Gas chromatographic determination of ethanol in soft drinks using vapor-phase drop microextraction

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A simple express procedure for gas chromatographic determination of ethanol in soft drinks is proposed (kvass, grape juice, non-alcoholic beer), based on headspace microextraction of the analyte into a drop (1 μL) of distilled water located above the surface of the analyzed liquid on the tip of the needle of a standard microsyringe for gas chromatography. The detection limit of ethanol is (3–6) × 10–5 vol. %, the parallel determination time, including headspace extraction, does not exceed 5 min. Propanol-2, which is not detected in beverages, is used as an internal standard. The correctness of the procedure is confirmed by the added–found method, the relative standard deviation does not exceed 7 % at an ethanol concentration in the sample of 10–2 vol. %

About the authors

O. V. Rodinkov

Saint Petersburg State University, Institute of Chemistry

Email: o.rodinkov@spbu.ru
Universitetskii pr. 26, Petrodvorets, Saint Petersburg, Russia

K. N. Davletbaeva

Saint Petersburg State University, Institute of Chemistry

Universitetskii pr. 26, Petrodvorets, Saint Petersburg, Russia

References

  1. Global status report on alcohol and health and treatment of substance use disorders. Geneva: World Health Organization; 2024. Licence: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
  2. ГОСТ 28188-2014 Напитки безалкогольные. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2019. 8 с.
  3. ГОСТ 6687.7-88 Напитки безалкогольные и квасы. Метод определения спирта. М.: Изд-во стандартов, 1988. 6 с.
  4. Wachełko O., Szpot P., Zawadzki M. The application of headspace gas chromatographic method for the determination of ethyl alcohol in craft beers, wines and soft drinks // Food Chem. 2021. V. 346. Article 128924. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128924
  5. Bortoleto G., Gomes W. Determination of ethanol in low-alcohol fermented beverages // Revista Sítio Novo. 2022. V. 6. P. 105. https://doi.org/10.47236/2594-7036.2022.v6.i1.105-111p.
  6. Vidal L., Canals A., Kalogerakis N., Psillakis E. Headspace single-drop microextraction for the analysis of chlorobenzenes in water samples // J. Chromatogr. A. 2005. V. 1089. P. 25. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.06.058
  7. Musile G., Pigaiani N., Pasetto E., Ballotari M., Tagliaro F., Bortolotti F. Validation of a new salt-assisted HS-GC-FID method for the determination of ethanol in the vitreous humor // J. Anal. Toxicol. 2023. V. 46. № 9. P. 274. https://doi.org/10.1093/jat/bkac087
  8. Plugatar Y., Johnson J.B., Timofeev R., Korzin V., Kazak A., Nekhaychuk D., Borisova E., Rotanov G. Prediction of ethanol content and total extract using densimetry and refractometry // Beverages. 2023. V. 9. P. 31. https:// doi.org/10.3390/beverages9020031
  9. Čupera J., Fajman M., Žák M., Mitáš S. Determination of ethanol concentration in gasoline using refractometry method // Listy Cukrovarnicke a Reparske. 2023. V. 139. P. 367.
  10. Promvongsa J., Fungtammasan B., Gerard G., Saengkaew S., Vallikul P. A study on the evaporation of water–ethanol mixture using rainbow refractometry // J. Energy Resour. Technol. 2017. V. 139. № 6. Article 062002 https://doi.org/10.1115/1.4037157
  11. Lachenmeier D.W., Godelmann R., Steiner M., Ansay B., Weigel J., Krieg G. Rapid and mobile determination of alcoholic strength in wine, beer and spirits using a flow-through infrared sensor // Chem. Cent. J. 2010. V. 4. № 1. P. 5. https://doi.org/10.1186/1752-153X-4-5.
  12. Nordon A., Mills A., Burn R. T., Cusick F. M., Littlejohn D. Comparison of non-invasive NIR and Raman spectrometries for determination of alcohol content of spirits // Anal. Chim. Acta. 2005. V. 548. P. 148. https://doi.org/10.1016/j.aca.2005.05.067
  13. Debebe A., Redi-Abshiro M., Chandravanshi B. S. Non-destructive determination of ethanol levels in fermented alcoholic beverages using Fourier transform mid-infrared spectroscopy // Chem. Cent. J. 2017. V. 11. № 1. P. 27. https://doi.org/10.1186/s13065-017-0257-5
  14. Sayyad S.F., Chaudhari S.R., Panda B. P. Quantitative determination of ethanol in arishta by using UV-visible spectrophotometer // Pharm. Biol. Eval. 2015. V. 2. № 5. P. 204.
  15. Febriani Y., Ihsan E. A. Determination of ethanol in a distillate sample of arenga pinnata by UV-visible spectrophotometry // J. Phys.: Conf. Series. 2020. V. 1539. № 1. Article 012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1539/1/012002
  16. Pereira P.F., Sousa R.M.F., Munoz R.A.A., Richter E.M. Simultaneous determination of ethanol and methanol in fuel ethanol using cyclic voltammetry // Fuel. 2013. V. 103. P. 725. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.07.034.
  17. Родинков О.В., Бугайченко А.С., Москвин Л.Н. Статический парофазный анализ и его современное состояние // Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75. № 1. С. 3. (Rodinkov, O.V., Bugaichenko A.S., Moskvin L.N. Static headspace analysis and its current status // J. Anal. Chem. 2020. V. 75. №. 1. P. 1.) https://doi.org/10.1134/S106193482001013X
  18. Дмитриенко C.Г., Апяри В.В., Толмачева В.В., Горбунова М.В. Жидкостная экстракция органических соединений в каплю экстрагента. Обзор обзоров // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 75. № 8. С. 675. (Dmitrienko S.G., Apyari V.V., Tolmacheva V.V., Gorbunova M.V. Liquid–liquid extraction of organic compounds into a single drop of the extractant: Overview of reviews // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. № 8. P. 907.) https://doi.org/10.1134/S1061934821080049
  19. Qin B., Wang X., Tang L., Wang S., Shi Y., Zhao L., Jiang H. Comparative study of headspace and headspace single drop microextraction combined with GC for the determination of methanol in wine // J. Chromatogr A. 2022. V. 1673. Article 463079. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2022.463079.
  20. Витенберг А.Г., Иоффе Б.В. Газовая экстракция в хроматографическом анализе. Л.: Химия. 1982. 279 с. (Ioffe B.V., Vitenberg A.G. Head-space analysis and related methods in gas chromatography. N.Y.: Wiley Inters, 1984. 276 p.).
  21. Витенберг А.Г., Добряков Ю.Г., Газохроматографическое определение коэффициентов распределения летучих веществ в системе жидкость-газ // Журн. прикл. химии. 2008. Т. 81. № 3. С. 353. (Vitenberg A.G., Dobryakov Yu.G. Gas-chromatographic determination of the distribution ratios of volatile substances in liquid– gas system // Russ. J. Appl. Chem. 2008. V. 81. № 3. P. 339.) https://doi.org/ 10.1134/S1070427208030014
  22. ГОСТ 5962-2013 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2014. 6 с.
  23. ГОСТ Р 58144-2018. Вода дистиллированная. Технические условия. М.: Росс. институт стандартизации, 2022. 10 с.
  24. Дворкин В.И. Метрология и обеспечение качества химического анализа. М.: Изд-во МИТХТ, 2014. С. 223
  25. РМГ 61-2010. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки.
  26. Ouyang G., Zhao W., Pawliszyn J. Kinetic calibration for automated headspace liquid-phase microextraction // Anal. Chem. 2005. V. 77. № 24. P. 8122. https://doi.org/10.1021/ac051493z

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».