Фотометричне визначення вуглеводів в горілках

0.01

0.2000

0.011

0.5000

2.5

50

0.028

0.031

0.025

0.5000

0.033

0.7500

2.5

50

0.050

0.052

0.0375

0.7500

0.053

1.0000

2.5

50

0.077

0.079

0.05

1.0000

0.080

1.5000

2.5

50

0.130

0.126

0.075

1.5000

0.121

2.0000

2.5

50

0.160

0.159

0.1

2.0000

0.158

2.5000

2.5

50

0.196

0.198

0.125

2.5000

0.200

5.0000

2.5

50

0.419

0.420

0.25

5.0000

0.421

Рис. 2.6.16 Градуювальний графік вмісту алкософту з антроновим реагентом

Таблиця 2.6.17 Дані визначення алкософту з пікриновою кислотою (інверсія)

Аліквота стандартного р-ну в колбу на 50 мл, мл	Концентрація робочого р-ну, мг/см3	Конентрація градуювального р-ну, мг/см3	Аліквота Градуювального р-ну, см3	Кількість цукру в реакційній суміші, мг	Оптична густина	Середня оптична густина
0	0,0	0,000	2,5	0	0,000	0
5	0,1	0,100	2,5	0,25	0,000	0,000
					0,000
10	0,2	0,200	2,5	0,5	0,001	0,001
					0,000
20	0,4	0,400	2,5	1	0,142	0,140
					0,137
25	0,5	0,500	2,5	1,25	0,213	0,210
					0,207
50	1,0	1,000	2,5	2,5	0,563	0,561
					0,558

Рис. 2.6.17 Градуювальний графік вмісту алкософту з пікриновою кислотою

З наведених даних видно, що чутливість визначення вуглеводів з антроновим реагентом в 30-50 разів вища, ніж чутливість визначення відповідних вуглеводів з пікриновою кислотою.

Усі результати пунтку 2.6 звели в таблицю 2.7.1.

2.7 Порівняння результатів визначення цукрів двома фотометричними методами

З таблиці 2.7.1 видно, що межа визначення вуглеводів при використанні антронового реагенту приблизно в 30 разів нижча ніж при використанні пікринової кислоти.

Фотометричний метод заснований на реакції з антроновим реагентом є більш чутливий для усіх індивідуальних вуглеводів, цей метод більш безпечний в порівнянні з пікриновою кислотою, адже як відомо пікринова кислота (тринітрофенол) вибухонебезпечна та більш канцерогенна, хоча ці два методи займають однакову кількість часу.

Таблиця 2.7.1 Порівняння антронового реагенту та пікринової кислоти

Цукри	Метод
	Рівняння градуювальних графіків	Графік лінійний за концентрацією градуювального розчину, мг/см3
	Антрон	Пікринова к-та
	Розве-дення	Графіки	Розве-дення	Графіки	Антрон	Пікринова к-та
Глюкоза	50	y=2.9307x+0.0065	1	Без інверсії	y=0.5232x-0.1334	0.004 - 0.1	0.1 - 1
Арабіноза	5	y=0.4882x-0.0233	2		y=0.6905x-0.0827	0.04 - 1	0.05 - 1
Фруктоза	50	y=3,9766x+0,0068	1		y=0.4492-0.1173	0.004 - 0.25	0.1 - 1
Галактозa	50	y=2.1438x-0,0034	1		y=0.4582x-0.1308	0.004 - 0.1	0.11 - 1
Сахароза	50	y=3.5852x+0.0137	1	З інверсією	y=3,5852x-0.0137	0.004 - 0.1	0.1 - 1
Рафіноза	50	y=3.1316x-0.0110	1		y=0.5241x-0.2384	0.004 - 0.1	0.18 - 1
Мальтоза	25	y=3.3682x+0.0115	1		y=0.5402x-0.2412	0.008 - 0.19	0.18 - 1
Алкософт	50	y=1.6914x-0.0068	1		y=0.2802x-0.1401	0.004 - 0.1	0.2 - 1
Лактоза	25	y=2.776x+0.0136	1		y=0.5299x-0.2038	0.008 - 0.2	0.15 - 1

2.8 Оцінка збіжності, відтворюваності та правильності результатів

Правильність розроблених методик перевірили методом введено-знайдено для двох вуглеводів (глюкоза та сахароза). Знаходили вміст цукру за градуювальними графіками, які будували в день аналізу для обох фотометричних методів.

Таблиця 2.8.1 Дані визначення вмісту сахарози з антроновим реагентом

Концентрація, мг/см3	Аліквота, см3	Розведення	Оптична густина	Середня оптична густина	Кількість цукру в реакційній суміші, мг
0,2	2,5	50	0.050	0.051	0.01
0,2			0.052
0,5	2,5	50	0.107	0.107	0.025
0,5			0.107
0,75	2,5	50	0.151	0.152	0.0375
0,75			0.152
1,0	2,5	50	0.190	0.191	0.05
1,0			0.191
1,5	2,5	50	0.280	0.279	0.075
1,5			0.278
2,0	2,5	50	0.383	0.381	0.1
2,0			0.379
2,5	2,5	50	0.491	0.492	0.125
2,5			0.493
5,0	2,5	50	0.960	0.961	0.25
5,0			0.961

Рис. 2.8.1 Градуювальний графік вмісту сахарози з антроном

Градуювальні графіки будували, як вказано в пункті 2.6.

Далі надені результати вимірів для метрологічної характеристики методу.

Таблиця 2.8.2 Метод „введено-знайдено”для сахарози з антроновим реагентом.

№ опиту	Введено концентрація, мг/см3	Аліквота, см3	Розведення	Оптична густина	Знайдено за градуювальним графіком концентрація, мг/см3
1	2.0	2.5	50	0.387	2.00
2	2.0	2.5	50	0.386	1.99
3	2.0	2.5	50	0.389	2.01
4	2.0	2.5	50	0.388	2.00
5	2.0	2.5	50	0.390	2.01
Середнє	2.0	2.00±0,01

Потім будували градуювальний графік для глюкози з антроновим реагентом.

Таблиця 2.8.3 Дані визначення вмісту глюкози з антроновим реагентом

Концентрація, мг/см3	Аліквота, см3	Розведення	Оптична густина	Середня оптична густина	Кількість цукру в реакційній суміші, мг
0.2	2.5	50	0.030	0.031	0.01
0.2			0.031
0.5	2.5	50	0.078	0.077	0.025
0.5			0.076
0.75	2.5	50	0.122	0.124	0.0375
0.75			0.125
1.0	2.5	50	0.155	0.155	0.05
1.0			0.154
1.5	2.5	50	0.233	0.232	0.075
1.5			0.231
2.0	2.5	50	0.313	0.311	0.1
2.0			0.309
2.5	2.5	50	0.381	0.381	0.125
2.5			0.380
5.0	2.5	50	0.760	0.761	0.25
5.0			0.762

Рис. 2.8.2 Градуювальний графік вмісту грюкози з антроновим реагентом

Таблиця 2.8.4 Метод „введено-знайдено” для глюкози з антроновим реагентом.

№ опиту	Введено концентрація, мг/см3	Аліквота, см3	Розведення	Оптична густина	Знайдено за градуювальним графіком концентрація, мг/см3
1	2.0	2.5	50	0.308	2.01
2	2.0	2.5	50	0.309	2.01
3	2.0	2.5	50	0.307	2.00
4	2.0	2.5	50	0.307	2.00
5	2.0	2.5	50	0.308	2.01
Середнє	2.0	2.00±0,01

З пікриновою кислотою будували лише графік з сахарозою. Спочатку проводили інверсію, а вже потім готували градуювальні розчини.

Таблиця 2.8.5 Дані визначення вмісту сахарози з пікриновою кислотою

Аліквота стандартного р-ну в колбу на 50 мл, мл	концентрация робочого р-ну, мг/см3	Конентрация градуювального р-ну, мг/см3	Аликвота Градуювального р-ну, см3	Кількість цукру в реакційній суміші, мг	Оптична густина	Середня оптична густина
0	0.0	0.000	2.5	0	0.000	0
5	0.1	0.100	2.5	0.25	0.020	0.012
					0.004
10	0.2	0.200	2.5	0.5	0.130	0.133
					0.135
20	0.4	0.400	2.5	1	0.420	0.423
					0.425
25	0.5	0.500	2.5	1.25	0.573	0.571
					0.568
50	1.0	1.000	2.5	2.5	1.296	1.293
					1.290

Рис. 2.8.3 Градуювальний графік вмісту сахарози з пікриновою кислотою

Таблиця 2.8.6 Метод „введено-знайдено” для сахарози з пікриновою кислотою.

№ опиту	Введено концентрація, мг/см3	Аліквота, см3	Розведення	Оптична густина	Знайдено за градуювальним графіком концентрація, мг/см3
1	2.0	2.5	5	0.420	1.97
2	2.0	2.5	5	0.416	1.96
3	2.0	2.5	5	0.423	2.00
4	2.0	2.5	5	0.418	1.98
5	2.0	2.5	5	0.417	2.01
Середнє	2.0	1.98±0,03

Метрологічна обробка даних свідчить про відсутність систематичної похибки.

Також перевірили данні методики на реальних зразках, взяли горілку “Біленька на березових бруньках” торгівельної марки “Біленька”. В рецептурі вказано, що використовується вуглевод - сахароза, отже будували градувальні графіки сахарози (показані вище). Реальний зразок аналізували трьома методами: за допомогою антронового реагенту та пікринової кислоти (градуювальні графіки) та методом добавок.

Таблиця 2.8.5 Метод добавок для горілки

Добавка, мг	оптична густина
0	0.199
0.02	0.381
0.04	0.563

Рис. 2.8.3 Метод добавок

Таблиця 2.8.6 Розрахунок концентрації цукру методом добавок

проба №	a	в	у	кількість цукру в аліквоті, мг	Концентрація цукру в горілці, г/л
горілка	9.1	0.1990	0.000	0.022	0.55

Таблиця 2.8.7 Порівняльна таблиця

Метод	Оптична густина горілки	Знайдено цукру
Антроновий реагент	0.199	0.55
Пікринова кислота	0.583	0.51
Метод добавок	0.199	0.55

З порівняння результів видно, що результат визначення занижено, це може буди через інверсію. Однак для визначення з антроновим реагентом чутливість добра.

2.9 Вплив вмісту вуглеводів на показники якості горілчаних виробів

В данній дипломній роботі ми розпочали довготривалий екперимент, щоб вивчити поведінку вуглеводів в сортировці. Для цього ми зробили 20л сортировки (40% водно-спиртовий розчин). Та зробили добавки індивідуальних вуглеводів до неї. Метою цього експерименту було виявити, на які хімічні показники, крім органоліптичних якостей, вплиють вуглеводи.

Аналіз горілки проводили за ДСТУ [16]. Згідно з цим державним стандартом визначають альдегіди, метанол, ацетон, сивушні масла, рН, окислюваність та етери.

Концентрації вуглеводів вибрані такі, як наведені в рецептурах.

Нижче приведена таблиця з результатами вимірювання.

Таблиця 2.9.1 Результати аналізу горілок з добавками згідно ДСТУ 4165:2003

Дата аналізу	Час витримки, міс	Альдегіди, мг/л	Метанол	Ацетон	Сив масла г/х	Сив масла СА у відгоні	Сив масла ПДМАБА у відгоні	рН	Лужність	Окислю ваність (без відгону)	Етери, мг/л (хім)
		ф/х без відгону	ф/х відгону	г/х	г/х	г/х
1. Вихідна сортировка (без додавання цукру)
10.03	0	3.43	3.55	1.17	0.0028	нет	2.43		0.4	8.25	0.86	9.0
04.04	1	1.62						1.53	2,88	8.69	0.93	4.5
16.05	2	2.12		1.22	0.0025	-	2.20	1.68		8.58		8.0	1.37
2. З сахарозою 3.00 г/л
10.03	0	3.43	3.67	0.8	0.0031; 0.0026	нет	2.71; 2.12		2.40	8.26	0.87
04.04	1	3.12						1.53	4,08	8.63	0.89	12.0
16.05	2	2.85		0.75	0.0023	-	1.70	1.74		8.74		16.0	1.96
3. З глюкозою 1.00 г/л
10.03	0	3.43	5.16	1.21	0.0028	0.89	2.10		6.74	8.22	0.89
04.04	1	2.82						1.58	2,89	8.69	0.94	10.5
16.05	2	2.28		1.33	0.0027	0.27	2.20	1.22		8.80		16.0	49.76
4. З арабінозою 0.50 г/л
10.03	0	3.54	7.98	1.60	0.0026	1.71	2.50		0.00	8.24	0.89
04.04	1	3.74						1.23	1,55	8.68	0.89	0.0
16.05	2	3.42		0.61	0.0022	0.46	2.00	1.05		8.62		0.5	30.52
5. З фруктозою 0.50 г/л
10.03	0	3.43	6.37	1.52	0.0028	1.72	2.50		8.40	8.22	0.90
04.04	1	2.03						1.29	4,72	8.75	0.85	13.0
16.05	2	2.53		0.88	0.0026	0.29	2.20			8.76		15.0	1.18
Дата аналізу Час витримки, міс Альдегіди, мг/л Метанол Ацетон Сив масла г/х Сив масла СА у відгоні Сив масла ПДМАБА у відгоні рН Лужність Окислю ваність (без відгону) Етери, мг/л (ф/х) ф/х без відгону ф/х відгону г/х г/х г/х 6. З лактозой 0.30 г/л (1-водн)
10.03	0	3.59	3.83	1.12	0.0028	нет	2.40		2.91	8.25	0.91
04.04	1	2.57						1.47	0,42	8.73	0.81	12.0
16.05	2	2.37		1.01	0.0027	-	2.40	1.19		8.71		17.0	11.78
7. З раффінозою 0.30 г/л (5-водн)
10.03	0	3.49	3.43	0.62	0.0026	0.15	2.08		8.54	8.22	0.88
04.04	1	3.86						1.37	1,20	8.71	0.92	14.0
16.05	2	2.53		1.00	0.0032	0.15	2.90	1.64		8.71		18.0	2.45
8. З алкософтом 1.00 г/л
10.03	0	3.86	4.47	1.25	0.0029	1.46	2.29		6.10	8.26	0.87
04.04	1	3.49						1.71	4,92	8.72	0.93	10.0
16.05	2	3.01		1.51	0.0027	0.33	2.10	1.49		8.55		11.0	11.19
9. З мальтозою 0.50 г/л
10.03	0	3.32	3.95	1.06	0.0029	нет	2.21		3.3	8.26	0.87
04.04	1	4.17						1.26	4,71	8.70	0.89	11.0
16.05	2	2.85		0.92	0.0027	1.81	2.00	1.38		8.56		14.0	12.27
10. З галактозою 0.50 г/л
10.03	0	3.65	5.97	1.30	0.0029	0.92	2.68		5.77	8.25	0.91
04.04	1	4.72						1.34	2,89	8.63	0.88	15.8
16.05	2	2.93		1.10	0.0027	-	2.30	0.90		8.76		17.0	46.62

ф/х - фізикохімічні методи аналізу

г/х - газово хроматографічні методи аналізу

СА - саліциловий альдегід

З таблиці видно, що вуглеводи суттєво впливають на якість горілки, майже усі показники змінюються, збільшується окислюваність (майже у всіх, крім арабінози), збільшується вміст альдегідів та етерів, змінюється вміст сивушних масел.

Отже, вуглеводи досить сильно впливають на хімічні та органолептичні показники горілки. Вуглеводи покращують їх органолептичні показники. Але вони досить помітно зменшують термін придатності горілки.

Надалі буде проводитись робота у цьому напрямку, та більш детально буде проаналізовано вплив вуглеводів на якість горілки. Однак, не слід забувати що у нас модельні розчини горілок, а до справжніх горілок додають інші компоненти, які можуть стабілізувати ці показники (наприклад -гліцерин).

Висновки

Проаналізовані та узагальнені літературні дані з методів визначення вуглеводів у спиртних напоях.

Розроблені методики фотометричного визначення вуглеводів (сахарози, глюкози, фруктози, лактози, галактози, арабінози, мальтози, рафінози та алкософту) з антроном та пікриновою кислотою.

Досліджено вплив етанолу на визначення цукрів. Знайдено оптимальний вміст етанолу в аналізуємих розчинах - 40 об.%.

Оптимізовано умови проведення фотометричних реакцій з антроновим реагентом та пікриновою кислотою: швидкість приливання спиртового розчину, час витримки на водяній бані, довжина хвилі та ін.

Визначено, що чутливість реакції вуглеводів з антроновим рагентом в 30-50 разів вища, ніж чутливість визначення відповідних вуглеводів з пікриновою кислотою.

Порівняні результати визначення цукрів двома фотометричними методами. Зроблена оцінка збіжності, відтворюваності та правильності результатів методом „введено-знайдено”, Sr=0,01.

Визначено вміст сахарози у горілці “Біленька на березових бруньках” торгівельної марки “Біленька” трьома методами: за допомогою антронового реагенту, пікринової кислоти та методом добавок.

За ДСТУ 4165:2003 визначено вплив вмісту індивідуальних вуглеводів у водно-спиртовому розчині на показники якості горілчаних виробів.

Література

1. А.К. Дорош, В.С. Лисенко. Виробництво спиртних напоїв: сировина, апарати, технології одержання спирту та водки з рекомендаціями для індивідуальних виробників. - К: Либідь, 1995 -272с.

2. А. Крутошикова. Природные и синтетические сладкие вещества. - М.: Пер. со словацк. -М: Мир, 1988. - 120с.

3. В.В. Петрушевский., Е.Г. Бондар., Е.В. Винокурова. Производство сахаристых веществ. - К.: Урожай, 1989. -168с.

4. С.В. Востриков, Е.В. Федорова, О.Ю. Мальцева. Образование примесей при сбраживании различного углеводородного сырья // Прогресивные технологии и современное оборудование для спиртовой и ликероводочной продукции. -М.: Пищевая промышленность, 2003. -280с.

5. Г.Г. Валуйко, В.А. Домарецький, В.О. Загоруйко. Технологія вина. -К.:Центр навчальної літератури, 2003. -592с.

6. Р. Досон, Д. Эллиот. Справочник биохимика. Перевод с английского. -М.: Мир, 1991. -544с

7. Сборник рецептур "Рецептури лікеро-горілчаних напоїв і горілок. - К.: 1994

8. И.С Лурье. Руководство по технохимическому контролю в кондитерской промышлености. -М.: Пищевая промышленность, 1978. -344с.

9. ГОСТ 13192-73. Вина. Виноматериалы и коньяки. Метод определения сахаров.

10. ГОСТ Р 51135-98. Изделия ликероводочные. Правила приемки и методы анализа.

11. ГОСТ Р 51875-2002. Вина, виноматериалы и коньяки. Фотоэлектроколориметрический метод определения массовой концентрации сахара с применением пикриновой кислоты (тринитрофенола).

12. М. Ротаунт. Анализ пищевых продуктов. -М.: Пищевая промышленность, 1998. -256 с.

13. ДСТУ 4112.6-2002. Вина і виноматеріали. Метод визначення сахарози

14. ДСТУ 4164:2003. Напої лікеро-горілчані. Правила приймання і методи випробування.

15. Л. Н Захаров. Техника безопасности в химических лабораториях: Справ. изд. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.; Химия , 1991. - 336 с.

16. ДСТУ 4165:2003. Горілки та горілки особливі. Правило прийманя та методи випробування.

Аннотация

Работа посвящена определению углеводов в водке. Определение сахарозы, глюкозы, фруктозы, мальтозы, арабинозы, лактозы, галактозы, раффинозы, алкософта проводилось фотометрически двумя методами: с антроном и с пикриновой кислотой. Проведено сравнение методик по правильности и воспроизводимости. Определено содержание сахарозы в водке. Изучено влияние углеводов на показатели качества водочных изделий.

Abstract

Detection of carbo-hydrate in alcohols beverages is the main idea of the work. Sucrose, glucose, maltose, lactose, gelatos, rafinose, alkosofte, are detected with antrone and picric acid. The photometric methods are used. Both methods were compare to each other and gave us the correct and reproductable results. The sucrose allowance was detect in vodka. The contribution of carbo-hydrates in alcohol beverages was study in work.