Исследование этанольного экстракта древесины дуба методами капиллярного электрофореза, газовой хроматографии, хромато-масс-спектрометрии

Наталия Викторовна Шелехова; Тамара Михайловна Шелехова

doi:10.17308/sorpchrom.2021.21/3833

Наталия Викторовна Шелехова ВНИИПБТ - филиал ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии», Москва
Тамара Михайловна Шелехова ВНИИПБТ- филиал ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3833

Ключевые слова: виски, дистилляты, газовая хроматография, капиллярный электрофорез, хромато-масс-спектрометрия, идентификация, древесина дуба, этанольный экстракт, катионы, летучие органические примеси.

Аннотация

В работе реализован подход, основанный на сочетании современных инструментальных методов анализа, обеспечивающий повышение информативности при исследовании химического состава 65% водно-спиртового экстракта дубовой клепки сильной, средней и слабой степени термической обработки, полученной в результате дробления специально подготовленной древесины дуба по специальной технологии. Методом капиллярного электрофореза установлено, что основными катионами в изученных образцах экстрактов, являются ионы Na⁺ и K⁺, на долю которых приходится до 90% от суммы идентифицированных катионов, остальное приходится на ионы NH₄⁺, Ca²⁺ Mg²⁺. Суммарные массовые концентрации катионов варьировались в диапазоне 1.91-12.05 мг/дм³. Выявлена корреляция между интенсивностью термической обработки дубовой клепки и содержанием катионов. Показано, что в зависимости от продолжительности контакта водно-спиртового раствора с древесиной дуба процентное соотношение исследуемых компонентов к сумме идентифицированных катионов существенно меняется.

Методом газовой хроматографии определен качественный и количественный состав летучих органических примесей. Установлено, что образец, приготовленный с использованием дубовой клепки сильной степени обжига, значительно отличается по составу анализируемых компонентов. Кроме метанола, содержание которого колебалось в диапазоне 0.000382-0.000512% об., уксусной кислоты – 7.09-9.95 мг/дм³ и 2-пропанола 0.42-0.65 мг/дм³, на 7 сутки обнаружено образование фурфурола 0.30 мг/дм³, на 21 сутки – этилформиата 1.29 мг/дм³, на 28 сутки – ацетальдегида 0.89 мг/дм³ и 2-фенилэтанола 0.21 мг/дм³. Экспериментально подтверждено, что значение pH оказывает влияние на ход химических реакций, в результате которых образуются вещества, формирующие вкус и аромат спиртных напитков, находящихся в контакте с древесиной дуба. Методом хромато-масс-спектрометрии в анализируемом растворе идентифицированы: ванилин, пиранон, пропиловый эфир азотной кислоты, уксусная кислота, фурфуриловый спирт, фурфурол, этиловый эфир карбаминовой кислоты, 5-гидроксиметилфурфурол, 5-метилфурфурол. Проведенное исследование позволит усовершенствовать технологии производства спиртных напитков и будет способствовать генерированию и накоплению новых знаний в предметной области.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Наталия Викторовна Шелехова , ВНИИПБТ - филиал ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

д.т.н., заведующая лабораторией хроматографии ВНИИПБТ- филиала ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Тамара Михайловна Шелехова , ВНИИПБТ- филиал ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

к.т.н., ведущий научный сотрудник лаборатории хроматографии ВНИИПБТ- филиала ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии», Москва

Литература

Handbook of Alcoholic Beverages: Technical, Analytical and Nutritional As-pects; ed. A.J. Buglass. John Wiley & Sons, Ltd, 2011, 1204 p.

Savchuk S.A., Nuzhny`j V.P., Rozhanecz V.V., Khimiya i toksikologiya e`tilovogo spirta i napitkov, izgotovlenny`kh na ego osnove. Khromatograficheskij analiz spirtny`kh napitkov, M., Lenand, 2017, 184 p.

Byokker Yu., Khromatografiya. In-strumental`naya analitika: metody` khroma-tografii i kapillyarnogo e`lektroforeza, M., Tekhnosfera, 2009, 458 p.

Yakuba Yu.F., Temerdashev Z.A., Analitika i control, 2015, Vol. 19, No 4, pp. 288-301.

Shelekhova N.V., Shelekhova T.M., Skvorczova L.I. et al., Pishhevaya promy`shlennost, 2019, No 4, pp. 117-118. DOI: https://10.24411/0235-2486-2019-10059.

Rudakov O.B., Nikitina S.Yu., Analiti-ka i control, 2017, Vol. 21, No 3, pp. 180-196.

Yashin Ya.I., Yashin A.Ya., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2014, Vol. 14, No 2, pp. 203- 213.

Muratshin A.M., Galkin E.G., Nigmat-ullin A.T. el al., Opredelenie pro-iskhozhdeniya e`tilovogo spirta metodom khromato-mass-spektrometrii / Rezhim dostupa: http://fromserge.narod.ru/metod_khromato-mass-spektrometrii.pdf (data obrashheniya 26.05.2021).

Becker J.S., Inorganic mass spectrome-try. Principles and Applications, WileyInterscience, 2008, 518 p.

Zaikin V.G., Borisov R.S., Mass-spektrometriya, 2021, Vol. 18, No 1, pp. 4-31.

Nikitina S.Yu., Rudakov O.B., Grigor`ev A.M., Proizvodstvo spirta i likyorovodochny`kh izdelij, 2013, No 4, pp. 38-41.

Shelekhova N.V., Shelekhova T.M., Skvorczova L.I. et al., Pishhevaya promy`shlennost, 2019, No 11, pp. 68-71.DOI: https://10.24411/0235-2486-2019-10181

Rizzi A., Electrophoresis, 2001, Vol. 22, pp. 3079-3106.

Shelekhova N.V., Shelekhova T.M., Skvorczova L.I. et al., Pishhevaya promy`shlennost, 2020, No 1, pp. 27-30. DOI: https://10.24411/0235-2486-2020-10001.

Handbook of Capillary Electrophore-sis, 2-nd Ed. J.P. Landers, Boca Raton, FL: CRC Press, 1997, 912 p.

Capillary Electrophoresis: Theory and Practice, Eds. Grossman P.D. and Colburn J.C. SanDiego, CA, USA, Academic Press, 1992, 352 p.

Nikitina S.Yu., Shakhov S.V., Py`l`ny`j D.V. et al., Pishhevaya promy`shlennost, 2018, No 6, pp. 56-60.

Shelekhova N.V., Shelekhova T.M., Skvorczova L.I. et al., Pishhevaya promy`shlennost, 2020, No 6, pp. 52-56. DOI: https://10.24411/0235-2486-2020-10066.

Skurikhin I.M., Vinodelie i vinogradarstvo SSSR, 1960, No 1, pp. 8-15.

Dzhanpoladyan L.M., Sbornik trudov Armyanskogo NII vinogradarstva, vinodeliya i plodovodstva, Erevan, 1957, pp. 5-19.

Lichev V.I., Razrabotka tekhnologii polucheniya e`kstrakta iz drevesiny duba, M., CzNIITE`I Pishheprom, 1977, 40 p.

Novikova I.V. Teoreticheskie i prak-ticheskie aspekty` intensivnoj tekhnologii spirtny`kh napitkov iz zernovogo sy`r`ya s primeneniem e`kstraktov drevesiny, Voro-nezh, IPCz Nauchnaya kniga, 2014, 172 p.

Oganesyancz L.A., Peschanskaya V.A., Osipova V.P. et al., Vinodelie i vinogradaratvo, 2008, No 4, pp. 6-7.

Borodulin D.M., Salishheva O.V., Fa-jner A.A., Pishhevy`e innovaczii i biotekhnologii. Materialy` V Mezhdunarodnoj nauchnoj konferenczii. FGBOU VO Kemerovskij tekhnologicheskij institut pishhevoj promy`shlennosti, 2017, pp. 200-202.

Maltabar V.M., Fertman G.I., Tekhnologiya kon`yaka, M., Pishhevaya promy`shlennost, 1971, 344 p.

Karyakin A.V., Petrosyan Cz.L., Dzhanpoladyan L.M., Vinodelie i vinogradarstvo SSSR, 1972, No 4, pp. 23-24.

Belyakova E.A., Body`levskaya T.A., Body`levskij K.A. et al., Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2014, No 24, pp. 74-77.

Dzhanpoladyan L.M., Mndzhoyan E.L., Saakyan R.G. et al., Vinodelie i vinogradarstvo SSSR, 1969, No 7, pp. 13-16.

Vostrikov S.V., Novikova I.V., Izvestiya vy`sshikh uchebny`kh zavedenij. Pish-hevaya tekhnologiya, 2002, No 4(269), pp. 26-2.

Agafonov G.V., Sbornik materialov VI otchetnoj nauchnoj konferenczii VGUIT, 2018, pp. 59.

Aksenov P.A., Korovin V.V., Vestnik MGUL – Lesnoj vestnik, 2009, No 1, pp. 5-16.