При введении исследуемой жидкости в перегонную колбу пипетка должна быть погружена в воду. Конец аллонжа погружают в приемную жидкость. Жидкость в перегонной колбе должна через 30 сек. закипеть, а еще через  30 сек. должны появиться капли дистиллята. Через 3-4 мин вынимают аллонж из дистиллята, промывают его водой и дистиллят разбавляют водой (приблизительно 300 см3). К дистилляту добавляют 10 см3 раствора KI и титруют раствором тиосульфата натрия до изменения окраски от коричневой до желтоватой. Добавляют 10 см3 крахмала и титруют до появления светло-голубой окраски.

Расчет. Объемную долю спирта (С, % об.) определяют по уравнению

где 15,21 –максимально определяемое количество спирта, соответствующее 0 см3 раствора Na2S2O3, % об.;

      0,507 – изменение концентрации спирта, соответствующее 1 см3 раствора Na2S2O3 % об.;

            V –  количество раствора Na2S2O3 ·5H2O, пошедшее на титрование, см3.

Если для анализа вместо 1 см3 образца брали 0,5 см3, то результаты опре­деления умножают на 2. Соответственно, если объем пробы увеличивали в 10 раз или меньше, результат делят на кратность увеличения. Рекомендуется рабо­тать в области концентраций спирта от 0 до 14% об., когда на титрование рас­ходуется от 30 до 2,4 см3 Na2S2O3.

Контрольные вопросы:

1.     Методы определения объемной доли этанола в спиртных напитках;

2.     Спиртовое брожение виноградного сусла. Факторы, влияющие на выход спирта;

3.     На чем основано определение объемной доли спирта в вине химическим методом?

4.     Причины снижения содержания спирта при выдержке вина.

Лабораторная работа № 10

Определение массовой концентрации летучих кислот в вине

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.

Принцип метода заключается в отгонке летучих кислот паром и определе­нии их содержания в дистилляте титрованием гидроксидом натрия в присутствии фенолф­талеина.

Оборудование. Установка для дистилляции паром, состоящая из парообра­зователя, перегонной колбы, холодильника и приемника. 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 NaOH в присутствии 2 капель 1% раствора фенол­фталеина появлялась розовая окраска, не исчезающая в течение 10 с; при пере­гонке водного 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.

Реактивы. Гидроксид натрия или калия 0,1 М раствор; фенолфталеин, 1% в 60-80% этиловом спирте; йод 0,005 М (0,01 н) раствор; крахмал, 1% раствор; тетраборат натрия (бура), насыщенный раствор; кислота винная; кислота соляная; баритовая или известковая вода.

Ход анализа. Из анализируемого вина удаляют углекислоту путем перемешивания в течение 2-3 мин в колбе, подключенной к водоструйному насосу. Парообразователь заполняют на 3/4 объема прозрачной баритовой или известковой 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 см3 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/дм3) определяется по формуле:

 где V – количество щелочи, пошедшее на титрование, см3.

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 ацидиметрического титрования производят йодометрическое определение содержания SO2 в дистилляте. Оттитро­ванный раствор подкисляют каплей концентрированной соляной кислоты, при­бавляют 5 см3 1% раствора крахмала и около 0,3 г йодида калия (на кончике шпателя) и титруют 0,005 М раствором йода до появления синей окраски (сво­бодная сернистая кислота).

Для разрушения альдегидсернистого соединения в оттитрованный раствор прибавляют 20 см3 насыщенного раствора буры Na2B4O7. Если в течение 5 мин синяя окраска исчезает, то вносят 2-3 капли НС1 и вновь титруют 0,005 М ра­створом йода 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:

где 0,006 – количество уксусной кислоты, соответствующее 1 см3 0,1 М раствора NaOH, г;

V – количество 0,1 М раствора NaOH, израсходованное на титрование дистиллята, см3;

Vl – количество 0,005 М раствора йода, израсходованное на титрование свободной сернистой кислоты, см3;

V2 – количество 0,005 М раствора йода, израсходованное на титрование связанной сернистой кислоты, см3;

0,1 – коэффициент перевода 0,005 М раствора йода в 0,05 М раствор;

         1000 – коэффициент пересчета на 1 дм3;

10 – количество вина, взятое для анализа, см3.

Контрольные вопросы:

1.     Состав летучих кислот вина. Перечислите источники их образования;

2.     Нормируемое содержание летучих кислот в белых и красных винах;

3.     На чем основан метод определения содержания летучих кислот в вине?

4.     В каких случаях и почему необходимо делать поправку на содержание сернистой кислоты?

Лабораторная работа № 11

Весовой метод определения содержания винной кислоты

в вине и виноматериалах

Винная кислота является двухосновной органической кислотой с двумя асимметрическими атомами углерода в молекуле, ее формула НООС–СН(ОН)–СН(ОН)–СООН. Винная кислота – кристаллы, хорошо растворимые в воде и спирте, плохо растворимые в эфире.

Известны 4 изомера винной кислоты; D–винная (виннокаменная) кислота, L–винная, D– и L–винные кислоты (виноградная) и оптически недеятельная мезовинная кислота.

Наибольшее значение имеет D–винная кислота, в основном содержащаяся в виноградной лозе. Это единственный источник получения винной кислоты в промышленном масштабе. В виноградных ягодах D–винная кислота накапливается в результате неполного окисления сахаров и составляет 0,2–1,0%.

Винная кислота и ее соли (кислый виннокислый калий, виннокислый кальций, виннокислый калий и др.) являются главными компонентами сусла и вина. Содержание винной кислоты в сусле 2,0–7 г/дм3, в вине – 2–5 г/дм3. В процессе приготовления и хранения вина ее содержание уменьшается вследствие выпадения в осадок в виде кислого виннокислого калия.

В сочетании с сахаром винная кислота и ее кислая калийная соль создают определенную вкусовую гармонию вина. Винная кислота и ее соли препятствуют развитию микроорганизмов. В то же время винная кислота и ее соли являются питательным субстратом для развития различных микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности ее разлагают. Винная кислота образует комплексную железовинную соль, являющуюся катализатором окислительных процессов, необходимых при созревании вин. Содержание винной кислоты определялось до последнего времени колориметрическим методом, основанным на реакции винной кислоты с метаванадиевокислым аммонием.

В современной практике винная кислота определяется весовым методом при осаждении ее в виде рацемата кальция. Это определение может быть дополнено сравнительным объемным определением. Условия осаждения: рН, общий объем взятой пробы, концентрация ионов осадителя таковы, что осаждение рацемата кальция будет полным, тогда как D(–) тартрат кальция остается в растворе.

Если в вино была добавлена метавинная кислота, которая делает осаждение рацемата кальция неполным, необходимо подвергать ее предварительному гидролизу.

Метавинная кислота – смесь продуктов превращения D–винной кислоты при нагревании ее до температуры 170оС при пониженном давлении, среди которых преобладают моно– и диэфиры D–винной кислоты. Представляет собой твердый стекловидный продукт от бледно–желтого до темно–желтого цвета. В измельченном состоянии это белый или желтый кристаллический порошок. Очень гигроскопична, хорошо растворима в воде и этаноле. Используется для стабилизации вина от кристаллических помутнений, вызываемых калиевыми и кальциевыми солями винной кислоты.

Реактивы:

- раствор ацетата кальция, содержащий 10 г/дм3 Са: углекислый кальций СаСО3 (25 г), уксусная кислота (40 см3) (р20 = 1,05 г/ см3) и вода (до 1 дм3);

- рацемат кальция (СаС4Н4О6 . 4 Н2О): в цилиндрический стакан на        400 см3 вводят 20 см3 раствора L(+) винной кислоты (5 г/л), 20 см3 раствора D (–) виннокислого аммония (6,126 г/ дм3) и 6 см3 раствора ацетата кальция, содержащего 10 г/ дм3 Са. Оставляют для осаждения на 2 часа. Собирают осадок на стеклянном фильтре N 4, промывают в три приема приблизительно    30 см3 дистиллированной воды. Высушивают в шкафу при 70 °С до постоянного веса. Получают приблизительно 240 мг кристаллического рацемата кальция. Хранят в закрытой стеклянной емкости.

- раствор для осаждения (рН=4,75) : растворяют 150 мг D(–)виннокислого аммония в 900 см3 воды, добавляют  8,8 см3 раствора ацетата кальция, 5 мг рацемата кальция и доводят объем до 1 дм3. Взбалтывают в течение 12 ч. и затем отфильтровывают.

Примечание. Жидкость для осаждения может быть приготовлена также с помощью D(–) винной кислоты: кислота D(–) винная (122 мг), раствор гидроокиси аммония (р20  = 0,97 г/ см3), (25 г/100 см3) - 0,3 см3.

растворяют D(–) винную кислоту, добавляют гидроокись аммония, доводят объем приблизительно до 900 см3. Вводят 8,8 см3 раствора ацетата кальция, перемешивают, доводя рН до 4,75 добавлением уксусной кислоты,     5 мг рацемата кальция и доводят объем до 1 дм3. Взбалтывают в течение 12 ч и фильтруют.

Оборудование: стеклянный стакан на 600 см3, сушильный шкаф, стеклянный фильтр N 4, коническая колба на 50 см3.

Ход анализа.

В винах без метавинной кислоты. В цилиндрический стакан вместимостью 600 см3 вносят 500 см3 раствора для осаждения и 10 см3 вина. Перемешивают, очищают стенки стакана концом стеклянной палочки. Оставляют на 12 ч для осаждения (на ночь). Фильтруют через предварительно взвешенный стеклянный фильтр № 4, собирая осадок. Ополаскивают фильтратом стакан, где проводили осаждение, и извлекают последние частички осадка.

Высушивают в шкафу при 70 °С до постоянного веса, взвешивают; обозначают вес рацемата кальция СаС4Н4О6 , кристаллизованного с четырьмя молекулами воды, – р.

В винах с метавинной кислотой. Для вина с добавленной метавинной кислотой или при подозрении на ее добавление проводят гидролиз этой кислоты. В коническую колбу вместимостью 50 см3 помещают 10 см3 вина и 0,4 см3 чистой уксусной кислоты. Закрывают колбу пробкой с отводной трубкой и кипятят в течение 30 мин. После охлаждения переливают жидкость из конической колбы в цилиндрический стакан, ополаскивают колбу два раза водой по 5 см3 и продолжают определение по прописи, описанной выше. Расчет содержания метавинной кислоты производят так же, как и винной.

Одна молекула рацемата кальция соответствует половине молекулы L(+)– винной кислоты вина.

Количество винной кислоты на литр вина, выраженное в миллиграмм-эквивалентах, в граммах на литр и в граммах на литр кислого виннокислого калия, составляет соответственно 384,5 р, 28,84 р и 36,15 р с точностью до одного десятичного знака.

Контрольные вопросы:

1.     Дайте характеристику строения и свойств изомеров винной кислоты.

2.     Роль винной кислоты и ее солей в виноделии.

3.     На чем основан весовой метод определения содержания винной кислоты?

4.     Почему для осаждения винной кислоты необходимо предварительно гидролизовать метавинную кислоту?

Лабораторная работа № 12

Определение  содержания основных органических кислот вина

Концентрация и соотношение органических кислот является важной характеристикой,  несущей значительную информацию о процессах, проходящих в вине.  В нем содержатся шесть основных органических кислот, играющих важную роль в формировании кислого вкуса вина.  Винная, яблочная и лимонная  кислоты переходят из винограда и обладают чисто кислым вкусом. Янтарная,  молочная и уксусная кислоты образуются в результате спиртового или яблочно-молочного брожения.

12.1. Выделение органических кислот из вина с помощью

анионообменных смол

Оборудование. Колонка стеклянная, снабженная краном.

Реактивы:  анионообменная смола вофатит 100-200 меш или АВ-17-8; 4-5% раствор (NH4)2CO3 или NH4HCO3; нитрат серебра, 0,1 М раствор; уксусная кислота, раствор 1 : 4: на 1 часть ледяной уксусной кислоты добавляют 4 части воды; уксусная кислота,  0,5, 6 и 30 % растворы; сульфат натрия, 0,5 М раствор: 71 г безводного Na2SO4 или 161 г Na2SO4 ·10 Н2О растворяют в мерной колбе объемом 1 дм3 и доводят водой до метки.

Подготовка колонки с ионообменной смолой. Органические кислоты выде­ляют из вина с помощью анионообменной смолы вофатит 100-200 меш или АВ-17-8 в уксуснокислой форме. Препарат анионита в С1–-форме промывают 4-5% раствором (NH4)2CO3 или NH4HCO3, потом водой до исчезновения реак­ции на хлорид-ионы (добавление к 1 см3 промывной воды 1-2 капель 0,1М AgNO3 не должно вызывать помутнения). Анионит промывают 2-3 раза водой, потом теплым (40-50°С) раствором уксусной кислоты 1:4  до исчезновения вспенивания. Для перевода анионита в уксуснокислую форму к 100 г смолы приливают 200 см3 30 %-ной уксусной кислоты и оставляют в контакте не менее суток при периодическом перемешивании. Смолу хранят в растворе 6% уксусной кислоты.

Ионообменные стеклянные колонки (высотой 15 см, диаметром 0,8-1,0см) заполняют анионитом (высота слоя 5-6 см). Для предупреждения возможного вытекания суспензии смолы или ее взмучивания на дно колонки помещают ват­ный тампон и таким же тампоном прикрывают слой смолы сверху.

Следят за тем, чтобы смола в колонке все время находилась под слоем жидкости.

Ход работы. Заполненную колонку 3-4 раза промывают 0,5 % раствором уксусной кислоты порциями по 10 см3, пропускают через нее 10 см3 исследуемой пробы (сусло или вино) со скоростью 1 см3/мин и снова промывают 10 см3 0,5 % раствора уксусной кислоты и 7 раз по 10 см3 дистиллированной воды (скорость вытекания жидкости 2 см3/мин). Адсорбированные кислоты элюируют 0,5 М раствором Na2SO4. Элюат собирают в мерную колбу объемом 50 см3 до метки, тщательно перемешивают и используют для определения массовой концентрации кислот: винной (п.12.2 ), молочной (п.12.3) и яблочной (п.12.4).

12.2. Колориметрический метод определения массовой концентрации

винной кислоты

Оборудование: Спектрофотометр.

Реактивы:  Метаванадат аммония 2%-ный раствор: 10 г NH4VO3 растворя­ют в 150 см3 1 М NaOH в мерной колбе объемом 500 см3, добавляют 200 см3 27% раствора ацетата натрия и доводят водой до метки; 1 М (2 н) и 0,05 М (0,1 н) растворы серной кислоты; 0,05 М раствор йодной кислоты (НIO4-2Н2О); 10% раствор глицерина; стандартный раствор винной кислоты (0,5 мг/см3):   250 мг винной кислоты растворяют в мерной колбе объемом 500 см3.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8