Идентификация методом хромато-масс-спектрометрии микропримесей в синтетическом этиловом спирте и полученном из природного сырья

Нигматуллин, Айдар Тимирбекович

Идентификация методом хромато-масс-спектрометрии микропримесей в синтетическом этиловом спирте и полученном из природного сырья тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Нигматуллин, Айдар Тимирбекович АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Уфа МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Идентификация методом хромато-масс-спектрометрии микропримесей в синтетическом этиловом спирте и полученном из природного сырья»

Автореферат диссертации на тему "Идентификация методом хромато-масс-спектрометрии микропримесей в синтетическом этиловом спирте и полученном из природного сырья"

На правах рукописи

НИГМАТУЛЛИН АЙДАР ТИМИРБЕКОВИЧ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МЕТОДОМ ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ МИКРОПРИМЕСЕЙ В СИНТЕТИЧЕСКОМ ЭТИЛОВОМ СПИРТЕ И ПОЛУЧЕННОМ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

02.00.03 - Органическая химия

Уфа-2006

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Центр стандартизации, метрологии и сертификации Республики Башкортостан»

Научный руководитель:

доктор химических наук, старший научный сотрудник Шмаков Валерий Серафимович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор

Ишмуратов Гумер Юсупович

доктор химических наук, профессор

Майстренко Валерий Николаевич

Ведущее предприятие:

Российский университет Дружбы народов (г. Москва)

Защита состоится «22» июня 2006 г. в 14® часов на заседании диссертационного совета Д 002.062.01 при Институте нефтехимии и катализа РАН по адресу 450075, г. Уфа, Пр. Октября, 141. Тел./факс: (3472)312750. E-mail: ink@anrb.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института нефтехимии и катализа РАН.

Автореферат разослан « 22 » мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук, профессор

Р.Г.Булгаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Федеральный Закон № 171-ФЗ от 22.11.1995 «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции» запрещает производство алкогольных напитков на основе спирта, полученного из непищевого сырья. Однако в настоящее время для производства ликеро-водочной продукции в больших объемах нелегально применяют спирты, предназначенные для технических нужд, выработанные из непищевого сырья. В существующих отечественных нормативных документах отсутствуют современные методические приемы для идентификации пищевых и синтетических спиртов. Проведение государственной экспертизы, лицензирования и сертификации пищевого этанола, этилового спирта из непищевого сырья и спиртосодержащих растворов, а также государственный контроль за оборотом спиртосодержащей продукции невозможны без наличия методов оперативного контроля качества и подлинности продукции. При этом качество и токсичность этанола, способ его производства (брожение, гидролиз или гидратация этилена) и вид использованного сырья определяются составом примесей, их числом и количественным содержанием.

Данная работа выполнялась в соответствии с Программой реализации Закона Республики Башкортостан «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта и алкогольной продукции в Республике Башкортостан» от 21.10.1997 и Программой качества и безопасности потребительских товаров и услуг Республики Башкортостан на 2002-2005 год. - •

Цель работы:

- разработать хромато-масс-спектрометрические методы идентификации органических микропримесей в содержащей этиловый спирт продукции;

- адаптировать полученные результаты к более простым приемам и подходам идентификации микропримесей (газовая хроматография) и ввести в практику экспресс-методы оценки качества спиртосодержащего сырья и готовой водочной продукции;

- разработать и ввести в действие современные методы идентификации

различных видов алкогольсодержащей продукции, которые позволят однозначно определить: пищевой или непищевой спирт использован при производстве спиртных напитков, и если пищевой — из какого сырья.

Научная новизна. При помощи метода хромато-масс-спектрометрии (ХМС) проведены комплексные исследования состава и количественного содержания микропримесей в этиловом спирте из различных видов растительного сырья и синтетического этанола. В изученных образцах идентифицировано присутствие 255 соединений (112 - впервые), из них 172 вещества обнаружены в этаноле из пищевого сырья и 112 - в техническом спирте. В пищевых спиртах 143 соединения идентифицированы в составе зернового этанола, 96 — в виноградном. Из 112 соединений технического спирта . 99 обнаружено в составе синтетического этанола.

Определены качественные групповые метки, принадлежащие зерновым, виноградным, синтетическим, гидролизным спиртам. Установлено, что алкилпиразины наиболее перспективно использовать в качестве маркеров подлинности зернового этилового спирта, пропеналь (акролеин) — для синтетического спирта. Использование метода ХМС в режиме селективного ионного детектирования без предварительной пробоподготовки позволило установить природу спирта в водках независимо от способа очистки этанола. В процессе разработки методов идентификации и их метрологического обеспечения с помощью аттестованных смесей, типовых растворов и стандартных образцов состава • установлено, что действующие стандартизованные (по ГОСТам) методы испытаний

(фотоэлектроколориметрический и газохроматографический) и перечень нормируемых в российских стандартах компонентов не позволяют в достаточной степени оценить качество и тем более подлинность алкогольного изделия. В результате выполненного исследования разработан метод идентификации и определения количественного содержания микропримесей в этиловом спирте и этанолсодержащих жидкостях с помощью многомерной капиллярной газовой хроматографии.

корреляции между органолептическими и физико-химическими показателями этиловых спиртов. В частности, данные, полученные на основе разработанного метода были использованы для оптимизации технологического режима и улучшения качества продукции на Стерлитамакском СВК ..«Сталк» при реконструкции технологии брагоректификации. Результаты проведенного исследования свидетельствуют, что для реального внедрения в практику разработанных в диссертации методов определения качества этилового спирта необходим новый пакет нормативных и методических документов, которые могут гарантировать всестороннее и исчерпывающее исследование качества и безопасности этилового спирта и этанол содержащих жидкостей и выявление фальсифицированной продукции. На основании результатов исследования разработан проект национального стандарта «Спирт этиловый. Методы определения подлинности».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В исследованных пробах этанола и этанолсодержащей продукции идентифицировано 255 индивидуальных соединений (112 - впервые) и определены границы их количественного содержания.

2. Определены качественные групповые метки, принадлежащие зерновым, виноградным, синтетическим, гидролизным спиртам, спиртам из свекольной мелассы, позволяющие однозначно идентифицировать происхождение этанола. Установлено, что маркерами подлинности зернового этилового спирта являются алкилпиразины, а синтетического — пропеналь.

3. Разработана методика прямого количественного определения и идентификации примесей в этиловом спирте и этанолсодержащих жидкостях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международном конгрессе «Сертификационные испытания пищевой продукции - XXI век» (Екатеринбург, 2000 г.), II и III научно-практической конференции «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции» (Пущино, 2000, 2001 гг.), V и VI Всероссийской научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение сертификационных испытаний» (Екатеринбург, 2001, 2002 гг.), научно - практической конференции «Актуальные проблемы национальной безопасности государства, общества и личности в условиях переходной экономики» (Уфа, 2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей и 7 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и приложения (акты о внедрении, использовании результатов работы, проект национального стандарта «Спирт этиловый. Методы определения подлинности»). Материал диссертации изложен на 2.43 стр., включает 25 рисунков, 18 таблиц и список цитируемой литературы из 259 наименований.

Благодарности. Автор выражает благодарность к.х.н., с.н.с. Галкину Е.Г. (ИОХ УНЦ РАН) за получение хромато-масс-спектров и активное участие в обсуждении результатов работы; к.т.н., директору ФГУ ЦСМ РБ Муратшину А.М. за поддержку работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен литературный обзор, посвященный . рассмотрению методов идентификации органических веществ, а также обсуждены проблемы, связанные с идентификацией этанолсодержащей продукции.

Рассмотрен ряд инструментальных методов исследования состава веществ по критерию их применимости для разработки достоверных экспресс-методов оценки качества и подлинности этанолсодержащей продукции.

Приведены нормативные требования к физико-химическим показателям этанола, получаемого из различных видов сырья. Сделан обзор публикаций, свидетельствующих о недостоверности оценки качества и подлинности этанолсодержащей продукции по методикам действующих ГОСТов.

Объекты и методы исследования

Объектами для проведения исследования были пробы более 1000 образцов этилового спирта, выработанного предприятиями Республики Башкортостан, Архангельской, Курской, Оренбургской, Самарской, Свердловской областей, Краснодарского края Российской Федерации и Брестской, Минской, Могилевской областей Республики Беларусь. С целью повышения достоверности идентификации индивидуальных соединений, содержащихся в образцах этанола в микроколичествах, исследованы не только спирты-ректификаты различных марок, но и пробы спиртов-сырцов. Исследованные образцы спирта этилового были получены из винограда, древесины, кукурузы, мелассы, пшеницы, ржи, тритикале (гибрид пшеницы и ржи), свеклосахарной патоки.

При изучении состава примесей в качестве базовой использовалась система хроматограф-масс-спектрометр-ЭВМ, состоящая из газового хроматографа НР 5890А с масс-селективным детектором НР 5972А. В ряде случаев использовались хромато-масс-спектрометр НР 5989А и газовый хроматограф с пламенно-ионизационным детектором НР 6890А. Для получения максимально достоверной информации о примесях спирта этилового анализ компонентов проводили как минимум на двух' капиллярных кварцевых колонках различной полярности из числа НР-1, НР-5, СагЬошах 20М, 1ТАР, И^ПЧОХУах, иНга-2. Наилучшую эффективность разделения примесей этанола показали колонки НР ПШОАУах, иига-2. В исследовании использовали режимы хроматографирования из каталогов Хьюлетт Паккард. Масс-спектры хроматографических пиков получали при энергии электронов. 70 эВ, сканирование масс-спектров от 29 до 300 дальтонов проводили со скоростью 1 спекгр/сек.

Разработка газохроматографической методики измерения массовой доли органических примесей

Разработана газохроматографическая методика выполнения измерения массовой доли органических примесей (альдегидов, высших спиртов, метанола, ■ эфиров, уксусной кислоты) в этиловом спирте и этанолсодержащих жидкостях. Методика предназначена для газовых хроматографов типа Hewlett Packard HP 6890, Кристалл-2000 или других с аналогичными характеристиками, снабженных специальной системой ввода проб для капиллярных колонок, позволяющей ввести вещество в количестве 1 мкг с пламенно-ионизационным детектором и программатором температуры колонки в комплекте с электронным интегратором или компьютером. Количественное определение проводится методом сравнения хроматограмм анализируемого образца и аттестованных смесей. За параметр хроматографического пика принимается его площадь. Идентификацию примесей проводится по времени удерживания.

Описаны процедуры обработки результатов измерений и проверки приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости. Указаны диапазоны измеряемых массовых концентраций определяемых примесей, показатели повторяемости и воспроизводимости, пределы повторяемости, границы относительной погрешности метода.

Проведена метрологическая характеристика метода й показано, что минимально измеряемая концентрация не превышает величины 0.08 мг/дм3, а граница суммарной погрешности измерения любой примеси менее ±10%.

Рассмотрены аналитические возможности метода селективного ионного детектирования при использовании хромато-масс-спектрометрии. Приведены характеристические ионы в масс-спектрах алканолов, циклоалканолов, фенолов, алифатических, ароматических и а,р-ненасыщенных альдегидов, алифатических кетонов, простых эфиров, карбоновых кислот, сложных эфиров карбоновых кислот. В результате использования метода ХМС в режиме селективного ионного детектирования получили чувствительность более чем на два порядка выше, чем при измерении полного ионного тока, что составило величину не превышающую 1мкг/дм3.

Разработка государственного стандартного образца (ГСО) для метрологического обеспечения газо-жидкостных хроматографов и аттестованных смесей (АС) органических примесей этилового спирта Разработана методика приготовления аттестованных смесей (АС) органических примесей этилового спирта, которая регламентирует приготовление АС органических веществ (ацетальдегид, пропаналь, метил ацетат, этил ацетат, бутил ацетат, метил пропионат, метанол, высшие спирты, фурфурол, диэтилфталат, уксусная кислота), представляющих собой раствор указанных веществ в 96%-ном этиловом спирте.

Приведены сведения по разработке государственного стандартного образца (ГСО) состава для метрологического обеспечения газо-жидкостных хроматографов. В настоящее время общее количество эксплуатируемых в РФ хроматографов марок HP 4890, 5890, 6890 различных конфигураций составляет

около четырех тысяч. Действующая в настоящее время в РФ методика поверки хроматографов НР 4890, 5890, 6890 регламентирует лишь качество исходных компонентов для приготовления поверочной смеси и тип хроматографической колонки, применяемой для поверки прибора. Это допускает образование существенных ошибок и погрешностей, возникающих в процессе приготовления поверочной смеси, которые не позволяют получать корректные данные для расчетов метрологических характеристик хроматографов.

С целью исключения перечисленных недостатков разработан комплект ГСО 7426-97, предназначенный для поверки хроматографов серий НР 4890, 5890, 6890 с ДИП и ДТП и аналогичных им по метрологическим характеристикам и представляющий собой растворы различной концентрации н-гексадекана в гексане.

Идентификация и количественное определение микропримесей этилового спирта методом хромато-масс-спекгрометрии.

Проведено детальное исследование состава примесей и их количественного содержания в промышленном этиловом спирте, полученном методом гидратации этилена (синтетическом) и выработанном из различных видов продовольственного сырья.

В составе образцов спирта этилового всего идентифицировано 255 соединений, при этом 172 вещества обнаружено в этаноле из пищевого сырья и 99 — в синтетическом спирте. Большинство примесей синтетического этанола содержит четное число атомов углерода, что объясняется механизмом конденсации молекул этилена с водой: взаимодействие двух молекул этилена с водой дает соединение с четырьмя атомами углерода, трех — С6, четырех — С8 и т.д. Среди соединений, обнаруженных в этаноле из продовольственного сырья 143 вещества идентифицировано в зерновом спирте (кукуруза, пшеница, рожь, тритикале) и 96 — в виноградном. Четыре соединения - нитропропан, пиридин, фенилсемикарбазид и циклобутанол — обнаружены только в спирте этиловом, приготовленном из свеклы, три — 1,2,4-бутантриол, диацетил, диметоксидиметилсилан — лишь в пробах гидролизных спиртов, произведенных промышленными предприятиями Архангельской и Свердловской областей из древесины (табл. 1). Результаты по составу примесей спирта этилового, выработанного из кукурузы, пшеницы, ржи, тритикале, объединены вследствие практически полной, за редким исключением, идентичности их индивидуального состава Кроме того, сегодня в Российской Федерации, практически весь спирт этиловый из продовольственного сырья для приготовления алкогольной продукции вырабатывается из зерновых культур.

Идентификация хроматографических пиков включала анализ с использованием библиотечного поиска масс-спектров, построение селективных ионных масс-хроматограмм по отдельным ионам, характеристичным для определяемых примесей, интерпретацию масс-спектров на основе закономерностей фрагментации молекулярных ионов представителей различных классов органических соединений с учетом спектро-структурных корреляций.

Таблица 1

Характеристические соединения в гидролизном спирте и этиловом спирте из свекольной мелассы

Спирт из свекольной мелассы : Гидролизный спирт

Наименование соединения Структура Наименование соединения Структура

Нитропропан 1,2,4-бутантриол он

Пиридин Диацетил и

Фенилсемикарба-Зид Н ife Диметоксидиметил-силан

Циклобутанол

При этом зачастую идентификация индивидуальных соединений, содержащихся в этиловом спирте в микроколичествах, представляла собой нетривиальную задачу, особенно при определении изомерного строения исследуемого соединения.

В спектрах соединений (15, 17,21) регистрируются пики ионов, появление которых характерно лишь для альдегидов (М-1)+ - m/z 97 (рис. 1). Анализ относительных интенсивностей молекулярного иона и изотопных ионов (М+1)+, (М+2)+ позволяет определить брутто-формулу исследуемых соединений - С6Н10О.

Дальнейший анализ относительной интенсивности диагностических ионов с использованием концепции перегруппировки Мак-Лафферти, зависимости времени выхода из хроматографической колонки от размера разветвления углеродной цепи позволяет выяснить особенности изомерного строения данных соединений и местоположение двойной связи и идентифицировать данные соединения как 2-метил-2-пентеналь, 2-этил-2-бутеналь, 2-гексеиаль. Данные соединения были обнаружены нами только в образцах синтетического этилового спирта с максимально обнаруженной концентрацией в 4-5 мг/дм3. На рис. 1 показана схема фрагментации 2-гексеналя, приводящая к образованию диагностических ионов.

Два соединения, показанные на рис. 2 (30, 31) также имеют брутго-формулу С6Н10О, но в данном случае мы имеем дело с циклическими кетонами. Об этом свидетельствует высокая интенсивность пиков молекулярного иона

Рис. 1. Масс-спектры 2-этил-2-бутеналя (15), 2-метил-2-пентеналя (17), 2-гексеналя (21) и схема фрагментации альдегида 21.

(31).

(наличие карбонильной группы в цикле стабилизирует молекулярный ион) в сочетании с отсутствием фрагмента, соответствующего потере атома Н (следовательно, это не альдегиды). Также для класса циклических кетонов диагностическими являются ионы, соответствующие выбросу СО (М-СО)+ -m/z 70 (для 30 - 29%, 31 - 6%) и образование фрагмента С3Н^+ - m/z 42 (для 30 - 100%, 31 - 91%). Справочные данные позволяют однозначно установить размер цикла. Известно, что диагностическим для циклогексанонов является наличие основного иона с m/z 55 (100%). Следовательно, спектры 30, 31 принадлежат метилциклопентанонам (циклобутаноны распадаются пополам). Местоположение метального радикала определяется также анализом относительных интенсивностей диагностических ионов. Так, в случае 3-метилциклопентанона (31), 3-СН3 заместитель приводит к увеличению вклада разрыва связи С(1)-С(5) по сравнению с С(1)-С(2), поскольку в результате распада образуется более термодинамически стабильный ион m/z 69 (для 30 -48%, 31 - 100%) с внутренней кратной связью (рис. 3). 2- СН3 заместитель облегчает разрыв связи С(1)-С(2) (более замещенная по сравнению с С(1)-С(5), поэтому интенсивность молекулярного иона (М+) понижается и облегчается

процесс выброса СО). Максимально обнаруженные концентрации данных соединений в образцах исследованных спиртов — 3-5 мг/дм3.

m/z 55 (30-65%, 31-82%)

НзС,

R2 m/z 69 (30-48%, 31-100%)

Рис. 3. Схема образования диагностических фрагментов 2-метилцикло-пентанона (30) и 3-метилциклопенганоиа (31).

На рис. 4 показаны масс-спектры двух изомерных соединений с молекулярными ионами М* - 72 и брутто-формулой С4Н80 (соединения 83 и 94). Докажем, что данные соединения относятся к классу спиртов. Необходимо отметить — у спиртов молекулярный ион нестабилен (83 — 0.1%, 94 - 7%) из-за благоприятных процессов фрагментации, инициируемых гидроксильной группой. Поэтому важным направлением распада спиртов является элиминирование молекулы воды (М-Н20)+ - m/z 54 (83 — 2%, 94 — 3%). В результате последующего распада углеводородных осколков С^Нв в спектре регистрируются ионы диеновой m/z 39 (83 - 8%, 94 - 31%) и олефиновой m/z 27 (83 — 10%, 94 — 15%) серий. В спектрах соединений 83, 94 видны характерные спиртовые серии с m/z 31 (83 — 7%, 94 — 72%), соответствующая СН30+ и с m/z 45 (83 - 5%, 94 - 0.6%), соответствующая С2Н50+. Большая разница в интенсивностях спиртовой серии хорошо объясняется тем обстоятельством, что образование СНэО+ для соединения 94 связана с энергетически выгодным расщеплением С(1)-С(2) связи, которая находится в аллильном положении по отношению к двойной и невыгодным винильным расщеплением прочной С(2)-С(3). Возникновение фрагмента С3Нб с m/z 42 (83 — 8%, 94 — 100%) объясняется проявлением феномена Мак-Лафферти (схема показана на рис. 5). Наличие Данного фрагмента исключает изо-строение, поскольку обязано сработать правило выброса максимального радикала и не наблюдалось бы перегруппировки Мак-Лафферти (критерий -i длина цепи). Что

касается спектра соединения 83, то пик максимальной интенсивности с m/z 44 (для 83 - 100%, 94 - 8%) объясняется только распадом пополам циклобутанола. Вышеприведенные заключения подтверждают, что обнаруженные соединения — 3-бутенол и циклобутанол. • Циклобутанол обнаруживался нами только в этаноле, получаемом из свекольной мелассы, а 3-бутенол - в образцах синтетического этилового спирта с максимальной концентрацией 2-3 мг/дм3.

Рис. 4. Масс-спектры 3-бутенола (94) и циклобутанола (83).

Диеновая серия

С4Н6+ -> Н2С=С=С*Н

m/z 54 (83-2%, 94-3%)

m/z 39 (83-8%, 94-31%)

Олефиновая серия Н2С=С*Н

m/z 27 (83-10%, 94-15%)

Проявление феномена Мак-Лафферти для З-бутен-1-ола

л J Л ->\ +осн2

m/z 42 (100%)

Распад пополам циклобутанола ОН*

/ сн^с-он"7*

m/z 44 (100%)

83-М 72(0.1%)

Рис. 5. Схема образования диагностических фрагментов З-бутен-1-ола (94) и циклобутанола (83).

При идентификации эфиров карбоновых кислот также есть свои особенности. Так, для изомерных соединений 155 и 156, показанных на рис. 6, не нужно даже определять брутго-состав по соотношению М+ и (М+1)+ и легко видна принадлежность к данному классу.

Достаточно при анализе обратить внимание на пики с m/z 60, 61: это М* и протонированный молекулярный ион (МН+) уксусной кислоты. Хорошо известно, что в предельном случае М+ сложных эфиров в результате перегруппировки по кислотной и спиртовой цепям распадаются доМ*и МН+ уксусной кислоты. Также следует обратить внимание на нечетноэлектронные ионы с m/z 144 и 70. Они могут возникнуть, если спиртовая цепь насчитывает пять атомов углерода. Тогда перегруппировка Мак-Лафферти по спиртовой части приведет к ионам 144 и 70 (это показано на схеме фрагментации рис. 7).

Меньшая энергия ионизации иона С5Н10 с m/z 70(100%) делает его пик более интенсивным по сравнению с альтернативным m/z 144(3%). Правило Стивенсона-Одье не нарушается. Перегруппировка Мак-Лафферти по кислотной части приводит к иону m/z 130, который далее распадается по механизму Мак-Лафферти и Мак-Лафферти+1 до ионов m/z 60, 61.

Естественно, регистрируются также ацильные ионы С7Н5С=0+ с m/z 127, пики ионов «кислотной» (87, 101, 115), «алкановой» (29, 43, 57, ...) и «алкеновой» (27, 41, 55, 69, ...) гомологических серий. Ацильные ионы с m/z 127 для обоих изомеров имеют одинаковый вклад в полный ионный ток,

следовательно алкнльный радикал в кислотной части нормального строения. Однако в спектре соединения 155 есть пики с m/z 199 (М-СНз)+ и m/z 171 (М-С3Н7)+. Данные пики могут появиться только при присутствии в эфирной части 3-метил-бутил радикала, т.к. только в этом случае нет препятствия перегруппировке Мак-Лафферти. Таким образом, подтверждаем, что обнаруженные соединения — изоамилоктаноат и и-амилоктаноат с брутто-формулой С13Н26О2. Эти соединения идентифицировались нами только в виноградных спиртах.

m/z 60

изоамилоктаноата

156-[Mf 214

Рис. 7. Схема образования диагностических фрагментов (155) и н-амилоктаиоата (156).

В масс-спектрах соединений 181 - 184 (рис. 9) зарегистрированы интенсивные пики молекулярных ионов М+ с массовыми значениями m/z: 94(100%) - 181, 108(96%) - 182, 108(100%) - 183, 122(76%) - 184. Анализ относительных интенсивностей пиков IvT и изотопных (М+1)+ позволил рассчитать содержание каждого элемента и установить брутто-формулы соединений алкилпиразинов: 181 — С5Н6Ы2; 182 — СбН8Н2; 183 — СбН8Ы2; 184 — C7H10N2. Хорошо известно, что наличие ароматической системы кратных связей приводит к повышению стабильности М+. Поэтому следует предположить, что соединения 181 — 184 - азотсодержащие ароматические производные (алкил -пиразины, или -пиримидины, или -пиридазины).

Интерпретацию масс-спектров проводили исходя из концепции локализации заряда и радикала, «азотного» правила, «четноэлектронного» правила, принципа наименьших структурных изменений при фрагментации.

Распад М+ и осколочных ионов всех четырех соединений протекает однотипно: диагностические ионы образуются при выбросе молекулы синильной кислоты (фрагменты А, Д) и ацетонитрила (фрагменты В, С) — рис. 8. В спектрах соединений 181-183 пики ионов (M-HCN)+ - фрагменты А, Д -имеют большую интенсивность чем ионов (M-CH3CN)+ - фрагменты В, С. Это говорит, во-первых о том, что потеря синильной кислоты более выгодный процесс, а во-вторых, что гетероцикл расщепляется по одной из связей C(2)-N (М+-изомеризация — рис. 8).

м+

yr'">f -hcn

r2c=cr'

ИЛ

181: r1=ch3, r2=r3=h 182: r'=r2=ch3, r3=h 183: r1=r3=ch3, r2=h 184: r'=r2=r3=ch3

-ch3cn

_i D2I

r2c=cr'

3-7Í

Рис. 8. Схема образования диагностических фрагментов соединений алкилпиразинов (181-184) на примере 2,6-диметил-пиразина (183).

Анализ спектров изомеров.2,5- и 2,6- диметилпиразинов показывает, что относительные интенсивности однотипных фрагментов В - m/z 67 хорошо отражают особенности строения: m/z 67(10%) для 183 и m/z 67(0.5%) для 182. Все просто: лимитирующей стадией процесса является раскрытие ароматического цикла по связи C(2)-N (рис. 8). Легко рассеять сомнения о принадлежности спектра 184 триметижпиразину или пропил-пиразину. В случае моно-алкил-пиразина при длине углеводородной цепи равной 3 С нужно ожидать характерную перегруппировку через 6-ти членное переходное состояние с образованием осколочных ионов (М-С2Н4)4". Отсутствие пиков ионов (М-С2Н4)+ в спектре 184 свидетельствует в пользу структуры триметил-пиразина.

Соединения 181-184 не могут быть алкилпиридазинами, поскольку для последних реализовывалось бы отщепление молекулы азота. Также не могут быть алкил-пиримидинами, поскольку для них характерен последовательный выброс 2-х молекул синильной кислоты.

Таким образом очевидно, что используя диагностические ионы М* (m/z 94, 108, 122, 136, ...), m/z 42 (H4C2N)+, m/z 39 (C3H3)+ в качестве характеристических, определение присутствия алкилпиразинов в неизвестных пробах методом хромато-масс-спектрометрии в режиме селективного ионного детектирования особых сложностей не представляет.

Идентифицированные примеси были разделены на классы соединений в соответствии с нормативными требованиями ГОСТ 5964-93 и ГОСТ 18300-87. Особый интерес представляет класс «Полифункциональные соединения». Здесь среди кислородсодержащих соединений многие содержат в своей структуре в различных комбинациях гидроксильную, кето-, карбоксильную, эфирную (сложноэфирную) группы, поэтому весьма затруднительно отнести их к тем или иным монофункциональным соединениям.

В составе примесей спирта этилового можно отметить присутствие азотсодержащих, кремнийсодержащих, серусодержащих, хлорсодержащих соединений, замещенных фенолов, терпеновых, ароматических и насыщенных

Itudna 9000 mo 7000 GCOO 500C «00 3000 3000 1000 0 IÄ-» 183 3« a Ï1 111 И 1 ISTSFyim.í^Att^ 1 42 Nf ^ -CHjCN I Д (-HCN) . C(-CH,CN) Д^-HCN 8 I.........

9 10 15 20 25 X 35 )«аВИ657075Юа5 90 35 1Ю105 1M 115

углеводородов, фурана и его замещенных. Причем из хлорсодержащих соединений учитывались лишь те, которые отсутствовали в составе воды, использованной для приготовления образца.

Состав примесей спирта этилового, полученного из зерна, винограда и этилена весьма характеристичен и по присутствию тех или иных компонентов в анализируемой пробе нетрудно определить происхождение этанола. При этом Идентификацию природы этилового спирта в неизвестной пробе можно проводить по присутствию в хроматограмме соединений, входящих в любой из шести классов соединений (альдегиды, кетоны, органические кислоты,, спирты, эфиры, полифункциональные соединения). Если в качестве идентификаторов выбрать альдегиды, нетрудно заметить, что для пищевого этанола характерно присутствие насыщенных алифатических, а для синтетического спирта -ненасыщенных альдегидов (например, кротоновый альдегид, пропеналь). При выборе в качестве меток кетонов следует учесть, что синтетический этанол характеризуется наличием широкого набора диалкилкетонов с четным числом атомов углерода различного изомерного строения. В пищевом спирте отмечено присутствие лишь девяти кетонов, причем все они обнаружены в зерновом этаноле. В составе виноградного спирта кетоны не идентифицированы.

Если идентификацию этанола проводить по присутствию кислот, то следует подчеркнуть отсутствие карбоновых кислот (кроме муравьиной и уксусной) в составе синтетического спирта. Присутствие гомологического ряда карбоновых кислот характерно для состава этанола, полученного из пищевого сырья, причем их концентрация в виноградном спирте значительно выше, чем в зерновом.

Для состава примесей синтетического спирта характерно присутствие алифатических спиртов (идентифицировано 16 соединений) с четным числом углеродных атомов, содержащих гидроксильную группу, преимущественно, у второго или третьего атома углерода, практически полное отсутствие эфиров карбоновых кислот, а из полифункциональных соединений — широкое представительство углеводородов, в том числе ароматических, фурана и его замещенных.

В пищевом этаноле из алифатических спиртов отметим наибольшее представительство соединений нормального строения, а алкилфенолы и гераниол зарегистрированы только в виноградном спирте. Из эфиров карбоновых кислот наиболее представительный набор обнаружен в виноградном спирте, причем этиловые эфиры стеариновой, дикарбоновых и фенилкарбоновых кислот содержатся только в нем. Изоамиловые эфиры содержатся, преимущественно, в виноградном спирте, а изобутиловые — в зерновом. Из полифункциональных соединений для винохрадного этанола характерно присутствие в его составе замещенных ацеталей, пировиноградной кислоты, замещенных фурфурола, а для зернового - алкилпиразинов, других азотосодержащих и серусодержащих соединений, алкоксиалкилфенолов.

Следует отметить, что молекулы алкилпиразинов являются весьма перспективными веществами, чтобы служить маркерами при идентификации сырья, из которого приготовлен этиловый спирт, по двум причинам. Во-

первых, общеизвестно, что молекулы алкилпиразинов обладают гербицидной и антибиотической активностью, являются одним из слагаемых аромата пищи при ее приготовлении, они обнаружены в жареном мясе, какао, картофеле, в целом ряде сыров. Структура пиразинового цикла характерна для строения некоторых феромонов, антибиотиков (аспергилловая кислота), антибактериальных, антивирусных, противоопухолевых (эхиномицин) лекарственных препаратов. Во-вторых, молекулы алкилпиразинов имеют достаточно характеристичные масс-спектры электронного удара с ограниченным числом диагностических ионов.

С 1 июля 2002 года в России введен в действие ГОСТ Р 51786-2001 «Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматический метод определения подлинности», а с 1 марта 2005 года изменение №1 к данному ГОСТу. Согласно первой редакции п.4.8. ГОСТ Р 51786-2001 «присутствие на хроматограмме анализа спирта таких веществ как этиловый эфир, ацетон, 2-бутанол, 2-бутанон, кротональдегид, 1-пентанол, 1-гексанол, бензиловый спирт, бензальдегид, 2-фенилэтанол... или одного из них дает основание идентифицировать этот спирт как непищевой и непригодный для производства ликероводочной продукции. Наличие вышеуказанных веществ на хромато грамме анализа водки дает основание считать, что данная водка приготовлена из спирта, непригодного для производства. При наличии диэтилфталата спирт является денатурированным и непригодным для производства водок». Изменение № 1 ГОСТ Р 51786-2001 добавило в этот список веществ еще 2 соединения — изобутилацетат и этилбутират.

Сопоставление данного списка соединений с веществами, идентифицированными в проведенных нами исследованиях, показывает, что только диэтиловый эфир и кротоновый альдегид могут служить маркерами природы непищевого спирта, так как были обнаружены ранее только в синтетическом этаноле. Из остальных 10 соединений ацетон и 2-бутанон идентифицированы в зерновом (3.) и синтетическом (С.), бензальдегид -зерновом и виноградном (В.), 1-пентанол — зерновом, 1-гексанол зерновом и виноградном, 2-бутанол - зерновом, виноградном и синтетическом, бензиловый спирт — виноградном, 2-фенилэтанол - зерновом и виноградном, этилбутират — зерновом и виноградном, изобутилацетат - зерновом спирте (табл. 2).

Следовательно, из списка 12 веществ для идентификации подлинности спирта и водки согласно ГОСТ Р 51786-2001 10 соединений не имеют к этому никакого отношения, а присутствие в хромато грамме большинства из них можно использовать в качестве маркеров природы пищевого этанола. В связи с этим ФГУ «ЦСМ Республики Башкортостан» совместно с ГУЛ «Московское качество», Российской ассоциацией хроматографистов им. М.С.Цвета, ФГУП «Всероссийский НИИ метрологической службы» разработали, а Технический комитет по стандартизации ТК 335 «Методы испытаний агропромышленной продукции на безопасность» внес на рассмотрение проект национального стандарта РФ «Спирт этиловый. Методы определения подлинности». Текст данного национального стандарта РФ приведен в Приложении к диссертации.

Таблица 2

Л* п/п Соединение Структура с. 3. в. X. п/п Соединение Структура с. 3. в.

1. Этиловый эфир + 7. 1- гексакол + +

2. Кротон-альдегид + 8. Бензило-вый спирт +

3. 2-бутанол + + + 9. Бензаяь-дегид + +

4. 2-бутанон у> о + + 10. 2-фенил-этанол + +

5. Ацетон Ь + + 11. Этилбути-рат + +

6. 1- пентанол + 12. Изобутил-ацетат +

Таким образом, технический спирт от пищевого, зерновой от виноградного можно отличить по целому ряду признаков. Список характеристических примесей для спирта из различных видов сырья приведен в табл. 3.

Главный вопрос заключается в достижении требуемой чувствительности определения, так как микропримеси - идентификаторы в спирте этиловом высокой степени очистки могут содержаться в столь малых количествах, что их регистрация методом газовой хроматографии напрямую невозможна. Для метода хромато-масс-спекгрометрии (ХМС) известно, что его использование в режиме селективного ионного детектирования (СИД) без предварительной пробоподготовки для представителей некоторых классов органических соединений позволяет добиться чувствительности определения порядка 1 мкг/дмэ, а с помощью пробоподготовки ее можно повысить еще на один-два порядка. Такая величина чувствительности гарантирует установление природы происхождения спирта этилового из различных видов сырья независимо от современных способов очистки этанола.

Например, содержание в этаноле такого альдегида как пропеналь никогда не нормировалось отечественными ГОСТами на этиловый спирт и водки. Согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (стр.33) пропеналь относится к 1 классу опасности (чрезвычайно опасные вещества) с ПДК 0.02 мг/л. Чувствительность такого порядка недостижима на ГХ с ПИД напрямую (без пробоподготовки). Не случайно во всех действующих ГОСТах порог обнаружения составляет 1мг/дмэ. Только метод ХМС в режиме СИД позволяет напрямую определять акролеин. С использованием этого метода он обнаруживался нами только в синтетическом этиловом спирте и может служить маркером синтетического спирта.

Таблица 3

Микропримеси, характеризующие вид сырья из которого изготовлен этиловый спирт.

Классы соединений ПИЩЕВОЙ НЕПИЩЕВОЙ

ЗЕРНО ВИНОГРАД СВЕКЛА СИНТЕТИЧЕСКИЙ ГИДРОЛИЗНЫЙ

Альдегиды Насыщенные алифатические, бензальдегнд Насыщенные алифатические, бензальдегнд Кротоновый, ненасыщенные алифатические, пропеналь (акролеин) Кротоновый альдегид

Кетоны Замещенные ацетофеноны Широкий набор диалкилкстонов с четным числом атомов углерода Диацетил

Органические кислоты Гомологический ряд карбоновых кислот Гомологический ряд карбоновых кислот -

Спирты Нормальные алифатические . Нормальные алифатические, ал кил фенолы, гераниол Циклобутанол Вторичные, третичные алифатические с четным числом атомов углерода Содержание метанола на 1-2 порядка выше чем в пищевом

Эфиры Изобутиловые карбоновых кислот Изоамиловые карбоновых кислот, этиловые стеариновой, дикарбоновых и фенилкарбоновых кислот Диэтиловый эфир, отсутствие эфиров карбоновых кислот Метил бе изо ат, диметиловый эфир

Полифункциональные Алкилпиразины, алкоксиалкилфенолы, азот-и серусодержащие Замещенные ацетали, замещенные фурфуролы, пировиноградная кислота Нитропропан, пиридин, ^енилсемикар-базид Ароматические углеводороды, замещенные фурана 1,2,4 - буташриол

а г

о S

•3

о ш о

pi о

s §

§ л

s я

« g

СО

ГО

- 2.853 Acetic aldehyde

-te.744- I-Amul.alkohol 7.672 -18.637 1

J23.930- Aoettc »cid

На рис. 10 приведены хроматограммы синтетического этилового спирта (А) и этилового спирта, полученного из ржи (В). Исследование методом ГХ-МС в режиме селективного ионного детектирования показывает, что хроматографический пик пропеналя следует искать в интервале времен удерживания 2-3 мин., а хроматографические пики алкилпиразинов - в интервале 12-15 мин.

Обнаружение в этаноле ряда ненормируемых ГОСТами примесей заостряет проблему безопасности и качества всей алкогольной продукции, т.к. в сегодняшней нормативной документации для этих соединений отсутствуют показатели токсичности и ПДК. Ситуация осложняется еще и тем обстоятельством, что при совместном присутствии нескольких токсичных веществ, действие этих примесей может складываться. Чтобы учесть эту возможность обычно пользуются формулой:

,.1 ПДК, где с, - концентрация /-го компонента.

При таком рассмотрении значение ПДК теряет свой первоначальный смысл. Этот пример показывает как сложно определять безопасность и качество этанола, алкогольных напитков, да' и вообще любого вида пищевой продукции.

Таким образом, метод хромато-масс-спектрометрии позволяет однозначно установить происхождение спирта этилового и идентифицировать сырье из которого произведен этанол.

ВЫВОДЫ

1. Впервые методом хромато-масс-спектрометрии в образцах этилового спирта из различных видов сырья (виноград, гидролизный, кукуруза, меласса, пшеница, рожь, свеклосахарная патока, синтетический, тритикале) идентифицировано 112 соединений. Установлено, что каждый вид этилового спирта характеризуется строго определенными примесями, позволяющими однозначно идентифицировать его происхождение. Для всех примесей, идентифицированных в этиловом спирте и этанолсодержащей продукции установлены границы их количественного содержания.

2. Разработана и внедрена методика идентификации подлинности апкогольсодержащей продукции из различных видов сырья по наличию или отсутствию в ее составе характеристических органических примесей. Данные хромато-масс-спектрометрии адаптированы применительно к газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором, что послужило основой разработки методов идентификации примесей и их количественного определения в этиловом спирте и алкогольсодержащей продукции. Величина минимально измеряемой концентрации примесей < 0.08 мг/дм3, погрешность измерения примесей составляет +10%.

3. Метод хромато-масс-спектрометрии. в режиме селективного ионного детектирования (чувствительность < 1 мкг/дм ) позволяет надежно выявить фальсифицированную и контрафактную алкогольную продукции вне зависимости от способов очистки этанола.

4. Установлено, что маркерами подлинности зернового этилового спирта являются алкилпиразины, а синтетического - пропеналь (акролеин).

5. Полученные данные по составу примесей этилового спирта использованы для оптимизации технологического режима брагоректификации и улучшения качества ректификованного спирта на Стерлитамакском СВК «Сгалк» - филиал ГУП «Башспирт».

6. Разработан государственный стандартный образец, образцы аттестованных смесей и хроматографические методы идентификации примесей. На всех предприятиях спиртоводочной отрасли Республики Башкортостан разработаны и внедрены современные методы контроля безопасности и качества продукции на всех этапах ее производства.

7. Разработан и прошел предварительное обсуждение проект национального стандарта «Спирт этиловый. Методы определения подлинности».

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Муратшин А.Т., Хамитова Г.Р., Нигматуллин А.Т., Шмаков B.C. Государственное регулирование потребления алкогольной продукции (на примере Республики Башкортостану/Стандарты и качество. - 2005, № 9. -С.28-29,

2. Муратшин A.M., Нигматуллин А.Т., Шмаков B.C., Галкин Е.Г., Савлучинская Т.Р., Толстиков А.Г. Хромато-масс-спектрометрическое определение природы этанола//В сборнике трудов «Проблемы идентификации алкогольсодержащей продукции». - М.: АСМС, 2001. -С.92-109.

3. Муратшин А.М., Музыков Г.И., Нигматуллин А.Т., Шмаков B.C. Деятельность Центра стандартизации, метрологии и сертификации Республики Башкортостан по обеспечению качества и безопасности

' алкогольной продукции// В сборнике трудов «Проблемы идентификации алкогольсодержащей продукции». - М.: АСМС, 2001. - С.43-58.

4. Муратшин A.M., Нигматуллин А.Т., Музыков Г.И., Шмаков B.C. Идентификация: аспекты, проблемы и подходы к их решению// В сборнике трудов «Проблемы идентификации алкогольсодержащей продукции». - М.: АСМС, 2001. - С.122-138.

5. Муратшин A.M., Галкин Е.Г., Нигматуллин А.Т., Савлучинская Т.Р., Толстиков А.Г., Шмаков B.C. Определение происхождения этилового спирта методом хромато-масс-спектромеггрии//Партнеры и конкуренты. — 2001, №2.-С. 27-34,

6. Муратшин A.M., Нигматуллин А.Т., Толстиков А.Г., Шмаков B.C. Проблемы идентификации качества спиртосодержащей продукции//Партнеры и конкуренты. - 2001, № 11. - С. 30-33.

7. Муратшин A.M., Журба В.М., Нигматуллин А.Т., Севницкий С.А., Шмаков B.C. Опыт проведения региональных МСИ специальных образцов состава токсичных микропримесей водки и спирта//Партнеры и конкуренты. - 2002, № 12. - С.22-27.

8. Муратшин А.М., Нигматуллин А.Т., Шмаков B.C., Толстиков А.Г. Соответствуют ли действующие стандарты требованиям безопасности и качества алкогольной продукции?//Тезисы Международного конгресса «Сертификационные испытания пищевой продукции — XXI век». — Екатеринбург, 2000. - С. 48-49.

9. Муратшин A.M., Музыков Г.И„ Нигматуллин А.Т., Прокопчук С.Г., Шмаков B.C. Роль ЦСМ РБ в республиканской системе обеспечения качества и безопасности алкогольной продукции//Тезисы докладов третьей научно-практич. конф. «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». — Пущино, 2001. - С. 35.

Ю.Муратшин А.М., Музыков Г.И., Нигматуллин А.Т., Шмаков B.C. Система идентификации и учета алкогольной продукции в Республике Башкортостан//Тезисы докладов третьей научно-практич. конф. «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». -Пущино, 2001. -С.Зб.

И.Муратшин A.M., Нигматуллин А.Т., Севницкий С.А., Шмаков B.C. Проблемы идентификации алкогольсодержащей продукции при проведении сертификационных испытаний//Тезисы V Всероссийской конференции «Метрологическое обеспечение сертификационных испытаний пищевой продукции». - Екатеринбург, 2001.

12.Муратшин A.M., Севницкий С.А., Баймуратов Ю.Г., Шмаков B.C., Нигматуллин А.Т. Качество реактивов и их влияние на проведение испытаний с целью оценки соответствия продукции по показателям качества и безопасности/УТезисы VI Всероссийской научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение сертификационных испытаний пищевой продукции». - Екатеринбург, 2002. - С.28-30.

13.Муратшин A.M., Нигматуллин А.Т., Севницкий С.А., Музыков Г.И., Шмаков B.C. Опыт проведения региональных МСИ специальных образцов состава токсичных микропримесей водки и спирта//Тезисы VI Всероссийской научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение сертификационных испытаний пищевой продукции». — Екатеринбург, 2002. - С.30-33.

14.Нигматуллин А.Т., Муратшин A.M., Музыков Г.И., Шмаков B.C. Идентификация: аспекты, проблемы и подходы к их решению//Материалы научно-практической конференции «Актуальные проблемы национальной безопасности государства, общества и личности в условиях переходной экономики» - БГУ, 2002. - С. 128-135.

А.Т. Нигматуллин

» Отпечатано с готовых диапозитивов ООО "Принт+"

Тираж 100 экз. Заказ № 70 от 18.05.06г. 450054, г. Уфа, пр. Октября, 71

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Нигматуллин, Айдар Тимирбекович

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Задачи и проблемы идентификации этанолсодержащей 9 продукции.

1.2 Идентификация - её сущность и актуальность.

1.3 Идентификация этанолсодержащей продукции.

1.4 Методы исследования этанолсодержащей продукции.

1.5 Обзор существующей нормативной базы в области 42 идентификации этанолсодержащей продукции.

1.6 Формулировка задач исследования.

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Объекты и методы исследования.

2.2 Методика выполнения измерения массовой доли 51 органических примесей в этиловом спирте и этанолсодержащих жидкостях методом газовой хроматографии.

2.3 Методика приготовления аттестованных смесей 61 органических примесей этилового спирта и этанолсодержащих жидкостей.

2.4 Обработка и интерпретация результатов измерений.

2.5 Условия эксперимента.

2.6 Государственные стандартные образцы для 83 метрологического обеспечения газовых хроматографов.

ГЛАВА 3 ИДЕНТИФИКАЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОПРИМЕСЕЙ ЭТИЛОВОГО СПИРТА МЕТОДОМ ХРОМАТО-МАСС

СПЕКТРОМЕТРИИ.

ВЫВОДЫ

Введение диссертация по химии, на тему "Идентификация методом хромато-масс-спектрометрии микропримесей в синтетическом этиловом спирте и полученном из природного сырья"

Актуальность проблемы. Федеральный Закон № 171-ФЗ от 22.11.1995 «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции» запрещает производство алкогольных напитков с использованием спирта, полученного из непищевого сырья. До середины 80-х годов у нас в стране существовал жесткий контроль в сфере производства и оборота алкогольной продукции. Однако в настоящее время для производства ликеро-водочной продукции в больших объемах нелегально применяют спирты, предназначенные для технических нужд, выработанные из непищевого сырья. В существующих отечественных нормативных документах отсутствуют современные методические приемы, позволяющие идентифицировать пищевые и синтетические спирты. Проведение государственной экспертизы, лицензирования и сертификации пищевого этанола, этилового спирта из непищевого сырья и спиртосодержащих растворов, а также государственный контроль за оборотом спиртосодержащей продукции невозможны без наличия методов оперативного контроля качества и подлинности продукции. При этом качество и токсичность этанола, способ его производства (брожение, гидролиз или гидратация этилена) и вид использованного сырья определяются составом примесей, их числом и количественным содержанием.

Учащение случаев отравления от употребления продукции, произведенной из непищевого этилового спирта, недостаточность достоверной экспериментально полученной информации о составе и количественном содержании примесей промышленного этанола, полученного различными способами и из различных видов сырья, несовершенство существующей нормативной и методической документации, представленной в действующих ГОСТах, многочисленные факты фальсификации спиртных напитков, снижение органолептических показателей отечественных ликеро-водочных изделий, увеличение объемов нелегального производства алкогольной продукции, снижение объемов производства национальной алкогольной отрасли делают чрезвычайно актуальной задачу разработки эффективных методов оперативного контроля примесей по. индивидуальным компонентам в этиловом спирте и этанолсодержащих жидкостях с целью достоверного выявления фальсифицированной продукции, задачу формирования обоснованного перечня контролируемых примесей и значений их ПДК, а также создания идентификационных карт соответствия для оценки качества конечной продукции.

- разработать хромато-масс-спектрометрические, методы идентификации органических микропримесей в содержащей этиловый спирт продукции;

- разработать и ввести в действие современные методы идентификации различных видов алкогольсодержащей продукции, которые позволят однозначно определить: пищевой или непищевой спирт использован при производстве спиртных напитков, и если пищевой - из какого сырья.

Научная новизна. При помощи метода хромато-масс-спектрометрии (ХМС) проведены комплексные исследования состава и количественного содержания микропримесей в этиловом спирте из различных видов растительного сырья и синтетического этанола. Впервые в изученных образцах идентифицировано присутствие 255 соединений (112 - впервые), из них 172 вещества обнаружено в этаноле из пищевого сырья и 112 — в техническом спирте. В пищевых спиртах 143 соединения идентифицировано в составе зернового этанола, 96 - в виноградном. Из 112 соединений технического спирта 99 идентифицировано в составе синтетического этанола.

Среди идентифицированных примесей наряду с альдегидами, высшими спиртами (компонентами сивушного масла), органическими кислотами и эфирами присутствуют кетоны, полифункциональные кислородсодержащие соединения, представители нескольких классов углеводородов, азот-, серу-, хлорсодержащих и других соединений, количественное содержание которых сегодняшними нормативными документами не регламентируется. Были определены качественные групповые метки, принадлежащие зерновым, виноградным, синтетическим, гидролизным спиртам, спиртам природного и искусственного происхождения. Установлено, что алкилпиразины наиболее перспективно использовать в качестве маркеров подлинности зернового этилового спирта, пропеналь (акролеин) - для синтетического спирта. Использование метода ХМС в режиме селективного ионного детектирования без предварительной пробоподготовки позволило установить природу спирта в водках независимо от способа очистки этанола. В процессе разработки методов идентификации и их метрологического обеспечения с помощью аттестованных смесей, типовых растворов и стандартных образцов состава было установлено, что действующие стандартизованные (по ГОСТам) методы испытаний (фотоэлектроколориметрический и газохроматографический) и перечень нормируемых в российских стандартах компонент не позволяют в достаточной степени оценить качество и тем более подлинность алкогольного изделия. В результате выполненного исследования разработан метод идентификации и определения количественного содержания микропримесей в этиловом спирте и этанолсодержащих жидкостях с помощью многомерной капиллярной газовой хроматографии.

Практическая значимость работы. В рамках данной диссертационной работы впервые разработаны ХМС-методики идентификации и количественного определения содержания микропримесей в этиловом спирте и этанол-содержащих жидкостях, которые адаптированы к хроматографическим методам на нескольких хроматографических колонках и детекторах. Разработанные хроматографические методы идентификации и количественного определения микропримесей в этаноле и алкогольсодержащей продукции внедрены на всех предприятиях ГУП «Башспирт». Данные по составу и содержанию примесей этанола имеют важное значение для оптимизации технологического режима процессов производства этилового спирта, создают перспективы дальнейшего повышения качества спиртных напитков и улучшения их органолептических показателей, позволяют более систематизировано проводить исследования, направленные на установление корреляции между органолептическими и физико-химическими показателями этиловых спиртов. В частности данные, полученные на основе разработанной методики были использованы для оптимизации технологического режима и улучшения качества продукции на Стерлитамакском СВК «Сталк» при реконструкции технологии брагоректификации. Результаты проведенного исследования свидетельствуют, что для реального внедрения в практику разработанных в диссертации методов определения качества этилового спирта необходим новый пакет нормативных и методических документов, которые могут гарантировать всестороннее и исчерпывающее исследование качества и безопасности этилового спирта и этанолсодержащих жидкостей и выявление фальсифицированной продукции. На основании результатов исследования разработан проект национального стандарта «Спирт этиловый. Методы определения подлинности».

Основные положения, выносимые на защиту:

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международном конгрессе «Сертификационные испытания пищевой продукции - XXI век» (Екатеринбург, 2000 г.), II и III научно-практической конференции «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции» (Пущино, 2000, 2001 гг.), V и VI Всероссийской научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение сертификационных испытаний» (Екатеринбург, 2001, 2002 гг.), научно -практической конференции «Актуальные проблемы национальной безопасности государства, общества и личности в условиях переходной экономики» (Уфа, 2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей и 7 тезисов докладов.

Заключение диссертации по теме "Органическая химия"

выводы

2. Разработана и внедрена методика идентификации подлинности алкогольсодержащей продукции из различных видов сырья по наличию или отсутствию в ее составе характеристических органических примесей. Данные хромато-масс-спектрометрии адаптированы применительно к газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектором, что послужило основой разработки методов идентификации примесей и их количественного определения в этиловом спирте и алкогольсодержащей продукции. Величина минимально измеряемой концентрации примесей < 0.08 мг/дм3, погрешность измерения примесей составляет + 10 % .

3. Метод хромато-масс-спектрометрии в режиме селективного ионного детектирования (чувствительность < 1 мкг/дм ) позволяет надежно выявить фальсифицированную и контрафактную алкогольную продукции вне зависимости от способов очистки этанола.

5. Полученные данные по составу примесей этилового спирта использованы для оптимизации технологического режима брагоректификации и улучшения качества ректификованного спирта на Стерлитамакском СВК «Сталк» - филиал ГУП «Башспирт».

7. Разработан и прошел предварительное , обсуждение проект национального стандарта «Спирт этиловый. Методы определения подлинности».

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Нигматуллин, Айдар Тимирбекович, Уфа

1. Большая советская энциклопедия. Под ред. A.M. Прохорова М.: Советская энциклопедия. - 1972. - Т.10. - С. 39.

2. Гончаров А.И., Корнилов М.Ю. Справочник по химии. Киев: Вища школа. - 1978.-С. 102.

3. ГОСТ Р 51293-99 «Идентификация продукции. Общие положения»

4. Гельфанд С.Ю., Ложникова Т.С. Идентификация плодоовощной продукции при обязательной сертификации // Партнеры и конкуренты.2000.-№5.-С. 11-17.

5. Кравченко Ю. Промедление смерти подобно. // Стандарты и качество.2001.-№ 1.-С. 8.

6. Материалы I научно-практической конференции «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции», г. Пущино, 1999 г., 112 с.

7. Материалы II научно-практической конференции «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции», г. Пущино, 2000 г., 117 с.

8. Материалы III научно-практической конференции «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции», г. Пущино, 2001 г., 143 с.

9. Проблемы идентификации алкогольсодержащей продукции//Сб. трудов. -М.:АСМС, 2001. 199 с.

10. Ю.Информация о социально-экономическом положении России 2005 год. Раздел VII - Демография. - М. Федеральная служба государственной статистики, 2005. - 7 с.

11. Информация о социально-экономическом положении России 2004 год. Раздел VII - Демография. - М. Федеральная служба государственной статистики, 2004. - 6 с.

12. Производство и оборот этилового спирта и алкогольной продукции в Российской Федерации. М.'.Федеральная служба государственной статистики, 2005. - 31 с.

13. З.Немцов А.В. Алкогольная смертность в регионах России. // Население и общество. 2003.-№ 78. - 4 с.1 ^Сертификационные испытания пищевой продукции XXI век. // Тезисы международного конгресса. - Екатеринбург: Из-во Урал. гос. эконом.ун-та -2000. - 128 с.

14. Метрологическое обеспечение сертификационных испытаний пищевой продукции. // Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции. Екатеринбург. - 2002.

15. Муратшин A.M., Журба В.М., Нигматуллин А.Т., Севницкий С.А., Шмаков B.C. Опыт проведения региональных МСИ специальных образцов состава токсичных микропримесей водки и спирта. // Партнеры и конкуренты. 2002. - № 12. - стр. 22 - 27.

16. Даллакан П.Б. Информационная поисковая система «Токслаб». Вер. 3.0 -CD-ROM. М.: РФЦ судебных экспертиз МЮ России. - PavelSoft. - 1992.

17. Архипов Д.Б., Галль JI.H. // Журнал аналитической химии. 1999. - Т.54. -№6.-С. 585.

18. Клюев Н.А. // Журнал аналитической химии. 2002. - Т.57. - № 6. - С. 566.

19. Полякова JI.JL //Журнал РХО им. Менделеева. 1994. - Т.38. - № 1. - С. 47.

20. Бродский Е.С., Хмельницкий Р.А. Хромато-масс-спектрометрия. М.: Химия, 1984.-216 с.

21. Концепция национальной политики России в области качества//Вестник Госстандарта № 6,2002. С.77-88.

22. ГОСТ Р 51698-2000. Водка и спирт этиловый. Газохроматографический экспресс-метод определения содержания токсичных микропримесей.

23. ГОСТ Р 51710-2001. Спирт этиловый. Метод определения наличия фурфурола.

24. ГОСТ Р 51654-2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации летучих кислот.

25. ГОСТ Р 51355-99. Водки и водки особые. Общие технические условия.

26. ГОСТ 5363-93. Водка. Правила приемки и методы анализа.

27. ГОСТ Р 52193-2003. Спирт этиловый сырец из пищевого сырья. Технические условия.

28. ГОСТ Р 51652-2000. Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия.

29. ГОСТ Р 51723-2001. Спирт этиловый питьевой 95%-ный. Технические условия.

30. ГОСТ 5964-93. Спирт этиловый. Правила приемки и методы анализа.

31. ГОСТ 3639-79. Растворы водно-спиртовые. Методы определения концентрации этилового спирта.

32. ГОСТ 18300-87. Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1987.

33. ТУ 38.402-62-117-90. Спирт этиловый синтетический технический. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1990.

34. Муратшин A.M., Белобрагин В.Я., Карповская С.А. Идентификация примесей этанола // Башкирский химический журнал. 1998. - Т.5. - № 2. -С.56-58.

35. Муратшин A.M., Белобрагин В.Я., Карповская С.А., Шмаков B.C., Галкин Е.Г. Идентификация примесей в техническом этаноле // Башкирский химический журнал. 1998. -Т.5. - № 4. - С.51-53.

36. Муратшин A.M., Белобрагин В.Я., Карповская С.А., Шмаков B.C. Безопасность и качество алкогольных напитков // Стандарты и качество. -1998.-№ 7.-С.80.

37. Алкоголь и здоровье населения России. 1900 — 2000 / Ред. А.К. Демина. -М.: ООО «Политек-Ф». Российская Ассоциация общественного здоровья, 1998.- 131 с.

38. Karasek F.W. GC/MS/Computers//Anal.Chem. 1972. - V. 44. - N 4. - P.619.

39. Бурачевский И.И. Пути повышения качества водок и ликеро-водочных изделий // Программа и тезисы докладов Первой научно-практической Конференции и Выставки «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». 1999. - г. Пущино. - С. 55.

40. Правила проведения сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья. — М.: Издательство стандартов, 1999. 286 с.

41. Николаева М.А., Положишникова М.А. Идентификационная экспертиза товаров // Партнеры и конкуренты. 2003. - № 9. - С. 4-6.44.3агорский A.JI. Контрафакт и фальсификация. Защитные решения // Партнеры и конкуренты. 2005. - № 5. - С. 4-7.

42. Сухов A.M. Общественные меры защиты от контрафактной и фальсифицированной продукции // Партнеры и конкуренты. 2005. - № 5. -С. 11-12.* Ч

43. Пивоваров Ю.В., Иванова Е.В., Зенин В.А. Контроль использования ароматизаторов в пищевой продукции // Партнеры и конкуренты. 2004. - № 3.-С. 21-26.

44. Положишникова М.А. Идентификация виноградных вин // Партнеры и конкуренты. 2000. - № 11. - С. 7 -14.48.0кара А.И. Идентификация масложировой продукции: состояние нормативной базы // Партнеры и конкуренты. 2001. - № 10. - С. 9-15.

45. Николаева М.А. Средства и методы идентификации пищевых продуктов // Партнеры и конкуренты. 2000. - № 4. - С. 23-25.

46. Пивоваров Ю.В., Пресняков А.А., Зенин В.А., Петров А.П., Помазанов В.В. Разработка комбинированной процедуры идентификации алкогольной продукции // Партнеры и конкуренты. 2001. - № 9. - С. 26-34.

47. Абашина А.Н. Проблемы оценки качества и сертификации масложировой продукции // Партнеры и конкуренты. 2000. - № 7. - С. 8-9.

48. Немцов А.В., Низар А. Потребление алкоголя и смертность в России. Смертность и алкоголь в разных странах // Население и общество. 1996. -№ 10.-6 с.

49. Итоги деятельности Государственной санитарно-эпидемиологической службы Министерства здравоохранения РФ по надзору за производством, реализацией спиртов и алкогольной продукции в Российской Федерации за 2002 год. М., 2003. - 13 с.

50. Петров А.П., Помазанов В.В., Пресняков А.А., Пивоваров Ю.В., Зенин В.А. Проблемы органолептической и инструментальной оценки качества и подлинности алкогольной продукции // Партнеры и конкуренты. 2001. -№ 7.-С. 36-41.

51. Стукова Е.А. Оценка качества и безопасности алкогольной продукции в ИЦ Коломенского ЦСМ // Партнеры и конкуренты. 2001. - № 7. - С. 42-44.

52. Нужный В.П., Савчук С.А. Алкогольная смертность и токсичность алкогольных напитков // Партнеры и конкуренты. 2005. - № 5. - С. 18-26.

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

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

55. Савчук С.А. К вопросу об идентификации природы этилового спирта // Партнеры и конкуренты. 2005. - № 1. - С. 32-38. - № 3. - С. 30-34.

56. Вязьмина Н.А., Савчук С.А. Идентификация примесей этанола с использованием хроматографических колонок различного типа // Партнеры и конкуренты. 2005. - № 7. с. 32-38. - № 8. - С. 22-27.

57. Вязьмина Н.А., Савчук С.А. Применение методов газовой хроматографии для идентификации происхождения спирта // Журнал аналитической химии. 2002. - Т. 57. -№ 8. - С. 813-819.

58. Драчева JI.B. Аналитическое оборудование для контроля качества // Пищевая промышленность. 2002. - № 11. - С. 73. ■

59. Landers J.P. Handbook of Capillary Electroforesis. Boca Raton: CRC Press, 1994.

60. Engelhardt H., Beck W., Schmitt T. Capillarelektroforese, Metoden und Moglichkeiten. Wiesbaden: Vieveg Velag, 1994.

61. Brainina Kh., Neyman E. Electroanalytical Stripping Methods. New York: John Wiley & Sons, 1993. - 198 p.

62. Яхно T.A., Яхно В.Г., Санин А.Г., Санина O.A., Пелюшенко А.С., Усватов

63. B.А., Кутяйкин В.Г. «Высыхающая капля» новая технология интегральной оценки качества жидких продуктов // Партнеры и конкуренты. - 2003. - № 4. -С. 29-33.

64. Яшин Я.И., Яшин А.Я. Анализ пищевых продуктов и напитков хроматографическими методами // Партнеры и конкуренты. 2003. - № 8.1. C. 9-13.

65. Арбузов В.Н., Савчук С.А., Алешкин Б.М., Фролова И.В. Комплексное применение методик для определения подлинности водок // Партнеры и конкуренты. 2001. - № 8. - С. 22-25.

66. Тюкавин Ю.А., Валитова Н.И. Исследование состава высших алифатических спиртов в виноградных винах // Партнеры и конкуренты. -2002.-№ 6.-С. 22-28.

67. Бродский Е.С. Аппаратура для хромато-масс-спектрометрии. Современное состояние и тенденции развития // Партнеры и конкуренты. -2002.-№ п.-С. 17-25.

68. Калабин Г.А., Каницкая J1.B., Кушнарев Д.Ф. Количественная спектроскопия ЯМР природного органического сырья и продуктов его переработки. М.: Химия, 2000.

69. Brazier J.L. Forensic Analysis in Forensic Applications of Mass Spectrometry. Boca Ration, Fl. CRC Press Inc, 1995.

70. Food Authenticity-Issues and Methodologies. France: Eurofms Scientific Publ, 1998.

71. Martin M.L., Delpeach J.J., Martin G.L. Practical NMR spectroscopy. Wiley-Haydan: London-Philadelphia-Reine, 1980. - Ch.9.

72. Lajtha K., Michener R.H. Stable isotopen in ecology and environmental science. London: Blackwell Sci. Publ., 1994. - 316 p.

73. Gaer V., Trierweiler M., Martin G.J., Martin M.L. Determination of site-specific carbon isotope ratios at natural abundance by carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy//Anal.Chem. -1991. Vol.63. -N.20. - P.2306-2313.

74. Bricout J. // Stable isotopes / Eds. Schmidt H.-L., Forstel H., Heizinger K. Amsterdam etc.: Elsevier Sci. Publ. Сотр., 1982. P.483-493.

75. Мартин M.JI., Делпеч Дж.Дж., Мартин Г.Дж. Практическое руководство по спектроскопии ЯМР / Пер. с англ. Иркутск. - 1982. - 617 с.

76. Martin P.D., Zhang B.L., Martin G.J. J. Sci Food Agric. 1995. - V.67. -P.l 13-123.

77. Monetti A., Versini G., Reniero F. Classification of Italian wines on a regional scale by means of a multi-isotopic analysis. Amsterdam: Elsevier, 1995. -P.1723-1730.

78. Klimmek A., Pross A., Fried A., Guillou C., Romisch U., Wittkowski R. Abstracts of EuroConference Modern Analytical Methods for Food and Beverage Authenticity. Ledince, Czech Republic, 2000. P.34.

79. Holbach В., Otteneder H., Marx R., Forstel H., Hutzen H. Lebensmittelchemie. 1995. - V.49. - P.79-93.

80. Martin G.J., Martin M.L., Mabon F., Michon M.-J. Identification of the origin of natural alcohols by natural abundance hydrogen-2 nuclear magnetic resonance // Anal. Chem. 1982. - V.54. - P.2380-2382.

81. Этанол и его метаболизм в высших организмах // Сборник научных трудов. Якутск: ЯНЦ СО АН СССР. - 1990. - 132 с.

82. ГОСТ 30536-97. Водка и спирт этиловый. Газохроматографический метод определения содержания токсичных микропримесей.

83. ГОСТ Р 51619 2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения относительной плотности.

84. ГОСТ Р 51620 2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации приведенного экстракта.

85. ГОСТ Р 51621 2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации титруемых кислот.

86. ГОСТ Р 51653 2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения объемной доли этилового спирта.

87. ГОСТ Р 51655 2000. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации свободного и общего диоксида серы.

88. ГОСТ Р 51762 2001. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения содержания летучих кислот и фурфурола.

89. ГОСТ Р 51786 2001. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения подлинности.

90. ГОСТ Р 52135 2003. Плодовые водки. Общие технические условия.

91. ГОСТ Р 52190 2003. Водки и изделия ликероводочные. Термины и определения.

92. ГОСТ Р 52191 2003. Ликеры. Общие технические условия.

93. ГОСТ Р 52192 2003. Изделия ликероводочные. Общие технические условия.

94. ГОСТ Р 52193 2003. Спирт этиловый сырец из пищевого сырья. Технические условия.

95. ГОСТ Р 52194 2003. Водки и водки особые. Изделия ликероводочные. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.

96. ГОСТ Р 52195 2003. Вина ароматизированные. Общие технические условия.

97. ГОСТ Р 51618 2000. Коньяки Российские. Общие технические условия.

98. ГОСТ Р 51821 2001. Водки и водки особые. Метод определения массовой концентрации катионов калия, натрия, аммония, кальция, магния, стронция и анионов фторидов, хлоридов, нитратов, нитритов, фосфатов и сульфатов с применением ионной хроматографии.

99. ГОСТ Р 51822 2001. Вина и виноматериалы. Газохроматографический метод определения объемной доли этилового спирта, массовой концентрации уксусной и пропионовой кислот.

100. ГОСТ Р 51823 2001. Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод инверсионно-вольтамперометрического определения содержания кадмия, свинца, цинка, меди, мышьяка, ртути, железа и общего диоксида серы.

101. ГОСТ Р 51875 2002. Вина, виноматериалы и коньяки. Фотоэлектроколориметрический метод определения массовой концентрации сахара с применением пикриновой кислоты (тринитрофенола).

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

103. Румянцев П.Г., Глубоков Ю.М., Троифонова О.Д., Румянцева М.П. Газохроматографическое определение компонентов водно-спиртовых смесей, содержащих формальдегид // Изв.вузов. Химия и хим. технол.-1999.-42, № 3.-С.34-37.

104. Wada Koji, Shibamoto Takayuki. Isolation and identification of volatile compounds from a wine using solid phase extraction, gas chromatography, and gas chromatography/mass spectrometry // J. Agr. And Food Chem. 1997. - 45, N. 11.-P. 4362-4366.

105. Zhou Zaide, Zeng Yongchang, Xie Minggui, Li Xiujuan. Газохроматографическое определение активного амилового спирта в сивушных маслах // Sichuan daxue xuebao. Ziran kexue ban = J. Sichuan Univ. Natur. Sci. Ed. 1996. - 33, N. 2. - P.187-190.

106. Zhang Yongkang, Zhou Yalin, Zhang Xiaofang. Микрокомпоненты и тип аромата в спиртных напитках «Лаоде» // Jishue daxue xuebao. Ziran kexue ban = J. Jishou Univ. Natur. Sci. Ed. 1998. - 19, N. 1. - P.74-76.

107. Gonzalez-Arjona D., Gonzai'ez-Gallero V., Pablos P., Gustavo Gonzalez A. Authentication and differentiation of irish whiskeys by higher-alcohol congener analysis // Anal. chim. acta. — 1999. — 381, N. 2-3. — P.257-264.

108. Mosandl A. Progress in the authenticity assessment of wines and spirits // Analusis. 1997. - 25, N. 3. - Р.МЗ 1-M38.

109. Sedlackova Bibiana, Kakalikova Lubica, Matisova Eva, Farkas Pavol, Dobos Andrej. Analysis of volatile compounds in various wines // Anal. Meth. and Instrum. 1995. - 2, N. 2. - P.106-108.

110. Gomez-Cordoves Carmen, Bartolome Begona, Jimeno M. Luisa. Identification of 2,3-dihydroxy-l-guaiacylpropan-l-one in brandies // J. Agr. And Food Chem. 1997. - 45, N. 3. - P. 873-876.

111. Lopez E. Falque, Fernandez Gomez E. Simultaneous determination of the major organic acids, sugars, glycerol and ethanol by HPLC in grape musts and white wines // J. Chromatogr. Sci. 1996. - 34, N. 5. - P.254-257.

112. Holbach Brigitte, Marx Rainer, Ackermann Michael. HPLC: die Hochdruckflussigkeitschromatographie wie ist die Anthocyan-Zusammensetzung bei Rotweinen? //Dtsch. Weinbau. 1998. -N. 10. - P.60-63.

113. Stancher В., Riccobon P., Calabrese M. Sul contenuto in prolina dei vini D. О. C. del Carso Triestino // Ind. bev. 1995. - 24, N. 136. - P.133-138.

114. Магомедова E.C., Маммаев A.T. Люминесцентная характеристика вин из сорта Ркацители // Виноград и вино России. 1998. - № 1. - С. 12-13.

115. Tardaguila J., Bertamini М., Reniero F., Versini G., Pardo J. Compositicion en oxigeno-18 del agua del mosto en la vendimia. I. Influencia del regimen h'idrico // Alimentaria. 1996. - 34, N. 277. - P.95-99.

116. Martin G. J. Analytical NMR in food science //Analusis. 1994. - 22, N. 5. -P.M3-M3.

117. Barbeira P. J. S., Mazo L. H., Stradiotto N. R. Determination of trace amounts of zinc, lead and copper in sugar cane spirits by anodic stripping voltammetry // Analyst. 1995. - 120, N. 6. - P.1647-1650.

118. Warburton J. The electronic «NOSE» the technology and applications // Food Sci. and Technol. Today. - 1996. - 10, N. 2. - P.91-93.

119. Millies Klaus D. In zehn Minuten: Betriebskontrolle in Getrankebetrieben mit Hilfe der Kapillarelektrophorese // Getranke-Ind. 1996. - 50, N. 9. - P.582, 584-586.

120. Gu Xuelin, Creasy L.E., Kester April, Zeece Michel. Capillary electrophoretic determination of resveratrol in wines // J. Aqr. and Food Chem.1999. 47, N. 8. - P.3223-3227.

121. Гуськова В.П., Беляева Р.Ф., Георгиев Е.С., Сизова JI.E. Определение токсичных веществ в водках и питьевых спиртах методом ГЖХ // Гигиена и санитария.-1995.-№ 2.-С.50-51.

122. Gonzalez L.M., Gonzalez L.R. A selective separation of alcohol beverages and distilled wines by GC // J.Chromatogr.Sci.-1994.-V.32-№5.-P. 195-198.

123. Walsh J.W., Illingsworth B. The analysis of trace components present in gain neutral spirits and commercial vodcas. // PITTCON'94, Chicago.-1994.-P.805.

124. Santford V., Overton Ph.D., Manura J.J. Volatiles in commercial beverages. // PITTCON'92, New Orleans.-1992.-P.24-26.

125. Delahunty C.M., Conner J.M., Piggott J.R. Paterson A. Perception of heterocyclic nitrogen compounds in nature whiskey.// J.Instr.Brew.-1993.-V.93.-№ 6.-P.479-482.

126. Laber H., Schulz J., Spanhalz W. R., Bremser W. Use of a combined GC / FTIR / MS System for the analysis of spirits //J.Anal.Chem.-1995.-V.351.-№ 6.-P.530-535.

127. Messer P., Hoffman A., Macnamara K. Application of multidimensional to restricted compound analysis in distilled spirits// PITTCON'95, New Orleans.-1995.-P.918.

128. Messer P., Hoffman A., Macnamara K. A routine multidimensional GC-MSD for congener analysis in distilled spirits// PITTCON'95, New Orleans.-1995.-P. 260.

129. Favier J.-C., Ireland R.J., Mourel R.-M., Feninberg M. Description de la typicite des vius et boissons alkoolisees par le systeme international //Sci.alim.-1994.-V.14.-№ 5.-P.617-625.

130. Maranda D. Oznaczanie zanieczyszczen organicznuch w spirytusach// Przem.ferm.i owoc.-warzyw.-1989.-V.33.-№ 5.-P.6-8.

131. Neale M.E. Rapid HPLC method for determination of ethanol and fusel oil in the alcoholic beverage industry // J.Chromatogr.-1988.-V.447.-№2.-P.443-450.

132. Li Juangian, Liu Guojun. Газохроматографическое определение спиртов, альдегидов, эфиров в питьевых спиртах. // J.West China Univ.Med.Sci.-l 99 1.-V.22.-№ 1.-P.103-106.

133. Hagman G., Roeraade J. Rapid determination of volatiles in alcoholic beverages by precolumn backflush gas chromatography // J.High Resolut.Chromatogr.-l 990.-V. 13 .-№ 2.-P.99-103.

134. Leisieure M. Identification de polluants a haute sensibilite avec le couplage CPG/SM SATURN II. // Analusis.-1993.-V.20.- № 7.-P.645-649.

135. Dagna L., Gasparini G., Icardi M.L., Sesia E. Metodo multiresiduo di estrazione su colonna per la determinazione di residui di fitofarmaci in matrici vegetali e leaquiede. // Boll.chim.ig.Parte sci.-1993.-V.44.-№ 56, P.383-397.

136. Corneliussen P.E., Boyer K.W., Chin H.B. Committee on residues // J.AOAC. Int-1992.- V.75.-№ 1.-P.160-163.

137. Sawyer L.D. Multiresidue methods // J.AOAC Int-1992.-V.75-№ 1.-P.119-122.

138. Dedicu F., Puig P., Sarthou P. Appreciation organoleptique des vins // Analusi. 1991. - 19, N. 10.-P.14-19.

139. Aspects analytiques et organoleptiques // Pays Cognac. 1993, N.140. -P.23-24.

140. Binnig Ruper. Weinqualitat. Catechingehalt als Indikator //Dtsch Weinbau. -1997.-N. 13.-P.24-25. ,

141. Noble A.C. Bitterness and astringency in wine // Bitterness Food and Beverages. Amsterdam etc., 1990. - P.145-158

142. Mtiller-Spath Helmut. Nachweis Bitterstoffen in Weipwein. Der POM-Test // Dtsch. Weinbau. 1992. - 47, N. 23. - P.l099-1100.

143. Chialva F., Dada G. Bitterness in alcoholic beverages // Bitterness Food and Beverages. Amsterdam etc., 1990. - P. 103-122.

144. Fischer Claus. Neue und kostengunstige Analyse. Dem Korkton auf der Spur //Dtsch. Weinmag.- 1997.-N. 16- 17.-P.30-33.

145. Maurer Rolf. Gebindeeinflusse bei der Weinbereitung: Fa0ausbau oder Tankausbau // Dtsch. Weinmag. 1997. - N. 15. - P.26-30.

146. Cutzach Isabelle, Chatonnet Pascal, Henry Robert, Dubourdieu Denis. Identification of volatile compounds with a "Toasty" aroma in heated oak used in barrelmaking // J.Agr.and Food Chem. 1997. - 45, N. 6. P.2217-2224.

147. Tuley Liz. Going physical // Food Manuf. 1997. - 72, N. 7. - P.20-22.

148. Sakui N., Kaise M., Daishima S. Высокочувствительное определение компонентов запаха пищевых продуктов при помощи газовой хроматографии и масс-спектрометрии с использованием пробоотборника паровой фазы // Bunseki Kagaku. 1996. - 45, N. 6. - Р.551-558.

149. Matheis Gunter. Von leicht reizend bis schmerzhafit. Trigeminale Wahrnehmungen in Nasen und Mundhohle // Getranke-Ind. - 1996. - 50, N. 12. -P.874-876.

150. Stevens D.A. Individual differences in taste perception // Food Chem. -1996:-56, N. 3. -P.303-311.

151. Sinki Gabriel, Assaf Robert, Lombardo Jerom. Flavor changes: A review of the principal causes and reactions // Perfum.and Flavor. 1997. - 22, N. 4. - P.23-31.

152. Тории Сидзуо. Психологическое воздействие запахов (алкогольных напитков) // Ниппон Дзёдзо Кёкай Си = J.Brew.Soc.Jap. 1991. - 86, N. 11.-Р.822-828.

153. Honeybourne Colin. A nose for trouble // Chem.Brit. 1997. - 33, N. 11. -P.37-39.

154. Di Natale Corrado, D'Amico Arnaldo. II naso electronico: un nuovo strumento per l'analisi dei vini // Ind.bev. 1997. - 26, N. 150. - P.406-408.

155. Lucas Q., Benincasa V. Food freshness control with electronic nose // Pittsburgh Conf.Anal.Chem.and Appl.Spectrosc., New Orleans (La)., 1998. -P.1756.

156. Analysis of food aroma using a portable electronic nose // Pittsburgh Conf.Anal.Chem.and Appl.Spectrosc., New Orleans (La)., 1998. P. 1713.

157. Merkel C.M., Vazirani R. Artifical "noses" and their use in the beverage industry // Pittsburgh Conf.Anal.Chem.and Appl.Spectrosc., New Orleans, La, March 1-5,1998: PITTCON'98: Book Abstr. New Orleans (La), 1998. - P.438.

158. Zonta F., Bogoni P., Masotti P. Analisi mediante HPLC di composti carbonilici nelle bevande e nei superalcolici // Ind.bev. 1992. - 21, N. 120. -P.273-276.

159. Lopez E. Falque, Fernandez Gomez E. Simultaneous determination of the major organic acids, sugars, glycenol and ethanol by HPLC in grape musts and white wines // J.Chromatogr.Sci. 1996. - 34, N.5. - P.254-257.

160. Aylott R.I., Walker D.A. Determination of ethyl carbonate in alcoholic beverages // Anal.Proc. 1989. - 26, N. 12. - P.431-433.

161. Нагайчук B.B., Курганова Г.В., Смирнов B.A. Определение массовой концентрации бутанола-2 // Пищ.пром-сть. 1989. - № 11. - С.52-53.

162. Тычина А.П. Метод исследования состава спирта, получаемого из вторичных продуктов виноделия // Междунар.науч.конф. «Рац.пути использ.вторич.ресурсов АПК», Краснодар, 23-26 сент., 1997: Тез.докл. -Краснодар, 1997.-С.198-199.

163. Оганесянц JI.A. Состояние и пути повышения качества винодельческой продукции // Программа и тезисы докладов Второй научно-практической Конференции и Выставки «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». 2000. - г. Пущино. - С.26.

164. Линькова М.А. Спектрально-люминисцентный индикатор подлинности водок // Программа и тезисы докладов Третьей научно-практической Конференции и Выставки «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». 2001. - г. Пущино. - С.96Р149 1 '

165. Некрасов В.В., Гасанов Д.Р., Дейнеко А.О., Линькова М.А., Пермяков1.\ . < ' ;

166. Иванов Ю.А. ИВ-средства для контроля качества алкогольной и другой продукции // Программа и тезисы докладов Третьей научно-практической Конференции и Выставки «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». 2001. - г. Пущино. - С.76-77.

167. Житков А.Н. «Кибер-язык» для распознавания подлинности водок // Программа и тезисы докладов Второй научно-практической Конференции и Выставки «Идентификация качества и безопасность алкогольной продукции». 2000. - г. Пущино. - С.92-93.

168. Пикула Н.П., Слепченко Г.Б., Захарова Э.А. Вольтамперометрия в сертификационных испытаниях пищевой продукции // Тезисы международного конгресса «Сертификационные испытания пищевой продукции XXI век». - 2000. - г. Екатеринбург. - С.43-46.

169. Терентьев П.Б., Станкявичюс А.П. Масс-спектрометрический анализ биологически активных азотистых оснований. Вильнюс: Мокслас, 1987. -280 с.

170. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. М.: Бином.Лаборатория знаний, 2003. - 493 с.

171. Муратшин A.M., Белобрагин В.Я., Карповская С.А., Шмаков B.C. Проблемы безопасности и качества алкогольных напитков // Метрологическое обеспечение испытаний и сертификации продукции и услуг. Тез. доклад, Сб. 2.- Москва.-1998.- С.39-40.

172. Позняковский В.М. Гигиенические основы питания и экспертизы продовольственных товаров. Новосибирск, 1996. - 195 с.

173. Партнеры и конкуренты. 1999. - №.2. - С.60.

174. Востриков С.В., Мальцева О.Ю., Федорова Е.В. Динамика накопления примесей этилового спирта при сбраживании различных видов сырья // Изв. вузов. Пищевая технология. 1999.-№1.-С. 19-21.

175. Моисеенко B.C., Дячкина А.Б., Грачева О.В. Образование высших спиртов в ходе метаболизма Saccharomyces cerevisiae // Производство спирта и ликероводочных изделий.2004.-№1-С.11-13

176. Журба О.С., Поляков В.А., Леденев В.П. Технология этанола из цельного зерна пшеницы на основе интенсивных способов обработки сырья // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2004.-№1.-С.14-17.

177. Сотников В.А., Марченко В.В., Гамаюрова B.C., Шангараев Н.Г., Ефремов Ю.Я. Способы регулирования химических и сенсорных характеристик спирта // Производство спирта и ликероводочных изделий.2005.-№2.-С.11-14.

178. Rosen J.D., Pareles S.R. Mass spectrometry and NMR spectroscopy in pesticide chemistry. - New York: Plenum Press, 1974/ -P/91.

179. Middleditch B.S., Desiderio D.M. Comparison of selective ion monitoring and repetitive scanning during gas chromatography-mass spectrometry. //Anal.Chem. 1973. - V.45. -N.4. - P.806-808.

180. Полякова A.A., Хмельницкий P. А. Масс-спектрометрия в органической химии Л.: Химия.- 1972. - С. 302 - 303.

181. Чепмен Дж. Практическая масс-спектрометрия. М.: Мир. - 1988. -216 с.

182. Зенкевич И.Г., Иоффе Б.В. Интерпретация масс-спектров органических соединений. Л.: Химия.- 1986. - 176 с.

183. Горфинкель М.И. Нехорошев С.А. // Автометрия. 1972. - ЖЗ.С.126 -131.

184. Джонстон Р. Руководство по масс-спектрометрии для химиков-органиков. М.: Мир. - 1975. - 238 с.

185. Терентьев П.Б. Масс-спектрометрия в органической химии. М.: выс. школа .- 1984 .-336 с.

186. Иоффе Б.В., Костиков Р. Р., Разин В.В. Физические методы определения строения органических соединений.- М.: наука.-1978. 244 с.

187. Вигдергауз М.С., Семенченко JI.B., Езрец В. А., Богословский Ю.Н. Качественный газохроматографический анализ. М.: Наука. -1978.-244 с.

188. Хмельницкий Р.А., Лукашенко И.М., Бродский Е.С. Пиролитическая масс-спектрометрия высокомолекулярных соединений.- М.: Химия.-1980.-280 с.

189. Полякова А.А. Молекулярный масс-спектральный анализ органических соединений.- М.: Химия. 1983. - 248 с.

190. Исидоров В. А., Зенкевич И. Г. Хромато-масс-спектрометрическое определение следов органических веществ в атмосфере. Л.: Химия. - 1982 -136 с.

191. Атлас масс спектров органических соединений / Под. ред. В.А. Коптюга. вып. 1-22. -1977 - 1996 гг.

192. Тахистов В.В. Практическая масс спектрометрия органических соединений. - Л.: Изд-во ЛГУ. - 1977.-268 с.

193. Помазанов В.В., Петров А.П. Перспективы использования метода газовой хроматографии // Партнеры и конкуренты. 2000. - №.8. -С.25.