Посібник з вимірювання рН у їжі та напоях

керівництво

Завантажте безкоштовну електронну книгу

Вся інформація, що міститься на цій сторінці, доступна у безкоштовній, простій у використанні інтерактивній електронній книзі PDF. Цей посібник навчить вас найкращим практикам для тестування рН їжі та напоїв, а також належного обслуговування рН-метрів та електродів, включаючи очищення, калібрування та зберігання.

Вступ до тестування рН у їжі

рН. Що це? І яка його роль у їжі? Цей посібник призначений як посібник для розуміння ролі вимірювання рН у продуктах харчування та напоях. Це буде охоплювати вимірювання рН для забезпечення безпеки харчових продуктів та досягнення балансу смаку. У ній будуть викладені інструменти, необхідні для точного тестування рН, різні типи рН-метрів та електродів, важливість належного очищення, калібрування та зберігання, а також належні методи для тестування продуктів різного складу.

Мій перший рН-метр

Мій перший досвід роботи з рН-метром посилювався через стіну. Вимірювачем був тестер рН Hanna HI98103. Я заглиблювався у ферментацію і потребував чогось надійнішого, ніж тест-смужки, але був не зовсім готовий скинути кілька сотень доларів на метр. З-за коробки лічильник був чудовим, але після кількох застосувань я виявив, що він буде дрейфувати. Зразок розсолу маринованого засолу буде коливатися від рН від 4 до 5, і все між ними, ніколи не потрапляючи на кількість. Після невеликих досліджень, я припустив, що проблема полягає в калібруванні, тому я придбав калібрувальні буфери. Я відкалібрований до першого буфера, 4.01, скручуючи маленький гвинт, поки він не прочитав “4.01”. Наступним буфером був 7.01. Я відкалібрував його - і тепер 4.01 знову вимкнено! Назад до Google, щоб з’ясувати, в якому бісі я роблю неправильно. Нарешті я визначив, що електрод може бути брудним. Я зробив усе можливе, щоб очистити його водою і змастити чистою ганчіркою. Результати були кращими, але, здається, завжди є розбіжності, і я ніколи не довіряв повністю показанням, тому врешті-решт зірвав лічильник.

Через багато років я зрозумів, що проблема полягає в помилці користувача. Зараз я знаю, що тестування рН - це більше, ніж купувати метр і встромляти його в соління. РН-електроди є чутливими інструментами і вимагають ретельного очищення, частого калібрування та належного зберігання. Тоді моїм питанням було чищення та зберігання. Мій електрод ніколи не був належним чином очищений; хоч це й виглядало чистим, все ще були забруднюючі речовини - як олійні плівки від м’яса -, що перешкоджало точному калібруванню. Я також не зберігав електрод як слід. Я використовував жорстку водопровідну воду, яка залишала на електроді мінеральні відкладення.

Я часто чую, як інші розповідають анекдоти, що повторюють моє минуле розчарування та поганий досвід. Існує багато інформації про вимірювання рН, але значна частина суперечлива і заплутана; і мало хто концентрується конкретно на його застосуванні в їжі. Далі йде спроба надати розуміння та рекомендації щодо того, як правильно використовувати та підтримувати рН-метр для тестування їжі та напоїв.

Зміст

Перейдіть до певної цікавої теми, скориставшись змістом нижче:

Що таке рН?
- Кислотність проти рН
- Шкала вимірювання
Роль вимірювання рН у їжі та напоях
- Приклади застосування вимірювання рН у їжі
Лакмусовий папір
- Тест-смужки проти рН-метра
- Ручна компенсація температури
- Проблема з тест-смужками
Інструменти для вимірювання рН
- Обов’язкові інструменти
- Додаткові інструменти
Як працює рН-метр
- Компенсація температури
Типи рН-метрів
- Тестери
- Портативні лічильники
- Настільні лічильники
рН-електроди
- Рішення для заповнення
Типи рН-електродів
- Сферична колба, скляні електроди
- Електроди для конічного наконечника з пластику (PVDF)
Розміри рН-електродів
- Подвійний перехід проти одиночного переходу
- Відкритий перехід проти керамічного переходу
- Відповідність HACCP
- Автоматична компенсація температури
- Високотемпературне вимірювання
- «Розумні» електроди
- Роздільна здатність електродів
- Тривалість життя
Калібрування, очищення та зберігання
- Калібрування
- Прибирання
- Зберігання
Як очистити рН-електрод
Як відкалібрувати рН-вимірювальний електрод
Пряме проти вибіркового тестування
Метод суспензії
Методи випробування рН
- Рідини
- Тверда їжа
- Рідкі та тверді харчові суміші
- Напівтверда їжа
- Мариновані харчові продукти
Пропозиція безкоштовних рішень

Випробування рН помідорів, перетертих в пюре для забезпечення належного зчитування

Що таке рН?

рН - це кількісне вимірювання активності іонів водню в розчині.

Іон водню - це ядро ​​атома водню, відокремлене від супроводжуючого його електрона. Ядро Гідрогену складається з частинки, що несе одиницю позитивного електричного заряду, яка називається протоном. 1 Ізольований іон водню представлений символом H +, що дає нам "H" у "pH", де "p" означає "потенціал".

Концентрація кислоти проти рН

Поширеною помилкою є те, що рН вимірює концентрацію кислоти. Хоча існує кореляція між рН та кислотністю, вони насправді взаємовиключні. Концентрацію кислоти можна перевірити лише способом, який називається титруванням.

Щоб проілюструвати цю різницю, два харчові продукти можуть мати однаковий рН, проте концентрація кислоти може суттєво відрізнятися.

Шкала вимірювань

РН зазвичай вимірюють за шкалою від 0 до 14. Розчини з рН менше 7 вважаються кислими; розчини з рН більше 7 вважаються основними або лужними.

Роль вимірювання рН у їжі та напоях

Що стосується їжі та приготування їжі, рН може бути найбільш відомим як міра забезпечення харчової безпеки. Наприклад, під час консервування на водяній бані продукти повинні мати рН нижче 4,6, щоб забезпечити безпеку та запобігти розмноженню шкідливих бактерій. 2 Продукти з низьким рН стійкі до небезпечного мікробіологічного росту та псування.

Хоча безпека харчових продуктів є вирішальним фактором, розуміння рН інгредієнта також може допомогти досягти балансу смаків. Кислотність або кислість так само важливі, як сіль або приправи для досягнення збалансованості смаку - те, що знають усі хороші кухарі.

Приклади застосування вимірювання рН у їжі

Нижче наведено кілька швидких прикладів застосування вимірювання рН у різних харчових продуктах.

Якість м'яса

Рівень рН можна використовувати для визначення якості м’яса. Наприклад, свинина з рН від 5,6 до 6,0 є показником для свині, яка добре вирощена і не має стресів, тоді як свинина з рН від 4,9 до 5,5 означає свиню, яка вирощується погано та/або зазнає стресу під час забою. 3

Салямі

М'ясо, яке використовується для виробництва ферментованих продуктів, має бути нижче рН 5,8. 4 Салямі слід ферментувати до рН 5,3 або нижче для захисту від росту золотистого стафілокока. 5 pH також можна використовувати для досягнення та вимірювання бажаної кислотності та результуючого смаку в готовому продукті.

Сир

рН свідчить про забруднення бактеріями або хімічними речовинами. 6 Молоко зазвичай знаходиться в діапазоні рН 6,5-6,7. Значення вище цього діапазону можуть свідчити про хворобу у корови, тоді як значення нижче цього діапазону можуть свідчити про те, що молочнокисле бродіння розпочалося. 7 Низький рН робить сир позбавленим форми, тоді як високий рН дає крихкий, розсипчастий сир.

Йогурт

Культурне молоко перед охолодженням слід довести до рівня рН 4,6 або нижче. Додані фрукти повинні мати однаковий рН, або йогурт потрібно додатково підкислити, щоб компенсувати більшу кількість основних фруктів.

Ферментовані овочі

У ферментованих овочах ріст молочнокислих бактерій можна виміряти шляхом вимірювання рН. Ферментовані овочі повинні досягати рН 4,6 або нижче, щоб стримувати небажаний ріст бактерій.

РН від 3,0 до 4,0 є оптимальним для більшості вин. Розуміння рН запобігає псуванню, пригнічуючи ріст мікробів. Рівень рН використовується для впливу на зовнішній вигляд, аромат та смак вина.

Хліб та макарони

Кислотність води, яка використовується для випічки, впливає на готовий продукт. Злегка кислий (

Лакмусовий папір

рН можна виміряти одним із двох способів: лакмусовим папером (іноді його називають тест-смужками рН) або рН-метром та електродом.

Публікація на Facebook до групи Wild Fermentation демонструє плутанину тест-смужок

Тест-смужки проти рН-метра

Лакмус - це водорозчинна суміш різних барвників, видобутих з лишайників. Лакмусові паперові тест-смужки діють, занурюючи паперову смужку в розчин і порівнюючи зміну кольору з еталонною діаграмою. Довідкова діаграма відображає колір до певного рівня pH: від зеленого до синього до фіолетового для основного та від жовтого до оранжевого до червоного для кислого. Тест-смужки недорогі, одноразові та легко переносні. Вони є чудовим рішенням для тих, хто має обмежений бюджет, де точність не є фактором безпеки.

Ручна компенсація температури

Вимірювання рН залежить від температури зразка. У міру збільшення або зниження температури іонна рухливість збільшується і зменшується відповідно. Більшість тест-смужок стандартизовані при 25 ° C (77 ° F). Повинна бути компенсація за температури, відмінні від 25 ° C.

Щоб вручну розрахувати показники рН, використовуйте регулювання 1,9% рН на 1 градус Цельсія вище або нижче 25 ° C. Наприклад, показник рН 6,0 на тест-смужці при температурі 24 ° С буде відрегульований до фактичного рН 5,89; і показник рН 6,0 при температурі 26 ° С буде відрегульований до фактичного рН 6,11.

Проблема з тест-смужками

У багатьох випадках тест-смужки не забезпечують необхідної точності. Вимірювання базується на візуально узгоджуваних кольорах з друкованою еталонною діаграмою, що передбачає точність друку еталонних кольорів. Крім того, різницю кольорів в діапазоні 1 балів (наприклад, рН від 4 до 5) може бути важко визначити на око. А щоб скласти проблему, 1 із 12 чоловіків та 1 з 200 жінок мають певний рівень дальтонізму. 10 У таких програмах, як консервування на водяній бані, де рН 4,6 або нижче необхідний для запобігання с. зростання ботулотоксину (ботулізм) 2, слід використовувати рН-метр та електрод, оскільки тест-смужки не забезпечують необхідної точності.

НАЛАШТУВАННЯ ТЕСТУВАННЯ МЯСА/СИРУ: Очищувальний розчин для жирів/масел, розчин для зберігання електродів, калібрувальні буфери 7.01 та 4.01, рН-метр Hanna Instruments HI99163 з електродом та пірсинговим наконечником, мензурка для промивання 500 мл, мензурки для калібрувальних буферів та лабораторне полоскання пляшка для полоскання.

Інструменти для вимірювання рН

Припускаючи, що лакмусових тест-смужок буде недостатньо, нижче наведено обов’язкові та необов’язкові інструменти для належного налаштування для вимірювання рН.

Обов’язкові інструменти

Ці інструменти слід вважати необхідними для належного налаштування вимірювання рН.

  • рН-метр
  • Електроди (ще зонд або датчик) (якщо вони не інтегровані або не входять до комплекту лічильника)
  • Розчин для заповнення електродів (для повторно заповнюваних електродів)
  • Калібрувальні буферні розчини
  • Очисний розчин (и)
  • Розчин для зберігання
  • Деіонізована/дистильована вода
  • KimWipes®

Необов’язкові інструменти

Ці інструменти слід вважати необов’язковими. Вони корисні, але не суворо необхідні.

Як працює рН-метр

Кислі продукти містять дедалі більшу концентрацію позитивно заряджених іонів водню. Електрод, що зондує рН, виявляє ці позитивні заряди і надсилає на рН-метр сигнал позитивної напруги (мВ). Потім лічильник порівнює сигнал з постійною опорною напругою від електрода відліку. 0mV вказує на нейтральний розчин (pH 7,0), а позитивні значення mV відповідають зниженню pH (більш кислого), тоді як негативні значення mV вказують на лужні розчини - те, що є більш рідкісним у продуктах.

Компенсація температури

Розрахунок рН залежить від температури зразка. Таким чином, компенсація температури є критичною для отримання точних результатів. Голі кістки, як Milwaukee MW101, не мають автоматичної температурної компенсації і вимагають введення температури зразка вручну. Деякі, як Milwaukee MW102, мають автоматичну температурну компенсацію (ATC), але сприяють за допомогою окремого теплового зонда. Найкращі лічильники забезпечують температурну компенсацію за допомогою термощупа, вбудованого в рН-електрод.

Випробування соєвого соусу: Hanna Instruments HI98127 pHep®4 з автоматичною компенсацією температури (ATC)

Типи рН-метрів

Вимірники, як правило, можна розділити на три категорії:

Тестери

Тестери - це, як правило, рН-метри початкового рівня, які мають інтегровані сферичні скляні електроди. Найдорожчі тестери, такі як тестер Hanna HI98107, не мають автоматичної компенсації температури і вимагають ручного калібрування за допомогою калібрувальних “гвинтів”. Кращі тестери, як Hanna HI98128, мають автоматичну температурну компенсацію та забезпечують автоматичне калібрування за однією чи двома точками.

Портативні лічильники

Переносні лічильники призначені для ручного тримання. Деякі з них специфічні для одноцільного електрода, прикріпленого кабелем, тоді як інші дозволяють замінювати окремі електроди для різних застосувань. Такі лічильники, як Hanna HI99163, хоча і розроблені спеціально для м'яса (з пірсинговим наконечником), можуть бути використані для широкого спектру програм тестування продуктів харчування.

Настільні лічильники

Настільні лічильники за визначенням менш портативні, але часто забезпечують набагато більш надійний набір функцій, таких як вдосконалений журнал даних, відповідність належній лабораторній практиці (GLP) та взаємодія з зовнішніми комп'ютерами. Більшість стендометрів приймають електроди, що відповідають конкретним завданням, а деякі, як Hanna HI2020, дозволяють вимірювати інші параметри, такі як DO (розчинений кисень) або EC (електропровідність), використовуючи окремі електроди.

Розширені функції

РН-вимірювачі вищого класу матимуть розширені функції, такі як діагностика електродів, яка повідомить вас про забруднення калібрувальних буферів або про необхідність обслуговування електрода.

рН-електроди

Електроди, які також називаються зондами або датчиками, мають безліч конструкцій, більшість з яких специфічні для конкретного застосування. Щоб проілюструвати це, розглянемо кухонний ніж: Існує незліченна кількість ножів, виготовлених для конкретних завдань. Візьмемо, наприклад, японські кухонні ножі: Gyuto - універсальний кухонний ніж; Хонесукі, ніж для обвалки та різання; а Yanagi - це одноконічна нарізка, призначена спеціально для сашими. Ви можете вирізати шматок риби будь-яким ножем, але результат такої, розробленої спеціально для цього завдання, як янагі, призведе до кращого досвіду і часто кращого результату, ніж ніж, призначений для іншого завдання. Тим не менш, є велика гнучкість в межах рН-електродів. Наприклад, рН-електрод Hanna HI10480 розроблений спеціально для вина. Однак, оскільки він має "систему запобігання засміченню", він однаково добре підходить для інших видів їжі або напоїв (наприклад, гострого соусу або чаю з комбуча), які містять дрібні частинки, які схильні до засмічення місця з'єднання типового електрода.

Рішення для заповнення

Електроди заповнюються розчином електроліту, який зазвичай називають «розчином для заповнення». Розчини для наповнення можуть відрізнятися, але двома основними розчинами електролітів для харчових продуктів є хлорид калію та вісколен (твердий гель).