Oznaczanie cukrów resztkowych w winie i cydrze

Po co wykonywać analizę pozostałości cukrów?

Cukier resztkowy (RS) odnosi się do każdego znaczącego stężenia cukru zawartego w winie lub piwie pod koniec fermentacji. Winiarze i browarnicy zazwyczaj są najbardziej zainteresowani informacją o stężeniu fermentowalnej glukozy i fruktozy, czyli głównych cukrów redukujących. Określają one poziom słodyczy gotowego produktu. Przy poziomie cukru resztkowego około 2 g/l (0,2%) lub wyższym napój alkoholowy może samorzutnie wznowić fermentację, chyba że zostanie odpowiednio ustabilizowany.

Teoria oznaczania: Test na pozostałość cukru (RRS), znany również jako metoda Rebeleina lub „Gold Coast”, określa ilość cukru resztkowego poprzez użycie nadmiaru miedzi (Cu+2). Cukry redukujące są utleniane poprzez redukcję miedzi. Pozostały Cu+2 przekształca się następnie w jod, który miareczkowany jest tiosiarczanem sodu w celu ustalenia ilości resztkowych cukrów redukujących. Powoduje to, że cukry nieredukujące nie są wykrywane. Na ogół cukry nieredukujące obecne są w niewielkich ilościach w winie i produktach fermentowanych, więc można je pominąć. W części przypadków sacharoza może być obecna w niektórych winach i innych napojach. Pomiar sacharozy wymaga hydrolizy. Więcej na ten temat opisano w uwagach poniżej oraz w załączniku C).

Procedura

Test składa się z 5 kroków. W celu przygotowania próbek może być konieczne rozjaśnienie wina. W etapie reakcji miesza się próbkę wina z odczynnikami w odpowiedniej temperaturze w celu przereagowania cukrów redukujących. Po zakończonej reakcji należy przeprowadzić miareczkowanie. Na jej podstawie możesz wykonać obliczenia. Po zakończeniu badania nie zapomnij zneutralizować pozostałych roztworów.

Uwaga: Należy mieć przygotowany wodorowęglan sodu (soda oczyszczona) w celu neutralizacji ewentualnych wycieków. Nie należy pipetować ustami! Podczas wykonywania każdego testu użytkownik powinien nosić rękawiczki i okulary ochronne!

Przygotowanie próbki

1. Jeśli wino zawiera duży osad, usuń go przez filtrowanie, wirowanie lub dekantację.
2. Wina czerwone należy odbarwić, aby uzyskać dokładne wyniki.
   
   a) Umieść 0,4 g proszku klarującego w stożkowej probówce 15 ml – taka ilość powinna wypełnić probówkę do poziomu poniżej 2,0 ml na miarce.
   b) Dodaj 6 ml próbki czerwonego wina. Zakręć probówkę.
   c) Przez 5 minut w sposób w sposób energiczny i ciągły (lub z krótkimi przerwami) potrząsaj próbką.
   d) Następnie na kolejne 5 minut umieść ją w wirniku przy normalnej prędkości laboratoryjnej (około 1500 x g). Jeśli nie masz wirówki, możesz przefiltrować przez zwykły laboratoryjny papier filtracyjny klasy 1 (patrz Załącznik E) lub pozwolić, aby probówka osiadła umieszczając ją w pozycji pionowej. Osadzenie może zająć do dwóch godzin.
   e) Po odwirowaniu lub osadzeniu próbki, będzie ona mieć kolor przezroczysty, ew. kolor lekko różowego płynnego supernatantu u góry oraz osad na dnie. Przenieś supernatant do osobnego pojemnika za pomocą pipety transferowej (ściśnij ssawkę). Czynność ta zapobiega przemieszaniu i zmętnieniu próbki podczas pipetowania do fiolki reakcyjnej.

Reakcja

Umieść roztwory siarczanu miedzi (Copper Sulfate) i buforu wiążącego (Binding Solutions) w kolbie reakcyjnej. Dodaj próbki i podgrzej. Przygotują także pustą próbę! Przed wykonaniem dalszych czynności, pozwól próbkom ostygnąć.

1. Przygotuj łaźnię wodną do temperatury 95-100 °C (lub poprostu temperatury wrzenia) dla fazy ogrzewania opisanego w kroku 8 poniżej.
2. Przepłucz wszystkie kolby w celu destylacji. Połóż ją na równej powierzchnii do góry dnem i pozwól całkowicie spłynąć resztce wody. Przed przystąpieniem do testu należy upewnić się, że butelki są czyste. Nie muszą być całkowicie suche.
3. Za pomocą pipety 10 ml i ssawki dodaj dokładnie 10,00 ml siarczanu miedzi (Copper Sulfate), aby substancja spłynęła na dno kolby reakcyjnej. Nie należy pipetować ustami! Ważne jest, aby czynności wykonywać za każdym razem w taki sam sposób. Dokładne pipetowanie na tym etapie jest niezbędne do poprawnego wykonania badania i uzyskaniu dokładnych wyników. Dodatkowe informacje dotyczące technik pipetowania znajdują się w załączniku A.
4. Za pomocą plastikowej pipety do pobierania próbek 5 ml i bańki do pipetowania dodaj 5 ml roztworu wiążącego (Binding Solutions) do każdej kolby reakcyjnej. Nie należy pipetować ustami! Przygotuj tyle kolb reakcyjnych, ile masz próbek.
5. Jeśli otrzymany poziom cukru resztkowego jest wyższy niż 28 g/l, rozcieńcz próbkę za pomocą z wody DI, aby doprowadzić przybliżony poziom poniżej 28 g/l. Więcej na ten temat opisano w dziale „Uwagi dotyczące rozcieńczania”. Po odpowiednim rozcieńczeniu próbek przejdź do kroku 6.
6. Dodaj 2,0 ml próbki za pomocą pipety 5 ml do każdej kolby reakcyjnej. Więcej informacji na temat technik pipetowania dostępnych jest w Załączniku A.
7. Oznacz kolby etykietami, aby nie pomylić próbek.
8. Do każdej pustej próby dodaj 2,0 ml woda DI.
9. Umieść wszystkie kolby w łaźni z gorącą wodą na dokładnie 2 minuty i 30 sekund. Po tym czasie natychmiast wyjmij podgrzane próbki i pozwól im ostygnąć do temperatury pokojowej.

Uwaga: Próbki o wysokiej zawartości cukru resztkowego mogą wykazywać czerwonawą pozostałość w reakcji z siarczanem miedzi (Copper Sulfate). Jeśli duża ilość próbki przybiera kolor jasnoczerwonego po podgrzaniu, oznacza to, że cała miedź zareagowała a wynik będzie niedokładny. Powtórz test na rozcieńczonej próbce (patrz krok 5 powyżej).

Miareczkowanie

Po ochłodzeniu kolb można rozpocząć etap miareczkowania. Jak opisano poniżej, dodaj kwas siarkowy (Sulfuric Acid Solution), RRS Developer Solution i skrobię (Starch Indicator Solution). Następnie natychmiast przystąp do miareczkowania tiosiarczanem sodu (RRS Titrant), aż do punktu końcowego każdej próbki.

Uwaga: Opóźnienie miareczkowania może spowodować utratę jodu generowanego przez odczynnik RRS Developer Solution, powodując większą granicę błędu.

1. Napełnij biuretę 10 ml RS Titrant do wartości 0,0 na miarce (lub zanotuj początkową wartość objętości, ale zawsze zaczynaj nie mniej niż od wartości 1,0 ml, aby podczas miareczkowania nie przekroczyć wartości 10,0 ml).
2. Do każdej próbki, w tym także próbki próby pustej, dodaj 10 ml roztworu kwasu siarkowego (Sulfuric Acid Solution), 2,0 ml RRS Developer Solution RS oraz 2 ml roztworu skrobi (Starch Indicator Solution). Ważna jest kolejność dodawania odczynników. Następnie przez kilka chwil wiruj kolbą, aby wymieszać zawartość. Do dodawania kwasu siarkowego używaj plastikowej pipety 10 ml i ssawki. Nigdy nie pipetuj ustami! W przypadku RRS Developer Solution i Starch Indicator Solution należy użyć oddzielnych pipet transferowych z miarką, aby upewnić się, że dodano co najmniej 2,0 ml.

Po dodaniu wszystkich odczynników, próbka powinna przybrać kolor zielono-czarny, jak na zdjęciu poniżej (zdjęcie 2).

Zdjęcie 2: Kolor reakcji przed rozpoczęciem miareczkowania

3. W tym momencie należy natychmiast przystąpić do miareczkowania – dodawać do próbki pojedyncze krople, ciągle mieszając i obserwując zmianę koloru. Miareczkować do momentu, aż kolor próbki zmieni się z ciemnozielonego brązu na szary, lawendowy odcień (patrz zdjęcie 3). Próbka znajduje się bardzo blisko punktu końcowego.

Zdjęcie 3: Kolor reakcji, gdy miareczkowanie jest prawie gotowe.

4. Ostrożnie miareczkuj pojedynczymi kroplami, wirując kolbą przez około 5-10 sekund po wprowadzeniu każdej kropli. Aby uzyskać najlepszą dokładność, spróbuj trafić w ten punkt końcowy z przyrostami o pół kropli. Miareczkowanie kończy się, gdy jasnoszary kolor lawendy zmienia się na kremowy/biały, jak na zdjęciu poniżej (zdjęcie 4).

Zdjęcie 4: Kolor reakcji po końcowych kroplach miareczkowania

Pamiętaj, aby odłożyć zużyte próby w celu prawidłowej utylizacji (patrz dział „Bezpieczna utylizacja zużytych prób” poniżej).

5. Zwróć uwagę na końcową objętość biurety. Odejmij od niej początkową objętość, aby uzyskać danę „V” – objętość zastosowanego miareczkowania.

Tabela 1 poniżej podaje przybliżone wyniki miareczkowania, których należy się spodziewać. Pamiętaj jednak, że to jedynie przykłady – twoje wyniki mogą się nieznacznie różnić.

Obliczenia

Dla poniższego przykładu zastosowano oznaczenia

V_b – objętość miareczkowania pustej próby,

V_a – miareczkowanie próbki właściwej

wówczas poziom resztkowego cukru redukującego oblicza się za pomocą równania

RRS, g/l = (V_b – V_a) x 3,6 (Równanie 1)

Przykład: miareczkowanie pustej próby wyniosło 8,45 ml. Próbka wina o pojemności 2 ml dała miareczkowanie 5,06 ml. Tak więc RS = (8,45 – 5,06) x 3,6 = 12,2 g/l. Jest to równoważne z 1,2% cukru resztkowego.

* Równanie można również zapisać jako RRS, g/l = (V_b – V_a) x M / 0,0555, gdzie M jest molowością tiosiarczanu w titrancie RS.

Uwagi dotyczące rozcieńczenia

• Jeśli oczekuje się, że próbka będzie słodka (powyżej 28 g/l), należy ją rozcieńczyć poniżej 28; zwykle wystarczające jest rozcieńczenie 1:2, uzyskane przez pobranie 5 ml próbki i dodanie 5 ml wody DI. Bardzo słodkie wino deserowe może wymagać rozcieńczenia 1:4 lub 1:8.
• Jeśli oczekuje się, że wino będzie wytrawne, a cukier resztkowy będzie mniejszy niż 4 g/l, możesz spróbować wziąć większą objętość do testu, np. 4,0 ml zamiast 2,0 ml. W tym celu dostosuj obliczenia; patrz poniżej.
• Jeśli rozcieńczono próbkę przed badaniem, należy pomnożyć równanie 1 (widoczne powyżej) przez współczynnik rozcieńczenia, aby uzyskać końcowy wynik. Na przykład, jeśli rozcieńczono próbkę równą objętością wody przed pobraniem próbki 2 ml, to współczynnik rozcieńczenia wynosi 2. Jeśli wziąłeś większą objętość dla wytrawnego wina, podziel w równaniu 1 przez stosunek większą objętość do 2 ml, np. jeśli pobrałeś próbkę 4,0 ml, podziel wynik równania 1 przez (4,0 / 2,0) = 2.

Zakończenie

Bezpiecznie usuń zużyte próby i spłucz.

1. Wykonaj poniższe kroki w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Używaj rękawic i okularów ochronnych.
2. Przelej zawartości użytych kolb reakcyjnych do szklanego lub plastikowego wiadra na odpady z polietylenu; przepłucz kolbę reakcyjną około 20 ml wody bieżącej i wlej także do wiadra. Jeśli wykonałeś wiele reakcji, wylej je razem do wiadra.
3. Dodaj co najmniej 5 g sody oczyszczonej na test, aby zneutralizować zawartość wiadra.
4. W większości przypadków odpady można oddać do bezpiecznej utylizacji. Sprawdź lokalne przepisy.Opłucz wszystkie szklane naczynia destylowaną wodą i pozostaw do wyschnięcia.

Vinmetrica to firma specjalizująca się w produkcji oraz sprzedaży sprzętu laboratoryjnego do analizy wina. Poza zestawem do oznaczania cukrów resztkowych, w swoim asortymencie posiada także mierniki do badania wolnego i całkowitego SO2, pH oraz kwasowości.