高向陽

(1.鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450064；2.鄭州市食品安全快速檢測重點實驗室，鄭州 450064)

釀造食醋是以糧食為原料或混合使用各種含有淀粉、糖的物料或酒精，經(jīng)微生物發(fā)酵釀制而成的液體調(diào)味品，GB 18187-2000規(guī)定了產(chǎn)品的理化指標(biāo)，不論是固態(tài)發(fā)酵食醋，還是液態(tài)發(fā)酵食醋，總酸(以乙酸計)均應(yīng)≥3.5 g/dL，即乙酸≥35 g/L[1],按GB/T 5009.41-2003標(biāo)準(zhǔn)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液電位滴定法測定[2]。采用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校正酸度計、pH玻璃電極要提前在蒸餾水中浸泡24 h以上，要隨時測定試液的溫度，并對溫度及時進行調(diào)節(jié)和補償，比較麻煩且費時；由于pH玻璃電極的膜電位存在嚴(yán)重“納差”，會使測量結(jié)果偏低，且平衡時間較長，滴定終點易出現(xiàn)“滯后”現(xiàn)象，引入誤差；所需樣品較多，投入成本較高，工作效率較低。

紫薯色素?zé)o毒、原料易得、提取簡便、成本低廉、耐溫性能好，顏色隨溶液酸度變化十分顯著，其提取工藝和顏色變化已有文獻報道[3-7]。本文根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18187-2000頒布的《釀造食醋》的主要理化指標(biāo)參數(shù)，依據(jù)“等物質(zhì)的量反應(yīng)”原則，科學(xué)設(shè)定NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，取樣后，加入與合格產(chǎn)品總酸要求的等量一元強堿，用紫薯色素色澤的明顯變化快速鑒別。該方法操作簡單，無需儀器用電，不存在電極的“納差”，無需滴定，無需公式計算和空白測定，結(jié)果判斷快速直觀、成本低廉、實用性強，取樣后，現(xiàn)場數(shù)分鐘即可獲得結(jié)果，工作效率得到大幅提高，與國標(biāo)法對照，結(jié)果完全吻合。

1 材料與方法

1.1 材料

加加陳醋：加加食品集團股份有限公司；山西陳醋：清徐縣酉乙泉醋業(yè)有限公司；珍極米醋：統(tǒng)萬珍極食品有限公司；東湖精釀老陳醋：山西老陳醋集團有限公司；恒順姜汁醋：江蘇恒順醋業(yè)股份有限公司；紫林原釀陳醋：山西紫林醋業(yè)股份有限公司；海天陳醋：佛山市海天調(diào)味食品股份有限公司；新鮮紫薯：色澤呈紫色至深紫色。上述材料均購自鄭州市二七區(qū)馬寨鎮(zhèn)好又多超市。

1.2 主要儀器與試劑

UV-2800AH型紫外可見分光光度計 尤尼柯儀器有限公司；PXSJ-216離子計 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；超聲波清洗儀 上海合金超聲設(shè)備有限公司；多壁碳納米管 蘇州碳豐科技公司；氫氧化鉀(AR)；氫氧化鈉(AR)；所用水為pH 6.8的蒸餾水。

紫薯色素的制備：取鮮紫薯10 g切成片狀，于研缽中研磨成糊狀，加入50 mL蒸餾水，移入100 mL比色管中，在500 W超聲波清洗器中55 ℃提取15～20 min，過濾到滴瓶中備用。

1.3 檢測原理及方法

1.3.1 檢測原理

根據(jù)《釀造食醋》理化指標(biāo)總酸合格的最低要求，依據(jù)等“物質(zhì)的量反應(yīng)”原則，當(dāng)所取食醋原樣品的體積確定后，加入與總酸合格最低要求等量的一元強堿溶液，若所取食醋樣品中總酸的量大于一元強堿溶液的量，反應(yīng)完成后，總酸剩余，加入食醋溶液中的紫薯色素為紅色、紅橙色，該產(chǎn)品為合格產(chǎn)品，剩余的總酸越多，產(chǎn)品的質(zhì)量相對越好；如果食醋中總酸的量正好等于加入的一元強堿的量，反應(yīng)完成后，恰好達到符合最低要求的理論終點，酸堿物質(zhì)均無剩余，紫薯色素為橙灰色，釀造食醋恰好是符合最低指標(biāo)要求的合格產(chǎn)品；如果所取食醋中總酸的量小于加入的一元強堿的量，反應(yīng)完成后，強堿剩余，總酸不足，溶液中的紫薯色素為灰藍色、綠土色或黃棕色，可快速判斷該釀造食醋為不合格產(chǎn)品。

1.3.2 檢測方法

用移液槍取1.00 mL食醋于25 mL比色管中，加入9.00 mL蒸餾水，加0.4 g多壁碳納米管脫色，2 min后過濾。用移液槍取澄清液1.00 mL于10 mL比色管中滴加3滴紫薯色素，加入0.58285 mol/L 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μL，輕搖并觀察，按1.3.1的方法進行快速判別。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫薯色素的顏色變化

取12個100 mL小燒杯，各加入約40 mL蒸餾水，在酸度計上逐滴滴加0.10 mol/L鹽酸或0.10 mol/L氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)pH分別為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，搖勻后，分取部分于25 mL比色管中，觀察紫薯色素在不同pH溶液中的顏色變化，結(jié)果見表1。

表1 紫薯色素隨溶液pH值的變化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的溶液中為紅色，pH 4.00～7.00時為紅橙色，pH 8.00時為橙灰色；pH 9.00時為藍灰色，在pH 10.00～11.00的溶液中為綠土色，pH 12.00～13.00時為黃棕色，其顏色變化十分明顯，是溶液酸度指示的理想呈色劑。

2.2 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液目標(biāo)濃度的設(shè)定

根據(jù)“等物質(zhì)的量反應(yīng)”原則，無論是固態(tài)還是液態(tài)發(fā)酵食醋，合格產(chǎn)品中的總酸(以乙酸計)≥35.0 g/L，相應(yīng)的最低濃度為：

(1)

因此，配制同濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進行“等物質(zhì)的量反應(yīng)”后，用紫薯色素顏色變化進行甄別和判斷。

2.3 0.58285 mol/L NaOH的配制、標(biāo)定與調(diào)節(jié)

用電子天平快速稱取NaOH(分析純)23.32 g于100 mL小燒杯中，加入50 mL蒸餾水溶解，冷卻至室溫，定量移入1 L容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，混勻，備用。

準(zhǔn)確稱取105 ℃烘至恒質(zhì)量的基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀1.8～2.4 g(準(zhǔn)確到0.0001 g)于錐形瓶中，加水約40 mL溶解，加紫薯色素溶液5滴，用0.58285 mol/L氫氧化鈉溶液滴定至紅色剛好消失變?yōu)槌然疑珵榻K點，記錄消耗氫氧化鈉溶液的體積V1(mL)，同時取40 mL蒸餾水進行空白試驗和顏色比對，按下式計算濃度:

C(NaOH)=(m×1000/204.22)/(V1-V0)。

(2)

式中：C(NaOH)為標(biāo)定所用氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度，mol/L；m為稱取鄰苯二甲酸氫鉀基準(zhǔn)試劑的質(zhì)量，g；204.22為鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質(zhì)量，g/mol；V0為空白液所消耗的氫氧化鈉的體積，mL；V1為質(zhì)量為m的鄰苯二甲酸氫鉀所消耗的氫氧化鈉的體積，mL。

進行4次平行標(biāo)定，檢驗無可疑值后，取平均值。若濃度低于0.58285 mol/L，計算并添加所需的固體NaOH；若濃度高于0.58285 mol/L，計算并添加所需蒸餾水，直至重新標(biāo)定后達到目標(biāo)濃度。

2.4 食醋的脫色

2.4.1 樣品的制備

取50.00 mL紫林陳醋于500 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻,備用。

2.4.2 空白溶液

取2.4.1食醋樣品10.00 mL于25.00 mL比色管中，加入0.25 g多壁碳納米管，用玻璃棒輕輕攪動2 min后過濾，以濾液作為空白溶液。

2.4.3 脫色率的測定

以2.4.1食醋樣品液為試液，以2.4.2空白液為對照，用1 cm比色皿，在250～750 nm處進行光譜掃描，表明樣品的最大吸收波長λmax=403.0 nm。

取2.4.1食醋樣品20.00 mL 7份，分置于7個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多壁碳納米管，用玻璃棒輕輕攪動2 min后用濾紙過濾，以2.4.2為空白液，用1 cm比色皿在403.0 nm處測定吸光度，按式(3)計算出樣品的脫色率。

脫色率/%=(A0-A)÷A0×100%。

(3)

式中：A0為10倍稀釋食醋樣品未脫色時測定的吸光度，A為10倍稀釋食醋樣品加入不同量多壁碳納米管脫色后過濾液的吸光度，結(jié)果見圖1。

圖1 脫色劑用量對脫色率的影響Fig.1 Effect of decolorant dosage on decolorization rate

由圖1可知，脫色2 min，多壁碳納米管用量為0.4 g時，脫色率為99.27%。

2.4.4 脫色時間的確定

取2.4.1食醋樣品20.00 mL 5份，各加入0.4 g的多壁碳納米管，分別用玻璃棒輕輕攪動2，3，4，5，6 min后過濾，按2.4.3操作，測定吸光度并計算脫色率，結(jié)果見圖2。

圖2 脫色時間對脫色率的影響Fig.2 Effect of decolorization time on decolorization rate

由圖2可知，加入0.4 g多壁碳納米管測定，脫色效果理想。

2.5 對照測定結(jié)果

按照GB/T 5009.41-2003《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》測定總酸含量，本法快速檢測結(jié)果和商品標(biāo)注值進行比較，見表2。

表2 對照測定結(jié)果Table 2 The comparison of determination results

由表2可知，快速檢測方法與國標(biāo)法測定計算得到的結(jié)果完全吻合，均為合格產(chǎn)品。

2.6 驗證研究

將食醋原樣按照一定的比例用蒸餾水稀釋后作為樣品，根據(jù)GB/T 5009.41-2003《食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》測定總酸含量，并按照式(1)計算結(jié)果，平行測定4次，取平均值。食醋原樣用水稀釋1倍、5倍后作為樣品，按1.3的方法進行測定，結(jié)果見表3和表4。

表3 食醋原樣稀釋1倍后樣品的檢測結(jié)果及驗證Table 3 The detection results and verification of vinegar samples diluted by 1 times

表4 原食醋稀釋5倍后樣品的檢測結(jié)果及驗證Table 4 The detection results and verification of vinegar samples diluted by 5 times

由表3可知，食醋原樣稀釋1倍后的樣品，只有珍極米醋仍為合格產(chǎn)品，其他產(chǎn)品變?yōu)椴缓细癞a(chǎn)品?？焖贆z測方法的結(jié)果與國標(biāo)法的計算結(jié)果高度一致。

由表4可知，食醋原樣稀釋5倍后的樣品，所有的樣品均為不合格產(chǎn)品，檢測結(jié)果與國標(biāo)法的計算結(jié)果高度一致。

3 結(jié)論

該法取樣后，加入與總酸合格最低要求等量的氫氧化鈉溶液，根據(jù)紫薯色素呈色劑的顏色，對產(chǎn)品的總酸是否合格進行快速判斷,無需滴定,無需使用儀器和用電，操作簡便，投入成本大幅降低。取樣后，數(shù)分鐘即可完成檢測，適于現(xiàn)場快速、直觀鑒別。與國標(biāo)法對照測定和驗證，結(jié)果一致，有較強的創(chuàng)新性和普及推廣應(yīng)用價值。