Петерне Боді:
Вплив освітлювачів на мінеральній основі на вміст металів і білків у вині
Університет садівництва та харчової промисловості, 1995 р

шість

У своїй докторській дисертації я вивчав дві важливі галузі енологічної аналітики, визначення вмісту металів та кількісні методи визначення білка. Крім того, серед енологічних технологічних процесів я досліджував вплив освітлення мінералами (бентонітами) на склад металу та вміст білка у вині. Вивчення вмісту білка виправдано тим, що однією з цілей освітлення бентоніту є видалення з вина термолабільних білків. Знання змін у складі металів внаслідок помутніння, спричиненого металами та сполуками металів, є важливим.

Для вивчення складу металу я обрав індуктивно зв’язану плазмову емісійну спектрометрію (ICP-AES), яка підходить для одночасного багатоелементного вимірювання. Цей метод є новим в енологічному аналізі, тому однією з важливих цілей моєї дисертації було порівняння його із методами, зафіксованими у стандарті, особливо у випадку вмісту калію, кальцію, натрію та заліза, важливих для енології. Для кожного металу я порівняв три методи, засновані на лінійному діапазоні калібрувальних ліній, значеннях коефіцієнтів кореляції, отриманих за допомогою лінійної регресії, та статистичних параметрах, отриманих після застосування стандартного додавання. Я досліджував вплив матриці на вимірювані параметри. У деяких випадках я також проводив порівняльні вимірювання за допомогою нестандартних калібрувальних розчинів.

Що стосується кальцію, то в експериментальних умовах усі методи виявились аналітично та статистично доцільними. Однак слід зазначити, що на вимірювання значний вплив мала необхідна концентрація хлориду лантану. Вимірювання оптимальної концентрації хлориду лантану, тобто прийняття рішення про те, яку концентрацію використовувати для досягнення відповідного ефекту полегшення дисоціації, вимагає подальших експериментів. Втручаючий ефект виявився як додаткова похибка у виміряних значеннях концентрацій при використанні стандартного додавання, однак відносні значення стандартного відхилення та відсотки відновлення відповідали загальним аналітичним вимогам для всіх трьох досліджуваних методів. Інтерференційний ефект досліджуваної матриці (лимонна кислота, цукор; гліцерин) не виявлявся у виміряних значеннях концентрацій, однак при використанні полум'яної фотометрії I спостерігали збільшення відносних стандартних відхилень.

На основі результатів вимірювання вмісту натрію можна сказати, що у випадку полум’яної фотометрії лише стандартний метод, у випадку ICP-AES - лише спрощене калібрування, тоді як у випадку ААС обидва методи дали адекватні результати на основі оцінка калібрувальних ліній. Однак, якщо враховується також оцінка доповнення стандарту, калібрування модельного розчину, описане в стандарті, також може бути рекомендовано для AAS на основі статистичної оцінки. Виміряний вміст натрію був різним чином знижений у випадку ICP-AES та полум’яної фотометрії, але у випадку AAS слід згадати ефект збільшення видимої концентрації високого вмісту цукру. Потрібні подальші дослідження для вирішення можливого усунення матричного ефекту.

Під час вимірювання вмісту калію за допомогою AAS для калібрування модельного розчину, ICP-A.ES та фотометрії полум'я, обидва калібрування були адекватними на основі досліджуваних статистичних параметрів, однак я виявив велику різницю у вихідному значенні для полуменевої фотометрії. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити вплив зміни складу калібрувального розчину, модифікації параметрів приладу або модифікації процедур підготовки зразків на вищезазначені параметри. Оцінюючи ефект матриці, можна сказати, що зміна вимірюваного значення концентрації калію, що відчувається насамперед завдяки полум’яній фотометрії, метод AAS повинен привернути увагу до ефекту зменшення видимої концентрації цукру.

Вимірюючи вміст заліза, я досліджував стандартний спектрофотометричний метод, AAS та метод ICP-AES. Оцінюючи калібрувальні лінії та стандартні доповнення, можна стверджувати, що я виміряв відносно нижче значення методом AAS, тоді як стандартні відхилення та відсотки відновлення, отримані за допомогою методики ICP-AES, були вищими, ніж зазвичай для аналітичних вимірювань. Зміна виміряної концентрації заліза для досліджуваних речовин (лимонна кислота, цукор, гліцерин) спостерігається лише тоді, коли використовується методика AAS, де знову спостерігається низьке значення, яке спостерігається у вихідних значеннях, і відносне значення стандартного відхилення становить відносно високий. Це спостереження може бути невідповідним вибором параметрів вимірювання, оскільки AAS є міжнародно визнаною методикою вимірювання заліза.

Підводячи підсумок, в деяких випадках модифікація стандартного методу є виправданою, і у випадку досліджуваних металів метод ICP-AES може бути добре застосований в енологічному аналізі. Я провів подальші експерименти, в яких досліджував вплив різних методів підготовки зразків на вимірювані концентрації металів за допомогою ICP-AES.

Отримані результати були проаналізовані за допомогою статистичних тестів з точки зору середньоквадратичного відхилення, надійності, повторюваності, точності, швидкості, робочої сили та хімічної потреби. Оцінюючи результати, слід підкреслити, що адекватні результати повинні бути отримані в широкому діапазоні концентрацій одночасно.

На основі результатів можна зробити висновок, що концентрації, виміряні після перетравлення азотною кислотою та азотною кислотою в мікрохвильовці, не залежать від початкового об'єму зразка на рівні 95% ймовірності, тому достатньо працювати з невеликими обсягами зразків. Результати, отримані після знищення тефлонової бомби, залежать від обсягу, і на основі результатів доцільно проводити знищення сумішшю азотної кислоти та перекису водню. Відсотки відновлення та значення повторюваності відповідають загальним аналітичним вимогам для більшості препаратів зразків. Слід підкреслити негативні наслідки приготування проби для розведення. Для металів, які присутні в низьких концентраціях, органічна матриця вина виглядає як адитивна помилка, а також значно збільшує стандартні відхилення. Я отримав подібний досвід, оцінюючи дослідження повторюваності. Замість загального використання розведеної проби на основі моїх експериментальних даних я рекомендую використовувати інфрачервоне випаровування або мікрохвильове випаровування для зразків вина, оскільки ці методи включають інші аспекти, наприклад час, хімічні потреби тощо. також виявився аналітично задовільним для більшості випробуваних металів.

Через негативні наслідки розведення я також виміряв і порівняв велику кількість розведених та безалкогольних зразків дистиляцією. Отримані результати підтвердили мій попередній досвід, що знезараження підвищує чутливість, стандартні відхилення збільшуються, а чутливість зменшується під час розведення. На основі результатів розведення рекомендується лише для вимірювання натрію та кальцію.

Я також націлив на порівняльну оцінку методів визначення білка. Для більшості методів визначення білка білки повинні бути відокремлені від системи заздалегідь. Класичне визначення Кельдаля використовує осадження Фойта (спирт, сульфат натрію), тоді як метод Біуре використовує осадження фосфоролу молібденової кислоти (FMS). У своїх експериментах я порівнював значення, отримані двома методами, із значеннями, отриманими модифікованим методом Бредфорда, який можна використовувати безпосередньо у вині, де виявлення проводиться за допомогою Coomassie Brillant Blue (CBB). Я також проводив експерименти, поєднуючи методи опадів і виявлення. Методи оцінювали на основі виміряних середніх значень, стандартних відхилень та коефіцієнтів варіації. З 7 використовуваних комбінацій, на додаток до методу Фойта за осадженням Кельдаля, що використовується як еталонний вимір, я отримав порівнянні результати з виявленням за допомогою FMS після осадження CBB та даними, отриманими за модифікованим методом Бредфорда, проведеним безпосередньо з вина, хоча I виявили велику різницю в абсолютних значеннях.

Однак ці методи забезпечують адекватну інформацію насамперед про зміни вмісту білка і менш придатні для вимірювання абсолютного вмісту білка у винах. При оцінці стандартного додавання найкраще відновлення було отримано прямим методом. Під час оцінок я також дослідив доцільність методів, згідно з якими модифікований метод Бредфорда виявився найпростішим у виконанні, оскільки вимірювання можна проводити безпосередньо з вина. На основі його сприятливих властивостей я використав модифікований метод Бредфорда для подальших вимірювань вмісту білка.

Однак слід зазначити, що в абсолютному вираженні я отримав найнижчі значення для цього методу. Слід підкреслити, що основним недоліком методів виявлення біуретів та CBB є те, що їх можна використовувати лише для білих вин, оскільки барвники червоних вин заважають вимірюванню.

Розробка методів вимірювання вмісту розчинного білка у винах вимагає подальших досліджень. Ще одним цікавим напрямком дослідження є вивчення фракцій, вилучених під час роз’яснень. Методи визначення вмісту білка, які я розглядав та рекомендував, придатні для моніторингу змін, що відбуваються під час окремих технологічних етапів для виноробних підприємств та лабораторій.

Після порівняння методів проводили оцінку освітлювачів. Одним з найважливіших аспектів освітлювачів, обраних для випробувань, було те, що вони широко використовуються на угорських заводах. Уточнення проводили з різними дозами обробного агента, спочатку при заданій температурі, а потім досліджували температуру та рН вин. вплив його титрується кислотності на розчинені метали та вміст розчиненого білка.

Початковий вміст розчинного білка у випробуваних винах був низьким, незважаючи на те, що для тестів я вибрав необроблені нові вина. Я помітив, що вміст білка значно зменшився навіть за найнижчої дози лікування, після застосування більшої дози освітлювача вміст розчинного білка наблизився до межі виявлення. Серед освітлювачів можна виділити ефект виведення білка NaCalit та BW200. За допомогою цих освітлювачів можна досягти значного зниження вмісту білка навіть при більш низьких температурах та при меншій обробній дозі. Однак із підвищенням температури освітлення ефективність освітлення значно зменшилась.

Досліджувані освітлювачі суттєво змінили металевий склад вин. Найбільші зміни спостерігались при застосуванні препарату Deriton, який значно збільшував кількість більшості досліджуваних металів навіть при низьких рівнях обробки. Це важливо, оскільки Deriton є одним із найбільш часто використовуваних продуктів в Угорщині. Після уточнень, головним чином Al, Na, Ca, Fe. Вміст Zn збільшився, але відбулася також зміна вмісту Si.

Найнижче розчинення металів спостерігалось для NaCalite та CaBentonite. Серед досліджуваних освітлювачів BW200 добре працював в цілому, але значно збільшив вміст заліза та натрію. Мої спостереження підтвердили літературні дані про те, що швидкість розчинення металів зростає із збільшенням температури, але значне збільшення спостерігається лише при найвищій температурі, яка, однак, вважається надзвичайно високою температурою в енологічних уточненнях. Тип вин, тобто значення рН, впливає на ступінь розчинення металу.

На відміну від літературних даних, під час вимірювань я не зазнав жодного токсичного, нездорового розчинення металів. Спостережувані зміни вмісту металу в першу чергу представляють інтерес з точки зору технології та граничних значень, оскільки, наприклад, вміст натрію після роз'яснень у деяких випадках наближався до граничного значення, зазначеного в стандарті. Зміни вмісту заліза, калію та кальцію можуть стати додатковими проблемами для стабільності вина. Збільшення вмісту алюмінію та кремнію також є значним, але потрібні подальші дослідження, щоб визначити, чи підвищені значення є технологічною проблемою.

Я вже писав про можливі напрямки розвитку методу, після оцінки уточнювачів наступні питання залишились без відповіді. Досліджуючи освітлювачі, доступні мені варіанти дозволили мені вивчити лише одну партію. Я вважаю важливим, особливо у випадку з Deriton, який є вкрай негативним, пояснити питання, чи мають препарати Deriton загалом негативні властивості, чи препарат, який я досліджую, є окремим випадком. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити взаємозв'язок між складом металів освітлювача та ступенем розчинення, чи дійсно розчинені метали спричиняють нестабільність, та те, що збільшення концентрації представляє реальну загрозу для технолога.