Πώς να μετρήσετε το pH των προϊόντων διατροφής (χρησιμοποιώντας λωρίδες pH)

Μία από τις πιο σημαντικές ιδιότητες των προϊόντων διατροφής είναι η τιμή pH τους. Δίνει στους παραγωγούς μια εικόνα για τη διάρκεια ζωής ενός προϊόντος, πόσο σταθερό μπορεί να είναι με την πάροδο του χρόνου και πώς αντιδρά με άλλα προϊόντα. Είναι αυτό που καθορίζει το χρώμα του κόκκινου λάχανου, διατηρεί τα τουρσιά σας και πολλά άλλα.

Η ακριβής μέτρηση του pH γίνεται καλύτερα με τη χρήση ενός μετρητή pH. Ωστόσο, εάν δεν έχετε ένα από αυτά στη διάθεσή σας, μπορείτε να λάβετε μια ενδεικτική μέτρηση χρησιμοποιώντας χαρτιά pH, τα οποία είναι πολύ φθηνότερα, αν και λιγότερο ακριβή.

Ποια είναι η τιμή pH;

Η τιμή pH είναι ένα μέτρο της οξύτητας/αλκαλικότητας ενός προϊόντος. Εκφράζεται σε μια κλίμακα από 0-14. Οι τιμές <7 είναι όξινες. Παραδείγματα σε τρόφιμα όπως χυμός λεμονιού, γιαούρτι, μήλα, ξύδι κ.λπ. Εάν το προϊόν σας έχει τιμή>7, θεωρείται αλκαλικό. Τα περισσότερα τρόφιμα είναι (ελαφρώς) ξινά, αλλά η μαγειρική σόδα είναι ένα παράδειγμα αλκαλικού προϊόντος.

Συζητήσαμε την τιμή pH και τις χρήσεις της με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια σε ένα ξεχωριστό άρθρο. Διαβάστε το πρώτα αν δεν είστε εξοικειωμένοι με αυτό.

Γιατί να μετρήσετε την τιμή pH;

Διάρκεια ζωής

Η τιμή pH του φαγητού σας είναι ιδιαίτερα σημαντική κατά τον καθορισμό της διάρκειας ζωής των τροφίμων. Μικροοργανισμοί όπως τα βακτήρια και οι μούχλες, μια από τις κύριες αιτίες της αλλοίωσης των τροφίμων, δεν μπορούν πλέον να αναπτυχθούν σε (πολύ) χαμηλές τιμές pH. Γι' αυτό το ξινό τουρσί δεν χαλάει τόσο γρήγορα όσο ένα φρέσκο ​​αγγούρι. Η γνώση της τιμής pH θα σας βοηθήσει να προσδιορίσετε εάν ένα προϊόν είναι σταθερό ή όχι στο ράφι.

Βέλτιστη ζύμωση

Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωστόσο, θέλετε να αναπτύξετε μικροοργανισμούς, για παράδειγμα όταν παρασκευάζετε μπύρα ή φτιάχνετε μηλίτη. Αυτοί οι μικροοργανισμοί θα έχουν ένα προτιμώμενο εύρος τιμών pH για να αναπτυχθούν. Μέσα σε αυτό το εύρος, αναπτύσσονται πιο γρήγορα. Η γνώση της τιμής του pH διασφαλίζει ότι το περιβάλλον που έχετε δημιουργήσει για να αναπτυχθούν είναι ιδανικό!

Έλεγχος καθαρισμού

Πολλά καθαριστικά που χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των γραμμών επεξεργασίας μπορεί να είναι πολύ όξινα ή πολύ αλκαλικά. Στο τέλος της διαδικασίας καθαρισμού, είναι σημαντικό να τα εξουδετερώσετε ξανά και να ξεπλύνετε τυχόν εναπομείναντα καθαριστικά. Μετρώντας το pH μπορείτε να ελέγξετε αν έχουν εξουδετερωθεί ή αφαιρεθεί επαρκώς.

Ανάπτυξη συνταγής

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των όξινων και αλκαλικών συστατικών είναι ότι αντιδρούν όταν αναμειγνύονται μεταξύ τους. Εάν έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ μαγειρική σόδα για να φτιάξετε τηγανίτες ή ένα κέικ, το έχετε χρησιμοποιήσει από πρώτο χέρι. Η μαγειρική σόδα αντιδρά με ένα όξινο συστατικό στο κουρκούτι σας, π.χ. βουτυρόγαλα, ή χυμό λεμονιού. Ενώ αντιδρά, η μαγειρική σόδα παράγει αέριο, αφήνοντας τις τηγανίτες ή το κέικ σας.

Εάν, για παράδειγμα, αναπτύσσετε μια συνταγή για τηγανίτες για μια γραμμή παραγωγής, είναι σημαντικό να γνωρίζετε εάν τα μείγματα σας είναι (αρκούντως) όξινα για να αντιδράσουν με τη μαγειρική σόδα. Μια γρήγορη δοκιμή μπορεί να σας βοηθήσει να το επιβεβαιώσετε.

Πώς να μετρήσετε τις τιμές pH

Υπάρχουν δύο τρόποι μέτρησης της τιμής pH ενός υλικού:

1. Ηλεκτροχημική :αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια για τη μέτρηση της τιμής του pH. Δίνει μια αρκετά ακριβή τιμή, με τουλάχιστον ένα δεκαδικό ψηφίο πίσω από το κόμμα. Ως εκ τούτου, θα μπορείτε να διακρίνετε μεταξύ ενός προϊόντος με τιμή pH 5,6 και 5,9.
2. Χρωματομετρική :ορισμένα χρώματα (π.χ. αυτό του κόκκινου λάχανου ή του κουρκουμά) είναι ευαίσθητα στην περιβάλλουσα τιμή pH. Θα αλλάξουν χρώμα όταν περάσει μια συγκεκριμένη τιμή. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτές τις αλλαγές χρώματος για να πάρετε μια ενδεικτική τιμή του pH του διαλύματός σας. Οι κατασκευαστές κατασκευάζουν ειδικά χαρτιά pH, ή δοκιμαστικές ταινίες, που αλλάζουν χρώματα σε διαφορετικές τιμές pH δίνοντάς σας μια αξιοπρεπή ένδειξη του pH του διαλύματός σας. Ωστόσο, αυτά τα έγγραφα δεν δίνουν έναν ακριβή αριθμό.

Σύγκριση ηλεκτροχημικών έναντι χρωματομετρικών

Αυτές οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται συνήθως, αλλά για ελαφρώς διαφορετικές εφαρμογές. Αυτό οφείλεται στα μεμονωμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα τους, τα οποία παραθέτουμε παρακάτω. Σε γενικές γραμμές, εάν χρειάζεστε μια τιμή pH για λόγους ασφάλειας των τροφίμων ή αναζητάτε μια ακριβή ένδειξη, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την ηλεκτροχημική μέθοδο. Ωστόσο, εάν είστε εντάξει με τη λήψη μιας πρόχειρης ένδειξης ή απλώς αναζητάτε ένα εύρος, η χρωματομετρική μέθοδος μπορεί να σας εξυπηρετήσει καλά.

Για το υπόλοιπο αυτού του άρθρου, θα επικεντρωθούμε στη χρωματομετρική μέθοδο, χρησιμοποιώντας χαρτιά/ταινίες δοκιμής pH.

Συντελεστής	Ηλεκτροχημικό	Χρωματομετρικό
Κόστος	πιο ακριβό	φθηνό
Συντήρηση	χρειάζεται τακτική βαθμονόμηση	κανένα, μία φορά χρήση
Ακρίβεια	παρέχει έναν σταθερό αριθμό (π.χ. 4.5)	απαιτεί τη σύγκριση του χρώματος μιας λωρίδας με ένα σύνολο χρωμάτων αναφοράς, μπορεί να είναι υποκειμενική
Μεσαίο	υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ανιχνευτών για διαφορετικά προϊόντα (επίσης στερεά)	συχνά χρειάζεται ένα υγρό για να βυθιστεί σε
Επίδραση του χρώματος του προς μέτρηση προϊόντος	καμία επιρροή	μπορεί να παραμορφώσει τις αναγνώσεις

Πώς λειτουργούν τα χαρτιά/ταινίες δοκιμής pH;

Υπάρχουν διάφοροι τύποι χαρτιών δοκιμής pH, μερικά αλλάζουν χρώμα εντελώς, άλλα (όπως αυτά στις φωτογραφίες σε αυτό το άρθρο) έχουν ορισμένα τμήματα που αλλάζουν χρώμα. Ωστόσο, όλοι χρησιμοποιούν την ίδια έννοια!

Μια σημείωση σχετικά με τους ορισμούς:οι λωρίδες χαρτιού για τη μέτρηση του pH χρησιμοποιώντας αλλαγές χρώματος μπορεί να ονομάζονται δοκιμαστικό χαρτί pH, χαρτιά pH, λωρίδες pH, χαρτί δείκτη pH

δείκτες pH

Όπως αναφέραμε γρήγορα παραπάνω, ορισμένα χρώματα αλλάζουν όταν αλλάζει το pH στο περιβάλλον τους. Αυτή η αλλαγή χρώματος συμβαίνει πάντα στο ίδιο εύρος pH. Το κόκκινο λάχανο θα είναι πάντα ροζ σε χαμηλές τιμές pH και μπλε/πράσινο σε υψηλές. Ο κουρκουμάς είναι κίτρινος για χαμηλότερες τιμές pH και γίνεται κόκκινος σε υψηλές. Αυτές οι αλλαγές είναι επίσης αναστρέψιμες. Αυτό σημαίνει ότι όταν αλλάζετε την τιμή pH στην αρχική τιμή, θα αλλάξει και το χρώμα.

Τα χρώματα με αυτή την ιδιότητα ονομάζονται δείκτες pH. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτης για την τιμή pH. Οι χημικοί χρησιμοποιούν δείκτες σε μια σειρά εφαρμογών και αναλυτικών τεχνικών.

Η Wikipedia έχει ένα υπέροχο γράφημα που παρουσιάζει αρκετούς δείκτες pH και τις χρωματικές μεταβάσεις τους σε διαφορετικές τιμές pH.

Μίξη και αντιστοίχιση

Εάν χρησιμοποιούσατε μόνο έναν δείκτη pH, θα μπορείτε να ορίσετε εάν η τιμή pH είναι χαμηλότερη ή μεγαλύτερη από αυτήν τη συγκεκριμένη μετάβαση. Σε ορισμένες περιπτώσεις αυτό είναι αρκετό. Ίσως χρειαστεί απλώς να μάθετε εάν το pH είναι πάνω ή κάτω από μια συγκεκριμένη τιμή. Ωστόσο, συχνά θέλετε περισσότερες πληροφορίες. Θα θέλετε να λάβετε μια πιο λεπτομερή ένδειξη της τιμής του pH του προϊόντος σας.

Γι' αυτό οι κατασκευαστές χαρτιών pH έχουν αναπτύξει τρόπους για να συνδυάζουν αυτούς τους διαφορετικούς δείκτες. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να δείξουν μια σειρά από μεταβάσεις, και ως εκ τούτου τιμές pH! Μερικές φορές όλοι αυτοί οι δείκτες αναμειγνύονται σε ένα κομμάτι χαρτί, άλλες φορές διαφορετικά τμήματα του δοκιμαστικού χαρτιού περιέχουν ξεχωριστό δείκτη.

Αλλαγή εύρους

Αλλάζοντας τους δείκτες που υπάρχουν στο δοκιμαστικό χαρτί, οι κατασκευαστές μπορούν να φτιάξουν μια σειρά διαφορετικών προϊόντων. Ορισμένα χαρτιά θα μπορούν να καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα τιμών pH (π.χ. από 1-14). Ωστόσο, αυτά τα χαρτιά δεν τείνουν να είναι τόσο ακριβή, συχνά θα μπορείτε να διακρίνετε μόνο ολόκληρες τιμές (π.χ. 6 έναντι 7). Δεν θα μπορείτε να διακρίνετε μεταξύ 6,5 και 6,8, για παράδειγμα.

Για να επιτρέψουν πιο ακριβείς μετρήσεις, οι κατασκευαστές μπορούν επίσης να επιλέξουν να κάνουν χαρτιά που λειτουργούν μόνο σε ένα συγκεκριμένο εύρος, π.χ. μεταξύ τιμών pH 2-4. Στη συνέχεια, μπορούν να συντονίσουν τους δείκτες τους έτσι ώστε να έχετε μια πιο ακριβή ανάγνωση, π.χ. ίσως μπορείτε να διακρίνετε μεταξύ 2,5 και 3,0. Ωστόσο, δεν θα μπορέσετε ποτέ να λάβετε τόσο ακριβή ένδειξη όσο θα κάνατε με μια ηλεκτροχημική μέθοδο.

Πώς να μετρήσετε την τιμή του pH με χαρτί/λωρίδες δοκιμής pH

Χρόνος προετοιμασίας: 5 λεπτά Ενεργός χρόνος: 5 λεπτά Συνολικός χρόνος: 10 λεπτά

Η μέτρηση της τιμής του pH χρησιμοποιώντας μια λωρίδα pH είναι απλή, αλλά όχι ο πιο ακριβής τρόπος για τον προσδιορισμό της τιμής του pH. Ωστόσο, είναι εξαιρετικό για εκπαιδευτικούς σκοπούς και για περιπτώσεις όπου δεν χρειάζεστε πολύ ακριβή τιμή.

Υλικά

• τρόφιμα που θέλετε να μετρήσετε το pH του

Εργαλεία

• λωρίδες pH της επιλογής σας; Αν είστε απλώς περίεργοι για την κανονική αξία, αγοράστε χαρτί γενικής χρήσης ή ταινίες μέτρησης γενικής χρήσης. Αυτά μπορούν να σας δώσουν μια τιμή από 1 έως 11-14. Εάν γνωρίζετε ήδη περίπου το εύρος που περιμένετε ή χρειάζεστε μια ελαφρώς πιο ακριβή τιμή, είναι καλύτερο να επιλέξετε χαρτί με μικρότερο εύρος. Υπάρχουν ειδικά χαρτιά στην αγορά για ορισμένες εφαρμογές (π.χ. οινοποίηση ή ζυθοποιία).

Οδηγίες

Για να λειτουργήσει η ταινία μέτρησης, χρειάζεστε ένα υγρό περιβάλλον. Δεν μπορείτε απλώς να κρατάτε μια λωρίδα pH πάνω σε ένα κομμάτι ψωμί για να μετρήσετε την αξία του. Ως εκ τούτου, το πρώτο βήμα για τη μέτρηση είναι να βεβαιωθείτε ότι έχετε ένα κατάλληλο υγρό για μέτρηση. Αυτό είναι επίσης ένα από τα πιο δύσκολα μέρη και θα επηρεάσει τα αποτελέσματά σας!

Για να το καταλάβετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε ότι η τιμή του pH εξαρτάται από τη συγκέντρωση των πρωτονίων. Εάν αραιώσετε το διάλυμά σας, θα αλλάξετε τη συγκέντρωση των πρωτονίων και ως εκ τούτου την τιμή του pH. Ευτυχώς, αυτό συμβαίνει σε λογαριθμική κλίμακα. Αυτό σημαίνει ότι για να αλλάξει η τιμή του pH κατά 1, η συγκέντρωση των πρωτονίων πρέπει να αλλάξει κατά 10.

Αυτός είναι ένας άλλος παράγοντας που θα κάνει τη χρήση των δοκιμαστικών ταινιών σας λιγότερο αξιόπιστη, γι' αυτό να το έχετε υπόψη σας! Τούτου λεχθέντος, εάν προετοιμάζετε όλα τα δείγματά σας με παρόμοιο τρόπο (ή χρησιμοποιείτε απλώς υγρά), θα εξακολουθείτε να έχετε μεγάλη αξία από την ανάλυση.

1. Διαλύστε το συστατικό για το οποίο θέλετε να μάθετε περισσότερα στο νερό ή πάρτε το υγρό δείγμα σας και τοποθετήστε το σε ένα μπολ. Χρειάζεστε μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα υγρού. Βεβαιωθείτε ότι όλα τα υγρά που θέλετε να δοκιμάσετε είναι σε θερμοκρασία δωματίου.
2. Ακολουθήστε τις οδηγίες του κατασκευαστή των ταινιών σας. Στις περισσότερες περιπτώσεις θα πρέπει να βουτήξετε τη λωρίδα στο υγρό για μερικά δευτερόλεπτα.
3. Ακολουθήστε ξανά τις οδηγίες του κατασκευαστή. Πιθανότατα, μπορείτε να συγκρίνετε αμέσως το χρώμα που γύρισε η λωρίδα σας με το χρωματολόγιο που παρείχε ο κατασκευαστής με τις ταινίες σας για να προσδιορίσετε την τιμή pH.

Σημειώσεις

Η τιμή pH είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης των πρωτονίων σε ένα περιβάλλον πλούσιο σε νερό. Ως εκ τούτου, δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτές τις λωρίδες σε συστατικά όπως το λάδι (ή να περιμένετε ανακριβή ένδειξη).

Λάβετε υπόψη ότι εάν το προϊόν σας έχει έντονο χρώμα (π.χ. ο καφές που δοκιμάζουμε παρακάτω στο άρθρο), μπορεί να είναι δύσκολο ή ακόμα και αδύνατον να διαβάσετε το αποτέλεσμα της ανάλυσης.

Χρήση λωρίδων pH στα τρόφιμα – Ένα παράδειγμα

Για να δείξουμε την ιδέα, χρησιμοποιήσαμε γενικά δοκιμαστικά χαρτιά με εύρος από 0-14. Κάθε μεμονωμένη λωρίδα του χαρτιού μας περιείχε 4 χρωματιστά τετράγωνα. Κάθε ένα από αυτά τα τετράγωνα θα άλλαζε χρώμα, ανάλογα με την τιμή του pH. Αυτός ο κατασκευαστής αποφάσισε ξεκάθαρα να μην συνδυάσει όλους τους δείκτες σε έναν, αντίθετα, χώρισε τους δείκτες. Αυτό διευκολύνει την ανάγνωση, ειδικά αν μετράτε ένα έγχρωμο υγρό (όπως ο καφές που αναλύσαμε).

Μερικά αποτελέσματα, οι τιμές pH των υγρών μας

Η απλή μας δοκιμή έδειξε μερικά σαφή (και αναμενόμενα) αποτελέσματα!:

• Ο χυμός λεμονιού είναι πολύ όξινος:δοκιμάσαμε την τιμή 0-1 με τις λωρίδες μας.
• Η κρυσταλλική ζάχαρη έχει ουδέτερη τιμή pH. Δεν είναι όξινο ούτε αλκαλικό. Αυτό περιμέναμε, η σακχαρόζη δεν είναι οξύ, ούτε βάση.
• Καστανή ζάχαρη:το δεύτερο τετράγωνο είναι λίγο πιο πράσινο από αυτό της κρυσταλλικής ζάχαρης, υποδεικνύοντας ότι είναι ελαφρώς πιο όξινο
• Σιρόπι:πολύ παρόμοιο με την κρυσταλλική ζάχαρη, άρα αρκετά ουδέτερο. Λάβετε υπόψη ότι το σιρόπι (όπως και η καστανή ζάχαρη) είχαν και τα δύο καφέ χρώμα που μπορεί να επηρέασε ελαφρώς το χρώμα των κίτρινων τετραγώνων).
• Καφές:το σκούρο χρώμα του καφέ βάφει καθαρά τις δοκιμαστικές ταινίες, καθιστώντας την ένδειξη ανακριβή. Μια πρόχειρη εικασία της τιμής του pH θα ήταν περίπου 5.
• Υγρό τουρσί:αυτό το υγρό χρησιμοποιήθηκε για το τουρσί, υποτίθεται ότι είναι ελαφρώς όξινο και αυτό συμβαίνει με τιμή pH 5-6.

Η δοκιμή της τιμής pH των τροφίμων χρησιμοποιώντας χαρτιά δοκιμής pH είναι ένας διασκεδαστικός τρόπος εφαρμογής της επιστήμης των τροφίμων στο σπίτι, αλλά είναι επίσης ένας γρήγορος και εύκολος τρόπος για τους κατασκευαστές τροφίμων να παρακολουθούν τις διαδικασίες και τα προϊόντα τους!

Πηγές

Δοκιμαστικές ταινίες που χρησιμοποιήσαμε:link