食品の最も重要な特性の 1 つは、その pH 値です。生産者は、製品の賞味期限、経時的な安定性、他の製品との反応についての洞察を得ることができます。赤キャベツの色を決定したり、ピクルスを保存したりします。
pH を正確に測定するには、pH メーターを使用するのが最適です。しかし、それらのいずれかを自由に使用できない場合は、pH ペーパーを使用して指標を読み取ることができます。これははるかに安価ですが、精度は低くなります.
pH値は?
pH値は、製品の酸性度/アルカリ度の尺度です。 0～14のスケールで表されます。 7 未満の値は酸性です。食品の例として、レモン ジュース、ヨーグルト、リンゴ、酢などがあります。製品の値が 7 を超える場合、アルカリ性と見なされます。ほとんどの食品は (わずかに) 酸っぱいですが、重曹はアルカリ性製品の一例です.
pH 値とその用途については、別の記事で詳しく説明しました。よく知らない場合は、最初に読んでください。
なぜ pH 値を測定するのですか?
賞味期限
食品の賞味期限を決定する場合、食品の pH 値は特に重要です。食品腐敗の主な原因の 1 つであるバクテリアやカビなどの微生物は、(非常に) 低い pH 値では増殖できなくなります。酸っぱいピクルスが新鮮なキュウリほど早く腐らないのはそのためです. pH 値を知ることは、製品が保存安定性があるかどうかを判断するのに役立ちます。
最適な発酵
ただし、ビールの醸造やサイダーの製造など、微生物の増殖が必要な場合もあります。これらの微生物は、増殖するのに好ましい範囲の pH 値を持っています。その範囲内で、彼らは最も速く成長します。 pH 値を知ることは、それらが成長するために作成した環境が理想的であることを保証します!
クリーニング コントロール
プロセスラインの洗浄に使用される洗浄剤の多くは、強酸性または強アルカリ性です。洗浄プロセスの最後に、これらを再び中和し、残りの洗浄剤を洗い流すことが重要です。 pHを測定することで、それらが十分に中和または除去されているかどうかを確認できます.
レシピ開発
酸性成分とアルカリ性成分の重要な特徴は、混合すると反応することです。重曹を使ってパンケーキやケーキを作ったことがあるなら、これを最初に使ったことがあるでしょう。重曹はバッターの酸性成分と反応します。バターミルク、またはレモン汁。反応している間、重曹はガスを発生させ、パンケーキやケーキを膨らませます.
たとえば、生産ライン用のパンケーキ レシピを開発している場合、ミックスが（十分に）酸性で重曹と反応するかどうかを知ることが重要です。簡単なテストで確認できます。
pH 値の測定方法
材料の pH 値を測定するには 2 つの方法があります:
<オール>電気化学と比色の比較
これら 2 つの方法はどちらも一般的に使用されますが、用途が少し異なります。これは、以下にリストする個々の長所と短所によるものです.一般的に言えば、食品の安全上の理由から pH 値が必要な場合、または正確な読み取り値を探している場合は、電気化学的方法を使用する必要があります。ただし、大まかな指標を取得することに問題がない場合、または単に範囲を探している場合は、比色法が役立つ場合があります。
この記事の残りの部分では、pH 試験紙/ストリップを使用した比色法に焦点を当てます。
| 係数 | 電気化学 | 測色 |
|---|---|---|
| 費用 | より高価 | 安い |
| メンテナンス | 定期的な校正が必要 | なし、1 回限りの使用 |
| 精度 | 固定数を提供します (例:4.5) | ストリップの色を一連の参照色と比較する必要があり、主観的である可能性があります |
| 中 | さまざまな製品 (固体も含む) にはさまざまな種類のプローブが存在します | 浸す液体が必要な場合が多い |
| 測定する製品の色の影響 | 影響なし | 読みが歪む可能性があります |
pH 試験紙/ストリップはどのように機能しますか?
pH試験紙にはさまざまな種類があり、完全に変色するものもあれば、特定の部分が変色するもの (この記事の写真のようなもの) もあります。ただし、それらはすべて同じ概念を使用しています!
定義に関する注意:色の変化を使用して pH を測定するための紙片は、pH 試験紙、pH 紙、pH ストリップ、pH 指示紙と呼ばれることがあります
pHインジケーター
上で簡単に述べたように、周囲の pH が変化すると一部の色が変化します。この色の変化は、常に同じ pH 範囲で発生します。赤キャベツは、pH値が低いと常にピンクがかった色になり、pH値が高いと青/緑になります.ウコンは pH 値が低いと黄色になり、pH 値が高いと赤くなります。これらの変更は元に戻すこともできます。これは、pH 値を元の値に戻すと、色も元に戻ることを意味します。
この性質を持つ色はpH指示薬と呼ばれます。 pH値の指標として使用できます。化学者は、さまざまな用途や分析技術でインジケーターを使用します。
ウィキペディアには、いくつかの pH インジケーターと、さまざまな pH 値での色の変化を示す優れたチャートがあります。
ミキシング &マッチング
1 つの pH インジケーターのみを使用する場合、pH 値がその 1 つの特定の遷移よりも低いか高いかを定義できます。場合によってはそれで十分です。 pH が特定の値を上回っているか下回っているかを知る必要があるだけかもしれません。ただし、多くの場合、より多くの情報が必要になります。製品の pH 値をより詳細に表示する必要があります。
そのため、pH 試験紙の製造業者は、これらの異なる指標を組み合わせる方法を開発しました。そのようにして、それらはさまざまな遷移を示すことができ、そのような pH 値を示すことができます!これらすべての指標が 1 枚の紙に混在している場合もあれば、テスト用紙のさまざまなセクションに個別の指標が含まれている場合もあります。
範囲の変更
試験紙に含まれる指標を変更することで、メーカーはさまざまな製品を作ることができます。用紙によっては、広範囲の pH 値 (例:1 ～ 14) をカバーできます。ただし、これらの論文はそれほど正確ではない傾向があり、多くの場合、整数値のみを区別できます (例:6 と 7)。たとえば、6.5 と 6.8 を区別することはできません。
より正確な測定を可能にするために、メーカーは特定の範囲でのみ機能する紙を作成することもできます。 pH値2～4の間。次に、より正確な読み取り値が得られるようにインジケーターを調整できます。 2,5 と 3,0 を区別できる場合があります。ただし、電気化学的方法のように正確な読み取り値を取得することはできません。
pH 試験紙/ストリップで pH 値を測定する方法
準備時間: 5 分 アクティブ時間: 5 分 合計時間: 10分pH ストリップを使用した pH 値の測定は簡単ですが、pH 値を決定する最も正確な方法ではありません。ただし、教育目的や、非常に正確な値を必要としない場合には最適です。
材料
- pHを測定したい食品
ツール
- お好みの pH ストリップ。通常の値が気になる場合は、ユニバーサル インジケーター ペーパーまたはユニバーサル テスト ストリップを購入してください。これらは、1 から 11-14 までの値を与えることができます。予想される範囲がすでにおおよそわかっている場合、またはもう少し正確な値が必要な場合は、範囲が狭い用紙を選択することをお勧めします。一部のアプリケーション（ワイン製造やビール醸造など）専用の用紙が市場に出回っています。
手順
テストストリップが機能するには、液体環境が必要です。パンの切れ端に pH ストリップを当ててその値を測定することはできません。そのため、測定の最初のステップは、測定に適した液体があることを確認することです。これも最も難しい部分の 1 つであり、結果に影響します!
これを理解するには、pH 値が陽子の濃度に依存することを知る必要があります。溶液を希釈すると、陽子の濃度が変化し、pH 値も変化します。幸いなことに、これは対数スケールで発生します。これは、pH 値が 1 変化するためには、陽子の濃度が 10 倍変化する必要があることを意味します。
これは、テスト ストリップの使用の信頼性を低下させるもう 1 つの要因であるため、覚えておいてください。とはいえ、すべてのサンプルを同様の方法で (または単に液体を使用して) 前処理しても、分析から多くの価値を得ることができます.
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メモ
pH 値は、水が豊富な環境における陽子の濃度の尺度です。そのため、これらのストリップを油などの材料に使用することはできません (または不正確な測定値が予想されます)。
製品の色が強い場合 (例:記事の後半でテストするコーヒー)、分析結果を読み取るのが難しくなったり、不可能になったりする可能性があることに注意してください。
食品への pH ストリップの使用 – 例
概念を実証するために、0 ～ 14 の範囲の普遍的な試験紙を使用しました。私たちの紙の個々のストリップには、4 つの色付きの正方形が含まれていました。これらの各正方形は、pH 値に応じて色が変わります。この製造業者は、すべてのインジケーターを 1 つに混合するのではなく、インジケーターを分割することを明確に決定しました。これにより、特に色付きの液体 (分析したコーヒーなど) を測定している場合は、読みやすくなります。
いくつかの結果、液体の pH 値
私たちの簡単なテストでは、いくつかの明確な (そして予想される) 結果が示されました!:
- レモン ジュースは非常に酸性です。ストリップで 0～1 の値をテストしました。
- グラニュー糖の pH 値は中性です。酸性でもアルカリ性でもありません。これは予想どおりです。スクロースは酸でも塩基でもありません。
- ブラウン シュガー:2 番目の四角形はグラニュー糖よりも少し緑がかっており、少し酸性であることを示しています
- シロップ:グラニュー糖に非常に似ているため、中性です。シロップ (およびブラウン シュガー) の色は両方とも茶色で、黄色の正方形の色にわずかに影響を与えている可能性があることに注意してください)。
- コーヒー:コーヒーのくすんだ色がテスト ストリップをはっきりと汚し、読み取りが不正確になりました。おおよその pH 値は 5 前後です。
- ピクルス液:この液体はピクルスを漬けるために使用されました。弱酸性であると考えられており、pH 値は 5～6 です。
pH 試験紙を使用して食品の pH 値をテストすることは、家庭で食品科学を応用する楽しい方法ですが、食品メーカーがプロセスと製品を追跡するための迅速かつ簡単な方法でもあります!
ソース
使用したテスト ストリップ:リンク
