Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЬТОЗЫ, ГЛЮКОЗЫ, ФРУКТОЗЫ В ПОЛУПРОДУКТАХ СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

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.

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/дм³, 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/дм³ сорбата калия, 8 г/дм³ 10%-ного водного раствора цетилтриметил-аммоний-основания, 36 г/дм³ глицерина, 0,16 г/дм³ гидроокиси калия, при отрицательной полярности и длине волны детектирования 254 нм.

Недостатками данного известного способа являются использование дорогостоящих реактивов, меньший диапазон измерений массовой концентрации углеводов, до 10 г/дм³, 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.

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 см³/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.

Пример 1. 5-мл пробу сусла фильтровали через бумажный фильтр, микродозатором отбирали 1 см³ 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 см³/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 см³, мальтозу, 7,1 г/100 см³ и фруктозу, 0,96 г/100 см³.

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 см³ 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 см³/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.