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1、食品分析与检验技术,主讲教师：,食品中酸类物质的测定,一、概述,（一）酸度的概念1.食品中的几种酸度 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。,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，所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。,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
2、滴定。挥发酸包含游离的和结合的两部分。,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:又叫固有酸度，是指刚挤出来的新鲜牛乳本身所具有的酸度，主要来源于鲜牛乳中酪蛋白，白蛋白柠檬酸盐及磷酸盐等酸性成分。外表酸度在酸牛乳中约占0.150.18%（以及乳酸汁）。真实酸度：又叫发酵酸度，是指牛乳放置过程中在乳酸菌作用下乳糖发酵产生了乳酸而升高的那部分酸度。若牛乳的含酸量超过了0.150.20%即认为有乳酸存在。习惯上把含酸量在0.20%以上的牛乳不列为鲜牛乳。,外表酸度和真实酸度之和即为牛乳的总酸度（而酸牛奶总酸度即为外表酸度），其大小可通过标准碱滴定来测定。,
3、牛乳酸度表示法 牛乳除按乳酸表示总酸外，还有一种表示法，用T表示，滴定酸度简称“酸度”。,牛乳T指滴定 100 ml 牛乳样品，消耗0.1 mol/L NaOH 溶液的 ml数，或滴定10 ml 样品，结果再乘10。新鲜牛乳的酸度常为16 18T。,（二）测定酸度的意义,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,果蔬中所含色素的色调，与其酸度密切相关，在一些变色反应中，酸是起很大作用的成分。如叶绿素在酸性下会变成黄褐色的脱镁叶绿素；花色素于不同酸度下，颜色亦不相同。果实及其制品口
4、味取决于糖，酸的种类，含量及其比例，酸度降低则甜味增加，各种水果及其制品正是因为适宜的酸味和甜味使之具有各自独特的风味。同时水果中的挥发酸含量也会给其特定的香气。,另外，食品中有机酸含量高，则pH值低，而pH值的高低对食品的稳定性有一定的影响，降低pH值能减弱微生物的抗热性和抑制其生长，所以pH植是果蔬罐头杀菌条件的主要依据；在水果加工中，控制介质pH值还可抑制水果褐变；有机酸能与Fe,Sn等金属反应，加快设备和容器的腐蚀作用，影响制品的风味和色泽；有机酸可提高维生素C的稳定性，防止其氧化。,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,挥发酸的种类是判断某些制品腐败的标准，如某些发
5、酵制品中有甲酸积累，则说明以发生细菌性腐败；挥发酸的含量也是某些制品质量好坏的指标，如水果发酵制品中含有0.1%以上的醋酸，则说明制品腐败；牛乳及乳制品中乳酸过高时亦说明以由乳酸菌发酵而产生腐败。,新鲜的油脂常是中性的，不含游离脂肪酸，但油脂在存放过程中，本身含有解脂酶会分解油脂而产生游离脂肪酸，使油脂败坏，故测定油脂酸度（以酸价表示）可判断其新鲜度。有效度也是判断食品质量的指标，如新鲜肉pH值为5.76.2，如pH值大于6.7，说明肉已变质。,（三）食品中有机酸的种类与分布,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
6、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。,食品中常见的有机酸,食品中常见的有机酸有柠檬酸，苹果酸，酒石酸，草酸，琥珀酸，乳酸，及醋酸等，这些有机酸有些是食品所固有的，如果蔬制品中的有机酸，有的是在食品加工中加入的，如汽水中的有机酸；有的是在生产、加工、储藏过程中产生的，如酸奶、食醋中的有机酸；有机酸在食品中的分布极不均衡，果蔬中所含有机酸种类较多，但不同果蔬中所含的有机酸种类也不同，酿造食品（如酱油，果酒，食醋）中也含有多种有机酸。,食品中酸的来源,生产加工不当，贮藏、运输中污染。,原料带入；,加工过程中人为加入；,生产中有意让原料产酸；,各种添加剂带入；,人的味觉只对H+有感
7、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 pH3.0，难以适口；pH 5 为酸性食品；pH 56 无酸味感觉。,小知识,二、酸度的测定,（一）总酸度的测定（滴定法）1.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+NaOHRCOONa+H2O,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
8、子，弱酸，OH。故显碱性。例：CH3COONa+H2OCH3COOH+Na+OH,2.适用范围本法适用于各类色浅的食品中总酸含量的测定。,3.试剂0.1mol/LNaOH标准溶液1%酚酞乙醇溶液,样液的制备固体样品、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 25 g，精确至 0.01 g）最后用碱量5 ml，最好在10 15 ml，用 150 ml 水将样品移入250 ml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。,4.操作方法,含CO2 的饮料、酒类，将样品置于400C水浴加热30分钟，以除去CO
9、2,冷却后备用。调味品及不含CO2 的饮料、酒类，将样品混匀后直接取样，必要时加适量水稀释（若样品浑浊，则需过滤）咖啡样品，将样品粉碎通过40目筛，取10g粉碎的样品于锥形瓶中，加入75ml80%乙醇，加塞放置16小时，并不时摇动，过滤。固体饮料，称取510g样品，置于研钵中，加少量无CO2蒸馏水，研磨成糊状，用无CO2蒸馏水移入250ml容量瓶中，充分振摇，过滤。,测定 滴定用移液管吸取滤液 50 ml，注入三角瓶中，加入酚酞指示剂35滴。用 0.1 mol/L 的 NaOH 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
10、泡，再使用。,结果计算,式中：c-标准NaOH溶液的浓度，mol/LV-滴定消耗标准NaOH溶液的体积，mLm-样品质量或体积，g或mlV0-样品稀释液总体积，mL;V1-滴定时吸取的样液体积，mL;K-换算为主要酸的系数，即1毫摩尔氢氧化钠相当于主要酸的克数。,总酸度（%）,因食品中含有多种有机酸，总酸度测定结果通常以样品中含量最多的那种酸表示。一般分析葡萄及其制品时，用酒石酸表示，其K=0.075；分析柑桔类果实及其制品时，用柠檬酸表示，K=0.06或0.070（带一分子水）；分析苹果、核桃类果实及其制品时，用苹果酸表示，K=0.067；分析乳品、肉类、水产品及其制品时，用乳酸表示，K=0
11、.090；分析酒类、调味品时，用乙酸表示，K=0.060。,说明,样品浸渍、稀释用蒸馏水不能含有CO2,因为CO2溶于水会生成酸性的H2CO3形式，影响滴定终点时酚酞颜色变化。无CO2的蒸馏水的制备方法为：将蒸馏水煮沸20分钟后，用碱石灰保护冷却；或将蒸馏水在使用前煮沸15分钟并迅速冷却备用。必要时须经碱液抽真空处理。样品中CO2对测定也有干扰，故对含有CO2饮料、酒类等样品在测定之前须除去CO2。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1015ml.,若样液有颜色，则在滴定前用与样液同体
12、积的不含CO2蒸馏水稀释之或采用试验滴定法，即对有色样液，用适量无CO2蒸馏水稀释，并按100ml样液加入0.3mL酚酞比例加入酚酞指示剂，用标准NaOH滴定近终点时，取此溶液23ml移入盛有20mL无CO2蒸馏水中，若实验表明还没有达到终点时，将特别稀释的样液倒回原样液中，继续滴定直至终点出现为止。用这种在小烧杯中特别稀释的办法，能观察几滴0.1mol/LNaOH滴液所产生的酚酞颜色差别。,由于食品中有机酸均为弱酸，在用强碱(NaOH)滴定时,其滴定终点偏碱，一般在pH8.2左右，故可选用酚酞做终点指示剂。各类食品的酸度都以主要酸表示，但是有些食品（如乳品，面包等)亦可用中和100g(mL)
13、样品所需0.1mol/L（乳品）或1mol/L（面包）NaOH溶液mL数表示，符号为0T。鲜牛乳的酸度为16180T，面包酸度一般为390T.若样液颜色过深或浑浊，则宜用电位滴定法。,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。,三、挥发酸的测定,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，
14、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。,(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。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。,3.水蒸汽蒸馏法测总挥发酸,（二）仪器与试剂 0.1molLNaOH标准溶液
15、 1%酚酞乙醇溶液 10%磷酸溶液 水蒸气蒸馏装置。电磁搅拌器,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。,（三）样品处理方法,样品蒸馏 取样品 2 3 g 或 25 ml 移到蒸馏瓶中，加 50 ml无 CO2的水和 1 ml 10 H3PO4溶液，连接水蒸汽蒸馏装置打开冷凝水，加热蒸馏至馏
16、出液约 300 ml为止，于相同条件下作一空白试验（烧瓶内加 50 ml 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 molL 的NaOH滴定至微红30秒不褪色，记录数据。,（四）测定,食品中总挥发酸通常以醋酸的重量百分数表示。计算如下：,（五）结果计算,X%=(V1-V2)C0.06 100m式中：X以醋酸计，g100 g(ml)样品。N标准碱液的浓度，molL。V1样品蒸馏液滴定时所消耗的0.01 molL NaOH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。,四、有效酸度（pH）值
17、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：电位法(pH计法)比色法 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-0.0591 pH(25）即在250C时，每相差一个pH值单位就产生59.1mV的电池电动势，利用酸度计测量电池电动势动势并直接以pH表示，故可从酸度计上读出出样品溶液的pH值。,
18、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）试剂,pH=1.675(200C)标准缓冲溶液：将12.61gKHC2O4.H2C2O4.2H2O转移到1L的容量瓶中，用无CO2蒸馏水溶解并稀释到刻度，充分混合。每二个月重新配制。pH=3.999(200C)标准缓冲溶液：称取10.12g于1100C干燥2小时并以冷却的邻苯二甲酸氢钾，用无CO2蒸馏水溶解并稀释到1L。pH=6.878(200C)标准缓冲溶液：称取1101300C下干燥2小时并已冷却的KH2PO43.387g和NaHPO43.533g，用无CO2蒸馏水溶
19、解并稀释到1L。PH=9.227(200C)标准缓冲溶液：称取3.80g硼砂Na2B4O7.10H2O，用无CO2蒸馏水溶解并稀释到1L。,（4）主要仪器,PHS-3C型酸度计，PHS25型酸度计,PHS-3B型酸度计231型玻璃电极及232型甘汞电极 E-201-C型复合电极电磁搅拌器（带磁性搅拌棒）高速组织捣碎机,（5）操作方法,样品处理,酸度计的校正,样液PH值的测定,样品处理,一般液体样品（如牛乳、不含CO2的果汁，酒等样品）：摇匀后可直接取样测定。含CO2的液体样品（如碳酸饮料、啤酒等）：同“总酸度测定”方法排除CO2后再测定。果蔬样品：将果蔬样品榨汁后，取其汁液直接进行pH测定，对
20、于果蔬干制品，可取适量样品，并加数倍的无CO2蒸馏水，于水浴上加热30分钟，再捣碎、过滤取滤液测定。,肉类制品：称取10克已除去油脂并捣碎的样品于250ml锥形瓶中，加入100ml无CO2蒸馏水，浸泡15分钟并随时摇动，过滤后取滤液测定。鱼类等水产品：称取10g切碎样品，加无CO2蒸馏水100mL浸泡30分钟（随时摇动），过滤后取滤液测定。皮蛋等蛋制品：取皮蛋数个，洗净剥壳，按皮蛋：水为2：1的比例加入无CO2蒸馏水，于组织捣碎机捣成匀浆。再称取15g匀浆（相当于10g样品），加无CO2蒸馏水至150ml，搅匀，纱布过滤后称取滤液测定。,罐头制品（液固混合样品）：先将样品沥汁液，取浆汁液测定；
21、或将液固混合捣碎成浆状后，取浆状物测定。若有油脂，则应先分离出油脂。含油或油浸样品：先分离出油脂，再把固形物经组织捣碎机捣成浆状，必要时加少量无CO2蒸馏水（20mL/100g样品）搅匀后进行pH值测定。,酸度计的校正,PHS-25型酸度计PHS-3C型酸度计PHS-3B型酸度计,PHS25酸度计校正,(1)温度补偿(2)“选择”开关置pH档(3)选择与被测液pH接近的标准缓冲溶液为校正溶液(4)洗电极，进入缓冲溶液(5)“范围”开关(6)“定位”(7)电极退出，指针应回到pH=7.0处,视频：直接电位法测定溶液的pH,归纳和思考,（1）pH玻璃电极对溶液中氢离子活度的响应，在酸度计上显示的pH与mV数之间有何定量关系？（2）在测量溶液的pH时，既然有用标准缓冲溶液“定位”这一操作步骤，为什么在酸度计上还要有温度补偿装置？（3）测量过程中，读数前轻摇试杯起什么作用？读数时是否还要继续晃动溶液？为什么？,思考题,食品中的几种酸度？活度？总酸度的测定（滴定法）？有效酸度（pH）值的测定？挥发酸的测定？直接滴定法？间接法测定？气相色谱法的两相？保留时间？检测器有几种？各自原理？高效液相色谱的特点？高效液相色谱仪的基本组成？,Thank You!,
