СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЬТОЗЫ, ГЛЮКОЗЫ, ФРУКТОЗЫ В ПОЛУПРОДУКТАХ СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
METHOD FOR QUANTITATIVE DETERMINATION OF MALTOSE, GLUCOSE, FRUCTOSE IN DISTILLERY HALF-PRODUCTS BY METHOD OF HIGH-PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к спиртовому производству, и может быть использовано для количественного определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства (сусле, бражке).
Известен способ определения высокомолекулярных некрахмалистых полисахаридов в содержащем их сырье [Патент SU №1455297, опубл. 30.09.89]. Навеску исследуемого материала подвергают трехминутному гидролизу смесью 60%-ного раствора серной кислоты и этилацетата в соотношении 9:1. В полученном гидролизате определяют высокомолекулярные некрахмалистые полисахариды (способные гидролизоваться до глюкозы) фотоколориметрическим методом с использованием смеси серной кислоты, антрона и этилацетата в соотношении 20:0,01:1 соответственно. При наличии в исходном продукте крахмала его предварительно удаляют гидролизом 1% соляной кислотой.
Недостатками данного известного способа являются сложность подготовки образцов к количественному определению, использование дорогостоящих реактивов, невозможность покомпонентного определения углеводов в содержащем их сырье, длительное время анализа, 2 ч.
Известен газохроматографический способ определения глюкозы и/или фруктозы в жидких средах [Патент SU №1434368, опубл. 30.10.1988]. Сахара, содержащиеся в жидких средах, определяют газохроматографически в виде их летучих производных, которые получают термической дегидратацией сахаров исследуемой пробы непосредственно в камере испарителя газового хроматографа при температуре 230-240°С.
Недостатками данного известного способа являются длительное время анализа, около 0,5 ч, невозможность определения массовой концентрации мальтозы, возможность испарения веществ во время анализа.
3
3
3
3
3
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ определения глюкозы, сахарозы, фруктозы в сельскохозяйственном сырье и продукции его переработки [Патент РФ №2492458, опубл. 10.09.2013]. Способ включает разбавление пробы до суммарного содержания сахаров не более 10 г/дм, центрифугирование и выполнение анализа на системе капиллярного электрофореза в кварцевом капилляре длиной 0,5 м, внутренним диаметром 75 мкм, при этом согласно изобретению для проведения анализа используют ведущий электролит, содержащий 4 г/дм сорбата калия, 8 г/дм 10%-ного водного раствора цетилтриметил-аммоний-основания, 36 г/дм глицерина, 0,16 г/дм гидроокиси калия, при отрицательной полярности и длине волны детектирования 254 нм.
3
Недостатками данного известного способа являются использование дорогостоящих реактивов, меньший диапазон измерений массовой концентрации углеводов, до 10 г/дм, более длительное время анализа, 20 мин.
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение чувствительности определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства, уменьшение времени, затрачиваемого на анализ при одновременном упрощении способа, отсутствие потерь при пробоподготовке, отсутствие потерь за счет испарения вещества при проведении анализа.
+
3
Достигается указанный технический результат тем, что способ количественного определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства методом высокоэффективной жидкостной хроматографии предусматривает отбор пробы полупродукта, центрифугирование в течение 7 мин при 13000 об/мин, разделение мальтозы, глюкозы, фруктозы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с рефрактометрическим детектором на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex Н, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см/мин, давление 2,3 МПа, максимальная температура в колонке 80°С и количественное определение мальтозы, глюкозы, фруктозы по полученной хроматограмме.
Экспериментальным путем обнаружено, что для обеспечения указанного технического результата необходимо соблюдать предлагаемые режимные параметры пробоподготовки и хроматографического разделения углеводов, содержащихся в полупродуктах спиртового производства. При реализации предлагаемых режимных параметров уменьшается время, затрачиваемое на анализ, повышается чувствительность метода, а также упрощается способ, отсутствуют потери при пробоподготовке, отсутствуют потери за счет испарения вещества при проведении анализа, прослеживается динамика изменения массовой концентрации углеводов в технологическом процессе производства спирта. Сравнительные данные настоящего изобретения с прототипом и аналогом представлены в таблице 1.
Ниже приведены примеры реализации изобретения.
3
3
3
3
3
Пример 1. 5-мл пробу сусла фильтровали через бумажный фильтр, микродозатором отбирали 1 см фильтрата и помещали его в эппендорф, затем центрифугировали в течение 7 мин при 13000 об/мин. Микрошприцем отбирали пробу надосадочной жидкости, разбавляли дистиллированной водой и проводили количественное определение мальтозы, глюкозы и фруктозы в подготовленных пробах хроматографическим методом с использованием жидкостного хроматографа с рефрактометрическим детектором на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex НГ, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см/мин. Давление 2,3 МПа, температура в колонке 80°С. По полученной хроматограмме было установлено, что сусло содержит глюкозу в количестве 7,7 г/100 см, мальтозу, 7,1 г/100 см и фруктозу, 0,96 г/100 см.
3
+
3
Пример 2. В производственных условиях отбирали пробу сусла, затем из каждого бродильного чана (или выборочно) отбирали пробу бражки, 5 мл пробу бражки фильтровали через бумажный фильтр, микродозатором отбирали 1 см фильтрата и помещали его в эппендорф, затем центрифугировали в течение 7 мин при 13000 об/мин. Микрошприцем отбирали пробу надосадочной жидкости, при необходимости пробу разбавляли дистиллированной водой и проводили количественное определение мальтозы, глюкозы и фруктозы в подготовленных пробах хроматографическим методом с использованием жидкостного хроматографа Shimadzu LC - 20 с рефрактометрическим детектором RID - 10А на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex Н, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см/мин. Давление 2,3 МПа, температура в колонке 80°С. По полученной хроматограмме было установлено содержание мальтозы, глюкозы, фруктозы. Динамика изменения массовой концентрации углеводов в технологическом процессе производства спирта представлена в таблице 2.
Таким образом, способ согласно изобретению позволяет быстро, с высокой точностью и без потерь вещества определять мальтозу, глюкозу, фруктозу в полупродуктах спиртового производства.