牛乳酸度测定.docx
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牛乳酸度测定
以任务为导向
PDCA教学过程控制
比较教学法
食品分析与检测实训指导手册
-课程改革专用
专业班级食品营养与检测091
姓名朱思林
学号20097101132
任务一滴定法测定牛乳的酸度
【任务描述】
本任务主要为测定实验室提供的牛奶样品的酸度。
整个任务过程主要包含基准物质的正确称量、碱标准溶液的配制，以及用酸碱滴定法测定产品中酸的含量；并通过多个样品的检验，对所得数据进行方差分析、误差分析、Q检验等分析。
P任务策划部分
【本任务应掌握知识点及技能】
相关知识点
重点掌握技能
食品酸度的概念及意义
不同称量法之间的异同
滴定基准物的概念及应用
酸碱滴定原理
数据记录与处理，给出评价报告、Q检验、误差等概念
天平时减量法的操作方法
酸、碱标准溶液的配制方法
碱式滴定管的使用方法
滴定终点判断
误差、标准差的计算方法
Q检验的方法
相关知识点
1、食品酸度的概念及意义
食品的酸度可分为：
总酸度、有效酸、挥发酸度和牛乳酸度
①总酸度：
指食品中所有酸性成分的总量．它包括未离解的酸的浓度和已离解的酸的浓度，其大小可用滴定法来确定，故总酸度又称为＂可滴定酸度”
②牛乳酸度：
牛乳有两种酸度
a.外表酸度：
又叫固有酸度（潜在酸度），是指刚挤出来的新鲜牛乳本身所具有的酸度，是由磷酸、柠檬酸、酪蛋白、白蛋白和二氧化碳等所引起的，外表酸度在新鲜牛乳中占0.15～0.18%（以乳酸计）
b.真实酸度：
也叫发酵酸度，是指牛乳放置过程中，在乳酸菌作用下乳糖发酵产生了乳酸而升高的那部分酸度，若牛乳中含酸量超过0.5～0.2%，即表明有乳酸存在，因此习惯上把0.2%以下含酸量的牛乳称为新鲜牛乳，若达到0.3%就有酸味，0.6%就凝固了
2、不同称量法之间的异同
①直接称量法：
适用于称量洁净干燥的器皿、棒状或块状的金属及不易潮解或升华的整块固体样式
②固体称量法（增量）：
适用于不易吸湿、在空气中性质稳定的粉末状物质。
在化学分析实验中，当需要用直接配制法配制指定浓度的标准溶液时通常用此法称取基准物质
③减量称量法：
适用于易吸湿、易氧化和易与CO₂反应的物质。
称量时不必调整零点，称量快速准确。
在分析化学实验中，常用来称取基准物和待测样品，是一种最常用的称量方法，但此法不宜称取指定质量的样品
3、滴定基准物的概念及应用
基准物的概念：
能用于直接配制或标定标准溶液的纯物质
基准物质通常都含有不同量的水，使用前需作适当的干燥处理。
4、酸碱滴定原理
酸碱中和滴定实验的原理就是以酸碱质子转移反应为基础的滴定方法.关键点是指示剂的选择和标准溶液的配制
5、数据记录与处理，给出评价报告、Q检验、误差等概念
根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。
①系统误差：
由于仪器结构上不够完善或仪器未经很好校准等原因会产生误差；由于实验本身所依据的理论、公式的近似性，或者对实验条件、测量方法的考虑不周也会造成误差；由于测量者的生理特点
②偶然误差：
在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种类型的误差叫做偶然误差
【任务相关参考资料的查阅（请按参考文献的标准方法记录）】
参考资料
书籍
1、张意静.食品分析技术[M].北京：
中国轻工业出版社，2008，
数据处理P55
酸碱标准溶液的配制及滴定练习p86
酸碱标准溶液的比较滴定及标定p87
食品酸度的概、酸度的测定P115-124
乳和乳制品检验P616172-177/408-410
2、陆旋,张星海.基础化学实验指导[M].北京:
化学工业出版社,2007.17
强酸滴定弱碱P87-P89
定量分析中的误差P39-P41
误差、Q检验的方法P38-P41
基准物质必须符合的条件P45
维普（标准文献）
1.中国公共卫生[J].混合指示剂滴定法测定酸牛乳中酸度的探讨,1999,15
（2）.
对酸牛乳酸度的测定,在GB/T5009146-1996中是用酚酞作指示剂的酸碱滴定法。
由于酸牛乳呈乳白色或者微黄色,终点颜色则是微红色,滴定终点不易辨认,测定结果可产生较大误差。
用混合指示剂（百里酚蓝-酚酞作指示剂）滴定法,终点明显,便于观察,精密度和准确度较好。
注：
滴定酸度终点判定标准颜色液的制备:
取酸牛乳5.00g,置于150ml锥形瓶中,加40ml新煮沸放冷至40℃的水,混匀,再加入3滴0125göL碱性品红溶液摇匀后即为该样品滴定酸度终点判定标准颜色液。
2.王海利.生鲜牛乳的质量检验和卫生评价[J].中国乳业,2006,3:
35-36
生鲜牛乳的质量检验：
新鲜度检验、色泽检验、异物检验、组织状态检验、细菌污染检验、抗生素残留检验、气味和滋味检验
发酵酸奶生产技术要点：
①选用优质原料和辅料
②选择优良的酸奶发酵
③搞好酸奶生产中的卫生管理
④保证酸奶运输和贮藏中的冷链系统
2.李宏军,任健.牛乳的PH值和酸度[J].中国乳品工业,1998,26（4）：
18-20
牛乳的酸度通常用滴定酸度来表示，即取一定量的牛乳以酚酞作指示剂，用一定浓度的碱液（常用0.1mol/LNaOH溶液）来滴定，以消耗碱液的数量表示，简称酸度。
牛乳的酸度通常的测定方法和表示方法：
吉尔涅尔度、乳酸百分率、索斯列特—格恩克尔度、道尔尼克度、荷兰标准法、英国标准法。
3.刘成相.乳与乳制品酸度测定方法及其改进[J].江苏预防医学,2008,19（3）:
69-70
按国标来操作不容易观察滴定终点，国标中的计算结果的表达也不明确。
用酸度计法可以代替指示剂法，计算的酸度结果也相一致。
应该用公式：
（X以乳酸计，%）
式中：
V1为小号氢氧化钠标准滴定溶液的体积（mL）
C为氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度（mol/L）
V为乳样的体积（mL）
0.09与1.000mol/L氢氧化钠标准滴定溶液1.00mL相当于乳酸的质量（g）
4.王杏龙,毛永江,薛方明,候道荣.新鲜牛乳酸度增高的原因分析[J].中国奶牛,2003,5:
51-52
高酸度或酒精阳性乳不利于加工，因此乳品加工部门已将酸度和酒精试验作为检测牛乳品质好坏的重要指标。
通常一定浓度的酒精能使一定酸度的牛乳蛋白质产生沉淀，乳的酸度越高，乳中蛋白质对热的稳定性越低，越易凝固。
5.闫芳,王向岩,彭伟.混合指示剂滴定法测定酸牛乳中酸度的探讨[J].中国公共卫生,期刊荣誉：
中文
混合指示剂滴定法和酚酞作指示剂的酸碱滴定法相比，终点明显，便于观察，精密度和准确度较好。
6.姜建芳,刘英华,王昭英.乳与乳制品中酸度测定方法的探讨[J].中国卫生检验杂志,2003年,13（6）:
759-759
国标法终点的判断是以酚酞为指示剂，滴定至出现粉红色，并在0.5min内不褪色为准，是以颜色的变化为标准，样品原有颜色对其有影响；探讨的方法是以酸度计直接指示终点，样品原有颜色对其无影响，更准确、快捷、准确、应用范围更广泛。
7.樊军浩，秦明利，孟宏昌，李红利.牛乳酸度测定方法的改进〔J〕.漯河职业技术学，院学报，2003，2（3）：
10-11
现行的牛乳酸度的测定方法是以酸碱滴定法为基础，根据吉尔涅尔度的定义来进行的。
该方法在具体操作过程中存在一定弊端，主要表现在滴定终点达到“玫瑰红色一分钟内不消失为止”时，由于牛乳白色的掩蔽作用，使所得出的结果远远大于牛乳的实际酸度，给牛乳品质的评定带来较大误差。
在测定过程中，利用中性盐做沉淀剂，使滴定终点便于观察、判断，进而提高实验方法的准确度。
8.张明,孙然,伏梅,孔小勇.原料奶质量对酸乳发酵的影响[J].徐州工程学院学报：
自然科学版,2009年24（3）:
13-16
①乳固体含量对发酵的影响
②乳糖含量对发酵的影响
③蛋白质含量对发酵的影响
④脂肪含量对发酵的影响
⑤原料奶中抗生素含量对发酵的影响
⑥原料奶初始酸度对发酵的影响
检测标准
GB5413.34-2010乳与乳制品酸度的测定
本标准采用标准法和常规法进行测定，第一法适用于乳粉酸度的测定；第二法适用于巴氏杀菌乳、灭菌乳、生乳、发酵乳、炼乳、奶油及干酪素酸度的测定。
以重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示，结果保留三位有效数字。
在重复性条件下获得的两次测定结果的绝对差值不超过1.0T。
GB/T601-2002化学试剂标准滴定溶液的制备
本标准中标准滴定溶液的浓度以摩尔每升（mol/L）表示。
氢氧化钠标准滴定溶液[c（NaOH）=1moI/L]。
前版本中标准滴定溶液的浓度单位采用摩尔浓度（mol/L）与当量（N）或克分子浓度（M）对比的形式。
新版标准取消了当量浓度（N）和克分子浓度（M）的表示方法，即标准滴定溶液的浓度单位以后不允许使用“当量浓度（N）”和“克分子浓度（M）”的表示方法.
GB/T5409-85牛乳检验方法（内含第1号修改单）
滴定酸度：
吸取10ml牛乳，置于250ml三角瓶中，加入20ml水，再加入0.5m10.5%的酚酞乙醇溶液，小心摇匀，用0.1N氧化钠标准溶液滴至微红色（见注），在1min内不消失为止。
消耗0.1N氢氧化钠标准溶液的毫升数乘以10，即得酸度（°T）。
注：
滴定酸度终点判定标准颜色的制备方法如下。
取滴定酸度测定的同批和同样数量的样品如牛乳10ml，置于250ml三角烧瓶中，加人20ml馏水，再加入3滴0.005%碱性品红溶液，摇匀后作为该样品滴定酸度终点判定的标准颜色。
其他产品酸度滴定的标准颜色的制备，可根据其标准滴定酸度测定的取样量和加水稀释量的总容积，参照本方法按比例增加或减少0.005%碱性品红滴数即可。
GB5413.34-2010乳和乳制品酸度的测定
基准法测乳粉中酸度的原理：
中和100mL干物质为12%的复原乳至PH为8.3所消耗的0.1mol/L氢氧化钠体积，经计算确定其酸度。
常规法测乳粉中酸度的原理:
以酚酞作指示剂，硫酸钴作参比颜色，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定100mL干物质为12%的复原乳至粉红色所消耗的体积经计算确定其酸度。
乳及其他乳制品中酸度的测定原理：
以酚酞为指示剂，用0.1000mol/L氢氧化钠标准溶液滴定100g试样至终点所消耗的氢氧化钠溶液体积，经计算确定试样的酸度。
精密度：
在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过1.0ºT
网站资料
卫生部批准公布的乳品安全国家标准正式实施，其中包括66项具体标准，涉及生乳、巴氏杀菌乳、灭菌乳等所有乳类和乳制品，我们中国应该特别的注意这些方面，中国的生意人真的很会贪小便宜为了一点利益，就损害了我们这个些青少年。
国家应该制定相关法律更加严格的管理他们。
为什么还要加水，不加水而直接用NaOH滴定行不行？
这样也可以，但是测出的数据出入很大，这主要是牛奶中有碱性磷酸三钙，不加水牛奶的酸度高，而加水后磷酸三钙溶解度增加，从而降低了牛奶中的酸度，其溶解形式如下：
Ca（PO4）2+2H2O→2CaHPO4+Ca（OH）2
CaHPO4与所加的酚酞指示剂作用呈中性，但Ca（OH）2与酚酞指示剂来说为碱性，因此，加水使滴定酸度降低20T，所以一般测定酸度时都是指加水后的酸度。
如果在滴定时没加水，那么所得的酸度高20T，应该减去20T。
影响因素：
1）试剂的浓度和用量：
酚酞浓度不一样，到终点时PH稍有差异，有色液与无色液不一样，应按规定加入，尽量避免误差。
2）稀释时的加水量：
所加的水的量不一样，滴定值也不一样，主要是碱性磷酸三钙的作用，应按部颁标准，0.5%酚酞0.5ml水20ml.
3）碱液浓度：
部颁规定为0.1NNaOH标准液，用时标定，配制时应除二氧化碳。
4）终点确定：
要求滴定到微红色，微红色的持续时间有长短。
每个人对微红色的主观感觉也有差异，要求30秒到1分钟内不褪色为终点，视力误差为0.5-10T。
二．乳酸%
牛奶的酸度除滴定酸度外，也可用乳酸的百分数来表示，与总酸度的计算方法一样，也可由滴定酸度直接换算成乳酸%（10T=0.09%乳酸）
如果10ml牛奶按2：
1稀释加酚酞用NaOH滴定，最后计算乳酸。
乳酸%=（N*V）*0.09/10ml*比重*100
比重用乳稠计测，计算出的数据符合10T=0.09%乳酸
混合指示剂滴定法测定酸牛乳中酸度的探讨：
用酚酞作指示剂测酸牛乳酸度时,制备滴定酸度的终点判定标准颜色,此方法的结果比较满意。
酸度（°T）度数用百里酚蓝-酚酞作指示剂,中和100ml乳所需氢氧化钠标准滴定溶液（011molöL）的毫升数。
D任务实施及C验证部分
【初次实验操作步骤设计】
任务分块
操作步骤
实际参与操作部分（√）
标准溶液配制
碱溶液标定
产品酸度的滴定
用小烧杯在粗天平上称取固体氢氧化钠4克，加水100毫升，氢氧化钠全部溶解，将溶液倒入另一清洁试剂瓶中，用蒸馏水稀释至1000毫升，以橡皮塞塞瓶口，充分摇匀。
将化学纯邻苯二甲酸氢钾于120℃烘约1小时至恒重，冷却25分钟，称取0.16~0.33克，（精确到0.0001克）于250毫升锥形瓶中，加入100毫升水溶液，加三滴酚酞指示剂，用以上配好的氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，半分钟不褪色为止。
在250毫升三角瓶中注入10mL牛乳，加20mL蒸馏水，加0.5％酚酞指示液几滴，小心混匀，用0.1N氢氧化钠标准溶液滴定，直至微红色在1分钟内不消失为止。
消耗0.1N氢氧化钠标准溶液的毫升数乘以l0，即得酸度。
√
√
√
【器材及试剂领取与配制】
主要使用仪器名称
型号
备注
锥形瓶
碱式滴定管
滴定管
烧杯
滴瓶
吸管
天平
试剂瓶
量筒
胶头滴管
250毫升
25毫升
10毫升
50毫升
60毫升
10毫升
电子天平和分析天平
1000毫升
100毫升
5
1
1
2
1
1
1
1
1
1
试剂名称
浓度/配制方法
NaOH标准溶液
邻苯二甲酸氢钾
酚酞指示剂
0.1mol/L；用小烧杯在粗天平上称取固体氢氧化钠4克，加水100毫升，氢氧化钠全部溶解，将溶液倒入另一清洁试剂瓶中，用蒸馏水稀释至1000毫升，以橡皮塞塞瓶口，充分摇匀。
将化学纯邻苯二甲酸氢钾于120℃烘约1小时至恒重，冷却25分钟，称取0.16~0.33克，（精确到0.0001克）于250毫升锥形瓶中，加入100毫升水溶液。
0.5％酚酞乙醇溶液：
称取酚酞1g溶解于100ml95%乙醇中
【预习后了解的问题】
1、牛乳测定的含义、牛乳酸度的来源？
答：
食品中的酸类物质具有一定的防腐作用，当pH<2.5时，一般除霉菌外，大部分微生物的生长都受到抑制，将醋酸的浓度控制在6%时，可有效地抑制腐败菌的生长。
所以，食品中酸度的测定具有重要的意义。
外表酸度（固有酸度）指刚挤出来的新鲜牛乳本身所具有的酸度。
主要来源于酪蛋白、白蛋白、柠檬酸盐、磷酸盐等。
约占牛乳的0.15—0.18%（以乳酸计
真实酸度（发酵酸度）指牛乳在放置过程中，在乳酸菌作用下使乳糖发酵产生了乳酸而升高的那部分酸度。
2、为什么实验终点为PH=8.2时滴定终定而不是7？
答：
RCOOH+NAOH----RCOONA+H2O
此中和反应用酚酞作指示剂，它在PH约8.2时，就确定了游离酸中的终点。
无色的酚酞与碱作用时，生成酚酞盐，同时失去1分子水，引起醌型重排而呈现红色.
3、在实验前如何选择滴定管的型号？
根据每次滴定所消耗的溶液体积不宜太大，也不宜过小，应控制在滴定管容量的1/3至2/3左右为宜，以减小误差。
4、为什么测牛奶酸度一定要加水？
答：
牛奶中有碱性磷酸三钙，不加水牛奶的酸度高，而加水后磷酸三钙溶解度增加，从而降低了牛奶中的酸度，加水使滴定酸度降低20T，所以一般测定酸度时都是指加水后的酸度。
如果在滴定时没有加水，那没所得的酸度高20T，应减去20T。
D任务实施及C验证部分
【初次实验原始数据记录及结果计算】
表一、邻苯二甲酸氢钾称量及NaOH溶液的标定
M邻苯二甲酸氢
钾样品（g）样1样2
始读数12.080011.8246
终读数11.824611.5715
样品质量0.25540.2531
碱液滴定
消耗体积（mL）样1样2
始读数0.000.00
终读数12.8112.80
对应消耗体积12.8112.80
C（NaOH）0.097640.09683
平均浓度0.09724
相对偏差0.4%
极差、相对极差计算：
极差=0.09764-0.09683=0.00081
结论：
该组数据的相对偏差小于0.2%，NaOH的浓度为0.09674
表二、牛乳酸度的测定
编号123
牛乳体积101010
NaOH初读数0.0000.0000.000
NaOH终读数1.6501.6501.650
NaOH体积1.6501.6501.650
NaOH平均体积1.650
T=10Vx
C1*C2=Cx*Vx得：
T=0.1437%
经以上实验，我组对于邻苯二甲酸溶解时加水量多少对氢氧化钠标定结果有何影响产生了疑问，所以做了一组探究实验。
实验研究：
邻苯二甲酸溶解是加水量多少对氢氧化钠标定结果的影响
通过相对平均偏差的及浓度的对比，我组讨论结果为加水量的多少对滴定结果有一定的影响，但是影响不是很大，具体情况有待考证。
实验中遇到的问题：
①在的滴定时，标准溶液锁消耗的以及应为滴定管容量的三分之一到三分之二，实验前应先计算好
②邻苯二氢钾溶解时加水时应尽量保持加水量一致
③称量时尽量使样品和样品的质量保持一致
④用10mL滴定管时读数读到到千分位
⑤计算是不能直接采用T=10Vx公式
实验改进方案：
此次实验采用酚酞做指示剂，但由于起终点难判断，测定结果可能会产生较大误差，通过查阅，发现采用百里酚--酚酞混合指示剂代替酚酞指示剂进行滴定，是终点明显，便于观察，精密度和准确度更高。
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