Перспективы применения метода капиллярного электрофореза в виноделии при мониторинге остаточных количеств фунгицидов триазольного химического класса в соках и виноматериалах

Оглавление

Контроль потребительской безопасности консервированных виноградных соков, предназначенных для детского питания Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Гугучкина Т.И., Антоненко М.В., Преснякова О.П.

Показана возможность применения капиллярного электрофореза для определения пестицидов группы триазолов в виноградном сырье, в консервированных виноградных соках и аналогичной продукции, предназначенной для детского питания .

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Гугучкина Т.И., Антоненко М.В., Преснякова О.П.

Control of consumer safety of canned grape juice, intended for baby food

The possibility of using capillary electrophoresis for the determination of pesticides of triazoles in grape commodities, canned grape juice and similar products intended for infant nutrition.

Текст научной работы на тему «Контроль потребительской безопасности консервированных виноградных соков, предназначенных для детского питания»

Il ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Контроль потребительской безопасности консервированных виноградных соков,

предназначенных для детского питания

Т.И. Гугучкина, д-р с.-х. наук, профессор, М.В. Антоненко, канд. техн. наук Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства, г. Краснодар О.П. Преснякова, канд. техн. наук ООО «Пищепромиздат»

Виноград и продукты его переработки содержат большое количество биологически ценных компонентов и питательных веществ [1]. Химический состав виноградной ягоды весьма разнообразен, в него входят более 800 соединений различных классов [2]. Большую долю составляют моносахариды, органические кислоты, фенольные соединения, незаменимые аминокислоты, витамины, катионы щелочноземельных металлов, многие другие минеральные вещества. Сюда же входят токсичные соединения, присутствие которых объясняется экологической ситуацией, обусловленной значительной загрязненностью почвы, водоемов и атмосферы. Каждый компонент играет важную и значительную роль в формировании вкуса, аромата и биологической ценности продуктов переработки винограда.

В Единых санитарно-эпидемиологических требованиях к товарам, подлежащим надзору (контролю) на территории РФ, в частности, к пищевым продуктам, установлен контроль только «пестицидов — глобальных загрязнителей: гексахлорцикло-гексана (альфа, бета, гамма-изомеров), ДДТ и его метаболитов». Однако ассортимент химических средств защиты растений ежегодно увеличивается. Значительную часть в перечне применяемых в виноградарстве системных фунгицидов широкого спектра действия против оидиума и серой гнили занимают триазолы, такие как топаз (пенконазол), импакт (флутриафол), фалькон (тебукона-зол, триадименол), байлетон (триа-

Ключевые слова: виноградный сок; детское питание; безопасность; остаточные количества пестицидов; капиллярный электрофорез.

Key words: grape juice; baby food; safety; pesticide residues; capillary electrophoresis.

димефон), вектра (бромуконазол) и др. Являясь стабильными к высокотемпературным обработкам, устойчивыми к действию кислот и оснований, а также не разлагающимися на свету в течение длительного времени, триазолы способны накапливаться в объектах экосистемы, длительное время сохраняться в виноградной ягоде и переходить в консервированные виноградные соки и аналогичную продукцию, предназначенную для детского питания. Обладая канцерогенно и мутагенно опасными свойствами, эти токсиканты наносят ущерб здоровью человека, объектам экосистемы, снижают качество производимой винодельческой продукции.

Разработку и внедрение в практику аналитических лабораторий методов анализа множественных остатков пестицидов стимулирует также и Европейская Директива по детскому питанию 1999/39/ЕС от 1 июля 2002 г., которая ограничивает остатки всех пестицидов до максимального уровня 0,01 мг/кг в этих пищевых продуктах [3]. Для соблюдения требований этой Директивы от производителей детского питания часто

требуется иметь в наличии данные по остаткам пестицидов в пищевом сырье в течение 24-48 ч после поступления пробы в лабораторию. Только использование экспрессных, высокоточных методов анализа множественных остатков пестицидов может помочь решить эту задачу.

В связи с этим перед нами стояла задача разработать современный метод определения пестицидов группы триазолов в винограде и продуктах его переработки, в котором бы сочеталась простота процедуры определения микроколичеств токсикантов с максимальной надежностью получаемых результатов.

Для проведения экспериментов использовали сусло из винограда белых и красных сортов (Шардоне, Каберне Совиньон). Остаточные количества триазолов определяли в аккредитованной испытательной лаборатории переработки винограда ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакаде-мии с помощью метода капиллярного электрофореза, реализуемого на приборе «Капель-105».

Метод может быть использован для установления концентрации три-азолов в водных, водно-спиртовых экстрактах различных пищевых продуктов, в том числе в виноградных соках, виноматериалах и винах.

За последнее десятилетие метод капиллярного электрофореза зарекомендовал себя как чрезвычайно мощная аналитическая техника. Для контроля качества винодельческой продукции учеными СКЗНИИСиВ в качестве ГОСТов утверждены методики определения содержания органических кислот [4], синтетических красителей [5] с помощью метода капиллярного электрофореза, многие методики (определение катионов щелочных и щелочно-земельных металлов, определение анионов и др.) находятся в процессе разработки или на стадии утверждения.

Использование на практике системы капиллярного электрофореза дает свои результаты, значительно сокращая время проведения испытаний и увеличивая их точность, сходимость и воспроизводимость.

Многие годы основными методами выделения, очистки и концентрирования веществ были жидкостная экстракция, осаждение, центрифугирование, колоночная и тонкослойная хроматография. Подготовка образцов с помощью указанных методов — это длительный и многосту-

пенчатый процесс, требующий расхода большого количества особо чистых растворителей и реактивов, дополнительного оборудования и значительных трудозатрат аналитика. При исследовании объектов окружающей среды не обойтись также без отбора большого количества пробы, ее консервации и скорейшей доставки в стационарную лабораторию для проведения пробоподготовки и последующего анализа.

С применением в ходе исследований твердофазной экстракции удалось достичь значительного сокращения числа операций, объема растворителей и количества вспомогательного оборудования. Уменьшилась продолжительность пробопод-готовки образцов виноградного сока, снизилась стоимость испытаний и приходящиеся на нее трудозатраты, а также повысилась точность последующего анализа.

Экспериментальным путем подбирались оптимальные условия проведения анализа (состав ведущего электролита, длина волны спектро-фотометрического детектора, температура, напряжение, время анализа), при которых определялась массовая концентрация триазолов.

Нами была показана возможность применения капиллярного электрофореза для прямого определения пестицидов группы триазолов в виноградном сырье. Полученные калибровки показывают хорошую линейность в диапазонах концентрации 0,5-10 мг/дм3 для триазолов. При предварительной концентрации пробы предел обнаружения составил 0,01 мг/дм3 (с такой концентрацией обычно сталкиваются в экологических образцах).

Количественное определение три-азолов в подготовленном образце происходило в течение 15-18 мин. Регистрация и идентификация интересующих веществ осуществлялась по времени удерживания или методом добавки. Возможно появление посторонних неизвестных пиков из-за сложного химического состава объекта исследований, что не мешает разметке триазолов. Погрешность анализа — от 6-12 %. Кроме того, капиллярный электрофорез по сравнению с газовой хроматографией обладает более высокой эффективностью при одновременной идентификации остатков триазолов.

В ходе исследований установлено, что остаточные количества триазо-

лов, в частности пенконазола (топаза) и триадименола (фалькона) обнаруживались в виноградном сусле. В ряде продуктов переработки винограда, полученных из сырья механизированного сбора, концентрация фунгицида (топаза) превышала максимально допустимый уровень в два раза [6].

Статья по теме:   Сорт винограда Кудерк 106-46

Считаем возможным использование представленного метода для определения пестицидов группы триа-золов в консервированных виноградных соках и аналогичной продукции, предназначенной для детского питания, а также для научно-исследовательских целей в винах и ви-номатериалах.

Показатель экологической безопасности продукции стал одним из определяющих факторов охраны здоровья, которому следует уделять пристальное внимание при производстве винограда и продуктов его переработки, ограждая их от остаточных количеств триазолов. Признавая важность мер предупредительного характера, снижающих или исключающих попадание загрязнителей в виноград, следует отметить, что принудительная очистка и удаление токсикантов продолжают оставаться актуальными [7, 8, 9].

Применение современных методов анализа и деконтаминации пестицидов позволит решить задачи повышения экологической безопасности винодельческой продукции наряду с применением средств защиты винограда от грибных болезней.

Таким образом, разработанная методика определения триазолов будет востребована в лабораториях, занимающихся экотоксикологичес-ким мониторингом, и на винодельческих предприятиях России в целях усиления контроля безопасности винодельческой продукции.

Разработан проект национального стандарта «Продукция винодельческая. Определение массовой концентрации пестицидов группы триазолов методом капиллярного электрофореза в сочетании с твердофазной экстракцией», который утвержден в установленном порядке в Ростехре-гулировании РФ. Вступление в действие ГОСТ Р намечено на 2011 г. Это позволит проводить эффективный мониторинг токсичных соединений в продукции российского и импортного производства.

С целью повышения конкурентоспособности, экологической и потре-

бительской безопасности продуктов переработки винограда вносим предложение в Технический регламент на винодельческую продукцию ограничить количественный состав пестицидов группы триазолов в консервированных виноградных соках и винах на уровне, не превышающем 0,01 мг/дм3.

1. Ажогина, В.А. Влияние пестицидов на пищевую ценность продуктов переработки винограда/В.А. Ажогина, Н.М. Агеева, Т.И. Гугучкина//Са-доводство, виноградарство и виноделие Молдовы. — 1991. — № 9. — С. 42-45.

2. Кишковский, З.Н. Химия вина/ З.Н. Кишковский, И.М. Скурихин.-М.: Пищевая промышленность, 1976. — 312 с.

3. Wong, S.S. 10th IUPAC International Congress on the Chemistry of Crop Protection/S.S. Wong, J.H. Li, G.C. Li.//Book of Abstracts. Convention Center Basel, Switzerland. — 2002. -August. — V. 2. — P. 227.

4. ГОСТ Р 52841-2007 «Продукция винодельческая. Определение органических кислот методом капиллярного электрофореза». — М.: Изд-во стандартов. — 2006. — 12 с.

5. ГОСТ Р 53154-2008 «Вино и ви-номатериалы. Определение синтетических красителей методом капиллярного электрофореза. — М.: Изд-во стандартов. — 2009. — 12 с.

6. Антоненко, М.В. Разработка технологических приемов производства столовых вин без остаточных количеств триазолов: автореф. канд. техн. наук/М.В. Антоненко. — Краснодар, 2009. — 24 с.

7. Антоненко, М.В. Удаление остаточных количеств триазолов из ви-номатериалов сорбентами на основе дрожжевых клеток/М.В. Антоненко// Виноделие и виноградарство. -2009. — № 6. — С. 18-20.

8. Гугучкина, Т.И. Технологическая эффективность применения биосорбента в виноделии/Т.И. Гугучкина, Н.М. Агеева//Садоводство, виноградарство и виноделие Молдовы. -1991. — № 7. — С. 22-23.

9. Преснякова, О.П. Разработка рациональной технологии осветления виноградного сока: автореф. канд. техн. наук/О.П. Преснякова. -М., 2005. — 22 с.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ВИНА И ВИНОМАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

Транскрипт

1 Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 27 (66) С УДК :547,477 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ВИНА И ВИНОМАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА Жилякова Т.А. 1, Аристова Н.И. 1, Панов Д.А. 2, Зайцев Г.П. 1 1 Национальный институт винограда и вина «Магарач» НААН Украины, Ялта, Украина; 2 Таврический национальный университет имени В.И. Вернадского, Симферополь, Украина Разработаны и апробированы методики определения концентрации катионов и анионов в винах и виноматериалах Крымского и Одесского регионов методом капиллярного электрофореза на приборе фирмы «Agіlent Technologіes» (Германия). Ключевые слова: виноматериалы, вина, капиллярный электрофорез, атомно-адсорбционная спектроскопия. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время на рынок виноматериалов поступает некачественная, а иногда и фальсифицированная продукция. Положительные изменения в аспекте оценки качества винодельческой продукции являются результатом оснащения производственных и научных лабораторий современным аналитическим оборудованием и приборами, которые позволяют на основе международных стандартов определять практически все компоненты винопродукции и напитков, гарантировать их качество и безопасность. Введение стандартов защищает внутренний рынок от фальсифицированных продуктов и предоставляет возможность Украине стать полноправным торговым партнером в мире. Неорганические анионы и катионы являются важной характеристикой состава, а, следовательно, натуральности и подлинности вин, так как они переходят в вино из винограда и отображают катионно-анионный состав воды и грунта местности произрастания виноградной лозы. Мякоть винограда содержит в среднем (в мг на 1 г зольного остатка) 180 мг калия, 24 мг натрия, 52 мг кальция, 34 мг магния [1]. В вине соотношения между кальцием и магнием может быть обратным в результате выпадения в осадок виннокислого кальция. Концентрация сульфат-иона меняется в сторону увеличения вследствие окисления сернистой кислоты и обработки вина гипсом. Высокое содержание анионов хлора и катионов калия, наблюдается в сусле и вине из винограда, выращенного в приморских районах с засоленным грунтом [2]. В винограде и вине катионы аммония и нитрат-анионы представляют собой различные формы азота. Часть аммонийных солей в результате автолиза дрожжей переходит в вино, и количество их может возрастать, если первая переливка 270

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ВИНА задерживается. Массовая концентрация минеральных веществ увеличивается при обработке сусел и вин бентонитом, при гипсовании, меловании и сульфитации [3]. В табл. 1 приведен диапазон концентраций катионов и анионов в сусле и винах согласно литературным данным [2, 3]. Из табл. 1 видно, что из катионов в сусле и винах преобладает калий, а из анионов сульфат. Таблица 1 Концентрации катионов и анионов в сусле и винах (мг/дм 3 ) Ион Сусло Вино Сульфат (SO 2-4 ) Хлорид (Cl — ) ) Нитрат (NO Калий (К + ) Натрий (Na + ) Кальций (Са 2+ ) Магний (Мg 2+ ) Аммоний (NH + 4 ) Поскольку определение минерального состава в вине и виноматериалах может служить указанием на натуральность и подлинность, то актуальным является решение вопросов по разработке методов контроля [4]. Существующие химические и физико-химические методы анализа катионно-анионного состава винодельческой продукции требуют предварительной подготовки пробы, то есть затраты времени и увеличение стоимости анализа. В последнее время в литературе стали появляться сообщения об использовании капиллярного электрофореза (КЭ) эффективного метода качественного и количественного анализа ионов и молекул, основанного на их разделении в кварцевом капилляре диаметром менее 1 мм и длинной до 80 см при наложении электрического поля [5]. Этот метод КЭ позволяет определять массовые концентрации компонентов от 1 до 100 мг/дм 3, отличается быстротой анализа (продолжительность около 8 мин), упрощенной пробоподготовкой, малым расходом реактивов и практически неограниченным сроком службы капилляра. Это позволяет достичь минимальной себестоимости анализа. Ведущие фирмы мира («Beckman Coulter», «Agіlent Technologіes», «Prіnce Technologіes», «Люмэкс») поставляют на рынок приборы капиллярного электрофореза разной степени универсальности. В сборнике методов Международной организации винограда и вина (МОВВ) капиллярный электрофорез применен для анализа сорбиновой (OIV-MA-AS313-18) и органических кислот (OIV-MA-AS313-19) [6]. Так как минеральный состав является значимым показателем качества винопродукции. Однако отсутствие в сборнике МОВВ методов анализа минерального состава винопродукции методом КЭ вызывает необходимость разработки и адаптации методик, предлагаемых производителями приборов КЭ. В настоящее время определение подлинности винопродукции с использованием метода КЭ проводились на юге России учеными Гугучкиной Т.И., 271

3 Жилякова Т.А., Аристова Н.И., Панов Д.А., Зайцев Г.П. Агеевой Н.М. и другими [7, 8]. К сожалению, в Украине до сих пор этот метод не нашел нужного применения. Целью наших исследований стали адаптация и оптимизация параметров методик определения катионов и анионов в винах и виноматериалах, произведенных на предприятиях Украины, методом капиллярного электрофореза на приборе фирмы «Agilent Technologіes». МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Объектами исследований были образцы столовых виноматериалов, полученных из винограда Крымского (К) и Одесского (О) регионов. Определение концентраций катионов и анионов в исследуемых образцах проводили с помощью системы капиллярного электрофореза Agilent CE («Agilent Technologіes» Германия). Метод КЭ основан на разделении ионов в исследуемой пробе благодаря их разной электрофоретичной подвижности в процессе миграции по кварцевому капилляру в электролите под действием электрического поля. Все компоненты пробы движутся в одном направлении к концу капилляра, где расположен высокочувствительный детектор. Идентификацию и количественное определение проводили регистрацией поглощения света в ультрафиолетовой области спектра. Во время проведения исследований были оптимизированы режимы и параметры КЭ-разделения катионов и анионов были выбраны кварцевые капилляры длиной 64,5 см для катионов и 80,5 см для анионов; внутренний диаметр обоих капилляров 50 мкм; диапазон изменения рабочего напряжения от 30 кв до +30 кв и температура измерения 25 о С. Время определения катионов составляет около 5 минут, анионов около 7 минут. Подготовку пробы к измерениям проводили путем разведения исследуемого образца вина или виноматериала бидистиллированной водой. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Полученные экспериментальные данные определения концентрации катионов (К +, Na +, Са 2+, Мg 2+ и NH 4 + ) и анионов (SO 4 2-, Cl — и NO 3 — ) методом КЭ в образцах столовых вин и купажных виноматериалов, полученных в Крымском и Одесском регионах, представлены в табл. 2. При концентрации компонентов от 1 до 10 мг/дм 3 ошибка определения не больше 15%, от 10 до 100 мг/дм 3 10% (Р = 0,95). Согласно полученным данным (Табл. 2) видно, что в виноматериалах из винограда Крымского и Одесского регионов содержание катионов и анионов согласуется с литературными данными ряда авторов [2, 3, 9]. Однако, следует отметить, что повышенное содержание ионов хлора и натрия в виноматериале из винограда сорта Ркацители Одесского региона объясняется тем, что виноград, из которого получен образец выращен вблизи моря на засоленных почвах [2, 3]. Кроме того, проводились исследования катионного состава виноматериалов методом капиллярного электрофореза в сравнении с данными, полученными методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) (Рис. 1). Это сравнение показало хорошее соответствие результатов, полученных обоими методами, а величина коэффициента корреляции составила 0,

Статья по теме:   Спуск вина из чана и прессование мезги - Производство вина по красному способу

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ВИНА Таблица 2 Концентрации катионов и анионов в образцах столовых вин и купажных виноматериалов Образец 2- SO 4 Cl — Концентрация, мг/дм 3 — NO 3 К + Na + Са 2+ Мg 2+ + NH Алиготе К Алиготе К Ркацители К Алиготе К Купаж К Купаж К Купаж К Купаж К Ркацители О Ркацители О Алиготе О Мускат О Примечание: К i и О i Крымский и Одесский регион, соответственно. Рис. 1. Корреляционная зависимость данных определения концентрации катионов в виноматериалах методами капиллярного электрофореза и атомноабсорбционной спектроскопии. Разработанные методики выполнения измерений концентраций катионов [10] и анионов [11] в виноматериалах и винах методом капиллярного электрофореза прошли апробацию в испытательном центре Национального института винограда и вина («Магарач», Ялта) и могут быть использованы отраслевыми лабораториями 273

5 Жилякова Т.А., Аристова Н.И., Панов Д.А., Зайцев Г.П. качества и испытательными центрами для оценки качества продукции и определения факта фальсификации виноматериалов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Подобраны оптимальные условия определения концентраций катионов и анионов в винах и виноматериалах, произведенных в Крымском и Одесском регионах. 2. Проведено сравнение экспериментальных данных по определению катионов в виноматериалах юга Украины методами капиллярного электрофореза и атомноабсорбционной спектроскопии. 3. Показана хорошая воспроизводимость результатов с коэффициентом корреляции 0,986 между двумя методами. Список литературы 1. Теория и практика виноделия. Т. 2. / Ж. Риберо-Гайон, Э. Пейно, П. Риберо-Гайон [и др.]. М. : Пищевая промышленность, с. 2. Справочник по виноделию / [Под ред. Г.Г. Валуйко, В.Т. Косюры]. Симферополь : Таврида, с. 3. Кишковский З.Н. Химия вина. / З.Н. Кишковский, И.М. Скурихин. [2-е изд., перераб. и доп.]. М. : Агропромиздат, с. 4. Минеральный состав виноградных вин признак их аутентичности / Н.С. Аникина, Т.А. Жилякова, В.Г. Гержикова [и др.] // Магарач. Виноградарство и виноделие C Sveс F. Сapillary Electrochromatography: A Rapidly Emerging Separation Method / F. Sveс // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology V. 76. P Compendium of international methods of wine and must analysis. Volume 1. / [Edition 2014]. Paris : International Organisation Of Vine And Wine, p. 7. Об идентификации подлинности виноградных вин / Н.М. Агеева, Т.И. Гугучкина, Ю.Ф. Якуба [и др.] // Индустрия напитков С Агеева Н.М. Анализ катионов металлов в винах Кубани методом капиллярного электрофореза / Н.М. Агеева, Т.И. Гугучкина, А.А. Гугучкин // Виноград и вино России С Исследование динамики катионного состава в виноматериалах для игристых вин, выработанных из новых сортов винограда селекции НИВиВ «Магарач» / А.С. Макаров, И.П. Лутков, Т.Р. Шалимова // Магарач. Виноградарство и виноделие С Методичні вказівки МВВ масової концентрації катіонів (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 4 + ) у винах і виноматеріалах методом КЕФ. КД Ялта: НІВіВ «Магарач», с. 11. Методичні вказівки МВВ масової концентрації аніонів (Cl -, SO 4 2-, NO 3 — ) у винах і виноматеріалах методом КЕФ. КД Ялта : НІВіВ «Магарач», с. Жилякова Т.О. Визначення мінерального складу вина та виноматеріалів методом капілярного електрофорезу / Т.О. Жилякова, Н.І. Арістова, Д.О. Панов, Г.П. Зайцев // Вчені записки Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського. Сєрія Біологія, хімія Т. 27 (66), 1. С Розроблені та апробовані методики визначення масової концентрації катіонів та аніонів у винах і виноматеріалах Кримського та Одеського регіонів методом капілярного електрофорезу на приладі фірми «Agіlent Technologіes» (Німеччина). Ключові слова: виноматеріали, вина, капілярний електрофорез, атомно-адсорбційна спектроскопія. 274

Перспективы применения метода капиллярного электрофореза для контроля содержания антибиотических веществ в вине

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ

АНТИБИОТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ВИНЕ

PROSPECTS OF APPLICATION OF CAPILLARY

ELECTROPHORESIS FOR CONTROL OF ANTIBIOTIC

SUBSTANCES IN WINE

A. A. Abakumova, M. V. Antonenko,

T. I. Guguchkina, Y. V. Gaponenko

ФГБНУ «Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт

North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture”,

Аннотация. В винодельческой отрасли особое внимание уделяется безопасности и качеству выпускаемой продукции. В связи с обнаружением в вине остаточных количеств антибиотиков на сегодняшний день разработаны методы их определения. В статье отражены преимущества капиллярного электрофореза как метода определения компонентов, искусственно привнесенных в вино, также показана возможность определения антибиотиков. Подчеркивается актуальность разработки по определению антибиотиков методом капиллярного электрофореза.

Summary. Safety and quality of products are especially focused in the wine industry. The methods of determination of antibiotics’ residues developed today in the connection with their detection in wine. The article shows the advantages of capillary electrophoresis as a method of determining the components artificially introduced into the wine, also the possibility of determination of antibiotics. The urgency of developing of the method to determine the antibiotics by capillary electrophoresis is pointed out.

Ключевые слова: вино, антибиотики, капиллярный электрофорез, контроль качества, безопасность продукции.

Keywords: wine, antibiotics, capillary electrophoresis, quality control, product safety

Введение: Вопрос контроля качества и безопасности винодельческой продукции на территории РФ сегодня стоит особенно остро. Согласно данным главы компании «Абрау-Дюрсо» П. Титова, виноделы поддерживают президента в отказе от импорта виноматериалов. В тоже время на сегодняшний день, нет возможности соответствия спросу даже на одну десятую от необходимого объема без реализации иностранной продукции. В рамках V Всероссийского Саммита Виноделов от 01.01.2001, президентом Союза виноградарей и виноделов Поповичем было отмечено, что большая доля вина производится из привозных виноматериалов, произведенных в таких странах как Италия, Испания и ЮАР. А также, по его оценке, указано, что из иностранных виноматериалов в России производится до 70% игристого вина [1].

Статья по теме:   Сахаристость и кислотность ягод столовых сортов винограда

Обсуждение результатов: Известно, что современная технология производства вина может включать в себя использование антибиотических веществ, как традиционных, так и консервантов нового поколения, к которым можно отнести антибиотики. Данные вещества после внесения их в состав виноматериалов и вин, без предварительного оповещения потребителей о наличии их в составе вина, могут вызвать резистентность, тем самым, оказать угрозу здоровью человека [2].

Описывая общий механизм действия консервирующих веществ, следует отметить следующую последовательность. Процесс начинается с накопления вещества на поверхности или внутри микроорганизмов после адсорбции, обычной диффузии и активного поглощения. Далее возникает химическая реакция консерванта со структурными компонентами клетки или метаболитами внутри клетки. Затем прекращается нормальная деятельность микробиальной клетки в результате изменения химической реакции среды. После чего происходит постепенное или мгновенное угнетение биохимических механизмов процесса развития микробов.

Согласно литературным данным антибиотические вещества могут быть добавлены к различным пищевым продуктам, к алкогольным напиткам, в том числе к такому виду продукции как пиво, вино [3, 4].

При анализе литературных источников (Xiangyu Sun, Xueyin Lia и др.) было выявлено, что антибиотик под название Натамицин имеет широкое применение в виноделии. Его обнаружение в составе вина может быть вызвано как непосредственной добавкой, так и посредством попадания после обработки натамицином емкостей для приготовления вина. Для качественного и количественного определения содержания антибиотических веществ на сегодняшний день применяют метод высокоэффективной жидкостной хроматографии [5].

Принимая во внимание факт использования иностранных виноматериалов на территории Краснодарского края, авторами данной статьи было выдвинуто предположение, что данное сырье может представлять угрозу для здоровья потребителей. В целях контроля содержания антибиотических веществ в вине ими было предложено использование капиллярного электрофореза.

Метод капиллярного электрофореза имеет в своей основе принцип разделения заряженных компонентов электролита в кварцевом капилляре под действием электрического поля. Результаты получаемых данных выражаются через электрофореграмму в виде определенной последовательности пиков, в которой большое значение имеет время миграции и площадь пика пропорциональная концентрации определяемого вещества.

Важным компонентом анализа является состав и качество приготовления рабочего буферного раствора. Электролит должен иметь концентрацию, необходимую для достаточно большого электрического сопротивления. Это требование выдвигается в связи с выделением тепла при прохождении тока в проводнике [6].

Сотрудниками научного центра «Виноделие» ФГБНУ СКЗНИИСиВ, была проведена работа по разработке метода идентификации антибиотиков в виноматериалах и винах как импортного, так и отечественного производства, которая заключалась в следующем.

Определены параметры и режимы работы капиллярного электрофореза. Проведение работ по определению параметров было начато с выявления значения длины волны, влияющей на максимальное поглощение определяемого вещества. Для оптимизации длительности анализа было подобрано соответствующее напряжение, равное 20 кВ. В целях получения воспроизводимости результатов образцов были проведены исследования по подбору времени ввода пробы. Оптимальные показатели этой величины составили 10 с * 30 мбар.

Подобраны компоненты, входящие в состав рабочего буферного раствора для проведения анализа и определено их соотношение. На основе тетрабората натрия (10 мМ) и добавки додецилсульфата натрия (40 мМ), обеспечивающих оптимальное разделение целевых компонентов и примесей, был составлен буферный раствор, необходимый для проведения идентификации натамицина в винах и виноматериалах.

Пробоподготовка заключается в фильтрации, разбавлении дистиллированной водой и центрифугировании пробы. Подобраны оптимальные варианты разбавления исходного материала в качестве пробоподготовки образцов. Значения разведения могут варьироваться, но как показали эксперименты, наилучшим является пяти – десятикратное разведение.

На рисунке 1 приведены примеры экспериментальных электрофореграмм.

(А) – натамицин, массовая концентрация 1 мг/дм3

(Б) – белое вино с добавлением натамицина 1 мг/дм3

Рис. 1. Примеры электрофореграмм стандартного раствора натамицина (А) и

белого вина с добавлением антибиотика (Б)

Пик, свидетельствующий о наличии натамицина в стандартном растворе и в образце, выходит на 12 минуте, что позволяет использовать данную методику для получения результатов определения исследуемого антибиотического вещества в достаточно большом количестве выполняемых анализов в течение восьмичасового рабочего дня.

Мицеллярная электрокинетическая капиллярная хроматография (МЭКХ) предложена нами для количественного определения антибиотиков микробиального происхождения в вине и виноматериалах как альтернатива к ВЭЖХ. Следует отметить, что метод МЭКХ показал хорошую чувствительность, точность и воспроизводимость, сокращал время пробоподготовки, анализа и расход высокочистых реактивов. Под чувствительностью следует понимать нижнюю границу диапазона измерений массовой концентрации натамицина в винах, которая составила 0,2 мг/дм3.

Выводы: Проект методики идентификации качественного и количественного содержания натамицина в вине разработан на приборе одной из последних модификаций, а именно КАПЕЛЬ 105, разработанного группой компаний аналитического приборостроения ЛЮМЭКС.

Методика способна точно и быстро идентифицировать наличие антибиотика натамицина в вине, при этом она является достаточно простой в применении и имеет высокую сходимость и воспроизводимость.

В рамках настоящей работы впервые в России изучались возможности быстрого и эффективного определения антибиотиков микробиального происхождения на уровне следа методом капиллярного электрофореза в винах и виноматериалах на приборе капиллярного электрофореза «Капель -105» в связи с тем, что методика [8] их определения методом ВЭЖХ трудоемка и длительна.

Данный метод имеет преимущества перед существующими аналогами. К ним относятся: экологичность, применение доступных на рынке России вспомогательных средств и материалов, снижение времени пробоподготовки и анализа в 3 раза, снижение себестоимости анализа в 2 раза, высокая прецизионность получаемых данных, что делает разработку метода идентификации натамицина актуальной и востребованной у производителей винодельческой продукции.

Учитывая, что в винах, экспортируемых в Канаду, Германию и др. обнаруживался натамицин [7, 8], разработанная нами методика поможет выявить случаи недобросовестной транспортировки вин из–за рубежа.

1. Эксперты: предложение Ткачева оставит Россиян без вина – [Электронный ресурс]. – Режим доступа. – http://www. /russian/russia/2015/08/150824_russia_wine_import_ban

2. P. Michael Davidson, P. Antimicrobials in food / P. Michael Davidson, John N. Sofos, A. L. Branen // Taylor & Francis Group, 2005 Р. 706.

3. Колодязная, химия: учеб. пособие / – СПб.: СПбГАХПТ, 1999. – 140 с.

4. Абакумова, натамицина в виноделии / , , // Виноградарство и виноделие: Сб. науч. тр. ГБУ ННИИВ и В «Магарач», том ХLV. – Ялта, 2015. – С.116-117.

5. Xiangyu Sun. Detection method optimization, content analysis and stability exploration of natamycin in wine / Xiangyu Sun, Xueyin Li, Peiyue Wang, Tingting Ma, Weidong Huang, Shen Han, Jicheng Zhan // Food Chemistry 194 (2016) 928–937.

6. Комарова, руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ» / , . – СПб.: , 2006. – 212 с.

7. Немцы испугались вина с натамицином – [Электронный ресурс]. – Режим доступа. – http://natamycin. /stati/11-nemtsy-ispugalis-vina-s-natamitsinom

8. Roberts, D. Development and validation of a rapid method for the determination of natamycin in wine by high — performance liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry / Dominic P. T. Roberts, Michael J. Scotter, Michal Godula, Michael Dickinson and Adrian J. Charlton // Analytical Methods, The Royal Society of Chemistry, 2011. — v.3 – C. 937-943.

Источники:

http://cyberleninka.ru/article/n/17823452
http://docplayer.ru/38293183-Opredelenie-mineralnogo-sostava-vina-i-vinomaterialov-metodom-kapillyarnogo-elektroforeza.html
http://pandia.ru/text/81/024/79595.php

Ссылка на основную публикацию

Adblock
detector