Разработка перспективных методов контроля качества винодельческой продукции, приготовленной из винных дистиллятов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.01, кандидат технических наук Зайчик, Борис Цалерьевич

• Зайчик, Борис Цалерьевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зайчик, Борис Цалерьевич

список сокращен™

ВВЕДЕНИЕ

1 ПРОИЗВОДСТВО И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАЧЕСТВА К0ЖЯ!Ж©№ШРОДУКЩ1И? (ОБЗОР ';ЖИЖРА01УЕБ1)?.'.'.

1.1Технологическаясхема^ производства^коньяков'.

1;2:Химические процессы.коньячногошроизводства.:.

1.211« Химические: процессы при .получению коньячных виноматериалов.:. 131.2.2 Химические процессы при получении коньячных спиртов.

1.2*3 Химические процессы при выдержке коньячных спиртов.:.

1.3 Органолептическая оценка коньячной продукции.

1.4 Идентификация как система; контроля качества и; средство обнаружения:фальсификации:продукции.

1.5 Подходы к проблеме идентификации коньяка.

1.5.1 Методические подходы: концепция матриц маркеров и многомерный статистический анализ.

1.5:2 Скрининг химического состава и физико-химических свойств коньячной продукции для выбора; критериев аутентичностифметодов их анализа.

1.5:2.1. Анализ ¡летучих органических соединений-.

1.5.2.2 Анализ>фенольных веществ и производных фурана.

1.5.2.3 Анализ антиоксидантных свойств коньячной: продукции.

1.5.2.4 Применение цветовых характеристик.

1.5.2.5 Другие подходы к идентификации коньяка.

1.6 Анализ данных литературы.53;

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Объекты исследования.

2.2 Аппаратура и методы исследования. 58>

2.2.1 Контроль качества дистилляции.

2.2.1.1 Анализ-летучих соединений с использованием ГХ-МС и оригинальной пробоподготовки.

2.2.1.2 Анализ . летучих соединений с использованием ГХ

2.2.1.3*Анализ летучих соединений химическими методами

2.2.2 Контроль качества выдержки.

2.2.2.1 Анализ5 фенольных соединений с использованием' реактива Фолина-Чокальтеу.

2.2.2.2 Определение конечных продуктов распада лигнина

2.2.2.3 Определение содержания. индивидуальных^ фенольных соединений^ производных фурана.64.

2.2.3 Определение-антиоксидантной емкости коньяка.

2.2.3.1 Определение антиоксидантной емкости коньяка! по отношению к пероксильному радикалу.

2.2.3.2 Определение антиоксидантной емкости коньяка по отношению к катион-радикалу ABTS (ТЕАС).

2.2.4.1 Определение pH.

2.2.4.2 Определение цветовых характеристик.73'

2.2.5 Органолептический анализ.

2.2.6 Статистическая обработка и сравнение экспериментальных данных.

2.2.6.1 Статистическая обработка.

2.2.6.2 Многомерный статистический анализ.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ.

3.1 Органолептический анализ.

3.2 Контроль качества дистилляции.

3.2.1 Исследование летучих соединений с использованием ГХ-МС.

3.2.2 Исследование летучих соединений с использованием ГХ-ПИД.

3.2.3 Исследование летучих соединений с использованием химических методов анализа.

3.3 Контроль качества выдержки.

3.3.1 Исследование фенольных соединений с использованием реактива Фолина-Чокальтеу.

3.3.2 Исследование конечных продуктов распада лигнина.

3.3.3 Определение содержания индивидуальных фенольных соединений^ производных фурана.

3.4 Определение антиоксидантной емкости.

3.4.1 Определение антиоксидантной емкости коньяка по отношению к пероксильному радикалу.

3.4.2 Определение антиоксидантной емкости коньяка по отношению к катион-радикалу ABTS (ТЕАС).

3.5 Определение pH.

3.6 Определение цветовых характеристик.

3.7 Анализ полученных данных с использованием методических подходов и многомерного статистического анализа.'.

3.7.1 Использование матрицы маркеров.

3.7.2 Использование многомерного статистического анализа

3.8 Сличительные испытания.

4 ОБ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СОЦИАЛЬНОЙ

ЗНАЧИМОСТИ РАБОТЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка перспективных методов контроля качества винодельческой продукции, приготовленной из винных дистиллятов»

I /

На отечественном алкогольном рынке в последнее время наблюдается рост объемов' продажи коньяка (бренди), тем не менее доля потребления коньяка россиянами в^структуре алкогольной-продукции незначительна^[1]. Рынок коньяка можно условно разделить на несколько сегментов:

1. Элитные импортные коньяки, преимущественно4 производства' Франции. Их средняя розничная цена не менее 2500 руб. /дм .

2. Качественные импортные коньяки (бренди) производства преимущественно стран СНГ. Их розничная цена 1000 руб. /дм .

3. Качественные напитки разнообразного происхождения, в основном российского, по средней розничной цене 300-600 руб. /дм . Эти коньяки занимают 70 % общего рынка.

4. Некачественные напитки различного происхождения. Их розничная цена колеблется в пределах до 250 руб. /дм .

5: Фальсифицированные напитки. В» основном подделке подвергаются 1 напитки первой и второй групп, хотя имеют место также и наличие на рынке фальсифицированной продукции третьей группы.

В итоге в России сформировалась в значительной степени дифференцированная по цене структура рынка. По прогнозам многих аналитиков, сегмент коньячного рынка будет расти и, в первую очередь,.за счет элитных коньяков. Однако в России; где уровень жизни не очень высок I за исключением Москвы, что требует разделения этого рынка на московский и региональный), подобная продукция пока не может иметь массовый спрос. Именно поэтому многие производители коньяков (бренди) стали ориентироваться на платежеспособность населения, изготавливая более доступный по цене коньяк] Для большинства населения страны решающую роль играет соотношение! цена-качество. Вместе с тем, наличие в РФ неплатежеспособного спроса на качественную продукцию ведет к тому, что население покупает фальсифицированную продукцию, которая обычно ниже по стоимости. По различным данным теневой/оборот алкогольной«продукции? составляет до;60% [2]; 1

Актуальность темы;, Развитие технологий производства. алкогольных

• . | . , напитков, значительное- ¡расширение ассортимента и включение: в технологические* схемы, производства- вспомогательных материалов делает насущной; проблему создания1 методов! щ систем- контроля* качества ш безопасности сырья,-, полуфабрикатов и готовой продукции? на различных этапах технологического процесса. Коньячная продукция, как особый вид алкогольных напитков; имеет строго определенные: требования к самому винограду и его последующей переработке для получения коньячного спирта и готового коньяка. Качественным коньяком может считаться продукт, произведенный в строгом соответствии, с технологическими, инструкциями, соответствующий нормативной? документации; с: удовлетворительной: органолептической оценкой и- характерными физико-химическими свойствами: •

На этапе: переработку винограда для. получения, коньячных спиртов. основную роль в,качестве маркеров аутентичности играют летучие вещества, традиционно анализируемые газохроматографическими методами.

Важной стадией технологического процесса^ производства коньяка следует считать его выдержку в контакте с древесиной дуба,, приводящую к трансформации лигнина; ^экстракции фенольных соединений4 и других биологически активных веществ. Для изучения продуктов, переходящих в коньяк на этой стадии, ; могут использоваться такие . параметры, как антиоксидантная емкость (АОЕ), общее содержание полифенолов, содержание ароматических'альдегидов и других индивидуальных фенольных соединений. Для характеристики этих компонентов применяются высокоэффективная жидкостная хроматография и капиллярный

4 " электрофорез. Следует также отметить, что несмотря на большой объем

• « ' данных о химическом составе коньяков, установлены лишь отдельные I

4 » зависимости между содержанием определенных компонентов- и органолептическими характеристиками продукта.

Набора показателей, : необходимых в Российской Федерации, для' установления качества^ коньяка, не всегда достаточен для< точнош оценки качества продукции*. В международной практике при анализе крепких алкогольных напитков исследуется расширенный, по сравнению- с РФ, спектр- физико-химических параметров, характеризующих правильность проведения ключевых стадий производства коньячной продукции.

В связи с этим« в настоящее время решение проблемы, связанной с созданием системы« контроля качества и безопасности коньяков, является актуальным. I

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы — разработка системы контроля качества1, крепких алкогольных напитков, приготовленных на основе дистиллятов из виноградного сырья, по физико-химическим показателям готовой продукции.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи: :

• разработка новых и модификация существующих методов анализа коньячной продукции; '

• исследование отобранных образцов коньячной продукции

1 I различными физико-химическими методами и проведение их органолептической оценки;!

• верификация результатов органолептического анализа и данных физико-химических методов для выбора маркеров аутентичности коньячной продукции с использованием методов математического моделирования;

• разработка новой методики контроля качества продукции, приготовленной на основе дистиллятов из виноградного сырья, на основании I выбранных параметров и апробация ее эффективности.

Научная новизна работы. Впервые изучена АОЕ биологически активных веществ - полифенолов на репрезантивной выборке коньячной

I I 5 продукции. Исследована корреляция содержания фенольных соединений и производных фурана с ' антиоксидантной, емкостью коньяков двумя независимыми методами. ,

Впервые изучена динамика антиоксидантной емкости коньяков в процессе их старения. ;

Газохроматографическими методами определен состав летучих компонентов для контроля-качества дистилляции в коньячной продукции* и впервые проведена корреляция между данными, полученными химическими и газохроматографическими методами анализа.

На основании результатов математического моделирования установлены маркеры качества коньяков, определяющие качество готовой продукции.

Практическая значимость. На основе проведенных исследований разработана и утверждена «Методика определения дополнительных показателей для идентификации подлинности коньячной продукции», которая позволяет устанавливать качество проведения технологических процессов и готовой коньячной продукции экспресс-методами и подтверждать соответствие продукции заявленному качеству. Последнее может быть использовано в таможенных лабораториях и экспертно криминалистических центрах РФ.

Разработанная методика комплексного экспресс-анализа коньячной продукции, внедрена в качестве вспомогательной в ИЛ ИНБИ РАН РОСС Ru.0001.21.m0.39.

Экономическая эффективность от внедрения методики составляет 76,7 руб. при анализе одного образца продукции. Социальный эффект заключается в ограничении появления на рынке образцов коньячной продукции не соответствующим заявленным характеристикам, зачастую опасных для здоровья потребителя.

1 шоизводсшсш ид1вшиФ1шжря?

КАЧЕСТВА КОМЬЖНОЙЖ шТЕЕАТУРЬ1) л ■ - ' ■ ■ . ■ ' : ' ' '

КОНЬЯК - крепкий алкогольный напиток,. производимый из спиртов, которые получают путем перегонки виноградного вина.

Впервые коньяк был- произведен около 300 лет назад во; Франции. Согласно декрету, изданному в 1909 году, во Франции, коньяком может называться; только виноградное бренди, полученное в определенных:районах юго-запада Франции (в окрестностях г. Коньяк) [3].

В России, в ряде. мест:уже в конце XVIII в; существовало производство виноградной' водки, в конце XIX в. появилось собственно коньячное производство [4]: Коньяк в Российской'. Федерации: выпускается в соответствии! с ГОСТ Р51618-2009 «Коньяки российские:. Общие технические

-V • условия». ' ■ Имея ввиду, что французский коньяк традиционно ¡ представляет собой эталон напитка^, отдельные положения- обзора содержат сравнение; отечественных технологий, ;главным образом, с французскими.

Заключение диссертации по теме «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства», Зайчик, Борис Цалерьевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана система- контроля качества крепких алкогольных напитков, приготовленных на основе дистиллятов из виноградного сырья-, ПО' физико-химическим показателям готовой продукции.

2. Различными' физико-химическими» методами исследованы 112 i образцов коньячной продукции разных производителей и проведена их органолептическая оценка.

3. При выдержке для аутентичных коньяков установлена тенденция к росту общего содержания биологически активных веществ (в 1,5 раза) и интенсивности цвета (в 1,5 раза) с увеличением возраста аутентичных коньяков. Установлена корреляция между значениями антиоксидантной емкости коньяков, определяемой различными методами (г=0.72) и содержанием фенольных веществ (г=0.87)/

4. Установлены достоверно (р<0,001) более низкие значения антиоксидантной емкости (в 3,9 раза при измерении АОЕ по отношению к катион-радикалу ABTS и в 2,5 раза при измерении АОЕ по методу ORAC-FL), общего содержания фенольных веществ (в 2,3 раза), индивидуальных фенольных соединений (от 2 до 5 раз), отдельных летучих компонентов (в частности, в 4 раза ниже содержание этилового эфира октановой кислоты) и интенсивности цвета (в 1,5 раза) у некачественных коньяков по сравнению с аутентичными. !

5. Установлена корреляция между данными газохроматографического и химических методов анализа (г=0.85) по следующим показателям: содержание высших спиртов, средних эфиров и альдегидов, а также между данными ВЭЖХ и КЭ (г=0.97) по содержанию сиреневого альдегида и ванилина.

6. Проведенный двузЬтапный кластерный анализ позволил выделить 4 физико-химические параметры, дающие возможность адекватно оценить t качество как продукции, такШ технологических процессов ее производства. Для контроля качества дистилляции выбран этиловый эфир октановой кислоты. Контроль качества выдержки характеризуют концентрация фенольных соединений, антиоксидантная емкость по отношению к катион-радикалу ABTS, величина интенсивности цвета. Определение дополнительных параметров содержание индивидуальных фенольных соединений и других летучих j компонентов) требуется лищь в случае пограничных результатов.

7. Проведена верификация полученных результатов с помощью метода главных компонентов, показавшая корреляцию данных физико-химических методов и органолептической оценки.

8. Разработана комплексная «Методика определения дополнительных показателей для идентификации подлинности коньячной продукции». В результате сличительных испытаний с ФГУ «Ростест-Москва» методика показала свою эффективность, полученные результаты коррелируют с результатами органолептического тестирования. Методика внедрена и используется в качестве вспомогательной для определения подлинности коньячной продукции в Исцытательной Лаборатории Учреждения Российской I академии наук Института биохимии им. А.Н. Баха РАН. г