<<
>>

2.2Методы исследований

Для определения основных показателей химического состава исходного и сброженного арбузного сока и дистиллята — объемной доли этилового спирта, массовой концентрации метанола, альдегидов, эфиров и сивушных масел, фурфурола — применяли методики ГОСТ 5964-93 "Спирт этиловый.
Правила приемки и методы испытаний"

Химический состав исходного и сброженного сока (титруемые и летучие кислоты) устанавливали по действующим ГОСТ и методам технохимического контроля /80/.

Качественный состав и количество летучих компонентов устанавливали методом капиллярной хроматографии /8,121,143,144,152/. Для анализа летучих компонентов сброженного арбузного сока и дистиллята использованы газовые хроматографы «Хром-5» и «Кристалл-2000М». Оба варианта позволяли выполнить измерение компонентного состава летучих примесей в отгонах. В обоих случаях использован детектор ионизации в пламени.

Массовую концентрацию Сахаров определяли по ГОСТ 13192-73. Сухие вещества контролировали рефрактометрически. Величину рН определяли потенциометрически с помощью иономера рН 340. Массовую концентрацию альдегидов и общих эфиров устанавливали после их предварительной отгонки методом омыления, а также газохроматографическим методом с использованием капиллярной колонки.

Были выбраны следующие условия газо-хроматографического анализа на хроматографе «Хром-5»: —

стальная (кварцевая) капиллярная колонка, длиной 50 метров, внутренний диаметр 0,32 мм; —

НЖФ: полиэтиленгликоль-600 + 1,2,3,-трис-бетта-цианэтоксипропан + полипропиленгликольадипинат в соотношении 3:2:1; —

температура испарителя хроматографа - 170° С; —

температура подогрева детектора ДИП - 170 °С; —

входное давление на колонке в начале анализа 45 кПа , после выхода пика этилового спирта, входное давление увеличивали до 55 кПа и не изменяли до конца анализа;

—температура термостата колонок 40°С, после выхода пика этилового спирта поднимали до 75° С; после выхода пика 1-амилола (внутренний стандарт), температуру термостата колонок устанавливали равной 90° С и оставляли до конца анализа; —

инжектор с делением потока - коэффициент деления потока - 1:12; —

объем пробы - 2 мм3; —

газ-носитель - азот; —

расход водорода - 15 см3/ минуту; —

расход воздуха - 230 см3/ минуту; —

время анализа 140 минут.

Для количественных расчетов содержания компонентов в пробе применяли метод внутреннего стандарта (1-амилол).

Коэффициенты чувствительности вычисляли для каждого компонента на основе модельной смеси. Модельную смесь ацетапьдегида, сложных эфиров, метанола и сивушного масла готовили на 40 %-ном водно-спиртовом растворе с использованием спирта «Экстра» и дистиллированной воды. Модель подбиралась по составу, близкому к исследуемым объектам /10,37,38,136/.

Порядок и время выхода (мин) компонентов в указанном режиме анализа приведены в таблице 1.

Во втором варианте измерения проведены на газовом хроматографе «Кристалл-2000М», оборудованном 50-ти метровой кварцевой капиллярной колонкой HP FFAP с внутренним диаметром 0,32 мм, производства США. Таблица 1 - Порядок и время (мин) выхода компонентов Номер Компонент Время выхода 1 Диэтиловый эфир 7 2 Ацетальдегид 10 3 Этилформиат 12 4 Метилацетат 13 5 Этилацеталь 16 6 Этилацетат 17 7 Метилэтилкетон 18 8 Метилпропионат 19 9 Метанол 20 10 Диацетил 21 11 Этанол 24 12 2-бутанол 31 13 1-пропанол 33 14 Кротоновый альдегид 36 15 Изобутанол 37 16 Изоамилацетат 38 17 Этилвалериат 39 18 Диэтоксипентан 40,5 19 1-бутанол 47 20 Метил-З-бутанол-1 Метил-2-бутанол-1 53 54

21 1-амилол 58 22 1 -гексилацетат 65 23 1-гексанол 71 24 Этилкаприлат 80 25 Этиллактат 82 26 Фурфурол 115 27 Этилкапринат 130 РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

., БИБЛИОТЕКА

41

Были выбраны следующие условия газо-хроматографического анализа: —

кварцевая капиллярная колонка, длиной 50 метров, внутренний диаметр 0,32 мм; —

неподвижная жидкая фаза - FFAP; —

температура инжектора хроматографа - 150°С; — температура подогрева детектора ДИП - 170°С; —

входное давление на колонке 60 кПа; —

температура термостата колонок 50°С, изотерма 7 минут, затем программирование температуры со скоростью 5°С/мин до 140°С и выдержка до конца анализа; —

испаритель с делением потока - коэффициент деления потока - 1: 33; —

поток газа-носителя через колонку 1,21 см3/ мин; —

объем пробы - 2 мм3; —

газ-носитель - азот; —

расход водорода - 25 см3/ минуту; —

расход воздуха - 250 см3/ минуту; —

время анализа - 41 минута.

Для количественных расчетов содержания компонентов в пробе применяли метод абсолютной калибровки.

Модельную смесь ацетальдегида; сложных эфиров, метанола и сивушного масла готовили на 40 %-ном водно-спиртовом растворе с использованием спирта «Экстра» и дистиллированной воды. Модель подбиралась по составу, близкому к исследуемым объектам. На рисунке 2 представлена характерная хроматограмма арбузного дистиллята, выполненная на газовом хроматографе «Кристалл-2000М».

Порядок и время выхода (мин, сек) компонентов в указанном режиме анализа приведены в таблице 2. Дата создания файла: 8.01.03 Время создания файла: 11:35:21 Дата записи файла: 5.0*3.03 Время записи файла: 10:53:10

ПАСПОРТ

Название: арбузный дистиллят креп 63,5%

Оператор:

Объем, мкл: 2

Единица концентрации: мг/дмЗ Проба:

Колонка: капилл 50м, HP, т=75С, лин. скор 20 Комментарии:

ХРОМАТОГРАММА 0:00:00

0:56:15 to

§го

(0 ГОд

qi-

SO

^ I

с; 0

1

го

о ^

ф

с ц о о

X X

го го ю2ю

. с і jij

о

? s ;

с о

X

го п о а. с

н

Q. S ? С

о >s

J3

m о с; s 2 го о

со S

in'

со

о

со

і І

СГ

S;

с о

X

га

V?. >

а. s с о

>s л m о С s 5 : ГО

со; 2,

?X

:го ' с :о • о. с к

см

? ? і

сз

о; о

го

X

s

• г! V, 'if

Vr

' < ; I

! I

41

•! ?!(:' ч Її

Ю.'

О» L

"Чіщд Хроматэк Аналитик © 1995-2000 ОКБ Хроматэк

Рисунок 2 - Хроматограмма арбузного дистиллята, выполненная на «Кристалл-2000М». Таблица 2 - Порядок и время выхода летучих веществ виноматериалов и коньячных спиртов на капиллярной колонке FFAP Номер Компонент Время выхода 1 Диэтиловый эфир 4.56 2 Ацетапьдегид 5.26 3 Ацетон 6.44 4 Этилформиат 6.51 5 Метилацетат 6.54 6 Этилацеталь+этилацетат 8.07 7 Метанол 8.24 8 Метилэтилкетон 8.33 9 Метилпропионат 8.39 10 Этанол 9.22 И 2-пропанол 9.00 12 2-бутанол 12.15 13 1-пропанол 12.49 14 1-бутилацетат 14.02 15 Изобутанол 14.54 16 1-бутанол 16.47 17 Метил-З-бутанол-1 + Метил-2-бутанол-1 18.50 18 1-амилол 20.00 19 1-гексилацетат 20.51 20 1-гексанол 23.17 21 Этилкаприлат 25.37 22 Этиллактат 27.26 23 Линалоол 29.11 24 Фурфурол 36.26 Установлены границы относительной погрешности (%) измерения массовой концентрации (мг/дм3) летучих компонентов и нормативы оперативного контроля (%) измеряемых массовых концентраций (мг/дм3) летучих компонентов результаты показаны в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 - Границы относительной погрешности (%) измерения массовой концентрации (мг/дм3) летучих компонентов Компонент Массовая концентрация Границы относительной погрешности Сивушное масло от 0,5 до 10,0 ±15 свыше 10,0 до 5000 ±10 Сложные эфиры от 0,5 до 10,0 ±15 свыше 10,0 до 5000 ±10 Ацетальдегид от 0,5 до 10,0 ±15 свыше 10,0 до 5000 ±10 Метанол от 1 до 10,0 ±20 свыше 10,0 до 100 ±15 свыше 100 до 2000 ±10 Таблица 4 - Нормативы оперативного контроля (%) измеряемых массовых концентраций (мг/дм3) летучих компонентов

Нормативы оперативного контроля (%) Массовая Сходимости, Воспроизво Погрешности Компонент концентрация п=2, при димости, при Р=0,90 Р=0,95 т=2, при Р=0,95 1 2 3 4 5 Сивушное от 0,5 до 10,0 15 18 13 масло свыше 10,0 до 5000 8 10 8,4 Сложные от 0,5 до 10,0 15 18 13 эфиры свыше 10,0 до 5000 8 8,2 8,4 Ацетальдегид от 0,5 до 10,0 15 18 13 свыше 10,0 до 5000 7 7,4 8,0 Продолжение таблицы 4

1 2 3 4 5 Метанол от 1 до 10,0 20 30 17 свыше 10,0 до 100 15 20 13 свыше 100 до 2000 7 10 8,4 Для анализа глицерина сброженного арбузного сока применили модифицированный метод капиллярной газовой хроматографии с использованием хроматографа «Хром-5», оборудованного 20 метровой капиллярной колонкой с внутренним диаметром 0,32 мм.

Были выбраны следующие условия газо-хроматографического анализа: —

стальная капиллярная колонка, длиной 20м, внутренний диаметр 0,32 мм; колонка включена без поддува газа-носителя в детектор;

— НЖФ - полиэтиленгликоль 20000 (карбовакс 20М); —

температура испарителя хроматографа - 180°С; —

температура подогрева детектора ДИП - 170°С; —

входное давление на колонке 40 кПа; —

температура термостата колонок 130°С; —

испаритель с делением потока - коэффициент деления потока — 1:10; —

поток газа-носителя через колонку — 2,50 см3/ мин; —

объем пробы - 2 мм3; —

газ-носитель - азот; —

расход водорода - 25 см3/ минуту; —

расход воздуха - 250 см / минуту; —

время анализа - 8 минут.

В указанных условиях время выхода глицерина составляло 5 минут, причем вещества с меньшими температурами кипения выходили на 2 — 3 минуте.

В случае повышения температуры инжектора до 230°С, а в термостате колонок — до 140°С значительно увеличивались шумы, вызванные разложением сахара, фенольных и дубильных веществ бражки — измерение глицерина становилось невозможным.

Для количественных расчетов строили калибровочный график по водным растворам глицерина концентрацией 5, 10 и 20 г/дм3, убеждались в линейности работы детектора и проводили измерения в исследуемых образцах. Расчет массовой концентрации глицерина выполняли методом градуировки. Предел обнаружения глицерина составил 0,1г/дм3.

Массовую концентрацию органических кислот определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии /142/. Метод основан на разделении нелетучих органических кислот арбузного сока с помощью жидкостного хроматографа, с рефрактометрическим детектором. Для выделения свободных органических кислот применены ионообменные колонки. Процесс пробоподготовки заключался в следующем: 10 см3 арбузного сока (в последствии сброженного материала) пропускали через анионообменную колонку в ОН" форме для извлечения органических кислот. Затем колонку тщательно промывали дистиллированной водой для удаления остальных компонентов образца. Кислоты смывали раствором едкого натрия, пропускали элюат через катионообменную колонку в Н* форме и получали разбавленный раствор органических кислот. Полученный элюат упаривали досуха на водяной бане при 70°С. Сухой остаток растворяли в 1 см подвижной фазы и 6 мм дозировали в жидкостный хроматограф НРР- 4001. Анализ органических кислот проводили на жидкостном хроматографе с рефрактометрическим детектором и двумя последовательно соединёнными колонками, заполненными Separon SGX С-18 (150мм х 3,3 мм). Расход подвижной фазы - 0,6 % раствор уксусной кислоты - составлял 0,3 см3 в минуту. Количественные расчеты проводили, используя калибровочные растворы индивидуальных органических кислот.

<< | >>
Источник: Кузилов М.В.. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КРЕПКИХ НАПИТКОВ ИЗ НЕТРАДИЦИОННОГО ЯГОДНОГО СЫРЬЯ / Диссертация / Краснодар. 2004

Еще по теме 2.2Методы исследований:

  1. 2.2Методы исследований