UTM - Determinarea Acidității [PDF]

Zitiervorschau

DETERMINAREA ACIDITĂŢII Acizii sînt substanţe totdeauna întîlnite în fructe şi legume, precum şi în produsele derivate prin prelucrarea acestora. Acizii sînt substanţe gustative, în funcţie da raporturile în care se găsesc cu zaharurile şi taninurile, determină gustul caracteristic al fructelor, legumelor şi derivatelor lor. Ei au importanţă tehnologică: măresc rezistenţa la păstrare în stare proaspătă; îmbunătăţesc conservabilitatea şi stabilitatea băuturilor de fructe; participă la obţinerea produselor gelificate; uşurează procesele de pasterizare şi sterilizare etc. Aciditatea fructelor, legumelor, semifabricatelor, produselor finite este determinată în cea mai mare parte de acizii organici liberi sau parţial salificați - malic, tartric, citric, oxalic, lactic, acetic etc. În produsele alimentare acizii se prezintă sub mai multe forme: aciditate actuală (reală) concentraţia ionilor de hidrogen; aciditate potenţială - ionii de hidrogen din moleculele da acizi nedisociaţi, care pot fi puşi în libertate prin adaugarea de baze; aciditatea volatilă - acizii care pot fi distilaţi la temperatura de fierbere a apei (acizii: proprionic, butiric, formic). în special acidul acetic. Aciditatea produselor alimentare poate fi determinată prin metode chimice, fizico-chimice etc.

4.1. Determinarea acidității totale titrabile Aciditatea titrabilă reprezintă suma substanţelor cu reacţie acidă (acizi organici, minerali şi săruri acide), care sa pot titra cu o soluţie alcalină. Aciditatea totală titrabilă poate fi determinată prin metoda titrimetrică - vizuală si potenţiometrică.

4.1.1. Metoda volumetrică - titrimetrică vizuală 4.1.1.1. Principiul metodei Metoda se bazează pe titrarea unui extract apos cu o soluţie de hidroxid de sodiu 0,1 mol/dm 3 în prezenţa fenolftaleinei ca indicator.

4.1.1.2. Aparatură, materiale Cântar tehnic; balon cotat da 250 cm3; pipete de 25,50 cm3; biuretă de 25 cm3; hldroxid de sodiu 0,1 mol/dm3; mojar cu pistil; baie cu apă; pahar de stielă 50 cm3; balon conic Erlenmayer; fenolftaleină; baghetă de sticlă; hîrtie de filtru; vată; apă distilată.

4.1.1.3. Modul de lucru 4.1.1.3.1. Pregătirea probelor pentru analiză Pregătirea materialului diferă în funcţie de felul produsului supus analizei: -

produse lichide, precum şi produse a căror parte lichidă se filtrează uşor (compoturi, marinade, sucuri etc.). Sucurile se omogenizează bine cu o baghetă de sticlă; de la compoturi, marinade - se iau cantităţi egale partea lichidă şi solidă (de la partea solidă se scot sâmburii, seminţele etc.) şi se

-

omogenizează mecanic sau în mojar cu pistil. Din produsul omogenizat se cântăresc la cântarul tehnic într-un pahar de sticlă 50 g cu precizie 0,01 g şi se trec cantitativ cu apă distilată într-un balon cotat de 250 cm3. Conţinutul balonului se completează la semn cu apă distilată care are temperatura 18...200 °C (temperatura camerei), se amestecă bine pînă se obţine un lichid omogen şi se filtrează printr-o hîrtie de filtru calitativă într-un vas uscat. Filtratul se foloseşte pentru determinarea acidităţii; produse consistente, produse care conţin grăsimi, produse greu filtrabile (dulceaţă, mîncăruri din legume, pastă de tomate, sucurile cu miez etc.). Se omogenizează proba de laborator într-un omogenizator mecanic sau în mojar cu pistil. Din produsul omogenizat se cântăresc în paharul chimic 25 g cu precizie de 0,01 g şi se trec într-un balon cotat de 250 cm3 cu apă distilată fierbinte (80 °C) pînă la 3/4 din volumul balonului. Balonul se încălzeşte la baia de apa la temperatura 80 °C timp de 30 minute, periodic amestecând conţinutul balonului prin agitare. Apoi conţinutul balonului se răceşte cu apă din robinet pînă la temperatura 20 °C şi se completează la semn cu apă distilată; se omogenizează conţinutul balonului prin agitare şi se filtrează într-un pahar uscat printr-o hîrtie de filtru calitativă pentru produsele care nu conţin grăsimi şi prin vată - pentru produsele care conţin grăsimi. Filtratul obținut serveşte determinării acidităţii; - produse congelate şi produse uscate. Se taie în bucăţi mici o parte din proba de laborator (în prealabil decongelată în cazul produselor congelate), se scot pedunculii, sâmburii, codițele etc. și se omogenizează bine într-un omogenizator mecanic sau major. În cazul produselor congelate se amestecă cu lichidul rezultat prin decongelare. Mai departe se procedează ca la produsele consistente.

4.1.1.3.2. Titrarea filtratului Din filtratul obţinut (punctul 4.1.1.3.1.) cu pipeta se iau 25...50 cm 3 filtrat care se trec într-un balon conic Erlenmayer, se adaugă 3 picături fenolftaleină. Se titrează sub agitare continuă (agitator magnetic) cu hidroxid de sodiu pînă la colora ția roz, care persistă timp de 30 secunde. Se notează numărul de cm 3 de hidroxid de sodiu folosiți la titrare. Se efectuează două determinări paralele din aceeași probă de analiză.

4.1.1.3.3. Calcul Aciditatea titrimetrică XTV în procente se calculează cu formula: X TV =

V ∙c ∙M V 0 ∙ ∙ 0,1 m V1

în care: V - volumul soluţie de hidroxid de sodiu 0,1 mol/dm3 folosit la titrare, în cm3; Vo – volumul total al soluţiei de analizat obţinut din cantitatea de produs luată pentru analiză, în cm3; V1 - volumul soluţiei de analizat, luat pentru determinare, în cm3;

c - concentraţia molară a soluţiei de hidroxid de sodiu, mol/dm3; m - masa produsului luat pentru analiză, g; M - masa molară a acidului organic care predomină în produsul analizat, g/mol: -

acidul malic M (1/2 C4H6O5) = 67,0; acidul tartric M (1/2 C4H6O6) = 75,0; acidul citric M (1/3 C6H6O7) = 64,0; acidul lactic M (C3H3O3) = 90,1; acidul oxalic M (1/2 C2H2O4) = 45,0; acidul acetic M (C2H4O2) = 60,0;

Ca rezultat se ia medie aritmetică a celor două determinări efectuate în paralel care nu diferă cu mai mult de 5 % (în valoare relativă).

4.1.2. Metoda potenţiometrică 4.1.2.1. Principiul metodei Proba de analizat se titrează potenţiometric pînă la pH = 8,1 cu o soluţie de hidroxid de sodiu 0,1 mol/dm3. Metoda prezintă avantajul că permite stabilirea cu mai multă precizie a momentului final al titrării, mai ales în cazul analizei produselor intons colorate.

4.1.2.2. Aparatură, reactive, materiale Potenţiometru; soluţii tampon cu pH: 1,68; 3,56; 4,01; 6,86; 9,18; și mai departe - materiale şi reactive indicate în punctul 4.1.1.2.

1.1.2.3. Modul de lucru Se controlează funcționarea corectă a potențiometrului cu ajutorul soluțiilor tampon cu pH = 6,86 și pH = 9,18 (conform instrucțiunilor tehnice de exploatare a pH – metrului). În funcţie de aciditatea probei se iau cu o pipeta 25...100 cm 3 din filtratul pregătit (punctul 4.1.1.3.1.) şi se introduc într-un pahar Berzelius de 100 cm 3 (format redus). În soluţie se introduc electrozii. Cu ajutorul unei biurete se adaugă repede sub agitare soluţia de hidroxid de sodiu pînă ce pH-ul atinge valoarea 6, apoi soluţia se adaugă lent pînă se ajunge la pH=7. În continuare se adaugă porţiuni de cîte 4 picături şi după fiecare adaos se notează volumul soluţiei de hidroxid de sodiu şi pHul. Se deduce prin interpolare volumul de hidroxid de sodiu care corespunde pH = 8,1. Volumul de hidroxid de sodiu, în cm 3, se introduce în formulă (punctul 4.1.1.3.3.) şi se calculează aciditatea titrabilă potenţiometrică (XTP,%) în procente a produsului analizat. Se fac două determinări din aceeaşi probă. După fiecare determinare electrozii se spală bine cu apă distilată şi se usucă cu ajutorul unei hîrtii de filtru. Între determinări electrozii se păstrează în apă distilată.

4.2. Determinarea pH-utui prin metoda potenţiometrică 4.2.1. Principiul metodei Metoda potenţiometrică de determinare a pH-ului se bazează pe măsurarea diferenţei de potențial dintre un electrod de referinţă şi un electrod de măsură introduşi în proba pregătită pentru analiză. Diferenţa de potenţial este o funcţie determinată de pH-ul soluţiei cercetate. Etalonarea se face folosind solurii tampon standarde (STAS 8.135 - 74), care au pH-ul: 1,68; 3,56; 4,01; 6,86 și 9,18.

4.2.2. Etalonarea pH-metrului Etalonarea se face folosind în general două soluţii tampon, care au pH-ul apropiat de pH-ul probei de anaiizat. Se măsoară temperatura soluţiei tampon cu termometrul. Se introduc electrozii în soluţia tampon şi se reglează aparatul pentru temperatura respectivă, folosind butonul (0...100 °C) destinat acestei operaţiuni. Acul indicator al aparatului trebuie să indice exact valoarea pH-ului soluţiei tampon. În caz contrar se aduce acul indicator la valoarea pH-utui soluţiei tampon folosite, procedând conform indicaţiilor din instrucţiunile de folosire a aparatului. Se îndepărtează soluţia tampon, se spală electrozii cu apă distilată şi se tamponează uşor cu hîrtie de filtru. Etalonarea aparatului se execută înaintea fiecărei serii de determinări.

4.2.3. Măsurarea pH-olui Se aduc într-un pahar de sticlă (format redus) circa 20...50 cm3 din proba pregătită (punctul 4.1.1.3.1.) în prealabil (produsul lichid - sucuri, saramură se analizează fără adaos de apă; produsele consistente, solide, greu filtrabile se dizolvă în apă distilată în raport 1:1, se filtrează. Filtratul se foloseşte pentru analiză). Electrozii se introduc în probă în aşa fel încât partea lor activă să fie imersată în probă. După 1...2 minute se citește pH-ul cu precizia corecpunzătoare a aparatului respectiv. Măsurarea pH-ului sa efectuează de 2 ori asupra aceleeași probe. După fiecare citire se scot electrozii, se omogenizează proba prin amestecare cu o baghetă de sticlă, apoi se introduc din nou electrozii în probă. Rezultatul se citește pe scară cu domeniul de indicare – 1...14, apoi precis pe una din scările cu domeniul de măsurare: 1...4; 4...9; 9...14;

4.3. Determinarea acidităţii volatile 4.3.1. Principiul metodei Se analizează cu vapori de apă acizii volatili și se titrează distilatul obținut cu hidroxid de sodiu soluție 0,1 mol/dm3, în prezența fenolftaleinei ca indicator. Metoda se folosește pentru analiza materiei prime, conservelor din legume şi fructe.

4.3.2. Aparatură, reactive, materiale

Instalaţia de antrenare cu vapori – fig. 1; balanţă tehnică; mojar cu pistil; balon conic de 500 cm 3; hidroxid de sodiu 0,1 mol/dm3; fenolftaleină; baghetă de sticlă.

4.3.3. Pregătirea probei pentru analiză Produsele lichide - sucuri, saramură, siropurile din compoturi etc. se omogenizează, se cântăresc 25 g cu precizia de 0,01 g la balanța tehnică. Produsele dense, semidense, eterogene - marmeladă, gemuri, piureuri, jeleu, pastă de tomate etc. se omogenizează şi se cântăresc 10...15 g. Produsele congelate se decongelează, se îndepărtează sâmburii, seminţele şi se mărunţesc. Produsul mărunt, împreună cu sucul rezultat prin decongelare, se mojarează.

4.3.4. Modul de lucru Pentru distilare se folosește aparatul de distilare prin antrenare cu vapori (fig. 1). În generatorul de aburi (1) pentru uniformizarea fierberii se introduc 3...5 bucăţi mici de argilă poroasă (sticlă mărunţită), se adaugă apă distilată la 3/4 din volum; apa se aduce la fierbere. Aburii se trec prin instalaţie timp de 10 minute. Apa la refregerentul vertical e deconectată. După expirarea timpului, se conectează cu apă refrigerentul vertical, se micşorează torentul de vapori din generatorul de aburi. Din proba de analizat după omogenizare se cântăresc 25 g pentru sucuri şi 10...15 g pentru celelalte preduse, care se trec cantitativ în vasul de distilare (2) cu apă distilată. Volumul amestecului de probă şi apă distilată în vasul de distilare să nu depăşească 50 cm3. Conţinutul balonului de distilare se încălzeşte separat pînă la fierbere și se distilează 1/2 din volumul balonului. Apoi conţinutul balonului de distilare se încălzeşte cu aburi din generatorul de vapori. Încălzirea trebuie astfel reglată încît volumul de lichid din balonul distilare să se menţină constant – circa 25 cm3. Acizii volatili se condensează în refrigerentul vertical și se acumulează într-un balon de 500 cm3 cu cotă la 200 cm3. Distilarea se termină dacă s-au obţinut circa 300 cm3 distilat. În distilatul obținut se introduce 1 cm3 soluție de fenolftaleină şi se titrează cu soluție de hidroxid de sodiu 0,1 mol/dm3 pînă la colorația slab roz, care persistă circa 10 secunde.

Fig. 2. Instalație de distilare a acizilor volatili: 1 – generator de vapori; 2 – balon cu fund rotund cu trei gâturi de 250 cm3 pentru distilare; 3 – captor de picături; 4 – refrigerent vertical; 5 – balon conic de 500 cm3 pentru distilare; 6 – tub de sticlă cu diametrul de 4 mm; 7 – tub de cauciuc cu clemă; 8 – arzător de gaz; 9 – stativ; 10 – suport. Calcul Aciditatea volatilă exprimată în acid acetic XAV în procente se calculează după formula: X AV =

c∙ M ∙V m∙10

în care: c - concentraţia molară a soluţiei de hidroxid de sodiu, în mol/dm3; M - masa molară a acidului acetic, M (CH3COOH) - 60 g/mol; V - volumul soluţiei de hidroxid de sodiu 0,1 mol/dm3 folosit la titrarea acizilor volatili., în cm3; m - masa probei luate pentru determinare, în g. Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări, care nu diferă cu mai mult de 10 % (în valoare relativă). Rezultatele obţinute la măsurarea pH-ului, acidităţii titrabile şi volatile se compară cu cele indicate în documentele normative tehnice în vigoare, se face concluzie despre calitatea produsului analizat.