XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В виноматериалах и винах содержится шесть основных органических кислот – винная, яблочная, янтарная, уксусная, лимонная и молочная (массовая концентрация которых может достигать 10 г/дм³ и более), играющих важную роль в формировании кислого вкуса вина.

Общая доля винной и яблочной кислот составляет 90% от всех содержащихся кислот в вине.

Винная, яблочная и лимонная кислоты являются продуктом брожения виноградного сусла или мезги. Содержание винной кислоты в вине может быть до 5,0 г/дм³, яблочной кислоты в отдельные годы также может достигать 5,0 г/дм³, а лимонной – до 2 г/дм³. Существует множество способов определения концентрации кислот в винах и виноматериалах. Рассмотрим некоторые из них:

Определение массовой концентрации винной кислоты:

Весовой метод;

Сравнительный объёмный метод.

Определение массовой концентрации молочной кислоты:

Колориметрический метод.

Определение массовой концентрации лимонной кислоты:

Химический метод

Определение массовой концентрации яблочной кислоты

Колориметрический метод

Определение массовой концентрации винной кислоты

Данная кислота является органической кислотой с двумя асимметрическими атомами углерода в молекуле. В винограде данная кислота образуется в результате окисления сахара. Винная кислота образует соли с кальцием и калием, а также комплексные соединение с железом и медью.

Разделяют несколько методов определения массовой концентрации винной кислоты.

Весовой метод

Винная кислота осаждается в виде рацемата кальция и определяется весовым методом.

В винах, не содержащих метавинной кислоты:

- в цилиндрический стакан объемом 600 см³ вносят 500 см³ раствора для осаждения и 10 см³ вина, перемешивают очищают стенки стакана концом стеклянной палочки оставляет для осаждения на ночь фильтруют через предварительно взвешенной стеклянный фильтр собирают осадок ополаскивают стакан в котором проводили осаждение извлекают последние частицы осадка высушила шкафу до постоянной массы взвешивает обозначает массу рацемата кальция.

Если виноград содержит метавинную кислоту:

В коническую колбу, объемом 500 см³, помещают 10 см³ вина и 0,4 см³ уксусной кислоты. Закрывают колбу пробкой с отводной трубкой и кипятят в течение 30 минут. После охлаждения переливают жидкость из конической колбы в стакан, ополаскивают колбу два раза водой по 5 см³ и продолжают определение по прописи описанной выше.

Сравнительный объемный метод

Винная кислота осаждается в виде рацемата кальция и определяется объемным методом.

Стеклянный фильтр содержащий осадок рацемата кальция после взвешивания помещают в колбу Бунзена, растворяют осадок 10 см³ разбавленной соляной кислоты, промывают 50 см³ воды. В колбу добавляют 5 см³ раствора гидроксида натрия и приблизительно 30 мг индикатора. Титруют 0,05 М раствором трилона Б. Обозначают количество трилона Б, израсходованного на титрование.

Определение массовой концентрации молочной кислоты

Молочная кислота относится к одноосновным, алифатическим оксикислотам, содержащимся в винограде и вине. Основное количество молочной кислоты образуется в процессе яблочно-молочного брожения.

Колориметрический метод.

К 5 см³ элюата, помещенного в пробирку объемом 25 см³ добавляют 5 см³ раствора сульфата церия, закрывают и оставляют на 90 мин при комнатной температуре. Затем добавляют 5 см раствора пиперидина, перемешивают, фильтруют через складчатый фильтр. К5 см³ фильтрата добавляют 5 см³раствора нитропруссида натрия,перемешивают и сразу переносят в кювету с расстоянием между рабочими гранями 10 мм для колориметрирования. Интенсивность окраски определяют при длине волны 570 нм 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).

Определение массовой концентрации лимонной кислоты

Лимонная кислота COOH-CH₂-C(COOH)(ОН)-СН₂-СООН относится к группе многоосновных оксикислот. Содержится в небольших количествах (0,2-0,5 г/кг) в ягодах винограда, а также образуется как вторичный продукт при спиртовом брожении. Содержание в винах составляет до 0,3 г/дм³.

Химический метод

25 см³ вина пропускают через анионообменную колонку Дауэкс 1x2 в ацетатной форме со скоростью 1,5 см в мин. Ополаскивают колонку 20 см³ дистиллированной воды в три приёма. Элюируют кислоты 200 см³ 2,5 М раствора уксусной кислоты, пропуская элюат с той же скоростью. В этой фракции элюата содержатся кислоты: янтарная, молочная, галактуроновая, лимонно-яблочная и почти вся яблочная. Затем производят элюирование лимонной и винной кислот, пропуская через колонку 100 см³ 2 М раствора гидроксида натрия, собирают элюат в колбу прибора.

Окисление. В колбу, содержащую второй элюат, добавляют серную кислоту, разбавленную 1:5 для доведения рН до 3,2-3,8. Затем добавляют 25 см³ буферного раствора, 1 см³ раствора сульфата марганца и несколько зерен пемзы. Доводят до кипения и отгоняют 50 см, которые отбрасывают. Помещают 0,01 M раствор перманганата калия в воронку с краном и вводят его со скоростью 1 капля в секунду в кипящий элюат. Дистиллят собирают в склянку объемом 500 см³ с притертой пробкой, содержащую несколько см³ воды. Продолжают окисление до окрашивания жидкости в коричневый цвет, указывающий на избыток перманганата.

Отделение ацетона. Если объем дистиллята меньше 90 см³,его доводят до этого объема дистиллированной водой, добавляют 4,5 см³ серной кислоты, разбавленной 1:3, и 5 см³ 0,4 М раствора перманганата калия. Если объем собранного дистиллята значительно превышает 90 см³. доводят его до 180 см³ и удваивают дозы добавляемых реактивов. В этих условиях (в среднем 0,25 М серной кислоты и 0,02 М перманганата калия) уксусный альдегид окисляется в уксусную кислоту, тогда как ацетон остается без изменения. Сосуд закупоривают и выдерживают в течение 45 мин при комнатной температуре, По окончании этого времени избыток перманганата калия разрушают добавлением раствора сульфата железа (II). Дистиллируют и собирают приблизительно 50 см³ дистиллята в сосуд со шлифом, содержащий 5 см³ 5 М раствора гидроксида натрия.

Определение ацетона. Добавляют к содержимому колбы 25 см³ 0,01 М раствора йода, выдерживают 20 мин 90 мин. Этого количества достаточно при содержании лимонной кислоты более 0,5-0,6 г/см³, для более высоких концентраций указный объем раствора йода недостаточен, и раствор не приобретает желтую окраску, характерную для избытка йода. В этом случае удваивают или утраивают количество добавляемого йода до получения чистой желтой окраски. Однако в исключительных случаях, когда содержание в вине лимонной кислоты превышает 1,5 г/дм³. предпочтительно начать анализ снова с 10 см³ вина. Затем добавляют 8 см³ разбавленной 1:5 серной кислоты и титруют избыток йода 0,01 М раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала. Количество (см³) раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование, обозначают V.

В аналогичных условиях проводят контрольный опыт, заменив 50 см³ дистиллята 50 см³ дистиллированной воды. Обозначают объем раствора тиосульфата натрия V (см).

Определение массовой концентрации яблочной кислоты

Яблочная кислота относится к многоосновным оксикислотам, содержит асимметрический углеродный атом. В процесcе созревания винограда количество ее уменьшается и в период физиологической зрелости ягод составляет 2-5 г/кг. В процессе спиртового брожения концентрация яблочной кислоты снижается вследствие ее потребления дрожжами. Молочнокислые бактерии сбраживают яблочную кислоту в молочную, при этом происходит снижение содержания титруемых кислот и повышение pH, формирование мягкого гармоничного вкуса вин. Концентрация яблочной кислоты в винах не превышает 5 г/дм³.

Колориметрический метод

Метод основан на реакции взаимодействии яблочной кислоты с хромотроповой и серной кислотами, вследствие чего образуется комплекс желто-зеленого цвета, интенсивность окраски которого определяется колориметрически.

1 см³ полученного элюата помещают в пробирку с притертой пробкой, добавляют 1 см³ раствора соли хромотроповой кислоты и 10 см 96 %-ного раствора H₂SO₄, размешивают и погружают в кипящую водяную баню на 20 мин. Быстро охлаждают до 20 °С и точно через 90 мин определяют оптическую плотность раствора. Колориметрируют при длине волны 420 нм в кювете с расстояние между рабочими гранями 10 мм. Все операции с момента прибавления динатриевой соли хромотроповой кислоты следует проводить в затемненном месте.

Раствор сравнения готовят так же, заменяя 1 см элюатана такое же количество 7,1 % раствора Na₂SО₄, и 96 % серную кислоту  на 86 %.

Используемая литература

1. Петров А.П., Помазанов В.В. и др. Проблемы органолептической и инструментальной оценки качества и подлинности алкогольной продукции // Партнеры и конкуренты. – №7. – 2001. – С. 36-41.

2. Кишковский З.Н., Скурихин И.М. Химия вина. – М.: Агропромиздат, 1988. – 273 с.

3. Гержикова В.Г. и др. Методы технохимического контроля в виноделии. – Симферополь: Таврида, 2009. – 304 с.

4. Шелудько, О.Н. Совершенствование электрохимического метода определения титруемых кислот в винах, соках и безалкогольных напитках / О.Н. Шелудько, Н.К. Стрижов, Т.В. Гузик // Аналитика и контроль.  2014.  Т. 18  № 1.  С. 58-65.

Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2013620359, Российская Федерация. Физико-химические методы идентификации подлинности вина (сока) /Шелудько О.Н., Стрижов Н.К., Гузик Т.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО “Кубанский государственный технологический университет”. – № 2013620013; заявл. 09.01.2013; зарегистрировано в реестре баз данных 20.06.2013.

6. Сборник международных методов анализа и оценки вин и сусел / Под ред. И.А. Мехузла. – М.: Пищевая промышленность, 1993. – 223 с.

7. ГОСТ Р 52841 – 2007 Продукция винодельческая. Определение органических кислот методом капиллярного электрофореза. – М.: Стандартинформ, 2007. – 9 с.

Код для цитирования: Скопировать