有關電化學分析

第-一節    飲料PH值的測定

飲料生產中，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，而且為果汁飲料調酸提供依據。此外也可作為產品質量標準的檢驗。

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，它們之間沒有嚴格的比例關系，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。可用酸度計或PH試紙檢測。總酸度是指食品中所有酸性物質的總量，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來表示。

一、酸度計法

1、原理：以玻璃電極作為指示電極，甘汞電極作為參比電極，插入試樣時構成電池反應，兩者之間產生電位差。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：所用的蒸餾水應煮沸5~10min，冷卻后立即使用。

PH標準緩沖溶液；PH計：分度值為0.02單位

3、測定步驟

1）樣品的制備

①液態產品和易過濾產品：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稠厚或半稠厚的產品和難以分離出液體的產品（如果醬、果凍、糖漿等）：取一部分試驗樣品，在粉碎機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冷凍產品：取一部分試驗樣品解凍，除去核或籽腔硬壁后，根據情況按上法制備。

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，然后在粉碎機中攪拌均勻。

2）測定：操作程序按儀器說明書進行。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行兩次測定。兩次測定的結果平行誤差不超過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計測法處理樣品），滴在試紙的一端，使其呈色，在2~3s內與標準色階表比較。（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準色階表接觸比色）。

第二節    白酒、果酒、黃酒PH值的測定

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

一、測定原理

PH值是氫離子濃度的負對數，PH=－lg〔H+〕=1/ lg〔H+〕。測定PH值的方法有: PH試紙法、標準比色管法和PH計法。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。酸度計是利用酸度計測定樣品中的PH值，是將玻璃電極和甘汞電極插入除氣的試樣溶液中，組成一個電化學原電池，其電動勢的大小與溶液的PH值有關。即在25℃時，每相差一個PH單位，就產生59.1mv的電極單位，從而可通過對原電池電動勢的測量，在酸度計上直接讀出試樣的PH值

二、主要儀器

1）酸度計       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的標準緩沖溶液：配制方法見后面附錄。

四、測定方法

1、酸度計的校正：按儀器說明書的要求安裝和調試，連接好玻璃電極和甘汞電極。開啟酸度計電源，預熱30min，連接玻璃電極和甘汞電極，在讀數開關放開的情況下調零。測量標準緩沖溶液的溫度，調節酸度計溫度補償按鈕，使溫度顯示與實際溫度相同。將兩個電極浸入緩沖溶液中，按下讀數開關，調節定位旋鈕使PH指針在緩沖溶液的PH上，放開讀數開關，指針回零，如此反復操作兩次，直到讀數穩定為緩沖溶液的PH.

2、試樣的PH值得測定：先用水仔細沖洗兩個電極，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。按下讀數開關，待讀數穩定后記錄PH值，約半分鐘后讀數不再變化時，該讀數即為樣品的PH值，取一位小數。平行測定結果之差不大于0.1PH單位。

五、注意事項

1、甘汞電極使用時，KCl溶液必須浸沒內部小玻璃管的下口，彎管內不準有氣泡將溶液隔斷，并保持有少量結晶，以確保KCl溶液為飽和溶液。被測液不得流入管內。電極內芯與陶瓷芯之間不得有氣泡，以防斷路。甘汞電極使用時應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。不用時應及時拿出，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。電極內芯與玻璃球泡之間不得有氣泡，以防斷路。在測定和校正時，玻璃球泡應全部浸入液層中。玻璃球泡厚度極薄，在使用、清洗及存放、移動時要特別小心，以免碰破。球泡受到污染時可用0.1mol/L的稀HCl浸泡，除去無機鹽結垢；用丙酮去除油污。處理后的電極應在水中浸泡24h以上才能使用。

3、電極存放時間不宜過長，否則會使電極的靈敏度下降，影響測定結果的準確性。

4、酸度計為精密儀器，應防震、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 肉及其制品PH值的測定

屠宰后的牲畜，隨著血液及氧供應得停止，肌肉內的糖元因解脂酶的作用，在無氧條件下分解產生乳酸，使肉的PH值下降，經過24h后，肉中糖元減少0.42%，PH值可從7.2降至5.6~6.0之間。但當乳酸生成到一定界*，分解糖元的酶逐漸失去活力，而無機磷酸化酶的活性大大增強，開始促使三磷酸腺苷迅速分解，形成磷酸，因而肉的PH值可繼續下降至5.4。隨著時間的延長或因保存不當，致使肉上有大量腐-敗微生物的生長而分解蛋白質，產生胺類、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、   蒸餾水或相當純度的水。

三、需均質化試樣的分析步驟

1、試樣的制備：試樣需兩次通過絞肉機，混勻以達到均質化。若為非常干燥的試樣，可以在實驗室混合器內加等質量的水進行均質。

2、PH計的校正：按儀器說明書進行。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計的步驟進行測定。同一個試樣進行三次測定，讀數精確到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、分析結果的計算：當分析結果符合允許差的要求時，則取三次測定的算術平均值作為結果，精確到0.1 PH單位。由同一分析者同時或相繼進行的三次測定結果之差不得超過0.15 PH單位。

四、儀器和設備：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：精確度為0.05PH單位。儀器應有溫度補償系統，并能防止外界感應電流的影響。

注：參比電極和玻璃電極也可以組裝成復合電極，一般將其浸入蒸餾水中保存。

4、絞肉機：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，或以適當的方法保存試樣，要保證其PH值變化控制在小限度之內。

六、非均質化試樣的分析步驟

1、PH計的校正：按儀器說明書進行。詳見“白酒、果酒、黃酒PH值得測定”。

2、測定：取足以供測定幾個點的PH值得試樣。如試樣組織堅硬，可在每個測定點上打一個孔，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計的步驟進行測定。在同一點上重復測定。必要時可在不同點上重復測定，測定點的數目隨試樣的性質和大小而定。

3、電極的清洗：見均質化試樣的分析步驟4)。

4、分析結果的計算：當分析結果符合允許差的要求時，則取同一點上得到的兩個測定值的算術平均值作為結果。報告每一個點上的平均PH值，精確到0.1PH單位。在同一點上得到兩值之差不得超過0.15 PH單位。

第二節 罐頭食品PH值的測定

食品中的酸包括有機酸、無機酸、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，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。大多數的有機酸具有爽快的酸味，尤其是果酸使食品具有水果香味，且能刺激食欲，促進消化，并在維持人體的酸堿平衡方面起著重要的調節作用。酸味物質的存在對食品還能起到一定的防腐作用。當食品的PH<2.5時，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，若低于這個標準，罐頭就會出現細菌性混濁，產生乳白色的膠狀液。若繼續惡化發展下去，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，此電極應保存在飽和KCl溶液中。3、PH計：刻度為0.1 PH單位或更小些。如果儀器沒有溫度校正系統，此刻度只適用于在20℃進行測量。

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

三、測定步驟

1、試樣的制備

1)液態樣品和易過濾的制品(例如：糖水水果或蔬菜等)：將實驗室樣品混合到均勻為止。

2)稠厚或半稠厚的產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。如果PH計無溫度校正系統，緩沖溶液的溫度應保持在20±2℃的范圍之內。

4、測定：將電極插入被測試樣液中，并將PH計的溫度校正器調節到被測液的溫度。如果儀器沒有溫度校正系統，被測試樣液的溫度應調到20±2℃的范圍之內。采用適合于所用PH計的步驟進行測定。當讀數穩定后，從儀器的標度上直接讀出PH，精確到0.05PH單位。同一個制備試樣至少要進行二次測定。

四、主要試劑：標準緩沖溶液。要求其PH值與樣品的PH值偏差在兩個PH單位以內。下列各緩沖溶液可作校正之用。

1、PH=5.45(20℃時)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℃時為5.42，而在30℃時為5.48。

2、PH=3.57(20℃時)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℃時為3.56，而在30℃時為3.55。

3、PH=5.00(20℃時)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)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℃時為4.00，而在30℃時為4.01。

5、PH=5.45(20℃時)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℃時為6.92，而在30℃時為6.85。

五、分析結果的表示法

1、計算方法：如果有關重現性的要求已能滿足，取兩次測定值的算術平均值作為結果，報告精確到0.05PH單位。

2、重現性：同一人操作，同時或緊接的二次測定結果之差應不超過0.1 PH單位。

第三節 調味品及醬腌制品PH值的測定

調味品及醬腌制品中的酸味主要取決于菌種和發酵條件的控制，與總酸度之間沒有嚴格的比例關系，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的影響。因此PH值對調味品及醬腌制品的品質有著重要意義，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)、標準比色法和酸度計(PH計)測定法，其中以PH計法zui為準確。測定PH值時，一般應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，使結果不準確。