Коньячные спирты

Химический состав коньячных спиртов

Компоненты коньячного спирта делятся на вещества, переходящие при перегонке из виноматериалов, и на вещества, образованные при выдержке в дубовых бочках. Последняя система классификации этих компонентов рассматривает вещества, перешедшие при перегонке виноматериалов вместе с летучими веществами, а вещества, образованные при выдержке – с нелетучими.

Летучие вещества.

 Главным компонентом коньячного спирта является этиловый спирт и вода. Остальные вещества следует рассматривать как примеси к этим двум основным компонентам. Высококачественный коньячный спирт в своем составе должен иметь определенный минимум летучих примесей (в противном случае такой коньячный спирт считается ректифицированным). Следует отметить, что чрезмерно большое количество летучих примесей ухудшает качество коньячного спирта.

В коньячных спиртах, кроме этилового спирта, найдено некоторое количество других алифатических спиртов: метанол, пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый и другие спирты.

Метиловый спирт (СН4ОН) характеризуется следующими показателями: молекулярная масса 32,04; плотность ρ=0,7913; температура плавления 97,7 оС, температура кипения 64,7 оС.

Метиловый спирт (метанол) - это бесцветная жидкость, в чистом виде ее запах напоминает этанол, смешивается с водой в любых соотношениях, хорошо растворяется во многих органических растворителях. Метанол – это отравляющая жидкость, вдыхание его паров также вредно, как и прием внутрь. В пищевых продуктах и напитках допускается не более 0,1 % об.

В грузинских и молдавских коньячных спиртах метанола содержится от следов до 0,08 %. В коньячных спиртах из красных виноматериалов количество метилового спирта заметно выше (в два раза и больше), чем в белых. Коньячные спирты, полученные по кахетинской технологии (выдержка на гребнях), содержит метанола 296...336 мг/дм3, что два раза выше, чем из виноматериалов, полученных по европейской технологии (136...288 мг/дм3).

Коэффициент ректификации метанола меньше единицы, поэтому при перегонке коньячных виноматериалов он переходит в хвостовую фракцию. В процессе окисления перманганатом калия метиловый спирт переходит в муравьиный альдегид, дающий с фуксинсернистой кислотой (лучше хромотроповая кислота) стойкий фиолетовый цвет. Такая реакция может быть использована при качественном определении метанола в спиртовых напитках.

Этиловый спирт (этанол, С2Н5ОН) имеет молекулярную массу 46,07, плотность ρ=0,789, температуру кипения 78,35 оС и температуру плавления 114,5 оС. Это главный продукт спиртового брожения сахаров с характерным слабым запахом, бесцветная жидкость. С водой смешивается в любых соотношениях. При содержании 95,57 % мас. спирт кипит и перегоняется при постоянной температуре 78,15 оС.

Из химических свойств этилового спирта необходимо отметить следующие реакции: он легко замещает водород в гидроксильной группе на металл, легко образует алкоголят натрия и алкоголят алюминия, с кислотами образует сложные эфиры, а с альдегидами – полуацетали и ацетали. Окисление этанола в ацетальдегид происходит под действием растворимого в спирте кислорода. Этиловый спирт легко окисляется двуххромовокислым калием, перманганатом и другими окислителями, используемыми при количественном определении спирта. Растворимость кислорода в спирте в несколько раз выше, чем в воде (в связи с образованием эмульсии). Этиловый спирт в парообразном состоянии с воздухом образует горючие взрывные смеси. Так при концентрации паров спирта в воздухе, равной 3,28 %, смесь взрывается. Кроме того, пары спирта при постоянном вдыхании вредны для организма человека. Запах этилового спирта при концентрации 0,25 мг/дм3 легко ощущается в воздухе.

Высшие спирты.

 В виноделии и коньячном производстве высшие спирты рассматривают как сумму алифатических спиртов с содержанием углеродных атомов больше трех. Это пропиловый, бутиловый, амиловый, гексиловый, гептиловый, октиловый, нониловый и другие спирты, и их изомеры. В винах и коньяках их, в основном, определяют суммарно. Применяя современные приборы и хроматографию, их начали разделять на отдельные компоненты.

Пропиловый спирт (С3Н6ОН) имеет молекулярную массу 60,09, плотность ρ=0,8036, температуру плавления 126,1 оС, температуру кипения 97,2 оС. Он легко смешивается с водой, этиловым спиртом, бензолом и эфиром.

Бутиловый спирт (С4Н9ОН) имеет молекулярную массу 74,0, плотность ρ=0,80978, температуру кипения 117,4 оС. В холодной воде растворяется до 9 % при 15 оС.

Изобутиловый спирт (С4Н11ОН) имеет молекулярную массу 74,0, плотность ρ=0,802, температуру кипения 108,1 оС. В воде изобутиловый спирт растворяется в количестве около 10 % при температуре 15 оС, хорошо растворяется в спирте, эфире и бензоле.

Амиловый спирт (С5Н11ОН) имеет молекулярную массу 88,15, плотность ρ=0,814, температуру кипения 137,8 оС.

Изоамиловый спирт (С5Н11ОН) – оптически не активный, имеет молекулярную массу 88,15, плотность ρ=0,814, температуру кипения 132,1 оС. Представляет собой маслянистую жидкость с очень характерным неприятным запахом. Пары изоамилового спирта раздражают слизистую оболочку и вызывают кашель. Он плохо растворяется в воде, но хорошо растворяется в эфире, спирте и бензоле.

Изоамиловый спирт (С5Н11ОН) – оптически активный, имеет молекулярную массу 88,15, плотность ρ=0,819, температуру кипения 129,4 оС. Представляет собой также маслянистую жидкость, имеющую более резкий запах, чем неактивный изоамиловый спирт.

Оба изоамиловых спирта составляют наиболее значительную часть сивушных масел, при этом активного спирта содержится немного меньше.

Все высшие спирты являются основными незаменимыми компонентами летучих примесей коньячных спиртов. Их содержание колеблется в пределах 1000...3000 мг/дм3.

Образование высших спиртов при брожении виноградного сусла зависит от многих факторов: расы дрожжей, условий брожения (аэробные или анаэробные) и др. Заметно влияет на образование высших спиртов в бродящем сусле величина рН. При рН 2,6 зафиксировано минимальное количество высших спиртов. При рН 4,5 содержание высших спиртов увеличивается в два раза, а при дальнейшем увеличении рН содержание высших спиртов слабо снижалось.

Заметно влияет на образование высших спиртов и температура среды (при температуре брожения от 15 до 35 оС). Максимум образования высших спиртов установлен при температуре 20 оС, а при температуре брожения 35 оС количество высших спиртов уменьшается в четыре раза.

Влияние факторов интенсификации роста дрожжей (биотин, тиамин, пантотеновая кислота и др.) зависит от природы источников азота.

В настоящее время доказано, что сивушные спирты образуются не только из аминокислот, но также из сахаров при их сбраживании. Итак, высшие спирты могут быть как вторичными, так и побочными продуктами спиртового брожения. В целом, образование высших спиртов зависит от суммарной активности обмена дрожжей.

Таким образом, в коньячном спирте высшие спирты имеют двоякое происхождение. Первая их часть является составным компонентом эфирных масел винограда, перешедших сначала в виноматериалы, а потом в коньячный спирт при их перегонке. Другая часть обусловлена жизнедеятельностью дрожжей, образующих высшие спирты как из сахара, так и из аминокислот в результате дезаминирования или переаминирования с последующим дезаминированием.

Высшие спирты являются токсичными веществами. Эта токсичность повышается с увеличением молекулярной массы. Если токсичность этилового спирта принять за единицу, то токсичность изобутанола будет равняться четырем, а изоамилового спирта - 9,25.

С салициловым альдегидом высшие спирты дают характерный красный цвет, что используется при их количественном определении.

Органические кислоты. 

В выдержанных коньячных спиртах основными кислотами являются нелетучие кислоты, образованные при экстракции компонентов дуба (аминокислоты, дубильные вещества, ароматические и полиуроновые кислоты).

Основными кислотами свежеперегнанного коньячного спирта являются кислоты жирного ряда: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валерьяновая, капроновая, энантовая, каприловая, пеларгоновая, лауриновая, миристиновая и другие органические кислоты.

Ниже в таблице  приведена краткая характеристика органических кислот жирного ряда в коньячных спиртах.

Таблица Основные кислоты свежеперегнанного коньячного спирта жирного ряда

Название кислоты

Химичес-кая формула

Молеку-лярная масса

Плот-ность, г/см3, ρ

Темпер-тура плавле-ния, оС

Темпер-тура кипения, оС

Краткая характеристика

1

Муравьиная

НСООН

46,03

1,22

8,4

100,5

Бесцветная жидкость с едким запахом, смешивается с водой, спиртом, эфиром

2

Уксусная

С2Н4О2

60,05

1,049

16,6

118,2

Бесцветная жидкость с характерным запахом, растворяется в воде, спирте, эфире, бензоле

3

Пропионовая

С3Н6О2

74,08

0,9916

-20,8

141,3

Бесцветная жидкость с острым запахом, растворимая в воде, спирте, эфире

4

Масляная

С4Н8О2

88,10

0,9587

-5,5

163,0

Бесцветная жидкость, растворимая в спирте, эфире, запах неприятный

5

Валерьяновая

С5Н10О2

102,13

0,9387

-34,5

186,0

Жидкость с характерным запахом, растворяется в спирте, эфире, хуже в воде

6

Капроновая

С6Н12О2

116,16

0,9314

-3,9

205,3

Маслянистая жидкость с характерным запахом, растворяется в спирте и эфире

7

Энантовая

С7Н14О2

130,00

0,9184

-10,5

223,0

Маслянистая жидкость с характерным запахом

8

Каприловая

С8Н16О2

144,21

0,9100

16,3

237,5

Маслянистая жидкость, растворяется в спирте и эфире, бензоле хлороформе, горячей воде

9

Пеларгоновая

С9Н18О2

158,00

0,9057

12,5

253,0

Растворяется в спирте, эфире, бензоле

10

Каприновая

С10Н20О2

172,00

0,8858

31,5

268,4

-

11

Лауриновая

С12Н24О2

200,31

0,8707

44,1

299,2

Бесцветные иглы, растворимые в эфире, бензоле, спирте. Перегоняется с паром воды

12

Миристиновая

С14Н28О2

228,00

0,8533

58,0

250,5

-

В коньячных спиртах летучих кислот содержится от 80 до 1000 мг/дм3, а иногда и больше.

Кроме органических кислот, в коньячных спиртах и коньяках встречаются и минеральные кислоты. Главным образом, это сернистая и серная, образующаяся при ее окислении. Эти кислоты присутствуют в коньячных спиртах, изготовленных из сульфитированных виноматериалов. Количество общей сернистой кислоты (в перерасчете на SO2) в свежеперегнанном спирте может достигать 240 мг/дм3.

Величина рН в коньячных спиртах и коньяках заметно колеблется в зависимости от технологии, типа и их возраста. При фракционированной перегонке рН снижается. Например, если главная фракция имела рН 6,2, то средняя фракция (до крепости 42,5 %) имеет рН 4,0, а хвостовая – 3,2. Все это зависит как от содержания кислот, так и от крепости спирта, угнетающего диссоциацию карбокисильних групп. Поэтому в более крепких водно-спиртовых растворах величина рН одной и той же кислотности выше, чем в слабых растворах.

Наиболее резко изменяется рН в коньячных спиртах и коньяках в первые два года выдержки. Начиная с 10 лет выдержки рН практически не изменяется в пределах 4,1...4,0.

Сложные эфиры.

 Основную часть эфиров в коньячных спиртах и коньяках представляют этиловые эфиры жирных кислот, содержание которых, в большинстве случаев, колеблется от 300 до 1600 мг/дм3. К ним, в основном, относятся муравьиноэтиловый и уксусноэтиловый эфиры.

Муравьиноэтиловый эфир (С3Н6О) имеет молекулярную массу 74, плотность 0,91678 г/см3, температуру кипения 54,3 оС. В воде легко растворяется при температуре 25 оС.

Уксусноэтиловый эфир (этилацетат) (С4Н8О2) имеет молекулярную массу 88,10, плотность 0,9006 г/см3, температуру плавления – 83,6 оС, температуру кипения – 77,1 оС. Это бесцветная жидкость с эфирно-фруктовым запахом. В любых соотношениях смешивается с многими органическими растворителями (спиртом, эфиром, бензолом и др.).

Кроме этих эфиров в коньячных спиртах и коньяках найдены такие этиловые эфиры жирных кислот: этилпропианат (С7Н12О), этилбутират (С7Н12О2), этилвалерианат (С7Н14О2), этилкапронат (С8Н16О2), этиленантат (С9Н18О2), этилкапринат (С12Н24О2), этиллаурат (С14Н28О2)и др.

Кроме этиловых эфиров жирных кислот в коньячных спиртах найдены эфиры пропилового, бутилового, амилового, гексилового спиртов и их изомеров.

Как в коньячных спиртах, так и в коньяках главным компонентом сложных эфиров является этилацетат и энантовый эфир, образующиеся, в основном, дрожжами в процессе брожения. В зависимости от расы дрожжей или условий брожения количество энантового эфира может изменяться. В целом, содержание эфиров в коньячных спиртах и коньяках зависит от концентрации кислот и спиртов.

Очень важным свойством сложных эфиров является их способность омыляться под действием щелочей, что используется для их количественного определения.

Следует отметить, что при этом уксусноэтиловый эфир омыляется значительно легче, чем эфиры более висококипящих кислот, что используется для определения энантовых эфиров в коньячных спиртах. С гидроксиламином сложные эфиры образуют гидроксаматы, дающие в присутствии трехвалентного железа характерный темно-синий цвет.

Альдегиды и ацетали.

 Количество легколетучих альдегидов (алифатических) в коньячных спиртах находится в пределах 50...500 мг/дм3 абсолютного спирта. В целом, в коньячных спиртах найдены в значительных количествах такие легколетучие альдегиды, как уксусный, пропионовый, изомасляный и изовалериановый.

Уксусный альдегид (ацетальдегид, этаналь) (С2Н4О) имеет молекулярную массу 44,05; плотность ρ=0,783 кг/дм3, температуру плавления – 122,6 оС, температуру кипения – 20,8 оС. Это бесцветная легкоподвижная жидкость с резким характерным запахом, легко смешивается с водой, спиртом и эфиром. Реагирует с бисульфитом натрия и сернистым ангидридом.

Пропионовый альдегид (С3Н6О) имеет молекулярную массу 58,08; плотность ρ=0,807 кг/дм3, температуру плавления – 81 оС, температуру кипения – 49,1 оС. Это жидкость с удушливым запахом, смешивается со спиртом и эфиром, слабо растворимая в воде.

Изомасляный альдегид (С4Н8О) имеет молекулярную массу 72,0; плотность ρ=0,794 кг/дм3, температуру кипения – 64 оС.

Изовалериановый альдегид (С5Н10О) имеет молекулярную массу 86,13; плотность ρ=1,39 кг/дм3, температуру плавления – минус 51 оС, температуру кипения – 92,5 оС.

Все альдегиды в водных растворах присоединяют воду, поэтому они не поглощают свет в ультрафиолетовой области спектра. Очень важным свойством альдегидов является их реакция с бисульфитом и сернистой кислотой. Очень чувствительны альдегиды к действию окислителей, причем они способны и к самоокислению с образованием карбоновых кислот.

Характерной реакцией для альдегидов и кислот является взаимодействие их в кислой среде с 2,4-динитрофенилгидразином с образованием 2,4- динитрофенилгидразона, дающего в щелочной среде сильную красную окраску. Эту реакцию можно использовать для количественного определения альдегидов.

В коньячных спиртах общее содержание алифатических альдегидов колеблется в пределах от 30 до 300 мг/дм3. Основную часть из них составляет уксусный. Кроме того, в коньячных спиртах встречаются кротоновый, пропионовый, изомасляный и валерьяновый альдегиды.

При выдержке коньячных спиртов увеличивается только содержание уксусного альдегида, содержание остальных алифатических альдегидов снижается.

Альдегиды с коньячными спиртами образуют ацетали с выделением двух молекул воды. Стойкость ацеталей в щелочной среде значительно выше, чем в кислой, где они быстро омыляются до начальных альдегидов и спиртов.

В целом, образование ацеталей и полуацеталей в коньячных спиртах приводит к смягчению резких тонов в букете коньяка.

Согласно закону действия масс, в коньячных спиртах и коньяках основным фактором, влияющим на концентрацию ацеталей, является содержание спирта.

Важнейшими летучими соединениями, влияющими на качественные показатели коньяка, являются бутиленгликоль, ацетоин и диацетил, количество которых в коньячных спиртах составляет: бутиленгликоля – 6,1 мг/дм3; ацетоина – 4,6 мг/дм3 и диацетила – 1,6 мг/дм3. В коньячных спиртах содержатся еще и летучие амины, являющиеся хвостовыми примесями при перегонке виноматериалов.

Нелетучие вещества (экстрактивные вещества) коньячных спиртов представляют собой компоненты, извлеченные из дубовой бочки, и продукты их химических преобразований. Количество нелетучих веществ в коньячных спиртах зависит от температуры спиртов в процессе хранения, времени выдержки в бочках, емкости бочек, состава разных спиртов и ряда других факторов.

Французские коньяки содержат экстрактивных веществ от 4,5 до 12 г/дм3, армянские – от 9,86 до 9,62 г/дм3, итальянские – до 21,5 г/дм3, грузинские (выдержанные от 2 до 22 лет) – от 1,5 до 6,0 г/дм3.

Экстрактивные вещества при выдержке коньяков подвергаются разным химическим преобразованиям, образующим ряд летучих продуктов, таких как альдегиды, кислоты и др.

При выдержке коньячных спиртов в дубовой бочке происходит мацерация спиртом лигнина дуба и продуктов его распада (ароматических альдегидов и кислот), которые в дальнейшем подвергаются разным реакциям распада и полимеризации. Продукты дальнейшего преобразования лигнина в коньячном спирте очень разнообразные. В зависимости от растворимости в воде и эфире, а также летучести, лигниновый комплекс коньячных спиртов делится на ряд фракций:

·  нелетучие, водо - и эфирорастворимые;

·  нелетучие водорастворимые, эфиронерастворимые;

·  летучие, водо - и эфирорастворимые;

·  эфирорастворимые, водонерастворимые;

·  водонерастворимые и др.

Водонерастворимый лигнин представляет собой ту часть продуктов мацерации из дубовой клепки, которая при разведении спирта водой выпадает в осадок (водонерасторимая фракция). Элементарный состав такого лигнина следующий: водород – 5,67 %; углерод – 59,09 %; метоксильные группы – 11,38 % (данные Егорова И. А. и Скурихина И. М.)

Водорастворимая фракция лигнинового комплекса коньячного спирта составляет 85 % от общего количества. В состав этой фракции входят разные глюкозиды, гемикетали и эфиры (ароматические компоненты лигнина). Водорастворимые вещества лигнинового комплекса коньячного спирта легко окисляются перманганатом при определении дубильных веществ.

Около 30 % лигнинового комплекса коньячного спирта представлено веществами, растворимыми в эфире. В состав этих веществ входит ряд ароматических альдегидов (ванилин, сиреневый альдегид, оксибензальдегид, конифриловый альдегид, синаповый альдегид) и ароматические кислоты (ванилиновая кислота, сиреневая кислота, оксибензойная кислота). Вкратце рассмотрим их характеристику.

Ванилин (С8Н8О3) имеет молекулярную массу 152, плотность ρ=1,056, температуру плавления 81,2 оС, плохо растворяется в воде, легко – в спирте, хлороформе, эфире, сероуглероде и растворах щелочи. Имеет темно-синюю флуоресценцию.

Сиреневый альдегид (С9Н10О4) имеет молекулярную массу 182, температуру плавления 113 оС, растворяется в эфире, этаноле, хлороформе, уксусной кислоте, горячем бензоле, тяжело – в воде и лигроине, не растворяется в петролейном эфире. Соли сиреневого альдегида, калия и натрия имеют желтый цвет, растворимы в воде и спирте.

Оксибензальдегид (С7Н6О2) имеет молекулярную массу 122, температуру плавления 116 оС, легко кристаллизуется из воды, растворяется в горячей воде, этаноле, эфире, в холодной воде не растворяется.

Конифриловый альдегид (С10Н10О3) имеет молекулярную массу 178, температуру плавления 82,5 оС, кристаллизуется из бензола, растворяется в метаноле, этаноле, эфире, хлороформе, растворяется в лигроине. Дает зеленую флуоресценцию.

Синаповый альдегид (С11Н12О4) имеет молекулярную массу 208, температуру плавления 108 оС, легко растворяется в спирте и уксусной кислоте, практически не растворяется в воде, бензоле и эфире. В минеральных концентрированных кислотах растворяется с образованием сине-красной окраски. Дает зеленую флуоресценцию.

В целом, ароматические альдегиды имеют решающее значение в образовании букета выдержанных коньяков. Они дают ряд характерных цветных реакций (наиболее известная реакция с флороглюцином в соляной кислоте).

Ароматические кислоты появляются в результате окисления ароматических альдегидов в коньячных спиртах. Это ванилиновая кислота с молекулярной массой 168 и температурой плавления 207...210 оС, хорошо растворимая в этаноле и эфире; сиреневая кислота с молекулярной массой 198 и температурой плавления 204,5 оС, легко растворимая в эфире, этаноле и хлороформе; оксибензойная кислота с молекулярной массой 138, плотностью ρ=1,443 кг/дм3, температурой плавления 215 оС.

Все ароматические кислоты дают сильную реакцию с реактивами Волин-Дениса. В трехлетнем коньячном спирте количество ванилиновой и сиреневой кислот составляет по 0,16 мг/дм3, в пятнадцатилетнем коньячном спирте – резко увеличивается и достигает 0,5 мг/дм³ каждый.

Дубильные вещества (таниди). Этих веществ в коньячном спирте даже при длительной выдержке в дубовых бочках сравнительно немного (до 0,25 г/дм3). Но в коньячных спиртах содержатся в большом количестве вещества, близкие по химическому составу к дубильным веществам. Все они объединены между собой наличием пирогалловых гидроксильных групп и имеют общее название: дубильные вещества коньячного спирта.

Скурихин И. М. в своих опытах доказал, что дубильные вещества в коньячных спиртах могут находиться не только в свободном положении, но и в связанном с лигнином, а таниды коньячных спиртов не представляют собой однородного комплекса.

В зависимости от способности адсорбироваться кожаным порошком и от растворимости в водных растворах, дубильные вещества разделяются на три фракции:

1. Водонерастворимые, легко выделяемые из раствора после отгонки спирта. Их количество составляет 20...36 % от суммы дубильных веществ, растворенных в коньячном спирте.

2. Водорастворимые, которые остаются в растворе после отгона спирта и адсорбируются кожаным порошком. Их количество составляет 36...60 % от общей суммы танидов коньячного спирта.

3. Водорастворимые, не сорбирующиеся кожаным порошком. Их количество составляет 20...30 % от суммы танидов.

В коньячных спиртах в результате гидролиза дубильных веществ в заметных количествах появляется элаговая и галловая кислоты. Свойства этих кислот характеризуются следующими данными:

Элаговая кислота (С14Н6О8) имеет молекулярную массу 302, температуру плавления 360 оС. Кислота тяжелорастворима в воде и спирте, нерастворима в эфире, с FeCl3 дает зеленую окраску. Кислота образуется при гидролизе дубильных веществ дуба.

Галловая кислота (С7Н6О5) имеет молекулярную массу 170, кристаллизуется из воды с одной молекулой воды, нерастворима в хлороформе, бензоле. Галловая кислота имеет антиоксидантное действие по отношению к терпенам и жирным маслам, является постоянным сопутствующим компонентом древесины дуба.

Углеводы и продукты их преобразований. Углеводы и продукты их преобразований в коньячных спиртах представлены простейшими моносахарами – фруктозой, глюкозой, ксилозой, арабинозой, рамнозой, маннозой и небольшим количеством декстринов. Кроме того, при купаже коньяка добавляют колер (продукт карамелизации сахарозы) и сахарозу.

Фруктоза (С6Н12О6) – кетоспирт, имеет молекулярную массу 180, температуру плавления 102...104 оС, плотность ρ=1,669 кг/дм3. Одна из форм фруктозы фруктопираноза может существовать в двух модификациях: α и β-формах. В кристаллах всегда находится β-D-фруктоза. В водных растворах D-фруктоза представлена в виде фруктопиранозы и фруктофуранозы.

Глюкоза (С6Н12О6) – имеет молекулярную массу 180, температуру плавления 146 оС, плотность ρ=1,544 кг/дм3. Это многоатомный альдегидоспирт.

Альдегидная форма глюкозы имеет четыре асимметрические атома углерода, а в циклической форме появляется пятый асимметрический атом. Поэтому D-глюкоза может существовать в двух модификациях: α и β-формах. α-D-глюкоза тяжело растворяется в воде, а β- D-глюкоза более растворима в воде.

Как и все другие моносахара, глюкоза является сильным восстановителем. Нагревание глюкозы в растворах минеральных кислот приводит к потере трех молекул воды и образованию оксиметилфурфурола – маслянистой жидкости с запахом переспевших яблок, имеющей сильные восстанавливая свойства. В дальнейшем это вещество распадается на левулиновую и муравьиную кислоты.

Ксилоза (С5Н10О5) – имеет молекулярную массу 150,13, температуру плавления 154 оС, плотность ρ=1,535 кг/дм3. Это кристаллическое вещество, в два раза менее сладкая, чем сахароза. Ксилоза восстанавливает Феллинговую жидкость в той же мере, как и глюкоза, а при кипячении с разбавленными минеральными кислотами дает фурфурол.

Арабиноза (С5Н10О5) характеризуется как восстановитель Феллинговой жидкости с образованием оксида меди. Молекулярная масса 150,13, температура плавления 160 оС, плотность ρ=1,585 кг/дм3. Арабиноза представляет собой кристаллическое вещество, менее сладкая на вкус, чем глюкоза. Под действием разбавленных минеральных кислот теряет три молекулы воды и образует фурфурол.

Рамноза (С6Н12О5) кристаллизуется из одной молекулой воды, имеет молекулярную массу 182,17; гидрат рамнозы плавится при температуре близкой 93…97 оС, а безводная рамноза – при 122…126оС. Рамноза плохо растворяется в эфире, хорошо – в воде и спирте. На воздухе безводная рамноза поглощает воду и переходит в моногидрат. Рамноза имеет сладкий вкус, но сахароза слаще ее втрое, а глюкоза – вдвое.

Сахароза (С12Н22О11) при купаже коньяков является их неотъемлемой частью. Молекулярная масса 342,3, температура плавления 184…185оС, плотность ρ=1,583 кг/дм3. Это дисахарид, расщепляющийся под действием разбавленных минеральных кислот или фермента инвертазы на смесь равных количеств D-глюкозы и D-фруктозы (инвертный сахар).

Сахароза представляет собой кристаллическое бесцветное вещество, сладкое на вкус. Расплавленная сахароза при охлаждении застывает в стекловидную массу. Сахароза распадается до вещества, которое не кристаллизуется (карамель) при температуре выше точки плавления.

В эфире и хлороформе сахароза нерастворима, но хорошо растворяется в воде, в абсолютном спирте малорастворима, в водно-спиртовых растворах – лучше.

Колер представляет собой продукт карамелизации сахарозы при температуре 180…200оС, т. е. выше температуры плавления сахарозы. При карамелизации происходит дегидратация сахарозы с образованием разных полимерных продуктов: карамелей, органических кислот и других соединений. Цвет колера зависит не от бесцветных ангидридов сахарозы, а от гуминовых кислот, которые при этом образуются. Колер содержит от 35 до 60 % сахара. Он хорошо растворяется в коньячном спирте и воде. При разведении 1 мл в 1 л воды его цвет должен отвечать цвету 10 мл 0,1н йода в 1 л воды. Плотность колера равна 1,3...1,4 кг/дм3.

Если в коньячных спиртах сахароза не находится, то в коньяках (в результате добавления сахарного сиропа) ее содержание – до 25 г/дм3. Колер в основном добавляют только к ординарным коньякам.

Альдегиды фуранового ряда. Из этих альдегидов в коньячных спиртах найдены фурфурол, метилфурфурол и оксиметилфурфурол.

Фурфурол (С5Н4О2) имеет молекулярную массу 96,08, плотность ρ=1,1598 кг/дм3, температуру плавления – 38,7 оС, температуру кипения – 161,7 оС. Это бесцветная жидкость с характерным запахом, хорошо растворяется в спирте и эфире. При хранении фурфурол медленно раскладывается с образованием муравьиной кислоты и гуминовых веществ коричневого цвета. Фурфурол в кислой среде дает характерный розовый цвет с анилином. Эта цветная реакция используется для количественного определения.

Метилфурфурол (С6Н6О2) имеет молекулярную массу 110,0, плотность ρ=1,1072 кг/дм3, температуру кипения – 187 оС. Легко растворяется в тридцати частях воды.

Оксиметилфурфурол (С6Н6О3) имеет молекулярную массу 126, температуру плавления – 35...35,5 оС, температуру кипения – 114...116 оС. Хорошо растворяется в этаноле, воде, уксусноэтиловом эфире. Образуется при гидратации глюкозы и фруктозы.

Минеральные и другие вещества. В среднем в коньячных спиртах содержание золы колеблется от 0,034 г/дм3 и выше, в молодых коньячных спиртах до 0,118 г/дм3, в старых (больше 20 лет выдержки) около 1 % от экстракта.

Состав зольных элементов коньячных спиртов и коньяков во многих случаях зависит от состава дерева дуба. Можно ожидать присутствие К, Са, Na, Mg, Cl, P, Si и др. При перегонке виноматериалов, вследствие контакта с медной и железной аппаратурой, в коньячный спирт переходит заметное количество железа и меди. Коньячные спирты, сохраняемые в алюминиевых цистернах без покрытия, могут содержать до 20 мг/дм3 алюминия, который негативно отражается на вкусе и аромате спиртов.

При выдержке коньячных спиртов происходит закономерное увеличение экстрактивных веществ и золы, зольность (% золы в экстракте) при этом снижается, что обусловлено выпадением в осадок ряда элементов, входящих в состав минеральных веществ. Заметно уменьшается при выдержке коньячных спиртов количество таких элементов как Cu, Fe, Mg, что объясняется их осаждением в виде труднорастворимых солей дубильных и органических кислот. Содержание К і Na увеличивается в результате экстракции из древесины дуба и концентрирования вследствие испарения спирта из бочек при выдержке.

Согласно действующим технологическим инструкциям, в коньячных спиртах и коньяках допускается следующее количество тяжелых металлов: свинец – не допускается, железо – не более 1 мг/дм3, олово – не более 5 мг/дм3 и медь – не более 8 мг/дм3.

В коньячных спиртах, кроме минеральных веществ, содержатся и азотистые вещества, количество которых составляет около 2 % от экстрактивных веществ спиртов. Так, в 24-летнем коньячном спирте содержание общего азота достигает 82 мг/дм3. Среди азотистых веществ в коньячных спиртах преобладают такие аминокислоты как гликокол, глютаминовая кислота, пролин и др.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить