Определение мальтозы в пивном сусле

В сусле содержится не только мальтоза, но и более сложные сахариды, а также глюкоза и другие редуцирующие вещества. Поэтому, чтобы определить действительное содержание мальтозы, нужно предварительно провести гидролиз сложных сахаридов до глюкозы и после определения ее количества результат умножить на 0,95 (коэффициент пересчета глюкозы на мальтозу, выведенный из отношения молекулярных масс, = 342,30: (2 · 180,16)). Однако в повседневном контроле для ускорения анализа этого не делают, а результаты прямого определения редуцирующей способности сусла обозначают термином «сырая» мальтоза.

Аппаратура и реактивы. Установка для фильтрации; песочные часы на 3 минуты; пипетки на 20, 10 и 5 см³; мерные цилиндры на 20 см³; мерная колба на 250 см³; конические колбы на 150 см³; колбы Бунзена на 250 см³; раствора Фелинга I (40 г перекристаллизованного CuSO₄ ∙ 5Н₂О в 1 дм³ воды) и II (200 г сегнетовой соли и 150 г КОН в 1 дм³ воды); кислый раствор сульфата железа (III) (50 г Fe ₂ (SO₄)₃ или 100 г железоаммонийных квасцов растворяют в воде, добавляют 200 см³ серной кислоты плотностью 1,84 и объем доводят водой до 1 дм³; титрованный раствор перманганата калия.

Ход определения. При содержании сухих веществ в сусле 12-16% его разводят водой в 25 раз. Для этого пипеткой отмеривают 10 см³ сусла в мерную колбу на 250 см³, объем доводят до метки дистиллированной водой и раствор тщательно перемешивают. В коническую колбу пипеткой отмеривают 20 см³ полученного раствора и мерными цилиндрами по 20 см³ растворов Фелинга I и II (для каждого раствора должен быть свой цилиндр и их нельзя путать при повторном использовании). Смесь перемешивают, за 3-4 минуты нагревают до кипения и кипятят точно 3 минуты на открытом пламени газовой горелки, подставив под колбу асбестовую сетку с круглым вырезом посередине, диаметр которого меньше диаметра дна колбы. За момент закипания принимают появление пузырьков на всей поверхности жидкости. С начала кипения пламя под колбой уменьшают, добиваясь равномерного спокойного кипения. Через 3 минуты колбу снимают с огня, дают отстояться осадку (1-2 минуты) и приступают к фильтрации.

При фильтрации возможны механические потери осадка и потери за счет его окисления кислородом воздуха, поэтому жидкость нужно сливать на фильтр осторожно, по палочке, стараясь не переносить осадок на фильтр, так как на фильтре он труднее растворяется. Чтобы избежать окисления меди, осадок в колбе и на фильтре всегда держат под слоем жидкости.

Полностью слив синюю жидкость из колбы на фильтр, в колбу тотчас наливают 30-60 см³ горячей дистиллированной воды, осадку дают немного отстояться, затем промывную воду также декантацией переводят на фильтр. К этому моменту на фильтре не должно быть синей жидкости. Промывку осадка горячей водой повторяют 2-3 раза, а затем осадок в колбе растворяют 15-20 см³ раствора сульфата железа (III) или железоаммонийных квасцов, тщательно обмывают им стенки колбы, чтобы растворить прилипшие к ним крупицы осадка. Раствор в колбе приобретает ярко-зеленый цвет.

После отфильтровывания последней порции промывной воды приемную колбу под фильтром меняют на чистую и раствор сульфата железа из конической колбы осторожно, по палочке, переносят на фильтр.

Чтобы ускорить растворение осадка на фильтре, верхний слой фильтрующей массы слегка размешивают палочкой. При полном растворении осадка черные крупинки меди исчезают с поверхности фильтра. Затем коническую колбу и фильтр 5-6 раз промывают холодной дистиллированной водой, для чего каждый раз в колбу наливают по 20-25 см³ воды, ополаскивают стенки колбы и ополоски выливают на фильтр. После того, как вся вода пройдет через фильтр, операцию повторяют. Закончив промывание, фильтрат сразу же титруют раствором перманганата калия до изменения зеленоватой окраски на розовую. Переход цвета совершается четко при добавлении одной избыточной капли раствора перманганата калия. Расхождение между двумя параллельными титрованиями при расходе 6-7 см³ перманганата калия не должно превышать 0,05 см³ (если идет 10-12 см³, то допускается расхождение на 0,1 см³).

Параллельно с основным анализом проводят определение поправки на реактивы. Определение ведут так же, как и основной анализ, но вместо сахарного раствора берут 20 см³ дистиллированной воды. Поправку выражают в см³ раствора перманганата калия и вычитают ее из количества перманганата калия, пошедшего на титрование основного опыта. Разность между этими числами умножают на титр перманганата калия и получают количество меди (в мг), восстановленной сахаром. По приложению 2 в столбце «мальтоза» находят цифру, равную найденному количеству меди, а в столбце «сахар» – соответствующее ему количество сахара. Если в таблице нет такой цифры, то производят интерполяцию по двум близким значениям.

По принятым разведениям содержание мальтозы Х в неразведенном сусле (в граммах на 100 см³) рассчитывают по уравнению

Х = а · 250 · 100: (20 · 10 · 1000), (16)

где а - количество мальтозы в 20 см³ раствора сусла, мг;

250 – общий объем раствора сусла, см³;

100 – пересчет на 100 см³ исходного сусла;

20 – объем раствора сусла, взятого на анализ, см³;

10 – объем исходного сусла, взятого на анализ, см³;

1000 – перевод миллиграммов в граммы.

Пример. На анализ взято 10 см³ исходного сусла в колбу на 250 см³, а на определение мальтозы – 20 см³ полученного раствора сусла. На титрование израсходовано 13,86 см³ перманганата калия, титр которого по меди равен 6,36 мг. Поправка на реактивы 0,1 см³. Количество меди, восстановленной сахарами – (13,86 – 0,1) · ·6,36 = 87,5 мг. По приложению Б 88,3 мг меди соответствует 81 мг мальтозы, 87,2 мг меди – 80 мг мальтозы. После интерполяции находим, что 87,5 мг меди соответствует 80,3 мг мальтозы. Содержание мальтозы в 100 см³ исходного сусла рассчитывают по уравнению (14):

Х = 80,3 · 250 · 100: (20 · 10 · 1000) = 10,04 г.

Методу Бертрана присущи следующие недостатки: нагревание на открытом огне не позволяет точно выдерживать температуру, следовательно, и продолжительность подогрева жидкости до кипения, что является одним из главных источников ошибок анализа; на отделение и растворение осадка оксида меди (I) затрачивается много времени; опасность механических и химических потерь оксида меди (I) обязывает к особой тщательности и требует определенных навыков в работе.

Достоинством метода является высокая точность результатов определения, при квалифицированном проведении анализа расхождение между двумя параллельными определениями не превышает 0,3% относительных. Метод разработан для большинства сахаров (как гексоз, так и пентоз), что свидетельствует о его широком применении.