Определение кислотности играет критически важную роль в обеспечении соответствия потребительских товаров требованиям к таким характеристикам, как внешний вид, текстура, вкус и питательная ценность.
Это гарантирует, что продукты питания и напитки производятся для потребителей с неизменными, четко определенными свойствами, включая срок годности.
Испытание на кислотность также имеет важнейшее значение для обеспечения соответствия продукции нормативным требованиям и отсутствия у нее проблем, связанных с безопасностью или здоровьем потребителя. Короче говоря, кислотность — важная характеристика многих продуктов питания и напитков.
Узнайте, как кислотность влияет на переработку пищевых продуктов и как точное определение кислотности помогает обеспечить качество продукции в пищевой и напиточной промышленности, загрузите наше руководство «Введение в анализ кислотности: выбранные методы контроля pH и кислот».
Кислота может присутствовать в пищевых продуктах и напитках естественным образом, образовываться в процессе, например, ферментации, или добавляться при переработке в качестве стандартного средства консервации: значения pH ниже 4,6 ограничивают рост микроорганизмов, таких как Clostridium botulinum, возбудитель ботулизма. Поэтому тестирование кислотности важно на всех этапах цепочки создания стоимости в пищевой промышленности.
Измерение кислотности является основным критерием, указывающим на свежесть и состав сырьевых ингредиентов и скоропортящихся продуктов. Быстрое определение pH может, например, показать, были ли сырые устрицы достаточно хорошо очищены, чтобы предотвратить пищевое отравление, или указывать на наличие мастита у молочного скота.
Титрование дает более подробные сведения о некоторых скоропортящихся продуктах — включая молоко, масло и фруктовые соки, — которые продаются как смеси или могут подвергаться фальсификации. Например, молоко с повышенным содержанием молочной кислоты может быть загрязнено бактериями, тогда как винная или яблочная кислота в смешанных соках указывает на присутствие определенных видов фруктов. В продуктах, таких как свежий сок, это тестирование может быть важной частью соблюдения местных требований к маркировке, а также предотвращения аллергических реакций или других форм заболеваний.
Как отмечалось, результаты определения содержания кислоты в пищевом продукте или напитке могут указывать на срок его хранения на полках, часто в сочетании со строгими требованиями к контролю температуры. Свод федеральных нормативных актов США (CFR), раздел 21, часть 114, устанавливает, что большинство пищевых продуктов и напитков, консервированных за счет кислотности, должны быть оценены утвержденным методом. Потенциометрическое измерение по pH или титрованию подходит для продуктов с pH от 4,0 до 4,6, при этом результаты связаны с конечным равновесным значением pH. Напротив, для продуктов с pH ниже 4,0 может использоваться любой метод.
В анализе продуктов питания и напитков существуют две взаимосвязанные концепции, связанные с кислотностью: pH и титруемая кислотность. Каждая из них по-своему влияет на качество продукта.
Измерения титруемой кислотности относятся к общей концентрации кислоты в продукте (также называемой общей кислотностью). pH измеряет кислотность с точки зрения ионов H+, присутствующих в образце (также называемой активной кислотностью).
pH показывает степень кислотности или щелочности пищевого продукта или напитка. pH-метр измеряет эту кислотную силу через разность потенциалов между электродом сравнения (например, каломельным или Ag/AgCl) и pH-электродом (стеклянным электродом).
Затем эта разность связывается с концентрацией ионов H+ в растворе и соответствует кислотности раствора.
Пища и напитки имеют широкий диапазон значений pH, которые связаны с кислотностью или щелочностью образца. Некоторые продукты, такие как мясо, молочные продукты, алкоголь, лимонный сок, газированная вода и уксус, относятся к кислой части спектра pH, тогда как обычные овощи и фрукты относятся к щелочной части, как показано в следующей таблице.
| Продукт | Диапазон pH |
| Кетчуп | 2.00 – 2.60 |
| Уксус | 2.40 – 3.40 |
| Фруктовые желе | 3.00 – 3.50 |
| Клубника | 3.00 – 3.90 |
| Яблоки | 3.30 – 4.00 |
| Яблочный сок | 3.35 – 4.00 |
| Фруктовые джемы | 3.50 – 4.50 |
| Маринованные огурцы | 4.20 – 4.60 |
| Томатное пюре | 4.30 – 4.47 |
| Помидоры | 4.30 – 4.90 |
| Огурец | 5.12 – 5.78 |
| Тофу | 7.20 |
Мы предлагаем широкий ассортимент датчиков для измерения pH, включая специализированные датчики, полезные при измерении pH твердых или полутвердых образцов. Мы также предлагаем удобные и компактные портативные приборы и настольные приборы для использования с вашими датчиками pH.
Чтобы узнать, как эта линейка может помочь вам точно определять кислотность в пищевых образцах, посетите Руководство по датчикам.
Титруемую, или общую, кислотность можно определить путем титрования известного количества образца с использованием титратора вместе с датчиком или индикатором. В зависимости от типа титрования точка эквивалентности может определяться датчиком или с помощью цветового индикатора. Этот метод обеспечивает более точное определение кислотности общего содержания кислот в образце. Для определения содержания кислот методом титрования используются кислотно-основное титрование, окислительно-восстановительное титрование и колориметрическое титрование.
Кислотно-основные титрования используют pH-датчики для определения количества титранта, необходимого для реакции с яблочной, винной, лимонной, уксусной и другими органическими кислотами, присутствующими во фруктах, соках, приправах на основе уксуса и вине, и это лишь некоторые примеры. Это можно определить путем титрования образца сильным основанием, которое нейтрализует кислоту, присутствующую в образце.
Как правило, окислительно-восстановительные титрования проводят для определения аскорбиновой кислоты в напитках и содержания сульфитов в винах. Аскорбиновую кислоту титруют 2,6-дихлорфенолиндофенолом (DPI), при этом происходит окислительно-восстановительная реакция и обмен двумя электронами. Обмен электронами фиксируется датчиком, и когда вся аскорбиновая кислота расходуется титрантом, наблюдается изменение потенциала датчика, указывающее на точку эквивалентности титрования.
При определении кислотности пищевого продукта или напитка кислотно-основное титрование можно также контролировать по изменению цветового индикатора, такого как фенолфталеин. Такое титрование проводят с использованием сильного основания. Как только кислота в образце пищевого продукта нейтрализуется, датчик Phototrode точно фиксирует изменение цвета, соответствующее изменению потенциала. Это изменение потенциала позволяет определить точку эквивалентности титрования. Датчики Phototrode также могут использоваться для измерения осадкообразования или мутности.
METTLER TOLEDO предлагает широкий ассортимент титрационного оборудования, включая автоматические титраторы, которые могут помочь повысить точность и скорость ваших титрований кислотности в процессе переработки продуктов питания и напитков. Наши различные типы титрования и оборудование помогут вам выполнять точные и надежные определения содержания кислотности в пищевой и напиточной промышленности.
В зависимости от типа титрования, а также используемого титратора, мы предлагаем широкий портфель датчиков, чтобы удовлетворить ваши потребности в контроле качества пищевых продуктов и/или напитков. Наши датчики помогут вам точно измерять общую кислотность пищевых продуктов и жидкостей, таких как вино и фруктовые соки.
Обеспечение точности и воспроизводимости при подготовке образцов имеет критически важное значение, когда необходимо соответствовать требованиям контроля качества и гарантировать безопасность потребителей в таких отраслях, как F&B.
Чтобы повысить воспроизводимость, точность и скорость подготовки образцов, METTLER TOLEDO предлагает набор аналитических приборов, разработанных для того, чтобы помочь вам увеличить производительность, одновременно сокращая как время до получения результата, так и затраты на обработку одного образца.
Подготовка образцов часто связана с использованием жидкостей, и METTLER TOLEDO предлагает ряд систем для работы с растворами — от водных до высоковязких и летучих.
Особенно в F&B, где объемы обработки могут составлять до 20 мл или всего 20 мкл, мы предлагаем широкий ассортимент одноканальных и многоканальных пипеток, настольных систем и расходных материалов, чтобы удовлетворить практически любые потребности в подготовке образцов.
В пищевой промышленности оценка часто включает определение как кислотности, так и содержания влаги для соблюдения параметров качества и безопасности.
Наши приборы помогают быстро и точно определять влажность благодаря таким функциям, как встроенные предельные значения контроля, автоматическая передача данных и подсказки для пользователя, обеспечивающие удобство работы, а наша инновационная функция QuickPredict позволяет прогнозировать результат на основе полученных данных, ускоряя анализ влажности и принятие решений.
Точное приготовление образцов — важнейшее предварительное условие для получения достоверных измерений. При гравиметрическом приготовлении образцов взвешиваются как твёрдое вещество, так и растворитель, что позволяет получать гораздо более точные растворы.
Это помогает устранить вариабельность между образцами и снижает количество результатов, выходящих за пределы спецификации. Вы получаете большую уверенность в результатах анализа и более надёжно соблюдаете требования безопасности и контроля качества.
Мы предлагаем несколько прикладных заметок, посвященных определению кислотности, с акцентом на конкретные продукты питания и напитки.
Указанные в таблице ниже полезные документы рассматривают конкретные типы образцов, чтобы помочь вам получать точные результаты анализа кислотности на всех этапах цепочки производства пищевой продукции.
Измерения кислотности можно выполнять с помощью pH-метрии и титрования. pH-метр измеряет кислотную силу образца по концентрации ионов H+ в растворе. Титриметрический анализ дает общую титруемую кислотность. Титрование может проводиться методом кислотно-основного титрования, окислительно-восстановительного титрования или колориметрического титрования.
Измерение кислотности в пищевых продуктах является полезным показателем стабильности, вкуса и внешнего вида от партии к партии для целей контроля качества. Анализ кислотности также можно использовать для мониторинга продуктов, у которых кислотность меняется со временем, например при производстве йогурта или пивоварении, а также для проверки свежести некоторых продуктов.
Измерение титруемой кислотности может быть важным, поскольку оно отражает общую концентрацию кислот, содержащихся в продукте (также называемую общей кислотностью). pH измеряет кислотность с точки зрения ионов H+, присутствующих в образце (также называемую активной кислотностью).
Измерение кислотности в растворе называется pH. pH выражает величину концентрации ионов водорода (H+) в жидкости. Если концентрация ионов водорода (H+) в жидкости высокая, она кислая. Если концентрация низкая, она является щелочной (алкалинной). Это означает, что при измерении концентрации ионов водорода можно определить кислотность, нейтральность и щёлочность, а также соответствующую степень каждого из этих состояний.
Константа диссоциации кислоты (Ka) измеряет силу кислоты в растворе.
Математически,
Ka=[A−][H+][HA],
где Ka ссылается на частное равновесных концентраций (в моль/л).
Да, наши датчики и pH-метры поддерживают автоматизацию. Автоматизация — отличный вариант для повышения производительности и эффективности вашей лаборатории. Для получения дополнительной информации об определении кислотности и других вариантах автоматизации нажмите здесь.
