Validation of a method for the determination of volatile compounds in in spirituous beverages using contained ethanol as a reference substance

Abstract

The article details a single-laboratory validation study on the gas chromatographic method for determining volatile by-products of alcoholic fermentation, such as acetaldehyde, methanol, methyl acetate, ethyl acetate, propan-2-ol, propan-1-ol, 2-methylpropan-1-ol, butan-1-ol, and 3-methylbutan-1-ol in beverages with ethanol content ranging from 9.9 to 96.0 % ABV (including wine, sake, liquor, tequila, vodka, grappa, bourbon, scotch, calvados, rakia, rum, brandy, whiskey, gin, and rectified ethyl alcohol). The method, validated in accordance with ISO 5725, utilizes ethanol present in the beverages as a reference substance for the quantitative determination of these compounds. Precision and accuracy of the method were evaluated under repeatability and intermediate precision conditions. The analysis of 15 commercial ethanol contained beverages using this method revealed acetaldehyde content ranging from 1.86 to 666 mg/L of absolute ethanol, methanol from 3.31 to 12.231 mg/L of absolute ethanol, and other volatiles from 1.52 to 4.221 mg/L of absolute ethanol. Additionally, the study employed the UniChrom software for processing chromatographic data, which significantly streamlined the analysis process. UniChrom facilitated the automated transfer of chromatographic data into Excel tables, enhancing data accuracy and consistency. Importantly, the validation and implementation of this method did not require any additional material, financial, or labor costs, making it an efficient and cost-effective solution for routine analytical settings.

валидация метода определения количественного содержания летучих соединений в спиртныхнапитках с использованием содержащегося в нем этанола в качестве эталонного вещества

Представлены результаты экспериментальных исследований метода, основанного наиспользовании этилового спирта в качестве эталонного вещества для прямого определениялетучих соединений в винах и другой спиртосодержащей продукции. Метод был валидирован втерминах прецизионности, точности, пределов обнаружения и количественного определения (lod иloq), линейности и устойчивости. Экспериментальные исследования проводились с использованиемстандартных растворов летучих компонентов ацетальдегида, метилацетата, этилацетата, изопропанола, пропанола, изобутанола, бутанола, изоамилола в диапазоне концентраций от 2 до5000 мг/л абсолютного алкоголя (aa) в водно-этанольных матрицах с объемны содержаниемэтилового спирта от 96 до 10%. Внутри- и междневные значения прецизионности находились впределах 0,1 – 1,6%. Параметры линейности r2 для всех соединений составили более 0,996. В 2021 году валидация нового метода определения количественного содержания летучих компонентов, таких как изопропиловый спирт и метилэтилкетон, в алкогольной продукции была проведена входе межлабораторный исследований с участием 49 таможенных лабораторий европейского союза. На основании положительных результатов этих межлабораторных исследований стандарт iliade 453:2024|clen method «определение изопропилового спирта и метилэтилкетона в алкогольнойпродукции методом гх-пид» был принят 13 февраля 2024 года. Разработана система унификациипереноса данных измеренных хроматограмм от участников межлабораторных испытаний в таблицыms excel. Подготовлены возможности для взаимодействия нового метода с платформой labwork, что будет способствовать эффективной реализации проекта cii-scma 2023-09 06. В заключениеважно отметить, что валидация предложенного метода может быть выполнена на основеэкспериментальных данных, получаемых в испытательной лаборатории при валидации методатрадиционного внутреннего стандарта, например, в соответствии регламентом ес 2870/2000 илиметодами анализа oiv-ma-bs-14, oiv-ma-as312-03a, oiv-ma-as315-27. Каких-либо дополнительныхматериальных, финансовых или трудовых затрат при этом не требуется.  

Die validierung der methode zur bestimmung des quantitativen gehalts an flüchtigen verbindungen in alkoholischen getränken unter verwendung von ethanol als referenzsubstanz

Es werden die ergebnisse experimenteller untersuchungen neuer methode zur direkten bestimmung flüchtiger verbindungen in weinen und anderen alkoholischen getränken vorgestellt, die sich auf der verwendung von ethylalkohol als referenzsubstanz beruht. Die methode wurde hinsichtlich präzision, richtigkeit, nachweis- und quantifizierungsgrenzen (lod und loq), linearität und robustheit validiert. Die experimentellen untersuchungen wurden mit standardlösungen der flüchtigen komponenten acetaldehyd, methylacetat, ethylacetat, isopropanol, propanol, isobutanol, butanol, isoamylol im konzentrationsbereich von 2 bis 5000 mg/l absolutem alkohol (aa) in wasser durchgeführt.  Der volumetrische gehalt an ethylalkohol in hergestellten ethanol-matrizen betrug von 96 bis 10 %. Die intra- und interday-präzisionswerte lagen zwischen 0,1 und 1,6 %. Die linearitätsparameter r2 waren für alle verbindungen größer als 0,996. Die validierung der neuen methode zur bestimmung des quantitativen gehalts an flüchtigen bestandteilen wie isopropylalkohol und methylethylketon in alkoholischen produkten wurde im jahr 2021 im rahmen eines ringversuches unter beteiligung von 49 zolllabors der europäischen union durchgeführt. Die standardmethode iliade 453:2024 | clen «bestimmung von isopropylalkohol und methylethylketon in alkoholischen getränken durch gc-fid» basierend auf den positiven ergebnissen dieses ringversuches wurde am 13. Februar 2024 verabschiedet. Es wurde ein system entwickelt, um die übertragung gemessener chromatogrammdaten von teilnehmern an ringversuchen in ms-excel-tabellen zu vereinheitlichen. Es wurden möglichkeiten für die interaktion der neuen methode mit der labwork-plattform vorbereitet, die zur effektiven umsetzung des projektes cii-scma 2023-09 06 beitragen wird. Abschließend ist es wichtig anzumerken, dass die validierung der vorgeschlagenen methode auf der grundlage experimenteller daten durchgeführt werden kann, die in einem testellen labor während der validierung einer traditionellen methode mit internem standard gewonnen wurden, beispielsweise gemäß der eu-verordnung 2870/ 2000 oder analysemethoden oiv-ma-bs-14, oiv-ma-as312-03a, oiv-ma-as315-27. Es sind keine zusätzlichen material-, finanz- oder arbeitskosten erforderlich.