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Determinazione degli zuccheri riducenti nel vino

I vini ottenuti per fermentazione completa contengono quantità molto piccole di zuccheri fermentescibili e vengono commercialmente denominati vini secchi; quantità maggiori di zuccheri riduttori sono contenuti nei vini dolci naturali ottenuti per fermentazione incompleta e nei vini liquorosi. La determinazione quantitativa del saccarosio (zucchero non riducente) si esegue solo per vini speciali e liquorosi (metodo polarimetrico).
Per analizzare gli zuccheri riduttori occorre diluire il mosto e i vini dolci in modo da ottenere una soluzione zuccherina circa dell’1% (diluire 20 volte). Per i vini secchi usare il vino tal quale. E’ possibile decolorare i vini rossi per trattamento carbone attivo seguito da filtrazione.

Durata: 1 ora


Scopo:

Determinare gli zuccheri riduttori presenti nel vino utilizzando il reattivo di Fehling

Teoria:

in rapporto alla loro facile ossidabilità, i carboidrati mostrano un azione riducente su alcuni ioni metallici. Alcune di queste reazioni di riduzione vengono utilizzate al fine del loro riconoscimento. La determinazione analitica di Fehling si basa sulla riduzione del solfato rameico (CuSO4) a ossido rameoso (Cu2O). Il primo è solubile e di colore blu mentre il secondo è di colore rosso e forma un precipitato. 
Siccome la riduzione del rame avviene in ambiente basico è necessario aggiungere tartrato per complessare il Cu2+ ed evitare la sua precipitazione come idrossido rameico.

Materiale:

  • Reattivo di Fehling A (69,278 g di CuSO4•5H2O in 1l di acqua distillata)
  • Reattivo di Fehling B (346 g di tartrato sodico potassico e 100g NaOH in 1l di acqua distillata)
  • Blu di metilene (soluzione acquosa al 0.5%)
  • Vino bianco
  • Acqua distillata

Strumenti:

  • 3 beute da 250 ml
  • Pipette
  • Palline di vetro
  • Piastra riscaldante
  • Buretta

Procedimento:

  1. Preparare 3 beute da 250 ml, sgocciolare in ciascuna 5 ml di sol. A e 5 ml di sol. B, diluire con 40 ml di acqua distillata e aggiungere qualche pallina di vetro.
  2. Eseguire un prova orientativa sulla prima beuta. La titolazione deve essere completata entro 2-3 minuti, tenere in considerazione che il viraggio non è istantaneo. Portare all'ebollizione il liquido contenuto nella prima beuta, aggiungere alcune gocce di blu di metilene e mantenendo la soluzione in agitazione, sgocciolare con una buretta la soluzione zuccherina in esame fino alla scomparsa del colore blu che consente di osservare il rosso caratteristico del Cu2O. La soluzione, al viraggio, deve essere completamente rossa, non deve presentare alcun riflesso bluastro. Particolare attenzione deve essere posta al colore della schiuma che deve essere bianca. Infatti il CuSO4 rende la schiuma bluastra, mentre il Cu2O essendo praticamente insolubile non la colora per niente. Si ottiene in questo modo un valore approssimativo del volume necessario alla riduzione del liquido di Fehling.
  3. Si ripete la prova altre due volte aggiungendo rapidamente al liquido in ebollizione un volume di soluzione zuccherina di poco inferiore a quella del viraggio precedente. Si attende 1 minuto, si aggiungono 2 gocce di blu di metilene che dovranno colorare di blu la soluzione
  4. Si attende un altro minuto e si completa la titolazione sgocciolando altra soluzione zuccherina sino alla scomparsa del blu.

Risultato:

10 ml di liquido di Fehling necessitano per essere completamente ridotti di 0.0515 g di zucchero invertito, quindi a viraggio ottenuto il volume sgocciolato di soluzione zuccherina conterrà questa quantità di zucchero invertito. E' opportuno diminuire i ml di soluzione sgocciolata di una piccola quantità (0.1 ml) per tener conto della quantità approssimativamente consumata dall'indicatore.
Nel vino il valore normale di zuccheri varia tra 2 e 5 g/l. Se il viraggio supera 40-50 ml di vino per titolare 10 ml di liquido di Fehling si dice che il contenuto di zuccheri è trascurabile.


Consigli di sicurezza:

Prestare attenzione alla vetreria e alla piastra riscaldante.
Smaltire le soluzioni utilizzate in modo adeguato. 

Commenti:

Bibliografia:

Saggio di Tollens

Le aldeidi e i chetoni sono due classi di composti organici caratterizzati dallo stesso gruppo funzionale, il carbonile, cioè un atomo di ossigeno legato con un doppio legame ad un atomo di carbonio. La differenza sta nella posizione: se il gruppo carbonile è terminale (o primario), cioè se l'atomo di carbonio carbonilico è legato almeno ad un atomo di idrogeno, il composto è un'aldeide; se il gruppo carbonile è secondario (in mezzo alla catena), cioè se l'atomo di carbonio carbonilico è legato ad altri due atomi di carbonio, il composto è un chetone.
Perché assegnare due nomi diversi a composti distinti da una differenza tanto piccola?
Il motivo è che questa piccola differenza causa una grande differenza nelle reazioni che questi composti possono subire: il legame carbonio - idrogeno, presente sull'atomo di carbonio carbonilico delle aldeidi, si può rompere con più facilità rispetto al legame carbonio - carbonio presente sull'atomo di carbonio carbonilico dei chetoni. Per questo le aldeidi possono essere facilmente ossidate ad acidi carbossilici, mentre per ossidare i chetoni bisogna ricorrere a condizioni molto più estreme (bruciarli, ad esempio), e difficilmente il prodotto sarà un acido carbossilico.

Durata: 1 ora


Scopo: 

Individuare la presenza di zuccheri riducenti, o distinguere aldeidi da chetoni, mediante il saggio di Tollens che si basa su questa reazione: se si aggiunge il reattivo (il quale è costituito da una soluzione diluita di ossido di argento in ammoniaca acquosa) ad una piccola quantità di aldeide, posta precedentemente in una provetta, l'interno della provetta si rivestirà di un lucente specchio di argento metallico. Per questo motivo questo test spesso viene anche conosciuto con il nome di "saggio dello specchio d'argento". L'agente ossidante nel reattivo è Ag+, ridotto ad argento metallico.

Teoria:

Il reattivo di Tollens viene preparato facendo reagire il nitrato di argento AgNO3 con idrossido di sodio NaOH con formazione di ossido di argento secondo la reazione:

2 AgNO3 + 2 NaOH → 2 NaNO3 + Ag2O + H2O

L’ossido di argento viene solubilizzato con aggiunta di ammoniaca in eccesso con formazione dello ione diamminoargento [Ag(NH3)2]+ secondo la reazione:

Ag2O + 4 NH3 + H2O → 2 [Ag(NH3)2]+ + 2 OH–

Le aldeidi riducono lo ione diamminoargento ad argento metallico e, stante l’ambiente basico della soluzione, le aldeidi si ossidano al sale dell’acido carbossilico.

La semireazione di riduzione dello ione diamminoargento è:

[Ag(NH3)2]+ + 1 e– → Ag + 2 NH3

La semireazione di ossidazione di un’aldeide in condizioni basiche è:
RCHO + 3 OH–→ RCOO– + 2 H2O + 2 e–

La reazione che avviene complessivamente è:

2 [Ag(NH3)2]+ + RCHO + 3 OH–→ RCOO– + 2 Ag + 4 NH3 + 2 H2O

Dalla soluzione incolore si ottiene un precipitato grigio di argento metallico.

I chetoni non reagiscono con il reattivo di Tollens.

Materiale:

  • Soluzione di glucosio 1%
  • Soluzione di fruttosio 1% 
  • Soluzione di saccarosio 1%
  • Nitrato d'argento AgNO3  1N
  • Idrossido di sodio NaOH 2M
  • Idrossido di ammonio NH4OH 10%

Strumenti:

  • Piastra riscaldante
  • Becher
  • Pipette
  • Provette
  • Vortex

Procedimento:

  1. Si prepara il reattivo di Tollens mescolando 1 ml di soluzione di nitrato di argento AgNO3 (circa 20 gocce) e 1 ml di soluzione di idrossido di sodio NaOH 
  2. Si formerà un precipitato tipico dell'ossido di Argento. 
  3. Si aggiunge al miscuglio una soluzione di idrossido di ammonio fino a totale solubilizzazione del precipitato.
  4. In tre provette si pongono aliquote di reattivo di Tollens e si introducono al loro interno rispettivamente circa 3 gocce di soluzioni all’1% di glucosio, fruttosio e saccarosio.
  5. Agitare con il vortex le provette e porre nel bagno termostatico in un becher con acqua su piastra riscaldante per qualche minuto.

Risultato:


La formazione di uno specchio di argento al fondo della provetta è prova dell’avvenuta reazione.
Si osserverà la formazione dello specchio di argento nelle provette contenenti il glucosio, il fruttosio e lo zucchero invertito perché sono zuccheri riducenti; nella provetta contenente il saccarosio ciò non accadrà poiché non è uno zucchero riducente.

I carboidrati come fruttosio e glucosio si comportano come se fossero delle aldeidi (R-CHO) e danno la reazione di Tollens:

R–CHO + 2[Ag(NH3)2]+ + 3OH– → RCOO– + 2Ag↓+ 4NH3 + 2H2

Il saccarosio non è uno zucchero riducente e non sviluppa la reazione di Tollens.

Consigli di sicurezza:

Utilizzare sempre guanti e protezioni per gli occhi per le proprietà caustiche dell'idrossido di ammonio e la tossicità del nitrato d'argento. 
Preparare sempre al momento il reattivo di Tollens e non conservarlo a lungo perché potrebbe sviluppare composti altamente esplosivi.

Bibliografia:

Riconoscimento dei carboidrati



Lo zucchero da cucina, l'amido delle patate, la cellulosa delle piante, il glicogeno degli animali, sono tutti carboidrati, biomolecole costituite da carbonio, idrogeno e ossigeno. In questa esperienza vedremo come evidenziare la presenza di alcuni tipi di carboidrati.