有關(guān)電化學(xué)分析

第-一節(jié)    飲料PH值的測定

飲料生產(chǎn)中，通過對果蔬原材料酸度的測定，可了解果蔬的成熟度，還可判斷果蔬汁是否為原汁，而且為果汁飲料調(diào)酸提供依據(jù)。此外也可作為產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)。

食品中的酸度，可分為總酸度（滴定酸度）、有效酸度（PH值）和揮發(fā)酸度。其中總酸度與有效酸度是不相同的概念，它們之間沒有嚴(yán)格的比例關(guān)系，隨食品類型或成熟度不同而不同。酸度（或有效酸度）是指溶液中H+的濃度，正確地說是指H+的活度，常用PH值表示?？捎盟岫扔?jì)或PH試紙檢測?？偹岫仁侵甘称分兴兴嵝晕镔|(zhì)的總量，包括已離解的酸的濃度和未離解的酸的濃度，其大小可用滴定法來確定，并以樣品中主要代表酸的克數(shù)來表示。

一、酸度計(jì)法

1、原理：以玻璃電極作為指示電極，甘汞電極作為參比電極，插入試樣時(shí)構(gòu)成電池反應(yīng)，兩者之間產(chǎn)生電位差。由于參比電極是固定的，因而電位差的大小取決于試樣中H+的活度。因此，可用電位測定儀測定其電勢，再換算成PH值，在PH計(jì)上直接顯示待測試樣的PH值。

2、試劑與儀器：所用的蒸餾水應(yīng)煮沸5~10min，冷卻后立即使用。

PH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液；PH計(jì)：分度值為0.02單位

3、測定步驟

1）樣品的制備

①液態(tài)產(chǎn)品和易過濾產(chǎn)品：將試樣充分混合均勻。若試樣含有CO2，則加熱煮沸除去CO2，冷卻備用。

②稠厚或半稠厚的產(chǎn)品和難以分離出液體的產(chǎn)品（如果醬、果凍、糖漿等）：取一部分試驗(yàn)樣品，在粉碎機(jī)中粉碎或在研缽中研磨，如果得到的樣品仍較稠，則加入等量的水混勻。

③冷凍產(chǎn)品：取一部分試驗(yàn)樣品解凍，除去核或籽腔硬壁后，根據(jù)情況按上法制備。

④粉狀固體樣品：取部分樣品，置于燒杯中，加入2~3倍質(zhì)量或更多的水，以得到合適的稠度。在水浴中加熱30min，然后在粉碎機(jī)中攪拌均勻。

2）測定：操作程序按儀器說明書進(jìn)行。儀器的校正詳見“白酒、果酒、黃酒PH值的測定”。在玻璃或塑料容器中加入樣品處理液，使其容量足夠浸沒電極，用PH計(jì)測定樣品處理液，并記錄PH值，精確至0.02單位。同一制備樣品至少進(jìn)行兩次測定。兩次測定的結(jié)果平行誤差不超過0.1單位，否則重新測定。

二、試紙法

要知道待測樣品粗略的PH值，用試紙法zui為簡便。撕下一小片廣泛試紙或精密試紙，用干凈的玻璃棒沾上少量試樣溶液（可按PH計(jì)測法處理樣品），滴在試紙的一端，使其呈色，在2~3s內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)色階表比較。（注意，不可將試紙直接投入待測液，呈色后的試紙亦不可與標(biāo)準(zhǔn)色階表接觸比色）。

第二節(jié)    白酒、果酒、黃酒PH值的測定

PH值的測定是白酒、果酒、黃酒中的常規(guī)測定內(nèi)容，通過PH值得測定可以反映酒液的酸度情況及風(fēng)味是否適口。常用的方法是采用酸度計(jì)（PH計(jì)）進(jìn)行測定。

一、測定原理

PH值是氫離子濃度的負(fù)對數(shù)，PH=－lg〔H+〕=1/ lg〔H+〕。測定PH值的方法有: PH試紙法、標(biāo)準(zhǔn)比色管法和PH計(jì)法。前兩種均用不同酸堿指示劑的混合物顯示各種不同的顏色來指示溶液的PH值。酸度計(jì)是利用酸度計(jì)測定樣品中的PH值，是將玻璃電極和甘汞電極插入除氣的試樣溶液中，組成一個(gè)電化學(xué)原電池，其電動勢的大小與溶液的PH值有關(guān)。即在25℃時(shí)，每相差一個(gè)PH單位，就產(chǎn)生59.1mv的電極單位，從而可通過對原電池電動勢的測量，在酸度計(jì)上直接讀出試樣的PH值

二、主要儀器

1）酸度計(jì)       2）玻璃電極       3）飽和甘汞電極         4）燒杯及塑料瓶：100ml

三、試劑和溶液

PH=4.01的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：配制方法見后面附錄。

四、測定方法

1、酸度計(jì)的校正：按儀器說明書的要求安裝和調(diào)試，連接好玻璃電極和甘汞電極。開啟酸度計(jì)電源，預(yù)熱30min，連接玻璃電極和甘汞電極，在讀數(shù)開關(guān)放開的情況下調(diào)零。測量標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的溫度，調(diào)節(jié)酸度計(jì)溫度補(bǔ)償按鈕，使溫度顯示與實(shí)際溫度相同。將兩個(gè)電極浸入緩沖溶液中，按下讀數(shù)開關(guān)，調(diào)節(jié)定位旋鈕使PH指針在緩沖溶液的PH上，放開讀數(shù)開關(guān)，指針回零，如此反復(fù)操作兩次，直到讀數(shù)穩(wěn)定為緩沖溶液的PH.

2、試樣的PH值得測定：先用水仔細(xì)沖洗兩個(gè)電極，再用濾紙吸干。將電極浸入盛有待測試樣的100ml燒杯中，小心搖動。按下讀數(shù)開關(guān)，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄PH值，約半分鐘后讀數(shù)不再變化時(shí)，該讀數(shù)即為樣品的PH值，取一位小數(shù)。平行測定結(jié)果之差不大于0.1PH單位。

五、注意事項(xiàng)

1、甘汞電極使用時(shí)，KCl溶液必須浸沒內(nèi)部小玻璃管的下口，彎管內(nèi)不準(zhǔn)有氣泡將溶液隔斷，并保持有少量結(jié)晶，以確保KCl溶液為飽和溶液。被測液不得流入管內(nèi)。電極內(nèi)芯與陶瓷芯之間不得有氣泡，以防斷路。甘汞電極使用時(shí)應(yīng)拔去加液孔上的橡膠套和下端的小橡膠塞，以保持一定的液位差，防止被測液倒流。不用時(shí)應(yīng)及時(shí)拿出，并將膠塞塞上，把下端的陶瓷芯用膠帽套住，不能浸于水中。

2、玻璃電極使用前應(yīng)先于蒸餾水中浸泡24h以上，用完后用蒸餾水沖洗干凈，浸泡于蒸餾水中。電極內(nèi)芯與玻璃球泡之間不得有氣泡，以防斷路。在測定和校正時(shí)，玻璃球泡應(yīng)全部浸入液層中。玻璃球泡厚度極薄，在使用、清洗及存放、移動時(shí)要特別小心，以免碰破。球泡受到污染時(shí)可用0.1mol/L的稀HCl浸泡，除去無機(jī)鹽結(jié)垢；用丙酮去除油污。處理后的電極應(yīng)在水中浸泡24h以上才能使用。

3、電極存放時(shí)間不宜過長，否則會使電極的靈敏度下降，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4、酸度計(jì)為精密儀器，應(yīng)防震、防潮、防腐蝕、小心使用。特別是玻璃電極球泡極薄，切忌接觸硬物以防破裂。電極接線要牢固，“接地”要可靠。

第-一節(jié) 肉及其制品PH值的測定

屠宰后的牲畜，隨著血液及氧供應(yīng)得停止，肌肉內(nèi)的糖元因解脂酶的作用，在無氧條件下分解產(chǎn)生乳酸，使肉的PH值下降，經(jīng)過24h后，肉中糖元減少0.42%，PH值可從7.2降至5.6~6.0之間。但當(dāng)乳酸生成到一定界*，分解糖元的酶逐漸失去活力，而無機(jī)磷酸化酶的活性大大增強(qiáng)，開始促使三磷酸腺苷迅速分解，形成磷酸，因而肉的PH值可繼續(xù)下降至5.4。隨著時(shí)間的延長或因保存不當(dāng)，致使肉上有大量腐-敗微生物的生長而分解蛋白質(zhì)，產(chǎn)生胺類、胺、CO2等，致使肉的PH值上升，因此檢測肉的PH值有利于判定肉的新鮮度。健康畜牲肉的PH值為5.7~6.2，次鮮肉的PH值為6.3~6.6，變質(zhì)肉的PH值在6.7以上。

一、原理：測定浸沒在肉和肉制品試樣中的玻璃電極和參比電極之間的電位差。

二、試劑：95%乙醇、用水飽和的乙醚、   蒸餾水或相當(dāng)純度的水。

三、需均質(zhì)化試樣的分析步驟

1、試樣的制備：試樣需兩次通過絞肉機(jī)，混勻以達(dá)到均質(zhì)化。若為非常干燥的試樣，可以在實(shí)驗(yàn)室混合器內(nèi)加等質(zhì)量的水進(jìn)行均質(zhì)。

2、PH計(jì)的校正：按儀器說明書進(jìn)行。詳見“白酒、果酒、黃酒PH值得測定”。

3、測定：取一定量足以浸泡或埋置電極的試樣，將電極插入試樣中，采用適合于所用PH計(jì)的步驟進(jìn)行測定。同一個(gè)試樣進(jìn)行三次測定，讀數(shù)精確到0.05PH單位。

4、電極的清洗：用脫脂棉先后蘸乙醚和乙醇擦拭電極，zui后用水沖洗并保存電極。

5、分析結(jié)果的計(jì)算：當(dāng)分析結(jié)果符合允許差的要求時(shí)，則取三次測定的算術(shù)平均值作為結(jié)果，精確到0.1 PH單位。由同一分析者同時(shí)或相繼進(jìn)行的三次測定結(jié)果之差不得超過0.15 PH單位。

四、儀器和設(shè)備：1、玻璃電極：各種形狀的玻璃電極都可以用。玻璃電極的膜應(yīng)浸在水中保存。

2、參比電極：例如含有飽和KCl溶液的甘汞電極或AgCl電極。一般將其浸入飽和KCl溶液中保存。

3、PH計(jì)：精確度為0.05PH單位。儀器應(yīng)有溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，并能防止外界感應(yīng)電流的影響。

注：參比電極和玻璃電極也可以組裝成復(fù)合電極，一般將其浸入蒸餾水中保存。

4、絞肉機(jī)：孔徑不超過4mm。

五、試樣

至少取有代表性的試樣200g，立即測定PH值，或以適當(dāng)?shù)姆椒ū４嬖嚇?，要保證其PH值變化控制在小限度之內(nèi)。

六、非均質(zhì)化試樣的分析步驟

1、PH計(jì)的校正：按儀器說明書進(jìn)行。詳見“白酒、果酒、黃酒PH值得測定”。

2、測定：取足以供測定幾個(gè)點(diǎn)的PH值得試樣。如試樣組織堅(jiān)硬，可在每個(gè)測定點(diǎn)上打一個(gè)孔，使玻璃電極不致破損。將電極插入試樣中，采用適合于所用PH計(jì)的步驟進(jìn)行測定。在同一點(diǎn)上重復(fù)測定。必要時(shí)可在不同點(diǎn)上重復(fù)測定，測定點(diǎn)的數(shù)目隨試樣的性質(zhì)和大小而定。

3、電極的清洗：見均質(zhì)化試樣的分析步驟4)。

4、分析結(jié)果的計(jì)算：當(dāng)分析結(jié)果符合允許差的要求時(shí)，則取同一點(diǎn)上得到的兩個(gè)測定值的算術(shù)平均值作為結(jié)果。報(bào)告每一個(gè)點(diǎn)上的平均PH值，精確到0.1PH單位。在同一點(diǎn)上得到兩值之差不得超過0.15 PH單位。

第二節(jié) 罐頭食品PH值的測定

食品中的酸包括有機(jī)酸、無機(jī)酸、酸式鹽等。這些酸有的是食品本身固有的，如果酸(蘋果酸、檸檬酸、酒石酸)、草酸、鞣酸、苯甲酸、醋酸等，其中果酸是水果蔬菜中的主要酸味物質(zhì)，其含量隨水果蔬菜的類型及成熟度而異。此外，有的酸是人為加入的，水果蔬菜罐頭中加入的檸檬酸，酸牛奶中的乳酸。大多數(shù)的有機(jī)酸具有爽快的酸味，尤其是果酸使食品具有水果香味，且能刺激食欲，促進(jìn)消化，并在維持人體的酸堿平衡方面起著重要的調(diào)節(jié)作用。酸味物質(zhì)的存在對食品還能起到一定的防腐作用。當(dāng)食品的PH<2.5時(shí)，除霉菌外，大部分微生物的生長都受到抑制;若將醋酸的濃度控制在6%，可有效地抑制腐-敗菌的生長;若在糖水梨罐頭中添加檸檬酸，使酸度在1%以上，有利于罐頭的貯存，若低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，罐頭就會出現(xiàn)細(xì)菌性混濁，產(chǎn)生乳白色的膠狀液。若繼續(xù)惡化發(fā)展下去，會使果肉變色、萎-縮、引起罐頭腐壞。

罐頭食品PH值測定的常用方法是電位滴定法

一、原理：測量浸在被測液體中兩個(gè)電極之間的電位差

二、儀器：1、玻璃電極：各種形狀的玻璃電極都可以用，這種電極應(yīng)浸在蒸餾水中保存。2、甘汞電極：按制造廠的說明書保存甘汞電極。如果沒有說明書，此電極應(yīng)保存在飽和KCl溶液中。3、PH計(jì)：刻度為0.1 PH單位或更小些。如果儀器沒有溫度校正系統(tǒng)，此刻度只適用于在20℃進(jìn)行測量。

注：甘汞電極和玻璃電極可以組裝成復(fù)合電極。這種電極一般應(yīng)將其浸在蒸餾水中保存，甘汞電極中的飽和KCl溶液液面應(yīng)高出水面。

三、測定步驟

1、試樣的制備

1)液態(tài)樣品和易過濾的制品(例如：糖水水果或蔬菜等)：將實(shí)驗(yàn)室樣品混合到均勻?yàn)橹埂?/span>

2)稠厚或半稠厚的產(chǎn)品和難以從中分出汁液的制品(如果醬、果(菜)漿類、果凍等)：取一部分樣品在粉碎機(jī)中粉碎或在研缽中研磨，如果得到的樣品仍較稠，則加入等量剛煮沸過的蒸餾水。

3)固相和液相明顯分開的新鮮制品：按上述進(jìn)行。

2、測試樣液：按所用儀器制備試樣溶液，以足夠浸沒電極的量為測試樣液。

3、PH計(jì)的校正：用精確已知PH值的緩沖溶液(盡可能接近待測溶液的PH值)，在測定采用的溫度下校正PH計(jì)。如果PH計(jì)無溫度校正系統(tǒng)，緩沖溶液的溫度應(yīng)保持在20±2℃的范圍之內(nèi)。

4、測定：將電極插入被測試樣液中，并將PH計(jì)的溫度校正器調(diào)節(jié)到被測液的溫度。如果儀器沒有溫度校正系統(tǒng)，被測試樣液的溫度應(yīng)調(diào)到20±2℃的范圍之內(nèi)。采用適合于所用PH計(jì)的步驟進(jìn)行測定。當(dāng)讀數(shù)穩(wěn)定后，從儀器的標(biāo)度上直接讀出PH，精確到0.05PH單位。同一個(gè)制備試樣至少要進(jìn)行二次測定。

四、主要試劑：標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。要求其PH值與樣品的PH值偏差在兩個(gè)PH單位以內(nèi)。下列各緩沖溶液可作校正之用。

1、PH=5.45(20℃時(shí))的緩沖溶液：取500ml0.2mol/L的檸檬酸水溶液與375ml0.2mol/LNaOH水溶液混勻。此溶液的PH值在10℃時(shí)為5.42，而在30℃時(shí)為5.48。

2、PH=3.57(20℃時(shí))的緩沖溶液：用分析試劑級的酒石酸氫鉀(KHC4H4O6)在25℃配制的飽和水溶液。此溶液的PH值在25℃時(shí)為3.56，而在30℃時(shí)為3.55。

3、PH=5.00(20℃時(shí))的緩沖溶液：例如：分析試劑級的檸檬酸氫二鈉(Na2HC6H5O7)的0.1 mol/L溶液。

4、PH=4.00(20℃時(shí))的緩沖溶液：稱取10.211g(精確到0.001g)鄰苯二甲酸氫鉀(KHC6H4(COO)2)(在125℃烘1h至恒重)溶解于蒸餾水中，并稀釋至1000ml。此溶液的PH值在10℃時(shí)為4.00，而在30℃時(shí)為4.01。

5、PH=5.45(20℃時(shí))的緩沖溶液：稱取3.402g(精確到0.001g)KH2PO4和3.549g Na2HPO4，溶解于餾水中，并稀釋至1000ml。此溶液的PH值在10℃時(shí)為6.92，而在30℃時(shí)為6.85。

五、分析結(jié)果的表示法

1、計(jì)算方法：如果有關(guān)重現(xiàn)性的要求已能滿足，取兩次測定值的算術(shù)平均值作為結(jié)果，報(bào)告精確到0.05PH單位。

2、重現(xiàn)性：同一人操作，同時(shí)或緊接的二次測定結(jié)果之差應(yīng)不超過0.1 PH單位。

第三節(jié) 調(diào)味品及醬腌制品PH值的測定

調(diào)味品及醬腌制品中的酸味主要取決于菌種和發(fā)酵條件的控制，與總酸度之間沒有嚴(yán)格的比例關(guān)系，PH值得大小不僅取決于酸的種類和含量，而且還受其中的緩沖物質(zhì)的影響。因此PH值對調(diào)味品及醬腌制品的品質(zhì)有著重要意義，一般醬油要求PH值在4.6~4.8之間。PH值得測定方法有：PH試紙法(精密試紙PH=3.8~5.4)、標(biāo)準(zhǔn)比色法和酸度計(jì)(PH計(jì))測定法，其中以PH計(jì)法zui為準(zhǔn)確。測定PH值時(shí)，一般應(yīng)取原樣品或其濾液直接測定，不能大比例稀釋，以防破壞樣品原有的緩沖體系，使結(jié)果不準(zhǔn)確。