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1、第三节食品中酸类物质测定,食品中酸类物质测定,概述 酸度的概念 食品中的酸 食品酸度测定的意义 食品酸度的测定 总酸度的测定 有效酸度的测定 挥发酸的测定,1.1、酸度的概念,总酸度:指食品中所有酸性成分的总量。它包括未离解的酸的浓度和已离解的酸的浓度。其大小可用标准碱滴定来测定,故又称“可滴定酸度” 有效酸度:指被测溶液中H+的浓度。准确地说应是溶液中H+的活度,反映的是已离解的酸的浓度。常用pH值表示,其大小由酸度计(即pH计)测定 挥发酸:指食品中易挥发的有机酸,如甲酸、醋酸及丁酸等低碳链的直链脂肪酸,包含游离的和结合的两部分。其含量可通过蒸馏法分离,再借标准碱滴定测定,1.2、食品中的
2、酸,食品中常见的有机酸 食品中酸的种类很多,可分为有机酸和无机酸两类,但是主要为有机酸,而无机酸含量很少。通常有机酸部分呈游离状态,部分呈酸式盐状态存在于食品中;而无机酸呈中性盐化合态存在于食品中,有机酸:常见的有柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸及醋酸等,是食品酸度的主要来源。存在形式主要有游离状态和酸式盐状态 无机酸:含量很少,主要有盐酸、磷酸等,主要以中性盐形式存在,1.3、酸度测定的意义,食品中的酸不仅作为酸味成分,而且在食品的加工贮运及品质管理等方面被认为是重要的成分,测定食品中的酸度具有十分重要的意义。 有机酸影响食品的色、香、味及稳定性; 食品中有机酸的种类和含量是判断其
3、质量好坏的一个重要指标; 利用有机酸的含量与糖的含量之比,可判断某些果蔬的成熟度,2.1.1、总酸度的测定,1、原理:酸碱滴定法 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+NaOHRCOONa+H2O 适用范围:本法适用于各类色浅 的食品中总酸含量的测定,2.1.2、试剂及配制,0.1molL NaOH标准溶液 配制:称40gNaOH,加蒸馏水100ml,振摇溶解,冷却后加新煮沸过并已冷却的蒸馏水至1000ml,摇匀。 标定:以邻苯二甲酸氢钾基准试剂标定,酚酞作指示剂。 保
4、存:聚乙烯塑料瓶中,密封保持,定期标定 1%酚酞指示剂 称取酚酞1g溶解于60 ml 95%乙醇中,蒸馏水稀释至100mL。变色范围pH(8.210.0,2.1.3、操作方法,样品预处理: 含CO2 的饮料、酒类,要先除CO2 调味品及不含CO2 的饮料、酒类,直接 取样 咖啡样品,粉碎,加乙醇,放置过夜 固体饮料,加水研磨,定容,过滤 注:取样量以最终滴定所消耗的NaOH标液体积为依据,消耗量5 mL,最好为10 15 mL,样品预处理: 固体样品、干鲜果蔬、蜜饯及罐头 粉碎、混匀:粉碎机或组织捣碎机 取适量样品,用无CO2蒸馏水将其移入250mL容量瓶中,在7580水浴上加热0.5h,冷却
5、后定容 用干燥滤纸过滤,弃去初始滤液25mL,收集滤液备用,测定: 用移液管吸取样品滤液 50 mL,注入三角瓶中,加入酚酞指示剂35滴。用 0.1 mol/L 的 NaOH 标液滴定至浅红色且 30 秒不褪色。记录消耗的 NaOH 体积(mL) 注:用碱式滴定管,先用水洗净,检查是否漏液,标液润洗后排气泡,再使用,说明,1、除干扰色,澄清:上述方法适用于各种浅色食品的总酸的测定,对颜色较深的食品(如果汁类、酱油等),滴定时影响终点判断,可加大稀释比,也可用活性炭脱色,或改用电位滴定法测定。 2、由于食品中含有的酸为弱酸,在用强碱滴定时,其滴定终点偏碱性,一般pH在8.2左右,所以用酚酞做终点
6、指示剂。 3、除CO2:无论是配制溶液、制备样液还是稀释用的蒸馏水,都应去除CO2,因为它溶于水生成酸性的H2CO3,影响滴定终点时酚酞的颜色变化,一般的做法是分析前将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去水中的CO2。样品中若含有CO2也有影响,所以对含有CO2的饮料样品,在测定前须除掉CO2。 4、减小滴定误差:一般要求滴定时消耗0.1mol/L NaOH不小于5ml,最好应在10-15ml左右。若太少,可增加样品用量,若太多,减少样品的液的用量,2.1.4、结果计算,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。各种酸相对于NaOH的换算系数(K值,2.2.1、有效酸
7、度的测定,在食品酸度测定中,有效酸度的测定往往比测定总酸度更具有实际意义。其大小说明了食品介质的酸碱性 有效酸度常以pH值表示:pH值是溶液中H+活度(近似认为浓度)的负对数,即pH= - lg H+ pH值的测定方法有: 电位法:即pH计法 比色法:有试纸法和标准管比色法 化学法:利用蔗糖转化速度、重氮基醋酸乙酯或乙缩醛的分解速度来求出pH值,2.2.2、电位法(pH计法,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: EE0一0.0591 pH(25) 即在25时,每相差一个pH值单位就产生59.1mV的电池电动
8、势,利用酸度计测量电池电动势并直接以pH表示,故可从酸度计表头上读出样品溶液的pH值,适用范围:适用于各种饮料、果蔬及其制品及肉、蛋类等食品中pH值的测定。测定值可准确到0.01pH单位,仪器,酸度计的校正 使用前的准备:pH计在使用前处于待机状态;电极部分浸泡于3mol/L KCl的电极储存液中。 开启酸度计电源,预热30min; 将电极小心从电极储存液中取出,用去离子水充分冲洗电极,冲洗干净后,自动滤纸吸干表面水(注意不要擦拭电极),用按“STANDARDIZE”键。 选择适当pH标准缓冲液,将电极浸入缓冲溶液中,搅拌均匀,数值稳定后按“ENTER”键校准,样液pH的测定 用去离子水反复冲
9、洗电极,滤纸吸干电极表面残留水份后,将电极浸入待测溶液。(待测溶液如果辅以磁力搅拌器搅拌,可使电极响应速度更快) 测量过程中等待数值达到稳定出现“S”时,即可读取测量值。 使用完毕后,将电极用去离子水冲洗干净,滤纸吸干电极上的水份,浸于3mol/L KCl溶液中保存,注意,新电极或很久未用的干燥电极,必须预先浸在蒸馏水或者0.1mol/L盐酸容液中24小时以上 玻璃电极的玻璃球膜壁薄易碎,使用时应特别小心;若玻璃膜上有油污,则将玻璃电极依次浸入乙醇、乙醚、乙醇中清洗,最后再用蒸馏水冲洗于净 甘汞电极中的氯化钾中为饱和溶液,为避免在室温升高时,氯化钾变为不饱和,建议加入少许氯化钾晶体,但应防止晶
10、体堵塞甘汞电极陶瓷砂芯通道 在使用甘汞电极时,要把电极上部的小橡皮塞拔出,并使甘汞电极内氯化钾溶液的液面高于被测样液的液面 为了尽量减小误差,应该选用pH值与待测样液pH值相近的标准缓冲溶液校正仪器 酸度计用标准缓冲溶液校正后,其调零及定位旋钮切不可再动 食品的pH值与其总酸度之间没有严格的比例关系,pH值大小不仅取决于总酸中酸的性质与数量,而且还受该食品中缓冲物质量及其缓冲能力大小的影响,2.2.3比色法:利用不同的酸碱指示剂来显示pH值,比色法是利用不同的酸碱指示剂来显示pH,由于各种酸碱指示剂在不同的pH范围内显示不同的颜色,故可用不同指示剂的混合物显示各种不同的颜色来指示样液的pH。
11、试纸法适用于固体和半固体样品pH的测定。 将滤纸裁成小片,放在适当的指示剂溶液中,浸渍后取出干燥即制成pH试纸 用一干净的玻璃棒沾上少量样液,滴在经过处理的试纸上(有广泛与精密试纸之分)使其显色,在23秒后,与标准色板比较,以测出样液的pH值 此法简便、经济、快速,但结果不甚准确,仅能粗略地测定各类样液的pH值,标准管比色法适用于色度和浑浊度甚低的样液pH的测定。 用标准缓冲溶液配制一不同pH值的标准系列,再各加适当的酸碱指示剂使其于不同pH下呈不同颜色,即形成标准色管 在样液中加入与标准缓冲溶液中相同的酸碱指示剂,显色后与标准色管的颜色进行比较,与样液颜色最为相近的标准色管中缓冲溶液的pH值
12、即为待测样液的pH值 此法仅适用于色度和混浊度很低的样品,结果不甚准确,其测定仅能准确到0.1pH单位,2.3.1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,2.3.2挥发酸的测定方法,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 间接法测定将挥发酸蒸发
13、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的情况,2.3.3水蒸汽蒸馏法测总挥发酸,1、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终点,根据标准碱的消耗量计算样品总挥发酸含量 反应式:RCOOH+NaOHRCOONa+H2O 2、适用范围 适用于各类饮料、果蔬及其制品、发酵制品、酒等样品中挥发酸含量的测定,3、试剂 0.1molLNaOH标准溶液,配法同前 1
14、%酚酞乙醇溶液,配法同前 10%磷酸溶液,称取10.0g磷酸,用少许无CO2水溶解,并稀释至100ml 4、仪器 水蒸气蒸馏装置 电磁搅拌器:除含样品中的CO2,2.3.4 样品处理方法,一般果蔬及饮料可直接取样。 含CO2的饮料、发酵酒类,须排除CO2 :方法是取80100ml(g)样品于锥形瓶中,在用电磁搅拌器的同时,于低真空下抽气24分钟以除去CO2; 固体样品(如干鲜果蔬及其制品)及冷冻、粘稠等制品:先取可食部分加入定量水(冷冻制品须先解冻),用高速组织捣碎机捣成浆状,再称取处理样品10克 ,加无CO2蒸馏水溶解并稀释至25ml,2.3.5 测定,样品蒸馏 取样品2-3g或25ml移到
15、蒸馏瓶中,加50ml无 CO2的水和1ml 10H3PO4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)。 滴定 将馏出液加热至 60 65,加入3滴酚酞指示剂。用 0.1 mol/L的NaOH滴定至微红30秒不褪色,记录数据,2.3.6计算,食品中总挥发酸通常以醋酸的重量百分数表示,计算公式如下: 式中: m样品质量或体积,g或ml; V1样液滴定消耗标准NaOH的体积,ml; V2空白滴定消耗标准NaOH的体积,ml; c标准NaOH溶液的浓度,mol/L; 0.06换算为醋酸的系数,即1mmol NaOH相当于
16、醋酸的克数,注意事项,采用直接蒸馏法蒸馏挥发酸比较困难:因为挥发酸与水构成有一定百分比的混溶体,并有固定的沸点。在一定的沸点下,蒸汽中的酸与留在溶液中的酸之间有一个平衡关系(蒸发系数x),在整个平衡时间内x不变,故一般不用直接蒸馏方式。而用水蒸汽蒸馏时,挥发酸与水蒸汽是和水蒸汽分压成比例地从溶液中一起蒸馏出来,因而加速了挥发酸的蒸馏速 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,溶液中总挥发酸包括游离态的与结合态的。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,整个蒸馏过程中,要保持蒸馏瓶内液面恒定,不然会影响测定结果,另外蒸馏装置密封要好,防止挥发酸泄露 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,若样品中含 SO2 还要排除它对测定的干扰:在已用标准碱液滴定过的馏出液中加入5mL25H2SO4酸化,以淀粉溶液作指示剂,用0.02molL I2滴定至蓝色,10秒不褪为终点,并从计算结果中扣除此滴定量(以醋酸