pH/酸度 · CH22
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NIELSEN'S FOOD ANALYSIS · CHAPTER 22

pH 與可滴定酸度

pH and Titratable Acidity
食品分析　·　3 小時課程　·　含 6 個互動小遊戲
pH 計 · 滴定曲線 · 酚酞終點 · KHP 標定 · 主要酸 · Brix/酸比
pH=−log[H⁺]可滴定酸度 TA0.1N NaOH 滴定酚酞 pH 8.2果汁熟度
先想一想
檸檬很酸、黑咖啡也酸——
但「酸」指的是 pH 還是總酸量？

這是兩個不一樣的概念：pH 看『游離 H⁺ 的強度』，可滴定酸度看『能被中和的總酸量』。
它們各自影響風味、微生物安定性、水果熟度，分析方法也不同。

風味酸度發酵監控 水果熟度保存安定性
22.1 兩個概念

pH vs 可滴定酸度

pH（強度）vs 可滴定酸度（總量）——量的是不同東西 pH = −log[H⁺] 只看『已解離』的游離 H⁺ 反映『酸的強度』 用 pH 計量 可滴定酸度 TA = 用鹼中和的『總酸量』 含未解離 + 已解離的酸 比 pH 更能預測『風味酸度』 用滴定量

食品中的有機酸大多只部分解離；可滴定酸度把『未解離的酸』也算進去，所以常是比 pH 更好的風味酸度指標。

22.3 pH 基礎

pH 計怎麼量

pH 計：玻璃指示電極 + 參考電極，量電位差換算 pH pH 3.59 電壓計/放大器 玻璃指示電極 參考電極(KCl) 待測樣品 Nernst E = E₀ + 2.303·RT/zF·logA 電位 ↔ H⁺ 活性 用前先以 pH 4/7/10 緩衝液兩點校正
pH = −log[H⁺]；pH 計是電位計，玻璃電極對 H⁺ 活性產生電位(Nernst)、與參考電極比較。用前以 pH 4/7/10 緩衝液兩點校正並做溫度補償。
小遊戲 ①pH vs 可滴定酸度0 / 8
把 8 個敘述分到「pH」或「可滴定酸度 TA」。
22.4 可滴定酸度

用鹼把酸中和、數滴定量

  • 取定量樣品(常 10 mL)，以 0.1 N NaOH 滴定
  • 終點：酚酞由無色變粉紅(pH ≈ 8.2)，或用 pH 計測電位終點
  • 由滴定量、鹼濃度、樣品量算出總酸，以主要酸表示
  • 深色樣品看不出酚酞變色 → 改用電位滴定
為什麼到 pH 8.2？
弱酸滴定的當量點落在鹼性側；酚酞在 pH 8.0–9.6 變色，剛好標示終點。CO₂ 干擾可先煮沸去除。
22.4.2 滴定曲線

滴定曲線：強酸與弱酸

0.1 N 酸以 0.1 N NaOH 滴定(示意)。弱酸在 pKa 附近有緩衝平台、當量點在鹼性側；強酸在當量點(pH 7)急升。
小遊戲 ②pH 與酸度即時測驗0 / 5
22.4.3 試劑準備

NaOH 與標準酸的眉角

⚠️
NaOH 不是好基準
強吸濕、含 Na₂CO₃、會吸收空氣 CO₂ → 濃度不準，每批要『標定』
🧪
用 KHP 標定
鄰苯二甲酸氫鉀(KHP)純、不吸濕、可乾燥、分子量大 → 當『標準酸』標定 NaOH
去 CO₂：配 NaOH 用無 CO₂ 水(煮沸或通氮)；儲存用 ascarite 阱(鹼性吸收劑)擋空氣 CO₂；工作液每週重新標定。
22.4.5 計算

從滴定量到 % 酸

% 酸 = N × V × 當量重W × 1000 × 100
  • N：NaOH 濃度(N)　V：滴定量(mL)
  • 當量重：主要酸的當量重(檸檬酸 64、蘋果酸 67、酒石酸 75)
  • W：樣品重(g)；以主要酸表示結果
  • 柑橘→檸檬酸、葡萄→酒石酸、乳品→乳酸
小遊戲 ③食物的主要酸0 / 6
把 6 種食物分到它的「主要有機酸」(檸檬酸 / 蘋果酸 / 其他)。
小遊戲 ④可滴定酸度滴定流程排序— / 6
用 ▲▼ 把可滴定酸度的 6 個操作步驟排成正確順序。
22.4.6 食物中的酸

酸度、糖度與熟度

🍊
主要酸
柑橘/莓果→檸檬酸；蘋果→蘋果酸；葡萄→酒石酸；乳品→乳酸
🍬
Brix/酸比
糖度(Brix) ÷ 酸度；隨水果成熟『糖升酸降』→ 比值升，是常用熟度指標
🍷
揮發酸度
醋酸發酵中先測總酸，再煮掉醋酸測固定酸；差值=揮發酸度
🧀
發酵監控
以可滴定酸度追蹤起司/優格的乳酸發酵進程
小遊戲 ⑤決策挑戰：酸度分析判斷0 / 5
Table 22.1

常見食品酸的當量重（點欄位排序）

酸 ⇅分子量 ⇅當量重 ⇅可解離 H⁺ ⇅常見於 ⇅
整合自 Table 22.1。當量重 = 分子量 ÷ 可解離 H⁺ 數。
22.4.6 數據

水果的典型 °Brix

整合自 Table 22.5：成熟水果的糖度(°Brix)代表值。Brix 配合可滴定酸度算 Brix/酸比，可指示熟度。
應用

pH 與酸度守護什麼

🦠
微生物安定
pH 影響微生物生長；低 pH(酸化)是重要保存手段
👅
風味
可滴定酸度比 pH 更能預測『嚐起來多酸』(糖會掩蓋酸味)
🍓
熟度與品質
Brix/酸比追蹤水果成熟、決定採收與分級
🧪
製程監控
發酵、醃漬、飲料配方都靠 pH/酸度把關
小遊戲 ⑥計算闖關：% 酸未作答
取柑橘汁 W = 15 g，以 0.085 N NaOH 滴定用去 V = 17.5 mL；以檸檬酸(當量重 64)表示。求 % 酸。公式：N×V×當量重/(W×1000)×100。
%
重點整理

今天的五個關鍵

  • pH＝游離 H⁺ 強度(−log[H⁺])；可滴定酸度＝可中和的總酸量
  • pH 計是電位計(Nernst)，用前以 4/7/10 緩衝液兩點校正
  • 可滴定酸度：0.1N NaOH 滴定到酚酞(pH 8.2)或電位終點
  • NaOH 不純須以 KHP 標定、防 CO₂
  • % 酸 = N×V×當量重/(W×1000)×100；以主要酸表示
自我檢核

今天結束，你應該會…

點一下打勾——確認自己真的會了。

下一步 · NEXT

把酸度分析
用起來

📌 課後練習：Study Questions(終點選擇、KHP、Brix/酸比、揮發酸度、% 酸計算)
🔜 銜接：HPLC (Ch13) 分個別有機酸、發酵與醃漬製程、水分/糖度量測
🧪 思考：你要的是『酸的強度(pH)』還是『總酸量(TA)』？樣品深色嗎？主要酸是哪一種？
pH可滴定酸度酚酞終點KHP 標定Brix/酸比