Food Processing: Techniques and Technology Food Processing: Techniques and Technology Техника и технология пищевых производств 2074-9414 2313-1748 72994 10.21603/2074-9414-2023-4-2479 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ ORIGINAL ARTICLE ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ Inorganic Acid Anions in Distilled Alcoholic Beverages: Capillary Electrophoresis with Conductometric Detection Определение анионов неорганических кислот в спиртных дистиллированных напитках методом капиллярного электрофореза с кондуктометрическим детектированием https://orcid.org/0000-0001-7735-2942 Шелехова Наталия Викторовна Shelekhova Nataliya V. 4953610101@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-9297-0554 Абрамова Ирина Михайловна Abramova Irina M. https://orcid.org/0000-0003-3851-4034 Шелехова Тамара Михайловна Shelekhova Tamara M. Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Москва Россия All-Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Москва Россия Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Москва Россия Russian Scientific Research Institute of Food Biotechnology Moscow Russian Federation 30 12 2023 30 12 2023 53 4 796 806 07 12 2022 04 04 2023 https://fptt.ru/en/issues/22269/22254/

Спиртные дистиллированные напитки производят во многих странах мира, в том числе и в России. Совершенствование научно-практических основ контроля качества и безопасности таких напитков на базе современных инструментальных методов анализа является актуальной задачей. Несмотря на объем экспериментальных и теоретических исследований, направленных на определение химического состава спиртных напитков, данная область остается мало изученной. Цель работы –исследовать и экспериментально подтвердить перспективность метода капиллярного электрофореза для определения анионов в спиртных напитках. Объектами исследования являлись модельные растворы и 30 образцов спиртных дистиллированных напитков, приобретенных путем случайной выборки в розничной торговой сети. Аналитические исследования проводили на системе капиллярного электрофореза PrinCE 560, оснащенной кондуктометрическим детектором. В результате исследования подобрали параметры электрофоретического анализа, которые обеспечивают селективное качественное и количественное определение 5 целевых аналитов за 9 мин. Разработали состав буферного раствора и установили оптимальные соотношения электролитов: 30 мМоль/дм3 L-Histidine и 30 мМоль/дм3 2-(N-Morpholino) ethanesulfonicacidMonohydrate. Выявили корреляционную зависимость площади пика от массовой концентрации для целевых аналитов в диапазоне 0,1–10 мг/дм3. Экспериментально подтвердили применимость предложенного подхода для качественного и количественного определения хлорид-, нитрат-, сульфат-, фторид- и фосфат-ионовдля идентификации виски, рома, текилы, самогона, зерновых и ромовых дистиллятов. Сравнительный анализ качественного и количественного состава анионов образцов виски различного географического происхождения показал, что все исследованные образцы содержат хлориды в диапазоне массовых концентраций 0,22–52,74 мг/дм3, нитраты 0,60–0,06 мг/дм3, сульфаты 0,25–17,59 мг/дм3 и фосфаты 0,75–12,70 мг/дм3. Результаты исследования могут стать основой для разработки метрологически аттестованной методики качественного и количественного определения состава анионов органических и неорганических кислот в спиртных дистиллированных напитках.

Distilled alcoholic drinks are popular all over the world. Monitoring the quality and safety of such drinks requires modern instrumental methods. Chemical composition of alcoholic beverages has become focus of numerous experimental and theoretical publications. However, this area remains understudied. This research provided an experimental confirmation of the capillary electrophoresis as a prospective method for determining anions in alcoholic beverages. The study involved model solutions and 30 samples of distilled alcoholic beverages purchased by random sampling from a retail chain. The chemical analysis relied on a PrinCE 560 capillary electrophoresis system equipped with a conductometric detector. The study revealed the working parameters for electrophoretic analysis that provided a selective qualitative and quantitative test of five target analytes in 9 min. The optimal composition of the buffer solution and the optimal electrolyte ratios were 30 mmol/dm3 L-Histidine and 30 mmol/dm3 2-(N-Morpholino) ethanesulfonic acid Monohydrate. The correlation between the peak area and the mass concentration was at 0.1–10 mg/dm3 for the target analytes. The approach proved effective in determining chloride, nitrate, sulfate, fluoride, and phosphate ions in whiskey, rum, tequila, moonshine, grain, and rum distillates. The study also included a comparative analysis of the qualitative and quantitative anion profiles in whiskey samples from different countries. All the samples contained 0.22–52.74 mg/dm3 chlorides, 0.60–0.06 mg/dm3 nitrates, 0.25–17.59 mg/dm3 sulfates, and 0.75–12.70 mg/dm3 phosphates. Research prospects include a metrologically certified method to identify the anion composition of organic and inorganic acids in distilled alcoholic beverages.

 Дистилляты капиллярный электрофорез идентификация анионы кондуктометрическое детектирование виски ром самогон текила импортозамещение Whiskey capillary electrophoresis distillates identification anions rum samogon tequila conductometric detection import substitution Исследование проведено за счет средств субсидии на выполнение государственного задания (тема № FGMF 2022006). The research was part of state task No. FGMF 2022006.

Walker GM, Stewart GG. Saccharomyces cerevisiae in the production of fermented beverages. Beverages. 2016;2(4). https://doi.org/10.3390/beverages2040030 Walker GM, Stewart GG. Saccharomyces cerevisiae in the production of fermented beverages. Beverages. 2016;2(4).https://doi.org/10.3390/beverages2040030 Pauley M, Maskell D. Mini-review: The role of Saccharomyces cerevisiae in the production of gin and vodka. Beverages. 2017;3(1). https://doi.org/10.3390/beverages3010013 Pauley M, Maskell D. Mini-review: The role of Saccharomyces cerevisiae in the production of gin and vodka. Beverages. 2017;3(1). https://doi.org/10.3390/beverages3010013 Cabrera-Toledo D, Mendoza-Galindo E, Larranaga N, Herrera-Estrella A, Vásquez-Cruz M, Hernández-Hernández T. Genomic and morphological differentiation of spirit producing Agave angustifoliatraditional landraces cultivated in Jalisco, Mexico. Plants. 2022;11(17). https://doi.org/10.3390/plants11172274 Cabrera-Toledo D, Mendoza-Galindo E, Larranaga N, Herrera-Estrella A, Vásquez-Cruz M, Hernández-Hernández T. Genomic and morphological differentiation of spirit producing Agave angustifoliatraditional landraces cultivated in Jalisco, Mexico. Plants. 2022;11(17). https://doi.org/10.3390/plants11172274 Terán-Bustamante A, Martínez-Velasco A, Castillo-Girón VM, Ayala-Ramírez S. Innovation and technological management model in the tequila sector in Mexico. Sustainability. 2022;14(12). https://doi.org/10.3390/su14127450 Terán-Bustamante A, Martínez-Velasco A, Castillo-Girón VM, Ayala-Ramírez S. Innovation and technological management model in the tequila sector in Mexico. Sustainability. 2022;14(12). https://doi.org/10.3390/su14127450 Аналитический контроль качества ректификованного этанола, водок и спиртовых дистиллятов / С. Ю. Никитина [и др.] // Пищевая промышленность. 2018. №6. С.56-60. https://elibrary.ru/XUMWOL Nikitina SYu, Shahov SV, Pyl'nyj DV, Rudakov OB. Analytical control of the quality of the rectated ethanol, water and alcohol distillates. Food Industry. 2018;(6):56-60. (In Russ.). https://elibrary.ru/XUMWOL Shelekhova NV, Shelekhova TM, Skvortsova LI, Poltavskaya NV. Gas chromatography-mass spectrometryof volatile organic impurities in whiskey. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):787-796. (In Russ.).https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2406 Shelekhova NV, Shelekhova TM, Skvortsova LI, Poltavskaya NV. Gas chromatography-mass spectrometryof volatile organic impurities in whiskey. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):787-796. (In Russ.).https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2406 Oganesyants LA, Krikunova LN, Dubinina EV, Shvets SD. Evaluation of the fermentation activators use prospects in the technology of corneliancherries distillates. Polzunovskiy Vestnik. 2020;(3):24-30. (In Russ.). https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020.03.004 Oganesyants LA, Krikunova LN, Dubinina EV, Shvets SD. Evaluation of the fermentation activators use prospects in the technology of corneliancherries distillates. PolzunovskiyVestnik. 2020;(3):24-30. (In Russ.). https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020.03.004 Ageyeva NM, Shirshova AA, Tikhonova AN. Influence of alcoholic and malolactic fermentation on the levelof biogenic amines in wine. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):449-457. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-449-457 Ageyeva NM, Shirshova AA, Tikhonova AN. Influence of alcoholic and malolactic fermentation on the levelof biogenic amines in wine. Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(3):449-457. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-3-449-457 Krikunova LN, Dubinina EV, Peschanskaya VA, Ulyanova EV. New nitrogen-containing raw materials in distillate technology. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(1):123-132. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-1-123-132 Krikunova LN, Dubinina EV, Peschanskaya VA, Ulyanova EV. New nitrogen-containing raw materials in distillatetechnology. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(1):123-132. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-1-123-132 Shelekhova NV. Express method to determine volatile organic impurities in alcoholic distilled beverages based on a combination of GC/FID and GC/MSD. Sorption and Chromatography Processes. 2022;22(1):58-68. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9021 ShelekhovaNV. Express method to determine volatile organic impurities in alcoholic distilled beverages based on a combination of GC/FID and GC/MSD. Sorption and Chromatography Processes. 2022;22(1):58-68. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9021 Shelekhova NV, Shelekhova TM, Skvortsova LI, Poltavskaya NV. Methods gas chromatography, capillary electrophoresis, chromatography-mass spectrometry in analytical control of alcoholic beverages. Food Industry. 2021;(9):63-64. (In Russ.). https://doi.org/10.52653/PPI.2021.9.9.028 Shelekhova NV, Shelekhova TM, Skvortsova LI, Poltavskaya NV. Methods gas chromatography, capillary electrophoresis, chromatography-mass spectrometry in analytical control of alcoholic beverages. FoodIndustry. 2021;(9):63-64. (In Russ.). https://doi.org/10.52653/PPI.2021.9.9.028 Nikitina SYu, Shahov SV, Gordienko AS. Experience in implementing a new technology for the joint production of rectified ethyl alcohol and alcohol distillate from fermented grain raw materials. Beer and Beverages.2020;(4):10-15. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10037 Nikitina SYu, Shahov SV, Gordienko AS. Experience in implementing a new technology for the joint production of rectified ethyl alcohol and alcohol distillate from fermented grain raw materials. Beer and Beverages.2020;(4):10-15. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10037 Технология ликероводочного производства / И. И. Бурачевский [и др.]. М.: Пищепромиздат, 2010. 357 с. Burachevskiy II, Vorobʹva EV, Zenina GP, Morozova SS. Distillery production technology. Moscow: Pishchepromizdat; 2011. 357 p. (In Russ.). Makeeva DV, Antipova KS, Kartsova LA. Electrophoretic determination of carboxylic acids in blood serum with intracapillary concentration. Analytics and Control. 2022;26(1):13-20. (In Russ.). https://doi.org/10.15826/analitika.2022.26.1.001 Makeeva DV, Antipova KS, Kartsova LA. Electrophoretic determination of carboxylic acids in blood serum with intracapillary concentration. Analytics and Control. 2022;26(1):13-20. (In Russ.). https://doi.org/10.15826/analitika.2022.26.1.001 Navarro-Abril A, Saurina J, Sentellas S. Simultaneous determination of amino acids and biogenic amines by liquid chromatography coupled to mass spectrometry for assessing wine quality. Beverages. 2022;8(4). https://doi.org/10.3390/beverages8040069 Navarro-Abril A, Saurina J, Sentellas S. Simultaneous determination of amino acids and biogenic amines by liquid chromatography coupled to mass spectrometry for assessing wine quality. Beverages. 2022;8(4). https://doi.org/10.3390/beverages8040069 Farsang R, Kovacs Z, Jarvas G, Guttman A. Ultrahigh-sensitivity capillary electrophoresis analysis of trace amounts of nitrate and nitrite in environmental water samples. Separations. 2022;9(11). https://doi.org/10.3390/separations9110333 Farsang R, Kovacs Z, Jarvas G, Guttman A. Ultrahigh-sensitivity capillary electrophoresis analysis of trace amounts of nitrate and nitrite in environmental water samples. Separations. 2022;9(11). https://doi.org/10.3390/separations9110333 Rochte JD, Berglund KA. Preliminary studies on the use of reactive distillation in the production of beverage spirits. Beverages. 2019;5(2). https://doi.org/10.3390/beverages5020029 Rochte JD, Berglund KA. Preliminary studies on the use of reactive distillation in the production of beverage spirits. Beverages. 2019;5(2). https://doi.org/10.3390/beverages5020029 Карякин А.В., Петросян Ц.Л., Джанполадян Л.М. Минеральный состав древесины коньячных бочек // Виноделие и виноградарство СССР. 1972. №4. С. 23-24. Karyakin AV, Petrosyan TsL, Dzhanpoladyan LM. Mineral composition of cognac barrel wood. Winemaking and viticulture of the USSR. 1972;(4):23-24. (In Russ.). Скурихин И.М. О химических процессах, происходящих при выдержке коньячных спиртов в дубовых бочках // Виноделие и виноградарство СССР. 1960. № 1.С. 8-15. Skurikhin IM. Chemical processes during cognac aging in oak barrels. Winemaking and viticulture of the USSR. 1960;(1):8-15.(In Russ.). Harrison B, Fagnen O, Jack F, Brosnan J. The impact of copper in different parts of malt whisky pot stills on new make spirit composition and aroma. Journal of the Institute of Brewing. 2011;117(1):106-112. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2011.tb00450.x Harrison B, Fagnen O, Jack F, Brosnan J. The impact of copper in different parts of malt whisky pot stills on new make spirit composition and aroma. Journal of the Institute of Brewing. 2011;117(1):106-112. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2011.tb00450.x Wanikawa A, Sugimoto T. A narrative review of sulfur compounds in whisk(e)y. Molecules. 2022;27(5). https://doi.org/10.3390/molecules27051672 Wanikawa A, Sugimoto T. A narrative review of sulfur compounds in whisk(e)y. Molecules. 2022;27(5). https://doi.org/10.3390/molecules27051672 Buglass AJ. Handbook of alcoholic beverages: Technical, analytical and nutritional aspects. John Wiley & Sons; 2011. 1208 p. https://doi.org/10.1002/9780470976524 Buglass AJ. Handbook of alcoholic beverages: Technical, analytical and nutritional aspects. John Wiley & Sons; 2011. 1208 p. https://doi.org/10.1002/9780470976524