有机酸分析

有机酸的测定概述食品中的酸味物质，主要是溶于水的一些有机酸和无机酸。在果蔬及其制品中，以苹果酸，柠檬酸，酒石酸，琥珀酸和醋酸为主；在肉，鱼类食品中则以乳酸为例。此外，还有一些无机酸，像盐酸，磷酸等。这些酸味物质，有的是食品中的天然成分，像葡萄中的酒石酸，苹果中的苹果酸；有的是人为的加进去的，像配制型饮料中加入的柠檬酸；还有的是在发酵中产生的，像酸牛奶中的乳酸。酸在食品中主要有以下三个方面的作用。•1、显味剂大多数的有机酸具有很浓的水果香味，能刺激食欲，促进消化，有机酸在维持人体体液酸碱平衡方面起着重要的作用。•2、保持颜色稳定如在水果加工过程中，如果加酸降低介质的pH值，可抑制水果的酶促褐度；选用pH6.5-7.2的沸水热烫蔬菜，能很好地保持绿色蔬菜特有的鲜绿色。•3、防腐作用一、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。•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。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。二、酸度测定的意义㈠可判断食品的新鲜程度例如：新鲜牛奶中的乳酸含量过高，说明牛奶已腐败变质；水果制品中有游离的半乳糖醛酸，说明受到霉烂水果的污染。㈡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。例如：如果测定出葡萄所含的有机酸中苹果酸高于酒石酸时，说明葡萄还未成熟，因为成熟的葡萄含大量的酒石酸。番茄在成熟过程中，总酸度从绿熟期的0.94%下降到完熟期的0.64%，同时糖的含量增加，糖酸比增大，具有良好的口感，故通过对酸度的测定可判断原料的成熟度。•㈢酸度反映了食品的质量指标食品中有机酸含量的多少，直接影响食品的风味、色泽、稳定性和品质的高低。发酵制品中的酒、啤酒及酱油、食醋等中的酸也是一个重要的质量指标。挥发酸的含量也是某些制品质量好坏的指标，如果水果发酵制品中含有0.1％以上的醋酸，则说明制品腐败；有效酸度也是判断食品质量的指标，如新鲜肉的pH值为5.7～6.2，如果6.7,说明肉已变质.另外，酸在维持人体体液的酸碱平衡方面起着显著地作用。人体体液pH值为7.3-7.4，如果人体体液的pH值过大，就要抽筋，过小则又会发生酸性中毒。（一）食品中常见的有机酸种类（二）食品中常见的有机酸含量果蔬及其食品中常见的有机酸77777(三）食品中酸的来源：④生产加工不当，贮藏、运输中污染①原料带入：如水果蔬菜及其制品中的有机酸；②加工过程中人为加入：各种添加剂带入，如可乐中主要含有磷酸。③生产中有意让原料产酸：如酸奶、食醋中的有机酸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15ml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25ml，收集滤液备用。②含CO2的饮料、酒类，要先除CO2，一般在40℃水浴上加热30min。③调味品及不含CO2的饮料、酒类，样品混匀后可直接取样，必要时加适量水稀释，若样品浑浊，则需过滤。④咖啡样品，粉碎过40目筛，取10g于锥形瓶中加75ml80％乙醇，放置过夜，过滤。⑤固体饮料，取5～10g样品置于研钵中，加水研磨成糊状，用无CO2蒸馏水定容至250ml容量瓶中，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•总酸度（%）=式中：C---标准氢氧化钠溶液的浓度，mol/LV---滴定所消耗标准碱液的体积，mlV0---样品稀释液总体积，mlV1---滴定时吸取的样液的体积，mlm---样品质量或体积（g或ml）K---换算为适当酸的系数，即1mmol氢氧化钠相当于主要酸的克数10010VVmVKc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。例如一般分析葡萄及其制品时，用酒石酸表示，其K=0.075；测柑橘类果实及其制品时，用柠檬酸表示，其K=0.064；分析苹果及其制品时，用苹果酸表示，其K=0.067；分析乳品、肉类、水产品及其制品时，用乳酸表示，其K=0.090；分析酒类、调味品，用乙酸表示，K=0.060。（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.样品浸泡，稀释用的蒸馏水中不含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。3.样品在稀释用水时应根据样品中酸的含量来定，为了使误差在允许的范围内，一般要求滴定时消耗0.1mol/LNaOH不小于5ml，最好应在10~15ml左右。4.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，所以用酚酞做终点指示剂。5.各类食品的酸度以主要酸表示，但有些食品（如牛奶、面包等）也可用中和100g（ml）样品所需0.1mol/L（乳品）或1mol/L（面包）NaOH溶液的ml数表示，符号0T。新鲜牛奶的酸度为16-180T，面包酸度为3-90T。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。三、挥发酸的测定食品中的挥发酸主要是低碳链的脂肪酸，包括醋酸和痕量的甲酸、丁酸等。不包括可用水蒸气蒸馏的乳酸、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。总挥发酸可用直接法或间接法测定.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，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、酒等总挥发酸含量的测定。•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(P70图5-4）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CO2。可取80～100ml样品于锥形瓶中，在用电磁搅拌器连续搅拌时于低真空下抽气2～4min。③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，捣碎机粉碎成浆状，再称取处理样品10g，加无水CO2蒸馏水溶解并稀释至25ml。（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）