способ определения примесей летучих азотистых оснований в промежуточных продуктах спиртового производства, этиловом спирте и алкогольных напитках

Формула изобретения

1. Способ определения примесей летучих азотистых оснований в промежуточных продуктах спиртового производства, этиловом спирте и алкогольных напитках, предусматривающий электрофоретическое разделение определяемых примесей путем ввода анализируемой пробы под давлением в капилляр, заполненный электролитом, воздействия на анализируемую пробу в капилляре электрическим полем при поддержании рабочей температуры капилляра, последующей регистрации примесей с использованием кондуктометрического детектора с рабочей ячейкой при поддержании ее рабочей температуры, качественное и количественное определение индивидуальных примесей по полученной электрофореграмме, при этом электролит содержит 24-26 мМоль/л водного раствора гистидина, 24-26 мМоль/л водного раствора 2-морфолиноэтансульфоновой кислоты и 1,5-2,5 мМоль/л Краун-эфира, анализируемую пробу вводят в капилляр под давлением 30-50 мбар в течение 10-13 с, рабочее напряжение электрического поля составляет 28-30 кВ, а рабочая температура капилляра и рабочей ячейки кондуктометрического детектора составляет 24-26°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют капилляр с внутренним диаметром 50 мкм и с эффективной длиной 50-80 см.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют бесконтактный кондуктометрический детектор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовому производству и ликеро-водочной промышленности.

Летучие азотистые основания, являющиеся побочными продуктами бродильных производств, оказывают существенное влияние на качество алкогольной продукции. Часть из них наиболее опасна, так как относится ко второму классу токсичности. Поэтому задача разработки приемов по определению содержания этих летучих примесей в пищевом этиловом спирте и в алкогольных напитках, обеспечения возможности проведения мониторинга возникновения и накопления этих примесей в технологическом процессе производства пищевого этилового спирта является актуальной.

Известен фотоколориметрический способ определения летучих азотистых оснований в спиртовой среде (Висневская В.Г. и др. - Труды УкрНИИСП, 1967, вып 22, стр.81-87) [1].

Однако данный известный способ позволяет определить только суммарное содержание азота в анализируемой пробе. Способ длительный, многостадийный и обладает низкой чувствительностью определения.

Известен способ определения летучих азотистых оснований в пищевом этиловом спирте, заключающийся в титровании соляной кислотой аммонийного азота (Comission Regulation (EEC) № 1238/92 of May 1992 determining the Community methods applicable in the wine sector for the analysis of neutral alcogol. Official Journal L 130, 15/05/1992, p.0013-0030) [2].

Однако данный известный способ также позволяет определять только суммарное содержание азота в спирте. Способ длительный, многостадийный. Чувствительность определения примесей низкая.

Известен способ определения азотистых оснований, растворенных в водной среде, предусматривающий электрофоретическое разделение определяемых примесей путем ввода анализируемой пробы под давлением в капилляр, заполненный электролитом, воздействия на анализируемую пробу в капилляре электрическим полем при поддержании рабочей температуры капилляра, последующей регистрации примесей с использованием кондуктометрического детектора, снабженного рабочей ячейкой, при поддержании рабочей температуры рабочей ячейки, последующее только качественное определение индивидуальных примесей по полученной электрофореграмме (Haber С. et all. J. Cap. Elec., 1996, № 3, p.1) [3].

Данный известный способ, основанный на капиллярном электрофорезе, является наиболее близким аналогом предлагаемого способа. Однако этот способ описан для анализа только водных растворов. Его применение для анализа проб промежуточных продуктов спиртового производства, пищевого этилового спирта или алкогольных напитков не описано. Воспроизведение этого известного способа для определения специфических летучих азотистых оснований, характерных для спиртового производства, не позволяет получить информативный результат. Возможности данного известного способа ограничиваются определением только тех примесей, которые содержатся в питьевой воде. При соблюдении режимных параметров данного известного способа не удается провести количественное определение летучих азотистых примесей, характерных для спиртового производства.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является обеспечение возможности ускоренного качественного и количественного определения летучих азотистых оснований в промежуточных продуктах спиртового производства, в этиловом спирте и в алкогольных напитках.

Достигается указанный технический результат тем, что способ определения примесей летучих азотистых оснований в промежуточных продуктах спиртового производства, этиловом спирте и алкогольных напитках предусматривает электрофоретическое разделение определяемых примесей путем ввода анализируемой пробы под давлением в капилляр, заполненный электролитом, воздействие на анализируемую пробу в капилляре электрическим полем при поддержании рабочей температуры капилляра, последующую регистрацию примесей с использованием кондуктометрического детектора с рабочей ячейкой при поддержании ее рабочей температуры, качественное и количественное определение индивидуальных примесей по полученной электрофореграмме, при этом электролит содержит 24-26 ммоль/л водного раствора гистидина, 24-26 ммоль/л водного раствора 2-морфолиноэтансульфоновой кислоты и 1,5-2,5 ммоль/л краун-эфира, анализируемую пробу вводят в капилляр под давлением 30-50 мбар в течение 10-13 с, рабочее напряжение электрического поля составляет 28-30 кВ, а рабочая температура капилляра и рабочей ячейки кондуктометрического детектора составляет 24-26°С.

Рекомендуется использовать капилляр с внутренним диаметром 50 мкм и с эффективной длиной 50-80 см.

Целесообразно использовать бесконтактный кондуктометрический детектор.

Собственные исследования показали, что для обеспечения возможности быстрого одноразового определения до 13 специфичных для спиртового производства летучих азотистых оснований необходимо соблюдать предлагаемые режимные параметры капиллярного электрофоретического разделения этих примесей, содержащихся в среде этилового спирта. Продолжительность определения 6-12 мин. Ошибка определения составляет 2-6%. Пороговая чувствительность 0,05 мг/л. При выходе за предлагаемые пределы режимных параметров точность и чувствительность определения резко ухудшаются.

На чертеже представлена электрофореграмма спиртового раствора искусственной смеси 13 летучих азотистых оснований.

Ниже приведены примеры реализации изобретения.

Пример 1. Анализировали приготовленный раствор в этиловом спирте искусственной смеси 13 летучих азотистых оснований, которые могут присутствовать в промежуточных продуктах спиртового производства, в пищевом этиловом спирте или в алкогольных напитках: аммиак, путресцин, метиламин, кадаверин, диметиламин, этиламин, этаноламин, пирролидин, пропиламин, изопропаноламин, изобутиламин, изоамиламин, фенилэтиламин. Концентрация каждого летучего азотистого основания в спиртовом растворе составляла 1 мг/мл. Для анализа использовали капиллярный электрофорез по способу согласно изобретению. Используемый для определения электролит содержал 24 ммоль/л водного раствора гистидина, 24 ммоль/л водного раствора 2-морфолиноэтансульфоновой кислоты и 1,5 ммоль/л краун-эфира. Анализируемую пробу вводили в капилляр под давлением 30 мбар в течение 13 с. Капилляр имел внутренний диаметр 50 мкм и эффективную длину 80 см. Рабочее напряжение электрического поля составляло 28 кВ. Рабочая температура капилляра и рабочей ячейки бесконтактного кондуктометрического детектора составляла 24°С. Полученная электрофореграмма представлена на чертеже. Способом согласно изобретению в одно определение качественно и количественно определены все 13 летучих азотистых оснований, содержащихся в анализируемом растворе. Продолжительность определения 12 мин. Ошибка определения - 2%.

Пример 2. Анализировали образец пищевого этилового спирта. Для анализа использовали капиллярный электрофорез. Электролит содержал 26 ммоль/л водного раствора гистидина, 26 ммоль/л водного раствора 2-морфолиноэтансульфоновой кислоты и 2,5 ммоль/л краун-эфира. Анализируемую пробу вводили в капилляр под давлением 50 мбар в течение 10 с. Капилляр имел внутренний диаметр 50 мкм и эффективную длину 50 см. Рабочее напряжение электрического поля составляло 30 кВ. Рабочая температура капилляра и рабочей ячейки бесконтактного кондуктометрического детектора составляла 26°С. В образце определены 3 летучих азотистых основания: аммиак, диметиламин и пропиламин в количествах, соответственно, 0,15 мг/л, 0,05 мг/л и 0,08 мг/л. Продолжительность определения 6 мин.

Пример 3. Анализировали образец промежуточного продукта спиртового производства пищевого этилового спирта (непастеризованный спирт). Для анализа использовали капиллярный электрофорез. Электролит содержал 25 ммоль/л водного раствора гистидина, 25 ммоль/л водного раствора 2-морфолиноэтансульфоновой кислоты и 2,0 ммоль/л краун-эфира. Капилляр имел внутренний диаметр 50 мкм и эффективную длину 65 см. Анализируемую пробу вводили в капилляр под давлением 40 мбар в течение 11 с. Рабочее напряжение электрического поля составляло 28 кВ. Рабочая температура капилляра и рабочей ячейки кондуктометрического детектора составляла 25°С. В анализируемой пробе определили два летучих азотистых основания: 0,19 мг/л аммиака и 0,22 мг/л пропиламина. Продолжительность определения 9 мин.

Пример 4. По методике примера 1 нализировали образец водки. В образце определили 0,08 мг/л аммиака и 0,1 мг/л диметиламина. Продолжительность определения 12 мин.

Таким образом, способ согласно определению позволяет быстро и с высокой точностью определять примеси в виде летучих азотистых оснований в промежуточных продуктах спиртового производства, в этиловом спирте и в алкогольных напитках.