Химия отрасли (стр. 9 из 14)

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.

Ход анализа. По 10 см³ элюата, полученного в работе п. 12.1, помещают в 2 колбы объемом 50 см³. В колбу I добавляют 1 см³ 1 М раствора H₂SO₄, 2,5 см³ 0,05 М раствора H₂SO₄ и 0,5 см³ раствора глицерина. В колбу II (контрольный раствор) помещают 1 см³ 1 М раствора H₂SO₄, 2,5 см³ йодной кислоты, дают постоять 15 мин до полного разрушения винной кислоты, добавляют 0,5 см³ 10 %-ного раствора глицерина для удаления избытка периодата и оставляют на 2 мин. Добавляют сначала в колбу II, а потом в колбу I по 2,5 см³ раствора метаванадата аммония и измеряют ровно через 90 с оптическую плотность раствора в колбе I против контрольного раствора при длине волны 490 нм в кювете толщиной 5 мм.

Концентрацию винной кислоты определяют по калибровочному графику сучетом разбавления при обработке анионитом (разбавление в данных условиях определения равно 5).

Построение калибровочного графика. 10, 20, 30, 40 и 50 см³ стандартного раствора винной кислоты пропускают через ионообменные колонки, собирая по 50 см³ элюата. Растворы содержат винной кислоты соответственно 0,1, 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 г/дм³. Отбирают 2 раза по 10 см³ каждого из элюатов и анализируют, как указано выше. Строят график зависимости оптической плотности от концентрации винной кислоты.

Контрольные вопросы:

1. Дайте характеристику строения и свойств изомеров винной кислоты.

2. Роль винной кислоты и ее солей в виноделии.

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

12.3. Определение массовой концентрации молочной кислоты

Молочная кислота НООС–СНОН–СН₃ относится к одноосновным алифатическим оксикислотам винограда и вина. Основное количество молочной кислоты образуется в процессе яблочно-молочного брожения, которое позволяет смягчить резкий вкус «зеленой» кислотности молодых вин. Малокислотные столовые вина с остаточным сахаром, а также крепкие и десертные вина иногда подвергаются молочнокислому брожению, которое сопровождается повышением содержания молочной и летучих кислот. Заболевание вина сопровождается появлением «квашенных» тонов и вкуса молочной сыворотки, иногда «мышиного» привкуса. Концентрация молочной кислоты в белых винах может достигать 2,5 г/дм³, в красных - 4,5 г/дм³.

Принцип метода. Метод основан на окислении молочной кислоты сульфатом церия(IV) в ацетальдегид, который, реагируя с пиперидином и нитропруссидом натрия, дает окрашенный продукт, определяемый колориметрически.

Оборудование. Фотоэлектроколориметр, пробирки с притертой пробкой объемом25 см³; водяная баня с термостатом на 65°С.

Реактивы.Сульфат церия Ce(SO₄)₂ 4H₂O, 0,1 М раствор в серной кислоте:

40,431 г Ce(SO₄)₂ · 4H₂O растворяют в 350 см³ 1 М (2 н) H₂SO₄ в мерной колбе объемом 1 дм³ и доводят до метки; пиперидин: 200 см³ пиперидина разбавляют водой до 1 дм³ (готовят за 3-4 дня до применения); нитропруссид натрия, 0,4% раствор: 1 г реактива растворяют в воде в мерной колбе объемом 250 см³ (готовят перед применением); молочная кислота, 1 М раствор.

Ход анализа. К5 см³ элюата, полученного в работе 12.1, наливают в пробирку объемом 25 см³, добавляют 5 см³ раствора сульфата церия, закрывают и оставляют на 90 мин при комнатной температуре. Затем добавляют 5 см³ раствора пиперидина, размешивают, фильтруют через складчатый фильтр. К 5 см³ фильтрата добавляют 5 см³ раствора нитропруссида натрия. Размешивают и переносят сразу в кювету толщиной 1 см для колориметрирования. Интенсивность окраски определяют при длине волны 570 нм в кювете толщиной 0,5 см против воды. Максимальная окраска достигается через 60-90 с. За это время делают 2-3 замера оптической плотности. Из значения максимальной плотности окраски вычитают значение оптической плотности контрольного опыта (вместо 5 см³ элюата берут 5 см³ раствора сульфата натрия, анализируют в тех же условиях, что и элюат).

Содержание молочной кислоты (в г/дм³) определяют по калибровочному графику с учетом разбавления пробы при обработке (разбавление равно 5).

Построение калибровочного графика. В мерную колбу объемом 100 см³ наливают 1 см³ 1 М раствора молочной кислоты и доводят 7,1% раствором сульфата натрия до метки (рабочий раствор). В мерные колбы объемом 50 см³ помещают по 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 12,5 и 15 см³ рабочего раствора и доводят раствором сульфата натрия до метки. Концентрация молочной кислоты в растворах составляет 0,045; 0,090; 0,135; 0,180; 0,225; 0,270 г/дм³. Из каждой колбы отбирают по 5 см³ и анализируют, как описано ранее. Строят график зависимости оптических плотностей от концентраций.

Примечание. Вина, содержащие более 250 мг/дм³ диоксида серы, могут содержать некоторое количество альдегидсернистой кислоты, которая определяется так же, как молочная кислота. В этом случае в результат определения необходимо внести поправку. Для этого 15 см³ элюата смешивают в пробирке с притертой пробкой с 5 см³ ацетата натрия массовой концентрации 27 г/100 см³ и 2 см³ раствора H₂SO₄ (77,5 мл H₂SO₄ доводят до 100 см³ водой). Затем добавляют 5 см³ раствора нитропруссида натрия (2 г/100 см³) и 5 см³ 10% раствора пиперидина. После смешивания измеряют оптическую плотность при соблюдении условий, описанных для измерения молочной кислоты. По этой величине на калибровочном графике находят концентрацию В (г/дм³) молочной кислоты совместно с альдегидсернистой кислотой. Если L' - содержание молочной кислоты в вине без корректировки, то реальное содержание молочной кислоты (L, г/дм³) составит