白酒中总酸总酯测定

白酒中总酸、总酯的测定
白酒中的酸主要是乙酸和乳酸, 白酒中总酯是白酒中多种酯的总称,它是白酒中重要的呈香呈味物质,主要包括乙酸乙酯、乳酸乙酯、己酸乙酯、戊酸乙酯等多种成分,总酯分析是白酒中重要的检测项目,是判定白酒合格与否的重要指标之一。

浅析白酒中的酸
大曲酒生产中，酒醅发酵需要适宜的酸度，但酸度过大或过小，都会严重影响酒醅的正常糖化、发酵。

因为糖化、发酵的各种酶要在适宜的pH值下，酶活力才最高。

酸在大曲酒醅发酵中是不可缺少的物质，在白酒生产中，对酸度有三种测定方法。

1.1 在酒醅化验中，其酸度是指利用酸碱中和原理测定，其定义为100克酒醅滴定消耗氢氧化钠的毫克分子数，以度表示。

1.2 酒中有机酸，以酚酞为指示剂，用氢氧化钠溶液中和滴定，以乙酸计总酸量，单位为每升克数。

1.3 用pH计或试纸测定其pH值
pH值的测定可用简单的pH试纸来进行，这种方法简单快速，但测定精确度低，易受检查液色泽或所含的杂质干扰，影响它的准确性。

用酸度计测定，不但测定精确度更高，而且测定样品的范围也更广。

它操作方便、迅速、准确，除可用于酿造、发酵酒醪和酒糟以及黄水等的pH值的测定外，也可用于对浓香型曲酒生产的窖泥的pH值的测定。

在测定中，可排除或减小这些样品中所含的色泽和杂质对测定结果造成的影响，测得较准确的数据。

酸的作用，白酒业内人士公认的有以下几点：
2.1 酒醅中适当的酸度，可以抑制部分有害杂菌的生长繁殖，起到以酸制酸的作用，不影响酵母菌的发酵能力。

2.2 酸能把淀粉等物质水解成糖，有利于糊化和糖化作用。

2.3 酸能增加呈香呈味物质的形成。

2.4 酸能参与酯化反应。

3.酸度、总酸、pH值三者之间的关系
酸度、总酸、pH值三者之间有一定的内在联系，但因检测方法、换算单位不同，它们又不能相互替代。

3.1 酒醅酸度与pH值两者之间的关系
酒醅酸度是100克酒醅滴定消耗氢氧化钠的毫克分子数，以度表示。

与总酸检测原理和方法是一致的，但计算方法和换算单位不同，所得值也不同。

酒醅酸度与pH的关系见图1、图2。

酸度与pH值两者之间的关系大体上是酸值高，pH值低，但不是线性或曲线的关系，说明它们有一定的内在联系，但不是对等的关系。

3.2 酒中总酸与pH值的关系如图3、图4
从图3、图4中可以看出，总酸与pH两者呈无规律的变化，表明酒中总酸的大小不能依pH值的高低来判断。

4.1 酒中酸的情况
对白酒而言，它的酸类物质主要由有机酸组成，主要来源于酒醅发酵过程中的乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、己酸和高级脂肪酸等。

其大部分以游离状态存在，小部分以盐类形式存在。

计算白酒总酸时，以有机酸为主，折算为乙酸的含量。

总酸的概念并未直接表示出酒的酸度强弱，只表明了酒中有机酸相对含量即每升的克数。

我们设计了一个试验，分别称重甲酸、乙酸等9种有机酸，用30%乙醇溶液定容至100mL，测得总酸为0.359g/L。

用称重法，按乙酸折算总酸是0.307g/L，每升相差52mg，两者之间误差可能来自于操作等方面的原因，可以忽略不计。

此实验说明用氢氧化钠滴定测总酸能较好的反应酒中有机酸的确切总含量。

从大量的试验数据分析，白酒中酸的总体变化趋势是酸度大，pH值则低。

但从小区域范围内来看，实际情况并非如此，pH值并不能比较白酒中总酸含量的多寡。

有机酸都属于弱酸，弱酸在水溶液中只有一小部分发生电离，大部分仍以未电离分子形式存在。

如一种强酸在水溶液中，它的酸含量多少与pH值的高低，应该呈较好的线性关系。

但酒中酸大都是有机酸，受发酵、蒸馏等多种因素的影响，酸的种类和含量并不固定，即便是同一个酿酒小组，不同的窖池，所产的酒也难有固定的值。

当测定相同总酸的不同样品时，由于样品中所含酸的种类不同，酸的电离程度就各不相同，各自离解氢离子的能力也不同，所测的pH值就会存在差异性。

白酒中的pH值大小取决于各种有机酸的性质、相对含量及在白酒中的状态。

酒醅的酸度因检测方法同白酒总酸检测方法一样，也是可以折算成总酸的。

4.2 酒中乳酸的测定
乳酸是白酒中一种重要的酸，检测方法多用常规化学分析中采用的比色法进行定量分析，但并不属于食品分析上酸度这一概念。

气相色谱的普及特别是毛细管的运用，可以分析多种有机酸，但由于乳酸易在汽化室受热分解，质谱分析仅检出它的分解物二氧六环，因此，不能直接进样分析，只能通过其它途径解决。

有人曾提出，用酒中测出的总酸值逐一减去气相色谱测出的各种有机酸，来计算乳酸的含量。

但我们有时发现，气相色谱所测出的各种有机酸的总量（按乙酸计），大于或等于总酸，这就很难证明这种计算方法的可行性。

我们对10种名优白酒做过这样一系列检测，见表1。

从表1中可见，2＃和9＃酒样无法
这样来计算乳酸含量。

图1 酒醅酸度随pH值变化曲线
图2 酒醅pH随酸度变化曲线
《中华人民共和国食品安全法》将于2009年6月1日正式实施，白酒作为一种特殊食品，今后国家对白酒产品质量的监督管理也会更加严格。

随着GB/T10345—2007白酒分析方法的实施，作为酒厂的检验人员应加强对新方法的学习和运用。

本人就GB/T10345—2007白酒分析方法进行解读并谈谈体会：
一、滴定分析中化学试剂的一般规定：
1、本标准中所用的水，在没有注明其他要求时，应符合GB6682-1992中三级水规格。

本次培训班所用水为蒸馏水。

2、所用试剂，除另有规定外，纯度应在分析纯（AR）以上。

3、所用分析天平的砝码、滴定管、容量瓶及移液管均需定期校正。

4、“标定”标准溶液浓度时，平行实验不得少于八次，两个人各作四平行。

每人四平行测定结果的极差与平行值之比不得大于0.1%，两人测定结果的差值与平均值之比不得大于0.1%。

最终取两个人测定结果的平均值。

在运算过程中保留五位有效数字，浓度值报出结果取四位有效数字。

5、制备的标准溶液浓度与规定浓度之差不得超出规定浓度的± mol/L氢氧化钠标准滴定溶液，配制的浓度应在—mol/L之间。

6、滴定分析用标准溶液在常温下（15-25℃）,保存时间不得超过2个月。

当溶液出现浑浊、沉淀、颜色变化等现象时，应重新配制。

在标定和使用标准滴定溶液时，滴定速度一般应保持在6—8mL/min。

二、总酸的测定（指示剂法）
指示剂法仍为白酒中总酸、总酯测定的仲裁法。

原理：
白酒中的有机酸，以酚酞为指示剂，采用氢氧化钠溶液进行中和滴定，以消耗氢氧化钠标准滴定溶液的量计算总酸的含量。

试剂：
1、酚酞指示剂（10g/L）：按GB/T 603—2002配制。

称取1g酚酞，溶于乙醇（95%），用乙醇（95%）稀释至100ml。

在GB/T10345—89中为：1%酚酞指示液：称取1g酚酞，溶于60 ml乙醇中，用水稀释至100ml。

2、无二氧化碳水的制备：
将水注入烧瓶中，煮沸10分钟。

立即用装有钠石灰管的胶塞塞紧，放置冷却。

无二氧化碳水的制备装置图
3、氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]：按GB/T 601-2002配制与标定。

配制：
称取110克氢氧化钠，溶于100毫升无二氧化碳水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮。

按表1的规定，用塑料管量取饱和氢氧化钠上层清液5.4ml，用无二氧化碳水稀释至1000毫升，摇匀,待标定。

表一
氢氧化钠标准滴定溶液的浓度[c(NaOH)mol/L] 氢氧化钠溶液的体积
V （mL）
1 54
27
标定： 按表2的规定称取于105-1100
C 电烘箱中干燥至恒重的工作基准试剂邻苯二甲酸氢钾，加无二氧化碳的水溶解，加2滴酚酞指示剂，用配好的氢氧化钠标准溶液滴定呈粉红色，并保持30秒，同时做空白实验。

基准试剂的要求：
1、摩尔质量大
2、化学性质稳定
3、纯度高
4、使用时易分解
5、组成与化学式相符
表二
氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)]，数值以摩尔每升（mol/L ）表示，按下式计算：
M
v v m )(1000c(NaOH)21-⨯=
式中： m-----邻苯二甲酸氢钾的质量的准确数值，单位为克（g ）；
V 1-----氢氧化钠溶液的体积的数值。

单位为毫升（mL ）；
V 2-------空白试验氢氧化钠溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
M----邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）
[M(KHC 8H 4O 4)=204.22]。

分析步骤：
吸取酒类样品于250mL 锥形瓶中，加入酚酞指示剂2滴，以氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，即为其终点 。

结果计算：
样品中的总酸含量计算
0.5060⨯⨯=V C X
式中:
X ——样品中总酸的质量浓度（以乙酸计），单位为克每升（g/L ）；
C ——氢氧化钠标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升（mol/L ）；
V ——测定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，单位为（mL ）；
60——乙酸的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）[M(CH 3COOH)=60]；
50.0——吸取样品的体积，单位为毫升（mL ）；
所得结果应表示至两位小数。

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，不应超过平均值的2%。

三、总酯的测定（指示剂法）
原理：
用碱中和样品中的游离酸，再准确加入一定量的碱，加热回流使酯类皂化。

通过消耗碱的量计算出总酯的含量。

第一次加入氢氧化钠标准滴定溶液是中和样品中的游离酸：
RCOOH + NaOH → RCOONa + H 2O
第二次加入氢氧化钠标准滴定溶液是与样品中的酯起皂化反应：
RCOOR ′+ NaOH → RCOO Na + R ′OH
加入硫酸标准滴定溶液是中和皂化反应完全后剩余的碱：
H 2SO 4 + 2 NaOH →Na 2SO 4 +2H 2O
试剂和溶液：
1、 氢氧化钠标准滴定溶液[c （NaOH ）=0.1mol/L]：按GB/T 601-2002配制与标定。

（同总酸测定）
2、 氢氧化钠标准溶液[c （NaOH ）=3.5mol/L]：按GB/T 601-2002配制。

用塑料管量取饱和氢氧化钠上层清液18.9ml ，用无二氧化碳水稀释至100毫升，摇匀。

3、硫酸标准滴定溶液[c （4221SO H ）=0.1mol/L]：按GB/T 601-2002配制与标定。

按表三的规定量取3mL 硫酸，缓缓注入1000mL 水中，冷却，摇匀，待标定。

表三
标定：按表四的规定称取于2700
C —3000
C 高温炉中灼烧至恒重的工作基准试剂无水碳酸钠，溶于50ml 水中，加10滴溴甲酚绿—甲基红指示液，用配好的硫酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色，煮沸2min,冷却后继续滴定至溶液再呈暗红色。

同时做空白试验。

表四
硫酸标准滴定溶液的浓度[c （4221SO H ）]，数值以摩尔每升（mol/L ）表示，按下
式计算：
M
v v m )(100c 21-⨯=
式中： m-----无水碳酸钠的质量的准确数值，单位为克（g ）；
V 1-----硫酸溶液的体积的数值。

单位为毫升（mL ）；
V 2——空白试验硫酸溶液的体积的数值，单位为毫升（mL ）；
M----无水碳酸钠的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）
[M(3221CO Na )=52.994]。

在GB/T10345—89中为：
mol/L 硫酸标准溶液：
吸取浓硫酸3mL ，缓缓注入适量水中，冷却并稀释至1000mL ，摇匀。

采用间接法标定: 吸取新配制的硫酸溶液25.0mL 于250mL 锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，以氢氧化钠标准滴定溶液滴定至粉红色为其终点。

计算 ：
硫酸标准溶液的摩尔浓度：
0.251V C C ⨯=
4 、乙醇（无酯）溶液[40%（体积分数）]：量取95%乙醇600mL于1000mL回流瓶中，加入3.5mol/L氢氧化钠标准溶液5mL，加热回流皂化1h。

然后移入蒸馏器中重蒸，再配成40%（体积分数）乙醇溶液。

5 、酚酞指示剂（10g/L）：（同总酸测定）。

分析步骤：
吸取酒样于250mL锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，以氢氧化钠标准滴定溶液滴定至粉红色（切勿过量），记录消耗氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数（也可作为总酸含量计算）。

再准确加入氢氧化钠标准滴定溶液（若样品总酯含量高时，可加入），摇匀，放入几颗沸石或玻璃珠，装上冷凝管（冷却水温度宜低于15℃），于沸水浴上回流30min（溶液沸腾时，冷凝管滴下第一滴冷凝液开始计时），取下，冷却。

然后，用硫酸标准滴定溶液进行滴定，使微红色刚好完全消失为其终点，记录消耗硫酸标准滴定溶液的体积。

同时吸取乙醇（无酯）溶液，按上述方法同样操作做空白试验，记录消耗硫酸标准滴定溶液的体积。

结果计算：
样品中的总酯含量计算
()
0. 5088
1 0⨯
-
⨯
=V
V
C
X
式中：
X——样品中总酯的质量浓度（以乙酸乙酯计），单位为克每升（g/L）；
C——硫酸标准滴定溶液的实际浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；
V0——空白试验样品消耗硫酸标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）；
V1——样品消耗硫酸标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）；
88——乙酸乙酯的摩尔质量的数值，单位为克摩尔（g/mol）[M(CH3COOC2H5)=88]；
50.0——吸取样品的体积，单位为毫升(mL)。

所得结果应表示至两位小数。

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，不应超过平均值的2%。

注：新白酒分析方法与老方法在测定总酸、总酯的主要变化：
1、总酯的测定增加了空白试验。

在测定过程中，新方法通过使用乙醇（无酯）溶液空白校正，有效地减小了系统误差，使结果更趋真实。

2、总酯测定的结果计算式中，去掉了氢氧化钠标准滴定浓度。

3、硫酸标准滴定溶液[c（
4
2
2
1
SO
H
）=0.1mol/L]采用直接标定法。

4、新标准中对冷凝水的温度有了明确的要求，应低于15℃。

5、新标准中测定的平行误差不应超过平均值的2%，原标准中规定同一样品两次测定值之差，不得超过0.006g/L。

讨论
1.第一次加入的氢氧化钠溶液，用于中和样品中固有的酸，对于总酯的计算并不需要读取加入的体积。

但若加入量不足，样品中未中和的酸即会消耗第二次加入的氢氧化钠；过量，则会使反滴定皂化后试液时，酸的用量增加，使结果出现较大误差。

所以必须小心滴定，切勿过量。

2.第二次加入的氢氧化钠溶液的体积，不是一个固定不变的数值，应当根据样品中酯的多少而增减。

为了使皂化完全，碱的加入必须过量。

经多次试验，以皂化后能消耗的硫酸标准溶液c（ H2SO4）=0.1mol/L体积在3ml以上为宜，如果消耗的硫酸溶液的体积小于3ml，则会使样品皂化不完全，从而使测定结果偏低。

3.一些酒厂在总酯的测定中，常采用室温皂化法，室温皂化是指在室温不低于25℃环境中放置24h进行皂化反应。

当室内温度较低时，会出现皂化不完全，使测定结果偏低。

经试验比较，加热皂化法皂化较为完全，所得结果略高于室温皂化法。

正式测定时，应当使用加热皂化法。

4.用酸滴定皂化后剩余的碱时，以酚酞为批示剂，终点由微红色变为无色时不易判断。

为此，总酯的测定中加入了电位滴定法，用pH值的突跃指示终点。

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