Визначення вмісту загальної сірчистої кислоти

В конічну колбочку місткістю 100-200 см³ наливають 25 см³ розчину лугу і 50 см³ вина (25 см³ соку), при цьому кінець піпетки повинен бути опущений в розчин лугу для запобігання втрат сірчистої кислоти.

Суміш перемішують і залишають на 15 хв. Потім добавляють 10 см³ розбавленої сірчаної кислоти, розчин крохмалю і приступають до титрування 0,02 н. розчином йоду, як описано вище.

Примітка. При роботі з темнозабарвленими винами і соками важко точно встановити кінець реакції. Тому щоб легше було прослідкувати зазміною забарвлення, в колбу безпосередньо перед титруванням добавляють ще 50 см розчину хлориду барію і титрування закінчують при появі фіолетово-синього забарвлення. Для приготування розчину хлориду барію розчиняють 20-25 г хлориду барію в 100 см³ дистильованої води і добавляють 25 см³ розбавленої 1:3 сірчаної кислоти.

Розрахунок. Вміст сірчаної кислоти як вільної, так і загальної (X) виражають в міліграмах в 1 дм³ і розраховується по формулі:

Х=0,64*В*К,

де: 0,64 - кількість Б0₂ яка відповідає 1 см³ 0,02 н. розчину йоду, мг;

В- кількість 0,02 н. розчину йоду, яка пішла на титрування 50 см³ вина або 25 см³ соку, см³;

К - множник для перерахунку на 1 дм³ вина або соку; для вина К=20, для соку К=40.

Контрольні питання

1. Джерела появи сірчистої кислоти в вині.

2. Що називають вільною сірчистою кислотою?

3. Що називають загальною сірчистою кислотою?

4. З якими сполуками сірчиста кислота зв'язується в винах?

5. Альдегїдсірчиста кислота. Написати реакцію її утворення. Властивості кислоти.

6.Сполуки SO₂ з сахарами і антоціанами.

7. В чому полягає йодометричний метод визначення вільної сірчистої кислоти? Написати рівняння реакції.

8. В чому полягає йодометричний метод визначення загальної сірчистої кислоти. Написати рівняння реакції.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8

ВИЗНАЧЕННЯ ДУБИЛЬНИХ І ФАРБУЮЧИХ РЕЧОВИН

Мета роботи:визначити вміст дубильних і фарбуючих речовин в вині перманганатометричним методом

Теоретична частина

Фенольні сполуки зустрічаються в рослинах в вигляді мoнo-, оліго- іполімерних сполук. Фенольні сполуки характеризуються як дубильні (таніни або таніди) і фарбуючі (антоціани) речовини.

Антоціани є фарбуючими речовинами і надають плодам, ягодам, листю, квітам різноманітні відтінки - від рожевого до чорно-фіолетового. По своїй будові вони є похідними флавилію (2-фенілбензопирилію).

В рослинних тканинах антоціани присутні виключно в формі глікозидів. Під терміном "глікозиди" розуміють сполуку будь-якої речовини з сахарами, з утворенням складноефірних зв'язків. Якщо підкреслюється природа сахара, то глікозиди носять назву, похідну від сахару. Наприклад, в випадку глюкози -глюкозид, рамнози - рамнозид і т.д.

Антоціани широко поширені в природі. Основними їх агліконами є наступні:

Пеларгонідин (пеларгопідол) R=R'=H; цианідин (цианідол) R=H; R'=OH; пеонідин (пеонідол) R=H; R-ОСН₃; дельфінідин (дельфінідол) R=R=OH; петунідин (петунідол) R=OH; R=OCH₃; мальвідин (мальвідол) R=R'=OCH₃.

Велика кількість природних антоціанів обумовлюється не тільки різноманітністю агліконів, й великою різноманітністю сахарних залишків. З сахарів, що входять у молекулу антоціанів, найбільш часто зустрічаються глюкоза, набагато рідше арабіноза, рамноза і галактоза. Моноглікозид мальвідину називається енозидом, диглікозид мальвідину - мальвозидом.

Деякі антоціанідини можуть міцно з'єднуватися з ароматичними (п-оксикоричною, «-оксибензойною, и-кумаровою, кавовою), а також з аліфатичними (малоновою) кислотами, створюючи ацильованні пігменти. Наприклад, у винограді антоціанідини зв'язуються з и-кумаровою кислотою й у деяких випадках — з невеликою кількістю кавової або хлорогенової кислот. Кислота звичайно приєднується до шостого атому вуглецю глюкози. Той самий антоціанідин може утворити декілька ацильованних пігментів, що різняться природою пов'язаної кислоти або її кількості.

Колір антоціанів залежить також від характеру металу, що утворює з ними в рослинах комплекс: з Мо - фіолетове забарвлення, Fe - синє, з Ni і Cu -біле. На забарвлення антоціанів впливає рН середовища. Це обумовлено тим, що в залежності від величини рН антоціани утворюють псевдооснови або хіноїдні форми. Так, у кислому середовищі цианідин (R-H) і його глікозиди (R-сахар) являють собою форму І, що має червоний колір. У слабокислому середовищі із збільшенням рН забарвлення слабшає. Якщо середовище підкислити, то забарвлення знову з'явиться, особливо у випадку глікозидів. На такі перетворення впливає природа розчинника (вода або спирт). Це явище

обумовлене утворенням незабарвленої форми, відомої під назвою псевдооснови, що може бути виражена формою II. При подальшому додаванні лугу в нейтральному або лужному середовищі забарвлення переходить у блакитне, якому відповідає нова форма III з хіноїдною структурою. У сильнолужному середовищі утворяться феноляти зеленого кольору:

Утворення псевдооснов можна пояснити зміною забарвлення в червоних винах у залежності від рН. Так, у випадку цианідин-3,5-диглікозиду оптична густина при довжині хвилі 510 нм і рН 3,9 у 6 разів менше, ніж при рН 2,9. І Іри рН, близькому до 3, біля 50% антоціанів знаходиться в забарвленій формі і приблизно така ж кількість - у безбарвній.

Важливою властивістю антоціанів є знебарвлення їх сірчистою кислотою, що спостерігається при обробці сусел і вин. Це явище оборотне, зокрема вино знову забарвлюється при додаванні оцтового альдегіду, що зв'язує сірчисту кислоту.

Для антоціанів характерна легка здатність полімеризуватися. Цей процес може проходити при відсутності кисню, хоча і прискорюється ним. В результаті змінюється забарвлення - полімери антоціанів мають бурий колір. Механізм утворення полімерів і їх будова, повністю ще не вияснені. Антоціани піддаються конденсації іншими фенольними сполуками.

У більшості випадків у винограді європейських сортів основним представником антоціанів є моноглікозид мальвідину (у середньому біля 30% загально вмісту антоціанів). У менших кількостях, але постійно зустрічаються моноглікозиди петунідину, дельфінідину і пеонідину. У деяких європейських сортах (Алеатико, Морастель, Португизер і ін.) у невеликих кількостях виявлені диглікозиди мальвідину і петунідину і моноглікозид цианідину.

У винограді американських сортів і американо-європейських гібридів одним з головних представників антоціанів є моноглікозид мальвідину, але досить часто зустрічаються у великих кількостях диглікозид мальвідину, а також диглікозиди петунідину і пеонідину. В середньому у винограді європейських сортів вміст диглікозидів (якщо вони зустрічаються) не перевищує 15% загальної кількості антоціанів, у винограді американських сортів і їх гібридах кількість диглікозидів в деяких випадках може досягати 90%, проте є сорти (їх небагато), які взагалі не містять диглікозидів. При визріванні винограду кількість антоціанів постійно збільшується. В винограді деяких сортів антоціани накопичуються як в шкірочці, так і в м'якуші (сорти-барвники), в більшості ж сортів вони виявлені тільки в шкірочці. Вміст антоціанів в шкірочці може складати при повному визріванні винограду в залежності від сорту від 3 (Каберне) до 6% (Сапераві) на суху масу шкірочки, в м'якушу - від 0 до 500 мг/дм³.

Утворення антоціанів пов'язане з продуктами гліколітичного розпаду сахарів, і їх вміст залежить від енергії фотосинтезу. Тому інтенсивність освітлення винограду, точніше його листя, впливає на швидкість утворення антоціанів і появу забарвлення ягід.

Склад антоціанів залежить від сорту винограду, а також місця його вирощування. Це зумовлено тим, що утворення антоціанів пов'язане з загальним обміном речовин виноградного куща, на хід якого впливають сортові особливості і грунтово-кліматичні умови. Так, в Мускаті гамбургському, вирощеному в Ташкенті, не найдені диглікозиди, тоді як в цьому ж сорті, але вирощеному в Ялті, були виявлені диглікозиди мальвідину, а також дельфінідину і петунідину. Деякі дослідники не знаходять диглікозидів в винограді європейських сортів, які вирощуються у Франції, в Грузії ж в європейських сортах диглікозиди зустрічаються.

Полімерні фенольні сполуки представлені в рослинах дубильними речовинами, лігніном і меланінами. Меланіни виявляються в основному в нижчих рослинах.

Дубильні речовини об'єднують фенольні сполуки, здатні дубити невичинені шкурки, перетворюючи їх в шкіру; молекулярна маса природних дубильних речовин складає в середньому 1000-5000 (верхня межа досягає 20000). По класифікації К.Фрейденберга, природні дубильні речовини діляться на ті, що гідролізуються і не гідролізуються (конденсовані). Дубильні речовини, що гідролізуються є поліефірами фенолкарбонових кислот і сахарів і здатні розщеплюватися на найпростіші фрагменти при нагріванні з розбавленими мінеральними кислотами. Конденсовані дубильні речовини є похідними, головним чином катехінів і лейкоантоціанідинів, значно рідше в утворенні їх приймають участь інші флавоноїди.

Таніни винограду і вина складаються із суміші полімерів, які утворюються конденсацією від 2 до 10 елементарних молекул флавоноїдів (катехінів і лейкоантоціанідинів). Кожен з цих полімерів володіє різними властивостями, а саме різним в'яжучим смаком. Структура танінів змінюється в процесі витримки вин. Вона не ідентична також у танінів, екстрагованих з шкірочки винограду на холоді і при нагріванні. Останнім часом виділені і ідентифіковані в червоних винах різні форми танінів: малоконденсовані з молекулярною масою від 1000 до 2000, що представляють собою сполуки флавонолів, зруйнованих антоціанів і солей; конденсовані з молекулярною масою від 2000 до 3000; дуже конденсовані з молекулярною масою від 3000 до 5000; таніни, що мають собою комплексні сполуки з флавонолами, зруйнованими антоціанами, солями, кислотами і сахарами.

З інших комплексних сполук танінів виявлені комплекси таніни-антоціани з молекулярною масою від 1000 до 2000 (сполуки антоціанів і солей і мало полімеризованих процианідинів), таніни-полісахариди з дуже високою молекулярною масою (сполуки флавонолів, сахарів і солей). Ці комплекси містяться в молодих винах у незначних кількостях, при витримці їх вміст зростає. У старих винах виявляються головним чином конденсовані таніни і сполуки танінів з полісахаридами і солями. Дуже конденсовані таніни нестійкі і поступово випадають в осадок.

Молекулярна маса танінів молодих вин складає 500- 800; вин, отриманих із сусла пресових фракцій, - 1000 - 1500; витриманих вин - 3000-4000. Молекулярна маса танінів старих вин зменшується внаслідок випадання в осадок - найбільш конденсованих їх форм.

Таніни відіграють важливу роль у забарвленні червоних вин. На відміну від антоціанів вони під час тривалого контакту сусла з твердими частинами гроно винограду не адсорбуються на гребенях, дріжджах, і їх вміст збільшується в процесі мацераціі. Тому при виготовленні вин, що надходять на реалізацію в молодому віці, контакт сусла з мезгою варто обмежити. Це дозволить досягти максимального вмісту в вині антоціанів і максимальної інтенсивності його забарвлення без надлишкового вмісту танінів. І навпроти, при виготовленні витриманих вин варто передбачати тривале настоювання сусла на мезгі з тим, щоб підвищити вміст в ньому танінів, що інтенсивно впливають на забарвлення вин при їх збереженні.

Таніни мають домінуюче значення в забарвленні витриманих червоних вин, особливо старих, які практично не містять антоціанів. Кількість антоціанів зменшується за рахунок конденсації їх із танінами, а також у результаті гідролізу, що призводить до утворення нестійких агліконів;

На модельний системах було показано, що додавання до розчину антоціанів, що мав червоно-фіолетове забарвлення, танінів, які мають у чистих розчинах жовтий колір, надавало суміші відтінок, близький до кольору вина. При доступі повітря таніни в одержаних розчинах набувають коричневого забарвлення, у той час як з антоціанами не відбувається ніяких змін. Суміш цих розчинів набуває червоно-жовтогаряче забарвлення, що нагадує колір старого вина. Без доступу повітря ці перетворення також відбуваються, але набагато повільніше.

Для визначення дубильних і фарбуючих речовин в виноробстві застосовується перманганатометричний метод, оснований на окисленні їх перманганатом з застосуванням індикатору індігокарміну.

Але марганцевокислим калієм окисляються і деякі інші речовини. Тому окисляють спочатку всі речовини, здатні реагувати з КМп0₄, а потім дубильні і фарбуючі речовини відділяють, користуючись їх властивістю адсорбуватися тваринним або активованим деревинним вугіллям, і знову проводять окислення. По різниці кількості марганцевокислого калію, який пішов на титрування перший і другий раз, розраховують вміст дубильних і фарбуючих речовин. Вміст дубильних і фарбуючих речовин в вині виражають в г/дм³ з точністю до другого десяткового знаку.

Хід виконання роботи

1. Відміряти піпеткою 50 см³ червоного або 100 см³ білого вина в невелику фарфорову чашку.

2. Чашку помістити на водяну баню і випарній вино до половини об'єму.

3. Вміст чашки разом з ополісками переносять в мірну колбу ємкістю 100 см³ і доводять до мітки після охолодження.

4. З одержаного розчину відбирають піпеткою 20 см³, переносять в велику фарфорову чашку (ємкістю 1-2 дм³), добавляють 750-800 см³ води, 20 см³ розчину індіго для білих вин або 30 см³ для червоних, 10 см³ розчину сірчаної кислоти і титрують розчином перманганату.

Титрування ведуть повільно, при помішуванні скляною паличкою, і закінчують після зникнення зеленуватого відтінку і появи стійкого жовтого забарвлення. При цьому слід від останньої краплі перманганату не повинен відрізнятися по кольору від всієї рідини. Помітивши кількість перманганату, яка пішла на взаємодію, титрування повторюють до тих пір, доки співпадуть результати.

5. Знову відбирають 20 см³ з розчину, що залишився, переносять в фарфорову чашку, добавляють подрібнене активоване вугілля (1-2 г на кожні 10 см ) і після нагрівання на водяній бані фільтрують безбарвну рідину в велику фарфорову чашку. Вугілля на фільтрі промивають 4-5 разів гарячою водою, до фільтрату добавляють дистильовану воду, розчин індіго і сірчану кислоту і проводять титрування, як описано вище.

Розрахунок: Вміст дубильних і фарбуючих речовин в вині ( в г/ см³ ) розраховують по формулі:

де: 0,00416 - кількість енотаніну, яка відповідає 1 см³ 0,1 н. розчину перманганату, г;

В₁ - кількість розчину перманганату, яка пішла на титрування 20 см³

досліджуваного розчину до обезбарвлення, см³;

В₂- кількість розчину перманганату, яка пішла на титрування 20 см³

досліджуваного розчину після обезбарвлення, см³; К - множник для перерахунку на 1 дм³ вина (для червоних вин -- 100, для білих - 50);

10 - кількість щавлевої кислоти, яка взята на титрування, см³; В- кількість розчину перманганату, яка пішла на титрування 10 см³ 0,1 н. розчину щавлевої кислоти, см³.

Контрольні питання

1. Які речовини надають забарвлення винограду і вину?

2. Будова антоціанів. Аглікони антоціанів.

3. Від яких факторів залежить колір антоціанів?

4. Що відбувається з антоціанами при обробці сусел і вин сірчистою кислотою?

5. Як змінюється вміст антоціанів в суслі, вині при роздавлюванні ягід, при бродінні, при витримці вин.

6. Які речовини називають дубильними?

7. Дубильні речовини, які гідролізуються і не гідролізуються. Таніни.

8. Як впливають антоціани і таніни на забарвлення і смак молодих та витриманих вин.

9. В чому полягає перманганатометричний метод визначення дубильних і фарбуючих речовин?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 9

Поиск по сайту: