Oznaczanie

Oznaczanie

kwasowości

kwasowości

Analiza żywności - ćwiczenia

Analiza żywności - ćwiczenia

W produktach roślinnych, a zwłaszcza

W produktach roślinnych, a zwłaszcza

w owocach, występują głównie

w owocach, występują głównie

hydroksykwasy, które oprócz

hydroksykwasy, które oprócz

kwaśności wykazują pewien właściwy

kwaśności wykazują pewien właściwy

im przyjemny posmak, a także

im przyjemny posmak, a także

obniżają wartość pH. Należą tu trzy

obniżają wartość pH. Należą tu trzy

główne kwasy:

główne kwasy:



jabłkowy,

jabłkowy,



cytrynowy,

cytrynowy,



winowy,

winowy,



oraz w mniejszych ilościach kwas

oraz w mniejszych ilościach kwas

bursztynowy, szczawiowy.

bursztynowy, szczawiowy.



W przeciwieństwie do owoców, w

W przeciwieństwie do owoców, w

których kwasy organiczne występują w

których kwasy organiczne występują w

postaci wolnej, w warzywach, z

postaci wolnej, w warzywach, z

wyjątkiem rabarbaru i pomidorów,

wyjątkiem rabarbaru i pomidorów,

kwasy występują w formie związanej, w

kwasy występują w formie związanej, w

postaci soli wapnia, potasu lub sodu.

postaci soli wapnia, potasu lub sodu.

Obecność kwasów w owocach i

Obecność kwasów w owocach i

warzywach stanowi przeszkodę dla

warzywach stanowi przeszkodę dla

rozwoju drobnoustrojów, a jednocześnie

rozwoju drobnoustrojów, a jednocześnie

ułatwia proces ich utrwalania.

ułatwia proces ich utrwalania.



Zawartość kwasów ogółem jest największa

Zawartość kwasów ogółem jest największa

w owocach niedojrzałych, a w okresie

w owocach niedojrzałych, a w okresie

dojrzewania (czy przechowywania) notuje

dojrzewania (czy przechowywania) notuje

się pewne obniżenie kwasowości.

się pewne obniżenie kwasowości.



Owoce dojrzałe wykazują kwasowość w

Owoce dojrzałe wykazują kwasowość w

granicach od 0,2% aż do 3% przy czym w

granicach od 0,2% aż do 3% przy czym w

ziarnkowych (jabłka, gruszki) jest ona

ziarnkowych (jabłka, gruszki) jest ona

rzędu 0,2-0,8%, w pestkowych 0,8-1,5%, w

rzędu 0,2-0,8%, w pestkowych 0,8-1,5%, w

jagodowych od 1% aż do 3%. Kwasowość

jagodowych od 1% aż do 3%. Kwasowość

cytryn może przekraczać nawet 5%.

cytryn może przekraczać nawet 5%.



W kwaśnych odmianach jabłek ponad 90%

W kwaśnych odmianach jabłek ponad 90%

kwasów ogółem przypada na kwas

kwasów ogółem przypada na kwas

jabłkowy, natomiast pozostałość stanowi

jabłkowy, natomiast pozostałość stanowi

kwas cytrynowy oraz inne kwasy. Podobny

kwas cytrynowy oraz inne kwasy. Podobny

skład kwasów występuje w śliwkach oraz

skład kwasów występuje w śliwkach oraz

czereśniach i wiśniach. W owocach

czereśniach i wiśniach. W owocach

jagodowych dominuje kwas cytrynowy, np.

jagodowych dominuje kwas cytrynowy, np.

w czarnych porzeczkach 21,5-28,2 mg/kg,

w czarnych porzeczkach 21,5-28,2 mg/kg,

w czerwonych porzeczkach 16,2-22,8

w czerwonych porzeczkach 16,2-22,8

mg/kg, w truskawkach 6,6-8,7 mg/kg.

mg/kg, w truskawkach 6,6-8,7 mg/kg.



Podobnie jak w owocach, w warzywach

Podobnie jak w owocach, w warzywach

dominującymi kwasami są jabłkowy i

dominującymi kwasami są jabłkowy i

cytrynowy, które najczęściej występują

cytrynowy, które najczęściej występują

w postaci jabłczanu i cytrynianu

w postaci jabłczanu i cytrynianu

potasowego.

potasowego.



Kwasowość warzyw jest dużo niższa niż

Kwasowość warzyw jest dużo niższa niż

owoców,

z

wyjątkiem

rabarbaru,

owoców,

z

wyjątkiem

rabarbaru,

którego kwasowość może wynosić 1,0-

którego kwasowość może wynosić 1,0-

1,4% (jako kwas jabłkowy).

1,4% (jako kwas jabłkowy).



W

innych

warzywach,

np.

w

W

innych

warzywach,

np.

w

pomidorach,

kapuście,

marchwi,

pomidorach,

kapuście,

marchwi,

kwasowość jest prawie dziesięciokrotnie

kwasowość jest prawie dziesięciokrotnie

mniejsza w porównaniu z rabarbarem.

mniejsza w porównaniu z rabarbarem.



Ponadto

warzywa

zawierają

Ponadto

warzywa

zawierają

niewielkie ilości innych kwasów, tj.

niewielkie ilości innych kwasów, tj.

kwasu bursztynowego, fumarowego,

kwasu bursztynowego, fumarowego,

chinowego,

izocytrynowego,

chinowego,

izocytrynowego,

szczawiowego. Inne nielotne kwasy,

szczawiowego. Inne nielotne kwasy,

jak:

malonowy,

akonitowy,

jak:

malonowy,

akonitowy,

szikimowy, występują rzadko i tylko

szikimowy, występują rzadko i tylko

w śladowych ilościach.

w śladowych ilościach.

Rodzaje kwasowości

Rodzaje kwasowości



Kwasowość czynna

Kwasowość czynna

, która wyraża się jako

, która wyraża się jako

stężenie jonów hydroniowych /H

stężenie jonów hydroniowych /H

3

3

O

O

+/

+/

lub

lub

tradycyjnie jonów wodorowych /H

tradycyjnie jonów wodorowych /H

+

+

/ w

/ w

roztworze. Ilościowo określa się ją jako

roztworze. Ilościowo określa się ją jako

pH = -log/ H

pH = -log/ H

3

3

O

O

+

+

/

/

lub –log/H

lub –log/H

+

+

/.

/.

Kwasowość czynna określa nam odczyn

Kwasowość czynna określa nam odczyn

roztworu

i

oznacza

się

ją

roztworu

i

oznacza

się

ją

potencjometrycznie lub kolorymetrycznie

potencjometrycznie lub kolorymetrycznie

Pehamter



Kwasowość

potencjalną

Kwasowość

potencjalną

/miareczkową ogólną lub całkowitą/,

/miareczkową ogólną lub całkowitą/,

która obejmuje całkowitą zawartość

która obejmuje całkowitą zawartość

jonów

wodorowych

ulegających

jonów

wodorowych

ulegających

reakcji

zobojętniania.

Można

ja

reakcji

zobojętniania.

Można

ja

oznaczyć

przez

miareczkowanie

oznaczyć

przez

miareczkowanie

mianowanym

roztworem

mianowanym

roztworem

wodorotlenku.

wodorotlenku.



Kwasowość lotną

Kwasowość lotną

, czyli zawartość

, czyli zawartość

jedynie

kwasów

lotnych,

które

jedynie

kwasów

lotnych,

które

ulegają

oddestylowaniu

z

para

ulegają

oddestylowaniu

z

para

wodną. Zasada oznaczania polega na

wodną. Zasada oznaczania polega na

zobojętnieniu

kwasów

lotnych

zobojętnieniu

kwasów

lotnych

uprzednio oddestylowanych z parą

uprzednio oddestylowanych z parą

wodną z badanej próbki przez

wodną z badanej próbki przez

miareczkowanie 0,1 M NaOH

miareczkowanie 0,1 M NaOH



W celu oddestylowania wszystkich

W celu oddestylowania wszystkich

kwasów /nawet związanych/ na

kwasów /nawet związanych/ na

próbkę należy podziałać kwasem

próbkę należy podziałać kwasem

ortofosforowym lub winowym.

ortofosforowym lub winowym.



Kwasowość lotną oznacza się np. w

Kwasowość lotną oznacza się np. w

sokach owocowo-warzywnych, winie,

sokach owocowo-warzywnych, winie,

melasie.

melasie.



Występowanie w tych produktach

Występowanie w tych produktach

lotnych kwasów oddestylowanych z

lotnych kwasów oddestylowanych z

para wodną jest wynikiem procesów

para wodną jest wynikiem procesów

fermentacyjnych wywołanych przez

fermentacyjnych wywołanych przez

bakterie /psucia się produktów/.

bakterie /psucia się produktów/.

Dlatego

też

zawartość

kwasów

Dlatego

też

zawartość

kwasów

lotnych stanowi kryterium jakości

lotnych stanowi kryterium jakości

produktu.

produktu.



Oznaczanie

kwasowości

Oznaczanie

kwasowości

miareczkowej

jest

ważne

dla

miareczkowej

jest

ważne

dla

produktów

żywnościowych,

które

produktów

żywnościowych,

które

posiadają właściwości buforujące /np.

posiadają właściwości buforujące /np.

mąka/, ponieważ w ich przypadku

mąka/, ponieważ w ich przypadku

kwasowość czynna nie w pełni

kwasowość czynna nie w pełni

charakteryzuje

ilość

związków

charakteryzuje

ilość

związków

kwaśnych.

kwaśnych.

Metody oznaczania

Metody oznaczania

kwasowości

kwasowości

Kwasowość wyraża się różnie w

Kwasowość wyraża się różnie w

zależności od gałęzi przemysłu

zależności od gałęzi przemysłu

spożywczego.

spożywczego.



W przemyśle zbożowo-młynarskim i

W przemyśle zbożowo-młynarskim i

piekarniczym pod pojęciem stopnia

piekarniczym pod pojęciem stopnia

kwasowości rozumie się taką ilość

kwasowości rozumie się taką ilość

kwasów w 100 g badanego produktu,

kwasów w 100 g badanego produktu,

która zobojetnia 1 cm

która zobojetnia 1 cm

3

3

1M NaOH

1M NaOH



W przemyśle gorzelniczym używa się

W przemyśle gorzelniczym używa się

stopni Delbr

stopni Delbr

ü

ü

cka /

cka /

o

o

D/.

D/.

Jeden stopień

Jeden stopień

Delbr

Delbr

ü

ü

cka odpowiada 1 cm

cka odpowiada 1 cm

3

3

1M

1M

NaOH zużytego do zobojętniania 20

NaOH zużytego do zobojętniania 20

cm

cm

3

3

próbki.

próbki.



W

przemyśle

mleczarskim

W

przemyśle

mleczarskim

kwasowość mleka i jego przetworów

kwasowość mleka i jego przetworów

określa się w

określa się w

stopniach Soxleta-

stopniach Soxleta-

Henkela /

Henkela /

o

o

SH/.

SH/.

Jeden stopień SH

Jeden stopień SH

wyraża taką ilość kwasów zawartych

wyraża taką ilość kwasów zawartych

w 100 cm

w 100 cm

3

3

mleka która zobojetnia 1

mleka która zobojetnia 1

cm

cm

3

3

0,25 M NaOH.

0,25 M NaOH.



W przemyśle mleczarskim używa się

W przemyśle mleczarskim używa się

także

także

stopni Soxleta /

stopni Soxleta /

o

o

S/.

S/.

Jeden

Jeden

stopień Soxleta odpowiada takiej

stopień Soxleta odpowiada takiej

ilości kwasów zawartych w 50 cm

ilości kwasów zawartych w 50 cm

3

3

mleka, która zobojętnia 1 cm

mleka, która zobojętnia 1 cm

3

3

0,25 M

0,25 M

NaOH.

NaOH.



Kwasowość mleka można podawać

Kwasowość mleka można podawać

również w

również w

stopniach Th

stopniach Th

ë

ë

rnera /

rnera /

o

o

T/.

T/.

1

1

o

o

T równa się takiej ilości kwasów

T równa się takiej ilości kwasów

zawartych w 100 cm

zawartych w 100 cm

3

3

mleka, która

mleka, która

zobojetnia 1 cm

zobojetnia 1 cm

3

3

0,1 M NaOH.

0,1 M NaOH.



Według Dornic’a kwasowość można

Według Dornic’a kwasowość można

wyrazić

w

procentach

kwasu

wyrazić

w

procentach

kwasu

mlekowego. Jeden

mlekowego. Jeden

stopień Dornica-

stopień Dornica-

Marshala /

Marshala /

o

o

DM/

DM/

równa się 0,1 cm

równa się 0,1 cm

3

3

0,111M NaOH na 100 cm

0,111M NaOH na 100 cm

3

3

mleka.

mleka.

W przeliczeniu uwzględnia się fakt, że

W przeliczeniu uwzględnia się fakt, że

1 cm

1 cm

3

3

zużyty do zobojętnienia 9 cm

zużyty do zobojętnienia 9 cm

3

3

mleka

odpowiada

0,01%

kwasu

mleka

odpowiada

0,01%

kwasu

mlekowego

mlekowego

Wykonanie analiz -

Wykonanie analiz -

przykłady

przykłady



Oznaczanie kwasowości czynnej /pH/

Oznaczanie kwasowości czynnej /pH/

metodą potencjometryczną

metodą potencjometryczną

Przed przystąpieniem do analizy należy nastawić

Przed przystąpieniem do analizy należy nastawić

pehametr za pomocą buforu o wartości pH

pehametr za pomocą buforu o wartości pH

zbliżonej do badanego produktu. Następnie

zbliżonej do badanego produktu. Następnie

przelać badana próbkę do naczynia pehametru

przelać badana próbkę do naczynia pehametru

lub do zlewki o poj. 50 cm

lub do zlewki o poj. 50 cm

3

3

i przystąpić do

i przystąpić do

oznaczenia pH.

oznaczenia pH.

Oznaczenie kwasowości

Oznaczenie kwasowości

miareczkowej w mleku

miareczkowej w mleku

Do kolby stożkowej o pojemności 250

Do kolby stożkowej o pojemności 250

ml odmierzyć 50 ml mleka, dodać 2 ml

ml odmierzyć 50 ml mleka, dodać 2 ml

2%

roztworu

fenoloftaleiny

i

2%

roztworu

fenoloftaleiny

i

miareczkować 0,25 M NaOH aż do

miareczkować 0,25 M NaOH aż do

otrzymania

lekko

różowego

otrzymania

lekko

różowego

zabarwienia utrzymującego się przez

zabarwienia utrzymującego się przez

30 s. wynik oznaczenia podać w

30 s. wynik oznaczenia podać w

stopniach: Soxleta, Soxleta-Henkela i

stopniach: Soxleta, Soxleta-Henkela i

Turnera.

Turnera.



Fenoloftaleina

Fenoloftaleina

(nazwa

chemiczna:

(nazwa

chemiczna:

dihydroksyftalofenon, wzór sumaryczny:

dihydroksyftalofenon, wzór sumaryczny:

C

C

20

20

H

H

14

14

O

O

4

4

) – organiczny związek chemiczny,

) – organiczny związek chemiczny,

stosowany głównie jako wskaźnik pH.

stosowany głównie jako wskaźnik pH.



W stanie czystym jest to bezbarwna

W stanie czystym jest to bezbarwna

substancja krystaliczna nierozpuszczalna

substancja krystaliczna nierozpuszczalna

w wodzie, rozpuszczalna w alkoholach. W

w wodzie, rozpuszczalna w alkoholach. W

laboratoriach spotykana jest głównie jako

laboratoriach spotykana jest głównie jako

ok. 1%, bezbarwny roztwór w etanolu.

ok. 1%, bezbarwny roztwór w etanolu.



Fenoloftaleina

jest

wskaźnikiem

Fenoloftaleina

jest

wskaźnikiem

alkacymetrycznym, tzn. zmienia formę z

alkacymetrycznym, tzn. zmienia formę z

bezbarwnej w środowisku kwaśnym lub

bezbarwnej w środowisku kwaśnym lub

obojętnym

na

malinowoczerwoną

w

obojętnym

na

malinowoczerwoną

w

środowisku zasadowym.

środowisku zasadowym.

Oznaczanie kwasowości potencjalnej w

Oznaczanie kwasowości potencjalnej w

przetworach owocowo-warzywnych

przetworach owocowo-warzywnych



Po dokładnym rozdrobnieniu i wymieszaniu

Po dokładnym rozdrobnieniu i wymieszaniu

produktu odważyć /z dokładnością 0,01 g/ 25 g

produktu odważyć /z dokładnością 0,01 g/ 25 g

próbki w zlewce o pojemności 250 ml, dodać ok.

próbki w zlewce o pojemności 250 ml, dodać ok.

100 ml wody destylowanej i zagrzać do wrzenia.

100 ml wody destylowanej i zagrzać do wrzenia.

Następnie roztwór oziębić i przenieść ilościowo do

Następnie roztwór oziębić i przenieść ilościowo do

kolby miarowej na 250 ml, dopełnić wodą do kreski i

kolby miarowej na 250 ml, dopełnić wodą do kreski i

po wymieszaniu pozostawić na 15 minut. Zawartość

po wymieszaniu pozostawić na 15 minut. Zawartość

kolby przesączyć przez fałdowany sączek. Pobrać

kolby przesączyć przez fałdowany sączek. Pobrać

10 ml przesączu do kolby stożkowej na 100 ml i

10 ml przesączu do kolby stożkowej na 100 ml i

miareczkować 0,1 M NaOH stosując jako wskaźnik

miareczkować 0,1 M NaOH stosując jako wskaźnik

dla

płynów

jasnych

3-4

krople

roztworu

dla

płynów

jasnych

3-4

krople

roztworu

fenoloftaleiny, natomiast dla płynów ciemnych użyć

fenoloftaleiny, natomiast dla płynów ciemnych użyć

papierka

wskaźnikowego

(miareczkowanie

papierka

wskaźnikowego

(miareczkowanie

zakończyć gdy kropla płynu miareczkowanego

zakończyć gdy kropla płynu miareczkowanego

naniesiona na papierek da zabarwienie identyczne z

naniesiona na papierek da zabarwienie identyczne z

barwa skali odpowiadającą pH 8)

barwa skali odpowiadającą pH 8)



Wynik podać w gramach odpowiedniego

Wynik podać w gramach odpowiedniego

kwasu na 100 g produktu wg wzoru:

kwasu na 100 g produktu wg wzoru:

a*m*K

a*m*K

X = --------------- * 100

X = --------------- * 100

g

g

a-objętość roztworu NaOH użytego do miareczkowania

a-objętość roztworu NaOH użytego do miareczkowania

m- molowość roztworu NaOH

m- molowość roztworu NaOH

g- ilość badanego produktu [g lub ml]

g- ilość badanego produktu [g lub ml]

K - współczynnik

K - współczynnik

Tabela 1. Wartości współczynnika „K”

Tabela 1. Wartości współczynnika „K”

używanego przy oznaczaniu kwasowości

używanego przy oznaczaniu kwasowości

według PN-71/A-75101

według PN-71/A-75101

Oznaczanie kwasowości potencjalnej w

Oznaczanie kwasowości potencjalnej w

przetworach owocowo-warzywnych przez

przetworach owocowo-warzywnych przez

miareczkowanie potencjometryczne

miareczkowanie potencjometryczne



Po dokładnym rozdrobnieniu i wymieszaniu

Po dokładnym rozdrobnieniu i wymieszaniu

produktu odważyć /z dokładnością 0,01 g/ 25 g

produktu odważyć /z dokładnością 0,01 g/ 25 g

próbki w zlewce o pojemności 250 ml, dodać ok.

próbki w zlewce o pojemności 250 ml, dodać ok.

100 ml wody destylowanej i zagrzać do wrzenia.

100 ml wody destylowanej i zagrzać do wrzenia.

Następnie roztwór oziębić i przenieść ilościowo do

Następnie roztwór oziębić i przenieść ilościowo do

kolby miarowej na 250 ml, dopełnić wodą do kreski i

kolby miarowej na 250 ml, dopełnić wodą do kreski i

po wymieszaniu pozostawić na 15 minut. Zawartość

po wymieszaniu pozostawić na 15 minut. Zawartość

kolby

przesączyć

przez

fałdowany

sączek.

kolby

przesączyć

przez

fałdowany

sączek.

Następnie do zlewki o pojemności 100 ml wlać

Następnie do zlewki o pojemności 100 ml wlać

badany roztwór, zanurzyć w nim elektrody

badany roztwór, zanurzyć w nim elektrody

potencjometru i po uruchomieniu mieszadła

potencjometru i po uruchomieniu mieszadła

elektromagnetycznego

włączyć

potencjometr.

elektromagnetycznego

włączyć

potencjometr.

Miareczkować 0,1 M NaOH do pH 6 dość szybko, a

Miareczkować 0,1 M NaOH do pH 6 dość szybko, a

następnie powoli kroplami do pH 8,1 ±0,05.

następnie powoli kroplami do pH 8,1 ±0,05.



Kwasowość ogólną wyrazić w gramach kwasu /w

Kwasowość ogólną wyrazić w gramach kwasu /w

zależności od produktu/ na 100 g lub 100 ml

zależności od produktu/ na 100 g lub 100 ml

produktu wg wcześniejszego wzoru.

produktu wg wcześniejszego wzoru.

Oznaczanie kwasowości lotnej w

Oznaczanie kwasowości lotnej w

winie

winie



Do kolby płaskodennej o poj. 250 ml

Do kolby płaskodennej o poj. 250 ml

odmierzyć pipetą 50 ml wina i zagęścić go do

odmierzyć pipetą 50 ml wina i zagęścić go do

połowy nad małym płomieniem. Następnie

połowy nad małym płomieniem. Następnie

podłączyć kolbę do zestawu do destylacji z

podłączyć kolbę do zestawu do destylacji z

parą wodną i prowadzić destylację do

parą wodną i prowadzić destylację do

otrzymania około 200 ml destylatu /ok. 1h/.

otrzymania około 200 ml destylatu /ok. 1h/.

Otrzymany destylat ogrzać do wrzenia, dodać

Otrzymany destylat ogrzać do wrzenia, dodać

3-4

krople

roztworu

fenoloftaleiny

i

3-4

krople

roztworu

fenoloftaleiny

i

miareczkować 0,1M NaOH do lekko różowego

miareczkować 0,1M NaOH do lekko różowego

zabarwienia utrzymującego się przez 30s.

zabarwienia utrzymującego się przez 30s.



Wynik wyrazić w gramach kwasu na 1 litr

Wynik wyrazić w gramach kwasu na 1 litr

wina.

wina.

1- wytwornica pary, 2-rurka ciśnieniowa, 3-kolba destylacyjna (próbek), 4-
deflegmator, 5- chłodnica, 6- odbieralnik kwasu lotnego 7-łaźnia elektryczna

Kolba płaskodenna