第五章 酸度的测定.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,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。,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；,pH 56,无酸味感觉。,食品色香味化学,黄梅丽等编 轻工出版社,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。,牛乳酸度,牛乳总酸度由两部分组成,外表酸度（固有酸度）,真实酸度（发酵酸度）,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,0.150.18%(,以乳酸计）,真实酸度,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。,不新鲜的牛乳总酸量,0.20,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、酸度测定的意义,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质量好坏的一个重要指标。,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。,酸性食品概念,根据食物,PH,值大小决定的,PH 3.7,强酸性,PH 3.7-4.5,弱酸性,PH 4.5-5.0,中等酸性,PH,5.0,低酸性,成酸与成碱食物,成碱食物,：食物灰分中主要是碱性元素,(,钠、钾、钙、镁等,),一般水果、蔬菜、海带等,成酸食物,：食物灰分中主要为成酸元素,(,氯、硫、磷,),如谷物、肉、鱼等一般高蛋白食品,（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,7,7,7,7,7,(,三）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,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+NaOHRCOONa+H,2,O,试剂,0.1 molL,NaOH,标准溶液，,(,可按,GB 601,配制,)【,补充：质量体积 浓度,】,注意：正确配制、准确标定、妥善保存。,1%,酚酞指示剂,称取酚酞,1g,溶解于,100 ml 95%,乙醇中。变色范围,pH,（,8.210.0,）。,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，,OH,。,故显碱性。例：,CH,3,COONa+H,2,OCH,3,COOH+Na,+,+OH,（,二）,操作方法,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。,含,CO,2,的饮料、酒类，要先除,CO,2,。,调味品及不含,CO,2,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,。,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，排气泡，再使用。,（三）计算,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,如果是深色样品会使终点颜色变化不明显，遇此情况，可通过加水稀释，用活性炭脱色等方法处理后再滴定。,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。,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：,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,）,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,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）,PhHJ90B,型（盒式）,231,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,0.1 mol/L,盐酸溶液中。,a)231,型玻,+232,型甘汞电极，可测试,pH 0,14,。,221,型玻,+222,型甘汞电极，可测试,pH 1,9,。,b),新电极或很久未用的干燥电极，必须先浸在蒸馏水,或,0.1 mol/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。,232,型 或,222,型甘汞电极,甘汞电极内装,Hg Hg,2,Cl,2,KCl,(,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,。,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,，,(,见实验讲义,p22,）,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：,一般液体样品摇匀后可直接取样测定。,含,CO2,的液体样品，除,CO2,后再测，方法同总酸。,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。,肉类制品：称取,10,克已除去油脂并捣碎的样品，加入,100 ml,无,CO,2,蒸馏水，浸泡,15,分钟，随时摇动，取滤液测定。,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,CO,2,、,SO,2,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,0.1molLNaOH,标准溶液，配法同前。,1%,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,CO,2,水溶解，并稀释至,100ml,。,（,二）仪器,水蒸气蒸馏装置,(P 86,图,7-1,）见下页。,电磁搅拌器 除含,CO,2,样品中的,CO,2,。,（,三）样品处理方法,一般果蔬及饮料可直接取样。,含,CO,2,的饮料、发酵酒类，须排除,CO,2,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,样品蒸馏,取样品,2 3 g,或,25 ml,移到蒸馏瓶中，加,50 ml,无,CO,2,的水和,1 ml 10,H,3,PO,4,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,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。,（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%=(V,1,-V,2,)C0.06 100m,式中：,X,以醋酸计，,g100 g(ml),样品。,N,标准碱液的浓度，,molL,。,V,1,样品蒸馏液滴定时所消耗的,0.01 molL,NaOH,溶液的,ml,数。,V,2,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,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。,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,CO,2,并用蒸汽冲洗整个装置。,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。,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,SO,2,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。,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。,一、气相色谱法,（,GC,法）,Gas Chromatography,流动相,气体（由载气带着物料气体）,一般用高压气瓶供给（,N,2,、,He ),固定相 固体,固体吸附剂,液体,担体,+,固定液,1906,年，俄国植物学家,茨威特分离植物叶绿体中,色素而得名，玻璃管中装,CaCO,3,石油醚溶解植物,叶绿体倒入管内，再用石,油醚做淋洗剂，结果，柱,子中被分成几个不同颜色,的谱带。,气相色谱流程示意图：,针形阀,载气,转子流量计,汽化室,进样器,层析柱,检测器,微电流放大器,记录仪,电脑,载气,净化器,流量计,色谱柱,柱箱,汽化室,检测器,记录器,进样,放空,可见,261,页,载气入口,接色谱柱,散热片,加热块,汽化室示意图,t,R,t,0,从记录仪得到的色谱图,保留时间,从进样到出现组分浓度极大点,（色谱峰最高点）的时间,t,R,在一定固定相，一定操作条件下，各组分的,t,值不一样。同一组分有同样的,t,值，可用来作定性分析。此外，峰高（,h,）、,峰面积,（,A,）,可用作定量分析。,A=h,半宽度（峰高一半处色谱峰宽度）,A=,（,底,高）,2,A,值,=,积分仪求得总面积的,94,。,计算,（一组分峰面积,94,）,（总峰面积,94,）,以标准曲线来计算含量，以含量为横坐标，峰面积为纵坐标。,某一组分比例,=,层析柱和检测器,1.,检测器有多种,热导池检测器（,TCD,）,在气相色谱中应用最早、最广泛的检测器。灵敏度为,100,ppm,。,原理：不同组分和载气有不同的导热系数。当通过热导池的气体组成及浓度发生变化时，可引起热敏元件上温度的变化，由此而产生阻值变化，可衡量组分的含量。,氢火焰离子化检测,器（,FID,）,灵敏度比热导池检测器高,1000,倍，可在室温至,300,范围内使用。,原理：以,H,2,（,燃烧气）和空气（助燃气）的火焰为能源，在氢火焰附近装置两个电极（收集极、发射极），两个电极之间外加,100350V,电压，当样品组分从色谱柱馏出后，由载气携带，与,H,2,汇合，从喷嘴流出，与空气相遇，经引燃就燃烧。在氢火焰高温能源作用下，样品组分、电离成正、负离子，,在直流电场的作用下，离子向电极移动产生电流，这微小的电流经放大器放大后输入记录器，得出色谱峰信号。氢焰检测器（与单位时间内进入火焰组分的质量成正比，是典型的质量型检测器）对大多数有机物都很灵敏。但对在氢火焰中不电离的或电离很少的物质如,N,2,、,NO,、,CO,、,CO,2,、,SO,2,、,NH,3,、,H,2,O,、,SiCl,4,、,SiF,4,、,HCN,等，及无机物不能用这种检测器。,电子捕获鉴定器,（,ECD,）,是一种具有选择性和灵敏度很高的色谱检测器。,放射源,以同位素,Ni,63,和,3,H,为,射线放射源，将载气电离产生正离子和慢速低能量的电子，他们在恒定的电场作用下向极性相反的电极移动形成恒定的电流,基始电流。,当具有电负性的组分进入检测器时，它捕获了电子，变成带负电离子，并与载气产生的正离子结合成中性化合物，被载气带出检测器，结果使基始电流降低产生信号，形成峰值。,这种检测器是对具有电负性的物质（如含有卤素、,S,、,P,、,N,的物质）产生信号，且电负性越强，产生的灵敏度越高，有机氯农药含有卤素,Cl,，,所以非常适合。也属浓度型检测器。,另外还有火焰光度检测器,（,FPD,）,测含,S,、,P,化合物，在氢火焰中燃烧测其中发光情况。,2.,层析柱（色谱柱）,直径,2 3 mm,，,长,1 2 m,，,特殊的达十几米，玻璃、尼龙、金属,有机氯在高温下易挂壁，产生催化分解和吸附现象，干扰分析。,气液色谱固定相：担体,+,固定液。,要求：担体,化学惰性，与溶质之间不起任何化,学作用。买来后往往要自己处理，经酸洗,水洗至中性，干燥后在硅烷化处理。,固定液,常用,OV,系列，,可在,350,下使用，热稳定性好等，都属硅酮类含甲基、氟等）。要让固定液很好的涂在但体上。,二、高效液相色谱法（,HPLC),（,高速液相色谱法、高压液相色谱法）,由经典的液相层析法发展来的，始于,1906,年，比气相色谱分析法早四十多年。但一度停滞，因其流动相靠自身的重力流过色谱柱，效率低，分析周期长，缺乏自动灵敏的检测装置。,70,年代后，又吸取气相经验迅速发展。,高效液相色谱的特点：,应用范围广,只要能制成 溶液的样品都能分析，不受试样挥发性的约束，对无法用气相分离的沸点高，热稳定性差，分子量大的聚合物及离子形物质，具有很大的适用性，都可用他来进行分离，分析。,高压,供液压力和进样压力均很高，一般,15,30,mpa,最高,500,mpa,。,高速,由于高压，流动相在色谱柱内流速一般为,110ml,分，个别达,100 ml,分以上。,高效,柱效达,5000,塔板,m,，,而分离效能很高,的,GC,柱效约,2000,塔板,m,。,灵敏度高,采用了高灵敏度检测器，如紫外检测器,的最小检测量,10,-9,g,ml,荧光检测器的,最小检测量,10,-11,g,ml,。,二、高效液相色谱的类型,流动相,液相,固定相,固体吸附剂,液相,+,支持剂,离子交换树脂,凝胶,按分离原理分：,1.,液,固吸附色谱,2.,液,液分配色谱,3.,离子交换色谱,4.,空间排阻色谱,三、高效液相色谱仪的基本组成,1.,输液系统,高压泵、贮液器、过滤器、梯度洗脱装置,2.,进样系统,进样器,3.,分离系统,色谱柱、恒温器,4.,检测系统,检测器,5.,数据处理系统,记录仪等,检测器,高压输液泵,高压输液泵,输液系统,进样系统,分离系统,检测系统,数据处理系统,可见,264,页,三、离子交换色谱法（羧酸分析仪）,（,一）原理：,阴离子交换树脂柱分离，利用羧基显色。,（二）适用范围：,适用范围较广，但是不能检测草酸。,（三）仪器：,羧酸分析仪,六、酮酸的薄层色谱法 （自学）,第五章 重点,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？,