Использование метода синхронного сканирования спектров флуоресценции для идентификации подлинности пива и пивных напитков

В связи с усилением государственного контроля производства и оборота крепких спиртных напитков фальсификации все чаще подвергается алкогольная продукция, не подлежащая обязательному лицензированию, прежде всего пиво и пивные напитки. В целях контроля их качества провели синхронное сканирование спектров флуоресценции четырех образцов пива и пятнадцати образцов пивных напитков с использованием двухлучевого спектрофотометра-флуориметра СФФ-2 «Флуоран». Чтобы обеспечить наибольшую информативность полученных спектров при наименьших временных затратах, варьировали диапазоны длин волн испускания и возбуждения, а также их разность. Синхронное сканирование подлинных и фальсифицированных образцов проводили в диапазоне длин волн 250 – 600 нм при разности длин волн возбуждения и эмиссии Δλ = 30 и 60 нм. В спектрах натурального пива и пивных напитков отчетливо присутствуют максимумы высокой интенсивности в коротковолновой области на длинах волн 280 (Δλ = 30 нм) и 275 нм (Δλ = 60 нм) и минимум λ = 313 нм, а также длинноволновые максимумы λ = 362 (Δλ = 30 нм) и 336 нм (Δλ = 60 нм). В случае фальсифицированных образцов положение длинноволнового максимума не изменилось. Анализ полученных данных показал, что часть образцов пивных напитков и пива имеет характеристические отклики присутствующих в них маркерных флуоресцирующих соединений, что позволяет отнести эти образцы к подлинным, тогда как отсутствие или значительно более низкая интенсивность сигналов этих соединений в спектре ряда других образцов свидетельствует об их фальсификации. Показано, что образцы пива, принадлежащие к одной партии, но реализуемые в разных регионах, имеют очень близкие флуоресцентные характеристики. Данный метод можно использовать для оперативного выявления фальсификатов пивной продукции.

1. Khurshudyan S. A., Zakharov M. A., Obodeeva O. N., Ul’yanova E. V. Fermentation beverages: verification of authenticity by chromatographic analysis / Prod. Qual. Control. 2020. No. 7. P. 49 – 52 [in Russian]. DOI: 10.35400/2541-9900-2020-7-49-52

2. Shchetilina I. P., Fisenko A. V. Analysis of modern methods of quality control, security and identification falsification of beer / Ékon. Innov. Upr. Kach. 2016. No. 1(14). P. 60 – 64 [in Russian].

3. Zhilyakova Y. A., Harlamova L. N., Gribkova I. N. Investigated indicators for the identification of brewing products / Pivo Napitki. 2022. No. 1. P. 32 – 34 [in Russian]. DOI: 10.52653/pin.2022.01.01.002

4. Harris N., Gonzalez Viejo C., Zhang J., et al. Enhancing beer authentication, quality, and control assessment using non-invasive spectroscopy through bottle and machine learning modeling / J. Food Sci. 2025. Vol. 90. No. 1. e17670. DOI: 10.1111/1750-3841.17670

5. Vasiliev V. A., Resnyanskaya A. S. Modern approaches to the detection of exogenous glycerine in alcoholic beverages / Izv. Dagestan. GAU. 2024. No. 2(22). P. 219 – 225 [in Russian]. DOI: 10.52671/26867591_2024_2_219

6. Ozer G. D., Sezer B., Bilge G., et al. Development of synchronous fluorescence method for identification of cow, goat, Ewe and buffalo, milk species / Food Control. 2019. Vol. 108. 106808. DOI: 10.1016/j.foodcont.2019.106808

7. Lenhardt L., Zeković I., Dramićanin T., et al. Determination of the botanical origin of honey by front-face synchronous fluorescence spectroscopy / Appl. Spectrosc. 2014. Vol. 68. No. 5. P. 557 – 563. DOI: 10.1366/13-07325

8. Zhang W., Lv R., Sun Ya., Gu H. Fast evaluation peanut oil quality by synchronous fluorescence spectroscopy and statistical analysis / Agric. Sci. 2021. Vol. 12. No. 5. P. 565 – 574. DOI: 10.4236/as.2021.125036

9. Vasilyev V. A., Resnyanskaya A. S. Using 3D fluorescence spectra to identify the authenticity of grape seed oil / Nauch. Zh. NIU ITMO. 2024. No. 3 (61). P. 3 – 11 [in Russian]. DOI: 10.17586/2310-1164-2024-17-3-10-17

10. Vasilyev V. A., Resnyanskaya A. S. Synchronized scanning fluorescence spectra method for grape seed oil authenticity identification / Nauch. Zh. NIU ITMO. 2025. No. 1(63). P. 3 – 11 [in Russian]. DOI: 10.17586/2310-1164-2025-18-1-3-11

11. Levin A., Nagaev A., Sadagov A., Karachotin S. Qualitative analysis of wines based on the joint use of their optical spectra of different physical nature / Analit. Kontrol’. 2018. Vol. 22. No. 2. P. 147 – 156 [in Russian]. DOI: 10.15826/analitika.2018.22.2.001

12. Sahakyan A. V., Alenichev M. K., Levin A. D. Characterization of cognacs and grape brandies by fluorescence spectra processed using machine learning methods / Industr. Lab. Mater. Diagn. 2023. Vol. 89. No. 10. P. 25 – 33 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-10-25-33

13. Sergeeva Ya. E., Pozhidaev V. M., Fedosov D. Yu. Study of the capabilities of the fluorescence spectroscopy method for the identification of wine varitality / Nanobiotechnol. Rep. 2024. Vol. 19. Р. 311 – 316. DOI: 10.1134/S2635167624600706

14. Mori S., Hall C. R., Bradley S. J., Smith T. A. Multidimensional fluorescence spectroscopy of wine using synchronous excitation/emission matrices and time-resolved fluorescence interferometric detection / Methods Appl. Fluoresc. 2024. Vol. 12. No. 4. 045001. DOI: 10.1088/2050-6120/ad64a9

15. Sádecká J., Uríčková V., Májek P., Jakubíková M. Comparison of different fluorescence techniques in brandy classification by region of production / Spectrochim. Acta. Part A. 2019. Vol. 216. P. 125 – 135. DOI: 10.1016/j.saa.2019.03.018

16. Fang H., Wu H.-L., Wang T., et al. Excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy coupled with multi-way chemometric techniques for characterization and classification of Chinese lager beers / Food Chem. 2021. Vol. 342. 128235. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.128235

17. Fang H., Wu H.-L., Wang T., et al. Authentication of craft and industrial beers by excitation-emission matrix fluorescence spectroscopy and chemometrics / Microchem. J. 2022. Vol. 181. 107650. DOI: 10.1016/j.microc.2022.107650

18. Tan J., Li R., Jiang Z. Chemometric classification of Chinese lager beers according to manufacturer based on data fusion of fluorescence, UV and visible spectroscopies / Food Chem. 2015. Vol. 184. P. 30 – 36. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.03.085

19. Dramićanin T., Zeković I., Periša J., Dramićanin M. D. The parallel factor analysis of beer fluorescence / J. Fluoresc. 2019. Vol. 29. No. 5. P. 1103 – 1111. DOI: 10.1007/s10895-019-02421-0

20. Palomino-Vasco M., Rodríguez-Cáceres M. I., Mora-Díez N. Discrimination based on commercial/craft origin and on lager/ale fermentation of undiluted Spanish beer samples: front-face excitation-emission matrices and chemometrics / J. Food Compos. Anal. 2022. Vol. 115. 104946. DOI: 10.1016/j.jfca.2022.104946

21. Tan J., Li M. F. Rapid and nondestructive identification of Belgian and Netherlandish Trappist beers by front-face synchronous fluorescence spectroscopy coupled with multiple statistical analysis / Qual. Assur. Saf. Crops Foods. 2021. Vol. 13. No. 1. P. 83 – 92. DOI: 10.15586/qas.v13i1.839

22. Arslan M., Tahir H. E., Zareef M., et al. Recent trends in quality control, discrimination and authentication of alcoholic beverages using nondestructive instrumental techniques / Trends Food Sci. Technol. 2021. Vol. 107. P. 80 – 113. DOI: 10.1016/j.tifs.2020.11.021