Химики МГУ разобрались с качеством виски
Сотрудники химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова разработали метод определения качества виски, сообщает пресс-служба университета. Результаты исследования опубликованы в журнале Microchemical Journal.
Виски — один из популярных алкогольных напитков и в нашей стране, и в мире. Чем более популярен продукт, тем больше его подделок появляется на рынке. Фальсификаты виски выявляют различными методами, в основном сложными и дорогостоящими.
Недавно ученые обнаружили, что сложность виски кроется не только в процессе его изготовления, но и в составе самого напитка. Оказалось, что это сложная многослойная жидкость, поведение которой резко меняется при добавлении воды. Эти свойства виски заметно осложняют оценку качества напитка и обнаружение фальшивок, часто попадающих в продажу.
Московские химики под руководством доктора химических наук, ведущего научного сотрудника кафедры аналитической химии химического факультета МГУ Михаила Беклемишева предложили классифицировать виски модифицированным методом флуориметрии.
«Разработанная на кафедре аналитической химии модификация метода флуориметрии позволяет решать задачи качественного анализа — например, экспрессно различать сходные между собой объекты сложного состава, классифицировать их, устанавливать производителя (тип сырья, место производства), выявлять фальсификаты, скажем, пищевых продуктов и биодобавок, а также, мы надеемся, позволит выявлять некоторые заболевания животных и людей», — рассказал о возможностях применения метода исполняющий обязанности декана химического факультета МГУ член-корреспондент РАН Степан Калмыков.
Свой аналитический метод химики назвали «флуоресцентный язык». Он принадлежит к группе так называемых методов отпечатков пальцев. Такие методики основаны на получении от образца спектра, хроматограммы, вольтамперограммы или любой другой достаточно сложной аналитической «картинки». Математическая обработка таких «картинок» позволяет различить близкие по составу образцы. Например, можно отличить соки, выпущенные на разных предприятиях или изготовленные из разных партий фруктов.
В качестве таких «картинок» химики МГУ изучали спектры флуоресценции образцов алкогольных напитков. Флуоресцентный метод «отпечатков пальцев» достаточно распространен, причем, как правило, перед регистрацией спектра к образцу ничего не добавляют и анализируют «как есть». Однако такой способ не всегда позволяет достаточно полно различать образцы. Поэтому аналитики химического факультета предложили добавить к виски определенные флуорофоры (вещества, обладающие люминесценцией), спектр которых изменяется в присутствии компонентов виски.
На примере классификации образцов алкогольной продукции ученые модифицировали флуориметрический метод «отпечатков пальцев». Добавка флуорофора, использование серийного визуализатора и различных способов обработки изображений позволили химикам качественно классифицировать виски не менее успешно, чем более сложными методами (например, очень качественным, но дорогим сочетанием высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией). Кроме того, ученые показали, что можно различить 16 видов виски не смесью флуорофоров, как обычно бывает, а с помощью одного, причем коммерчески доступного флуорофора — трис-бипиридилат рутения (2+).
Ученые закупили несколько десятков сортов виски, в том числе всемирно известные Jack Daniels, Jameson и White Horse, и сравнили их при помощи светящихся меток, опираясь на данные по спектру уже изученных образцов.
Как показали опыты, все сорта виски значительно различались по составу, но региональные версии оказались очень похожими друг на друга. Таким образом, чтобы различать их и определять подлинность, потребуется не множество красителей, а всего одна светящаяся молекула на базе рутения.
Таким же образом, отмечают химики, можно сравнивать и изучать не только виски, но и другие сложные алкогольные напитки, например вино и шампанское, а также различные продукты и реактивы, в том числе мед, яблочный сок или плазму крови.
Качество этого анализа, как утверждают исследователи, не уступает хроматографии или масс-спектрометрии, но при этом он проходит практически мгновенно и не требует серьезных финансовых вливаний в приборы и реактивы.
«Наш метод можно применять и в бытовых условиях, — рассказал “Стимулу” Михаил Беклемишев. — В аппаратурном плане — из китайского УФ-фонарика, фотоаппарата и картонной коробки можно сделать визуализатор, мало уступающий коммерческому. А что касается флуорофоров, надо понимать, что для каждого нового объекта надо выбирать свои флуорофоры, для этого должна быть лаборатория с их “коллекцией” и “мокрый” химик (wet chemist), который этим выбором займется. Работа не очень сложная, но все же для специалиста, а не для лаборанта или домохозяйки. А вот если методика на определенный тип объектов уже разработана — тогда вуаля, можно и на кухне делать. На самом деле значительная часть задач будет решаться и без предложенных нами ухищрений — безо всяких добавок флуорофоров к образцу: можно просто фиксировать спектры собственной флуоресценции объектов. (Собственная флуоресценция есть почти у всего.) Но тут появляется еще одно “но”: такие спектры менее интенсивны, и может не хватить “мощности” домашнего визуализатора, чтобы получать фотографии. Но этот вопрос для каждого объекта решается отдельно».
«Мокрая» химия (англ. wet chemical methods) — устоявшееся жаргонное название совокупности методов получения нано- и ультрадисперсных неорганических порошков из водных и неводных растворов. Термин появился в качестве противопоставления твердофазным методам получения соединений и материалов, традиционно широко применяемым в химии твердого тела и в производстве керамики. В настоящее время термин используется для группового обозначения различных методов получения порошков и материалов, неотъемлемой частью которых является использование растворов на одной из стадий процесса. Основные отличия продуктов «мокрой» химии от аналогичных продуктов твердофазного синтеза — существенно меньший размер зерна (кристаллитов) и, как правило, более низкая температура и меньшая продолжительность фазообразования многокомпонентных соединений.