Виявлення фальсифікатів бджолиного воску методом інфрачервоної спектроскопії відбивання

Abstract

У статті розглянуто проблему ідентифікації натурального бджолиного воску та виявлення в ньому сторонніх домішок. Актуальність цієї проблеми пояснюється тим, що бджолиний віск широко застосовується в багатьох галузях народного господарства. Значна частина отриманого воску повертається у бджільництво для промислового виробництва вощини. Вощина, виготовлена з фальсифікованого воску, може призводити до погіршення якості продуктів бджільництва, зокрема меду. Вивчено інфрачервоні спектри відбивання натурального бджолиного воску та його фальсифікатів (з вмістом парафіну та церезину) в діапазоні хвиль від 1330 до 2370 нм, а також виявлено їхні особливості з метою проведення якісного аналізу. Для проведення досліджень були підготовлені зразки натурального бджолиного воску з різною концентрацією сторонніх домішок. Віск отримано шляхом переплавлення стільників у паровій воскотопці. Досліджено інфрачервоні спектри відбивання від декількох поверхонь зразків, а саме: гладкої поверхні, що утворюється після плавлення та твердіння зразка, і від подрібнених зразків. Спектри відбивання досліджувались за допомогою спектрометра «Infrapid-61». Встановлено, що отримані інфрачервоні спектри відбивання від гладких поверхонь зразків (бджолиного воску, парафіну, церезину та їх сумішей) мають подібну структуру з двома явно вираженими максимумами різної інтенсивності на довжинах хвиль 1014 та 1726 нм. Інфрачервоні спектри дифузного відбивання подрібнених зразків зазнають певних змін порівняно із спектрами від гладкої поверхні зразків. Найбільш інтенсивні максимуми не змінюють свого положення, але відбувся перерозподіл спектральних ліній за інтенсивністю. Інфрачервоний спектр натурального бджолиного воску має ряд особливостей, які відрізняють його від інших спектрів досліджуваних зразків. Запропонований метод може бути застосований для первинного аналізу воскової сировини й успішно використовуватися для виявлення фальсифікованого бджолиного воску. The problem of identification of natural beeswax and detection of foreign impurities in it is considered in the paper. The urgency of this task is explained by the fact that beeswax is widely used in many sectors of the economy. Great part of the resulting wax goes back to beekeeping for the industrial production of honeycomb. Honeycomb made from counterfeit wax can lead to poor quality of bee products, including honey. A series of samples of natural beeswax with different concentrations of foreign impurities (paraffin and ceresin) were prepared for the research. Natural beeswax was obtained by melting the honeycombs in a standard device using water vapor. In this work, we studied the infrared reflection spectra from the surfaces of samples with different morphology (smooth surface and ground sample). After the samples were melted, the substance was poured into a special form, where it solidified, thus smooth surfaces were obtained. Then, solid samples were mechanically grounded. The reflection spectra were investigated using an «Infrared-61» spectrometer. It was found that the obtained infrared spectra of reflection from the smooth surfaces of the samples (beeswax, paraffin, ceresin and mixtures) have a similar structure. The IR reflection spectra have two pronounced maxima of different intensities, which correspond to the wavelengths of 1014 and 1726 nm. The infrared spectra of diffuse reflection from crushed samples undergo certain changes in comparison with the spectra from the smooth surface of the samples. The maximum intensities of the spectrum do not change their position. At the same time, there is a redistribution of spectral lines in intensity. The infrared spectrum of natural beeswax has a number of features that distinguish it from other spectra of the tested samples. This fact leads to the conclusion that the proposed method can be applied for preliminary analysis of wax raw materials. The wax raw material research methodology described in this paper can be successfully used at wax processing enterprises to detect counterfeit beeswax.