DETERMINAREA FIERULUI DIN VINURI

Noiuni teoretice:Proveniena fierului n vin poate fi din stuguri sau must ca fier fiziologic (2 5 mg/l), sau ca fier tehnologic rezultat n urma procesului de vinificaie, prin contactul mustului cu diferitele instalaii din oel (15 50 mg/l).Coninutul vinului n fier total variaz n general ntre 15 20 mg/l. Prezena n vunuri a unor cantiti mai ridicate de fier, dect cele provenite pe cale natural din struguri (maximum 6 mg/l), poate avea drept consecin apariia unor modificri nedorite, cunoscute n practic sub denumirea de casri ferice.Fierul total (Fe2+ i Fe3+) se gsete n vinuri sub form de sruri complexe ale acizilor organici. Compleci cu fierul trivalent sunt puternic disociai i instabili, i formeaz cu fosforul, calciu, substanele tanante i colorante precipitate insolubile, care tulbur vinurile (casarea fosfato-feri-calcic i tananto-feric).

Scopul lucrrii:Efectuarea unor tratamente preventive mpotriva casrilor ferice i efectuarea tratamentului cu ferocianur de potasiu

Determinarea fierului total se poate face prin una din urmtoarele metode:Metode de referin: metoda spectrofotometric (obligatorie n caz de litigiu); metoda spectrofotometric n absorbie atomic.Metode uzuale: metode colorimetrice, pentru determinri curente: metoda cu clorhidrat de hidroxilamin i ortofenantrolin; metoda pentru fierul trivalent; metoda cu ferocianur de potasiu; metoda cu sulfocianur de potasiu.

METODA CU CLORIHIDRAT DE HIDROXILAMIN I ORTOFENANTROLIN

Principiul metodei:Fierul trivalent redus cu ortofenantrolin la fier bivalent, mpreun cu cel bivalent existent deja n vin, formeaz cu ortofenantrolina n prezena acetatului de amoniu, un complex colorat n rou-portocaliu.

Aparatur i materiale: spectrofotometru care s permit citiri la 508 nm; balan analitic sau electronic; baie de ap electric; cuve de sticl de 1; 2; 5 i 10 mm; baloane cotate de 50, 100 i 1000 cm3; pipete gradate i cotate de 1, 2, 5 i 10 ml; hrtie de filtru.

Reactivi: soluie de clorihidrat de hidroxilamin: 10 g clorihidrat de hidroxilamin se dizolv n 170 ml acid clorhidric concentrat ( = 1,181,19 kg/m3) i se aduce la 1000 ml cu ap distilat. Soluia este stabil n timp. soluie ortofenantrolin 1%: 1g ortofenantrolin se dizolv n 100 ml ap distilat; soluie de acetat de amoniu anhidru 180 g/l (sau 306 g/l acetat de amoniu cristalizat cu 3 molecule de ap); soluie etalon de fier (soluie de rezerv) coninnd 1g fier la 1000 ml. Se poate prepara din:a) fier (pulbere sau fier): 1g fier, cntrit cu exactitate la balana analitic se introduce ntr-un pahar cilindric de 400 ml; n continuare se adaug: 100 ml ap distilat, 50 ml acid clorhidric concentrat ( = 1,181,19 kg/m3), 1 ml acid azotic ( = 1,4 kg/m3). Se nclzete amestecul pe o baie de ap pn la dizolvarea complet a fierului. Se trece soluia obinut ntr-un balon cotat de 1000 ml i se aduce la semn cu ap distilat.b) alaun feriamoniacal: 8,6344 g alaun feriamoniacal FeNH4(SO4)2 12 H2O, proaspt cristalizat i cntrit cu exactitate la balana analitic se dizolv cu soluie de acid clorhidric 1N (3050 ml) ntr-un balon cotat de 1000 ml; n continuare sub agitare continu se adaug soluie de acid clorhidric 1N pn la completare la semn. Soluia este stabil timp de circa 30 de zile. soluie etalon de fier (soluie de lucru): din soluia etalon de rezerv se pipeteaz 20 ml, se trec ntr-un balon cotat de 1000 ml care se aduce la semn cu ap distilat. 1 ml soluie etalon de lucru conine 0,02 mg fier.

Modul de lucru:n dou baloane cotate de 50 cm3 se introduc cte 10 ml vin din proba de analizat i apoi cte 10 ml soluie de clorhidrat de hidroxilamin. ntr-unul din baloane se introduce apoi 1 ml soluie de ortofenantrolin.Se las n repaos 15 minute, dup care se adaug cte 10 ml soluie de acetat de amoniu n fiecare balon. Acest adaos face ca imediat s vireze spre rou -portocaliu culoarea lichidului din balonul care conine ortofenantrolin, n timp ce aspectul lichidului din cellalt balon rmne neschimbat, sau prezint o uoar nuan cenuie.Se completeaz la semn cu ap distilat coninutul din fiecare balon cotat. Se msoar absorbana (densitatea optic) a coninutului din fiecare balon la 508 nm la grosimea de 1cm traseu optic fa de ap distilat.Fie A508p absorbana lichidului din balonul cu ortofenantrolin (prob).Fie A508m absorbana lichidului din cellalt balon (martor).

Calculul i exprimarea rezultatelor:n funcie de diferena de absorban (A508p - A508m) se citete de pe curba de etalonare coninutul de fier n mg/l.

Stabilirea curbei de etalonare:n 10 baloane cotate de 50 ml se introduc soluiile enumerate n tabelul 1.Tabelul 1Numrul de ordine a balonului12345678910

Soluie etalon de fier, ml12345678910

Soluie de clorhidrat de hidroxilamin, ml10101010101010101010

Soluie de ortofenantrolin, ml1111111111

Soluie de acetat de amoniu, ml10101010101010101010

Ap distilatpn la semn

Coninutul de fier din balon, mg0.020.040.060.080.100.120.140.160.180.20

Coninutul corespunztor de fier n vinul de analizat, mg/l2468101214161820

Absorban, A5080.070.150.230.310.380.460.530.610.680.71

Observaii:Dup adugarea soluiei de ortofenantrolin, se las n repaos 15 minute, apoi se adaug soluia de acetat de amoniu.Corespondena este stabilit nnd seama c se iau pentru determinare 10 ml vin de analizat.Pentru a se evita erorile de analiz trebuie ca absorbana s aib valori cuprinse ntre 0,3 i 0,8. n caz contrar se face o diluie corespunztoare vinului pentru a se obine absorbana dorit.

Citirele spectrofotometrice (absorbanele, A508) se fac prin comparaie cu o soluie martor preparat din: 10 ml soluie de clorihidrat de hidroxilamin; 10 ml soluie acetat de amoniu; ap distilat pan la 50 ml.

Datele obinute (tabelul 1) se nscriu ntr-un sistem de dou axe coordonate astfel (Figura 1): n abscis concentraia soluiilor de fier (0x); n ordonat (coordonat) absorbanele A508 corespunztoare fiecrei soluii (0y).Unind punctele coorespunztoare fiecrei perechi de date se obine curba de etalonare, care este o dreapt care trece prin originea axelor coordonate.Ecuaia acestei drepte este descris de ecuaia de gradul I de forma:

y = 26,373 x - 0,1655, n care:

y - coninutul de fier, mg/l,x - valoarea absorbanei A508 citit la aparat.

n cazul vinurilor roii foarte colorate este indicat s se lucreze cu cantiti mici de vin, sau pornindu-se de la cenu, dup cum se arat mai jos.ntr-o capsul de platin cu fund plat, se introduc 10 ml vin i se evapor pe baie de ap. Extractul obinut se usuc n etuv la 110 120 C apoi se calcineaz la flacr moderat, evitnd topirea cenuei. n cazul n care devine necesar ndeprtarea ultimelor particule carbonizate, se reia cenua cu civa ml de ap, uscnd din nou i repetnd calcinarea. Se rcete, se umecteaz din nou i se dizolv n 10 ml soluie de clorhidrat de hidroxilamin. Se aduce capsula pe baie de ap.Dup 3-5 minute se trece lichidul ntr-un balon cotat de 50 ml, cltindu-se capsula cu 2-3 ml ap distilat i culegnd apele de cltire n balonul cotat. Se rcete i se adaug 1 ml soluie de ortofenantrolin. Se ateapt 15 minute, apoi se continu determinarea ca la vinurile albe.

METODA COLORIMETRIC(pentru fierul trivalent, se aplic numai n cazul vinurilor albe)

Principiul metodei:Fierul III (trivalent) este dozat sub form de thiocianat, n mediul de acid clorhidric. Coloraia roie a thiocianatului este extras de acetatul de izoamil i determinat spectrofotocolorimetric, la 500 nm, prin comparaie cu o curb de etalonare. Dac se adaug n prealabil peroxid de hidrogen (H2O2), se titreaz fierul total; fr adugare de H2O2, se titreaz numai fierul (III) prezent n prob.

Aparatur i materiale: spectrofotometru care s permit citiri la 500 nm; cuve de sticl de 1, 2, 5 i 10 mm; baloane cotate de 50 i 100 cm3; pipete gradate i cotate de 1, 2, 5 i 10 ml; hrtie de filtru.

Reactivi: soluia sintetic preparat astfel: ntr-un balon cotat de 1000 ml se introduc: 100 ml acid clorhidric, soluie 1/2 (v/v); 30 meq (2,25 g) acid tartric; 30 meq (3,39 g) tartrat neutru de potasiu; 110 ml alcool etlic 96% vol; 10 g glicerol; ap distilat pn la semn. thiocianat (sulfocianur de potasiu (KSCN)), soluie 250 g/l; thiocianat (sulfocianur de potasiu ( KSCN)), soluie 50 g/l; soluia etalon de fier, 0,05 g/l (1 ml soluie reprezint 10 mg fier/L de vin; soluie HCl, 1/2 (v/v); acetat de izoamil (distilat prin instalaie de sticl); soluie HCl, 1/2 (v/v)., redistilat; ap oxigenat (H2O2) 10 % vol.; sulfat de sodiu Na2SO4 anhidru.Modul de lucru:

Scara etalon:n 5 baloane de lucru, numerotate de la 1 la 5, se adaug succesiv i n ordine conform datelor din tabelul 3 urmtoarele soluii:Tabelul 2Numrul balonului11111

Soluia de fier, 0,05 g/l, ml0,20,50,811,5

Ap distilat, ml3,83,53,232,5

Soluia sintetic, ml5,55,55,55,55,5

KSCN soluie, 250 g/l, ml11111

H2O2 ,pictur11111

Vinuri:ntr-un balon cotat de 50 ml, se adaug: 5 ml vin 0,5 ml soluie HCl, 1/2 (v/v); 5 ml thiocianat (sulfocianur de potasiu ( KSCN)), soluie 50 g/l; 1 pictur dup caz H2O2

Extracia coloraiei roii dat de thiocianat:Dup agitarea coninutului balonului i cteva minute de repaos, se adug n fiecare dintre ele: 10 ml acetat de izoamil; 5 ml soluie HCl , 1/2 (v/v).Se agit din nou. Dup 5 minute de repaos, separm faza amilic prin sifonare, o introducem n baloane curate i uscate i continum deshidratarea prin adugare de sulfat de sodiu Na2SO4 anhidru (aproximativ 1g n fiecare balon).Se citete coloraia la spectrofotometru la 500 nm, utiliznd o cuv de sticl de 1 cm traseu optic.Se aduce aparatul la 0 cu soluie de acetat de izoamil.

Calculul rezultatelor:Se traseaz curba de etalonare: absorbana n funcie de coninutul n fier (III).Probele de vinuri sunt raportate la acest grafic.Coninutul este exprimat n miligrame de fier pe litru de vin.

TRATAREA VINULUI CU FEROCIANUR DE POTASIU

Noiuni teoretice:Tratamentul cu ferocianur de potasiu, numit i cleirea albastr se face cu scopul de a stabiliza vinul fa de casrile metalice.Stabilizarea se realizeaz prin precipitarea i eliminarea din vin a excesului unor cationi metalici (fier, cupru, zinc, mangan), care n anumite condiii pot provoca tulburarea vinului. Tratamentul se bazeaz pe formarea unui precipitat care fiind insolubil poate fi eliminat din vin.Precipitatul rezultat dintre ferocianura de potasiu i ionii de fier, cupru i ali ioni metalici este constituit din numeroi compui, aflai n cantiti variabile i diferite grade de oxidare. Dintre acetia cel mai important este hexacianoferatul II de fier III, Fe4Fe(CN)63 numit i fericianur feric, albastru de Berlin sau albastru de Prusia, care se formeaz din ferocianur de potasiu i ionii Fe3+ conform reaciei:3K4Fe(CN)6 + 4Fe3+ Fe4Fe(CN)63 + 12K+

Cu ionii Fe2+, ferocinaura de potasiu poate forma hexacianoferat II de fier II i potasiu, numit i fericianur-fero-potasic sau albul Williamson conform reaciei:K4Fe(CN)6 + Fe2+ K2FeFe(CN)6 + 2K+

Flocularea i sedimentarea precipitatului se desfsoar dup un mecanism tipic coloidal:n momentul formrii, fericianura feric (considerat produs principal), ca i ceilali produi nsoitori, se insolubilizeaz, formnd o dispersie coloidal stabil cu particule ncrcate electronegativ, ce floculeaz reciproc cu alte particule coloidale electropozitive (proteine). Din acest motiv, este bine ca tratamentul vinului cu ferocianur de potasiu s fie ntotdeauna nsoit sau urmat de un adaos de proteine (gelatin, clei de pete, etc.).Pe baza cercetrilor efectuate i a practicii de producie, majoritatea oenologilor consider c rezultatele sunt cu att mai bune cu ct cleirea albastr este aplicat mai timpuriu, respectiv ntre primul i al doilea pritoc al vinurilor. n aceast perioad, potenialul redox al vinurilor fiind nc relativ cobort, cea mai mare parte din fier se gsete sub form bivalent, uor precipitabil cu ferocianura de potasiu.La vinurile mature, cleirea albastr este mai greu de efectuat, deoarece la potanialul lor redox ridicat, fierul se gsete n mare parte n stare trivalent greu precipitabil cu ferocianura de potasiu.Vinurile ce urmeaz s fie tratate cu ferocianur de potasiu trebuie s fie stabile din punct de vedere microbiologic, s aib aciditatea titrabil de minimum 3,5 g/l H2SO4 i s fie omogenizate n recipienii n care se pstreaz. Pe o perioad de 2-3 sptmni nainte de tratament se evit operaiile prin care vinul s-ar putea aera.Tratamentul cu ferocianur de potasiu este fcut de persoane calificate, ce cunosc aspectele teoretice i practice ale tratamentului i sunt autorizate n acest scop. Astfel, persoanele autorizate s efectueze cleirea albastr au urmtoarele atribuii: stabilesc dozele de ferocianur de potasiu; sigileaz eantioanele nainte i dup tratament precum i vasele cu vin aflate n tratament; conduc i supravegheaz administrarea n vin a ferocianurii de potasiu i a adjuvanilor, precum i tragerea vinului de pe depozitul albastru; determin coninutul de fier nainte i dup tratament; controleaz i rspund dac dup tratament vinul conine acid cianhidric sau derivai ai acestuia; in evidena ferocianurii de potasiu.

Efectuarea tratamentului cu ferocianur de potasiu:Soluia de ferocianur, obinuit n concentraie de 10% i preparat prin dizolvarea substanei n ap cldu, se administreaz treptat i n jet subire, amestecndu-se ct mai bine cu vinul. Agitarea se mai continu cel puin o or, apoi se adaug soluia de tanin; dup 4-5 ore se introduce soluia de gelatin i la 1-2 ore bentonita (dac este cazul), toate omogenizndu-se intim cu vinul.Tragerea vinului de pe depozitul albastru, nsoit de filtrare, se face dup un repaos de 8-14 zile. La vinul limpezit se verific coninutul de fier i cupru, absena ionilor de ferocianur i lipsa ferocianurii ferice.Curirea vaselor, pompelor, furtunurilor i a celorlalte ustensile folosite la cleirea albastr se face prin splri repetate cu mult ap rece, urmate de o splare cu o soluie fierbinte de Na2CO3 5-10%, apoi cu ap fierbinte i n final cltiri repetate cu ap rece. Depozitul albastru rezultat se ngroap n locuri avizate de organe sanitare.

Scopul lucrrii:Stabilirea dozei optime de ferocianur de potasiu ce se administreaz unui anumit tip de vin. Doza de ferocianur de potasiu ce se administreaz vinului n vederea demetalizrii se stabilete pe baza unor microprobe de laborator. n acest sens, n practica vinicol romneasc sunt folosite urmtoarele 2 metode: metoda Ribereau-Gayon; metoda I.C.A.R. (fostul Institut de Cercetri Agronomice al Romniei).Metoda I.C.A.R. elaborat de Teodorescu St. i alii n 1958 const n efectuarea microprobelor, mbinat cu un calcul stoechiometric. Pentru aplicarea metodei I.C.A.R. este necesar s se cunoasc coninutul de fier trivalent i bivalent din vinul ce urmeaz s fie tratat. Cu ajutorul acestor concentraii se calculeaz stoechiometric doza aproximativ de ferocianur de potasiu, care rezult din nsumarea cantitilor de ferocianur ce precipit cu fierul trivalent i cel bivalent.Cantitatea de fier trivalent se determin separat prin metoda cu sulfocianur de potasiu. Cantitatea de fier bivalent se obine prin diferena dintre fierul total (obinut prin metoda cu ortofenantrolin) i cel trivalent.Cantitatea de ferocianur de potasiu pentru precipitarea fierului trivalent i bivalent dintr-un litru de vin se obine nmulind concentraiile acestora (minus cte 2 mg/l marja de siguran) cu 5,67 i respectiv 7,56.

Aparatur i materiale necesare: balan tehnic; pipete gradate; pahare conice; plnii de sticl i hrtie de filtru; centrifug; spectrofotometru; soluie de ferocianur de potasiu 1% (10 g/l); soluie de gelatin i tanin 0,2% (2 g/l).

Modulul de lucru:Pe baza dozei aproximative (7,75 g/hl) obinut prin calcul se efectueaz microprobe n vederea precizrii dozei optime de ferocianur de potasiu. Pentru aceasta, se iau patru pahare conice de laborator n care se introduc cte 200 ml vin. Apoi, sub agitare, se adaug soluie de ferocianur de potasiu 1% n cantiti mai mari sau mai mici fa de doza aproximativ (77,49 mg/l) gsit prin calcul, respectiv 1, 1,2, 1,4, 1,6, 1,8 ml, crora le corespund dozele de 5, 6, 7, 8 sau 9 g/hl (tabelul 3). Dup agitarea energic se introduce cte 2 ml soluie tanin 0,2% i 2 ml soluie gelatin 0,2 %. Recomandabil este ca adjuvanii de limpezire s fie adugai n cantiti stabilite n prealabil prin microprobe de limpezire. Dup flocularea i sedimentarea precipitatului albastru, vinul din fiecare pahar se centrifugheaz sau se filtreaz, apoi la fiecare microprob se determin coninutul total de fier rmas neprecipitat.Dac, de exemplu, limita tehnic de siguran de 4 mg/L fier neprecipitat s-a gsit la vinul tratat cu 1 ml soluie de ferocianur 1%, nseamn c pentru vinul din cisterna ce urmeaz a fi tratat doza optim de ferocianur va fi de 5 g/hl.Cantitatea de fier de 4-5 mg/l ce trebuie s rmn n vin dup cleirea albastr, pe lng faptul c constituie un prag de siguran mpotriva unei eventuale supradozri de ferocianur de potasiu, mai prezint i o bun aciune catalitic n desfurarea normal a proceselor de oxidoreducere ce se petrec n timpul maturrii i nvechirii vinului.Tabelul 3 Cantitatea de ferocianur de potasiu ce se administreaz la microprobeNumrul microprobei12345678910

Volumul soluiei de ferocianur de potasiu 1% ce revine la 200 ml vin0,20,40,60,81,01,21,41,61,82

Grame de ferocianur de potasiu ce revine la 1 hl de vin12345678910

Calculul volumului de soluie de ferocianur de potasiu 10 g/l corespunztor dozelor exprimate n g/hl se face astfel (de exemplu, pentru microproba 7):a) dac pentru 100 L vin...................................7 g K4Fe(CN)6,atunci pentru 0,2 L vin...............................x g K4Fe(CN)6

b) dac 1 g K4Fe(CN)6.........................n 100 ml soluie K4Fe(CN)6,0,014 g K4Fe(CN)6............................y ml soluie K4Fe(CN)6

- 7 -