酿造食醋总酸合格的快速检测

高向阳

(1.郑州科技学院 食品科学与工程学院，郑州 450064；2.郑州市食品安全快速检测重点实验室，郑州 450064)

酿造食醋是以粮食为原料或混合使用各种含有淀粉、糖的物料或酒精，经微生物发酵酿制而成的液体调味品，GB 18187-2000规定了产品的理化指标，不论是固态发酵食醋，还是液态发酵食醋，总酸(以乙酸计)均应≥3.5 g/dL，即乙酸≥35 g/L[1],按GB/T 5009.41-2003标准用NaOH标准溶液电位滴定法测定[2]。采用pH标准缓冲溶液校正酸度计、pH玻璃电极要提前在蒸馏水中浸泡24 h以上，要随时测定试液的温度，并对温度及时进行调节和补偿，比较麻烦且费时；由于pH玻璃电极的膜电位存在严重“纳差”，会使测量结果偏低，且平衡时间较长，滴定终点易出现“滞后”现象，引入误差；所需样品较多，投入成本较高，工作效率较低。

紫薯色素无毒、原料易得、提取简便、成本低廉、耐温性能好，颜色随溶液酸度变化十分显著，其提取工艺和颜色变化已有文献报道[3-7]。本文根据国家标准GB 18187-2000颁布的《酿造食醋》的主要理化指标参数，依据“等物质的量反应”原则，科学设定NaOH标准溶液的浓度，取样后，加入与合格产品总酸要求的等量一元强碱，用紫薯色素色泽的明显变化快速鉴别。该方法操作简单，无需仪器用电，不存在电极的“纳差”，无需滴定，无需公式计算和空白测定，结果判断快速直观、成本低廉、实用性强，取样后，现场数分钟即可获得结果，工作效率得到大幅提高，与国标法对照，结果完全吻合。

1 材料与方法

1.1 材料

加加陈醋：加加食品集团股份有限公司；山西陈醋：清徐县酉乙泉醋业有限公司；珍极米醋：统万珍极食品有限公司；东湖精酿老陈醋：山西老陈醋集团有限公司；恒顺姜汁醋：江苏恒顺醋业股份有限公司；紫林原酿陈醋：山西紫林醋业股份有限公司；海天陈醋：佛山市海天调味食品股份有限公司；新鲜紫薯：色泽呈紫色至深紫色。上述材料均购自郑州市二七区马寨镇好又多超市。

1.2 主要仪器与试剂

UV-2800AH型紫外可见分光光度计 尤尼柯仪器有限公司；PXSJ-216离子计 上海仪电科学仪器股份有限公司；超声波清洗仪 上海合金超声设备有限公司；多壁碳纳米管 苏州碳丰科技公司；氢氧化钾(AR)；氢氧化钠(AR)；所用水为pH 6.8的蒸馏水。

紫薯色素的制备：取鲜紫薯10 g切成片状，于研钵中研磨成糊状，加入50 mL蒸馏水，移入100 mL比色管中，在500 W超声波清洗器中55 ℃提取15～20 min，过滤到滴瓶中备用。

1.3 检测原理及方法

1.3.1 检测原理

根据《酿造食醋》理化指标总酸合格的最低要求，依据等“物质的量反应”原则，当所取食醋原样品的体积确定后，加入与总酸合格最低要求等量的一元强碱溶液，若所取食醋样品中总酸的量大于一元强碱溶液的量，反应完成后，总酸剩余，加入食醋溶液中的紫薯色素为红色、红橙色，该产品为合格产品，剩余的总酸越多，产品的质量相对越好；如果食醋中总酸的量正好等于加入的一元强碱的量，反应完成后，恰好达到符合最低要求的理论终点，酸碱物质均无剩余，紫薯色素为橙灰色，酿造食醋恰好是符合最低指标要求的合格产品；如果所取食醋中总酸的量小于加入的一元强碱的量，反应完成后，强碱剩余，总酸不足，溶液中的紫薯色素为灰蓝色、绿土色或黄棕色，可快速判断该酿造食醋为不合格产品。

1.3.2 检测方法

用移液枪取1.00 mL食醋于25 mL比色管中，加入9.00 mL蒸馏水，加0.4 g多壁碳纳米管脱色，2 min后过滤。用移液枪取澄清液1.00 mL于10 mL比色管中滴加3滴紫薯色素，加入0.58285 mol/L 氢氧化钠标准溶液100 μL，轻摇并观察，按1.3.1的方法进行快速判别。

2 结果与分析

2.1 紫薯色素的颜色变化

取12个100 mL小烧杯，各加入约40 mL蒸馏水，在酸度计上逐滴滴加0.10 mol/L盐酸或0.10 mol/L氢氧化钾溶液，调节pH分别为2.00，3.00，4.00，5.00，6.00，7.00，8.00，9.00，10.00，11.00，12.00，13.00，然后各滴加入4滴紫薯色素，摇匀后，分取部分于25 mL比色管中，观察紫薯色素在不同pH溶液中的颜色变化，结果见表1。

表1 紫薯色素随溶液pH值的变化Table 1 The change in purple sweet potato pigment with pH value of solution

由表1可知，紫薯色素在pH 2.00～3.00的溶液中为红色，pH 4.00～7.00时为红橙色，pH 8.00时为橙灰色；pH 9.00时为蓝灰色，在pH 10.00～11.00的溶液中为绿土色，pH 12.00～13.00时为黄棕色，其颜色变化十分明显，是溶液酸度指示的理想呈色剂。

2.2 NaOH标准溶液目标浓度的设定

根据“等物质的量反应”原则，无论是固态还是液态发酵食醋，合格产品中的总酸(以乙酸计)≥35.0 g/L，相应的最低浓度为：

(1)

因此，配制同浓度的NaOH标准溶液进行“等物质的量反应”后，用紫薯色素颜色变化进行甄别和判断。

2.3 0.58285 mol/L NaOH的配制、标定与调节

用电子天平快速称取NaOH(分析纯)23.32 g于100 mL小烧杯中，加入50 mL蒸馏水溶解，冷却至室温，定量移入1 L容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，混匀，备用。

准确称取105 ℃烘至恒质量的基准试剂邻苯二甲酸氢钾1.8～2.4 g(准确到0.0001 g)于锥形瓶中，加水约40 mL溶解，加紫薯色素溶液5滴，用0.58285 mol/L氢氧化钠溶液滴定至红色刚好消失变为橙灰色为终点，记录消耗氢氧化钠溶液的体积V1(mL)，同时取40 mL蒸馏水进行空白试验和颜色比对，按下式计算浓度:

C(NaOH)=(m×1000/204.22)/(V1-V0)。

(2)

式中：C(NaOH)为标定所用氢氧化钠溶液的物质的量浓度，mol/L；m为称取邻苯二甲酸氢钾基准试剂的质量，g；204.22为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量，g/mol；V0为空白液所消耗的氢氧化钠的体积，mL；V1为质量为m的邻苯二甲酸氢钾所消耗的氢氧化钠的体积，mL。

进行4次平行标定，检验无可疑值后，取平均值。若浓度低于0.58285 mol/L，计算并添加所需的固体NaOH；若浓度高于0.58285 mol/L，计算并添加所需蒸馏水，直至重新标定后达到目标浓度。

2.4 食醋的脱色

2.4.1 样品的制备

取50.00 mL紫林陈醋于500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀,备用。

2.4.2 空白溶液

取2.4.1食醋样品10.00 mL于25.00 mL比色管中，加入0.25 g多壁碳纳米管，用玻璃棒轻轻搅动2 min后过滤，以滤液作为空白溶液。

2.4.3 脱色率的测定

以2.4.1食醋样品液为试液，以2.4.2空白液为对照，用1 cm比色皿，在250～750 nm处进行光谱扫描，表明样品的最大吸收波长λmax=403.0 nm。

取2.4.1食醋样品20.00 mL 7份，分置于7个50.00 mL比色管中，依次加入0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.40 g多壁碳纳米管，用玻璃棒轻轻搅动2 min后用滤纸过滤，以2.4.2为空白液，用1 cm比色皿在403.0 nm处测定吸光度，按式(3)计算出样品的脱色率。

脱色率/%=(A0-A)÷A0×100%。

(3)

式中：A0为10倍稀释食醋样品未脱色时测定的吸光度，A为10倍稀释食醋样品加入不同量多壁碳纳米管脱色后过滤液的吸光度，结果见图1。

图1 脱色剂用量对脱色率的影响Fig.1 Effect of decolorant dosage on decolorization rate

由图1可知，脱色2 min，多壁碳纳米管用量为0.4 g时，脱色率为99.27%。

2.4.4 脱色时间的确定

取2.4.1食醋样品20.00 mL 5份，各加入0.4 g的多壁碳纳米管，分别用玻璃棒轻轻搅动2，3，4，5，6 min后过滤，按2.4.3操作，测定吸光度并计算脱色率，结果见图2。

图2 脱色时间对脱色率的影响Fig.2 Effect of decolorization time on decolorization rate

由图2可知，加入0.4 g多壁碳纳米管测定，脱色效果理想。

2.5 对照测定结果

按照GB/T 5009.41-2003《食醋卫生标准的分析方法》测定总酸含量，本法快速检测结果和商品标注值进行比较，见表2。

表2 对照测定结果Table 2 The comparison of determination results

由表2可知，快速检测方法与国标法测定计算得到的结果完全吻合，均为合格产品。

2.6 验证研究

将食醋原样按照一定的比例用蒸馏水稀释后作为样品，根据GB/T 5009.41-2003《食醋卫生标准的分析方法》测定总酸含量，并按照式(1)计算结果，平行测定4次，取平均值。食醋原样用水稀释1倍、5倍后作为样品，按1.3的方法进行测定，结果见表3和表4。

表3 食醋原样稀释1倍后样品的检测结果及验证Table 3 The detection results and verification of vinegar samples diluted by 1 times

表4 原食醋稀释5倍后样品的检测结果及验证Table 4 The detection results and verification of vinegar samples diluted by 5 times

由表3可知，食醋原样稀释1倍后的样品，只有珍极米醋仍为合格产品，其他产品变为不合格产品。快速检测方法的结果与国标法的计算结果高度一致。

由表4可知，食醋原样稀释5倍后的样品，所有的样品均为不合格产品，检测结果与国标法的计算结果高度一致。

3 结论

该法取样后，加入与总酸合格最低要求等量的氢氧化钠溶液，根据紫薯色素呈色剂的颜色，对产品的总酸是否合格进行快速判断,无需滴定,无需使用仪器和用电，操作简便，投入成本大幅降低。取样后，数分钟即可完成检测，适于现场快速、直观鉴别。与国标法对照测定和验证，结果一致，有较强的创新性和普及推广应用价值。