Способ идентификации образцов этилового спирта

Изобретение относится к области идентификации и установления происхождения этилового спирта путем определения характеристических признаков. Способ идентификации этилового спирта основан на определении и обнаружении следовых количеств органических веществ методами люминесцентной спектроскопии. Согласно изобретению признаком принадлежности образца этилового спирта к классу спиртов, приготовленных из пищевого сырья, служит присутствие в образце следовых количеств люминесцирующих ароматических аминокислот белкового происхождения. Критерием наличия определяющих принадлежность микропримесей служит сходство спектра возбуждения люминесценции анализируемого образца и спектра возбуждения люминесценции, полученного путем усреднения представительной выборки спектров возбуждения люминесценции различных образцов этилового спирта из пищевого сырья. Количественной характеристикой сходства спектра возбуждения анализируемого образца с усредненным спектром служит величина меры отклонения. Изобретение обеспечивает достоверность идентификации не менее 99,9995%. 2 табл.

 

Изобретение относится к области идентификации и установления происхождения объектов путем определения их характеристических признаков, а именно к идентификации этилового спирта, приготовленного из пищевого сырья, путем определения и обнаружения следовых количеств органических веществ методами современной люминесцентной спектроскопии [Wehry E.L. // Modern Fluorescence Spectroscopy, 4 Vols. Plenum Press, New York (1976, 1981)].

Методы определения и обнаружения следовых количеств органических микропримесей лежат в основе большинства способов идентификации спиртов и спиртосодержащих жидкостей. Наиболее близким к заявляемому является способ идентификации подлинности спиртосодержащих жидкостей [Патент РФ №2150699, опубл. 10.06.2000], который состоит в непосредственном сопоставлении представленных в виде многомерных спектрально-люминесцентных профилей массивов спектрально-люминесцентных характеристик идентифицируемого и эталонного изделий. Признаком соответствия идентифицируемой и эталонной жидкостей служит равенство нулю разности матриц поглощения - возбуждения - испускания идентифицируемого и эталонного образцов.

Недостатком способа является обязательное наличие эталона для сопоставления с идентифицируемым образцом. Для отнесения по этому способу идентифицируемого образца спирта к определенному классу (к этиловому спирту, полученному из конкретного пищевого или из конкретного непищевого сырья) необходимо иметь непрерывный набор эталонных образцов, полностью "описывающих" каждый из классов, что практически невозможно сделать.

Задача изобретения - создание эффективного безэталонного способа достоверной идентификации и отнесения образца этилового спирта к классу спиртов, произведенных из пищевого сырья.

Технический результат, который можно получить при осуществлении изобретения, состоит в обеспечении возможности создания автоматизированной системы экспрессной идентификации спиртов различного происхождения.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата согласно изобретению в качестве признака принадлежности образца этилового спирта к классу спиртов, полученных из пищевого сырья, используют присутствие в нем следовых количеств люминесцирующих ароматических аминокислот белкового происхождения, а именно: триптофана, тирозина, фенилаланина и отсутствие следовых количеств канцерогенных ароматических микропримесеи небелкового происхождения.

Указанный признак определяют путем сопоставления спектра возбуждения люминесценции анализируемого образца и спектра, полученного путем усреднения спектров возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, отличающихся степенью очистки и биохимическим составом исходного пищевого сырья.

Регистрацию люминесценции осуществляют в диапазоне длин волн от 300 до 360 нм, а длину волны возбуждающего света сканируют от 200 до 300 нм, при этом количественной характеристикой соответствия одного другому указанных спектров возбуждения является соблюдение следующего условия

0≤i≤1, где

-

мера отклонения для четырех параметров, характеризующих спектр возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

- интегральная интенсивность спектра возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

λ_max - положение максимума в спектре возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

I(λ_max) - максимальное пиковое значение интенсивности в спектре возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

-

отклонение формы спектра возбуждения люминесценции (I(λ)) идентифицируемого этилового спирта от усредненного спектра возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

- интегральная интенсивность усредненного спектра возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

- положение максимума в усредненном спектре возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

- максимальное пиковое значение интенсивности в усредненном спектре возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

σ - величина допустимого отклонения от нулевого значения суммы относительных средних квадратических отклонений параметров, характеризующих спектр возбуждения люминесценции образца пищевого этилового спирта.

Для измерения интенсивности спектров возбуждения люминесценции следовых количеств органических микропримесей применяют стандартные методы люминесцентной спектроскопии [C.N.Banwell // Fundamentals of Molecular Spectroscopy, McGraw-Hill Book Company (UK) Limited, (1983); Л.В.Левшин, А.М.Салецкий // Люминесценция и ее измерения: Молекулярная люминесценция. - М.: Изд-во МГУ, 1989, - 272 с.].

Зависимость интенсивности люминесценции от длины волны возбуждения , параметры усредненного спектра возбуждения люминесценции и значение величины допустимого среднего квадратического отклонения для суммы относительных средних квадратических отклонений этих параметров (σ) получают путем усреднения выборки из тридцати спектров возбуждения люминесценции для различных промышленных образцов этилового спирта разной степени очистки и произведенных из различного исходного пищевого сырья. Для каждого экспериментально измеренного спектра осуществляют коррекцию на спектральную чувствительность измерительной аппаратуры. Полученные значения параметров приведены в таблице 1.

Таблица 1
Параметр	Среднее значение параметра для пищевого спирта	Среднее квадратическое отклонение величины параметра
	1,09	+/- 0,29
	239,2	+/-21,4
	0,018	+/- 0,005
σ	0,9

Пример, иллюстрирующий вышеописанный способ и позволяющий определить его различительную способность (достоверность идентификации).

В качестве характеристики различительной способности применяют величину вероятности случайного правильного распознавания образцов α_р. Для определения α_р отбирают двадцать образцов этилового спирта, приготовленного из различного пищевого и непищевого сырья. Образцы кодируют и для каждого образца измеряют спектр возбуждения люминесценции. Вычисляют согласно формуле изобретения величину меры отклонения i для каждого образца. Кодированные образцы разделяют на две группы в соответствии с величиной меры отклонения (попадает или не попадает в интервал от нуля до единицы). Затем сопоставляют полученные данные с информацией, которая имеется об образцах. Результаты такого сопоставления приведены в таблице 2.

Таблица 2
код	Мера отклонения i	Расшифровка кода образца
1	0,29474	-	спирт из пищевого сырья
2	-	2,01553	синтетический спирт
3	0,66935	-	спирт из пищевого сырья
4	-	2,54877	синтетический спирт
5	0,46008	-	спирт из пищевого сырья
6	-	1,54289	гидролизный спирт
7	-	3,94407	синтетический спирт
8	0,42349	-	спирт из пищевого сырья
9	-	3,47426	синтетический спирт
10	-	49,17201	синтетический спирт
11	0,20458	-	спирт из пищевого сырья
12	-	39,07871	синтетический спирт
13	0,34365	-	спирт из пищевого сырья
14	-	2,41629	гидролизный спирт
15	0,32338	-	спирт из пищевого сырья
16	-	1,36399	гидролизный спирт
17	-	2,60439	синтетический спирт
18	0,81511	-	спирт из пищевого сырья
19	0,51361	-	спирт из пищевого сырья
20	0,48321	-	спирт из пищевого сырья

Из приведенных в таблице 2 результатов следует, что проделанная, согласно заявляемому способу идентификация происхождения для группы (N=20 по r=10 образцов в каждом из m=2 классов) закодированных образцов спирта, изготовленного из пищевого и непищевого сырья, полностью соответствует известной информации о закодированных образцах. Расчетная вероятность случайного правильного распознавания образцов вычисляется по формуле

, где

- число всех возможных исходов распознавания. В приведенном примере r=10, m=2, N=r·m=20, следовательно

Таким образом, предлагаемый способ идентификации имеет вероятность случайного правильного распознавания α_p≤5,4×10^-6.

Способ идентификации образцов этилового спирта, характеризующийся тем, что в качестве признака принадлежности образца этилового спирта к классу спиртов, полученных из пищевого сырья, используют присутствие в нем следовых количеств люминесцирующих ароматических аминокислот белкового происхождения, а именно: триптофана, тирозина, фенилаланина, и отсутствие следовых количеств канцерогенных ароматических микропримесей небелкового происхождения, причем указанный признак определяют путем сопоставления спектра возбуждения люминесценции анализируемого образца и спектра, полученного путем усреднения спектров возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, отличающихся степенью очистки и биохимическим составом исходного пищевого сырья, причем регистрацию люминесценции осуществляют в диапазоне длин волн от 300 до 360 нм, а длину волны возбуждающего света сканируют от 200 до 300 нм, при этом количественной характеристикой соответствия одного другому указанных спектров возбуждения является соблюдение следующего условия

0≤i≤1,

где - мера отклонения для четырех параметров, характеризующих спектр возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

- интегральная интенсивность спектра возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

λ_max - положение максимума в спектре возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

I(λ_max) - максимальное пиковое значение интенсивности в спектре возбуждения люминесценции (I(λ)) образца идентифицируемого этилового спирта;

- отклонение формы спектра возбуждения люминесценции (I(λ)) идентифицируемого этилового спирта от усредненного спектра возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

- интегральная интенсивность усредненного спектра возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

λ_max - положение максимума в усредненном спектре возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

- максимальное пиковое значение интенсивности в усредненном спектре возбуждения люминесценции образцов этилового спирта, приготовленных из пищевого сырья;

σ - величина допустимого отклонения от нулевого значения суммы относительных средних квадратических отклонений параметров, характеризующих спектр возбуждения люминесценции образца пищевого этилового спирта.