Качественный анализ вин на основе совместного использования их оптических спектров различной физической природы

Abstract

Current article describes wines and wine production analyses by the methods of optical spectroscopy. Emphasis is on the methods and approaches that allow realizing a qualitative analysis of wines with various physical nature optical spectra joint processing. This allows creating a spectral portrait, i.e. a certain set of optical spectra fragments, which characterize a particular wine brand including such characteristics as the grape variety and the geographical origin or harvest year. The procedures for measuring the absorption, emission, excitation, synchronous scanning and scattering spectra for different samples of wine production and alternative methods for processing and presenting the obtained spectral data are described. One such method is the display of the measurement results in two-dimensional coordinates where the axes of the graph are the values of synchronous scanning and emission peaks. An experiment for the identification of encrypted samples is carried out to test the possibility of using fluorescence spectra for the recognition of wines. As the controlled parameters, the intensities of the short-wave peak in the spectrum of the synchronous scanning and the peak of the emission spectrum were chosen. In addition, the results of using an alternative approach to the problems of classification and identification of wines are presented, which consist in using the methods of chemometrics, namely the method of principal components. This is of interest since fragments of the selected spectra or whole spectra are subjected to the processing which increases the information content and reliability of the analysis. The results given in the article served as the basis for creating methodological recommendations using spectral portrait consisting of several spectra, which makes it possible to reveal the wine production authenticity when it is in doubt. These guidelines are used by the producers of wine products.

Статья посвящена анализу вин и винодельческой продукции методами оптической спектроскопии. Основное внимание уделено методам и подходам, позволяющим реализовывать качественный анализ вин при помощи совместной обработки оптических спектров различной физической природы. Это позволяет создавать спектральный портрет, т.е. определенный набор фрагментов оптических спектров, характеризующих конкретную марку вина или виноматериала, включая такие признаки, как сорт и географическое происхождение винограда, год урожая. Описываются процедуры измерения спектров абсорбции, эмиссии, возбуждения, синхронного сканирования и рассеяния, проведенные для различных образцов винодельческой продукции и альтернативные способы обработки и представления полученных спектральных данных. Одним из таких способов является отображение результатов измерений в двумерных координатах, где осями графика служат значения пиков синхронного сканирования и эмиссии. Описывается эксперимент по идентификации зашифрованных образцов, проведенный с целью проверки возможности использования спектров флуоресценции для распознавания вин. В качестве контролируемых параметров были выбраны интенсивности коротковолнового пика в спектре синхронного сканирования и пика спектра эмиссии. Кроме того, приводятся результаты использования альтернативного подхода к задачам классификации и идентификации вин, который заключается в использовании хемометрического метода главных компонент. Это представляет интерес, так как обработке подвергаются фрагменты выбранных спектров или спектры целиком, что повышает информативность и достоверность анализа. Результаты, приведенные в статье, послужили основой для создания методических рекомендаций, использующих спектральный портрет, состоящий из нескольких спектров, что позволяет выявлять винодельческую продукцию подлинность, которой вызывает сомнения. В данный момент эти методические рекомендации используются производителями винодельческой продукции.