Содержание к диссертации
Введение 5
1 Глава 1. Физико-химические методы определения фальсификации вина
и кофе и применение метода главных компонент для обработки физико-
химических величин, описывающих свойства сложных объектов 9
Наиболее распространенные способы фальсификации вина 11
Утвержденные методы испытаний вина 13
Физико-химические методы определения фальсификации и идентификации вина 15
Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с многоволновым спектрофотометрическим детектированием 20
Назначение и принцип действия жидкостного хроматографа 20
Обращенно-фазовый вариант ВЭЖХ 22
Хроматографическая система для скринингового анализа в ОФ ВЭЖХ 23
Идентификация соединений методом ВЭЖХ с многоволновой детекцией 26
Применение метода главных компонент для свертки информации 29
Выводы из главы 1 31
2 Глава 2. Экспериментальная часть 32
Получение многоволновых хроматограмм в ультрафиолетовой области (190-360) 32
Получение многоволновых хроматограмм в видимой области (380 -720 нм 40
Изготовление хроматографических колонок 42
2.3.1 Определение эффективности хроматографических колонок 43
2.4 Выводы к главе 2 45
З Глава 3. Определение грубой фальсификации вина и тонкая экспертиза
вина с применением многопараметровой и мультикорреляционной техники
анализа . 46
3.1 Методология исследования качества вина 46
3.1.1 Определение фальсификации вина методом ВЭЖХ со
спектрофотометрическим детектированием 46
3.1.1.1 Выявление невиноградных красителей в виноградных натуральных
красных винах 47
Хроматограммы столовых и выдержанных красных виноградных вин в видимом диапазоне 50
Определение замены красных виноградных вин плодово-ягодными или белыми виноградными 52
Вывода к разделу 3.1.1 54
3.1.2 Исследование возможности свертки многоволновых хроматограмм
методом главных компонент 54
Модель метода главных компонент 55
Свертка и анализ матрицы оптических плотностей хроматограммы методом главных компонент 60
Интерпретация полученных факторов 61
Выводы из раздела 3.1.2 62
3.2 Применение многоволновой и мультикорреляционной техники анализа
с применением метода главных компонент для идентификации вина 63
Обработка хроматограмм в диапазоне в диапазоне длин волн 270 -354 нм , 63
Критерии идентичности и сходства. Идентификация и классификация вин по факторам, полученным при детекции в диапазоне
270-354 нм ; 65
3.2.2.1 Выводы из раздела 3.2.2 73
3.2.3 Выделение и использование групповых факторов в диапазоне длин
волн 270 - 354 нм 73
3.2.3.1 Выводы из раздела 3.2.3 81
3.2.4 Обработка хроматограмм в диапазоне длин волн 208 - 320 нм 83
3.2.4.1 Выводы из раздела 3.2.4 84
3.2.5 Выделение и использование групповых факторов в диапазоне длин
волн 208-320 нм 86
3.2.5.1 Выводы из раздела 3.2.5 90
3.2.6 Обработка хроматограмм в диапазоне длин волн 380-720 нм 93
3.2.6.1 Выводы из раздела 3.2.6 95
3.2.7. Сравнение органолептических свойств вин и факторов, полученных
из многоволновых хроматограмм вин 99
3.2.7.1. Анализ результатов органолептических испытаний 99
3.2.7.2. Сравнение результатов органолептических испытаний с
результатами корреляционного анализа факторов 100
3.2.8. Требования к аппаратно-программному комплексу для контроля
вина 104
3.3. Выводы из главы 3 106
Выводы 108
Литература :. 109
* Приложение 1 120
Приложение 2 126
Приложение 3 136
Приложение 4 148
»
Введение к работе
Актуальность проблемы. Контроль вин всегда был, есть и остается актуальной проблемой. Под контролем вина понимается выявление соответствия товарной продукции заявленному сертификату и контрольному образцу. В этом случае контроль сводится к сравнению параметров товарного образца с параметрами контрольного, т. е. идентификации вина. Однако, до сих пор не существует удовлетворительной процедуры сравнения товарного образца вина с контрольным, и эта проблема связана с неопределенностью количества и характера параметров, необходимых и достаточных для характеристики вина. На данный момент в вине стандартизуется только содержание этилового спирта, сахара и титруемых кислот, что не отражает химический состав продукта. Несмотря на применение все более мощных аналитических методов и увеличения количества контролируемых и сравниваемых параметров, задача контроля вина (в данном случае - идентификация вина) остается нерешенной. Такая ситуация связана со сложным составом объекта: в настоящее время в винах обнаружено и идентифицировано более 400 химических соединений, относящихся к разным классам соединений. Получение и сопоставление такого количества экспериментальных параметров превращает задачу идентификации в недоступную для выполнения в большинстве лабораторий, причем наращивание числа сравниваемых параметров ничем не ограничено и не может гарантировать полной уверенности в идентичности вин. В результате, наиболее распространенным методом определения фальсификации и квалификации напитков до сих пор является органолептический метод. Однако, показатели экспертов субъективны и подвержены внешнему воздействию. По этой причине, несмотря на недостатки, стремительно растет интерес к применению современных аналитических методов, дающих набор параметров исследуемого напитка. Таким образом, возникает проблема разработки сравнительно простого и доступного для экспертов и
товароведов инструментального метода определения фальсификации и квалификации вин, базирующегося на сравнении конечного количества параметров, по возможности включающих всю информацию о сравниваемых винах. Решение этой проблемы может быть найдено в применении комбинации многопараметровых физико-химических методов анализа и методов «свертки информации». В качестве метода анализа нами была выбрана многоволновая обращенно-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография (ОФ ВЭЖХ), а методом свертки информации, способным генерировать непосредственно из экспериментальных данных систему линейно-независимых параметров (факторов) - метод главных компонент.
Объектом исследования является процесс контроля и идентификации вин.
Предметом исследования является комбинированный метод контроля вин на основе применения многопараметровой и мультикорреляционной техники анализа.
Целью диссертационной работы является повышение точности и объективности идентификации вин.
Основные задачи, решаемые в диссертационной работе:
Анализ существующих методов идентификации вин и выбор многопараметрового и мультикорреляционного методов анализа, обеспечивающих повышение точности и объективности идентификации вин.
Разработка метода определения грубой фальсификации вина с применением многоволновой обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ).
3. Разработка процедуры применения метода главных компонент для
получения линейно-независимых факторов из матриц оптических
плотностей, представляющих цифровой вид многоволновой ОФ ВЭЖХ-
хроматограммы.
4. Разработка критериев идентификации и сходства вин по факторам
(параметрам), полученным методом главных компонент из многоволновых ОФ ВЭЖХ-хроматограмм.
Разработка метода идентификации вин в нативной форме на основе сравнения безразмерных линейно-независимых факторов, полученных методом главных компонент из многоволновых ОФ ВЭЖХ-хроматограмм при использовании универсального элюента.
Определение соответствия полученных результатов идентификации вин по предлагаемым факторам и органолептическим признакам для диапазона длин волн 270 - 354.
Разработка рекомендаций по автоматизации процесса идентификации вин.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Разработан метод идентификации вин в нативной форме на основе сравнения безразмерных линейно-независимых факторов, полученных методом главных компонент из многоволновых ОФ ВЭЖХ-хроматограмм при использовании универсального элюента.
Определены критерии идентификации и сходства вин по факторам (параметрам), полученным методом главных компонент из многоволновых хроматограмм
3. Определен диапазон длин волн, необходимый для надежной
идентификации вин при сравнении факторов, полученным методом
главных компонент из многоволновых хроматограмм.
Научная и практическая значимость работы: 1. Разработан метод идентификации вин в нативной форме на основе сравнения безразмерных линейно-независимых факторов, полученных методом главных компонент из матриц оптических плотностей, представляющих вид многоволновой ОФ ВЭЖХ- хроматограммы. Метод позволяет повысить точность и улучшить объективность идентификации вин.
2. Разработан двухступенчатый метод контроля вина, позволяющий
определять как грубую фальсификацию вина, так и отнесение вина к определенной группе по виду и квалификации.
3. Разработана методика быстрого определения фальсификации вин при
применении метода ОФ ВЭЖХ с многоволновым детектированием
хроматограмм при детекции в видимой области, позволяющая проводить
экспресс-определение грубой фальсификации красных виноградных.
4. Разработаны рекомендации для автоматизации процесса
идентификации вин.
Положения, выносимые на защиту
Метод идентификации вин в нативной форме на основе сравнения безразмерных линейно-независимых факторов, полученных методом главных компонент из многоволновых ОФ ВЭЖХ-хроматограмм при использовании универсального элюента.
Критерии идентификации и сходства вин по факторам (параметрам), полученным методом главных компонент из многоволновых хроматограмм
Диапазон длин волн, необходимый для надежной идентификации вин при сравнении факторов, полученных методом главных компонент из многоволновых хроматограмм.
Экспериментальные результаты идентификации вин по предлагаемым факторам и органолептическим признакам для диапазона длин волн 270 -354.
