Химия вина

1
ЮФ НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОРЕСУРСОВ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
«КРЫМСКИЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет механизации производства и технологии переработки сельскохозяйственной продукции
Кафедра виноделия и технологии бродильных производств
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Химия
и биохимия вина» для студентов 3 курса специальности
6.051701 «Технология продуктов брожения и виноделие»
ЧАСТЬ 1
Методы определения основных показателей
химического состава сусла, виноматериала, вина и коньяка
Симферополь 2011
2
Составитель:
к.т.н., доцент
Геок В.Н.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры
виноделия и технологии бродильных производств
Протокол
№_________ от ______________2011 г.
Зав. кафедрой, д.т.н., профессор
Е.П. Шольц-Куликов
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к использованию
в учебном процессе методической комиссией факультета механизации производства и технологии переработки сельскохозяйственной продукции.
Протокол
№_________ от ______________2011 г.
Председатель методической
комиссии факультета, к.т.н., доцент
В.С. Рутенко
3
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
1. Лабораторная работа №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРОВ В СУСЛЕ….. ……. 4
2. Лабораторная работа №2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРОВ В
ВИНОМАТЕРИАЛЕ, ВИНЕ, КОНЬКЕ………………………………………………. 8
3. Лабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ТИТРУЕМЫХ КИСЛОТ И
ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (рН)……………………………………………… 15
4. Лабораторная работа № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИОКСИДА СЕРЫ………… 17
5. Лабораторная работа №
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА В ВИНЕ……. 19
6. Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕТУЧИХ КИСЛОТ……….. 22
7. Рекомендуемая литература……………………………………………… 26
4
Лабораторная работа №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
САХАРОВ В СУСЛЕ
Содержание сахаров характеризует тип вина и его вкусовые особенности. В
винограде европейских сортов содержатся глюкоза, фруктоза (в соотношении
близком к 1) и сахароза (до 1,5%). При созревании и, особенно, перезревании
винограда соотношение между глюкозой и фруктозой изменяется в сторону
преобладания фруктозы. В винограде американских сортов может содержаться до 10% сахарозы. Сахара сосредоточены, в основном, в соке ягоды, в процессе переработки винограда претерпевают сложные биохимические превращения и служат источником образования новых соединений. Содержание
сахаров в сусле составляет 150-350 г/дм3. Глюкоза и фруктоза являются редуцирующими сахарами, проявляющими восстанавливающее действие в меднощелочном растворе.
Ареометрический метод
Принцип метода. Метод основан на пропорциональной зависимости между плотностью сусла и содержанием в нем сахаров.
Оборудование. Ареометры, градуированные от 1,000 до 1,080 и от 1,080 до
1,160, цилиндр объемом 250 см3, термометр со шкалой от 0 до 50°С с ценой
деления 0,2°С.
Техника определения. 200 см3 осветленного сусла наливают в цилиндр,
предварительно ополоснутый этим же суслом, и устанавливают его на строго
горизонтальной плоскости. Измеряют температуру сусла и опускают в него
ареометр, шкала которого подбирается таким образом, чтобы нижняя его часть
после погружения находилась на расстоянии не менее 1 см от дна цилиндра.
Ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Отсчет показаний снимают по
верхнему мениску для окрашенного сусла и по нижнему - для белого. Температура сусла должна находиться в пределах (20±3)°С. Если она равна 20°С, то
плотность сусла будет точно соответствовать содержанию сахаров, указанному
в табл. 1, в противном случае необходимо в показания ареометра внести поправку, которая составляет 0,0002 на каждый градус. Если температура сусла
ниже 20°С, поправку вычитают, если выше - прибавляют.
Пример. Плотность сусла 1,085. Температура сусла 17°С. Поправка составит 0,0002 • 3 = 0,0006, а окончательная плотность 1,085 - 0,0006 = 1,0844,
что по табл. 4 соответствует массовой концентрации 196 г Сахаров на 1 дм 3
сусла.
Рефрактометрический метод
Принцип метода. Метод основан на пропорциональной зависимости между показателем преломления сусла и содержанием в нем сухих веществ.
Оборудование. Лабораторный рефрактометр со шкалой, градуированной в
массовых процентах сухих веществ по сахарозе, класс точности 0,2, или автоматический рефрактометр класса точности 0,5.
5
Техника определения. Перед измерением, пропуская через прибор воду,
устанавливают температуру в камерах призм рефрактометра, равную 20°С.
Затем проверяют нулевую точку прибора по дистиллированной воде. Для этого
поднимают верхнюю призму и наносят на поверхность нижней призмы с помощью пипетки 3-4 капли дистиллированной воды. Устанавливают окуляр так,
чтобы была ясно видна шкала и визирная линия, расположенная в окулярной
части зрительной трубы. Рукоятку окуляра вращают до совпадения визирной
линии с линией раздела светлой и темной частей поля. При правильной установке прибора на нуль линия раздела света и тени при 20°С должна соответствовать нулевому делению шкалы процентов сухих веществ и значению коэффициента преломления воды, равному 1,333.
После проверки прибора на сухую поверхность измерительной призмы
наносят 2-3 капли исследуемого сусла, закрывают камеру и проводят замер.
На шкале показаний процентов сухих веществ по положению линии раздела
определяют результат отсчета и концентрацию сахаров в сусле с помощью
табл.2.
На автоматизированных приемных пунктах точность показаний автоматического рефрактометра проверяют периодически, сравнивая результаты
определения сахаристости одной и той же пробы сусла рефрактометром с результатами химического метода прямого титрования по ГОСТ 13192-73. Расхождения между указанными методами не должны превышать 0,5 г на 100 см3.
6
Таблица 1
Массовая концентрация сахаров по показаниям ареометра
Показания ареометра, кг/м3
Массовая концентрация сахаров, г/100см3 на
инвертый сахар
Показания ареометра, кг/м3
Массовая концентрация сахаров, г/100 см3 на
инвертный сахар
Показания реометра, кг/м3
Массовая концентрация сахаров, г/100 см3 на
инвертный сахар
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1061
1062
1063
6,3
6,6
6,9
7,2
7,4
7,6
8,0
8,2
8,4
8,7
9,0
9,2
9,5
9,8
10,0
10,3
10,6
10,8
11,1
11,4
11,6
11,9
12,2
12,4
12,7
13,0
13,2
13,5
13,8
14,0
14,3
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
15,9
16,2
16,4
16,7
17,0
17,2
17,5
17,8
18,0
18,3
18,6
18,8
19,1
19,4
19,6
19,9
20,2
20,4
20,7
21,0
21,2
21,5
21,8
22,0
22,3
22,6
22,8
23,1
23,4
23,6
23,9
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
25,2
25,5
25,8
26,0
26,3
26,6
26,9
27,1
27,4
27,6
27,9
28,2
28,4
28,8
29,0
29,3
29,6
29,8
30,1
30,3
30,6
30,9
31,1
31,4
31,6
31,9
32,2
32,5
32,7
33,0
33,3
7
Таблица 2
Соотношения массовой доли сухих веществ по сахарозе и массовой
концентрацией сахаров
Массовая части- Массовая кон- Массовая части- Массовая кон- Массовая части- Массовая конца сухих вецентрация сахаца сухих вецентрация сахаца сухих вецентрация сахаществ, % по са- ров,г/100 см3 на ществ, % по са- ров, г/100 см3 на ществ, % по са- ров, г/100 см3 на
харистости
инвертный сахар
харистости
инвертный сахар
харистости
инвертный сахар
10,0
10,2
10,4
10,6
10,8
11,0
11,2
11,4
11,6
11,8
12,0
12,2
12,4
12,6
12,8
13,0
13,2
13,4
13,6
13,8
14,0
14,2
14,4
14,6
14,8
15,0
15,2
15,4
15,6
15,8
16,0
16,2
16,4
8,2
8,4
8,6
8,8
9,0
9,2
9,5
9,7
9,9
10,1
10,3
10,5
10,7
10,9
11,1
11,4
11,6
11,8
12,0
12,2
12,4
12,7
13,0
13,2
13,4
13,6
13,8
14,0
14,2
14,4
14,6
14,9
15,1
16,6
16,8
17,0
17,2
17,4
17,6
17,8
18,0
18,2
18,4
18,6
18,8
19,0
19,2
19,4
19,6
19,8
20,0
20,2
20,4
20,6
20,8
21,0
21,2
21,4
21,6
21,8
22,0
22,2
22,4
22,6
22,8
23,0
15,4
15,6
15,8
16,0
16,2
16,5
16,7
16,9
17,1
17,3
17,6
17,8
18,0
18,2
18,4
18,6
18,8
19,1
19,4
19,6
19,8
20,0
20,3
20,5
20,7
21,0
21,3
21,5
21,7
22,0
22,2
22,5
22,7
23,0
23,2
23,4
23,6
23,8
24,0
24,2
24,4
24,6
24,8
25,0
25,2
25,4
25,6
25,8
26,0
26,2
26,4
26,6
26,8
27,0
27,2
27,4
27,6
27,8
28,0
28,2
28,4
28,6
28,8
29,0
29,2
-
22,7
22,9
23,1
23,3
23,6
23,8
24,0
24,3
24,5
24,7
24,9
25,1
25,3
25,5
25,8
26,1
26,3
26,5
26,8
27,0
27,2
27,4
27,6
27,8
28,1
28,4
28,7
29,0
29,3
29,5
29,7
30,0
-
8
Лабораторная работа №2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
САХАРОВ В ВИНОМАТЕРИАЛЕ, ВИНЕ, КОНЬЯКЕ
Метод Бертрана
Принцип метода. Метод основан на способности саха-ров восстанавливать ионы меди (II) в растворах Фелинга в оксид меди (I). Осадок оксида меди
(I) растворяют в подкисленном растворе сульфата железа (III), и образовавшееся
при этом эквивалентное количество сульфата железа (II) оттитровывают раствором перманганата калия.
Оборудование. Весы; насос водоструйный или насос Комовского; колба Бунзена; бюретка; ступка фарфоровая с пестиком; капельницы; фильтрующие воронки ВФ-1-пор-16 или ВФ-2-пор-16; термометры; секундомер или часы песочные на 3 и 5 мин; баня водяная; электроплитка.
Реактивы. Гидроксид натрия, 1 М и 5 М растворы; растворы Фелинга: I
- раствор сульфата меди СиSО4-5Н2О 40 г/дм3, II - 200 г тартрата калиянатрия и 150 г гидроксида натрия растворяют в воде в мерной колбе объемом 1
дм3, объем доводят водой до метки; кислота серная (р =1,84) и раствор 200
г/дм3; квасцы железоаммонийные: 86,0 г железоаммонийных квасцов
NН4Fе(SО4)2-12Н2О и 108 см3 концентрированной серной кислоты растворяют в
воде в колбе объемом 1 дм3, объем доводят водой до метки; кислота соляная,
раствор массовой концентрации 200 г /дм3; спирт этиловый ректификованный;
фенолфталеин, 1% раствор: 1 г фенолфталеина растворить в 100 см3 этилового
спирта объемной доли 70%; раствор ацетата свинца: 200 г оксида свинца (II) и
600 г ацетата свинца (II) Рb(СН3СОО)2-ЗН2О перемешивают и растирают в ступке, смесь переносят в стакан, добавляют 100 см3 дистиллированной воды и
выпаривают на водяной бане до получения массы белого или красноватобелого цвета, полученную массу пересыпают в склянку, добавляют 1900 см3
дистиллированной воды, тщательно перемешивают и после отстаивания прозрачную жидкость декантируют в склянку с притертой пробкой; сульфат
натрия, раствор массовой концентрации 200 г/дм3; сахароза; перманганат калия, раствор 0,02 М (0,1 н) готовят из стандарт-титра (фиксанала).
Поправочный коэффициент к титру раствора перманганата калия устанавливают в соответствии с ГОСТ 25794.2-83.
Подготовка к анализу. Вино, виноматериалы или коньяки разбавляют с
таким расчетом, чтобы массовая концентрация cахаров в испытуемом растворе
была не менее 0,5 и не более 3 г в 1 дм3.
Перед определением cахаров из виноматериалов и вин, насыщенных углекислотой, ее удаляют путем продувания воздуха в течение 3-5 мин. при помощи водоструйного насоса или насоса Комовского, либо путем создания вакуума в течение 1-2 мин до исчезновения пены и больших пузырей на поверхности вина или виноматериала.
При разбавлении красных вин, виноматериалов менее чем в 20 раз и белых вин, виноматериалов и коньяков менее чем в 4 раза из них предварительно удаляют фенольные вещества. Точное количество раствора ацетата свинца,
9
необходимое для осаждения фенольных веществ, устанавливают по результатам предварительной обработки. Для этого в три мерные колбы объемом 100
см3 каждая отмеряют то количество испытуемого вина, виноматериала или коньяка, которое будет взято для определения массовой концентрации cахаров.
Сначала в каждую колбу добавляют по каплям 1 М раствор гидроксида натрия
до установления рН среды, равного 6-7. Затем в колбы вносят раствор ацетата
свинца из расчета 0,5, 0,8 и 1,0 см3 на каждые 10 см3 красного вина, виноматериала или 0,1, 0,3 и 0,5 см3 на каждые 10 см3 белого вина, виноматериала или
коньяка. Содержимое колб доводят до метки дистиллированной водой и фильтруют. Для осаждения дубильных и красящих веществ выбирают то минимальное количество раствора ацетата свинца, при котором происходит полное
обесцвечивание вина, виноматериала или коньяка (получают совершенно бесцветный фильтрат). В зависимости от требуемого разбавления 10, 20, 25 или
50 см3 вина, виноматериала или коньяка помещают в мерную колбу объемом
100 см3, добавляют по каплям 1 М раствор гидроксида натрия до установления
рН cреды 6-7. После тщательного перемешивания и отстаивания юбавляют по
каплям раствор сульфата натрия до прекращения образования осадка. Содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки и после отстаивания
фильтруют в сухую колбу через сухой складчатый фильтр.
В винах, виноматериалах, содержащих сахарозу (игристых, плодовых,
ароматизированных и т.п.) и коньяках, перед определением сахаров проводят
инверсию. В зависимости от требуемого разбавления отмеряют 20, 25 или 50
см3 фильтрата в мерную колбу объемом 100 см3 или 5, 10, 20, 25 см3 вина, виноматериала или коньяка в мерную колбу объемом 100, 200, 250 или 500 см3 добавляют 50-100 см3 дистиллированной воды, 5 см3 раствора соляной кислоты массовой концентрации 20 г/100 см3 и выдерживают на водяной бане при температуре 67-69°С в течение 5 мин, наблюдая за температурой по термометру, опущенному в колбу. Затем жидкость в колбе охлаждают, термометр вынимают и
тщательно обмывают его дистиллированной водой. В колбу вносят 1-2 капли
раствора фенолфталеина, осторожно нейтрализуют жидкость раствором гидроксида натрия массовой концентрации 200 г/дм3 до слабощелочной реакции
(бледно-розовая окраска), объем колбы доводят до метки водой.
Виноградные вина, виноматериалы, не требующие обесцвечивания или
инверсии, непосредственно разбавляют до требуемой концентрации сахаров в
испытуемом растворе. Для этого 5, 10, 20 или 25 см3 вина, виноматериала отмеряют в мерную колбу объемом 100, 200, 250 или 500 см3 и доводят до метки водой.
Техника определения. 20 см3 испытуемого раствора отмеряют в коническую колбу объемом 250 см3 и последовательно вносят по 20 см3 растворов
Фелинга I и П. Смесь нагревают до кипения и кипятят ровно 3 мин. После
оседания осадка оксида меди (I) прозрачную горячую жидкость фильтруют
через стеклянный фильтр в колбу Бунзена, создавая вакуум при помощи водоструйного насоса или насоса Комовского. Фильтрат должен иметь синюю
окраску. Бледная окраска фильтрата указывает на недопустимо высокое содержание Сахаров в испытуемом растворе. В этом случае испытуемый раствор
разбавляют в большее количество раз. Осадок оксида меди (I) промывают в
10
конической колбе 3-4 раза небольшим количеством горячей дистиллированной
воды и фильтруют через тот же стеклянный фильтр, стараясь не переносить на
нее осадок. Осадок должен все время находиться под тонким слоем воды во
избежание соприкосновения с воздухом. Стеклянный фильтр снимают, фильтрат выливают, колбу Бунзена тщательно промывают, ополаскивают дистиллированной водой и вновь закрывают пробкой с тем же фильтром. В коническую колбу приливают небольшими порциями раствор железоаммонийных
квасцов до полного растворения осадка (общее количество раствора железоаммонийных квасцов не должно превышать 20 см3). Прозрачную зеленоватую
жидкость фильтруют через тот же фильтр в колбу Бунзена. Коническую колбу
и фильтр промывают 3-4 раза небольшим количеством воды. Собранную в
колбе Бунзена жидкость титруют раствором перманганата калия 0,02 М до исчезновения зеленого цвета и появления бледно-розовой окраски, не исчезающей
30 с.
Расчет. По объему израсходованного на титрование раствора перманганата калия (с учетом поправочного коэффициента к титру) по таблице 3 находят
соответствующую массу инвертного сахара в испытуемом растворе.
Массовую концентрацию сахаров в пересчете на инвертный сахар (С,
3
г/дм ) вина, виноматериала или коньяка вычисляют по формуле
С=
где т — масса инвертного сахара в соответствии с таблицей 6, мг;
50 - коэффициент пересчета испытуемого раствора на 1 дм3;
N - кратность разбавления вина, виноматериала или коньяка;
1000 - коэффициент для перевода мг инвертного сахара в г.
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух
параллельных определений и округляют его до второго десятичного знака при
массовой концентрации сахаров до 50 г/дм3 и до первого десятичного знака при
массовой концентрации сахаров 50 г/дм3 и более. Допускаемое расхождение
между результатами двух параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должно превышать 0,11 г/дм3 при массовой концентрации
сахаров до 10 г/дм3 и 1,2% при массовой концентрации cахаров 10 г/дм3 и более.
Допускаемое расхождение между результатами двух измерений, полученными в разных лабораториях для одной партии, при доверительной вероятности
Р=0,95 не должно превышать 0,3 г/дм3 при массовой концентрации cахаров до
10 г/дм3 и 2,4% при массовой концентрации сахаров 10 г/дм3 и более.
11
Таблица 3
Масса общего сахара в перерасчёте на инвертный сахар в 20 см3
исследуемого раствора
Объём 0,02 М
раствора
КМпО4, см3
1
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
5,0
5,2
5,4
5,6
5,8
6,0
6,2
6,4
6,6
6,8
7,0
7,2
7,4
7,6
7,8
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
9,0
9,2
9,4
9,6
9,8
10,0
10,2
10,4
10,6
10,8
11,0
11,2
11,4
11,6
11,8
Масса инвертного сахара, мг
2
12,4
13,0
13,6
14,3
14,9
15,5
16,2
16,8
17,5
18,1
18,8
19,4
20,1
20,7
21,4
22,0
22,7
23,4
24,1
24,7
25,5
26,1
26,8
27,5
28,1
28,8
29,5
30,1
30,8
31,5
32,2
32,9
33,6
34,3
35,0
35,6
36,4
37,0
37,7
38,4
Объём 0,02 М Масса инраствора
вертного саКМпО4, см3 хара, мг
3
4
12,0
39,1
12,2
39,7
12,4
40,5
12,6
41,2
12,8
42,0
13,0
42,6
13,2
43,3
13,4
44,1
13,6
44,7
13,8
45,5
14,0
46,3
14,2
47,0
14,4
47,6
14,6
48,4
14,8
49,1
15,0
49,8
15,2
50,5
15,4
51,3
15,6
52,1
15,8
52,7
16,0
53,5
16,2
54,2
16,4
55,0
16,6
55,7
16,8
56,4
17,0
57,2
17,2
57,9
17,4
58,7
17,6
59,4
17,8
60,1
18,0
61,0
18,2
61,6
18,4
62,4
18,6
63,2
18,8
64,0
19,0
64,8
19,2
65,4
19,4
66,2
19,6
67,1
19,8
67,8
Объём 0,02 М Масса инраствора
вертного саКМпО4, см3 хара, мг
5
6
20,0
68,7
20,2
69,3
20,4
70,1
20,6
70,9
20,8
71,6
21,0
72,4
21,2
73,2
21,4
74,1
21,6
74,9
21,8
75,6
22,0
76,4
22,2
77,2
22,4
78,0
22,6
78,7
22,8
79,5
23,0
80,3
23,2
81,1
23,4
81,9
23,6
82,7
23,8
83,5
24,0
84,4
24,2
85,2
24,4
86,0
24,6
86,7
24,8
87,5
25,0
88,4
25,2
89,2
25,4
90,0
25,6
90,9
25,8
91,6
26,0
92,5
26,2
93,3
26,4
94,1
26,6
95,0
26,8
95,8
27,0
96,6
27,2
97,3
27,4
98,2
27,6
99,1
27,8
99,9
12
Метод прямого титрования
Принцип метода. Метод основан на восстановлении сахарами ионов
меди (II) в растворах Фелинга в оксид меди (I). Смесь растворов Фелинга
установленной концентрации титруют испытуемым раствором, содержащим сахара, до полного восстановления ионов меди (II) в оксид меди (I). Конец реакции устанавливают с помощью индикатора метиленового голубого.
Оборудование. Весы; термометры; бюретки; стаканчики для взвешивания (бюксы); эксикатор с фарфоровой вставкой; капельницы; секундомер или часы песочные на 2 и 5 мин; ступка фарфоровая с пестиком; баня водяная; электроплитка.
Реактивы. Гидроксид натрия - 1 М раствор и раствор массовой концентрации 200 г/дм3; растворы Фелинга: I -65,50 г/дм3 сульфата меди СиSО45Н2О, II - 346,0 г тартрата калия-натрия КNaС4Н4О6 • 4Н2О и 103,0 г гидроксида
натрия растворяют в воде в мерной колбе объемом 1 дм3, объем доводят водой до
метки; кислота соляная, раствор 20 г/100 см3; фенолфталеин, 1% раствор: 1 г фенолфталеина растворить в 100 см3 этилового спирта объемной доли 70%; раствор ацетата свинца: 200,0 г оксида свинца (II) и 600,0 г ацетата свинца (II)
РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О перемешивают и растирают в ступке, смесь переносят в
стакан, добавляют 100 см3 воды и выпаривают на водяной бане до получения
массы белого или красновато-белого цвета, полученную массу пересыпают в
склянку, добавляют 1900 см3 дистиллированной воды, тщательно перемешивают и после отстаивания прозрачную жидкость декантируют в склянку с
притертой пробкой; сульфат натрия, раствор массовой концентрации 200 г/дм3;
сахароза, х.ч.; метиленовый голубой, водный раствор массовой концентрации 1
г/100 см3; спирт этиловый ректификованный; хлорид кальция.
Для установления поправочного коэффициента к титру растворов Фелинга 4,8400 г сахарозы (предварительно выдержанной 2-3 дня в эксикаторе
над безводным хлоридом кальция) взвешивают в бюксе. Навеску переносят в
мерную колбу объемом 500 см3, растворяют в 150-200 см3 воды, добавляют 10
см3 раствора соляной кислоты и проводят инверсию. После проведения инверсии содержимое колбы охлаждают и без нейтрализации доводят до метки водой при температуре 20°С. Раствор инвертного сахара в кислой среде может
храниться в течение месяца. Отмеряют 50 см3 полученного сахарного раствора
в мерную колбу объемом 200 см3, добавляют 1-2 капли раствора фенолфталеина, нейтрализуют до слабощелочной реакции 1 М раствором гидроксида
натрия, содержимое колбы доводят водой до метки. Приготовленный раствор
инвертного сахара массовой концентрации 254,7 мг/100 см3 наливают в бюретку. В коническую колбу объемом 50 или 100 см3 отмеряют последовательно по 5 см3 растворов Фелинга I и II и приливают из бюретки сахарный раствор
объемом примерно 18,0-18,5 см3. Смесь взбалтывают, доводят до кипения, кипятят точно 2 мин, затем вносят 2-3 капли раствора метиленового голубого и,
не прекращая кипячения, добавляют по каплям из бюретки раствор инвертного сахара до исчезновения синей окраски (при этом осадок становится красным с оранжевым оттенком). Первое титрование считается ориентировочным.
Определение повторяют, приливая раствор инвертного сахара объемом на 0,6-
13
0,8 см3 меньше, чем было израсходовано в первый раз. После кипячения в течение 2 мин и добавления раствора метиленового голубого продолжают
титрование кипящей жидкости до исчезновения синей окраски. Повторяют не
менее трех раз. Поправочный коэффициент к титру растворов Фелинга устанавливают не менее чем по двум навескам сахарозы.
Допустимое расхождение результатов параллельных титрований не должно превышать 0,05 см3.
Поправочный коэффициент к титру растворов Фелинга К1 вычисляют по
формуле
где 20 - объем раствора инвертного сахара, который должен пойти на
титрование растворов Фелинга, см3;
V- объем раствора инвертного сахара, израсходованный на титрование
растворов Фелинга, см3.
Подготовка к анализу. Вино, виноматериал или коньяк разбавляют так,
чтобы массовая концентрация cахаров в испытуемом растворе была примерно
2-3,5 г/дм3.
Удаление углекислоты из игристых вин, виноматериалов, инверсию,
обесцвечивание и разбавление вина, виноматериа-ла или коньяка проводят,
как указано ранее.
Техника определения. Испытуемый раствор наливают в бюретку и
титруют смесь растворов Фелинга как указано ранее. Для ориентировочного
титрования приливают испытуемый раствор в объеме:
13 см3 - при массовой концентрации cахаров примерно 3,5 г/дм3;
15,5 см3 - при массовой концентрации cахаров примерно 3,0 г/дм3;
18,5 см3 - при массовой концентрации cахаров примерно 2,5 г/дм3;
24,0 см3 - при массовой концентрации cахаров примерно 2,0 г/дм3.
Расчет. По объему израсходованного на титрование испытуемого раствора (с учетом поправочного коэффициента к титру) находят массу инвертного
сахара, г/дм3 по таблице 7.
Массовую концентрацию Сахаров в пересчете на инверт-ный сахар С1 в
3
г/дм вычисляют по формуле
С1 = т N ,
где т - масса инвертного сахара испытуемого раствора в соответствии с
таблицей 4;
N - кратность разбавления вина, виноматериала или коньяка.
14
Таблица 4
Масса общего сахара в перерасчете на инвертный сахар в 100 см3
исследуемого раствора
Объём исследуемого
раствора, см3
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
16.0
17.0
18.0
19.0
20.0
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
27.0
28.0
29.0
30.0
0.0
501,5
456,8
419,4
387,8
360,7
337,1
316,5
298,3
282,1
267,6
254,5
242,7
231,9
222,1
213,1
204,8
197,4
190,4
183,9
177,6
171,7
Масса общего сахара в пересчёте на инвертный сахар, мг
Десятичные доли, см3
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
496,6 491,9 487,2 482,6 478,1 473,7 469,3 465,1
452,7 448,8 444,9 441,1 437,2 433,6 430,0 426,4
416,0 412,7 409,4 406,2 403,0 399,9 396,8 393,7
384,9 382,1 379,3 376,5 373,7 371,1 368,4 366,8
358,1 355,7 353,3 350,8 348,5 346,1 343,9 341,6
335,0 332,8 330,6 328,6 326,5 324,4 322,4 320,4
314,6 312,7 310,8 309,0 307,1 305,3 303,5 301,7
296,6 294,9 293,2 291,6 289,9 288,3 286,8 285,2
280,6 279,1 277,5 276,1 274,6 273,2 271,8 270,3
266,2 264,8 263,5 262,2 260,9 259,6 258,3 257,0
253,3 252,0 250,8 249,6 248,4 247,3 246,1 245,0
241,5 240,5 239,5 238,3 237,2 236,1 235,0 234,0
230,9 229,9 228,9 227,9 226,9 225,9 224,9 224,0
221,2 220,2 219,3 218,4 217,5 216,6 215,7 214,9
212,2 211,4 210,5 209,7 208,9 208,0 207,2 206,4
204,1 203,3 202,6 201,8 201,1 200,4 199,5 189,9
196,7 196,0 195,3 194,6 193,9 193,2 192,5 191,8
189,7 189,1 188,4 187,7 187,1 186,4 185,7 185,0
183,1 182,5 181,9 181,3 180,7 180,0 179,4 178,0
177,0 176,4 175,8 175,2 174,7 174,1 173,6 172,9
171,2 170,6 170,1 169,5 169,0 168,5 167,9 166,8
0.9
460,9
422,9
390,8
363,2
339,3
318,4
300,2
283,6
268,9
255,7
243,8
232,9
223,1
214,0
205,6
198,1
191,1
184,4
178,2
172,3
166,3
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов
двух параллельных определений и округляют его до второго десятичного знака при массовой концентрации cахаров до 50 г/дм3 и до первого десятичного
знака при массовой концентрации cахаров 50 г/дм3 и более.
Допускаемое относительное расхождение между результатами двух параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должно
превышать 0,6%.
Допускаемое относительное расхождение между результатами двух измерений, полученных в разных лабораториях для одной партии при доверительной вероятности Р = 0,95, не должно превышать 1,5%.
15
Лабораторная работа №3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
ТИТРУЕМЫХ КИСЛОТ И ВОДОРОДНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ (рН)
Определение массовой концентрации титруемых кислот
Метод предназначен для определения массовой концентрации титруемых
кислот в сусле, виноматериале и вине.
Кислотность сусла, виноматериала и вина является одним из основных
показателей их химического состава и вкусовых признаков. Титруемые кислоты
- сумма содержащихся в сусле или вине свободных кислот и их кислых солей.
Концентрация титруемых кислот в сусле составляет 5-14 г/дм3, в вине -4-9
г/дм3.
Из органических кислот в вине преобладающими являются яблочная и
винная, перешедшие из винограда, а также молочная и янтарная, образующиеся
в результате яблочно-молочного и спиртового брожения, в незначительном количестве присутствуют щавелевая, лимонная, глюконовая и глюкуроновая кислоты. Содержание трех последних значительно возрастает при поражении винограда серой гнилью. На соотношение яблочной и винной кислот оказывают
влияние расположение региона возделывания винограда, а также климатические условия года. Повышенное содержание яблочной кислоты обусловливает неприятную резкость во вкусе. При прохождении яблочно-молочного брожения (ЯМБ) привкус «зеленой кислотности» исчезает вследствие превращения яблочной кислоты в молочную. Кислотность вина играет важную роль в
предотвращении бактериальных заболеваний, влияет на скорость ферментативных и окислительных процессов, а также на стабильность вин.
Принцип метода. Определение массовой концентрации титруемых кислот основано на прямом титровании сусла, виноматериала или вина титрованным раствором щелочи до нейтральной реакции, устанавливаемой при помощи
индикатора.
Оборудование. Коническая колба объемом 250-300 см3; бюретка объемом 25 см3; стеклянная палочка; нагревательный прибор.
Реактивы. Гидроксид натрия или калия 0,1 М и 1 М растворы; раствор
индикатора бромтимолового синего: 0,4 г индикатора растворяют в 10 см3
спирта-ректификата и доводят свежекипяченой, нейтрализованной до рН 7 водой до объема 100 см3 (интервал перехода рН от 6 до 7,6, окраска в щелочной
среде синяя, в кислой - желтая); буферный раствор с рН 7: 107,3 г дигидрофосфата калия КН2РО4 растворяют в 500 см3 1 М раствора гидроксида натрия и доводят водой до объема 1 дм3.
Техника определения. В коническую колбу отбирают 10 см3 сусла
или вина, добавляют 25 см3 воды и нагревают до начала кипения, чтобы удалить углекислый газ. К пробе добавляют 1 см3 раствора бромтимолового синего
и титруют 0,1 М раствором NaОН до появления зелено-синей окраски, после
чего сразу приливают 5 см3 буферного раствора. Полученный раствор служит
раствором сравнения. Затем в другую коническую колбу отмеряют 10 см3 сус-
16
ла или вина, 30 см3 воды, нагревают до кипения, добавляют 1 см3 индикатора и
титруют 0,1 М раствором N3014 до появления окраски, идентичной окраске
раствора сравнения. При титровании небродящих сусел нагрев не обязателен.
Раствор сравнения служит для серии определений кислотности сусел (или
вин), близких по окраске.
Расчет. Концентрацию титруемых кислот выражают в миллиграммэквивалентах (мг-экв) на 1 дм3 или в г/дм3 в пересчете на винную, серную или,
в случае плодово-ягодных вин, на яблочную кислоту, пользуясь формулой
Т = КЩ К V1
(1)
где Т- концентрация титруемых кислот, мг-экв/дм3;
Кщ - коэффициент поправки щелочи;
V1 - количество 0,1 М раствора NaОН или КОН, израсходованного на
титрование, см3;
V - объем пробы, см3;
1000 - множитель для пересчета на 1 дм 3.
Величина К выражает количество миллиграмм-эквивалентов или граммов
кислоты, соответствующее 1 см3 растворз NaОН или КОН. Для 1 см3 0,1 М
раствора К равно 0,1 мг-экв, или 0,0075 г винной, 0,0067 г яблочной и 0,0049
г серной кислот. Подставляя эти величины в формулу (1) и допуская, что V
=10 см3, после соответствующих сокращений получаем
для винной кислоты:
Т вк = 0,75 • V1, г/дм 3 ; (2)
для яблочной кислоты: Т як = 0,67 • V1 г/дм3; (3)
для серной кислоты:
Т ск = 0,49 • V1 , г/дм 3 . (4)
В странзх СНГ массовую концентрацию титруемых кислот виногрздных
сусел, виноматеризлов и вин принято выражать в граммах винной кислоты на 1
дм3 (по формуле 2), а плодово-ягодных - в грзммзх яблочной кислоты нз 1 дм3
(формулэ 3).
Результаты параллельных определений выражают с точностью до 0,01
3
мг/дм , а окончательный результат округляют до 0,1 г/дм3.
Определение водородного показателя (рН)
рН - показатель активной кислотности сусла и вина - представляет собой
отрицательный логарифм активной концентрации ионов водорода. Величина
рН сусла и вин составляет 2,7-4,3 ед. Водородный показатель играет важную
роль в процессах формирования и созревания вина. Он определяет соотношение продуктов брожения, склонность вина к окислению, кристаллическим, биологическим, коллоидным помутнениям, металлическим кассам.
Прямая связь между содержанием титруемых кислот и рН отсутствует.
По величине рН определяют оптимальные дозы сульфитации сусла: при
рН 3,3 достаточно 50-75 мг/дм3 общего диоксида серы, при рН 3,5-3,8 - 100
мг/дм3 SО2.
Принцип метода. Для определения рН используется потенциометрический метод, основанный на преобразовании э.д.с. электродной системы, со-
17
стоящей из измерительного (ЭСЛ) и вспомогательного (ЭВЛ) электродов, в
постоянный ток, сила которого пропорциональна измеряемой величине. Преобразование э.д.с. электродной системы в постоянный ток осуществляется высокоомным преобразователем, основанным на автокомпенсационном принципе
действия.
Оборудование. рН-метр-милливольтметр рН-121, ЭВ-74 или другого типа.
Техника определения. Определение рН производится согласно методике, описанной в руководстве по эксплуатации соответствующего прибора.
Лабораторная работа №4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
ДИОКСИДА СЕРЫ
Метод предназначен для определения массовой концентрации диоксида
серы в сусле, виноматериале, вине.
Диоксид серы широко используется в виноделии как консервант и антиоксидант для сульфитации мезги, сусла и виноматериала. При растворении в
сусле или виноматериале образует несколько форм сернистой кислоты: свободная диссоциированная Н2SО3, гидросульфит-ионы НSО3- , сульфит-ионы SО32) и связанная (с ацетальдегидом, кетокислотами, сахарами, красящими веществами). Соотношение форм зависит от рН среды и температуры. Антисептическое действие оказывает Н2SО3, в меньшей степени - НSО3- и SО32-, антиокислительное - все формы свободной сернистой кислоты. Сернистая кислота
блокирует действие оксидаз, ингибирует постороннюю микрофлору сусла и
вина, способствуя проведению брожения на чистой культуре дрожжей, восстанавливает окрашенные продукты окисления фенольных соединений. При восстановлении дрожжами сернистой кислоты в процессе брожения может образовываться сероводород. Обладает слабым токсическим действием, однако многочисленные исследования не позволили найти нового безвредного консерванта.
Дозы свободной и общей сернистой кислоты в вине не должны превышать 20 и 200 мг/дм3 соответственно.
Принцип метода. Метод основан на окислении свободной сернистой кислоты в кислой среде до серной при помощи иода. Индикатором служит крахмал.
Для определения общего содержания сернистой кислоты предварительно необходимо разрушить ее соединения с компонентами сусла действием щелочи.
Оборудование. Бюретка объемом 25 см3, цилиндры мерные объемом 25
и 50 см3, стаканы, капельницы.
Реактивы. Йод, 0,01 М (0,02 н) раствор: 0,05 М (0,1 н) раствор иода,
приготовленный из фиксанала, разбавляют в 5 раз (готовить ежедневно); крахмал, 1 % раствор: 1 г крахмала смешивают с небольшим количеством холодной воды, 20 г хлорида натрия растворяют в 90 см3 дистиллированной воды,
доводят до кипения и в кипящий раствор выливают при тщательном перемешивании суспензию крахмала, кипятят 5-8 мин до полного растворения крах-
18
мала, объем доводят в мерном стакане до 100 см3; гидроксид натрия или калия,
4 М раствор; серная кислота плотностью 1,11: 96 см3 : Н2SО4 плотностью 1,84 доводят водой до объема 1 дм3; суспензия сульфата бария: 20-25 г сульфата бария
растворяют в 100 см3 воды и перемешивают (перед употреблением взбалтывают); формалин, 1 % раствор (концентрацию формалина в водном растворе
определяют по его плотности. Для этого раствор наливают в цилиндр, опускают ареометр и по таблице 5 находят, какой концентрации соответствуют
показания ареометра); этилен-диамин, тетраацетат натрия, 2-водный (трилон
Б), раствор массовой концентрации 30 г/дм3.
Таблица 5
Плотность водных растворов формальдегида
Плотность, КонценПлотность,
Плотность,
Концентра3
г/см (при трация,
г/см3 (при
г/см3 (при 15°С) ция, вес. %
15°С)
вес. %
15°С)
1,002
1
1,071
25
1,106
Концентрация, вес. %
38
1,014
5
1,085
30
1,111
40
1,028
10
1,090
32
1,116
42
1,043
1,056
15
20
1,096
1,102
34
36
1,124
1,139
45
50
Техника определения. Для определения свободной сернистой кислоты
в коническую колбу отмеряют пипеткой 50 см3 сусла, виноматериала или
коньячного спирта (бутылку открывать непосредственно перед анализом),
добавляют 3 см3 раствора Н2SО4, по 1 см3 растворов трилона Б и крахмала и
быстро титруют 0,01 М раствором йода до появления синей окраски, не исчезающей 15 с (V1).
Для определения связанной сернистой кислоты в ту же колбу сразу же
добавляют 8 см3 4 М раствора NaОН или КОН, закрывают пробкой и оставляют
на 5 мин. Затем добавляют 10 см3 Н2SО4, и титруют 0,01 М раствором йода как
описано ранее (V2). Вновь прибавляют 20 см3 4 М раствора NaОН или КОН, перемешивают, закрывают пробкой и оставляют на 5 мин. Добавляют 200 см3
холодной воды (t не выше 8°С), тщательно перемешивают, вносят 30 см3 раствора серной кислоты и титруют раствором йода (V3).
При работе с темноокрашенными винами и соками конец реакции по
крахмалу установить трудно, а иногда невозможно. Для улучшения видимости
к реакционной смеси прибавляют 50 см3 суспензии сульфата бария, который создает светлый фон.
Расчет. Массовую концентрацию свободной (С1 мг/дм3) и общей (С2,
мг/дм3) сернистой кислоты при этом вычисляют по формулам
С1 =0,64*20* V1 =12,8 * V1
19
С2 = 0,64 *20 *(V, + V2+ V 3) =12,8 *(*(V, + V2+ У3),
где 0,64 - количество SО2 (мг), соответствующее 1 см3 0,01 М раствора иода;
V1 - объем 0,01 М раствора иода, израсходованный на титрование свободной сернистой кислоты, см3;
V 2 и V 3 - объемы 0,01 М раствора иода, израсходованные на первое и
второе титрование связанной сернистой кислоты, см3;
20 - коэффициент пересчета на 1 дм 3 сусла или вина.
Внесение поправки на вещества, окисляемые иодом.
Для контроля режимов сульфитации вносят поправку на вещества, способные окисляться иодом в кислой среде. Для этого 50 см3 виноматериала, вина
или коньячного спирта помещают в коническую колбу объемом 250 см3, добавляют 5 см3 раствора формалина, колбу закрывают пробкой и оставляют на
30 мин. Затем добавляют 3 см3 раствора серной кислоты, по 1 см3 растворов
трилона Б и крахмала (в коньячный спирт - еще 100 см3 дистиллированной воды) и титруют раствором иода до появления синей окраски, не исчезающей
30 с (У4). В красные вина перед титрованием добавляют 50 см3 суспензии
сульфата бария.
Расчет. Концентрацию свободной (С1 мг/дм3) и общей (С2 , мг/дм3)
сернистой кислоты вычисляют по формулам
С1 = 12,8*( V 1- V4);
где V4- объем 0,01 М раствора иода, израсходованный на титрование
пробы с добавлением раствора формалина, см3.
Лабораторная работа №5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ЭТИЛОВОГО
СПИРТА В ВИНЕ
Метод предназначен для определения объемной доли этилового спирта в
виноматериале, вине, коньяке, коньячном спирте. Этиловый спирт является
основным продуктом виноделия. Это характерный для вина компонент, влияющий на его аромат и вкус. Этиловый спирт образуется в результате спиртового брожения виноградного сусла из cахаров. Выход спирта зависит от исходного содержания cахаров в сусле, длительности брожения, расы дрожжей.
Из 1 г cахаров образуется 0,59-0,64% об. спирта. В столовых винах этиловый
спирт является фактором микробиальной стабильности.
Содержание этилового спирта в вине несколько снижается при его выдержке вследствие реакций окисления и этерификации, а также при технологических обработках.
59
20
Для обеспечения требуемой крепости и формирования типа проводят
спиртование этиловым спиртом крепленых и столовых (типа хереса) виноматериалов.
Объемная доля - это количество этилового спирта (см3), содержащегося в 100 см3 вина. Эта величина измеряется при температуре 20°С и обозначается в процентах. Объемная доля спирта в винах различных типов варьирует от 9 до 20% об.
Ареометрический метод
Принцип метода. Метод основан на определении содержания этилового спирта в дистилляте, полученном перегонкой пробы вина. При анализе
молодых бесцветных коньячных спиртов перегонку не проводят.
Оборудование. Ареометр; круглодонная перегонная колба объемом
500-750 см3; холодильник пяти- или восьмишариковый; каплеуловитель стеклянный лабораторный; спиртомер АСП-1; цилиндр объемом 250 см3; термометр с ценой деления 0,1 °С; термостат или баня водяная; насос водоструйный или насос Комовского; нагревательный прибор.
Реактивы. Раствор гидроксида натрия 1 М.
Подготовка к анализу. Перед проведением анализа из шампанских и
игристых вин удаляют углекислоту продуванием воздуха в течение 3-5 мин
водоструйным насосом или насосом Комовского либо путем создания вакуума на 1-2 мин до исчезновения пены.
Техника определения. 250 см3 виноматериала, вина или коньяка при
20°С из мерной колбы переносят в перегонную. Мерную колбу ополаскивают
2-3 раза дистиллированной водой (порциями по 20 см3), сливая промывную
воду в перегонную колбу. Вино нейтрализуют 1 М раствором NaОН по индикаторной бумаге, после чего перегонную колбу соединяют с холодильником. В качестве приемника служит та же мерная колба, которой отмеривали
вино. Нижний конец трубки холодильника соединяют с оттянутой капиллярной трубкой. До начала перегонки в приемную колбу наливают 15-20 см3 воды так, чтобы погрузить в нее конец капилляра, и помещают колбу в сосуд со
льдом. Во время перегонки дистиллят периодически перемешивают вращением колбы. Когда приемная колба наполнится более чем наполовину, капилляр
вынимают из дистиллята, ополаскивают 4-5 см3 дистиллированной воды и
дальнейшую перегонку ведут без водяного затвора. Перегонку прекращают,
когда в приемнике соберется примерно 200-225 см3 отгона. Колбу плотно закрывают пробкой
и оставляют на 30 мин в термостате. Отогнанную жидкость доводят
при 20°С водой до метки, энергично перемешивают и переливают в цилиндр, куда опускают спиртомер. Отметив показания спиртомера, определяют температуру отгона. Если измерения проводят не при 20°С, то содержание спирта определяют по табл. 6 с учетом температуры отгона.
21
Таблица 6
Определение концентрации спирта в водно-спиртовых растворах
(в % об.) по показаниям стеклянного спиртомера
Показания
Температура, °С
спиртомера
18
19
20
21
22
23
5,5
5,8
5,6
5,5
5,4
5,2
5,0
6,0
6,3
6,1
6,0
5,8
5,7
5,5
6,5
6,8
6,6
6,5
6,3
6,2
6,0
7,0
7,3
7,2
7,0
6,8
6,7
6,5
7,5
7,8
7,6
7,5
7,3
7,2
7,0
8,0
8,5
8,3
8,8
8,2
8,7
8,0
8,5
7,8
8,3
7,7
8,2
7,5
8,0
9,0
9,5
10,0
9,3
9,8
10,4
9,2
9,7
10,2
9,0
9,5
10,0
8,8
9,3
9,8
8,6
9,1
9,6
8,4
8,9
9,4
10,5
10,9
10,7
10,5
10,3
10,1
9,9
11,0
11,5
12,0
11,4
11
12,4
11,2
11,7
12,2
11,0
11,5
12,0
10,8
11,3
11,8
10,6
11,1
11,6
10,4
10,9
11,4
12,5
12,9
12,7
12,5
12,3
12,1
11,8
13,0
13,5
14,0
14,5
13,4
13,9
14,4
15,0
13,2
13,7
14,2
14,7
13,0
13,5
14,0
14,5
12,8
13,3
13,8
14,3
12,6
13,1
13,5
14,0
12,3
12,8
13,3
13,8
15,0
15,5
15,2
15,0
14,8
14,5
14,3
15,5
16,0
16,5
17,0
16,0
16,5
17,0
17,6
15,8
16,3
16,8
17,3
15,5
16,0
16,5
17,0
15,2
15,7
16,2
16,7
15,0
15,5
16,0
16,5
14,7
15,2
15,7
16,2
17,5
18,1
17,8
17,5
17,2
17,0
16,6
18,0
18,6
18,3
18,0
17,7
17,4
17,1
18,5
19,1
18,8
18,5
18,2
17,9
17,6
19,0
19,5
20,0
19,6
20,1
20,6
19,3
19,8
20,3
19,0
19,5
20,0
18,7
19,2
19,7
18,4
18,9
19,4
18,1
18,6
19,0
22
За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух
параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не
должно превышать 0,06% об.
Пример. Показания спиртомера стеклянного 16,5, температура дистиллята в цилиндре 22°С, содержание спирта по табл.11 - 16,0% об.
Лабораторная работа №6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
ЛЕТУЧИХ КИСЛОТ
Методы предназначены для определения массовой концентрации летучих кислот в виноматериале, вине и коньячном спирте.
Летучие кислоты являются показателем качества вина, обусловленным
содержанием в нем алифатических одноосновных кислот с числом углеродных атомов от 1 до 9. Основным представителем летучих кислот вина является уксусная, составляющая 90% от их общего содержания. Она образуется
как вторичный продукт спиртового брожения сусла. Содержание летучих
кислот лимитируется, так как они придают винам неприятный вкус и запах,
и в высоких концентрациях свидетельствуют о микробиальных заболеваниях. Вина с повышенным содержанием летучих кислот могут быть исправлены путем сбраживания на мезге и обработки осадочными дрожжами.
Концентрация летучих кислот не должна превышать в белых винах
1,2 г/дм3, в красных - 1,5 г/дм3.
Метод перегонки с водяным паром
Принцип метода. Летучие кислоты отгоняют паром и определяют их
содержание в дистилляте титрованием гидроксидом натрия в присутствии
индикатора. В молодых бесцветных коньячных спиртах определение проводят без перегонки.
Оборудование. Установка для дистилляции паром, состоящая из парообразователя, перегонной колбы, холодильника и приемника (рис. 1). Можно использовать аппараты разных конструкций, удовлетворяющие следующим требованиям: из пара или воды, поступающих в перегонную колбу, должна быть удалена углекислота в такой степени, чтобы при добавлении к 250
см3 конденсата 0,1 см3 0,1 М раствора NаОН в присутствии 2 капель 1% раствора фенолфталеина появлялась розовая окраска, не исчезающая в течение
10 с; при перегонке одного раствора уксусной кислоты в дистиллят должно переходить ее не менее 99,5%; при перегонке 1 М раствора молочной
кислоты в дистилляте не должно обнаруживаться более 0,5% этой кислоты
23
Рис.1. Установка для определения летучих кислот: 1 парообразователь; 2 - каплеуловитель; 3 - холодильник; 4 - приемник; 5 - перегонная колба; 6 - нагреватель.
.
Реактивы. Гидроксид натрия или калия 0,1 М раствор; фенолфталеин, 1 % раствор в 70% этиловом спирте; иод 0,005 М (0,01 н) раствор;
крахмал, 1 % раствор; тетраборат натрия (бура), насыщенный раствор;
кислота винная; кислота соляная; кислота молочная, раствор 1 М.
Техника определения. Из анализируемого вина удаляют углекислоту путем перемешивания в течение 2-3 мин в колбе, подключенной к
насосу Комовского или водоструйному. Парообразователь заполняют на
3/4 объема дистиллированной водой. В перегонную колбу отмеряют пипеткой 10 см3 вина, добавляют около 0,25 г винной кислоты, закрывают колбу
переходником, в который вмонтирована отводная трубка, соединяющая
перегонную колбу с холодильником, включают нагревательный прибор и
ведут перегонку до тех пор, пока в приемной колбе не соберется 100 см 3
отгона. По окончании перегонки к дистилляту добавляют несколько капель фенолфталеина и титруют 0,1 М раствором щелочи.
Расчет. 1 см3 0,1 М раствора щелочи нейтрализует 0,006 г уксусной
кислоты. Концентрация летучих кислот (С, г/дм 3) определяется по формуле
24
C=
= 0,6 * V * K
где V - количество щелочи, пошедшее на титрование, см 3;
К - коэффициент поправки раствора щелочи.
Для вин с содержанием сернистой кислоты выше 50 мг/дм3 в результат определения вносят поправку на перешедшую в дистиллят сернистую
кислоту, свободную и связанную. Для этого по окончании титрования
производят иодометрическое определение содержания SО2 в дистилляте.
Оттитрованный раствор подкисляют каплей концентрированной соляной
кислоты, прибавляют 5 см3 1 % раствора крахмала и около 0,3 г иодида калия (на кончике шпателя) и титруют 0,005 М раствором иода до появления
синей окраски (свободная сернистая кислота).
Для разрушения альдегидсернистого соединения в оттитрованный раствор
прибавляют 20 см3 насыщенного раствора буры Nа2В4О7. Если в течение 5 мин
синяя окраска исчезает, то вносят 2-3 капли НС1 и вновь титруют 0,005 М раствором иода до ее повторного появления (связанная сернистая кислота).
Полный расчет содержания летучих кислот (С, г/дм3) в винах с учетом сернистой кислоты (в пересчете на уксусную кислоту) проводят по формуле
C = 0,006*[V- (V1+0,5*V2)*0,1]*1000/10=0,6*[V- (V1+0,5*V2)*0,1]
где 0,006 - количество уксусной кислоты, соответствующее 1 см3 0,1
М раствора N3014, г;
V - количество 0,1 М раствора NаОН, израсходованное на титрование
дистиллята, см3;
V1 - количество 0,005 М раствора иода, израсходованное на титрование
свободной сернистой кислоты, см3;
V2 - количество 0,005 М раствора иода, израсходованное на титрование
связанной сернистой кислоты, см3;
0,1 — коэффициент перевода 0,005 М раствора иода в 0,05 М раствор;
1000 - коэффициент пересчета на 1 дм 3;
10 - количество вина, взятое для анализа, см 3.
Вычисление производят с точностью до 0,01. За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов 2 параллельных определений. Допустимое расхождение не более 0,06 г/100 см 3.
Метод дробной перегонки
Метод используется для вин, содержащих небольшое количество SО2 (до
50 мг/дм3). Летучие кислоты отгоняют из вина без применения пара.
Оборудование. Прибор для отгона летучих веществ с воронкой для добавления воды (рис. 2).
Реактивы: NаОН 1 н раствор; фенолфталеин, раствор 1 г/100 см3 этилового спирта объемной доли 70%.
25
Рис. 2 Прибор для дробной перегонки летучих кислот:
1 – перегонная колба;
2 – воронка;
3 –холодильник;
4 – приёмный цилиндр
26
Техника определения. В перегонную колбу помещают 10 см3 вина, начинают
перегонку. В качестве приемника используют мерный цилиндр объемом 25 см3.
Собирают 6 см3 дистиллята, в перегонную колбу добавляют через воронку 6 см3
воды (без СО2).
Так поступают 3 раза до тех пор, пока в приемном цилиндре не соберется 24 см3
дистиллята. Полученный дистиллят количественно переносят в колбу для титрования объемом 100 см3, нагреваРасчет. Массовую концентрацию летучих кислот (С, г/дм3) определяют по
формуле:
С=
= 0,66• V • Кщ
где V- количество раствора NaОН, израсходованного на титрование;
0,006- количество уксусной кислоты г, соответствующее 1 см3 0,1 н раствора
NaОН;
1,1 - поправка на неполноту перехода летучих кислот;
1000 - коэффициент пересчета на 1 дм3;
10 - количество вина, взятое для определения, см3;
Кщ - коэффициент поправки для щелочи.
Рекомендуемая литература:
1. Методы технохимического контроля в виноделии. Под
ред. Гержиковой В.Г. : Симферополь , 2009,
2-е изд.
2. Кишковский З. Н. Химия вина / З. Н. Кишковский, И. М.
Скурихин. – М.: ВО „Агропромиздат”, 1988 – 253 с.