Analisi chimiche, enologiche e strumentali - Appunti COMPLETI di analisi chimiche, enologiche e strumentali presi al computer in classe - pagine 41

Analisi chimiche, enologiche e strumentali

Prof. Susana Rio Segade merda

Questo corso è molto legato a quello del professore Gerbi.

L’esame è composto di 5 domande delle quali 2 sono di calcoli che

vedremo in laboratorio.

L’iscrizione deve essere fatta attraverso ESSE3, altrimenti non si da

l’esame.

Per il Laboratorio: devo portare calcolatrice, tavola periodica, camice

ed essere in orario. 14 Ottobre 2019

Qualsiasi determinazione analitico-sperimentale comporta un certo

dato dal metodo, dall’esecuzione (operatore) e dall’efficienza della

errore

strumentazione.

Ogni strumentazione ha un minuscolo errore (le pipette, ad esempio,

possono avere un piccolo errore e così anche la restante strumentazione).

Attrezzatura di laboratorio

Buretta: è molto importante saperne fare la lettura.

Dove c’è il rubinetto si possono formare delle bolle che vanno tolte prima

di fare qualunque misurazione aprendo e chiudendo velocemente.

Per fare la misura prima si deve portare a zero oppure si segna il valore di

partenza.

Per effettuare una misura quanto più precisa bisogna porsi fisicamente

sullo stesso piano del livello raggiunto. In tal posizione si deve controllare

a che punto arrivi il menisco. Quel punto è la nostra misura.

Il matraccio da 100 mL non verserà mai 100 mL esatti perché rimane

qualche goccia dentro, devo usare la pipetta per essere più preciso.

ci sono due tipologie di bilancia in funzione dell’esattezza che

Per il peso

mi serve. o o

La bilancia analitica arriva anche alla 4 /5 decimale di precisione. o

La bilancia di precisione normale è aperta e arriva fino alla 2 cifra

decimale.

Gli esercizi saranno foto dal quaderno di Simone. Devo studiarmi che

cos’è la Valenza.

Devo studiarmi che cos’è la Valenza.

Fattore di diluizione= volume iniziale/volume finale

15 Ottobre 2019

L’acqua più utilizzata è la deionizzata: acqua che passa per una resina di

scambio che trattiene cationi ed anioni.

L’acqua del rubinetto è utilizzata solo per lavare.

L’acqua distillata è meglio ancora perché viene prima trasformata in

vapore e poi condensata e tutte le impurità sono eliminate.

La ultrapura passa attraverso ad una resina di scambio più forte della

deionizzata e dopo di solito c’è un trattamento con lampada UV per

eliminare qualche microrganismo.

utilizzeremo di solito l’acqua ultrapura, ma

Noi in LAB non è detto,

dipende da cosa si dovrà fare.

In particolare per le analisi più semplici si usa la deionizzata.

Il metodo analitico

definizione del problema

1) trasformare il problema in uno scopo

2) scelta del metodo: per prima cosa devo sapere che parametro devo

3) determinare, devo sapere anche l’ordine di grandezza per scegliere

un metodo che abbia la sensibilità corretta.

Ci sono una decina di variabili attraverso le quali sceglierò il metodo.

Campionamento rappresentativo: devo capire se i dati che ottengo

4) sono rappresentativi per quello che ho in cantina: è molto importante

che il campione sia molto adeguato.

Reattivi utilizzati: quali, quanti e come si preparano.

5) Modalità operativa: conoscere bene il metodo.

6) Espressione dei risultati e relazione: fondamentale essere precisi.

7)

Tecniche classiche

Usate per volumetria e gravimetria

Tecniche strumentali

Cromotrografiche, elettrochimiche, spettroscopiche e ottiche.

Valutazione analitica della qualità dell’uva

Stato fitosanitario: se l’uva arriva ammuffita ad

 esempio può incidere

sugli enzimi e sull’acidità.

 Concentrazione zuccherina, acidità totale e rapporto tra gli acidi

(malato e tartrato).

Maturità cellulare dell’acino: influisce in particolare sulla buccia e

 sul rilascio di determinati composti.

 Concentrazione dei composti aromatici e la loro composizione.

 Rapporto buccia/mosto perché in dipendenza della dimensione degli

acini ho una maggiore o minore concentrazione di composti

aromatici e fenolici.

 Concentrazione dei composti fenolici, ma anche la loro estraibilità.

Composizione dell’uva

Uva

 acino: 93-97%

buccia: 8-20%.

 Nella buccia più ci avviciniamo alla polpa più le cellule sono

grosse e hanno le pareti meno spesse. Non a caso di norma queste

ultime rilasciano già degli antociani nella polpa (polpa colorata).

Contiene composti fenolici ed aromatici; è formata da 5-10 strati

cellulari con spessore dipendente da varietà e annata.

Più è spessa più l’estraibilità è minore.

Nella buccia si trovano:

acidi, in particolare citrato

 composti fenolici:

 che si trovano all’interno dei vacuoli

 antociani

nell’ipoderma

 proantocianidine che sono le più astringenti e si trovano

nell’ipoderma nei vacuoli o legate alla parete cellulare

dunque sono più difficilmente estraibili perché se dal

vacuolo sono rilasciati anche senza la presenza di alcol,

quelle legate alla parete richiedono più tempo.

 acidi idrossibenzoici e idrossicinnamici

 flavonoli: nelle epidermide.

composti aromatici e precursori d’aroma



vinaccioli: 0-6%. Si trovano di norma tra 0 e 4, ma dipende dalla

 varietà. Si trovano all’interno:

carboidrati

 oli

 composti azotati

 minerali

 composti fenolici 5-8% con flavonoli ad alto impatto

 (tannini) e rappresentano il 60-70% dei composti estraibili.

Essendo molto astringenti è molto importante che questi semi

siano maturi perché altrimenti ne liberano troppi. Il peso del

vinacciolo cresce per un certo periodo, ma poi si alleggerisce

perché lignifica dall’invaiatura in poi.

Il tenore dei composti fenolici diminuisce, ma aumento il grado

l’astringenza.

di polimerizzazione diminuendo (?)

Sono stati fatti degli indici a scala di colori per valutare in che

fase di maturazione si trovino i semi (12 fasi).

Questi indici sono varietà-dipendenti.

I composti fenolici sono stati osservati nell’epidermide, nel

tegumento esterno (la maggior parte) e nel tegumento interno.

Per esaminare bisogna avere vinaccioli puliti dalla polpa

(influisce molto) con della carta, ma facendo così eliminiamo

l’epidermide e favoriamo l’estrazione; pertanto nel metodo

analitico dobbiamo fare attenzione alla pulizia del vinacciolo.

no aromi



mosto: 75-85%.

 Nella polpa si trovano gli zuccheri (rapporto fru/glu quasi 1), ma

anche gli acidi più abbondanti, qualche composto fenolico

+ 2+ + 3+

(antociani e idrossicinnamici), cationi (K , Ca , Mg , Fe ), azoto

4+

(NH , aa e proteine) e composti aromatici.

 raspo: 3-7%

Modalità di campionamento e rappresentatività del campione

Il campione deve essere rappresentativo: tanti acini, almeno 400-500 acini.

Dove li prendo? Da diverse parti del grappolo, ma anche della pianta, ma

anche dei filari!

Devono essere presi con pedicello per avere l’acino integro trasportato in

sacchetti di nylon. dell’uva

Modalità di conservazione

Al massimo 24 ore a 12-15 gradi, a temperature maggiori si può avere una

disidratazione con conseguente variazione delle concentrazioni e

degradazione di alcuni composti.

No a temperature troppo basse perché altrimenti si può avere la

precipitazione di acido tartarico e degli idrossicinnamicoiltartarici.

Non vanno aggiunti anti-fermentativi perché salificano gli acidi.

Modalità di preparazione del campione

Prima di tutto avviene l’ammostamento accurato e completo per poi

procedere alla filtrazione su carta, alla centrifugazione 400 rpm per 5-15

min.

Modalità di conservazione del mosto

Più complicato perché non deve partire la fermentazione.

Si procede con una pastorizzazione a 72°C per 30 minuti partendo da

acqua fredda, poi si impiega la testata termica e si mette in barattoli

immersi.

Valutazione della maturità tecnologica

 Valutazione degli zuccheri che tendono ad aumentare

valutazione dell’acidità totale, che tende

 a diminuire, e del rapporto

tra i diversi acidi: il malato diminuisce molto di più perché viene

respirato.

 valutazione del pH che tende ad aumentare.

Evoluzione dei polifenoli

I tannini dei vinaccioli sono accumulati presto e sono massimi

per poi decrescere lentamente.

all’invaiatura

Gli antociani sono nulli all’invaiatura e aumentano fino alla maturazione

per poi scendere.

I tannini delle bucce (meno astringenti) crescono fin dopo la maturazione,

per poi diminuire più tardi ancora.

Evoluzione dei composti aromatici

Ci sono tanti tipi diversi di composti volatili.

È molto difficile determinare quando abbiamo la maturità aromatica.

Coincide con il massimo accumulo di aromi nella bacca e con la riduzione

degli aromi erbacei.

Questa maturità di norma avviene un po’ prima della tecnologica.

Classificazione densimetrica degli acini

Gli acini devono essere integri con il pedicello.

Si preparano 10 soluzioni di cloruro di sodio con concentrazione da 100 a

190 g/L con scarti di 10 g/L tra le soluzioni.

Si mette un acino in una vaschetta con soluzione e si fa flottare.

Gli acini stanno a galla se la densità è inferiore a quella della soluzione,

mentre e maggiore se scendono.

Gli acini classificati sono lavati e asciugati con carta.

Dopo di che vengono presi tutti e sistemati nella soluzione salina con

concentrazione inferiore (solo quelli sopra ovviamente).

In questo modo riesco a classificare tutti gli acini in base alla densità.

è maturo più è “denso”.

Più l’acino

Qual è lo scopo?

Si fa perché la densità degli acini è fortemente correlata alla

concentrazione zuccherina.

C’è un macchinario che fa galleggiare gli acini meno densi in modo da

poterli eliminare o separare per una qualità minore.

16 Ottobre 2019

Effetto della dimensione sulla componente volatile

dimensione “media” degli acini è quella che contiene

Si è studiato che una

più composti volatili. Questo è positivo in quanto la maggior parte degli

acini sono di queste dimensioni e quindi sarò ricco di componenti volatili.

Separazione degli acini in base alla posizione nel grappolo

Perché dividere in due o più parti i grappoli? Serve perché di norma in

punta i grappoli sono più acidi, mentre nelle ali sono più basici e dolci.

Quindi le punte sono utilizzate magari per fare basi spumanti, mentre le ali

sono magari usati per vino da invecchiamento perché con più polifenoli.

Determinazione analitica degli zuccheri

Oggi vedremo i metodi più classici.

Ci sono dei metodi fisici come la densimetria o la rifrattometria (i più

rapidi), ma ce ne sono anche chimici (redox), enzimatici (kit D-

glucosio/fruttosio e sono i più precisi e permette la determinazione di tutti

gli zuccheri), cromatografici (HPLC) e rapidi FT-IR (metodo del FOSS).

Metodi fisici a 20°C→molto influente la temperatura.

Si basano sulla densità relativa

È relativa rispetto all’acqua, infatti si parla di densità 20/20 tra la massa di

e la massa dell’acqua alla stessa

un certo volume di un liquido a 20°C

temperatura.

La densimetria ha un vantaggio: è molto semplice, costa poco (20£), ma

abbiamo bisogno di almeno 250 mL per avere una misura affidabile.

Ci sono diverse scale:

Brix x 0,85→in questo caso è % in peso degli zuccheri nel

 Babo:

mosto. Si fa per 0,85 perché non considera tutti i solidi solubili, ma

solo gli zuccheri (che di norma sono l’85%).

Per passare alla %m/V (la più utile) si usa la formula di Miconi:

°B + 0,3°B -3

 Baumè: scala tra 0 (densità H O) e 66 (solforico concentrato).

2

Il valore va poi tramutato in %m/V di zuccheri:

Z(%) = (Bè x 2) - 3

Bè x 1,8 = Brix

 Brix: percentuale in peso (m/m) dei solidi solubili nel mosto.

 Oechslè: scala compresa tra 50 (d=1,050) e 130 (d=1,130)

–

%m/V di Z = (Oè/4) 3

Bisogna sempre valutare la temperatura di tara (di solito 15°C).

eventualmente devono essere aggiunti 0,05 gradi densimetrici in più per

ogni grado in più. Non vale per Oe.

La Picnometria deve avvenire a temperatura costante.

Bisogna fare tre determinazioni: tara del picnometro, massa del

picnometro con acqua a 20°C e la massa del picnometro con il liquido test

a 20°C.

Si deve conoscere anche il volume del picnometro a 20°C.

Il volume del picnometro è: – / δ

V = m /δ = m m

p w w p+w p w dell’acqua =

è molto importante avere una bilancia di precisione. Densità

0.99 g/ml

Densità dell’acqua = 0.99 g/ml

Uso del mostimetro

 Su mosto di uva fresca

 Su mosti di uso in fermentazione per monitorarne il percorso, tuttavia

ci sono alcol e CO che influiscono.

2

Esistono delle tabelle tra le varie scale densimetriche.

Titolo alcolometrico volumico potenziale

TAVp (%v/v) = zuccheri (%m/V) x 0,6 per uva fresca

TAVp + alcol già sviluppato per uva in fermentazione

Rifrattometria

Determinazione della densità attraverso il fenomeno della rifrazione:

variazione dell’angolo.

Più aumenta l’angolo più aumenta la densità.

Di solito la scala è il Brix, ma un po’ diversa del densimetro, la scala va da

0 a 30 Brix, le misure sotto il 15 sono rare.

In questo caso la presenza dell’alcol influisce tantissimo pertanto si usa

solo per mosti non fermentati.

Metodi chimici

Se i metodi fisici sono approssimativi, questi sono più precisi.

Il più usato è il metodo di Fehling che fino a qualche anno fa era ufficiale

dell’OIV, ora non più perché non è semplicissimo.

Si basa su una reazione di ossidoriduzione che permette la determinazione

di zuccheri riducenti.

Sia glucosio che fruttosio hanno un gruppo chetonico libero.

Questo gruppo è quello che partecipa alla

reazione di ossidoriduzione.

Si forma un prodotto con un gruppo -

COOH.

Per questa reazione ho bisogno di rame ed

un ambiente alcalino.

Carbonile → carbossile

ione rameico→ossido rameoso (ridotto)→il Cu O precipita ed è rosso.

2

Inoltre deve esserci anche un riscaldamento continuo durante la reazione.

Preparazione del campione

La reazione avviene se la concentrazione degli zuccheri è tra 0,5 e 1% m/V

di zuccheri.

Di norma si hanno 200g per L quindi in % sarebbe 20 g x 100 mL.

Quindi bisogna diluire parecchio.

Se io ho 100mL di mosto e devo fare 25 diluizioni devo prenderne 4.

Faccio 25 diluizioni perché parto da una densità del 20% e devo arrivare

tra 0.5 e 1.

Per prendere i 4 mL uso una pipetta e li metto in un matraccio da 100 mL.

Può essere fatto anche su mosto in fermentazione.

Bisogna inoltre eliminare le eventuali sostanze interferenti prima

dell’analisi.

Queste possono interferire nella reazione Redox e anche per il punto di

vista del colore.

Per fare questo si utilizza il carbone decolorante: si prende un imbuto e si

mette nel filtro a pieghe attraverso il quale si fa passare il mosto→elimina

solo polifenoli.

In alternativa vi è la defecazione che si basa sul piombo e toglie polifenoli,

pectine, aldeidi chetoni e altro.

La soluzione defecante è a base di 300g/L di acetato basico di piombo e

se ne mette una goccia per ogni mL di mosto per 10 min.

In seguito si usa una soluzione spiombante a base di fosfato bisodico (7-

14 mL) per 10 min.

Poi si porta a volume con acqua e si filtra con filtro a pieghe.

Il liquido di fehling

In una beuta:

5 mL di un reattivo chiamato Fehling A→CuSO

 prendibili con

4

pipetta come anche quello sotto.

5 mL di reattivo Fehling B→tartrato

 di sodio e potassio chiamato

sale di Seignette in ambiente alcalino.

(ambiente alcalino) → Cu(OH)

2+ -

Noi abbiamo ioni Cu + 2OH +

2

calore → CuO che precipita e non si hanno più ioni e la reazione non

avviene.

Il tartrato serve a tenere gli ioni in soluzione.

→

- 2+

2T-(COO ) + Cu complesso CuT che tiene gli ioni in soluzione

2

per formazione di una reazione in equilibrio. Una parte degli ioni

rimangono nel tartrato, quelli a sx invece non precipitano perché

sono in concentrazioni molto basse.

Dopo gli ioni a sx formano l’idrossido e poi l’ossido col caldo e

PERO’ +

precipita con la forma ridotta del Cu . Questa forma si forma

durante l’ossidoriduzione.

→ CuOH + calore → CuO

+ -

Cu +