ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Научные достижения химического факультета
07.04.2020

Химики МГУ создают хемометрическую базу
для проверки подлинности российских вин

Сотрудники Химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова проанализировали несколько десятков российских вин и начали создавать хемометрическую базу отечественных алкогольных напитков. База позволит определять тип вина, сорт винограда, год урожая и в перспективе из какого сырья – российского или импортного, произведено вино.

Хемометрика — научная дисциплина на стыке аналитической химии и математической статистики. Хемометрический подход ученые используют для получения статистической информации и нахождения закономерностей в большом массиве экспериментальных данных. Как говорят разработчики схемы анализа, сейчас с помощью современных аналитических методов и мощного оборудования химики могут определять полный химический состав природных объектов, которые содержат тысячи органических и неорганических соединений. Однако с практической точки зрения такая информация является избыточной. Чтобы диагностировать тяжелое заболевание по образцу слюны пациента или определить сорт винограда, из которого сделано вино, не нужно тратить время и средства на анализ нескольких тысяч соединений – достаточно определить в образце содержание относительно небольшого числа веществ.

С 2020 года в силу вступает новый федеральный закон "О виноградарстве и виноделии", который определяет "вина России" как напитки, изготовленные на 100% из российского винограда. Напитки из привозного сырья, теперь не могут считаться российскими винами. Виноматериалы из Испании, Украины, Молдавии намного дешевле российского сырья, что неизбежно создает для производителей соблазн разливать импортный балк в бутылки с маркировкой "вино России". Законодательные ограничения приведут к усилению контроля качества вин и потребуют внедрения хемометрических подходов. Поэтому по заказу Росалкогольрегулирования сотрудники Химического факультета МГУ под руководством профессора, д.х.н. Альберта Лебедева проанализировали более пятидесяти образцов российских вин и ранжировали их с помощью хемометрических методов анализа.

Хемометрический подход в уже несколько десятилетий широко используется в винодельческих регионах для определения качества вина. В случае хемометрики речь идет не об идентификации дешевых подделок – подкрашенных, подслащенных или закисленных суррогатов вина. Благодаря хемометрическому анализу специалисты определяют подделки высокого уровня, когда дешевое вино выдают за дорогой марочный продукт. Стандартные методы анализа вин не могут в таком случае выявить подделку. Хемометрический подход базируется на выявлении соответствия между проверяемым образцом вина и обширной базой вин из нескольких регионов, сортов винограда и лет урожая. Дело в том, что напитки из одного сорта винограда, одного урожая или одного региона сходны по химическому составу. Данные нескольких методов химического анализа вин ученые обрабатывают с помощью статистических программ и получают двумерные карты распределений, на которых вина сходного происхождения группируются по областям: белые отдельно от красных, мерло – отдельно от пино нуара. Если проверяемый образец вина на карте распределения не попадает в область вин того же состава и региона, тест на достоверность он не проходит.

На первом этапе договора с госрегулятором ученые из МГУ изучили мировой опыт в хемометрике вин и выделили основные аналитические методы, которые наиболее полно определяют различия в химическом составе вин: газовая хроматография – масс-спектрометрия (ГХ-МС), жидкостная хроматография – масс-спектрометрия (ЖХ-МС),масс-спектрометрия высокого разрешения, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), ЯМР-спектроскопия.

На следующем этапе договора химики обрабатывали экспериментальные данные с помощью статистических программ и заключили, что российские вина можно хорошо разделять по сорту винограда, по производителям и, в отдельных случаях, по году урожая.

Рисунок 1 - Анализ сигналов ВЭЖХ-МС в спектрах отрицательных ионов методом частичных наименьших квадратов в зависимости от года сбора урожая винограда

Например, на рисунке 1 показан результат анализа проб с виноградом урожаев 2016-2018 годов. Пробы 2016-го и 2018-го годов четко разделены, а виноград 2017-го года занимает промежуточное положение между ними. "Данный результат замечателен тем, что в данном случае проанализированы все вина без разделения на красные/белые, что говорит о наличии во всех сортах винограда соединений, специфических для конкретного года урожая, -- рассказывает один из участников исследования, к.х.н., старший научный сотрудник химического факультета МГУ Дмитрий Мазур. -- Скорее всего, это обусловлено разными климатическими условиями в разные годы". Как отметил ученый, карта составлена на основе 15 наиболее значимых сигналов. Среди них такие соединения, как изолимонная кислота и три специфических дипептида (соединения двух аминокислот). Уровни всех четырех соединений выше в винах 2016 года по сравнению с 2018 годом. Известно, что концентрации дипептидов различаются в шампанских винах в зависимости от их винтажа, что согласуется с полученными данными.

"Механизм обработки данных тем более точен, чем большее количество вин будет проанализировано. Для того, чтобы мы могли с высокой точностью определять соответствие содержания напитка заявленному на этикетке, необходимо исследовать сотни вин", - пояснил Дмитрий Мазур. Вместе с тем, по словам ученого, пока далеко не все производители заинтересованы в разработке стандартов хемометрического анализа вин и неохотно предоставляют продукцию для анализа. Однако метод может послужить гарантией качества для добросовестных производителей. Поэтому вполне возможно, что через какое-то время подобное картирование может стать обязательнным.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору