Kwasowość

Kwasowość - Wartość stężenia jonów wodorowych H+ lub hydronowych H3O+ w roztworze większa niż 10-7 lub wartość wykładnika jonów wodorowych w roztworze mniejsza niż 7. [I. Duda, 1994, s. 80]

Kwasowość należy do podstawowych parametrów decydujących o jakości żywności i jest chrakterystyczna dla większości produktów spożywczych. Zmiany kwasowości mogą dostarczać informacji o niekorzystnych procesach zachodzących w produkcie (np. wskutek nieprawidłowego wywarzania lub nieodpowiedniego przechowywania), o jego świeżości, a nawet toksyczności.

Większość kwasów, które występują w żywności (np. kwas mlekowy w przetworach mlecznych; kwas jabłkowy, cytrynowy czy winowy - w przetworach owocowo-warzywnych), to kwasy naturalne. Niektóre kwasy są celowo wprowadzane do produktów spożywczych. Powodują one obniżenie wartości pH produktu spożywczego, a w konsekwencji - m.in. spowolnienie procesu oddychania (np. w kiszonej kapuście), brązowienie enzymatyczne oraz reakcje karbonylowo-aminowe. Jony wodorowe hamują rozwój wielu gatunków bakterii i drożdży (najbardziej odporne na obniżenie odczynu są pleśnie), dlatego do różnego rodzaju marynat wprowadza się kwas octowy, a do soków - kwas askorbinowy, często również środki utrwalające, np. kwas mlekowy, cytrynowy lub fosforowy.

Kwasy w produktach spożywczych mogą się tworzyć w rezultacie hydrolizy tłuszczów (kwasy tłuszczowe) lub w wyniku fermentacji cukrów (np. kwas mlekowy). Kwasy mogę również powstawać podczas psucia się niektórych produktów (np. kwas octowy).[M. Bączkowicz, 2013, s. 106-107] Z chemicznego punktu widzenia kwasowość dzieli się na czynną i potencjalną.

• Kwasowość czynna (rzeczywista, aktualna) wyraża stężenia jonów wodorowych w formie zdysocjowanej, występujących w danym produkcie. Oznacza się ją przez pomiar pH produktu.
• Kwasowość czynną, wyrażoną w wartościach pH, można oznaczyć dwoma metodami: potencjometryczną i kolometryczną. Metody potencjometryczne polegają na pomiarze stężenia jonów wodorowych występujących w formie zdysocjowanej w badanym produkcie za pomocą pH-metru. Metody kolorymetryczne natomiast polegają na pomiarze wartości absorpcji badanego roztworu przy określonej długości fali (jeśli roztwór jest barwny), a następnie dodaniu wskaźnika alkacymetrycznego i ponownym pomiarze wartości absorpcji. Różnica pomiędzy wynikami pomiaru absorpcjiobu roztworów jest porównywalna z krzywą wzorcową wykonaną na podstawie roztworu o znanym pH z zastosowaniem tego samego wskaźnika alkacymetrycznego. Metoda ta stosowana jest bardzo rzadko. Innym sposobem oznaczania kwasowości jest pomiar pH na podstawie zmiany barwy papierka wskaźnikowego i porównanie jej ze skalą wzorców. Pomiar ten jest jednak mało dokładny.

Kwasowość potencjalna jest miarą zawartości substancji chemicznych o charakterze kwaśnym zawartch w badanym produkcie, a w szczególności kwasów organicznych, nieorganicznych lub ich soli wykazujących hydrolizę kwasową. Ten rodzaj kwasowości oznacza się za pomocą miareczkowania alkacymetrycznego z zastosowaniem odpowiednich wskaźników alkacymetrycznych lub pH-metru (metoda potencjometryczna znajduje zastosowanie szczególnie w przypadkach gdy badana próbka jest nieklarowna lub jej zabarwienia maskuje barwę wskaźnika).[Z. Cichoń, 2009, s. 81]

Oznaczanie kwasowości:

1. Oznaczanie kwasowości ogólnej metodą miareczkowania w obecności wskaźnika - polega na zobojętnieniu ogólnej zawartości kwasów obecnych w badanym roztworze przez miareczkowanie roztworem wodorotlenku sodu w obecności fenoloftaleiny, jako wskaźnika lub przy zastosowaniu papierka wskaźnikowego.
2. Oznaczanie kwasowości ogólnej metodą miareczkowania potencjometrycznego - polega na zobojętnieniu wszystkich kwasów obecnych w badanym roztworze przez miareczkowanie mianowanym roztworem wodorotlenku sodu do pH 7.
3. Oznaczanie kwasowości lotnej - polega na miareczkowaniu oddestylowanych parą wodną kwasów lotnych za pomocą roztworu wodorotlenku sodu wobec fenoloftaleiny.
4. Oznaczanie kwasowości czynnej - polega na pomiarze różnicy potencjałów między elektrodami zanurzonymi w badanym roztworze [M. Kreławska-Kułas, 1993, s. 271-274]

Stopień kwasowości to liczba cm3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 1M zużytego do zobojętnienia wodnych kwasów i wodorosoli zawartych w 100 g lub 100 cm3 produktu. W różnych branżach przemysłu spożywczego spotyka się też inne sposoby wyrażania kwasowośći ogólnej, np:

• w stopniach Delbrucka [oD] - liczba cm3 roztworu ługu sodowego o stężeniu 1M potrzebna do zobojętnienia 20 cm3 próbki (stosowane w przemyśle gorzelniczym)
• w stopniach Soxhleta [oS] liczba cm3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,25 M potrzebna do zobojętnienia 50 cm3 mleka (stosowane w przemyśle mleczarskim)
• w stopniach Soxhleta-Henkla [oSH] - liczba cm3 wodorotlenku sodu o stężeniu 0,25 M potrzebna do zobojętnienia 100 cm3 mleka (stosowane w przemyśle mleczarskim)
• w stopniach Thornera [oT] - liczba cm3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 M potrzebna do zobojętnienia 100 cm3 mleka (stosowane w przemyśle mleczarskim)
• w gramach kwasu na 100 g lub 100 cm3 produktu (stosowane w przemyśle owocowo-warzywnym).

W celu dokładnego określenia kwasowości czynnej stosuje się metody elekrtrometryczne. Metody te polegają na pomiarze siły elektromotorycznej (SEM), czyli różnicy potencjałów, ogniwa złożonego z dwóch elektrod, tj. porównawczej (odniesienia) i wskaźnikowej (badanej). Elektrody wskaźnikowe to takie, których potencjał ustala się w zależności od stężenia jonów wodorowych [H+] znajdujących się w badanym roztworze, np. elektroda szklana, chinhydronowa. Elektrody porównawcze charakteryzują się stałym potencjałem, np. elektroda kalomelowa.[M. Nogala Kałucka, 2010, str 32]

TL;DR

Kwasowość jest ważnym parametrem w żywności, informuje o jakości, świeżości i toksyczności produktów spożywczych. Większość kwasów w żywności to naturalne kwasy, niektóre są dodawane celowo. Kwasowość może być czynna (wyrażana przez pH) lub potencjalna (miara zawartości kwasów w produkcie). Oznaczanie kwasowości można przeprowadzić różnymi metodami, takimi jak miareczkowanie, potencjometryczne miareczkowanie, oznaczanie kwasowości lotnej i oznaczanie kwasowości czynnej. Istnieją różne sposoby wyrażania kwasowości ogólnej. Metody elektrometryczne są stosowane do dokładnego pomiaru kwasowości czynnej.

Kwasowość — artykuły polecane

Metody oznaczania wody — Ekstrakt — Polarymetria — Próba (Towaroznawstwo) — Kolorymetria — Wykres Molliera — Areometria — Higroskopijność — Kalorymetria

Bibliografia

• Bączkowicz M. i in. (2013), Podstawy analizy i oceny jakości żywności Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Kraków
• Cichoń Z. (2009), Towaroznawstwo żywności - podstawowe metody analityczne, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie, Kraków
• Duda I. (red.) (1995), Słownik pojęć towaroznawczych, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Krakowie, Kraków
• Kreławska-Kułas M., "Badanie jakości produktów spożywczych" Państwowe Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa, 1993
• Nogala-Kałucka M. (2010), Analiza żywności, wybrane metody oznaczeń jakościowych i ilościowych składników żywności, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu, Poznań

Autor: Oskwarek Elżbieta