naulet N., Martin M.L., Martin G.J. A Site-Specific and Multielement Approach to the Determination of Liquid — Vapor Isotope Fractionation Parameters. The Case of Alcohols // J.Phys.Chem. 1990. - vol. 94. - P. 8303-8309

99. Cremonini M.A., Tacconi D., Clementi V., Luchinat C. Accurate Determination of

100. Deuterium/Hydrogen Ratios in Natural Organic Compounds through a NMR Time*

101. Domain Reference Convolution Method: Application to Ethanol from Three Botanical Sources and Critical Analysis of Systematic in Previous Methods // J.Agric. Food Chem. 1998. - vol.46. - P. 3943-3946.

102. Martin G.J., Zhang B.L., Naulet N.,Martin M.L. Deuterium Transfer in the Bioiconversion of Glucose to Ethanol Studied by Specific Isotope Labeling at the Natural Abundance Level // J. Am. Chem. Soc. 1986. - vol. 108. - P.5116-5122.

103. Martin G.J., Sun X.Y., Guillou C., Martin M.L NMR Determination of Absolute Site-Specific Natural Isotope Ratios of Hydrogen in Organic Molecules. Analytical and

104. Mechanistic Application // Tetrahedron. 1985. - vol. 16 - P. 3285-3296.

105. Hajek M., Martin G.J. Stanoveni relativniho prirozeneho izotopoveho zastoupeni «

106. XH pomoci NMR spektroskopie a jeho uplatneni pri analyze potravin // Chemicke listy.- 1989. svazek 83. -P.404-421.

107. Masud Z., Vallet C., Martin G.J. The 2H/*H Milk Ethanol Ratious // J. Agric. Food Chem. 1999. - vol.47. P.404 - 421.

108. Bulich A.A. Use of luminiscent bacteria for determining toxicity in acuatic environments. 1979. Acuatic toxicology. ASTM 667,98-106

109. Danilov V.S., Ismailov A.D. Applied Biosensors, Butterworths, Boston, 1989.

110. Ганшин B.M., Данилов B.C. Сенсорные системы, 1997,11,245. 'Ш> 111. Данилов B.C., Ганшин В.М. Сенсорные системы, 1998,12, 56.

111. РыковС.В.,.СвириденкоИ.А.,РыковР.С.,ТычинскаяЛ.Ю.,Скаковский

112. Е.Д. ^Принципы и подходы экспресс-контроля состава вводно-спиртовых растворов с помощью индикаторных бумаг. // Материалы I Научно-практическойЩконференции "Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции ".-Пущино,1999.С.96.

113. Калабин Г.А., Кулагина Н.В., Рыков Р.С., Козлов Ю.П., Кушнарёв Д.Ф., Рохин А.В., Идентификация сырьевой природы этанола методом спектроскопии ЯМР 2Н. // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности.-2003.- № 7. С.87-98.

114. Калабин Г.А., Рыков Р.С., Пуляева В.Н., Куликова Е.В., Козлов Ю.П. , Идентификация регионального и сырьевого происхождения пищевой продукции изотопными методами. Состояние и перспективы. // Доклады 5ой

115. Международной научно-технической конференции "Пища. Экология. Человек".-Москва., 2003. С. 27-30.

116. Калабин Г.А.Дозлов Ю.П,Рыков Р.С., Кулагина Н.В., КушнаревД.Ф., Рохин А.В. , .Новый алгоритм идентификации натуральных вин Грузии методом спектроскопии ЯМР. // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности.-Москва, 2004.- № 9. С.77-83.

Информация о работе

Рыков, Ростислав Станиславович
кандидата химических наук
Москва, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Развитие методов идентификации и контроля безопасности напитков - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы