Data wykonywania ćwiczenia: 20.12.2011	Ewelina Skrzyńska Gr.VI
Temat: Gorzelnictwo i wyroby spirytusowe

Ocena jakościowa zacieru słodkiego:

Ćwiczenie

Ocena sensoryczna.

1. Zasada oznaczania:

Polega na organoleptycznej ocenie smaku, zapachu i wyglądu zacieru.

1. Wyniki:

Cecha	Opis
Smak	Słodki, charakterystyczny dla zacierów ziemniaczanych
Zapach	Przyjemny, wyczuwaly zapach ziemniaków
Wygląd	Barwa szarożółta, zacier z wyraźnym osadem na dnie

1. Wnioski:

Cechy zacieru takie jak jego smak i zapach wskazują na to, iż jest to zacier ziemniaczany.

Ćwiczenie

Zawartość ekstraktu

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na areometrycznym pomiarze zawartosci ekstraktu za pomocą areometru Brixa.

1. Wyniki:

Zawartość ekstraktu odczytana ze skali cukromierza wynosi 17 °Bx.

1. Wnioski:

Przeciętna gęstość zacierów ziemniaczanych wynosi 18°Blg, co nie znaczy, że zawierają one 18% cukru. Na wskazania areometru wpływają również niecukry rozpuszczone w zacierze, podczas gdy zawartość cukrów i dekstryn waha się w granicach 14-15%. Im gęściejszy jest zacier, tym bardziej wzrasta ilość składników ulegających fermentacji, podczas gdy ilość soli mineralnych, białek, pentoz oraz cukrów niefermentujących ulega tylko niewielkim odchyleniom. Jeżeli ziemniaki są zmarznięte, to zawierają kilka % cukru, a błony komórkowe są rozerwane przez zamarzniętą wodę. Jeżeli takie ziemniaki rozmarzną, to sok komórkowy zawierający cukier i nieco skrobi wypływa na zewnątrz. Powoduje to duże straty. Zawartość ekstraktu w analizowanym zacierze mieści się w normie.

Ćwiczenie

Oznaczenie pH i kwasowości

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na pomiarze ph zacieru pehametrem i potencjometrycznym miareczkowaniu próbki do momentu jej zobojętnienia.

1. Wyniki:

pH zacieru: 6,14

kwasowość zacieru:

ilość cm³ 1 M NaOH zużytych do miareczkowania zacieru wynosi 0,1 cm³

1 cm³ 1 M NaOH zużyty do zobojętnienia 20 cm³ zacieru odpowiada 1°D, zatem kwasowość badanego zacieru wynosi 0,1°D.

Odp: pH badanego zacieru wynosi 6,14 a jego kwasowość 0,1°D.

1. Wnioski:

Zacier sporządzony ze zdrowych ziemniaków powinien mieć pH 5,3-5,6. W temperaturze 40°C optymalne pH wynosi średnio 4,6 natomiast w temperaturze 50°C-4,8, a w temperaturze 60°C kwasowość obniża się do pH 5,6. Nasz wynik jest zawyżony, co może być spowodowane obecnością w zacierze zanieczyszczeń bądź zbyt wysoką temperaturą zacierania. Kwasowość słodu słodkiego przeciętnie waha się w granicach 0,2 -0,5°D, a w przypadku ziemniaków nadpsutych wartości te wynoszą średnio ok. 0,4-0,6°D. Kwasowość zacieru zależy od składu wody, użytego surowca oraz od temperatury początkowej zacierania. Wpływ na kwasowość cukrowanego zacieru ma zarówno kwasowość rozgotowanej masy jak i kwasowość dodawanego do niej mleczka słodowego. pH zacieru jest najważniejszym, obok temperatury, parametrem procesu wytwarzania spirytusu. Kwasowość zacieru wpływa również na wydajność ekstraktu i zawartość polifenoli. Otrzymany wynik jest zaniżony, przyczyną mogą być błędy podczas miareczkowania.

Ćwiczenie

Oznaczanie stopnia scukrzania

1. Zasada oznaczania:

Obecność skrobi w próbie stwierdza się na podstawie próby jodowej.

1. Wyniki:

Pod mikroskopem można zaobserwować skupiska ciemnoniebieskich ziarenek skrobi.

3. Wnioski:

Reakcja jodowa jest bardzo czuła i nawet niewielkie ilości skrobi można łatwo wykryć za pomocą roztworu jodu. W obecności skrobi występuje charakterystyczne niebieskie zabarwienie, które przy większym stężeniu skrobi przechodzi w granatowe. Jeżeli kolor roztworu przechodzi w fioletowy, znaczy to, że skrobi jest mało, a powstały z niej mniejsze cząsteczki amylodekstryn. Zabarwienie czerwone wskazuje na obecność jeszcze mniejszych cząsteczek skrobi, tj. erytrodekstryn, a kolor pomarańczowy - na maleńkie cząsteczki achrodekstryn. Podczas próby pod mikroskopem często spostrzega się małe granatowe ziarenka, które są niescukrzoną skrobią. Jest to zjawisko normalne, gdyż zawsze część skrobi słodowej pozostaje nieskleikowana i niescukrzoną. Jeżeli natomiast widać większe, nieregularne skupiska niebieskiej masy, to znaczy, że skrobia ziemniaczana pozostała w roztworze nie rozłożona. W naszym przypadku obecność skupiska ciemnoniebieskich ziarenek skrobi świadczy o złym scukrzeniu skrobi. Przyczyną złego scukrzania może być zaparzenie słodu i tym samym zniszczenie enzymów, bądź zbyt krótko prowadzony proces scukrzania.

Ćwiczenie

Ocena jakościowa czynnej amylazy.

1. Zasada oznaczania:

Próba polega na reakcji skrobii z zacierem, dodaniu jodu i określeniu zabarwienia całej zawartości.

1. Wyniki:

W roztworze zaobserwowano niebieskie zabarwienie.

1. Wnioski:

W słodzie znajdują się dwa enzymy, a mianowicie α- i β-amylaza. Słód zawiera oba te enzymy w nadmiarze i dlatego wykorzystujemy je do scukrzania surowców skrobiowych. Pod wpływem α-amylazy słodu następuje rozpuszczenie kleiku skrobiowego. Wówczas nawet w niskiej temperaturze kleik nie tworzy gęstego skrzepu, czyli galarety. Pod wpływem działania drugiego enzymu β-amylazy zachodzi rozrywanie dużych cząstek amylozy i amylopektyny na mniejsze cząstki dekstryn i jeszcze mniejsze cząstki dwucukru maltozy i cukru prostego glikozy. Szybkość przebiegu procesu scukrzania zależy od temperatury, pH i gęstości masy oraz od rodzaju słodu i surowca. Do momentu scukrzenia około połowy skrobi reakcja prze-biega bardzo szybko, a następnie daje się zauważyć zwolnienie tego procesu. Rozerwanie dużej drobiny skrobi pod wpływem amylazy jest procesem złożonym, α-amylaza rozrywa łańcuchy glikozowe w określonych miejscach, dzięki czemu powstają nie tylko drobiny maltozy, ale i glikozy. Znajduje to potwierdzenie przy scukrzaniu skrobi preparatami enzymatycznymi sporządzanymi z pleśni Aspergillus oryzae. Nie zawierają one maltazy, której przypisywano dawniej właściwość rozrywania cząsteczek maltozy na dwie cząsteczki glikozy. Mimo to skrobia ulega hydrolizie, w wyniku której powstaje 20% dekstryn, 68,5% maltozy oraz 11% glikozy. Ze względu na białko, które jest składnikiem enzymu, należy prowadzić scukrzanie w temperaturze optymalnej. Nie może ona być zbyt niska, gdyż wówczas proces enzymatyczny przebiega bardzo wolno, ale i nie może być zbyt wysoka, aby nie nastąpiła dezaktywacja enzymów wskutek denaturacji białka. W naszym przypadku niebieskie zabarwienie roztworu świadczy o tym, że w badanym zacierze jest niedostateczna ilość aktywnych enzymów amylolitycznych. Spowodowane to może być zbyt wysoką temperaturą przeprowadzania zacierania i dezaktywacją enzymu.

Ocena jakościowa zacieru odfermentowanego:

Ćwiczenie

Ocena sensoryczna.

1. Zasada oznaczania:

Polega na organoleptycznej ocenie smaku, zapachu i wyglądu zacieru.

1. Wyniki:

Odfermentowany zacier charakteryzuje się lekko słodkawym zapachem ale z wyczuwalną wonią etanolu. Smak jest typowy, etanolowy z posmakiem drożdży.

Ćwiczenie 4.7

Zawartość ekstraktu

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na określeniu zawartości ekstraktu pozornego za pomocą areometru Brixa i określeniu zawartości ekstraktu rzeczywistego poprzez oddestylowanie próby i zmierzenie zawartości ekstraktu w pozostałosci po destylacji (dopełnionej do początkowej objętości) za pomocą areometru Brixa.

1. Wyniki:

Przed oznaczeniami zacier odgazowano na wytrząsarce.

Zawartość ekstraktu pozornego odczytana ze skali cukromierza wynosi 0 °Blg.

Zawartość ekstraktu rzeczywistego odczytana ze skali cukromierza wynosi 1 °Bx

1. Wnioski:

Odpędzanie alkoholu jest kłopotliwe, gdyż wymaga sporo czasu i pracy. Dlatego w gorzelnictwie rolniczym przyjęte jest oznaczanie odfermentowania pozornego, które przebiega łatwo i szybko. Najlepiej odfermentowuje zacier z kukurydzy, ryżu, sorga i sok z buraków, o gęstości do ok. 0°Blg, następnie zacier z ziemniaków, buraków, marchwi i żyta do 0,5-l,5°Blg, a z samej melasy do 6-7,5°Blg. Większa gęstość niż przytoczona wskazuje na błędy w prowadzeniu procesu technologicznego. Należy ich szukać począwszy od okresu parowania surowca, a skończywszy na fermentacji. Odfermentowanie rzeczywiste wskazuje, ile stałych substancji znajduje się jeszcze w zacierze. Zazwyczaj gęstość rzeczywista odpowiadająca gęstości wywaru z aparatu 2-kolumnowego, waha się w granicach 3,5-5°Blg. Składają się na nią rozpuszczone w zacierze składniki, jak białko, pentozy, sole mineralne oraz 1-1,5% cukrów, które nie uległy fermentacji. Im więcej było w zacierze wolnej amylazy i im silniejsze były drożdże, tym mniej substancji fermentujących pozostaje w zacierze odfermentowanym. Zawartości ekstraktów pozornego i rzeczywistego naszego zacieru nie odbiegają od norm.

Ćwiczenie 4.8

Oznaczanie kwasowości

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na pomiarze ph zacieru pehametrem i potencjometrycznym miareczkowaniu próbki do momentu jej zobojętnienia.

1. Wyniki:

ilość cm³ 1 M NaOH zużytych do miareczkowania zacieru wynosi 1 cm³

1 cm³ 1 M NaOH zużyty do zobojętnienia 20 cm³ zacieru odpowiada 1°D, zatem kwasowość badanego zacieru wynosi 1°D.

Odp: Kwasowość badanego zacieru odfermentowanego wynosi 1°D.

1. Wnioski:

Kwasowość zacieru odfermentowanego nie powinna przekraczać 2° D, jest ona wyższa od kwasowości zacieru słodkiego, gdyż w zacierach tych znaczniejszą pozycję spośród ubocznych produktów stanowią kwasy organiczne (kwas bursztynowy, octowy, mlekowy i inne) oraz wyższe alkohole, tj. alkohol propylowy, izobutylowy, amylowy i inne, które podwyższają kwasowość zacieru. Kwasowość naszego zacieru mieści się zatem w normach.

Ćwiczenie 4.9

Oznaczanie zawartości etanolu

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na pomiarze zawartości alkoholu za pomocą areometru Trallesa

1. Wyniki:

Zawartość alkoholu odczytana ze skali alkoholomierza wynosi 10% obj.

3. Wnioski:

Zawartość alkoholu etylowego w odfermentowanym zacierze waha się w granicach od 7-11% obj. Otrzymany wynik mieści się zatem w normach.

Ocena jakościowa spirytusów i wódek.

Oznaczania wykonano na alkoholu własnego wyrobu.

Ćwiczenie 4.10

Oznaczanie zawartości alkoholu etylowego .

1. Zasada oznaczania:

Metoda polega na pomiarze za pomocą areometru Trallesa zawartości etalonu w destylacie ( w temperaturze 20°C).

1. Wyniki:

Zawartość etanolu odczytana ze skali alkoholomierza wtnosi 52% obj.

1. Wnioski:

Moc spirytusu surowego powinna mieścić się w zakresie 65 -92%. Nasz wynik jest niższy, co może świadczyć o niecałkowitym oddestylowaniu lub rozcieńczeniu.

Ćwiczenie 4.11

Oznaczanie czasu odbarwiania roztworu nadmanganianu (VII) potasu- próba Langa.

1. Zasada oznaczania:

Metoda polega na reakcji związków redukujących zawartych w badanej próbie z roztworem manganianu (VII) potasu i pomiarze czasu, w którym następuje zrównanie barwy badanej próby z barwą wzorca

1. Wyniki:

Czas zrównania się barwy roztworu w kolbce z roztworem wzorcowym wynosi 35 min.

1. Wnioski:

Czas odbarwiania roztworu nadmanganianu, próba Langa jest to ocena jakościowa polegająca na określeniu czasu, po którym rozpuszczalnik na bazie alkoholi, zmieszany z wzorcowym roztworem nadmanganianu potasowego, w temperaturze 20°C, osiągnie zabarwienie specjalnego wzorca. Próbę Langa stosuje się do oceny śladowych zawartości substancji, łatwo ulegających utlenieniu, np.: aldehydów, związków nienasyconych i innych. Ich obecność w rozpuszczalniku alkoholowym powoduje nieprzyjemny zapach, zmianę barwy, zwiększenie kwasowości i wydzielanie osadów. Parametr ten jest stosowany do oceny jakości takich rozpuszczalników, jak: alkohole (etylowy, metylowy, propionowy itd.), ketony (aceton, metyloetyloketon) i inne. Parametry zgodne z wymaganiami normy PN-A79522: 2001 mówią, że czas odbarwienia roztworu manganianu(VII) potasu nie powinien być krótszy niż 20 min.

Ćwiczenie 4.12

Oznaczanie zawartości metanolu (metoda kolorymetryczna z kwasem chromotropowym)

1. Zasada oznaczania:

Oznaczenie polega na utlenieniu alkoholu metylowego do aldehydu mrówkowego przy udziale KmnO₄, a nastepnie reakcji aldehydu z kwasem chromotropowym. Dochodzi do sprzężenia dwóch cząsteczek tego kwasu z aldehydem mrówkowym i utlenienia z wytworzeniem barwnego kompleksu, którego intensywności zabarwienia ocenia się fotometrycznie.

1. Wyniki:

Zawartość metanolu [g metanolu/100 cm^3 spirytusu 100%]	Absorbancja
0	0,036
0,01	0,102
0,03	0,185
0,10	0,472
0,15	0,675
Badana próba	0,631

Współczynniki a i b równania prostej obliczono za pomocą metody najmniejszych kwadratów.

próbki	xi	yi	xi ^2	yi ^2	xiyi
1	0	0,036	0	0,001296	0
2	0,01	0,102	0,0001	0,010404	0,00102
3	0,03	0,185	0,0009	0,034225	0,00555
4	0,1	0,472	0,01	0,222784	0,0472
5	0,15	0,675	0,0225	0,0455625	0,010252
6	0	0,631	0	0,398161	0
suma	0,29	2,101	0,0335	1,1	0,064022

Tabela. Wartości umożliwiające wyznaczenie współczynnika korelacji i determinacji.

a =-1,9261

b = 0,583736

y = -1,9261x +0,583736

Ilość metanolu w badanej próbce obliczamy z równania

y= -1,9261x +0,583736

y=0,631

x=0,0245 [g metanolu/100 cm³ spirytusu 100%]

Wartość współczynnika korelacji r obliczono na podstawie wzoru:

R=r²

r= -1,00

R=1,00

3. Wyniki:

Zawartość metanolu w poszczególnych alkoholach jest zróżnicowana. Najmniejsze stężenie metanolu ma spirytus, później wódka czysta, wódki kolorowe, whisky oraz koniak. Największe stężenie mają wina. Alkohol metylowy powstaje z pektyn, które rozkładają się na kwas pektynowy, a następnie na metanol. Dlatego najwięcej metanolu mamy w spirytusie wyprodukowanym z owoców, a zwłaszcza z jabłek i śliwek. Niewielkie ilości metanolu tworzą się z formaliny, którą był dezynfekowany słód lub kadzie fermentacyjne. Średnio zawartość metanolu przeliczeniu na spirytus 100%, g /100 cm³, powinna wynosić nie więcej 0,01-0,03 g metanolu /100 cm³ spirytusu 100%, zatem nasz wynik (0,0245 g metanolu/100 cm³ spirytusu 100%) mieści się w normie.

Ćwiczenie 4.13

Oznaczanie kwasowości

1. Zasada oznaczania:

Polega na zobojętnieniu zwiazków o charakterze kwaśnym obecnych w badanej próbie przez miareczkowanie mianowanym roztworem wodorotlenku sodu, wobec fenoloftaleiny.

1. Wyniki:

Kwasowość spirytusu obliczono z równania:

Gdzie:

a-objętość 0,1M NaOH zużytego do miareczkowania

b-moc badanego spirytusu

v-objętość badanej próbki

X=12*14/52= 3,23 g/ml spirytusu 100%

1. Wnioski:

Uzyskany wynik przekracza granicę 0,015g/cm³ spirytusu 100%. Zbyt wysoka kwasowość może być spowodowana dużą zawartością kwasów organicznych będących produktami ubocznymi fermentacji lub może wynikać ze źle przeprowadzonej destylacji lub miareczkowania.

Ćwiczenie 4.14

Oznaczanie zawartości estrów ogółem.

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na zmydlaniu estrów za pomocą wodorotlenku sodu i odmiareczkowaniu jego nadmiaru roztworem kwasu chlorowodorowego.

2. Wyniki:

Zawartość estrów (x) obliczono ze wzoru:

X=0,0088*v*1000*100/(M*V_p)=8,8*v*2/M [g/dm³spirytusu 100%]

Gdzie:

V – objętość 0,1 M NaOH użyta do zmydlania estrów, [cm³]: 8,5 cm³

M – moc spirytusu[ % obj]: 52% obj.

0,0088 – współczynnik przeliczeniowy roztworu NaOH na octan etylu.

V_p – objętość próbki spirytusu, V_p = 50 cm³

x= 8,8*8,5*2/52=2,88 [g/dm³spirytusu 100%]

Odp. Zawartość estrów wynosi 2,88 g/dm³spirytusu 100%.

1. Wnioski:

Estry pod wpływem ługów ulegają zmydleniu. Powstają wówczas sole kwasów i uwalnia się alkohol. Zawartość estrów nie powinna przekroczyć wartości 0,03g/cm3 spirytusu 100% w spirytusie rektyfikowanym. Nasz wynik znacząco przekracza dopuszczalne normy. Jest to wynikiem błędu podczas wykonywania doświadczania.

Ćwiczenie 4.22

Oznaczanie zawartości etanolu w wywarze i lutrynku metodą chemiczną.

1. Zasada oznaczania:

Oznaczanie polega na utlenieniu alkoholu etylowego za pomocą dwuchromianu (VI) potasu i odmiareczkowaniu jego nadmiaru solą Mohra.

1. Wyniki:

Zawartość alkoholu etylowego [% obj.] w badanej próbie obliczono wg zależności.

Gdzie:

1. Lutrynek lub wywar pobrany do oznaczenia [cm³]

2. Roztwór dwuchromianu(VI) potasu dodany do kolby stożkowej [cm³]

3. Roztwór soli Mohra zużyty do odmiareczkowania nadmiaru dwuchromianu (VI) potasu [cm³]

4. Roztwór soli Mohra zużyty przy miareczkowaniu 20 cm³ roztworu dwuchromianu (VI) potasu [cm³]

A=100/25*[20-(20*1,2/41,1)]*0,01=0,04 [% obj]

Odp. Zawartość etanolu w lutrynku wynosi 0,04 % obj.

1. Wnioski:

Lutrynek jest pozostałością po rektyfikacji, czyli procesie oczyszczania spirytusu, więc zawartość etanolu powinna w nim być jak najniższa (maksymalnie 0,001% obj.). Wynik jest za wysoki co może wskazywać na błąd oznaczenia lub niedokładną rektyfikację, co jest prawdopodobniejsze ze względu na produkcję w warunkach domowych.

Wnioski końcowe:

Zawartość ekstraktu pozornego słodkiego zacieru wyniosła 17°Bx natomiast zacieru odfermentowanego 1°Bx. Jest to możliwe gdyż średnio spadek gęstości zacieru wynosi ok. l°Blg na godzinę. Odpowiada to odfermentowaniu 8,4 g maltozy na 1 litr zacieru. Gęstość pozorna zacieru ziemniaczanego lub zbożowego odfermentowanego wynosi średnio l-1,5°Blg w porównaniu z gęstością 17-99°Blg zacieru słodkiego. Kwasowość zaciery słodkiego wyniosła 0,1 °D natomiast zacieru odfermentowanego 1°D i jest ona wyższa od kwasowości zacieru słodkiego, gdyż w zacierach tych znaczniejszą pozycję spośród ubocznych produktów stanowią kwasy organiczne (kwas bursztynowy, octowy, mlekowy i inne) oraz wyższe alkohole, tj. alkohol propylowy, izobutylowy, amylowy i inne, które podwyższają kwasowość zacieru. Duże, nieregularne skupiska niebieskich ziarenek skrobi podczas obserwacji pod mikroskopem oznaczają, że skrobia ziemniaczana pozostała w roztworze nie rozłożona. Wskazuje to na złe scukrzenie skrobi. Przyczyn może być wiele. Przyczyną złego scukrzania może być np. zaparzenie słodu i tym samym zniszczenie enzymów. W tym przypadku konieczny jest staranny fachowy nadzór przy scukrzaniu. Przyczyna ta jest tym bardziej prawdopodobna, że w naszym przypadku niebieskie zabarwienie roztworu podczas przeprowadzania próby na obecność czynnej amylazy świadczy o tym, że w badanym zacierze jest niedostateczna ilość aktywnych enzymów amylolitycznych. Wysoka temperatura procesu scukrzania może doprowadzić do denaturacji białka wchodzącego w skład enzymu i tym samym do dezaktywacji enzymu. Badana wódka zawierała 52% obj. Etanolu. Średnio zawartość metanolu przeliczeniu na spirytus 100%, g /100 cm³, powinna wynosić nie więcej 0,01-0,03 g metanolu /100 cm³ spirytusu 100%, zatem nasz wynik (0,0245 g metanolu/100 cm³ spirytusu 100%) mieści się w normie. Natomiast zawartość estrów byłą niewłaściwa. Zawartość estrów nie powinna przekroczyć wartości 0,03g/cm3 spirytusu 100% w spirytusie rektyfikowanym. Nasz wynik znacząco przekracza dopuszczalne normy (wynosi 2,88 g/dm³spirytusu 100%). Jest to wynikiem błędu podczas wykonywania doświadczania.