Comparație între distilare-extracție simultană

1.Introducere

Distilarea reprezinta totalitatea modalitatilor de separare a componentelor unui amestec lichid omogen,bazate pe diferenta dintre temperaturile de fierbere ale constituentilor, carora le corespund si presiuni de vapori diferite.

Extractia reprezinta operatia de separare partiala sau totala a componentelor unui amestec pe baza diferentei de solubilitate,in unul sau mai multi dizolvanti.

Este cunoscut faptul ca,in general,compusii organici volatili(componentele de “aroma” si “gust”) din sucul sau mustul de struguri contribuie intr-o mare masura la aroma vinului obtinut din acesta,desi au loc o serie de transformari chimice in timpul procesului de fermentatie,care conduce la transformarea mustului in vin.Astfel,acesti compusi de aroma sunt foarte importanti pentru ca sunt luati in calcul atunci cand se face aprecierea senzoriala a vinului,dar si la evaluarea economica a acestuia.Acest lucru se ia in calcul,in special,in cazul varietatilor “aromate” de vita-de-vie(Vitis vinifera),in special acele specii inrudite cu Gewurztraminer,Muscat si Riesling alb,din moment ce aceste vinuri sunt bogate in compusi de aroma proveniti direct din musturile respective. Totusi,multi dintre compusii organici volatili sunt prezenti in cantitati foarte mici(la nivele de ng/l),de aceea,pentru a-i identifica sunt necesare niste metode sensibile de analiza si metode eficiente de extractie(imbogatire sau concentrare).

De asemenea,compusii organici volatili specifici pot fi prezenti in concentratie mare,in functie de origine.A fost estimat faptul ca valorile concentratiilor compusilor organici volatili din vin(cu exceptia etanolului) variaza intre 1 ng/l si 1 g/l.Metode anterioare care implica extractie cu solventi si distilare-extractie simultana,urmate de analize spectrometrice cu gaz cromatografic au fost folosite intr-o masura mai mare pentru a studia compusii de aroma din fructe si vin.In ultimii ani a fost utilizata metoda de extractie a fazei solide,aceasta oferind avantaje importante (sensibilitate,usurinta operatiei) fata de tehnicile mai vechi.Totusi,chiar si utilizand extractia fazei solide,limita de detectie a compusilor de aroma este de ordinul μg/l.Metoda de extractie sorbtiva cu agitator(SBSE) a fost implementata in anul 1990 de Baltussen,Sandra si altii.Aceasta tehnica utilizeaza un Twister-un agitator din sticla acoperit de o faza sorbtiva,cel mai adesea polidimetilsiloxan,in cantitati mai mari decat cele aflate pe fibrele de microextractie a fazei solide(specific 24 μg/l,fata de 0.5 μg/l).Prin urmare,pentru multe analize spectrometrice cu gaz cromatografic,SBSE s-a dovedit a fi mai sensibila decat microextractia fazei solide,mai ales daca este utilizata o separare prin desorbtie-separare prin injectie.SBSE poate fi utilizata ca si microextractia fazei solide in ambele tipuri de imersie.Agitatorul este amplasat intr-un sistem termic de desorbtie,de unde compusii de aroma extrasi prin sorbtie sunt in primul rand supusi desorbtiei de pe agitator intr-un crioseparator,care contine Tenax.Apoi sunt desorbiti din Tenax intr-o coloana capilara.In literatura nu se gasesc decat cateva exemple de utilizare a metodei SBSE la analizarea bauturilor alcoolice si mustului de struguri.In continuare este expusa aplicarea unui procedeu de imersie a metodei SBSE,realizata cu folosirea unui suc sintetic de struguri,pentru analizarea compusilor organici volatili din mustul Huxelrebe.Huxelrebe este o specie aromata de vita-de-vie din familia Muscat,ce se cultiva in zona temperata,in Regatul Unit,dar si in zone din Germania.in aceasta lucrare se face o comparatie intre metoda de distilare-extractie simultana la scara microscopica si performantele realizate de metoda SBSE,utilizand drept probe sucul sintetic de struguri si mustul Huxelrebe.

2.Experimental.

2.1.Reactivi,norme si probe.

S-a utilizat:

-diclormetan;

-acetona;

-apa;

-concentrat deionizat de struguri(greutate specifica 1.3154-1.3221);

-compusi de aroma specifici si suc model de struguri,din resurse interne.

Sucul model de struguri a fost realizat conform cu datele anterioare in ceea ce priveste compozitia:

-suc deionizat de struguri concentrat(0.3 kg);

-acid tartric(15 g);

-acid malic(10.5 g);

-citrat tripotasic monohidrat(11,1 g);

-dihidrogen o-fosfat de potasiu(1.55 g);

-clorura de sodiu,NaCl(0.08 g);

-clorura de magneziu hexahidrat(2.2 g);

-lactat de calciu pentahidrat(3 g);

Toate acestea au fost dizolvate in apa super pura,astfel incat masa totala a amestecului sa fie de 5 kg.Pentru producerea mixului aromat sintetic de struguri au fost amestecate cantitati egale(0.1 g) din 46 de compusi de aroma specifici sucului de struguri.Sucul sintetic de struguri,utilizat pentru optimizarea si validarea metodei a fost realizat prin amestecarea unor cantitati mici de mix aromat diluat de struguri cu suc model de struguri,dupa descrierea de la 2.3. si 2.4.

Pentru analiza cu distilare-extractie simultana(SDE),ca solvent de extractie a fost preparata o solutie de n-tetradecan in diclormetan(100mg/l).

Pentru metoda SBSE,n-tetradecanul a fost diluat in acetona(200mg/l).Sucul de struguri Huxelrebe(din struguri culesi in 2001) a fost obtinut din podgoria Chilford Hundred (Cambridge,UK) si a fost conservat cu SO2(1000 mg/l) si depozitat la 0ºC,inainte de a fi analizat.

2.2.Aparatura pentru metodele studiate(SDE si SBSE).

Aparatele necesare analizelor sunt urmatoarele:

-dispozitiv de distilare cu vapori-extractie cu solventi simultana la scara microscopica;

-Twister™-agitator acoperit cu 24 μl de polidimetilsiloxan(lungime pelicula=10 mm, grosime pelicula=0.5 mm).

2.3.Conditiile de preluare a probelor pentru analiza SDE.

Pentru a prepara sucul sintetic de struguri,250 ml din sucul model au fost tratati cu 10 % solutie de diclormetan in mixul aromatic de struguri(50 μl),totul amestecat intr-un balon cu fund rotund cu capacitatea de 500 ml.Un agitator magnetic PTFE a fost adaugat,iar balonul a fost asezat intr-un incalzitor cu manta de 500 ml.Din solutia de diclormetan(n-tetadecan 100mg/l) s-a prelevat 1 ml,care a fost adaugat in balonul cu solvent al aparatului de distilare-extractie simultana,cu o granula anticoroziva.Distilarea a fost oprita dupa 1 ora,in timp ce extractia cu solvent a fost continuata pentru inca 30 minute.

In fiecare caz,punctul minim de temperatura a fost mentinut la -5ºC,cu un reflux a diclormetanului la temperatura de 60ºC.Pentru analizarea probelor martor de apa si a sucului de struguri,au fost extrasi 250 ml in conditii identice. Concentratii semicantitative ale aromelor volatile identificate sigur au fost determinate prin compararea zonelor cu reactie specifica standardelor interne.