理化检验技能训练
任务一 乳及乳制品酸度的测定
知识储备
知识点1：牛乳的酸度
牛乳的酸度分为固有酸度（外表酸度）和发酵酸度（真实酸度）。固有酸度和发酵酸度之和称为牛乳的总酸度。
刚挤出的新鲜牛乳的酸度为0.15%～0.18%（16～18°T），主要由乳中的蛋白质、柠檬酸盐、磷酸盐及CO2等酸性物质所造成，称为固有酸度，其中来源于CO2的占0.01%～0.02%（2～3°T）、乳蛋白占0.05%～0.08%（3～4°T）、柠檬酸盐占0.01%、磷酸盐占0.06%～0.08%（10～12°T）。
乳在微生物的作用下发酵产生乳酸，导致乳的酸度逐渐升高。由于发酵产酸而升高的这部分酸度称为发酵酸度。
知识点2：吉尔涅尔度
牛乳的酸度一般是以中和100mL牛乳所消耗的0.1mol/L的氢氧化钠的体积来表示，表示方法为°T（吉尔涅尔度），此为滴定酸度，简称酸度。正常牛乳酸度为16～18°T，但也因牛的品种、饲料、挤乳和泌乳期的不同而有差异。如果牛乳存放时间过长，细菌繁殖可致使牛乳的酸度明显增高。如果乳牛健康状况不佳，患急、慢性乳房炎等，则可使牛乳的酸度降低。因此，牛乳的酸度是反映牛乳质量的一项重要指标。
知识点3：乳酸度（%）
牛乳的酸度除用滴定酸度表示外，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百分数（%）（1°T=0.09%乳酸）。
知识点4：pH值
酸度可用氢离子浓度的负对数（pH值）表示，正常新鲜牛乳的pH值为6.6～6.8，一般酸败乳或初乳的pH值在6.4以下，乳房炎乳或低酸度乳pH值在6.8以上。
知识点5：胶体
胶体，又称胶状分散体，是一种悬浮于流体媒介中的粒子团。在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散，另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1～100nm。胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。
知识点6：酪蛋白
在温度20℃时，调节脱脂乳的pH到4.6时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白。纯酪蛋白为白色，不溶于水。在乳中，95%的酪蛋白是以近似于球状的颗粒存在的，即酪蛋白胶粒。酪蛋白胶粒直径为40～500nm。每个胶粒平均由1014个酪蛋白分子缔合而成，也含有一些无机物质，主要是磷酸钙，约为8g/100g酪蛋白。酪蛋白胶粒也含有少量的其他蛋白质，如某些酶类。酪蛋白胶粒结合了大约63%的水，它是一种多孔性物质，带有负电荷。酪蛋白不是单一的蛋白质，而是由αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白4种蛋白质组成。
知识点7：乙醇
乙醇的化学式为C2H5OH（结构简式为CH3CH2OH），俗称酒精，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，有特殊香味，能与水、氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶，密度是0.789g/cm3，沸点是78.4℃，熔点是-114.3℃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造乙酸、饮料、香精、染料、燃料等。99.5%的酒精称为无水酒精。医疗上也常用体积分数为70%～75%的乙醇作消毒剂等。
子任务一 酸碱滴定法测定牛乳的酸度（生乳）
【测定原理】
以酚酞为指示液，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。
【任务准备】
（1）试剂
①0.5%中性酚酞乙醇指示剂 称取0.5g酚酞溶于75mL体积分数为95%的乙醇溶液中，并加入20mL水，然后滴加氢氧化钠溶液至微粉色，再加入水定容至100mL。
②0.1000mol/L氢氧化钠标准溶液。
（2）仪器 碱式滴定管，洗耳球，150mL三角瓶，50mL烧杯，10mL移液管等。
【任务实施】
称取10g（精确到0.001g）已混匀的试样，置于150mL三角瓶中，加20mL新煮沸冷却至室温的水，混匀，用0.1000mol/L氢氧化钠标准溶液以电位滴定法滴定至pH8.3为终点；或于溶解混匀后的试样中加入2.0mL酚酞指示液，混匀后用氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，并在30s内不褪色，记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液的体积（mL），代入下列公式进行计算：
式中 X——试样的酸度，°T；
c——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；
V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；
m——试样的质量，g；
0.1——酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度，mol/L。
以在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。
子任务二 酒精试验（生乳）
【测定原理】
（1）乳中酪蛋白胶粒带有负电荷，酪蛋白胶粒具有亲水性，在胶粒周围形成了结合水层，所以酪蛋白在乳中以稳定的胶体状态存在。
（2）酒精具有脱水作用。
（3）当乳的酸度增高时，酪蛋白胶粒带有的负电荷被H+中和。
（4）酪蛋白胶粒周围的结合水易被酒精脱去，中和负电荷造成凝集。
（5）用一定浓度的酒精与等量牛乳混合，根据蛋白质的凝聚，判定牛乳的酸度，以测定原料乳在高温加工过程中的热稳定性（试验的标准温度是20℃）。
【任务准备】
（1）φ=68%的乙醇（调至中性）；φ=70%的乙醇（调至中性）；φ=72%的乙醇（调至中性）。
（2）试管或平皿。
【任务实施】
用吸管（或2mL取液器）取2mL乳样于干燥、干净的试管或平皿内，吸取等量酒精加入其中，边加边转动试管或平皿，使酒精与乳样充分混合（勿使局部酒精浓度过高而发生凝聚）。振摇后不出现絮片的牛乳符合表2-1-1酸度标准，出现絮片的牛乳为酒精试验阳性乳，表示其酸度较高。
结果对照见表1-2-1。
表1-2-1 酒精试验与酸度对照表
【注意事项】
（1）取样要具有代表性。
（2）样品中勿混入水分及其他离子，以免造成检验误差。
（3）注意乳样与酒精等体积混合。
（4）所用吸管与平皿必须干燥、干净。
（5）配制酒精时，所加的水必须是煮沸过的，且水温保持室温。
（6）配制酒精时，酒精与水必须充分混匀。
子任务三 煮沸试验（生鲜牛乳）
【测定原理】
牛乳新鲜度越差，酸度越高，热稳定性越差，加热后越易发生凝固。
【任务实施】
取10mL牛乳，放入试管中，置于沸水中5min，取出观察管壁有无絮片出现或发生凝固现象。如产生絮片或发生凝固，表示牛乳已不新鲜，酸度大于26°T。
子任务四 其他乳制品酸度的测定
1.巴氏杀菌乳、灭菌乳、发酵乳
同生乳。
2.乳粉（常规法）
【测定原理】
以酚酞作指示剂、硫酸钴作参比溶液（颜色），用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定100mL干物质含量为12%的复原乳至粉红色所消耗的体积，经计算确定其酸度。
【任务准备】
（1）试剂
①氢氧化钠标准溶液 0.1000mol/L。
②参比溶液 将3g七水硫酸钴（CoSO4·7H2O）溶解于水中，并定容至100mL。
③酚酞指示剂 称取0.5g酚酞溶于75mL体积分数为95%的乙醇中，并加入20mL蒸馏水，然后滴加氢氧化钠标准溶液至微粉色，再加水定容至100mL。
（2）仪器
①分析天平 感量为1mg。
②滴定管 分刻度为0.1mL，可准确至0.05mL。
【任务实施】
称取4g样品（精确到0.01g）于锥形瓶中。用量筒量取96mL约20℃的水，使样品复原，搅拌，静置20min。向其中的一只锥形瓶中加入2.0mL参比溶液，轻轻转动，使之混合，得到标准颜色。若要测定多个相似的产品，则此标准溶液可用于整个测定过程，但时间不得超过2h。向第二只锥形瓶中加入2.0mL酚酞指示液，轻轻转动，使之混合。用滴定管向第二只锥形瓶中滴加氢氧化钠溶液，边滴定边转动锥形瓶，直到颜色与标准溶液的颜色相似，且5s内不消褪，整个滴定过程应在45s内完成，记录所用氢氧化钠的体积（mL），精确至0.05mL，代入下列公式计算。
式中 X1——试样的酸度，°T；
c1——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；
V1——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；
m——试样的质量，g；
w——试样中水分的质量分数，g/100g；
12——12g乳粉相当于100mL复原乳（脱脂乳应为9，脱脂乳清粉应为7）；
0.1——酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度，mol/L。
以在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独立测定结果的差的绝对值不得超过1°T。
3.奶油
【任务准备】
（1）中性乙醇-乙醚混合液 取乙醇、乙醚等体积混合后加数滴酚酞指示剂，以氢氧化钠溶液（4g/L）滴至微红色。
（2）指示剂 酚酞-乙醇溶液（1g/L）。
（3）氢氧化钠标准溶液［c（NaOH）=0.1000mol/L］。
【任务实施】
准确称取10g试样，加30mL中性乙醇-乙醚混合液，混匀，加3滴酚酞指示剂，以氢氧化钠标准溶液（0.1000mol/L）滴至微红色，30s内不褪色为终点，记录消耗的氢氧化钠标准溶液（0.1mol/L）的体积（mL），代入下列公式进行计算。
式中各物理量含义同上所述。
任务思考
（1）牛乳的酸度分为_________和_________，两者之和称为牛乳的总酸度。
（2）牛乳酸度的三种表示方法是_________、_________、_________。
（3）正常牛乳酸度为_________°T。
（4）在温度_________℃时，调节脱脂乳的pH到_________时沉淀的一类蛋白质称为酪蛋白。
（5）酸碱滴定法测定牛乳酸度的原理是根据酸碱中和原理，以_________为指示剂，滴定终点由_________变为_________（30s不褪色）。
（6）牛乳酸度的三种测定方法是_________、_________、_________。
（7）简述酸碱滴定法测定牛乳酸度的操作步骤。
（8）酒精试验的原理是什么？