Determinación de azucares reductores en diversas muestras de vino utilizando el método de Fehling

Determinación de azucares reductores en diversas muestras de
vino utilizando el método de Fehling
Autor: Juan Nieto, 19051
Departamento de Ciencias y Humanidades, Universidad Del Valle de Guatemala, Guatemala.
Laboratorio de Química Analítica, Sección 11, Hoja de trabajo 7.
Fecha: 16/05/2020
Resumen:
En esta práctica se determinó la cantidad en gramos por litro (g/L) de azucares reductores
en diversas muestras de vino, y clasificarlos de acuerdo con nuestros resultados. Para esto
se realizó una titulación utilizando el licor de Fehling y el método propuesto por Cobos
et al., 2017.Los resultados fueron comparados con los obtenidos en un segundo laboratorio
para obtener un porcentaje de error. Se encontró que las muestras 1, 2 y 3 mostraban una
cantidad de azúcar promedio de 16.7±0.02 g/L, 22.0±0.03 g/L y 3.90±0.003 g/L
respectivamente. Clasificando los vinos, la muestra 1 sería un vino semiseco, la muestra 2
un vino semidulce y la muestra 3 un vino seco. Comparando con el segundo laboratorio, se
obtuvo un porcentaje de error de 1.96%, 0.165% y 11.4% para las muestras 1, 2 y 3
respectivamente.
Palabras Clave: azucares reductoras, método de Fehling, azúcar en vino.
Cálculo de resultados y análisis de error:
1. Reacción:
𝐴𝑧ú𝑐𝑎𝑟𝑒𝑠 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 (𝐴. 𝑅. ) + 𝐶𝑢2+ → 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠 𝑜𝑥𝑖𝑑𝑎𝑑𝑜𝑠 + 𝐶𝑢+
3 𝐶𝑢+ + 3𝑂𝐻 − → 𝐶𝑢𝑂𝐻𝑎𝑚𝑎𝑟𝑖𝑙𝑙𝑜 + 𝐶𝑢2 𝑂𝑟𝑜𝑗𝑜 + 𝐻2 𝑂
2. Determinación de azucares reductores por el método de Fehling:
𝑨. 𝑹.𝒈 = 0.041 𝑔 ×
𝑳
1000 (
𝑁
𝑚𝐿
)
𝐿
11
1
× 10 × 𝐷 =
45.1 𝑔 (
𝑁
𝑚𝐿
)
𝐿
1
×𝐷
Donde:
▪ 0.041=Gramos de azúcar invertido contenidos en 8.2 mL de Licor de
Neubauer, que reaccionan con 15 mL de Licor de Fehling.
▪ 11/10 = Dilución realizada por la adición de acetato de plomo.
▪ N=Volumen del filtrado consumidos en la titulación
▪ D= Dilución del filtrado
a. Dilución de la muestra 1:
𝑉
20𝑚𝐿
𝐷 = 𝑉0 = 100𝑚𝐿 = 0.2 = 20%
𝑓
2
2
0.02
0.02
𝛿 = 0.2 × (√( 20 ) + ( 100 ) ) = ±0.0002 … ≈ 2 × 10−4
b. Determinación de la cantidad de azúcar en la muestra 1, titulación 1:
45.1 𝑔(
𝑚𝐿
)
𝐿
𝐴. 𝑅.𝑔 = (13.3 𝑚𝐿)×(0.2)= 17.0 g/mL (±2x10-4 g/mL)
𝐿
c. Incertidumbre:
2×10−4 2
𝑔
17.0 𝑚𝐿 × (√(
0.2
0.02 2
𝑔
) + (13.3) ) = 0.03 … ≈ 0.03 𝐿
3. Promedio de azucares reductoras en la muestra 1:
a.
𝑔
𝐿
(17.0+16.3+16.7)
b. 𝛿 =
3
𝑔
0.03 ×√3
𝐿
3
𝑔
𝑔
= 16.7 𝐿 (±0.02 𝐿 )
𝑔
= 0.02 𝐿
4. Desviación estándar:
(17.0−16.7)𝟐 +(16.3−16.7)2 +(16.7−16.7)2
𝑠=√
2
𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛:
0.309
16.7
𝑔
= 0.309 𝐿
× 100% = 1.85%
5. Intervalo de confianza:
Al 95% (t=4.3027):
0.309×4.3027
𝑔
𝑔
16.7 ±
= 16.7 ± 0.767 𝐿 = (15.933 − 17.467) 𝑙
√3
6. Porcentaje de error:
%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
|16.7−17|
17
× 100% = 1.96%
Resultados:
Cuadro 1. Cantidad de azúcares reductores en 3 muestras de vino.
Azucares reductoras (g/L) Muestra 1
Muestra 2
Muestra 3
22.1 (±0.05)
3.89 (±0.005)
Titulación 1 17.0 (±0.03)
21.9 (±0.05)
3.91 (±0.005)
Titulación 2 16.3 (±0.03)
22.1 (±0.05)
3.90 (±0.005)
Titulación 3 16.7 (±0.03)
16.7 (±0.02)
22.0 (±0.05)
3.90 (±0.003)
Promedio
±0.309 (1.85%) 0.124 (0.562%) 0.0103 (0.264%)
Desviación Estándar
±0.767
±0.308
±0.0256
Intervalo de confianza
1.96%
0.165%
11.4%
% Error
(Cantidad de azúcares reductores encontrados en tres diferentes muestras de vino mediante
su titulación por método de Fehling. Para cada muestra se hicieron tres réplicas de la
titulación. Los resultados están expresados en gramos de azúcar por litro de solución (g/L))
Discusión
El objetivo de este artículo es presentar los resultados obtenidos del análisis de
determinación de azúcares en muestras de vino, con el objetivo de clasificar tres diferentes
muestras de acuerdo con su cantidad de azúcar por litro (ver anexos). Para esto se utilizó el
método de Fehling, Causse, Bonnans, para determinación de azúcares reductores,
propuesto por Cobos et al., 2017. Para esto, las tres muestras fueron diluidas al 20% y se
efectuó la defecación con acetato de plomo y carbón activado. Este es un tratamiento
necesario para eliminar compuestos contaminantes y tinciones que puedan afectar la
titulación, y así obtener una solución cristalina y limpia. El plomo es una sustancia
altamente nociva que puede ser absorbida, ingerida o inhalada. Afecta los tejidos blandos,
la médula ósea y el sistema nervioso. Por tal razón, se recomienda tomar todas las
precauciones necesarias durante su manejo. En algunos casos, es posible utilizar reactivos
menos tóxicos o simplemente realizar la defecación con carbón activado, aunque la
precisión de la titulación se reduce.
La solución obtenida se filtra y se traslada a una bureta para titular una solución de licor de
Fehling. El licor de Fehling contiene sales de cobre para efectuar la reacción 1. La sal
también contiene una mezcla de tartrato de sodio y potasio que ayuda a mantener los
reactivos en solución, mientras que precipitan los productos. La solución se calienta para
mantener los reactivos disueltos mientras se efectúa la titulación. Un indicador de azul de
metileno fue utilizado para observar de mejor manera el punto de equilibrio, aunque el licor
de Fehling es un auto indicador. La reducción de iones de cobre (II) a cobre (I) causa un
cambio de color de azul a amarillo. Por cada muestra se efectuaron tres titulaciones. El
volumen de solución azucarada utilizado para cada titulación se encuentra en los anexos.
La cantidad de azucares reductoras en cada muestra se calculó utilizando la ecuación 2. Los
resultados de cada muestra fueron promediados, y analizados estadísticamente. Estos
aparecen en la tabla 1. Se encontró que la cantidad en gramos de azúcares por litro de vino
en la muestra 1 fue de 16.7±0.02 g/L promedio, 22.0±0.03 g/L para la muestra 2, y
3.90±0.003 g/L para la muestra 3. De acuerdo con la clasificación establecida para vinos de
acuerdo con su cantidad de azucares (anexos), la muestra 1 se clasifica como vino
semiseco, la muestra 2 como vino semidulce y la muestra 3 como vino seco.
Un segundo laboratorio efectúo una determinación de azucares con las mismas tres
muestras, y encontró que los valores de cantidad de azúcar fueron de 17 g/L, 22 g/L, y 3.5
g/L. Tomando estos como valores teóricos, se obtuvo un porcentaje de error de 1.96% para
la muestra 1, 0.165% para la muestra 2, y 11.4% para la muestra 3. Es importante aclarar
que se utilizaron todas las cifras no significativas de nuestros resultados para encontrar el
porcentaje de error. Por lo tanto, se obtuvo una gran exactitud para la tres muestras,
especialmente para la 1 y la 2. La razón por la que se obtuvo un porcentaje de error más
alto en las muestras con menos azúcar es porque el carbono activado utilizado durante la
defecación retiene un porcentaje del azúcar de la solución. La cantidad de azúcar que
retiene, aunque pequeño, puede representar un error más grande para muestras con una
cantidad de azúcar pequeña.
La desviación estándar obtenida fue de ±0.309 g/L para la muestra 1, ±0.124 g/L para la
muestra 2, y ±0.0103 g/L. Esto representa un coeficiente de variación de 1.85%, 0.562% y
0.262% para las muestras 1, 2 y 3 respectivamente. Como puede ver, los resultados son
muy precisos, lo que se debe en gran parte al proceso de defecación. De acuerdo con Cobos
et al, 2017, la precisión de los resultados depende de la defecación del vino y que
compuestos se utilizaron para realizarla. Para una prueba rápida y poco precisa se
recomienda solo hacer la decoloración con carbono activado, mientras que pruebas más
rigurosas y de alta precisión como la que se realizó aquí requieren el tratamiento con
acetato de plomo. La utilización de sales mercúricas hubiera rendido una precisión aún más
alta, que en este caso no es necesaria (Cobos et al., 2017).
Para cada muestra se calculó el intervalo de confianza, en donde se encuentra el valor real
de cantidad de azúcar de la muestra poblacional. Para la muestra 1, este fue de 15.93317.467 g/L; para la muestra 2, de 21.692-22.308 g/L; y para la muestra 3, de 3.874-3.926
g/L. Ninguna de las clasificaciones antes otorgadas cambian en los intervalos dados. La
baja amplitud de los intervalos de confianza se debe a la alta precisión de los datos.
Conclusiones.
• La cantidad de azúcar promedio para las muestras de vino 1, 2 y 3 fue de 16.7±0.02
g/L, 22.0±0.03 g/L y 3.90 ±0.003 g/L respectivamente. De acuerdo con la
clasificación establecida, estos valores corresponden a un vino semiseco (muestra
1), un vino semidulce (muestra 2), y un vino seco (muestra 3).
• Comparando con los resultados del segundo laboratorio, se obtuvo un porcentaje de
error de 1.96% para la muestra 1, 0.165% para la muestra 2, y 11.4% para la
muestra 3. El error es más grande para las muestras con menor azúcar porque existe
una mayor variación en la retención del azúcar por parte del carbón activado. A
pesar de esto, los resultados son bastante exactos.
• La desviación estándar para las muestras fue de ±0.309 g/L para la muestra 1, 0.124
g/L para la muestra 2, y 0.0103 g/L para la muestra 3. La alta precisión que
representan estas desviaciones se debe en gran parte por la utilización del acetato de
plomo durante la defecación.
Bibliografía
Cobos, D., Germano, L., Malovini, E., & Paladino, S. (2017). ¿Es posible determinar
azúcares reductores en vinos por el método Fehling Causse Bonnans, sin utilizar
acetato neutro de plomo? Is it possible measure reducing sugar in wines by Fehling
Causse Bonnans method, without using neutral lead acetate? Revista de la Facultad
de Ciencias Agrarias, 49, 197-204.
Alemán, R. (2020). Práctica Número 13: MÉTODO DE FEHILNG. Universidad del Valle de
Guatemala. Extraído de:
https://uvg.instructure.com/courses/14509/discussion_topics/80213
Anexos
1. Tabla 2. Clasificación de vinos con respecto a la cantidad de azúcar (g/L):
Clasificación
Cantidad de azúcar (g/L)
Seco
<4
Semiseco
12-18
Semidulce
18-45
Dulce
>45
2. Datos originales:
Tabla 3. Dilución de la muestra
Volumen inicial de la muestra
Volumen final
20±0.02 mL
100±0.05 mL
(Dilución de las diferentes muestras de vino. Todas las muestras fueron diluidas de
la misma manera).
Tabla 4. Volumen de solución azucarada consumido en la titulación
Muestra
Titulación 1
Titulación 2
Titulación 3
1
13.3±0.02 mL
13.8±0.02 mL
13.5±0.02 mL
2
10.2±0.02 mL
10.3±0.02 mL
10.2±0.02 mL
3
58.0±0.02 mL
57.7±0.02 mL
57.8±0.02 mL
(Volumen de solución diluida de vino tratado utilizada para la titulación de Licor de
Fehling con indicador de azul de metileno.)