Nasze pierwsze wino: Badanie kwasowości ogólnej

Poznaliśmy już technikę pomiarownia kwasowości stosując lepiej lub gorzej zdobytą wiedzę i prezentując w publikowanych przez nas artykułach w kolejności „Pomiar cukru i kwasowości”, „Pierwsze pomiarowanie”, „Drugie pomiarowanie”, „Trzecie pomiarowanie”. Dziś dopiero możemy powiedzieć, że nasze tamtejsze pomiarowanie kwasowości było niemiarodajne, a co więcej, oparte o zmianę koloru w badanej próbce przy użyciu tzw. „niebieskiego płynu”, co było dla nas trudnością w uchwyceniu zmiany barwy zwłaszcza w moszczu i winie czerwonym. Wielokrotnie w rozmowach z Waldkiem podkreślaliśmy, że musimy poszukać innej techniki pomiarowania kwasowości ogólnej czy też samego pH. Stąd też ninijeszy artykuł powstał z udziałem Pana Jana Lubery na potrzeby doskonalenia naszego procesu winifikacji w zakresie skuteczniejszego tym razem pomiarowania kwasowości ogólnej. Zastosowanie nowo poznanej techniki będziemy dokumentować podczas realizacji nowych nastawów.

Mając na celu poprawę skuteczności pomiarowania kwasowości ogólnej we wszystkich ośmiu planowanych nastawach (o czym już wspomnieliśmy w artykule „Wybór drożdży winiarskich”), poprosiliśmy Pana Jana o zarekomendowanie nam właściwych do tego urządzeń i środków stosowanych przez polskich winiarzy. Pan Jan polecił nam m.in.: jedną półautomatyczną biuretę 125ml, dwie kolbki po 100ml, dwie pipety wielowymiarowe 10ml, roztwór NaOH 0,1n, wskaźnik BBT 100ml, bufor pH 7,0 100ml oraz wodę destylowaną. Wszystkie wspomniane rzeczy zamówiliśmy w JanLubera.pl a samą wodę destylowaną w najbliższej aptece.

Kiedy powinniśmy przeprowadzić badanie kwasowości w procesie winifikacji? W zawiązku z tym, że w procesie maceracji następuje zwiększanie ilości kwasów a w procesie fermentacji ich zmniejszanie, badanie kwasu wykonuje się po zakończonej fermentacji (alkoholowej). Taką ogólną zasadę prezentuje nam Pan Jan. Od niej, jak twierdzi później Pan Jan zawsze występują wyjątki. Macerację można przedłużać lub skracać, uzyskując zmiany kwasowości. Jednak do tego należy wiedzieć jaką kwasowością dysponujemy. Badanie zatem należy wykonywać bez owoców, w których pozostaje zawsze jakaś część kwasu. Kwas ten byłby zneutralizowany zasadą i wynik byłby nieprawdziwy.

Spróbujmy krótko opisać nasze zamówienie u Pana Jana. Kolba 100ml, będzie to nasz zbiornik na wino, które będziemy miareczkowali. Pipeta wielowymiarowa 10mk, to rurka szklana z naniesioną miarką, dzięki której odmierzymy dokładną ilość wina, buforu, BBT. Roztwór NaOH 0,1n, to roztwór 0,1n zasady sodowej, którą zneutralizujemy kwasy w winie. Wskaźnik BBT 100ml, to błękit bromotymolowy, który jest błękitno-zielony przy pH zasadowym a bezbarwny przy pH kwaśnym, dlatego punkt pojawienia się barwy przy wkraplaniu NaOH z biurety do kolbki z winem jest sygnałem uzyskania pH obojętnego, czyli pH=7,0. Bufor pH 7,0 100ml, to substancja, która przy dodawaniu kwasu czy zasady (w pewnych granicach) utrzymuje stałe pH roztworu, w tym przypadku pH=7,0.

Co to jest półautomatyczna biureta? Półautomatyczna biureta, to urządzenie z plastikowym pojemnikiem na którym właśnie zamocowana jest zazwyczaj długa i cienka rurka szklana ze skalą objętości (czyli tzw. biureta), od dołu zakończona zaworem. Jak podpowiada nam Pan Jan, w plastikowym pojemniku powinien znajdować się roztwór miareczkujący. Przy miareczkowaniu kwasowości w moszczu lub winie jest to bardzo żrąca zasada sodowa - NaOH. Jej stężenie jest jednak na tyle niskie (0,1n) aby nie powodowało uszkodzeń ciała czy ubrania. A jednocześnie na tyle dokładne aby można było precyzyjnie wyliczyć ile zostało zużyte w celu zobojętnienia kwasów w winie. Pojemnik z NaOH podłączony jest wężykiem do biurety. Jak zatem działa półautomatycza biureta? Najpierw naciskając pojemnik znajdujący się pod biuretą napełniamy biuretę roztworem NaOH. Roztwór jest dostarczany wężykiem łączącym rurkę biurety z pojemnikiem. Po napełnieniu biurety wspomnianym roztworem, należy przycisnąć zawór u dołu biurety, dzięki temu wypływający z biurety roztwór NaOH wypchnie z końcówki biurety powietrze znajdujące się przy zaworze. Ponowne przyciśnięcie pojemnika spowoduje uzupełnienie roztworem powstałego ubytku. Jak napisał nam Pan Jan, musimy pamiętać, iż roztwór należy nalać powyżej pkt. zerowego biurety i co najciekawsze, jeśli dodamy ponad pkt zerowy, to po zwolnieniu nacisku na pojemnik znajdujący się pod biuretą, nastąpi automatyczne wyzerowanie biurety, tj usunięcie nadmiaru roztworu znajdującego się powyżej skali z biurety do pojemnika. Należy wiedzieć że punkt zerowy znajduje się w biurecie u góry, tam gdzie wężykiem dostarczany jest roztwór. W tym momencie biureta jest przygotowana do przeprowadzenia pomiaru kwasowości.

Na czym polega miareczkowanie kwasowości w moszczu lub w winie? Miareczkowanie to czynności polegające na stopniowym dodawaniu roztworu NaOH do kwasu (w winie znajduje się mieszanka różnych kwasów: jabłkowego, winowego, cytrynowego, bursztynowego i innych kwasów owocowych) w celu jego zobojętnienia. Moment, w którym cały kwas znajdujący się w winie przereagował z wkraplaną z biurety zasadą (NaOH) to tzw. punkt równoważnikowy oznaczany jako PR, a objętość zużytego NaOH umożliwia obliczenie zwartości kwasów. Jak rozpoznać pkt równoważnikowy PR? Pan Jan odpowiada nam, iż do miareczkowanego wina wprowadza się wskaźnik(BBT), który w momencie zakończenia reakcji zmienia barwę i wówczas w pkt. równoważnikowym w badanej próbce moszczu lub winie nie powinny występować ani kwas ani zasada, gdyż się wzajemnie zobojętniły (przereagowały tworząc nowy związek). Zatem pkt równoważnikowy PR osiągniemy wtedy, jeśli dodaliśmy tyle NaOH, aby całkowicie zobojętnił istniejący w winie kwas a roztwór uzyskał pH o wartości 7. Brzmi to wszystko skomplikowanie ale do opanowania, dlatego kontynuujemy zadawanie pytań Panu Janowi. Jeśli następuje zmiana barwy wskaźnika, to jakie ma to znaczenie? Moment zmiany barwy wskaźnika jest pkt. końcowym miareczkowania oznaczany jako PK i według Pana Jana powinien być równy pkt. równoważnikowemu PR ale w praktyce obserwuje się między pkt. niezgodności. Ta niezgodność to tzw. błąd miareczkowania czyli różnia pomiędzy pkt. PR a pkt. PK, najczęściej minimalizowana przez odpowiednio dobrany wskaźnik do danego typ reakcji.

Pytamy Pana Jana czy tą samą półautomatyczną biuretę możemy zastosować do zbadania wolnego SO2 w moszczu lub w winie czy też zastosować osobną. Jeśli tak to dlaczego, ale szczegóły na ten temat zaprezentujemy w oddzielnym już artykule.

Po naszych konsultacjach na temat jak przeprowadzić badanie kwasowości ogólnej w moszczu lub winie, poniżej prezentujemy opracowaną przez Pana Jana procedurę postępowania: miareczkowanie metodą porównawczą, którą zastosujemy niebawem już przy nastawie z Solarisem. A dlaczego porównawcza? Dlatego że najpierw w pierwszej kolbce poprzez pierwsze miareczkowanie przygotowujemy wzorzec barwy a następnie drugi raz przeprowadzamy miareczkowanie w kolbce drugiej na tyle dokładnie aby uzyskać taki odcień jaki uzyskaliśmy w naszym wzorcu w kolbce pierwszej.

1. Napełnić biuretę roztworem NaOH 0,1 n

Należy wlać do plastikowego pojemnika biurety jedynie tyle roztworu NaOH, aby dwu lub trzykrotnie napełnić biuretę, czyli 25ml x3 = 75ml. Dlatego że dwukrotnie wykonujemy ten sam pomiar. Jeden raz dla stworzenia wzorca a drugi raz dla końcowego miareczkowania. NaOH reaguje z dwutlenkiem węgla znajdującym się w powietrzu tworząc węglany. Zmienia to miano roztworu i wynik przestaje być miarodajny. Reakcja ta nie jest szybka ale stała, więc nie powinno się pozostawiać NaOH w odkrytym naczyniu; nie zostawiamy też NaOH w zbiorniku biurety.

2. Odmierzyć do kolbki nr 1 dokładnie 10 ml badanego moszczu lub wina, dodać 25 ml wody destylowanej oraz 1 ml wskaźnika BBT.

3. Wkraplać NaOH z biurety do kolbki nr 1, stale mieszając kolbką aż do powstania utrzymującego się zielonkawego odcienia.

4. Dodać 5 ml buforu o pH=7. W tym momencie otrzymujemy wzorzec barwy.

5. Ponownie napełniamy biuretę roztworem NaOH jak w pkt. 1.

6. Do kolbki nr 2 wlać dokładnie 10 ml moszczu lub wina, dodać 30 ml wody destylowanej oraz 1 ml BBT.

7. Mieszając stale roztwór w kolbce nr 2 (mieszając kolbką) wkraplać NaOH z biurety aż do uzyskania barwy identycznej z wzorcem w kolbce nr 1. Ilość ml NaOH dodanego z biurety do kolbki nr 2 to nasze „N”.

8. Obliczyć kwasowość ogólną w g/l = 0,75xN

Powyższa metoda bardzo dobrze się sprawdza dla win jasnych, jednakże miareczkowanie win ciemnych tą metodą jest niełatwe, gdyż „okiem” jest bardzo trudno porównać zmianę koloru w ciemnym płynie. Jest to możliwe jedynie wtedy, gdy do dyspozycji mamy dolne światło, na tle którego będziemy widzieli zmiany zaczernienia (szarości) porównywanych płynów a nie ich barwy. W związku z tym Pan Jan proponuje nam badać kwasowość w ciemnych winach z użyciem pH-metru. A jak się dysponuje już pH-merem, to całkowicie rezygnujemy z metody porównawczej i jasne i ciemne wina badamy już tylko pH-metrem.

Jest to metoda dużo szybsza i prostsza ale dużo droższa, gdyż oprócz biurety, kolbki i pipety, potrzebujemy jeszcze pH-metru, czyli urządzenia, które wskazuje nam jakie pH mamy w naszym, badanym winie. A to jest dodatkowy wydatek w kwocie co najmniej 500 zł, jeśli wyniki mają być miarodajne. Dochodzą tu jeszcze problemy z właściwym użyciem i utrzymaniem we właściwej kondycji elektrody.

Z pomocą pH-metru, którego elektroda jest zanurzona w naszej kolbce z winem, odczytujemy zmianę pH wina w trakcie wkraplania NaOH z biurety. Nie dodajemy wskaźnika BBT, gdyż nie będziemy potrzebowali oglądać zmiany barwy. Patrzymy na wskazania pH-metru.

Nalewamy do kolbki 10 ml wina i 10 ml wody destylowanej i mieszając kolbką wkraplamy z biurety roztwór NaOH. Z chwilą gdy pH-metr wskazuje że osiągnęliśmy pH = 7.00, kończymy wkraplanie NaOH do kolbki i odczytujemy na biurecie ile zużyliśmy NaOH do tego momentu. Kwasowość ogólną w gramach na litr (g/l) wyliczamy z tego samego wzoru tj. ilość ml zużytego NaOH x 0,75.