СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОДЛИННОСТИ СПИРТНЫХ НАПИТКОВ Российский патент 2015 года по МПК G01N33/14 G01N21/17 G01N27/06 

Предлагаемое техническое решение относится к инструментальным физико-химическим методам исследования спиртосодержащих жидкостей, преимущественно спиртных напитков, путем прямого сопоставления характеристик идентифицируемой и эталонной проб и предназначено для установления различия между подлинной, фальсифицированной и контрафактной алкогольной продукцией.

Функционирующая в настоящее время в России Единая государственная автоматизированная информационная система (ЕГАИС) предназначена для государственного контроля за объемами производства и оборота алкогольной продукции и не защищает от распространения на рынке фальсифицированной и контрафактной продукции, поскольку учитывает только объемы производимого, поставляемого и реализуемого алкоголя. В этой связи необходима дополнительная система защиты, основанная на регистрации наиболее типичных и устойчивых физико-химических характеристик продукции, связанных с ее составом и принадлежностью к определенному изготовителю и конкретной партии. Система должна базироваться на экономичных и доступных методах анализа и современных информационно-аналитических технологиях, обеспечивающих максимальную автоматизацию процесса идентификации.

Современный уровень развития аналитической химии позволяет выполнить анализ большинства сложных объектов самими разнообразными методами. Лимитирующими факторами выступают высокая себестоимость испытания, кадровый потенциал и время анализа.

В Российской Федерации в настоящее время установлены требования к качеству лишь некоторых спиртных напитков: коньяков, плодовых водок, кальвадосов и водок. Исходя из требований отечественных стандартов ГОСТ Р 51618-2009 «Российский коньяк. Общие технические условия», ГОСТ Р 52135-2003 «Плодовые водки. Общие технические условия», ГОСТ Р 51300-99 «Кальвадосы российские. Общие технические условия», невозможно выявлять фальсифицированную продукцию, поскольку нормы варьирования показателей установлены в слишком широких пределах. Водка является достаточно сложным для идентификации объектом. Меньшее разнообразие химических веществ в составе водок (по сравнению с напитками из виноградного сырья) усложняет ее идентификацию.

В России и за рубежом разработано множество методов оценки качества и идентификации спиртных напитков: хроматографических, электрохимических, оптических, изотопных и др. (Белкин Ю.Д., Положишникова М.А. Обзор современных методов идентификации коньяков и бренди, применяемых в отечественной и зарубежной практике. // Товаровед продовольственных товаров №2, 2011). Большинство из них являются либо малоэффективными, либо сложными в применении, либо чрезвычайно дорогостоящими, а значит, не получившими широкого распространения в анализе и контроле пищевой промышленности.

Метод газожидкостной хроматографии позволяет весьма точно идентифицировать алкогольную продукцию по составу различных классов химических соединений, однако этот анализ занимает много времени, требует больших материальных вложений, высокой квалификации персонала, обеспечение воспроизводимости результатов (Савчук С.А., Нужный В.П., Рожанец В.В. Химия и токсикология этилового спирта и напитков, изготовленных на его основе: Хроматографический анализ спиртных напитков. М.: URSS, 2011).

Не может служить критерием идентификации и величина антиоксидантной активности, поскольку добавление в большинство напитков, получаемых дистилляцией, сахарного колера повышает их антиоксидантную активность (Е.В. Горбунова. Исследование антиоксидантной емкости красных вин и разработка алгоритма выявления их фальсификации: автореферат дис. кандидата технических наук: 05.18.15 - Москва, 2012. - 22 с.), что может стать источником простой и доступной фальсификации.

Известен также способ анализа и/или идентификации жидкостей, основанный на способности микропримесей жидкостей люминесцировать (Патент RU N 2249811, МПК G01N 21/17, опублик. 10.04.2005 г.). Способ предназначен для установления подлинности продукции путем сопоставления спектрально-люминесцентных характеристик идентифицируемого и эталонного изделий, что позволяет отслеживать малейшие изменения в их составе. Однако осуществление такого способа предполагает наличие дорогостоящего оборудования.

В зарубежной практике для получения и распознавания характеристических образов алкогольной продукции известно использование следующих методов: регистрация и сопоставление спектров в ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной ближней и средней областях, в том числе с применением портативных спектрофотометров (http://www.whisky-news.com/En/Report_authenticity.html); метод спектроскопии в видимой и ближней инфракрасной областях в сочетании с многомерным анализом для классификации по географическому происхождению испанских и австралийских красных вин на основе винограда Tempranillo (J. Agr. and Food Chem. 2006. 54, №18, с 6754-6759); система быстрого "снятия отпечатков пальцев" для подтверждения подлинности вин методом инфракрасной спектроскопии в средней области (J. Ayr. and Food Chem. 2006. 54, Ns 26, с 9713-9718); методы главных компонент и независимого моделирования посредством спектроскопии ультрафиолетовых и видимых лучей для анализа исследуемых данных и разработки моделей классификации вин (Food Chem. 2006. 97, №1, с 166-175); метод спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях в сочетании с методом опорных векторов для классификации вин, произведенных в определенных регионах (J. Agr. and Food Chem. 2007. 55, №17, p.6842-6849); быстрое снятие "отпечатков пальцев" красных вин методом масс-спектрометрии с десорбцией/ионизацией и использованием в качестве оптической матрицы 2,5-дигидроксибензойной кислоты. (Anal. and Bioanal. Chem. 2007. 389, №3, с 969-982); распознавания вин на основе общего состава летучих соединений, регистрируемого путем сочетания методов твердофазной микроэкстракции равновесных паров и хроматомасс-спектрометрии с последующей обработкой данных с помощью анализа главных компонентов (J. Chromatogr. A. 2006. 1114, №2, с 188-197); идентификация происхождения бренди и других спиртных напитков по составу изотопов углерода и кислорода (J. Science of Food and Agriculture, том 77, выпуск 2, с.153-160, 1998). Таким образом, существующие методы идентификации являются либо избирательными по виду напитка, либо дорогостоящими, либо слишком трудоемкими.

Прототипом предлагаемого способа является способ идентификации подлинности спиртосодержащих жидкостей, например спиртов, водок, коньяков и вин (Патент RU N 2150699, МПК G01N 33/14, опублик. 10.06.2000 г.), который положен в основу рекомендаций по стандартизации - Р 50.1.036-2002 «Рекомендации по стандартизации. Водки и водки особые. Спектрально-люминесцентный метод определения подлинности».

Способ предусматривает прямое сопоставление полного набора спектрально-люминесцентных характеристик идентифицируемой и эталонной жидкостей в виде матриц, создающих профиль идентифицируемого (A) и эталонного образца (B), элементами которых являются: значения спектрального коэффициента пропускания света на длине волны падающего излучения λ_i для идентифицируемой и эталонной жидкостей со сканированием длины волны падающего излучения λ_i от 200 до 750 нм и приведенные к единице значения интенсивности в спектре люминесценции идентифицируемой и эталонной жидкостей на длине волны λ_i при возбуждении светом с длиной волны λ_i со смещением длины волны возбуждающего света λ_i от 200 до 750 нм и сканированием длины волны регистрации λ_i от λ_i=λ_i до 750 нм.

Признаком соответствия идентифицируемой и эталонной спиртосодержащей жидкости служит соблюдение условия, при котором разностная матрица C=A-B=0.

Несмотря на инновационность данного способа, он все же не получил широкого распространения в аналитической практике лабораторий ввиду высокой стоимости оборудования, необходимого для реализации способа.

Решаемая техническая задача при разработке предлагаемого способа идентификации подлинности спиртных напитков заключается в создании базирующегося на ультрафиолетовой спектроскопии и кондуктометрии комплексного инструментального метода идентификации спиртных напитков конкретных наименований с минимизацией затрат (материальных, временных и пр.) при обеспечении высокой надежности результатов и практического удобства в использовании как производителями алкогольной продукции, так и контролирующими органами.

Техническим результатом, достигаемым при реализации предлагаемого способа, является возможность однозначной идентификации спиртных напитков, достоверные результаты которой позволяют устанавливать принадлежность исследуемой пробы к конкретной партии алкоголя того или иного товаропроизводителя и обнаруживать наличие фальсифицированной продукции. Достоинствами комплексного метода исследования являются также его простота воспроизведения, низкая затратность, наглядность, объективность и высокая точность идентификации, что в целом способствует широкому распространению данного метода в аналитических лабораториях различных регионов.

Для решения указанной задачи разработан способ идентификации подлинности спиртных напитков, основанный на определении и последующем сопоставлении спектральных характеристик идентифицируемых и эталонных проб. Согласно предлагаемому способу, выбор сопоставляемых спектральных характеристик исследуемых проб осуществляют в границах информативной области их ультрафиолетовых спектров, в пределах которой отмечается четко выраженное характерное изменение их зарегистрированных ультрафиолетовых спектров поглощения. Дополнительно в тех же пробах спиртных напитков измеряют и сопоставляют величины их удельной электропроводности. Подлинность исследуемой продукции устанавливают с учетом данных, полученных двумя методами исследования: спектроскопического и кондуктометрического. В результате сопоставительного анализа совокупности данных исследования идентифицируемых и эталонных проб подлинной признают такую идентифицируемую продукцию, для которой кривая вычитания в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб соответствует критериям идентификации А и В, определяемым из следующих выражений, взятых по модулю:

$$A=\left|\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n(({\lambda }_i-\overline{\lambda })\cdot (\Delta D_i-\overline{\Delta D}))}}{\sqrt{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{({\lambda }_i-\overline{\lambda })}^2}\cdot {\displaystyle \sum _{i=1}^n{(\Delta D_i-\overline{\Delta D})}^2}}}\right|(1)$$

$$B=\left|\frac{\sqrt{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{(\Delta D_i-\overline{\Delta D})}^2}}}{(n\cdot \overline{\Delta D})}\right|\text{, }(2)$$

где λ_i…λ_n - дискретные значения длин волн излучения в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм;

$$\overline{\lambda }$$ - среднее арифметическое из дискретных значений длин волн в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм;

ΔD_i…ΔD_n - дискретные значения оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.;

$$\overline{\Delta D}$$ - среднее арифметическое из дискретных значений оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.;

n - число дискретных значений длин волн λ_i…λ_n, оптической плотности ΔD_i…ΔD_n кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб,

и принимающим расчетные значения для окрашенных спиртных напитков A≥0,95, B≤1,0, для бесцветных спиртных напитков B≤0,10, критерий A не нормируется. При этом измеренная величина удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб должна удовлетворять следующему неравенству:

$$(1-\mathrm{0,05}E)\cdot S_i\le S_x\le (1+\mathrm{0,05}E)\cdot S_i,(3)$$

где S_i - величина удельной электропроводности эталонной пробы, мкСм/см;

S_x - величина удельной электропроводности идентифицируемой пробы, мкСм/см;

E - допустимая величина погрешности измерения удельной электропроводности, %.

Неравенство (3) получено эмпирически. Критерий A, характеризующий степень линейности кривой разности ультрафиолетовых спектров поглощения, представляет собой взятое по модулю значение коэффициента линейной корреляции Пирсона. Критерий B, характеризующий вариацию значений оптической плотности кривой вычитания ультрафиолетовых спектров поглощения в информативной области спектра, представляет собой взятое по модулю значение коэффициента вариации для значений оптической плотности ΔD_i…ΔD_n кривой вычитания указанных спектров.

Спиртные напитки, как объекты исследования в заявляемом способе, представляют собой изделия из виноградного сырья (коньяк, бренди, арманьяк, арбун, дивин, коньяк российский, граппа, и т.д.), а также водки. Спиртной напиток из виноградного сырья - сложная физико-химическая система, состоящая зачастую более чем из 700 компонентов. К факторам, оказывающим влияние на потребительские свойства и химический состав такой продукции, следует отнести особенности используемого сырья (сорт винограда, технологические свойства сырья, кондиции виноматериала, физико-химические свойства используемой в производстве воды, сахарного колера) и дубовой тары, сроки выдержки напитков, технологические особенности ассамблирования и розлива. Меньшее разнообразие химических веществ в составе водок (по сравнению с напитками из виноградного сырья) усложняет идентификацию.

Регистрируемые ультрафиолетовые спектры поглощения исследуемых проб в большинстве своем позволяют легко отличить алкогольную продукцию различных партий по характерным максимумам и минимумам кривой спектра на определенных длинах волн света. В тех же случаях, когда эти спектры оказываются малоразличимыми, требуется дополнительная доступная информация. В качестве такой дополнительной информации, согласно предлагаемому способу, используют данные кондуктометрического метода исследования, позволяющего однозначно решать вопросы, связанные с идентификацией исследуемой продукции. Удельная электрическая проводимость - параметр, зависящий от большого количества факторов, вместе с тем он был выбран в качестве идентифицирующего показателя принадлежности продукции к определенному заводу-изготовителю. Основное влияние на величину удельной электропроводности в спиртных напитках оказывает катионно-анионный состав воды, используемой в производстве, и, таким образом, пределы варьирования величины удельной электропроводности являются характерными для каждого завода-изготовителя.

При регистрации спектров алкогольной продукции в ультрафиолетовой и видимой областях света обычно используют стандартные кварцевые кюветы, толщина которых не менее 1 мм. В результате слишком сильного поглощения спектр не является показательным - все спектры коньяков и другой алкогольной продукции (кроме водок) неразличимы (спектр "зашкаливает"). В связи с этим при осуществлении способа используют разборные кюветы с кварцевыми стеклами, применяемые в ИК-спектроскопии. В этом случае, варьируя толщину прокладок между стеклами, получают спектры в УФ-области с измеряемой величиной поглощения.

Спектры исследуемых проб спиртных напитков зарегистрированы на спектрофотометре «Shimadzu UV-2450». Измерение удельной электрической проводимости проведены на иономере-кондуктометре «Анион 4100».

Параллельные исследования, проведенные на ином оборудовании (спектрофотометр «СФ-2000» и кондуктометр «ЕС-1382») и с различным временным интервалом (через 1 месяц в течение 6 месяцев), показывают хорошую воспроизводимость результатов с величиной ошибки не более 2%.

С использованием заявляемого способа исследовано 124 образцов спиртных напитков из виноградного сырья и 47 образцов водки одновременно двумя методами: УФ-спектроскопии и кондуктометрии. Полученные результаты свидетельствуют о хорошей воспроизводимости результатов таких исследований в различные промежутки времени (через 1, 2, 3 месяца и более) для одного и того же вида спиртного напитка (величина относительной ошибка не превышает 2%).

Полученные спектры поглощения в большинстве своем позволяют легко различать алкогольную продукцию различных партий. В тех же случаях, когда спектры образцов алкогольной продукции были довольно близки, что делало невозможным их статистически значимое различение, используют привлечение дополнительной информации - данных кондуктометрии, что позволяет однозначно решить вопрос идентификации исследуемых проб спиртных напитков.

Таким образом, впервые комплексно использованы возможности и интерпретированы данные вышеуказанных методов, основанных на получении достоверных результатов исследования алкогольной продукции с целью установления ее принадлежности к конкретной партии товара и доказана возможность выявления фальсифицированной продукции.

На фиг.1 графически изображены спектральные кривые в одной системе координат по данным ультрафиолетовых спектров поглощения на отрезке длин волн 230-400 нм с дискретностью в 1 нм для идентифицируемой пробы первого окрашенного спиртного и соответствующей ему эталонной пробы. Спектральная кривая 1 характеризует идентифицируемую пробу первого окрашенного спиртного напитка, кривая 2 - его эталонную пробу. Кривая 3 представлена как результирующая вычитания кривых 1 и 2 в информативной области регистрируемых ультрафиолетовых спектров поглощения указанных проб.

На фиг.2 графически изображены спектральные кривые в одной системе координат по данным ультрафиолетовых спектров поглощения на отрезке длин волн 230-400 нм с дискретностью в 1 нм для идентифицируемой пробы второго окрашенного спиртного напитка и соответствующей ему эталонной пробы. Спектральная кривая 4 характеризует идентифицируемую пробу второго окрашенного спиртного напитка, кривая 5 - его эталонную пробу. Кривая 6 представлена как результирующая вычитания кривых 1 и 2 в информативной области регистрируемых ультрафиолетовых спектров поглощения указанных проб.

На фиг.3 графически представлены аналогичные спектральные кривые, полученные по данным ультрафиолетовых спектров поглощения на отрезке длин волн 200-230 нм с дискретностью в 1 нм для идентифицируемой пробы первого неокрашенного спиртного напитка и соответствующей ему эталонной пробы. Спектральная кривая 7 характеризует идентифицируемую пробу первого неокрашенного спиртного напитка, кривая 8 - его эталонную пробу. Кривая 9 представлена как результирующая вычитания кривых 7 и 8 в информативной области регистрируемых ультрафиолетовых спектров поглощения указанных проб.

На фиг.4 графически представлены аналогичные спектральные кривые, полученные по данным ультрафиолетовых спектров поглощения на отрезке длин волн 200-230 нм с дискретностью в 1 нм для идентифицируемой пробы второго неокрашенного спиртного напитка и соответствующей ему эталонной пробы. Спектральная кривая 10 характеризует идентифицируемую пробу второго неокрашенного спиртного напитка, кривая 11 - его эталонную пробу. Кривая 12 представлена как результирующая вычитания кривых 10 и 11 в информативной области регистрируемых ультрафиолетовых спектров поглощения указанных проб.

В таблице приведены матрицы дискретных значений длин волн излучения λ и оптической плотности D кривых вычитания 3, 6, 9 и 12 в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб. Данные приведенные в таблице, используются для построения кривых 3, 6, 9 и 12, по которым рассчитывают фактические значения критериев идентификации A и B.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Для установления подлинности спиртного напитка вначале измеряют удельную электропроводность идентифицируемой и эталонной проб продукта с учетом погрешности используемого кондуктометра. Затем по полученным показателям удельной электропроводности производят предварительную проверку идентифицируемой пробы на подлинность путем сопоставления этих показателей для идентифицируемой и эталонной проб, используя для этого неравенство (3)

(1-0,05E)·S_i≤S_x≤(1+0,05E)·S_i.

Убедившись в соблюдении неравенства (3) для конкретных значений величины удельной электропроводности эталонной пробы S_i и величины удельной электропроводности идентифицируемой пробы S_x с учетом допустимой величины погрешности измерения удельной электропроводности E, продолжают дальнейшее исследование анализируемого продукта. С этой целью регистрируют ультрафиолетовые спектры поглощения света идентифицируемой и эталонной проб, после сопоставляют характеристики идентифицируемой и эталонной проб продукции и выбирают границы информативной области их ультрафиолетовых спектров поглощения, в пределах которой наблюдается характерное изменение зарегистрированных спектров поглощения света.

По данным ультрафиолетовых спектров поглощения на выбранном отрезке длин волн света в одной системе координат графически изображают спектральные кривые, показанные, на фиг.1. Одна из этих кривых, спектральная кривая 1, характеризует идентифицируемую пробу взятого на анализ спиртного напитка, кривая 2 соответствует его эталонной пробе. Кривая 3 графически отражает результирующую вычитания кривых 1 и 2 в информативной области регистрируемых ультрафиолетовых спектров поглощения указанных проб.

Используя математические выражения (1) и (2), и матрицы дискретных значений длин волн света кривой вычитания 3 в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, приведенные в таблице, рассчитывают фактические значения критериев идентификации А и В, по которым окончательно устанавливают: исследуемый спиртной напиток является подлинным или фальсифицированным. При этом подлинным признают такой окрашенный спиртной напиток, для которого критерий A≥0,95, критерий B≤1,0, или такой бесцветный спиртной напиток, для которого критерий B≤0,1 (критерий A не нормируется), и одновременно с этим измеренные величины удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб окрашенного или бесцветного спиртного напитка удовлетворяют неравенству (3).

Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявленного способа.

Пример 1.

Для исследования подлинности первого окрашенного спиртного напитка вначале измеряют удельную электропроводность его идентифицируемой пробы S_x, затем величину удельной электропроводности эталонной пробы спиртного напитка Si в мкСм/см. В результате произведенных измерений S_x=90 мкСм/см, a S_i=93 мкСм/см. Допустимая погрешность измерения удельной электропроводности E для использованного кондуктометра Анион 4120 составляет величину E=2%. После этого по полученных данным удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб при исследовании первого окрашенного спиртного напитка проверяют соблюдение неравенства (3), в результате чего рассчитано:

0,90·93≤90≤1,10·93;

83,70≤90≤102,3.

Таким образом, неравенство (3) для исследуемой пробы соблюдено, что позволяет по показателю удельной электропроводности предположительно признать идентифицируемую пробу первого окрашенного спиртного напитка подлинной.

После этого регистрируют ультрафиолетовые спектры поглощения света идентифицируемой и эталонной проб исследуемого первого окрашенного спиртного напитка.

Данный пример иллюстрируется фиг.1. Измерения проводят в кварцевой кювете с длиной оптического пути, обеспечивающего регистрацию результатов на всем отрезке длин волн со значениями коэффициента пропускания не более 1,50 е.о.п. Далее выбирают информативную область ультрафиолетового спектра поглощения, в которой наблюдаются характерные изменения спектров, что соответствует отрезку длин волн 230-400 нм. Строят в одной системе координат (фиг.1) графические спектральные кривые идентифицируемой и эталонной проб в информативной области спектра (кривые 1 и 2 соответственно) и кривую их вычитания 3 также в информативной области спектра. По матрице дискретных значений кривой вычитания 3, приведенным в таблице, рассчитывают фактические значения критериев идентификации A и B, используя для этого приведенные выражения (1) и (2):

n=171

$$\overline{\lambda }=(230+231+232+\dots +400)/171=315$$

$$\overline{\Delta D}=((-\mathrm{0,138})+(-\mathrm{0,136})+(-\mathrm{0,133})+\dots +(-\mathrm{0,034}))/171=-\mathrm{0,072}$$

$$A=\left|\frac{\left(\left(230-315\right)\cdot \left(-\mathrm{0,138}-\left(-\mathrm{0,072}\right)\right)+\left(231-315\right)\cdot \left(-\mathrm{0,136}-\left(-\mathrm{0,072}\right)\right)+\dots +\left(400-315\right)\cdot \left(-\mathrm{0,034}-\left(-\mathrm{0,072}\right)\right)\right)}{\sqrt{\left[{\left(230-315\right)}^2+{\left(231-315\right)}^2+\dots +{\left(400-315\right)}^2\right]\cdot \left[{\left(-\mathrm{0,138}-\left(-\mathrm{0,072}\right)\right)}^2+{\left(-\mathrm{0,136}-\left(-\mathrm{0,072}\right)\right)}^2+\dots +\left(-\mathrm{0,034}-\left(-\mathrm{0,072}\right)\right)\right]}}\right|=\mathrm{0,98}$$

$$B=\left|\frac{\sqrt{{(-\mathrm{0,138}-(-\mathrm{0,072}))}^2+{(-\mathrm{0,136}-(-\mathrm{0,072}))}^2+\dots +{(-\mathrm{0,034}-(-\mathrm{0,072}))}^2}}{(171\cdot (-\mathrm{0,072}))}\right|=\mathrm{0,39}$$

Далее проверяют идентифицируемую пробу на соответствие нормативным значениям критериев A и B. Результат проверки: A>0,95; B<1,00

Кривая вычитания 3 в выбранных границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб соответствует нормативным значениям критериев идентификации A и B. Исследуемая проба идентифицирована с эталоном и является подлинной.

Пример 2.

Исследуют пробу второго окрашенного спиртного напитка с целью определения его подлинности. Пример иллюстрируется фиг.2. Измеренная величина удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб в мкСм/см соответственно составляет S_x=40 мкСм/см и S_i=37 мкСм/см. Погрешность измерения, согласно документации к использованному для измерения кондуктометру ECTester 138(II), Е=2%. Проверка идентифицируемой пробы на подлинность по показателю удельной электропроводности с использованием выражения (3) обнаруживает:

0,90·37≤40≤1,10·37;

33,30≤40≤40,70.

В результате приведенного расчета можно заключить, что неравенство (3) соблюдено, и по показателю удельной электропроводности идентифицируемая проба является, предположительно, подлинной.

Сделанный вывод уточняют, продолжая дальнейшие исследования проб путем регистрации ультрафиолетовых спектров поглощения идентифицируемой и эталонной проб второго окрашенного спиртного напитка на отрезке длин волн 200-400 нм с дискретностью в 1 нм. Измерения проводят в кварцевой кювете с длиной оптического пути, обеспечивающим регистрацию результатов на всем отрезке длин волн со значениями коэффициента пропускания не более 1,50 е.о.п. Далее выбирают информативную область ультрафиолетового спектра поглощения, в которой наблюдаются характерные изменения спектров, что соответствует отрезку 230-400 нм. Строят в одной системе координат, как показано на фиг.2, спектральные кривые идентифицируемой пробы (кривая 4), эталонной пробы (кривая 5) и кривую их вычитания (кривая 6) в информативной области спектра 230-400 нм.

По матрице дискретных значений кривой 6, приведенных в таблице, рассчитывают фактические значения критериев идентификации A и B по аналогии с расчетами, представленными в примере 1. Результаты произведенных расчетов следующие: n=171; $$\overline{\lambda }=315;$$ $$\overline{\Delta D}=-\mathrm{0,012};$$ критерий A=0,58; критерий B=1,09.

Далее проверяют идентифицируемую пробу на соответствие нормативным значениям критериев идентификации A и B. Полученный результат: A<0,95; B>1,00. Критерии идентификации A и B не соответствуют их нормативным значениям. Следовательно, исследуемая проба, второй окрашенный спиртной напиток, не может быть идентифицирован с эталоном и является фальсифицированным.

Пример 3.

Исследуется проба первого бесцветного спиртного напитка. Измеренная величина удельной электропроводности идентифицируемой пробы S_x=2 мкСм/см, а эталонной пробы - S_i=2 мкСм/см. Погрешность измерения использованного кондуктометра Анион 4120 E=2%. Проверка идентифицируемой пробы на подлинность по показателю удельной электропроводности в соответствии с выражением (3) показывает:

0,90·2≤2≤1,10·2;

1,80≤2≤2,20.

Следовательно, неравенство выражения (3) соблюдено. По показателю удельной электропроводности идентифицируемая проба первого бесцветного спиртного напитка является, предположительно, подлинной.

Далее регистрируют ультрафиолетовые спектры поглощения идентифицируемой и эталонной проб на отрезке длин волн 200-400 нм с дискретностью в 1 нм. Данный пример иллюстрируется фиг.3. Исследования ведут с соблюдением условий, охарактеризованных в примерах 1, 2. Информативную область спектра выбирают на отрезке длин волн 200-230 нм. В одной системе координат (фиг.3) строят спектральные кривые идентифицируемой и эталонной проб (кривые 7 и 8 соответственно) и кривую их вычитания (кривая 9) в информативной области спектра.

По матрице дискретных значений кривой 9, приведенных в таблице, рассчитывают фактическое значение критерия идентификации В, по аналогии с расчетами, приведенными в примере 1, согласно чему получены следующие данные: n=31; $$\overline{\lambda }=115;$$ $$\overline{\Delta D}=-\mathrm{0,026};$$ критерий идентификации B=0,06. По полученным данным проверяют идентифицируемую пробу на соответствие нормативным значениям критерия идентификации В для первого бесцветного спиртного напитка: критерий B<0,1, следовательно, исследуемая проба идентифицирована с эталоном и является подлинной.

Пример 4.

Исследуется проба второго бесцветного спиртного напитка, для которого измеренная величина удельной электропроводности идентифицируемой пробы составляет S_x=12 мкСм/см, эталонной пробы - S_i=12 мкСм/см. Погрешность измерения использованного кондуктометра ECTester 138(II) E=2%. Проверяют идентифицируемую пробу на подлинность по показателю удельной электропроводности, используя выражение (3), согласно которому:

0,90·12≤12≤1,10·12;

10,8≤12≤22,0.

По показаниям удельной электропроводности неравенство (3) соблюдено, следовательно, идентифицируемая проба второго бесцветного спиртного напитка является, предположительно, подлинной. Продолжают исследование по данным регистрации ультрафиолетовых спектров поглощения идентифицируемой и эталонной проб на отрезке длин волн 200-400 нм с дискретностью в 1 нм. Измерения проводят в аналогичных условиях, описанных в примерах 1-3. Выбирают информативную область ультрафиолетового спектра поглощения, в которой наблюдаются наиболее характерные изменения спектров исследуемых проб на отрезке длин волн 200-230 нм. Пример иллюстрируется фиг.4. В одной системе координат строят спектральные кривые в информативной области спектра идентифицируемой пробы (кривая 10), эталонной пробы (кривая 11) и кривую их вычитания (кривая 12).

По матрице дискретных значений кривой 12, приведенных в таблице, рассчитывают фактическое значение критерия идентификации В по аналогии с расчетами, произведенными в примере 1. Получены следующие результаты расчетов: n=31; $$\overline{\lambda }=115;$$ $$\overline{\Delta D}=\mathrm{0,018};$$ критерий B=0,34.

Далее проверяют идентифицируемую пробу на соответствие нормативным значениям критерия идентификации B для второго бесцветного спиртного напитка. Так как B>0,10, неравенство (3) не соблюдено, следовательно, исследуемая проба второго бесцветного спиртного напитка не может быть идентифицирована с эталоном и является фальсифицированной.

Таблица Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 λ, нм ΔD, е.о.п λ, нм ΔD, е.о.п λ, нм ΔD, е.о.п λ, нм ΔD, е.о.п 1 2 3 4 5 6 7 8 230 -0,138 230 -0,049 200 -0,036 200 0,029 231 -0,136 231 -0,047 201 -0,033 201 0,027 232 -0,133 232 -0,046 202 -0,034 202 0,026 233 -0,132 233 -0,046 203 -0,035 203 0,025 234 -0,131 234 -0,045 204 -0,035 204 0,023 235 -0,129 235 -0,044 205 -0,033 205 0,023 236 -0,127 236 -0,044 206 -0,033 206 0,023 237 -0,126 238 -0,043 207 -0,032 207 0,023 238 -0,124 238 -0,043 208 -0,032 208 0,023 239 -0,123 239 -0,042 209 -0,031 209 0,023 240 -0,120 240 -0,042 210 -0,030 210 0,022 241 -0,119 241 -0,041 211 -0,029 211 0,022 242 -0,118 242 -0,041 212 -0,028 212 0,021 243 -0,116 243 -0,040 213 -0,028 213 0,020 244 -0,116 244 -0,040 214 -0,027 214 0,019 245 -0,114 245 -0,039 215 -0,026 215 0,018 246 -0,112 246 -0,039 216 -0,025 216 0,017 247 -0,111 247 -0,038 217 -0,024 217 0,016 248 -0,109 248 -0,038 218 -0,023 218 0,016 249 -0,108 249 -0,036 219 -0,023 219 0,014 250 -0,107 250 -0,035 220 -0,022 220 0,014 251 -0,107 251 -0,035 221 -0,021 221 0,014 252 -0,104 252 -0,034 222 -0,021 222 0,012 253 -0,104 253 -0,033 223 -0,020 223 0,012 254 -0,102 254 -0,032 224 -0,020 224 0,012 255 -0,102 255 -0,031 225 -0,020 225 0,011 256 -0,102 256 -0,029 226 -0,019 226 0,011 257 -0,100 257 -0,028 227 -0,019 227 0,010 258 0,099 258 -0,027 228 -0,019 228 0,009 259 0,099 259 -0,025 229 -0,019 229 0,009 260 -0,098 260 -0,024 230 -0,018 230 0,008 261 -0,098 261 -0,023         262 -0,098 262 -0,021         263 -0,097 263 -0,020         264 -0,097 264 -0,018         265 -0,096 265 -0,016         266 -0,096 266 -0,015         267 -0,096 267 -0,014         268 -0,095 268 -0,012         269 -0,095 269 -0,011         270 -0,095 270 -0,009         271 -0,094 271 -0,007         272 -0,093 272 -0,006         273 -0,094 273 -0,005         274 -0,093 274 -0,003         275 -0,093 275 -0,002         276 -0,092 276 0,000         277 -0,092 277 0,001         278 -0,091 278 0,002         279 -0,090 279 0,003         280 -0,090 280 0,004         281 -0,089 281 0,004         282 -0,090 282 0,005         283 -0,089 283 0,006         284 -0,088 284 0,006         285 -0,087 285 0,006         286 -0,086 286 0,007         287 -0,085 287 0,007         288 -0,085 288 0,006         289 -0,084 289 0,006         290 -0,083 290 0,005         291 -0,082 291 0,005         292 -0,081 292 0,004         293 -0,082 293 0,004         294 -0,080 294 0,003         295 -0,079 295 0,002         296 -0,078 296 0,001         297 -0,078 297 0,000         298 -0,077 298 -0,001         299 -0,076 299 -0,002         300 -0,077 300 -0,004         301 -0,075 301 -0,004         302 -0,075 302 -0,005         303 -0,074 303 -0,007         304 0,075 304 -0,007         305 0,073 305 -0,008         306 0,072 306 -0,008         307 0,073 307 -0,009         308 0,072 308 -0,009         309 0,072 309 -0,010         310 0,070 310 -0,010         311 0,070 311 -0,010         312 0,069 312 -0,010         313 0,068 313 -0,011         314 0,069 314 -0,010         315 0,069 315 -0,012         316 0,067 316 -0,011         317 0,067 317 -0,012         318 0,067 318 -0,011         319 0,066 319 -0,011         320 0,066 320 -0,011         321 0,066 321 -0,011         322 0,064 322 -0,011         323 0,063 323 -0,011         324 0,063 324 -0,011         325 0,062 325 -0,011         326 0,062 326 -0,011         327 0,061 327 -0,011         328 0,061 328 -0,010         329 0,060 329 -0,011         330 0,059 330 -0,010         331 0,059 331 -0,011         332 0,057 332 -0,010         333 0,057 333 -0,010         334 0,057 334 -0,011         335 0,057 335 -0,010         336 0,056 336 -0,009         337 0,055 337 -0,010         338 0,055 338 -0,009         339 0,055 339 -0,009         340 0,054 340 -0,009         341 0,053 341 -0,010         342 0,052 342 -0,009         343 0,051 343 -0,009         344 0,051 344 -0,009         345 0,050 345 -0,008         346 0,050 346 -0,009         347 0,049 347 -0,009         348 0,049 348 -0,009         349 0,048 349 -0,009         350 0,049 350 -0,008         351 0,048 351 -0,009         352 0,048 352 -0,009         353 -0,047 353 -0,008         354 -0,046 354 -0,009         355 -0,047 355 -0,009         356 -0,045 356 -0,009         357 -0,045 357 -0,008         358 -0,045 358 -0,008         359 -0,044 359 -0,009         360 -0,044 360 -0,008         361 -0,045 361 -0,008         362 -0,045 362 -0,009         363 -0,045 363 -0,008         364 -0,044 364 -0,008         365 -0,044 365 -0,008         366 -0,043 366 -0,007         367 -0,043 367 -0,007         368 -0,043 368 -0,008         369 -0,042 369 -0,007         370 -0,043 370 -0,008         371 -0,042 371 -0,007         372 0,041 372 -0,007         373 0,041 373 -0,007         374 0,041 374 -0,007         375 0,041 375 -0,007         376 0,041 376 -0,007         377 0,040 377 -0,007         378 0,040 378 -0,006         379 0,040 379 -0,007         380 0,039 380 -0,006         381 0,040 381 -0,006         382 0,039 382 -0,006         383 0,039 383 -0,006         384 0,038 384 -0,006         385 0,038 385 -0,006         386 0,039 386 -0,006         387 0,038 387 -0,006         388 0,037 388 -0,006         389 0,037 389 -0,005         390 0,037 390 -0,006         391 0,037 391 -0,005         392 0,037 392 -0,005         393 0,037 393 -0,005         394 0,036 394 -0,005         395 0,036 395 -0,005         396 0,036 396 -0,005         397 0,036 397 -0,005         398 0,035 398 -0,005         399 0,035 399 -0,005         400 0,034 400 -0,005        

Изобретение относится к инструментальным физико-химическим методам исследования спиртосодержащих жидкостей, преимущественно спиртных напитков и предназначено для установления различия между подлинной, фальсифицированной и контрафактной алкогольной продукцией. Способ предусматривает измерение удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб и проведение предварительной проверки идентифицируемой пробы на подлинность путем сопоставления этих показателей для обеих проб с использованием неравенства:

$$(1-\mathrm{0,05}E)\cdot S_i\le S_x\le (1+\mathrm{0,05}E)\cdot S_i,$$

где S_i - величина удельной электропроводности эталонной пробы, мкСм/см;

S_x - величина удельной электропроводности идентифицируемой пробы, мкСм/см;

E - допустимая величина погрешности измерения удельной электропроводности, %.

при соблюдении данного неравенства регистрируют ультрафиолетовые спектры поглощения идентифицируемой и эталонной проб спиртного напитка, строят в одной системе координат графические спектральные кривые указанных проб и кривую их вычитания в информативной области спектра, которая для окрашенных спиртных напитков составляет 230-400 нм, а для неокрашенных - 200-230 нм, по матрице дискретных значений кривой вычитания рассчитывают фактические значения критериев идентификации А и В, после чего подлинной признают такую идентифицируемую продукцию, для которой кривая вычитания в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб соответствует указанным критериям, определяемым из следующих выражений:

$$A=\left|\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n(({\lambda }_i-\overline{\lambda })\cdot (\Delta D_i-\overline{\Delta D}))}}{\sqrt{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{({\lambda }_i-\overline{\lambda })}^2}\cdot {\displaystyle \sum _{i=1}^n{(\Delta D_i-\overline{\Delta D})}^2}}}\right|(1)$$

$$B=\left|\frac{\sqrt{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{(\Delta D_i-\overline{\Delta D})}^2}}}{(n\cdot \overline{\Delta D})}\right|\text{, }(2)$$

где λ_i…λ_n - дискретные значения длин волн излучения в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм;

$$\overline{\lambda }$$ - среднее арифметическое из дискретных значений длин волн в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм;

ΔD_i…ΔD_n - дискретные значения оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.;

$$\overline{\Delta D}$$ - среднее арифметическое из дискретных значений оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.;

n - число дискретных значений длин волн λ_i…λ_n, оптической плотности ΔD_i…ΔD_n кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб,

и принимающим расчетные значения для окрашенных спиртных напитков A≥0,95, B≤1,0; для бесцветных спиртных напитков B≤0,10. Достигается повышение достоверности и надежности, а также - высокая точность идентификации. 4 ил., 1 табл., 4 пр.

Способ идентификации подлинности спиртных напитков, предусматривающий измерение удельной электропроводности идентифицируемой и эталонной проб и проведение предварительной проверки идентифицируемой пробы на подлинность путем сопоставления этих показателей для обеих проб с использованием неравенства:

где S_i - величина удельной электропроводности эталонной пробы, мкСм/см;
S_x - величина удельной электропроводности идентифицируемой пробы, мкСм/см;
E - допустимая величина погрешности измерения удельной электропроводности, %.
при соблюдении данного неравенства регистрируют ультрафиолетовые спектры поглощения идентифицируемой и эталонной проб спиртного напитка, строят в одной системе координат графические спектральные кривые указанных проб и кривую их вычитания в информативной области спектра, которая для окрашенных спиртных напитков составляет 230-400 нм, а для неокрашенных - 200-230 нм, по матрице дискретных значений кривой вычитания рассчитывают фактические значения критериев идентификации А и В, после чего подлинной признают такую идентифицируемую продукцию, для которой кривая вычитания в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб соответствует указанным критериям, определяемым из следующих выражений:


где λ_i…λ_n - дискретные значения длин волн излучения в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм;
- среднее арифметическое из дискретных значений длин волн в границах информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, нм;
ΔD_i…ΔD_n - дискретные значения оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.;
- среднее арифметическое из дискретных значений оптической плотности кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб, е.о.п.;
n - число дискретных значений длин волн λ_i…λ_n, оптической плотности ΔD_i…ΔD_n кривой вычитания в информативной области ультрафиолетовых спектров поглощения эталонной и идентифицируемой проб,
и принимающим расчетные значения для окрашенных спиртных напитков A≥0,95, B≤1,0; для бесцветных спиртных напитков B≤0,10.