Copolymères adsorbants PVI/PVP- CODEX

RÉSOLUTION OIV-OENO 262-2014

COPOLYMERES ADSORBANTS PVI/PVP - CODEX

L’ASSEMBLEE GENERALE,

VU l'article 2 paragraphe 2 iv de l'accord du 3 avril 2001 portant création de l'organisation internationale de la vigne et du vin

SUR PROPOSITION de la Sous-Commission des méthodes d’analyse et d’appréciation des vins, et du groupe d’experts « Spécifications des produits œnologiques » ;

CONSIDÉRANT les travaux du groupe d’experts « Sécurité alimentaire » et l’avis favorable donné par ce groupe d’experts lors de sa 21^ème session du 27 mars 2014,

CONSIDÉRANT les résolutions Oeno 1/2007 et Oeno 2/2007 relatives aux pratiques oenologiques,

DECIDE de compléter le Codex oenologique international par la monographie suivante et de modifier en conséquence les fiches correspondantes du Code international des pratiques oenologiques:

COPOLYMERES ADSORBANTS DE POLYVINYLIMIDAZOLE/POLYVINYLPYRROLIDONE (PVI/PVP)

(

Nº CAS 87865-40-5

1. OBJET, ORIGINE ET DOMAINE D’APPLICATION

Les copolymères adsorbants de PVI/PVP sont des poudres insolubles et légèrement hygroscopiques. Ils sont produits par polymérisation « popcorn » de N-vinylimidazole (N° CAS 1072-63-5) et de N-vinyl-2-pyrrolidone (N° CAS 88-12-0), dans une proportion de 9 :1. Le N, N´-divinylimidazolidin-2-one (N° CAS 13811-50) est utilisé comme agent réticulant à hauteur de moins de 2 % de la masse totale des monomères.

Les copolymères adsorbants de PVI/PVP sont ajoutés au moût ou au vin conformément aux fiches décrites dans le Code des pratiques œnologiques de l’OIV à des doses inférieures à 500 mg/l.

Les copolymères adsorbants de PVI/PVP peuvent être ajoutés au moût ou au vin afin de prévenir les défauts causés par des teneurs en métaux trop élevées ou pour réduire les concentrations indésirablement élevées en métaux.

Le moût ou le vin doivent être filtrés à travers un media filtrant dont le diamètre des pores ne dépasse pas 3 microns et avec une pression de filtration n’excédant pas 0,8 bars.

2. SYNONYMES

Terpolymère de 1-vinylimidazole,1-vinylpyrrolidone et 1,3-divinyl imidazolidinone.

Copolymère à réticulation transversale de vinylimidazole/vinylpyrrolidone.

3. ETIQUETAGE

L’étiquetage doit mentionner que le copolymère adsorbant de PVI/PVP est à usage oenologique. Les conditions de conservation et de sécurité doivent également être indiquées.

L’étiquetage doit mentionner une date limite d’utilisation de 3 ans.

4. CARACTERES

Poudre de couleur blanche à jaunâtre.

Le copolymère adsorbant de PVI/PVP est insoluble dans pratiquement tous les solvants courants. Il est donc impossible de mesurer le poids moléculaire.

5. ESSAIS

5.1. Perte à la dessiccation

Tarer une capsule en métal de 50 mm de diamètre. Placer entre 0,8 et 1,4 g de copolymère adsorbant de PVI/PVP, préalablement mélangé et pesé de manière précise dans le récipient. Peser l’ensemble dans une balance fermée. Sécher dans une étuve à 140°C ± 5°C pendant 1 heure. Laisser refroidir dans un dessiccateur. Peser.

La perte à la dessiccation doit être inférieure à 5%.

5.2. Cendres

Chauffer un creuset de porcelaine jusqu’au rouge sombre, laisser refroidir dans un dessiccateur et peser. Placer 1,5 g de copolymère adsorbant de PVI/PVP dans le creuset et incinérer à masse constante dans un four à moufle à 800°C ± 25°C, en laissant le creuset refroidir dans un dessiccateur après chaque incinération, la durée de la première incinération étant de 6 heures. Le cas échéant procéder à une pré-incinération de l’échantillon.

Le poids des cendres doit être inférieur à 0,02 %.

5.3. Préparation de la solution pour essais:

Après la pesée des cendres, les dissoudre dans 1 ml d’acide chlorhydrique concentré (R) et 10 ml d’eau distillée. Chauffer pour activer la dissolution. Porter à 20 ml avec de l’eau distillée. 1 ml de cette solution contient les matières minérales de 0,075 g de copolymère adsorbant de PVI/PVP.

5.4. Zinc

Sur la solution pour essais préparée au point 5.3, doser le zinc selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en zinc doit être inférieure à 1 mg/kg.

5.5. Fer

Sur la solution pour essais préparée au point 5.3, doser le fer selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en fer doit être inférieure à 1 mg/kg.

5.6. Cuivre

Sur la solution pour essais préparée au point 5.3, doser le cuivre selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en cuivre doit être inférieure à 1 mg/kg.

5.7. Plomb

Sur la solution pour essais préparée au point 5.3, doser le plomb selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en plomb doit être inférieure à 2 mg/kg.

5.8. Cadmium

Sur la solution pour essais préparée au point 5.3, doser le cadmium selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en cadmium doit être inférieure à 1 mg/kg.

5.9. Arsenic

Ne pas utiliser la solution pour essais préparée au point 5.3.

Doser l’arsenic selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en arsenic doit être inférieure à 2 mg/kg.

5.10. Mercure

Ne pas utiliser la solution pour essais préparée au point 5.3.

Doser le mercure selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en mercure doit être inférieure à 1 mg/kg.

5.11. Impuretés organiques

Procéder à la détermination des impuretés organiques selon a méthode décrite à l’Annexe 1.

Les limites d’impuretés organiques doivent être les suivantes:

La teneur en Vinylpyrrolidone doit être inférieure à 5 mg/kg
La teneur en Vinylimidazole doit être inférieure à 10 mg/kg
La teneur en Divinylimidazolidinone doit être inférieure à 2 mg/kg
La teneur en Pyrrolidone doit être inférieure à 50 mg/kg
La teneur en Imidazole doit être inférieure à 50 mg/kg

5.12. Mesure de l’azote total

Placer environ 450 mg du copolymère adsorbant PVI/PVP (prise d’essai m en mg) dans un matras à minéralisation, ajouter 10 g de Catalyseur Missouri ^[1], et 3 perles de verre. Laver toutes les particules qui adhèrent au col du matras avec une faible quantité d’acide sulfurique (R). Ajouter en tout 20 ml d’acide sulfurique (R), en le faisant couler le long des parois du matras et mélanger le contenu par rotation. Continuer l’opération d’analyse selon la méthode décrite au Chapitre II.

La teneur en azote total doit être comprise entre 26,0 et 29,0% par rapport au poids sec.

5.13. Solubilité en milieu aqueux

Placer 10 g de copolymère adsorbant de PVI/PVP dans une fiole jaugée de 200 ml contenant 100 ml d’eau. Agiter le flacon et laisser reposer le contenu pendant 24 heures. Filtrer sur une membrane filtrante de 2,5 μm de diamètre de pores, puis sur une membrane filtrante de 0,8 μm de diamètre de pores. Le résidu sec restant après évaporation du filtrat sur un bain d’eau doit être inférieur à 0,5%.

5.14. Solubilité dans l’acide et dans l’alcool

Introduire 1 g de copolymère adsorbant de PVI/PVP dans un flacon contenant 500 ml du mélange suivant:

Acide acétique : 3 g

Ethanol : 10 ml

Eau : 100 ml

Laisser reposer 24 heures. Filtrer sur une membrane filtrante de 2,5 μm de porosité, puis sur une membrane filtrante de 0,8 μm de diamètre de pores. Concentrer le filtrat sur un bain d’eau. Finir l’évaporation sur un bain d’eau dans une capsule de silice tarée de 70mm de diamètre. Le résidu sec restant après évaporation doit être inférieur à 1%, en tenant compte de tout le résidu de l’évaporation des 500 ml du mélange acide acétique-éthanol-eau.

5.15. Détermination et limites des monomères dans les moûts et les vins

5.15.1. Méthode analytique

Procéder à la détermination selon la méthode décrite en annexe 2

5.15.2. Limites des monomères dans le vin ^[2]

La teneur en Vinylpyrrolidone doit être inférieure à 10 µg/l

La teneur en Vinylimidazole doit être inférieure à 10 µg/l

La teneur en Pyrrolidone doit être inférieure à 25 µg/l

La teneur en Imidazole doit être inférieure à 150 µg/l

6. CONSERVATION

Le copolymère adsorbant de PVI/PVP doit être conservé dans un endroit frais. Les récipients doivent être secs et fermés hermétiquement.

Annexe 1

Détermination par chromatographie gazeuse des monomères constitutifs et/ou impuretés susceptibles d'être contenus dans des copolymères de vinylpyrrolidone-vinylimidazol (vinylimidazol, vinylpyrrolidone, pyrrolidone, divinyléthylène-urée et imidazol)

1. Principe

Recherche et dosage des monomères constitutifs et/ou impuretés susceptibles d'être contenus dans des copolymères de vinylpyrrolidone-vinylimidazol (vinylimidazol, vinylpyrrolidone, pyrrolidone, divinyléthylène-urée et imidazol).

L'analyse s'effectue par chromatographie en phase gazeuse capillaire en utilisant un détecteur spécifique des composés azotés (NSD). Les substances à analyser sont préalablement extraites du polymère par l'acétone.

2. Gamme des teneurs à déterminer

Vinylimidazol : 2-55 µg/g

Vinylpyrrolidone : 2-50 µg/g

Pyrrolidone : 2-70 µg/g

Divinyléthylène-urée : 2-33 µg/g

Imidazol : 2-50 µg/g

3. Réactifs, matériel de référence

3.1. Copolymères vinylpyrrolidone-vinylimidazol ;

3.2 . Vinylimidazol, M(C₅H₆N₂) = 94,12 g/mol

pureté > 99 % (CG), par ex. Fluka, article n° 95005

(R : 22-34, S : 26-36/37/39-45)

3.3. Vinylpyrrolidone (1-vinyl-2-pyrrolidone), M(C₆H₉NO) = 111,14 g/mol

pureté = 99,8 % (CG), par ex. Fluka, article n° 95060

(R : 20/21/22-36/37/38-40, S : 26-36/37/39)

3.4. Pyrrolidone, (2-pyrrolidone), M(C₄H₇NO) = 85,11 g/mol

pureté > 99 % (CG), par ex. Fluka, article n° 83300

(R : 36/37/38, S : 26-36)

3.5. Divinyléthylène-urée (N,N-divinylimidazolidone), M(C₇H₁₀N₂O) = 138,17 g/mol

pureté ≥ 99 % (CG), matériel de référence BASF

(R : 36/38-40, S : 26-36/37)

3.6. Imidazol, (C₃H₄N₂) = 68,08 g/mol

pureté > 99,5 % (CG), par ex. Fluka, article n° 56748

(R : 22-34, S : 26-36/37/39-45)

3.7. Benzonitrile,

pureté > 99 % (CG), par ex. Merck-Schuchardt, article n° 801800

(R : 10-35, S : 23-26-45)

3.8 Acétone,

pureté ≥ 99 % (CG), par ex. Fluka, article n° 00585

(R: 11, S : 9-16-23-33)

4. Appareillage

4.1. Chromatographe en phase gazeuse avec échantillonneur automatique, injecteur split, détecteur spécifique des composés azotés (NSD).

4.2. Colonne capillaire en silice fondue, avec un film de polyéthylène glycol, (par ex. DB-Wax, J&W Scientific)

Longueur : 30 m

Diamètre intérieur : 0,25 mm

Epaisseur du film : 0,5 µm

4.3. Système informatique d'acquisition des données

4.4. Balance analytique sensible à 0,1 mg

4.5. Verrerie et appareils de laboratoire courants

4.6. Agitateur rotatif pouvant recevoir des flacons de petite capacité par ex. 50 ml.

5. Solutions

5.1. Solution de l'étalon interne

Benzonitrile, à 250 µg/ml dans l’acétone (3.8)

5.2. Solution mère de calibrage

Préparer une solution mère de calibrage de concentrations différentes dans l’acétone (3.8) contenant du vinylimidazol, de la vinylpyrrolidone, de la pyrrolidone, de ladivinyléthylène-urée et de l’imidazol à la dose de 250 mg/l à 1000 mg/l.

5.3. Solutions de calibrage

Préparer au moins deux solutions de calibrage de concentrations différentes dans l’acétone (3.8). Chaque solution doit contenir une quantité appropriée d'étalon interne ainsi que du vinylimidazol, de la vinylpyrrolidone, de la pyrrolidone, de la divinyléthylène-urée et de l’imidazol de telle sorte que les points de calibrage englobent la valeur en cours de mesure.

A titre d’exemple

4 µl-200 µl de solution mère (5.2) + 24 ml d’acétone (3.8)+ 1 ml de solution d'étalon interne (5.1)

6. Conditions chromatographiques à titre d’exemple

Températures :

Injecteur : 220 °C

Four : 160 °C

Puis programmation à raison de 5 °C/min jusqu'à 210 °C

Isotherme final : 210 °C, 7 min

Détecteur (NSD) : 250 °C

Gaz vecteur : hélium

Pression tête de colonne : 140 kPa (1,4 bar)

Split : 10 ml/min

Balayage du septum :5 ml/min

Volume injecté : 1,0 µl

7. Vérification préalable du système analytique

7.1. Résolution

Préparer une solution de benzonitrile et de vinylimidazol (10 et 2 µg/ml dans l’acétone).

Injecter cette solution dans le chromatographe dans les conditions décrites au point 6

L'analyse est jugée satisfaisante lorsque la résolution des deux pics chromatographiques est au moins de 1,5 (R >1,5) : retour à la ligne de base entre les deux pics.

7.2. Sensibilité

Pour vérifier la sensibilité :

1 Effectuer une analyse préalable d'un échantillon (8.1) dans les conditions décrites au point 6

2 ajouter à l’échantillon 2 µg/g de divinyléthylène-urée puis refaire une analyse dans les conditions décrites au point 6

Si l’échantillon ne contient pas de divinyléthylène-urée Le système est adapté lorsque le pic de la divinyléthylène-urée rajoutée présente un rapport signal/bruit de 10 au minimum.

Si l’échantillon contenait de la divinyléthylène-urée on doit observer une augmentation nette du signal.

8. Mode opératoire

8.1. Préparation des échantillons

Peser env. 2 g d’échantillon avec une précision de 0,1 mg puis les mélanger à 1 ml de solution d'étalon interne (5.1) et 24 ml d’acétone (3.8). Ensuite, extraire l’échantillon pendant 4 h sur l’agitateur rotatif (4.6) puis analyser la solution surnageante dans les conditions décrites au point 6.

Pour les déterminations de routine, analyser chaque échantillon deux fois.

8.2. Chromatogrammes en phase gazeuse

Extrait par l'acétone d'un copolymère (fig. 1)

Extrait par l'acétone d'un copolymère supplémenté avec des analytes (Fig. 2)

9. Calcul

9.1. Facteur de calibrage

Facteur de calibrage de chromatographie gazeuse f(i) :

Avec :

A(i)₀= surface du pic de l’analyte i dans le chromatogramme de la solution de calibrage (mVs)
m(i)₀= masse initiale du produit de référence i dans la solution de calibrage [mg]
A(I.S.)₀= surface du pic de l'étalon interne dans le chromatogramme de la solution de calibrage (mVs)
m(I.S.)₀= masse initiale de l'étalon interne dans la solution de calibrage [mg]

La proportion massique w(i) de l’analyte i se calcule de la manière suivante :

Avec :

w(i) = proportion massique de l’analyte i [µg/g]
A(i) = surface du pic de l’analyte i dans le chromatogramme de la solution d’échantillon (mVs)
A(I.S.) = surface du pic de l'étalon interne dans le chromatogramme de la solution d’échantillon (mVs)
m(I.S.) = masse initiale de l'étalon interne ajouté à l’échantillon [µg]
m(s) = masse initiale de l’échantillon [g]
f’(i) = facteur de calibrage moyen de chromatographie gazeuse

Pour les déterminations de routine, le résultat est arrondi à une valeur entière.

10. Caractéristiques de la méthode

10.1. Spécificité, sélectivité

Dans le chromatogramme, les pics sont identifiés d'après leur temps de rétention en comparaison avec le temps de rétention des solutions de substances pures (3.2 à 3.6) injectées dans les mêmes conditions.

Vérifier que les constituants de l’échantillon ont un temps de rétention différent de celui de l'étalon interne et que la résolution entre les pics est toujours supérieure à 1,5.

10.2. Linéarité

Lors du calibrage, les facteurs de calibrage ont été déterminés sur 6 niveaux de concentrations pour chaque analyte. Les courbes de calibrage sont des droites (cf. fig. 3-7) avec les coefficients de détermination suivants :

Vinylimidazol: R² = 0,9987

Vinylpyrrolidone : R² = 0,9999

Pyrrolidone : R² = 0,9956

Divinyléthylène-urée: R² = 0,9937

Imidazol: R² = 0,9982

10.3. Limite de détermination

Les mesures de calibrage permettent d’évaluer les limites de détermination suivantes :

Vinylimidazol : 2 µg/g

Vinylpyrrolidone : 2 µg/g

Pyrrolidone : 2 µg/g

Divinyléthylène-urée : 2 µg/g

Imidazol : 2 µg/g

10.4. Précision

Pour déterminer la précision dans des conditions répétitives, un échantillon de copolymère a été analysé 6 fois : (Tableau 1)

Tableau 1

		Vinylimidazol	Vinylpyrrolidone	Pyrrolidone	Divinyléthylène-urée	Imidazol
1. Détermination	[µg/g]	ndt*	ndtt**	4,1	ndtt	10,7
2. Détermination	[µg/g]	ndt	ndtt	4,3	ndtt	10,8
3. Détermination	[µg/g]	ndt	ndtt	4,2	ndtt	11,5
4. Détermination	[µg/g]	ndt	ndtt	4,3	ndtt	11,8
5. Détermination	[µg/g]	ndt	ndtt	3,9	ndtt	10,2
6. Détermination	[µg/g]	ndt	ndtt	3,9	ndtt	10,8
Moyenne	[µg/g]	ndt	ndtt	4,1	ndtt	11,0
Ecart type	[µg/g]			0,2		0,6
Coef. de variation	%			4,8		5,1
imprécision mesure	[µg/g]			0,6		1,7
impréc. mesure rel.	%			14		15

*ndt = non déterminable

**ndtt= non détectable

Dans l’échantillon, la vinylpyrrolidone et la divinyléthylène-urée n’ont pas pu être détectées et le vinylimidazol n’a pas pu être quantifié.

10.4.1. Répétabilité

L’échantillon copolymère a été supplémenté avec tous les analytes puis analysé à 6 reprises. La précision dans des conditions de répétition peut être déduite des taux de répétition pour la vinylpyrrolidone, la divinyléthylène-urée et le vinylimidazol. (Tableau 2)

Tableau 2

		Vinylimidazol	Vinylpyrrolidone	Pyrrolidone	Divinyléthylène-urée	Imidazol
1. Détermination	[%]	102,3	112,4	97,0	103,3	90,7
2. Détermination	[%]	98,5	101,9	89,6	102,1	91,7
3. Détermination	[%]	111,8*	111,5	105,7	111,1	112,6*
4. Détermination	[%]	102,7	103,3	91,9	104,8	94,5
5. Détermination	[%]	104,2	101,0	89,3	102,7	97,0
6. Détermination	[%]	100,4	104,9	90,4	110,3	95,4
Moyenne	[%]	101,6	105,8	94,0	105,7	93,9
Ecart type	[%]	2,2	4,9	6,4	3,9	2,6
Coef. de variation	[%]	2,2	4,7	6,8	3,7	2,8
imprécision mesure	[%]	6,6	14,8	19,2	11,8	7,8
impréc. mesure rel.	[%]	7	14	20	11	8

* = valeur aberrante selon Dixon

10.5. Taux de récupération d'ajouts

Le taux de récupération peut être calculé à partir du tableau 2,

Vinylimidazol : 101,6 %

Vinylpyrrolidone : 105,8 %

Pyrrolidone : 94,0 %

Divinyléthylène-urée : 105,7 %

Imidazol : 93,9 %

Remarque

Applicabilité à d’autres copolymères de vinylpyrrolidone-vinylimidazol

La méthode a été validée pour le Divergan HM. On peut partir du principe que la détermination est également valable pour d’autres copolymères de vinylpyrrolidone-vinylimidazol.

Annexes

Fig. 1 : Chromatogramme de l'extrait du copolymère (avec étalon interne.)

Fig. 2 Chromatogramme de l'extrait du copolymère (avec étalon interne), supplémenté par 2,1 µg/g de vinylimidazol, 2,1 µg/g de vinylpyrrolidone, 3,9 µg/g de pyrrolidone, 2,1 µg/g de divinyléthylène-urée, 12,7 µg/g d’imidazol.