食品分析-酸度的测定

第七章酸度的测定第一节概述一、酸度的概念1.食品中的几种酸度①总酸度——指食品中所有酸性成分的总量。包括在测定前已离解成H+的酸的浓度（游离态），也包括未离解的酸的浓度（结合态、酸式盐）。其大小可借助标准碱液滴定来求取，故又称可滴定酸度。②有效酸度——指被测溶液中H+的浓度。反映的是已离解的酸的浓度，常用pH值表示。其大小由pH计测定。pH的大小与总酸中酸的性质与数量有关，还与食品中缓冲物的质量与缓冲能力有关。•活度——强电解质，因为总离子浓度高，离子间的力大，参加化学反应的有效浓度要比它的实际浓度低，所以，活度﹤浓度。•人的味觉只对H+有感觉，所以，总酸度高，口感不一定酸。•在一定的pH下，人类对酸味的感受强度不同。如：醋酸＞甲酸＞乳酸＞草酸＞盐酸一般食品在pH＜3.0，难以适口；pH＜5为酸性食品；pH5—6无酸味感觉。《食品色香味化学》黄梅丽等编轻工出版社③挥发酸——指食品中易挥发的有机酸，如甲酸、乙酸（醋酸）、丁酸等低碳链的直链脂肪酸，其大小可以通过蒸馏法分离，再借标准碱液来滴定。•挥发酸包含游离的和结合的两部分。④牛乳酸度外表酸度（固有酸度）真实酸度（发酵酸度）牛乳总酸度由两部分组成外表酸度——指刚挤出来的新鲜牛乳本身所具有的酸度。主要来源于酪蛋白、白蛋白、柠檬酸盐、磷酸盐等。约占牛乳的0.15—0.18%(以乳酸计）•真实酸度（发酵酸度）——指牛乳在放置过程中，在乳酸菌作用下使乳糖发酵产生了乳酸而升高的那部分酸度。•若牛乳中含酸量超过0.15%-0.20%，即表明有乳酸存在，因此习惯上将0.2%以下含酸量的牛乳称为新鲜牛乳，不新鲜的牛乳总酸量﹥0.20％，若达0.3%就有酸味，0.6%就能凝固。牛乳酸度表示法⑴用Tº表示牛乳的酸度，Tº指滴定100mL牛乳样品消耗0.1000mol/L氢氧化钠溶液的mL数。或滴定10mL牛乳所用去的0.1000mol/L氢氧化钠的mL数乘以10，即为牛乳的酸度。•新鲜牛乳的酸度为16-18Tº。•⑵以乳酸的百分数来表示，与总酸度计算方法同样，用乳酸表示牛乳酸度。二、酸度测定的意义㈠有机酸影响食品的色、香、味及稳定性。㈡食品中有机酸的种类和含量是判断其质量好坏的一个重要指标。㈢利用食品中有机酸的含量和糖含量之比，可判断某些果蔬的成熟度。（一）食品中常见的有机酸种类见80页表7-1、7-2（二）食品中常见的有机酸含量见81页表7-3～7-5果蔬及其食品中常见的有机酸77777(三）食品中酸的来源：p80⑤生产加工不当，贮藏、运输中污染①原料带入②加工过程中人为加入③生产中有意让原料产酸④各种添加剂带入第二节酸度的测定一、总酸度的测定（滴定法）（一）原理用标准碱液滴定食品中的酸，中和生成盐，用酚酞做指示剂。当滴定终点(pH=8.2，指示剂显红色)时，根据耗用的标准碱液的体积，计算出总酸的含量。反应式：RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O试剂⑴0.1mol∕LNaOH标准溶液，(可按GB601配制)【补充：质量∕体积浓度】注意：正确配制、准确标定、妥善保存。⑵1%酚酞指示剂称取酚酞1g溶解于100ml95%乙醇中。变色范围pH（8.2~10.0）。为何以pH8.2为终点而不是pH7?因为食品中有机酸均为弱酸，用强碱滴定生成强碱弱酸盐，显碱性。一般pH8.2左右，故选酚酞为指示剂。此盐在水解时生成金属阳离子，弱酸，OHˉ。故显碱性。例：CH3COONa+H2O→CH3COOH+Na++OHˉ（二）操作方法⑴样液的制备①固体样品、干鲜果蔬、蜜饯及罐头样品用粉碎机或高速组织捣碎机粉碎，混合均匀。取适量样品（约25g，精确至0.01g）最后用碱量≮5ml，最好在10—15ml，用150ml水将样品移入250ml容量瓶中，在75—80℃水浴上加热半小时，冷却，加水至刻度，用干燥滤纸过滤，弃去初液，收集滤液备用。②含CO2的饮料、酒类，要先除CO2。③调味品及不含CO2的饮料、酒类，直接取样。④咖啡样品，粉碎，加乙醇，放置过夜。⑤固体饮料，加水研磨，定容，过滤。⑵测定滴定用移液管吸取滤液50ml，注入三角瓶中，加入酚酞指示剂3~5滴。用0.1mol/L的NaOH溶液滴定至浅（微）红色且30秒不褪色。记录消耗的NaOH量。注：用碱式滴定管，先用水洗净，检查是否漏液，排气泡，再使用。（三）计算P82总酸度=（CVKV0/mV1）×100•式中：C－标准NaOH溶液的浓度，mol/L；•V－滴定消耗标准NaOH溶液体积，mL；•M－样品质量或体积，g或mL；•V0－样品稀释液总体积，mL；•V1－滴定时吸取的样液体积，mL；•K－换算系数，即1mmolNaOH相当于主要酸的克数。因食品中含有多种有机酸，总酸度的测定结果通常以样品中含量最多的那种酸表示。要在结果中注明以哪种酸计。K值的变化见公式下边说明。（四）讨论1.上述方法适用于各种浅色食品的总酸的测定。如果是深色样品可采取以下措施：①滴定前把（50ml样液已放入三角瓶内的）再用无CO2水稀释一倍。②若还不行，在上述快到终点时，用小烧杯取出2~3ml液体，再加入20ml水稀释，观察。③如果样液颜色过深或浑浊，则宜用电位滴定法，经测pH值来定终点，一边滴定，一边电磁搅拌，到规定的pH值时为终点。•2.食品中的酸是多种有机弱酸的混合物，用强碱滴定测其含量时滴定突跃不明显，其滴定终点偏碱，一般在pH8.2左右，故可选用酚酞作终点指示剂。•3.样品浸渍，稀释用的蒸馏水不能含有CO2，因为CO2溶于水中成为酸性的H2CO3形式，•影响滴定终点时酚酞颜色变化，无CO2蒸馏水在使用前煮沸15min并迅速冷却备用。必要时须经碱液抽真空处理。•样品中CO2对测定亦有干扰，故在测定之前对其除去。•4.样品浸渍，稀释之用水量应根据样品中总酸含量来慎重选择，为使误差不超过允许范围，一般要求滴定时消耗0.1mol/LNaOH溶液不得少于5mL，最好在10-15mL。二、有效酸度（pH）值的测定在食品酸度测定中，有效酸度(pH值)的测定，往往比测定总酸度更有实际意义，更能说明问题，表示食品介质的酸碱性。测H﹢的活度(近似认为是浓度)。pH值的测定方法：①电位法(pH计法)②比色法③化学法—利用蔗糖的转化速度重氮基醋酸乙酯或乙缩醛的分解速度来求pH值。电位法(pH计法)1.原理以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入待测样液中，组成原电池，该电池电动势的大小，与溶液pH值有直线关系。E=E°-0.0591pH(25℃）2.适用范围本方法适用于各种饮料、果蔬及其制品，以及肉、蛋类等食品中pH值的测定。测定值可准确到0.01pH单位。3.仪器①酸度计pHS-29A型（手提式）pHS-2型（实验中使用的）pHS-25型（老型号）pHS-3C型（数字显示）Ph—HJ90B型（盒式）②231型或221型玻璃电极玻璃电极头部是由特殊的敏感玻璃薄膜制成，是电极的主要部分，仅对氢离子有作用，里边为Ag.AgCl泡在0.1mol/L盐酸溶液中。a)231型玻+232型甘汞电极，可测试pH0～14。221型玻+222型甘汞电极，可测试pH1～9。b)新电极或很久未用的干燥电极，必须先浸在蒸馏水或0.1mol/L的盐酸溶液中24小时以上。c)每换一次样液，须将电极用蒸馏水清洗一次，擦干再用。③232型或222型甘汞电极甘汞电极内装HgHg2Cl2KCl(饱）（a)甘汞电极的两个橡胶小帽，使用时应摘下，用完后还应戴上。（b)检查内部KCl是否能接近侧口，不能有气泡存在。（c）安装时要让内部KCl液面高于外边被测样的液面。④现有复合电极将两个电极装在一起，有保护措施，E-201-0型试剂：缓冲溶液（标准）注意使用温度是20℃，自己配制要用优级纯试剂，也可购买配好的药品，溶解后使用。（色谱纯、优级纯、分析纯、化学纯、工业纯）4.操作方法(1)样品制备：①一般液体样品摇匀后可直接取样测定。②含CO2的液体样品，除CO2后再测，方法同总酸。③果蔬样品：榨汁后，取汁液直接测pH.果蔬干制品：取适量样品加数倍的无CO2水，于水浴上加热30分钟，捣碎，过滤，取滤液测定。④肉类制品：称取10克已除去油脂并捣碎的样品，加入100ml无CO2蒸馏水，浸泡15分钟，随时摇动，取滤液测定。⑤制备好的样品不宜久存，马上测定。（2）pHs-2型酸度计、pHS-3C型的使用（见实验讲义）三、挥发酸的测定食品中的挥发酸主要是低碳链的脂肪酸，主要是醋酸和痕量的甲酸、丁酸等。不包括乳酸、琥珀酸、山梨酸及CO2、SO2等。正常生产的食品中，其挥发酸的含量较稳定，若生产中使用了不合格的原料或违反正常的工艺操作，则会由于糖的发酵，而使挥发酸含量增加，降低食品的品质。因此挥发酸的含量是某些食品的一项质量控制指标。1.直接滴定法—通过水蒸气蒸馏或溶剂萃取，把挥发酸分离出来，然后用标准碱液滴定。特点：操作方便，较常用于挥发酸含量较高的样品。2.间接法测定—将挥发酸蒸发排除后，用标准碱滴定不挥发酸，最后从总酸中减去不挥发酸，即得挥发酸含量。总酸=挥发酸+不挥发酸特点：适用于样品中挥发酸含量较少，或在蒸馏操作的过程中蒸馏液有所损失或被污染。水蒸汽蒸馏法测总挥发酸(一）原理样品经适当的处理后，加适量磷酸使结合态挥发酸游离出来，用水蒸气蒸馏分离出总挥发酸，经冷却、收集后，以酚酞做指示剂，用标准碱液滴定至微红色，30秒不褪色为终点，根据标准碱的消耗量计算出样品总挥发酸含量。反应式同“总酸度的测定”。•适用范围：适用于各类饮料、果蔬及其制品、发酵制品、酒等中间挥发酸含量的测定。•试剂①0.1mol∕LNaOH标准溶液，配法同前。②1%酚酞乙醇溶液，配法同前。③10%磷酸溶液，称取10.0g磷酸，用少许无CO2水溶解，并稀释至100ml。（二）仪器①水蒸气蒸馏装置见下页。②电磁搅拌器除含CO2样品中的CO2。（三）样品处理方法①一般果蔬及饮料可直接取样。②含CO2的饮料、发酵酒类，须排除CO2③固体样品（如干鲜果蔬及其制品）及冷冻、粘稠等制品，取可食部分，加定量水，捣碎机粉碎。（四）测定①样品蒸馏取样品2—3g或25ml移到蒸馏瓶中，加50ml无CO2的水和1ml10％H3PO4溶液，连接水蒸汽蒸馏装置打开冷凝水，加热蒸馏至馏出液约300ml为止，于相同条件下作一空白试验（烧瓶内加50ml水代替样品）。②滴定将馏出液加热至60~65℃，加入3滴酚酞指示剂。用0.1mol∕L的NaOH滴定至微红30秒不褪色，记录数据。（五）结果计算食品中总挥发酸通常以醋酸的重量百分数表示。计算如下：X%=[(V1-V2)×C×0.06]×100∕m式中：X—以醋酸计，g∕100g(ml)样品。N—标准碱液的浓度，mol∕L。V1—样品蒸馏液滴定时所消耗的0.01mol∕LNaOH溶液的ml数。V2—对空白蒸馏液滴定时消耗的标准碱的量。m—样品质量或体积，g或ml。0.06—换算为醋酸的系数。（六）说明①样品中挥发酸如采用直接蒸馏法比较困难，因挥发酸与水构成有一定百分比的混溶体，并有固定的沸点。在一定沸点下，蒸汽中的酸与溶液中的酸之间有一个平衡关系，（即蒸发系数x),在整个平衡时间内x不变，故一般不采用直接蒸馏法。而水蒸气蒸馏中，挥发酸和水蒸气分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来，加速挥发酸的蒸馏速度。②在蒸馏前应先将水蒸气发生器中的水煮沸10分钟，或在其中加入2滴酚酞指示剂并加NaOH至呈浅红色，以排除其中的CO2,并用蒸汽冲洗整个装置。③溶液中总挥发酸包括游离态与结合态2种。而结合态挥发酸又不容易挥发出来，所以要加少许磷酸，使结合态挥发酸挥发出来。⑤滴定前，将蒸馏液加热至60~65℃，为了使终点明显，加速滴定反应，缩短滴定时间，减少溶液与空气接触的机会。以提高测定精度。⑥若样品中含SO2还要排除它对测定的干扰。•测定食品中各种挥发酸的含量，还可使用纸色谱法和气相色谱法。④在整个蒸馏装置中，蒸馏瓶内液面要保持恒定，不然会影响测定结果，另外，整个装置连接要好，防止挥发酸泄露。第三节食品中有机酸的分离与定量常用方法：气相色谱法、离子交换色谱法、高效液相色谱法。三