Suchergebnisse

The sorption of volatile organic compounds which are components of the wine flavor has been studied on thin films of sorbents - modifiers of piezoelectric resonators electrodes forming an sensors array of gas analyzer "electronic nose". The resulting sensor array is trained on the main marker substance (ethanol, 1-butanol, 2-butanol, pentanol-2, ethanoic acid, ethyl acetate, water) and adapted to the flavor of wine. It has been established the correlation between sugar content in wine and integral quantitative indicator quartz crystal microbalance - area of "visual imprint" of the sensors array responses, reflecting the content of volatile substances in the equilibrium gas phase of wine. The parameters of the speed and efficiency of sorption of volatile compounds have been calculated which are indicators of analytical information about the condition of wine samples. The model that describes the connection of empirical physicochemical characteristics and parameters of the piezoelectric quartz crystal microbalance with the properties of the analyzed wine samples is developed by principal component analysis. The possibility of expert evaluation of quality, individual physicochemical parameters (content of sugar, alcohol), belonging assortment of wines as the results of detection of the individual compounds in the equilibrium gas phase over samples by array of 7 piezosensors with different films. The way of express evaluation of wine quality on standard indicators and aroma has been developed, which can be an alternative to preliminary examination in routine analysis of detecting falsification.Keywords: chemical piezosensors, detection of organic vapors (gases), wine quality, expert evaluation (Russian)DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.4.002 Т.А. Kuchmenko *, R.P. Lisickaja **, А.А. Shuba * *Federal State Budget Educational Institution of Higher Professional Education «Voronezh state university of engineering technology» (VSUET), Voronezh, Russian Federation**Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational – Research Center of Air Force «Air Force Academy named after professor N. E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin» of the Ministry of Defence of the Russian Federation (MERC AF «AFA»), Voronezh, Russian Federation REFERENCES1. Vino i alkogol'nye napitki. Direktivy i Reglamenty Evropeiskogo soiuza [Wine and alcoholic beverages. Directives and Regulations of the European Union]. Moscow, Standartinform Publ., 2000. 616 p. (in Russian).2. Eliseev M. N., Pozdniakovskii V. M. Tovarovedenie i ekspertiza vkusovykh tovarov [Commodity and examination of flavoring products]. Moscow, Akademiia Publ., 2006. 239 p. (in Russian).3. Iakuba Iu.F. [Improving the analytical control of wine production]. Analitika i kontrol' [Analytics and control], 2011, vol. 15, no. 3, pp. 309-312 (in Russian).4. Therkashina Y. [Qality assessment of cognas]. [Proc. EHEDG «1st Hygienic Engineering and Design Conference for Food Factories»]. St. Petersburg, 2010, p. 103.5. GOST R 52813-2007. Produktsiia vinodel'cheskaia. Metody organolepticheskogo analiza [State Standard 52813-2007. Production of wine. Methods for sensory analysis]. Moscow, Standartinform Publ., 2008. 13 p. (in Russian).6. Markosov V. A., Guguchkina T. I., Ageeva N. M., Ageeva Iu.F. Primenenie kapilliarnogo elektroforeza dlia analiza vinodel'cheskoi produktsii [Application of capillary electrophoresis for the analysis of wine products]. Vinogradstvo i vinodelie [Viticulture and winemaking], 2007, no. 2, pp. 23-24 (in Russian).7. Kaunova A. A., Petrov V. I., Tsiupko T. G., Temerdashev Z. A., Perekotii V. V., Luk'ianov A. A. [Identification of Wine Provenance by ICP-AES Multielement Analysis]. Russian Iournal of Analytical Chemistry, 2013, vol. 68, no. 9, pp. 831-836. doi:10.1134/S1061934813090050 (in Russian).8. I. A. Ragazzo-Sanchez, P. Chalier, D. Chevalier, C. Ghommidh [Electronic nose discrimination of aroma compounds in alcoholised solutions]. Sens. and Actuators. B, 2006, vol. 114, no. 2, pp. 665-673. doi:10.1016/i.snb.2005.05.032.9. Kuchmenko T.A., Lisitskaia R.P., Skrypnikova M.I., Tkacheva E.B. Sorbtsiia legkoletuchikh kislorodsoderzhashchikh soedinenii tonkimi plenkami modifitsirovannykh p'ezokvartsevykh mikrovesov [Sorption of volatile oxygenated compounds by thin films modified piezoelectric quartz microbalance]. Materialy III Vserossiiskogo simpoziuma «Razdelenie i kontsentrirovanie v analiticheskoi khimii i radiokhimii» [Proc. of the III All-Russian Symposium "The separation and concentration in analytical chemistry and radiochemistry"]. Krasnodar, 2011, p. 258 (in Russian).10. Lang H.P., Ramseyer I. P., Grange W., Braun T., Schmid D., Hunziker P., Iung C., Hegner M., Gerber C. [An artificial nose based on microcantilever array sensors]. I. Phys. Conf. Ser., 2007, pp. 663-667. doi:10.1088/1742-6596/61/1/13311. Gutierrez M., Capdevila F., Vila-Planas I., Domingo C., Büttgenbach S., Llobera A., Puig-Puiol A., Iiménez-Iorquera C. [Hybrid electronic tongue based on optical and electrochemical microsensors for quality control of wine]. I. of Sensors, 2011, no. 11, pp. 4840-4857. doi:10.1155/2014/59831712. I. Blackman, D. N. Rutledge, D. Tesic, A. Saliba, G. R. Scollary [Examination of the potential for using chemical analysis as a surrogate for sensory analysis]. Anal. chim. Acta, 2010, vol. 660, no. 1, pp. 2-7. doi:10.1016/i.aca.2009.10.062.13. Kuchmenko T. A., Lisitskaia R. P., Bobrova O. S., Akst N. N. [Analysis of grape and grape-apple iuice using a gas analyzer "static pezoelektronny nose"] Analitika i kontrol' [Analytics and control], 2006, vol. 10, no. 3-4, pp. 267-275 (in Russian).14. Korenman Ia. I., Kuchmenko T. A., Lisitskaia R. P., Stegantseva Iu. A. [Application of pezosensors for analysis of orange iuice]. Sensor [Sensor], 2004, no. 1, pp. 46-53 (in Russian).15. Kuchmenko T.A. Innovatsionnye resheniia v analiticheskom kontrole [Innovative solutions in analytical control]. Voronezh, Voronezh. gos. tekhnol. akad., OOO «SenTekh» Publ., 2009. 252 p. (in Russian).16. Petsev N., Kotsev N. Spravochnik po gazovoi khromatografii [Handbook on Gas Chromatography]. Moscow, Mir Publ., 1987. 264 p. (in Russian).17. Rodopulo A. [Aromaforming substances of grapes and grape iuice]. Vinogradstvo i vinodelie SSSR [Viticulture and winemaking USSR], 1987, no. 4, pp. 53-55 (in Russian).18. Kishkovskii Z. K., Skurikhin I. M. Khimiia vina [Chemistry of wine]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1988. 250 p. (in Russian).19. Tekhnologicheskoe i fiziologicheskoe znachenie veshchestv aromata vina [Technological and physiological significance of wine aroma substances]. Available at: http://vinograd-vino.ru/sostav-vinograda-i-vina/194-tekhnologicheskoe-i-fiziologicheskoe-znachenie-fenolnykh-veshchestv.html (accessed 15 June 2014) (in Russian).20. Kuchmenko T.A., Lisitskaia R.P. [Microbalance aniline vapor on films alkyloxides under static conditions] Sensor [Sensor], 2002, no. 3, pp. 35-40 (in Russian).21. GOST 7208–93. Vina vinogradnye i vinomaterialy vinogradnye obrabotannye. Obshchie tekhnicheskie usloviia [State Standard 7208–93. Grape wines and grape wine materials processed. General specifications]. Moscow, Standartinform Publ., 2000. 8 p. (in Russian).22. Kuchmenko T. A., e.a. Sposob formirovaniia matritsy sensorov «staticheskogo elektronnogo nosa» dlia identifikatsii muskatnogo aromata vinograda, vinogradnogo syr'ia i soka [A method of forming a sensors matrix of "static electronic nose" to identify muscat aroma of grapes, grape iuice and raw materials]. Patent RF, no. 2442158, 2012 (in Russian).23. Korenman Ia. I. Ekstraktsiia fenolov [Phenols extraction]. Gor'kii, Volgo-Viatsk. Publ., 1973. 216 p. (in Russian). ; Изучена сорбция легколетучих органических соединений, составляющих аромат вина, на тонких пленках сорбентов – модификаторов электродов пьезокварцевых резонаторов, формирующих массив сенсоров анализатора газов «электронный нос». Полученный массив сенсоров обучен по основным веществам-маркерам (этанол, бутанол-1, бутанол-2, пентанол-2, этановая кислота, этилацетат, вода) и адаптирован к аромату виноградного вина. Установлена корреляция между содержанием сахара в вине и интегральным количественным показателем пьезокварцевого микровзвешивания – площадью «визуального отпечатка»откликов массива сенсоров, отражающим содержание легколетучих веществ в равновесной газовой фазе вина. Рассчитаны параметры скорости и эффективности сорбции легколетучих соединений – носители аналитической информации о состоянии проб вина. Методом главных компонент разработана модель, описывающая связь эмпирических физико-химических стандартных характеристик и параметров пьезокварцевого микровзвешивания со свойствами анализируемых образцов вина. Показана возможность экспертной оценки качества, отдельных физико-химических показателей (содержание сахара, алкоголя), ассортиментной принадлежности виноградных вин по результатам детектирования веществ-маркеров в равновесной газовой фазе над образцами массивом 7 разнохарактерных пьезосенсоров. Разработан способ экспрессной оценки качества вина по стандартным показателям и аромату, который может составить альтернативу предварительной экспертизе в рутинном анализе при выявлении фактов фальсификации.Ключевые слова: химические пьезосенсоры, детектирование органических паров (газов), качество вина, экспертная оценка DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.4.002 ЛИТЕРАТУРАВино и алкогольные напитки. Директивы и Регламенты Европейского союза. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. 616 с.Елисеев М. Н., Поздняковский В. М. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. М.: Академия, 2006. 239 c.Якуба Ю.Ф. Совершенствование аналитического контроля винодельческой продукции // Аналитика и контроль. 2011. Т.15, № 3. С. 309-312. Therkashina Y. Qality assessment of cognas // EHEDG «1st Hygienic Engineering and Design Conference for Food Factories», СПб. 2010. С. 103. ГОСТ Р 52813-2007. Продукция винодельческая. Методы органолептического анализа. М.: Изд-во стандартов, 2008. 13 с.Применение капиллярного электрофореза для анализа винодельческой продукции / В.А. Маркосов и [др.] // Виноградство и виноделие. 2007. № 2. С. 23-24.Идентификация вин по региональной принадлежности на основе мультиэлементного анализа методом АЭС-ИСП /А.А. Каунова и [др.] // Ж. аналит. химии. 2013. Т. 68, № 9. С. 831-836.Electronic nose discrimination of aroma compounds in alcoholised solutions/ J.A. Ragazzo-Sanchez [et al.] // Sens. and Actuators. B. 2006. № 2. Р. 665-673.Сорбция легколетучих кислородсодержащих соединений тонкими пленками модифицированных пьезокварцевых микровесов Т.А. Кучменко и [др.] // Материалы III Всероссийского симпозиума «Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии». Краснодар, 2011. С. 258.An artificial nose based on microcantilever array sensors / H.P. Lang [et al.] // J. Phys. Conf. Ser. 2007. Р. 663.Hybrid electronic tongue based on optical and electrochemical microsensors for quality control of wine / M. Gutierrez [et al.] // Sensors. 2011. № 11. Р. 4840-4857.Examination of the potential for using chemical analysis as a surrogate for sensory analysis / J. Blackman [et al.] // Anal. chim. acta. 2010. № 1. Р. 2-7.Анализ виноградного и виноградно-яблочного сока с применением газоанализатора «статический пьезоэлектронный нос» / Т.А. Кучменко и [др.] // Аналитика и контроль. 2006. Т. 10, № 3-4. С. 267-275.Применение пьезосенсоров для анализа апельсинового сока / Т.А. Кучменко и [др.] // Сенсор. 2004. № 1. С. 46-53.Кучменко Т.А. Инновационные решения в аналитическом контроле. Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., ООО «СенТех», 2009. 252 с.Пецев Н., Коцев Н. Справочник по газовой хроматографии. М.: Мир, 1987. 264 с.Родопуло А. Ароматобразующие вещества винограда и виноградного сока // Виноделие и виноградарство СССР. 1987. № 4. С. 53-55.Кишковский З.К., Скурихин И.М. Химия вина. М.: Агропромиздат, 1988. 250 с.Технологическое и физиологическое значение веществ аромата вина. [Электронный ресурс]: http://vinograd-vino.ru/sostav-vinograda-i-vina/194-tekhnologicheskoe-i-fiziologicheskoe-znachenie-fenolnykh-veshchestv.html (дата обращения 15.06.2014).Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П. Микровзвешивание паров анилина на пленках алкилоксидов в статических условиях // Сенсор. 2002. № 3. С. 35-40.ГОСТ 7208–93. Вина виноградные и виноматериалы виноградные обработанные. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2000. 8 с.Пат. № 2442158 РФ. Способ формирования матрицы сенсоров «статического электронного носа» для идентификации мускатного аромата винограда, виноградного сырья и сока / Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П., Оробинский Ю.И. (РФ). Опубл. 10.02.2012. Б.и. № 4.Коренман Я.И. Экстракция фенолов. Горький: Волго-Вятск. изд-во, 1973. 216 с.