Dependence of the values of isotopic characteristics of cider ethanol elements on the type of sugar-containing raw materials used
Authors: Кузьмина Е.И. , Егорова О.С. , Акбулатова Д.Р. , Свиридов Д.А. 
Published: March 2024

В последние годы натуральные напитки брожения из плодового сырья пользуются повышенным спросом у потребителей во всем мире. По данным статистических исследований в нашей стране наблюдается ежегодный активный рост производства и продаж сидра. В соответствии с требованиями ГОСТ 31820-2015 «Сидры. Общие технические условия» производство этого напитка может осуществляться как из свежего плодового сырья, так и из концентрированных соков и питьевой воды для их восстановления с целью дальнейшего сбраживания. Технология таких сидров допускает внесение сахаросодержащих веществ на всех этапах производства. В то же время на рынке существует и другая категория сидров, производство которых осуществляют в соответствии с ГОСТ Р 58011-2017 «Сидры традиционные. Технические условия» и ГОСТ Р 58851-2020 «Сидры фруктовые традиционные. Технические условия». Такие сидры являются продуктами более высокого качества, их производство возможно исключительно из свежего плодового сырья, в том числе технологией производства этих видов напитков добавление сахара разрешается только при получении сидров игристых. Внесение каких-либо сахаросодержащих веществ перед брожением не допускается. Таким образом, элементы этанола, выделенного из традиционных тихих сидров, должны иметь величины изотопных отношений, присущие только нативным сахарам плодового сырья. Целью настоящей работы стало установление критериальных значений показателей δ13С, δ18O, δD для этанола сидров традиционных. Были проведены исследования по изучению фракционирования изотопов элементов этанола в процессе получения сидров в зависимости от вида сахаросодержащего сырья. Объектами исследования служили образцы сидров и яблочных сброженных материалов, произведенных в лабораторных условиях ВНИИПБиВП, полученных с добавлением и без добавления сахаросодержащих веществ различного происхождения. Измерение значений изотопных характеристик углерода, кислорода и водорода выделенного этанола опытных образцов проводили с использованием метода изотопной масс-спектрометрии. Результаты проведенных исследований показали, что при добавлении в яблочное сусло тростникового или свекловичного сахара происходит изменение величин изотопных характеристик элементов этанола. При добавлении в сусло тростникового сахара наблюдается значительное фракционирование изотопов углерода и водорода. При внесении свекловичного сахара значения показателей δ13С, δ18O, δD этанола либо не изменяются, либо имеют незначительные отличия от значений соответствующих показателей этанола контрольных образцов. На основании полученных результатов исследований были установлены идентификационные диапазоны для изотопных отношений углерода, кислорода, водорода этанола сидров.
In recent years, natural fermented beverages from fruit raw materials have been in high demand among consumers all over the world. According to statistical research, there is an annual active growth in cider production and sales in our country. In accordance with the requirements of GOST 31820-2015 «Ciders. General specifications», the production of this drink can be carried out both from fresh fruit raw materials and from concentrated juices and drinking water for their recovery for further fermentation. In particular, the technology of such ciders provides for the introduction of sugar-containing substances at all stages of production. At the same time, there is another category of ciders on the market, the production of which is carried out in accordance with GOST R 58011-2017 «Traditional ciders. Specifications» and GOST R 58851-2020 «Traditional fruit ciders. Specifications». Such ciders are products of higher quality, their production is possible exclusively from fresh fruit raw materials, including the production technology of these types of drinks, the addition of sugar is allowed only when sparkling ciders are obtained. The addition of any sugar-containing substances before fermentation is not allowed. Thus, the elements of ethanol extracted from traditional still ciders should have isotope ratios inherent only in native raw sugars. The purpose of this work was to establish the criteria values of δ13С, δ18O, δD for ethanol of traditional ciders. Studies have been conducted to study the fractionation of isotopes of ethanol elements in the process of producing ciders, depending on the type of sugar-containing raw materials. The objects of the study were samples of ciders and fermented apple materials produced in the laboratory of All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry, obtained with and without the addition of sugar-containing substances of various origins. The values of the isotopic characteristics of carbon, oxygen and hydrogen of the isolated ethanol of the experimental samples were measured using the method of isotope mass spectrometry. The results of the conducted studies have shown that when cane or beet sugars are added to apple wort, the values of the isotopic characteristics of ethanol elements change. When cane sugar is added to the wort, significant fractionation of carbon and hydrogen isotopes is observed. When beet sugar is added, the values of the indicators δ13С, δ18O, δD of ethanol either do not change, or have slight differences from the values of the corresponding ethanol indicators of the control samples. Based on the obtained research results, identification ranges were established for the isotopic ratios of carbon, oxygen, hydrogen and ethanol of ciders.