JP4356130B2 - Acidity measuring device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食用油に含まれる遊離脂肪酸、果実や果実飲料に含まれるリンゴ酸や酒石酸、クエン酸、アルコール飲料に含まれる酸あるいはコーヒーの中のコーヒー酸等の酸度を測定する酸度測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、食品は健康や安全面から一定の水準以上の品質が要求されるようになってきている。中でも食品中に含有された酸は食品の品質に大きな影響を与えるものである。また、健康ブームからアルカリ食品の方がよいと考えられることが多く、最近では酸度の低い食品が専ら嗜好される傾向にある。
【0003】
このように各種食品の酸度は食品の消費に大きな影響を及ぼすが、その影響する程度や測定法は食品によってそれぞれ異なるものである。そこで、以下、こうした食品の代表例として▲1▼食用油、▲2▼果実およびジュース等の果実飲料、▲3▼ウィスキーや酒、ワイン等のアルコール飲料、▲4▼コーヒーについて、それぞれの酸がどのようなもので従来どのようにして測定されていたのかを説明をする。
【0004】
先ず、食用油に含まれる酸について説明する。わが国の食生活は急速に変化しつつあるが、その流れをみると、第1にインスタント化という大きな流れがあり、第2に手作り嗜好などに代表される多様化の流れがあるように思われる。特にインスタント指向は時代を映し出しているともいえるもので、多くの加工食品が増大傾向にある。中でもフライ食品の増加は著しい。というのはフライ食品は嗜好的にも好まれ、比較的腐敗を受けにくいという性質があるからである。
【0005】
しかし、このフライ食品も、温度や光の影響を受ける環境に長時間さらすと、空気中の酸素により油脂が自動酸化して、変敗臭が生じたり、その他品質の劣化がもたらされる。こうした理由から食用油脂および油脂加工品などの変敗、劣化に関して一般的に関心が高まり、例えば、油揚げの地域食品認証制度が発足したり、あるいは油菓子の規制が行われたりしており、また弁当や惣菜の指導要項などでも油脂の劣化について法規制が検討されている。
【0006】
ところで、こうした油脂の傷み具合、特に加熱された油脂の劣化度を知る方法としては、酸価、過酸化物価、粘度、ヨウ素価などを測定するいくつかの分析方法がある。ここで、上記したように食品の劣化に大きな影響を与えるのが温度や湿度、光であり劣化の初期には酸度の変化が大きいことを考慮すると、これらの中で酸度を直接測る酸価の測定が熱劣化(温度や光による劣化)の判定を行うために適当であり、また通常これが多く用いられている。
【0007】
次に、果実および果実飲料の酸について説明する。果実、とくにみかん類は酸と糖が美味しさの指標である。つまり、みかんの酸度は収穫時期の目安ともなるため、収穫前には必ず酸度を測定する。また、みかんの出荷工場でも酸度を測定しており、出荷価格にも影響を及ぼすものである。
【0008】
ジュース等の果実飲料は原料果実を搾汁機にかけて得た汁液であるが、果実飲料の多くは、新鮮な果実の搾汁をそのまま用いるよりも、濃縮果汁または冷凍果汁を原料として製品を作る場合が多い。例えばオレンジジュースの場合、みかんの病害果や未熟果を除去した後に、表皮を洗浄し、これを圧搾して果肉と果汁を取り出し、さらに果汁から果皮、じょうのう膜等を取り除いている。そしてこの時点で日本農林規格に適合するように糖度や酸度などを調合し、その際に酸度を測定している。また、濃縮果汁や冷凍果汁からオレンジジュースを作る場合は、濃縮果汁や冷凍果汁に水を加えてオレンジジュースを作る際に酸度を測定している。
【0009】
続いて、アルコール飲料について説明する。ウィスキーや焼酎に代表される蒸留を何度も繰り返してエタノールの収率を上げる蒸留酒、あるいは酒やワインに代表される素材そのものを発酵させて濾過することで得られる醸造酒、そしてその他果実酒やビール等の発泡酒等のように、アルコール飲料には色々と種類があって、その製造過程もまちまちである。しかし、いずれのアルコール飲料の製造においても、工程の中で製品の品質確保のために酸度の測定を行っている。
【0010】
最後に、コーヒーの酸について説明する。コーヒーの味を左右する酸味を与える物質は以下に述べるように多種類にわたるが、酸含有量がコーヒーの酸味評価の指標として重要である。コーヒー中に含まれる酸の代表としてはクロロゲン酸類が挙げられる。その含有量はコーヒー豆の焙煎の過程でも変動する。その他にも、コーヒーの酸味に関与する物質は、コーヒー酸、キナ酸、更にはクエン酸など多くの化合物がある。そして、それぞれの酸の含有量は微量でありながら、微妙なバランスとその総量が酸味の決め手になっていると考えられる。
【0011】
このように各種の食品において、その製造工程上でそれぞれの酸度を測定することが行われているが、その測定方法には様々なものがある。
【0012】
従来の酸測定方法の一例としては、基準油脂分析法,日本農林規格,JIS,日本薬局方油脂試験法,衛生試験法飲食物試験法,上水試験方法などで定められた方法があるが、いずれも測定の基本はフェノールフタレインを指示薬とした中和滴定法である。そこで、この中和滴定方法を説明するため、上水試験方法と基準油脂分析法で規定されている中和滴定法とを以下に説明する。
【0013】
上水試験方法での酸度は、試料1リットル中に含まれている炭酸カルシウムに酸を換算したときのmg数として定義される。具体的には試験水100mL(ミリリットル)を採り、これにフェノールフタレイン指示薬を約0.2mL加え、さらに0.02モル/Lの水酸化ナトリウム溶液を加える。そして、密栓して軽く揺り動かし、紅色が消えたならば、さらに微紅色が消えずに残るまで滴定を続けたときを中和の終点としその水酸化ナトリウムのmL数aを求める。そのときの酸度は、次式で与えられる。
【0014】
酸度(炭酸カルシウム換算mg/L)=a×10
次に基準油脂分析法で規定されている中和滴定法を説明する。
【0015】
基準油脂分析法での酸度の定義は、試料1g中に含まれている遊離脂肪酸を中和するに要する水酸化カリウムのmg数をいう。液体試料の場合、試料をその推定酸度(例えば酸度1以下は20gを採取、酸度1を越えて4以下は10gを採取、酸度が4を越えて15以下は2.5gを採取)に応じて採取して三角フラスコに正しく計り取る。これに中性溶剤100mLを加え、試料が完全に溶けるまで充分に振る。但し、ここでいう中性溶剤とはエチルエーテル、エタノール1:1の混合溶剤100mLにフエノールフタレイン指示薬約0.3mLを加え、使用直前に1/10規定(N)水酸化カリウム−エタノール溶液で中和したものである。
【0016】
固体試料の場合は水浴上で加温溶融したのち溶剤を加えて溶解する。これを、1/10規定(N)水酸化カリウム−エタノール標準液で滴定し、指示薬の色変化が30秒続いたときを中和の終点と定める。そしてこのときの水酸化カリウムのmg数を計算するものである。
【0017】
ところで、脂肪酸の測定については、このような中和滴定法によらず、ボルタンメトリーによって酸度を測定する方法がある。
【0018】
これは例えば特開平5−264503号公報で開示されたもので、遊離脂肪酸とナフトキノン誘導体が共存する測定電解液を電位規制法によるボルタンメトリーによって測定するものである。この測定においては、ナフトキノン誘導体の還元前置波の電流値の大きさが、蟻酸のような低級脂肪酸からオレイン酸やリノール酸のような高級脂肪酸までの全ての脂肪酸について、遊離脂肪酸の濃度に比例し、各脂肪酸の電流値を重ね合わせた値が脂肪酸の総濃度に対応することを利用している。すなわち、ナフトキノン誘導体の還元前置波の電流値の大きさを測ることにより酸濃度を測定するものである。
【0019】
この方法で測定したデータを図11に示す。ここで、図11はナフトキノン誘導体が共存する測定電解液のボルタンメトリーによる酸度測定の従来の電流−電位の関係を示すグラフである。
【0020】
図11において、横軸は比較電極に銀−塩化銀を用い、作用電極に直径3mmのグラッシーカーボンを用いたときの比較電極の電位に対する作用電極の電位(電極電位)を示し、縦軸はこのとき作用電極に流れる電流値(=対極に流れる電流値)を示す。但し、電流値は作用電極の表面積の大きさや粗さ、酸の濃度といった条件によって変わるものである。これに対して横軸の電極電位の値は酸の濃度によって若干の変動はあるものの、無視できる程度のものである。
【0021】
図11において、点Aが酸濃度に比例した還元前置波を示すプレピークであり、点Dがナフトキノン誘導体の本ピークである。
【0022】
ところで、特開平5−264503号公報で開示された技術を用いて脂肪酸の酸度を測定する場合、一般的にポテンショスタット等によるボルタンメトリー制御が必要となってくる。
【0023】
ここで、ポテンショスタットの動作原理を図12を用いて説明する。図12はポテンショスタットを示す回路図である。図12において、27はオペアンプ、28は抵抗器、29は電圧増幅回路、30は掃引電圧設定電源である。
【0024】
図12において、オペアンプ27の非反転入力端子であるプラス端子には掃引電圧設定電源30が、反転入力端子であるマイナス端子には比較電極Rがそれぞれ接続されている。また、出力端子には抵抗器28を通して対極Cが接続されている。さらに、この抵抗器28の両端には電圧増幅回路29が接続されている。なお、作用電極Wは接地電位とされている。
【0025】
このようなポテンショスタットにより電極電位を掃引し、その時の作用電極に流れる電流と同じ対極Cに流れる電流I1を測定しようとする場合、まず掃引電圧設定電源30を所定の電圧V1に設定する。すると、オペアンプ27から構成されたフィードバック回路によって、電圧V1=比較電極電圧V2となるよう対極Cに電圧が印加される。そして、対極に流れる電流I1は抵抗器28によって電圧V3に変換され、さらに電圧増幅回路29により増幅されて電圧V4として出力される。この電圧V4をプロッタ等に記録して、電圧V4から電流I1を逆算し、電極電位と対極電流(作用電極電流)I1の相対グラフを完成させるものである。
【0026】
この場合、対極電流I1と出力電圧V4の関係を把握しておく必要があり、また、作用電極Wは0Vで固定されているため、システム全体の電源として両電源を発生させる電源回路も必要となってくる。
【0027】
また、従来のポテンショスタットによる測定においては、測定前の作用電極Wの状態により、同じ酸度の溶液を測定しても、測定結果が異なることがあった。これは、作用電極Wの初期状態により電流波形が異なり、結果的にプレピーク電流値が異なる為起こる現象である。例えば、作用電極Wが乾燥した状態で測定電解液に浸しその直後に測定した場合や、高い酸度を測定した直後に測定した場合は、測定結果が高めになる傾向があり、洗浄後の作用電極で測定した場合は、低めに出る傾向がある等の問題があった。これは、被測定液の作用電極活性面に対する物理的電気的浸透性の違いによるものと思われる。つまり、正確な酸度を測定する場合は作用電極の保管管理を十分に行ない、作用電極Wを測定電解液に浸した後も電極表面を安定化させた後、測定する必要があった。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の酸度測定装置では、中和滴定法を用いて酸度を測定しており、フェノールフタレイン指示薬による色変化を判断してこれを滴定の終点としているために、測定者によって終点の判断がまちまちになって、酸度が客観的に決定されないという問題点を有していた。
【0029】
そして、基準油脂分析法の脂肪酸の中和滴定法によると、中性溶剤としてエーテルとエタノールの混合溶液を用いており、エーテルの沸点が34.6℃と引火しやすいためにその取り扱いが難しい。しかも、例えば揚げ物を大量に揚げた油のように試料の色が濃い場合や、ジュース、ワイン等のように素材そのものに色が付いている場合には、滴定終点付近におけるフェノールフタレインの色の変化を的確に把握することができず、終点を読み間違えて測定値がバラつくという問題があった。さらに、試料の量が数十g、中性溶剤が100mL必要で1回の測定に大量の試料が必要となるため、測定数の増加が負担になるという問題もあった。
【0030】
また、従来の酸度測定装置に関する技術として特開平5−264503号公報で開示されたポテンショスタットを使用して測定する技術では、ポテンショスタットの取り扱いが容易でなく、専門知識も必要となるため、酸度測定に至るまでに時間がかかるなどの問題点を有していた。
【0031】
さらに、測定前の作用電極の表面状態を厳重に管理することは大変困難であり、測定電解液に浸した後も測定前の準備に人の勘と時間を要する。ここで、作用電極の乾燥状態の違いによる電流波形を図13の波形S1と波形S2に示す。図13は作用電極の保存状態の異なる2つのボルタンメトリー電流波形を示すグラフである。図13の波形S1は、作用電極を105℃、10%の温湿度で乾燥させた後、常温に戻して測定を行なった時の波形であり、波形S2は25℃、60%の温湿度で保存した作用電極を使用し常温で測定を行なった時の電流波形である。このように、同じ酸度を同じ温度で測定した場合であっても、電流波形が異なり、精度の低い測定結果を得ることになる。
【0032】
そして、作用電極表面を測定電解液に浸し安定させようとする場合も、長時間浸しすぎると、果実の酸度を測定する場合であれば果実の繊維等が電極表面に吸着する等、他の問題で測定誤差が生じることになる。
【0033】
以上のような問題をかかえた上で、酸度測定装置では、測定を高精度に行うために、作用電極の安定化から酸度測定までを自動的に行うことが要求されている。
【0034】
そこで本発明は、作用電極の安定化から酸度測定までを自動的に行うことができる酸度測定装置を提供することを目的とする。
【0035】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の酸度測定装置は、電解液と酸含有の被測定液とが混合された共存電解液に浸漬された作用電極と対極と比較電極と、前記比較電極の電位に対する前記作用電極の電位の掃引を行う制御部とを有し、制御部が、作用電極の電気的安定化が可能で、新たな測定溶媒を作用電極活性表面に浸透させ作用電極表面自身の物理的剥離は起さない電位の範囲で第1の掃引速度により第1回目の掃引を行うと共に、第2の掃引速度に変えて所定の電位の範囲で一方向に第2回目の掃引を行って酸度測定を行う構成を備えている。
【0036】
これにより、作用電極の安定化から酸度測定までを自動的に行うことができる酸度測定装置が得られる。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載された発明は、電解液と酸含有の被測定液とが混合された共存電解液に浸漬された作用電極と対極と比較電極と、比較電極の電位に対する作用電極の電位の掃引を行う制御部とを有する酸度測定装置であって、制御部が、作用電極の電気的安定化が可能で、新たな測定溶媒を作用電極活性表面に浸透させ作用電極表面自身の物理的剥離は起さない電位の範囲で第1の掃引速度により第1回目の掃引を行うと共に、第2の掃引速度に変えて所定の電位の範囲で一方向に第2回目の掃引を行って酸度測定を行うことを特徴とする酸度測定装置であり、2種類の掃引を行うことができ、例えば第1回目の掃引で作用電極を電気的に安定化させ、第2回目の掃引で酸度の測定を行うようにすることができるので、作用電極の安定化から酸度測定までを自動的に行うことができ、従って作用電極保存に関する厳重管理と人の勘に頼る作用電極表面の安定化作業とが不要になるという作用を有する。酸度測定の直前に作用電極表面が常に安定化され、不定期な測定や、値が大きく異なる酸を連続して測定する場合でも再現性のよい安定した酸度測定結果が得られるという作用を有する。
【0038】
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明に従属する発明であって、制御部が、第1回目の掃引と第2回目の掃引との間に、比較電極と作用電極との電位が自然電位となるように作用電極と対極との間に所定電圧を所定時間印加することを特徴とする請求項1に記載の酸度測定装置であり、第1回目の掃引により不平衡になった作用電極表面近傍のイオン状態が第2回目の掃引開始時点で平衡に限りなく近づくため、再現性のある高精度な酸度測定を行うことができるという作用を有する。
【0039】
請求項3に記載された発明は、請求項1に記載された発明に従属する発明であって、第1回目の掃引において、比較電極の電位に対する作用電極の電位をNV(自然電位)からNV−1Vまで、次にNV−1VからNV+1Vまで、さらにNV+1VからNVまで所定速度で掃引することを特徴とする請求項1に記載の酸度測定装置であり、作用電極表面の電気的安定化は行うが作用電極表面の物理的剥離までは行わない電位で掃引されるため、作用電極の劣化が抑制され、容易に高精度な酸度測定が行われるという作用を有する。
【0042】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図10を用いて説明する。
【0043】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による酸度測定装置を示す斜視図であり、図2は図1の酸度測定装置において測定容器を載置するスライド式の引出し蓋を開放した状態を示す斜視図である。
【0044】
図1、図2において、1は引出し蓋、2はLCD、3はスタート・ストップボタン、4は電源ボタン、5は本体、6は測定容器である。
【0045】
このように構成された酸度測定装置について、その配置、機能、動作等を図3〜図11を用いて説明する。図3は図1の酸度測定装置における測定容器を示す断面図であり、図4はベンゾキノン誘導体を混合した共存電解液のボルタンメトリーによる酸度測定の電流−電位の関係を示すグラフ、図5は酸度測定装置の酸度と還元電流との関係を示すグラフ、図6は作用電極の電気的安定化時における電極電位掃引波形の例を示すグラフ、図7は作用電極の酸度測定時における電極電位掃引波形の例を示すグラフ、図8は図1の酸度測定装置の制御系を示すブロック図、図9は作用電極の電気的安定化時における作用電極と比較電極の電圧波形を示すグラフ、図10は酸度測定時における作用電極と比較電極の電圧波形を示すグラフである。
【0046】
図3において、7は作用電極、8は対極、9は比較電極、10は共存電解液、11は溶液収納部、12は容器カバーである。
【0047】
また図8において、21は制御部、22は比較電極電圧制御回路、23は電流検出回路、24は作用電極電圧制御回路、25は操作部、26は表示部である。
【0048】
図1において、酸度測定装置の本体5には、測定容器6(図2)をセットする内部空間をもったスライド式の引出し蓋1が取り付けられている。また、本体5には、測定酸度を表示する表示手段であるLCD2が設けられ、さらに、測定を開始するためのスタート・ストップボタン3および本装置の電源をオン、オフするする電源ボタン4が配列されている。そして、図1に示す引出し蓋1を引き出すと、図2に示すように測定容器6が露出される。なお、測定容器6は着脱自在になっている。
【0049】
図3に示すように、測定容器6の容器カバー12には、対極8、作用電極7および比較電極9が取り付けられている。また、容器カバー12が取り付けられた溶液収容部11には、キノン誘導体,有機溶媒,電解質および被測定液が混合された共存電解液10が収容されている。キノン誘導体としては、オルトベンゾキノン誘導体もしくはパラベンゾキノン誘導体が望ましい。これらのキノン誘導体によれば、ボルタンメトリー電流波形のプレピーク値が溶存酸素の還元電流波形からシフトして出現し、溶存酸素の還元の影響を断つことができるとともに、キノン類の弱点である光安定性も併せて実現できるものである。そして、容器カバー12を溶液収容部11に装着することにより、対極8,作用電極7,比較電極9の一方端は外部に突出され、他方端は共存電解液10に浸漬される。ここで、側面がエポキシ樹脂に被覆された作用電極7の材料としては、炭素もしくはグラッシーカーボンと呼ばれるガラス状炭素や、PFCと呼ばれるプラスチックフォームを1000℃〜2000℃で焼結した炭素が適当である。また、対極8の材料としては、共存電解液10中でも腐食せず化学的に安定な白金、黒鉛、金が望ましいが、腐食しないステンレス、アルミニウム、白金含有合金等であってもよく、また作用電極7にも使用される炭素類であってもよい。本実施の形態では作用電極7、対極8の材料としてPFCを使用する。なお、図示はしないが、対極8、作用電極7、比較電極9と後述する回路側とを接続するコネクタが本体7に設けられている。
【0050】
ここで、比較電極9の構成としては銀−塩化銀電極が望ましいが、飽和カロメル、飽和塩化カロメル、銀−銀イオン、水銀−飽和硫酸水銀、銅−飽和硫酸銅でもよい。また、作用電極7と同じ炭素類でもよい。なお、例えば銀−塩化銀などの表示は、銀からなる比較電極9の表面を塩化銀で被覆していることを示す。
【0051】
また、比較電極9の材料や構成により、比較電極9と作用電極7間に発生する自然電位が異なる。これは、標準水素電極に対する電極電位が異なるためであり、例えば、比較電極9に銀−塩化銀電極を使用した場合と炭素電極を使用した場合とでは、300mV弱の相違となる。本実施の形態では比較電極9に作用電極7と同一材料を使用しており、比較電極9に対する作用電極7の自然電位は0mVとなる。
【0052】
続いて、溶液収容部11に収容される共存電解液10について説明する。本実施の形態では、電解質として塩化ナトリウムが使用されている。本実施の形態の共存電解液10は、溶媒としてエタノール60%にイソプロピルアルコール20%、蒸留水20%を混合して5mLとし、オルトベンゾキノン20mM(ミリモーラー)、塩化ナトリウム150mMを溶融したもので、この溶媒に被測定液を混合して測定を行う。エタノールは電解質を容易に溶融することができ、同時に電極表面を洗浄する作用効果も併せもっている。また、蒸留水は濃縮された果汁であっても溶融させることができ、イソプロピルアルコールはエタノールと蒸留水の溶解性をあげる役目のものである。
【0053】
ここで、本発明の実施の形態では、前述のように、共存電解液10にはオルトベンゾキノン誘導体もしくはパラベンゾキノン誘導体が混合されている。
【0054】
次に、このようなベンゾキノン誘導体が共存する電解液のボルタンメトリーによる酸度測定について説明する。
【0055】
図4において、横軸は作用電極と比較電極に直径2mmのプラスチックフォームドカーボンを用いたときの比較電極9に対する作用電極7の電位および時間経過であり、縦軸はこのとき対極8に流れる電流値である。ここで、電流値は作用電極7の表面積の大きさや酸の濃度といった条件によって変わるものであるが、横軸の電圧値は酸の濃度によって若干変動はあるものの無視できる程度のものである。なお、実線がベンゾキノン誘導体のボルタンメトリー電流波形であり、破線が溶存酸素の還元波形を示すものである。
【0056】
図4に示すように、ベンゼン環に側鎖をもつベンゾキノン誘導体のボルタンメトリー電流波形は、溶存酸素の還元波形が出現する領域から大きくシフトして出現している。図4によれば、プレピーク波形は350mV付近から正電位側にかけて存在し、溶存酸素の還元波形が存在する負電位側から約400mVの幅でシフトされている。そして、本ピークの位置でも溶存酸素の還元の影響はほとんどない。
【0057】
このように溶存酸素の影響のない領域でプレピーク値を測定できるので、予め溶存酸素を除去しなくても、溶存酸素の影響を受けることなく、従ってバラつきもなく酸度を正確に測ることができる。
【0058】
本実施の形態による酸度測定装置の酸度と還元電流との関係を図5に示す。図5において、横軸は被測定液の酸度であり、縦軸は図4に示すプレピークの電流値である。図示するように、プレピーク値を与える電流値と被測定液に混入した酸の酸度とは比例関係にある。
【0059】
本実施の形態による酸度測定装置の操作方法について説明する。先ず、前述した溶媒5mLに対して、被測定液であるみかんの果汁を0.1ml混合して攪拌し、これを溶液収容部11に収容する。次いで、対極8、作用電極7、比較電極9を有する容器カバー12を溶液収容部11に取り付ける。このようにして測定容器6の準備が終わったならば、測定容器6を引出し蓋1にセットして引出し蓋1を閉じ、測定可能状態とする。
【0060】
そして、電源ボタン4とスタート・ストップボタン3とを押して測定を開始する。すると、LCD2により測定の残り時間がたとえば秒単位で表示され、“0”になったところで酸度が表示され、一連の酸度測定操作が終了する。
【0061】
次に、本実施の形態による酸度測定装置の動作について説明する。
【0062】
本実施の形態による酸度測定装置の動作には、大きく分けて2つの動作がある。一つは、作用電極7の電気的安定化動作であり、もう一つは、実際の酸度測定動作である。これらの動作は上述したLCD2が測定の残り時間を表示している間に行なわれるものであり、作用電極7の電気的安定化動作が行われ、その後、酸度測定動作が行われる。
【0063】
ここで、これら2つの動作について図6および図7を用いて説明する。まず、作用電極7の電気的安定化動作について説明する。
【0064】
作用電極7の電気的安定化は、比較電極9の電位に対する作用電極7の電位を自然電位±1Vの範囲で掃引することにより行うものである。その電位掃引例を図6に示す。図6において、横軸は経過時間(秒)であり、縦軸は比較電極9の電位に対する作用電極7の電位(つまり前述した「電極電位」)(mV)である。
【0065】
図6に示すように、電圧無印加時の電極電位つまり自然電位がほぼ0mVであるので、0mVを中心に±1Vの電位幅で掃引することで、前回に測定した残酸や電極表面に付着した洗浄液を電気的に取り除き、新たな測定溶媒を作用電極活性表面に浸透させることができる。なお、本実施の形態の場合、自然電位が約0mVであるので、電極電位の掃引範囲は±1Vとなる。そして、電極電位の掃引範囲が±1Vから大きく外れた場合には、電極表面の物理的剥離による大きな電流変化や電極表面での電解重合が起きて測定不能になる。したがって、電極電位の掃引範囲は、電気的安定化に十分で且つ物理的剥離や電解重合の起きない自然電位±1Vが最適である。
【0066】
そして、このように作用電極7の表面の安定化が自動的に行われるので、作用電極7の厳重管理や人の勘に頼る安定化作業が不要になる。
【0067】
次に、酸度測定動作について説明する。図7において20秒までは、前述した安定化動作と酸度測定動作の間に行なう自然電位の印加動作であり、20秒以降が酸度測定動作である。この酸度測定動作は、図7に示すように、電極電位を0mV〜−800mVの範囲(所定電位範囲)で3〜300mV/sの速度(所定速度)で掃引し、そのとき対極8に流れる電流波形から酸度を算出するものである。ここで、0mV〜−800mVの範囲というのは、上述した溶存酸素の影響のほとんどない領域であって電流のプレピーク値を正確に測定できる領域である。そして、掃引速度3〜200mV/sで所定の電位差を掃引すると、図4に示すような安定したボルタンメトリー電流波形を得ることができる。
【0068】
このとき、掃引速度を200mV/s以上にすると、電極が反応する速度よりも電位を掃引する速度の方が速いために、安定した電流波形が得られない。また、逆に掃引速度を3mV/s未満にすると、電極表面での反応が過剰に起こってしまい安定した電位が得られない。従って、電位の掃引速度は3〜200mV/sとなるようにする必要がある。
【0069】
そして、このような掃引を行うことで、酸の還元電流のピークが400mV付近の電位で出現する。これがプレピークであり、この電位は酸の濃度が上がると負側へシフトしていく。しかしシフトがあっても0mV〜−800mVの範囲に設定しておけば、どのような濃度の酸度であっても測定することができる。
【0070】
ここで、作用電極7の表面の安定化動作と酸度測定動作との関係について説明する。前述のように、本実施の形態では、酸度測定を行う直前に作用電極7の表面安定化を行う手順になっている。これは、作用電極7の表面を安定化した後、付着物が生成される時間を与えず測定を開始しようとするものである。但し、作用電極7の安定化は、測定頻度や測定間隔を考慮して適宜行うことができる。つまり、例えば短い間隔で大きく異なる酸を頻繁に測定する場合には、3回の酸度測定で1回の安定化にしたり、時間制御で1時間に1回行うようにすることも可能である。また、酸度測定の前に常に安定化を行うこともでき、その他、要求される測定精度に対応して適正回数の安定化を行うことができる。
【0071】
次に、本実施の形態による酸度測定装置の制御系について説明する。
【0072】
図8に示すように、マイクロコンピュータ等から構成される制御部21には、図1に示すスタート・ストップボタン3や電源ボタン4からなる操作部25、およびLCD2やLEDからなる表示部26が接続されている。また、制御部21には、制御部21から出力された所定の信号により各電極へ電圧を印加する作用電極電圧制御回路24および比較電極電圧制御回路22が接続されている。作用電極電圧制御回路24の入力端子には作用電極Wが、出力端子には電流検出回路23を介して作用電極Wが接続されている。また比較電極電圧制御回路22の入力端子には比較電極Rが、出力端子には対極Cがそれぞれ接続されている。制御部21から電圧E1となる信号が作用電極電圧制御回路24へ送られると作用電極電圧制御回路24は、作用電極Wの電圧がE1となるように電圧を出力する。そして、制御部21から電圧E2となる信号が比較電極電圧制御回路22へ送られると比較電極電圧制御回路22は、比較電極Rの電圧がE2となるように対極Cへ印加する。電流検出回路23の出力端子は制御部21に接続されており、作用電極Wに流れる電流に対応した信号が制御部21に送られる。制御部21は、電流検出回路23からの情報をもとに酸度を算出する。
【0073】
このような制御系によれば、操作部25の電源ボタン4(図1)が押下されると制御部21へ信号が送られて表示部26が駆動される。次に、操作部25のスタート・ストップボタン3(図1)が押下されると、制御部21から作用電圧制御回路24と比較電圧制御回路22へ所定の電圧設定値の信号が送られ、これを受けた作用電圧制御回路24は電圧をモニタしながら作用電極Wに電圧E1を印加し、同時に、比較電極電圧制御回路22は、比較電極Rの電圧値が電圧E2となるように対極Cに所定の電圧を印加する。このとき電極電位E3はE3=E1−E2なる関係となる。そして、制御部21はこの関係を考慮して電圧値の信号を出力するものである。例えば、電極電位E3を500mVにしたい場合には、E1=700mV、E1=200mVとなる信号が制御部21から出力される。
【0074】
ここで、本実施の形態における電極電位掃引時の作用電極Wと比較電極Rの電圧変化を図9および図10に示す。
【0075】
図9は図6に示す作用電極Wの電気的安定化時における電極電位の掃引を行う場合の各電極の電圧波形を示す波形図であり、図10は図7に示す酸度測定時における電極電位の掃引を行う場合の各電極の電圧波形を示す波形図である。図9、図10において、実線は作用電極Wの電圧波形SWを示し、破線は比較電極Rの電圧波形SRを示す。
【0076】
図9において、まず作用電極Wの電圧を2000mV(所定電圧)に固定する。同時に比較電極Rの電圧を1000mVとなるように設定し、2秒間経過させる。次に、比較電極Rを1000mVから3000mVまで500mV/秒(所定の速度)で掃引する。以上が電極電位を+1Vから−1Vまで掃引する方法である。同様にその後比較電極Rを3000mVから1000mVまで掃引し、さらに1000mVから2000mVまで掃引する。これにより、図6に示すような波形を掃引することができる。
【0077】
また、図10に示す酸度測定時においては、作用電極Wと比較電極Rの電圧を2000mVに固定した状態で、20秒(所定時間)経過後、比較電極Rの電圧を2000mVから2800mVまで100mV/秒の速度で掃引する。これにより、図7に示すような電極電位の掃引が行なえる。
【0078】
ここで、酸度測定動作においてボルタンメトリーした場合の電流検出方法について説明する。
【0079】
図8において、作用電極Wに流れる電流Iaは電流検出回路23によって電圧Eaに変換される。変換された電圧Eaは電流Iaに対応した信号として制御部21に入力される。そして、制御部21は、電圧Eaから電流Iaの経時変化を読み取り、図4に示すプレピーク値を判定する。
【0080】
次に、酸度の算出方法について説明する。
【0081】
図5に示すように、プレピーク値Ipと、被測定液に混入した酸の酸度θとは比例関係にある。すなわち、酸度θ=電流値Ip×常数K+常数Bなる関係がある。したがって、予め酸度が分かっている標準試薬を2検体以上測定することで得られた比例常数KとBとを制御部21内に格納しておけば、任意の酸度を測定する場合、制御部21によって、測定された電流値Ipは酸度θに変換される。
【0082】
以上のように本実施の形態によれば、比較電極9の電位に対する作用電極7の電位の掃引を掃引電圧と掃引速度を変えて第1回目と第2回目の2回行うようにしたことにより、2種類の掃引を行うことができ、例えば第1回目の掃引で作用電極7を電気的に安定化させ、第2回目の掃引で酸度の測定を行うようにすることができるので、作用電極7の安定化から酸度測定までを自動的に行うことができ、従って作用電極保存に関する厳重管理と人の勘に頼る作用電極表面の安定化作業とを不要にすることができる。また、第1回目の掃引と第2回目の掃引との間に、比較電極9と作用電極7が0Vとなるように作用電極−対極に電圧印加することにより、第1回目の掃引により不平衡になった作用電極表面近傍のイオン状態を第2回目の掃引開始時点で平衡に限りなく近づけることができるので、再現性のある高精度な酸度測定を行うことができる。
【0083】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項1に記載の酸度測定装置によれば、電解液と酸含有の被測定液とが混合された共存電解液に浸漬された作用電極と対極と比較電極と、比較電極の電位に対する作用電極の電位の掃引を掃引電圧と掃引速度を変えて第1回目と第2回目の2回行う制御部とを有することにより、2種類の掃引を行うことができ、例えば第1回目の掃引で作用電極を電気的に安定化させ、第2回目の掃引で酸度の測定を行うようにすることができるので、作用電極の安定化から酸度測定までを自動的に行うことができ、従って作用電極保存に関する厳重管理と人の勘に頼る作用電極表面の安定化作業とを不要にすることができ、長期にわたって高精度な酸度測定を行うことができるという有利な効果が得られる。酸度測定の直前に作用電極表面が常に安定化され、不定期な測定や、値が大きく異なる酸を連続して測定する場合でも再現性のよい安定した酸度測定結果が得られるという作用を有する。
【0084】
請求項2に記載の酸度測定装置によれば、制御部は、第1回目の掃引と第2回目の掃引との間に、比較電極と作用電極との電位が自然電位となるように作用電極と対極との間に所定電圧を所定時間印加することにより、第1回目の掃引により不平衡になった作用電極表面近傍のイオン状態を第2回目の掃引開始時点で平衡に限りなく近づけることができるので、再現性のある高精度な酸度測定を行うことができるという有利な効果が得られる。
【0085】
請求項3に記載の酸度測定装置によれば、請求項1に記載の酸度測定装置において、制御部は、第1回目の掃引において、比較電極の電位に対する作用電極の電位をNV(自然電位)からNV−1Vまで、次にNV−1VからNV+1Vまで、さらにNV+1VからNVまで所定の速度で掃引することにより、作用電極表面の電気的安定化は行うが作用電極表面の物理的剥離までは行なわない電位で掃引することになり、作用電極の劣化を抑制することができ、容易に高精度な酸度測定を行うことができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による酸度測定装置を示す斜視図
【図2】図1の酸度測定装置において測定容器を載置するスライド式の引出し蓋を開放した状態を示す斜視図
【図3】図1の酸度測定装置における測定容器を示す断面図
【図4】ベンゾキノン誘導体を混合した共存電解液のボルタンメトリーによる酸度測定の電流−電位の関係を示すグラフ
【図5】酸度測定装置の酸度と還元電流との関係を示すグラフ
【図6】作用電極の電気的安定化時における電極電位掃引波形の例を示すグラフ
【図7】作用電極の酸度測定時における電極電位掃引波形の例を示すグラフ
【図8】図1の酸度測定装置の制御系を示すブロック図
【図9】作用電極の電気的安定化時における作用電極と比較電極の電圧波形を示すグラフ
【図10】酸度測定時における作用電極と比較電極の電圧波形を示すグラフ
【図11】ナフトキノン誘導体が共存する測定電解液のボルタンメトリーによる酸度測定の従来の電流−電位の関係を示すグラフ
【図12】ポテンショスタットを示す回路図
【図13】作用電極の保存状態の異なる2つのボルタンメトリー電流波形を示すグラフ
【符号の説明】
1 引き出し蓋
2 LCD
3 スタート・ストップボタン
4 電源ボタン
5 本体
6 測定容器
7 作用電極
8 対極
9 比較電極
10 共存電解液
11 溶液収納部
12 容器カバー
21 制御部
22 比較電極電圧制御回路
23 電流検出回路
24 作用電極電圧制御回路
25 操作部
26 表示部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acidity measuring device for measuring the acidity of free fatty acids contained in edible oils, malic acid, tartaric acid, citric acid, acids contained in alcoholic beverages, caffeic acid in coffee, and the like. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, food products have been required to have a certain level of quality in terms of health and safety. Above all, the acid contained in the food greatly affects the quality of the food. In addition, it is often considered that alkaline foods are better because of the health boom, and recently, foods with low acidity tend to be exclusively preferred.
[0003]
As described above, the acidity of various foods has a great influence on the consumption of food, but the degree of influence and the measuring method differ depending on the food. Therefore, as representative examples of such foods, (1) cooking oil, (2) fruit drinks such as fruit and juice, (3) alcoholic drinks such as whiskey, liquor, wine, and (4) coffee, I will explain what was measured in the past.
[0004]
First, the acid contained in edible oil will be described. Japan's dietary habits are changing rapidly. Looking at the trend, it seems that there is a major trend of instantization first, and secondly the trend of diversification represented by handmade tastes. . In particular, instant orientation is a reflection of the times, and many processed foods are on the rise. Above all, the increase in fried foods is remarkable. This is because fried foods are also preferred for taste and are relatively resistant to corruption.
[0005]
However, when this fried food is also exposed to an environment affected by temperature and light for a long time, fats and oils are auto-oxidized by oxygen in the air, resulting in a foul odor and other quality deterioration. For these reasons, there has been a general interest in the deterioration and deterioration of edible oils and fats and processed products, such as the establishment of a local food certification system for frying, or the regulation of oil confectionery, etc. Laws and regulations regarding oil and fat deterioration are also being examined in the guidelines for lunch boxes and prepared dishes.
[0006]
By the way, there are several analysis methods for measuring the acid value, the peroxide value, the viscosity, the iodine value, and the like as methods for knowing the degree of damage of such oils and fats, particularly the degree of deterioration of heated oils and fats. Here, considering the fact that, as described above, temperature, humidity, and light have a great influence on the deterioration of food, and the change in acidity is large at the early stage of deterioration, the acidity value for directly measuring the acidity among these Measurement is appropriate for determining thermal degradation (degradation due to temperature or light), and is usually used in many cases.
[0007]
Next, the acid of a fruit and fruit drink is demonstrated. For fruits, especially mandarin oranges, acid and sugar are indicators of deliciousness. In other words, the acidity of mandarin oranges is also a measure of the harvest time, so the acidity is always measured before harvesting. Also, the acidity is measured at the mandarin orange shipping factory, which affects the shipping price.
[0008]
Fruit drinks such as juice are juices obtained by squeezing raw fruit into a juicer, but many fruit drinks are made from concentrated or frozen fruit juice rather than using fresh fruit juice as it is. There are many. For example, in the case of orange juice, after removing diseases and immature fruits of mandarin oranges, the epidermis is washed and squeezed to remove the flesh and fruit juice, and the fruit skin, gills, etc. are removed from the fruit juice. At this point, the sugar content and acidity are prepared so as to conform to the Japanese Agricultural Standards, and the acidity is measured at that time. Moreover, when making orange juice from concentrated fruit juice or frozen fruit juice, acidity is measured when water is added to concentrated fruit juice or frozen fruit juice to produce orange juice.
[0009]
Subsequently, the alcoholic beverage will be described. Distilled liquor that increases the yield of ethanol by repeating distillation such as whiskey and shochu many times, or brewed liquor obtained by fermenting and filtering the material itself typified by liquor and wine, and other fruit liquors There are various types of alcoholic beverages, such as sparkling liquor such as beer, etc., and the manufacturing process varies. However, in the production of any alcoholic beverage, acidity is measured in the process to ensure product quality.
[0010]
Finally, the coffee acid will be described. As described below, there are many kinds of substances that give sourness that affects the taste of coffee, but the acid content is important as an index for evaluating the sourness of coffee. Representative examples of the acid contained in the coffee include chlorogenic acids. Its content also varies during the roasting process of coffee beans. In addition, there are many compounds involved in the sourness of coffee, such as caffeic acid, quinic acid, and citric acid. And although the content of each acid is very small, it is thought that a delicate balance and the total amount are decisive factors of sourness.
[0011]
As described above, in various foods, the acidity is measured in the production process, and there are various measuring methods.
[0012]
As an example of the conventional acid measurement method, there are methods defined by the standard oil and fat analysis method, Japanese Agricultural Standards, JIS, Japanese Pharmacopoeia oil and fat test method, hygiene test method food and drink test method, water supply test method, etc. In any case, the basis of measurement is a neutralization titration method using phenolphthalein as an indicator. Therefore, in order to explain this neutralization titration method, the water supply test method and the neutralization titration method defined in the reference oil analysis method will be described below.
[0013]
The acidity in the water test method is defined as the number of mg when acid is converted into calcium carbonate contained in 1 liter of a sample. Specifically, 100 mL (milliliter) of test water is taken, about 0.2 mL of phenolphthalein indicator is added thereto, and a 0.02 mol / L sodium hydroxide solution is further added. Then, tightly plug and lightly rock, and if the red color disappears, the titration is continued until the slight red color remains without disappearing, and the mLa of sodium hydroxide is obtained as the end point of neutralization. The acidity at that time is given by the following equation.
[0014]
Acidity (calcium carbonate equivalent mg / L) = a × 10
Next, the neutralization titration method defined in the standard fat analysis method will be described.
[0015]
The definition of acidity in the standard fat analysis method refers to the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize free fatty acids contained in 1 g of a sample. In the case of a liquid sample, the sample is subjected to its estimated acidity (for example, 20 g is collected when the acidity is 1 or less, 10 g is collected when the acidity exceeds 1 and 4 or less, and 2.5 g is collected when the acidity exceeds 4 and 15 or less). Collect and measure correctly in an Erlenmeyer flask. Add 100 mL of neutral solvent and shake well until the sample is completely dissolved. However, the neutral solvent referred to here is about 0.1 mL of phenolphthalein indicator added to 100 mL of a mixed solvent of ethyl ether and ethanol 1: 1, and a 1/10 N (N) potassium hydroxide-ethanol solution just before use. Neutralized.
[0016]
In the case of a solid sample, it is heated and melted on a water bath, and then dissolved by adding a solvent. This was titrated with 1/10 normal (N) potassium hydroxide-ethanol standard solution, and the end point of neutralization was determined when the color change of the indicator continued for 30 seconds. And the mg number of potassium hydroxide at this time is calculated.
[0017]
By the way, as for the measurement of fatty acids, there is a method of measuring acidity by voltammetry without using such neutralization titration method.
[0018]
This is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-264503, and a measurement electrolyte solution in which a free fatty acid and a naphthoquinone derivative coexist is measured by voltammetry according to a potential regulation method. In this measurement, the current value of the reduction wave of the naphthoquinone derivative is proportional to the free fatty acid concentration for all fatty acids from lower fatty acids such as formic acid to higher fatty acids such as oleic acid and linoleic acid. The value obtained by superimposing the current values of each fatty acid corresponds to the total concentration of fatty acids. That is, the acid concentration is measured by measuring the magnitude of the current value of the reduction pre-wave of the naphthoquinone derivative.
[0019]
Data measured by this method is shown in FIG. Here, FIG. 11 is a graph showing a conventional current-potential relationship of acidity measurement by voltammetry of a measurement electrolyte solution in which a naphthoquinone derivative coexists.
[0020]
In FIG. 11, the horizontal axis indicates the potential of the working electrode (electrode potential) relative to the potential of the comparative electrode when silver-silver chloride is used for the comparative electrode and glassy carbon having a diameter of 3 mm is used for the working electrode. The current value flowing through the working electrode (= current value flowing through the counter electrode) is shown. However, the current value varies depending on conditions such as the surface area size and roughness of the working electrode, and the acid concentration. On the other hand, the value of the electrode potential on the horizontal axis is negligible, although it varies slightly depending on the acid concentration.
[0021]
In FIG. 11, the point A is a pre-peak showing a reduction pre-wave proportional to the acid concentration, and the point D is the main peak of the naphthoquinone derivative.
[0022]
By the way, when measuring the acidity of a fatty acid using the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-264503, voltammetric control using a potentiostat or the like is generally required.
[0023]
Here, the operating principle of the potentiostat will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a circuit diagram showing a potentiostat. In FIG. 12, 27 is an operational amplifier, 28 is a resistor, 29 is a voltage amplifier circuit, and 30 is a sweep voltage setting power source.
[0024]
In FIG. 12, the sweep voltage setting power source 30 is connected to the plus terminal which is the non-inverting input terminal of the operational amplifier 27, and the comparison electrode R is connected to the minus terminal which is the inverting input terminal. A counter electrode C is connected to the output terminal through a resistor 28. Further, a voltage amplification circuit 29 is connected to both ends of the resistor 28. The working electrode W is at a ground potential.
[0025]
When the electrode potential is swept by such a potentiostat and the current I1 flowing through the counter electrode C which is the same as the current flowing through the working electrode at that time is to be measured, the sweep voltage setting power supply 30 is first set to a predetermined voltage V1. Then, a voltage is applied to the counter electrode C by the feedback circuit composed of the operational amplifier 27 so that the voltage V1 = the comparison electrode voltage V2. The current I1 flowing to the counter electrode is converted into a voltage V3 by the resistor 28, further amplified by the voltage amplifier circuit 29, and output as the voltage V4. This voltage V4 is recorded on a plotter or the like, the current I1 is calculated backward from the voltage V4, and a relative graph of the electrode potential and the counter electrode current (working electrode current) I1 is completed.
[0026]
In this case, it is necessary to grasp the relationship between the counter electrode current I1 and the output voltage V4, and since the working electrode W is fixed at 0 V, a power supply circuit that generates both power supplies as a power supply for the entire system is also required. It becomes.
[0027]
Moreover, in the measurement by the conventional potentiostat, even if the solution of the same acidity is measured according to the state of the working electrode W before the measurement, the measurement result may be different. This is a phenomenon that occurs because the current waveform varies depending on the initial state of the working electrode W, resulting in different pre-peak current values. For example, when the working electrode W is dried and measured immediately after being immersed in the measurement electrolyte, or when measured immediately after measuring a high acidity, the measurement result tends to be high, and the working electrode after washing When measured with, there was a problem that it tends to be lower. This is considered to be due to the difference in physical and electrical permeability with respect to the working electrode active surface of the liquid to be measured. That is, when measuring the correct acidity, it is necessary to perform storage management of the working electrode sufficiently and to stabilize the electrode surface even after the working electrode W is immersed in the measurement electrolytic solution.
[0028]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional acidity measuring apparatus, the acidity is measured using the neutralization titration method, and the color change due to the phenolphthalein indicator is judged and this is used as the end point of the titration. Therefore, the determination of the end point varies and the acidity is not objectively determined.
[0029]
And according to the neutralization titration method of fatty acids in the standard fat and oil analysis method, a mixed solution of ether and ethanol is used as a neutral solvent, and the boiling point of ether is easily flammable at 34.6 ° C., which makes it difficult to handle. In addition, when the color of the sample is dark, such as oil fried in large quantities, or when the material itself is colored, such as juice or wine, the color of phenolphthalein near the titration end point There was a problem that the change could not be accurately grasped, and the measured value varied due to a wrong reading of the end point. Furthermore, since the amount of the sample is several tens of grams and 100 mL of the neutral solvent is required, and a large amount of sample is required for one measurement, there is a problem that an increase in the number of measurements becomes a burden.
[0030]
Moreover, in the technique using a potentiostat disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-264503 as a technique relating to a conventional acidity measuring apparatus, handling of the potentiostat is not easy, and specialized knowledge is also required. There were problems such as taking a long time to measure.
[0031]
Furthermore, it is very difficult to strictly control the surface state of the working electrode before measurement, and it takes human intuition and time for preparation before measurement even after being immersed in the measurement electrolyte. Here, the current waveform due to the difference in the dry state of the working electrode is shown in waveform S1 and waveform S2 in FIG. FIG. 13 is a graph showing two voltammetric current waveforms with different working electrode storage states. A waveform S1 in FIG. 13 is a waveform when the working electrode is dried at 105 ° C. and 10% temperature and humidity and then returned to room temperature, and the waveform S2 is 25 ° C. and 60% temperature and humidity. It is an electric current waveform when it measures at normal temperature using the preserve | saved working electrode. Thus, even when the same acidity is measured at the same temperature, the current waveform is different, and a measurement result with low accuracy is obtained.
[0032]
And even when trying to stabilize the working electrode surface by immersing it in the measurement electrolyte, if it is soaked for a long time, if the acidity of the fruit is measured, other fibers such as fruit fibers will be adsorbed on the electrode surface. Measurement errors will occur.
[0033]
In view of the above problems, the acidity measuring apparatus is required to automatically perform from the stabilization of the working electrode to the acidity measurement in order to perform the measurement with high accuracy.
[0034]
Therefore, an object of the present invention is to provide an acidity measuring apparatus capable of automatically performing from the stabilization of the working electrode to the acidity measurement.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve this problem, the acidity measuring apparatus of the present invention includes a working electrode, a counter electrode, a reference electrode, and a potential of the reference electrode immersed in a coexisting electrolyte obtained by mixing an electrolyte and an acid-containing solution to be measured. A control unit that sweeps the potential of the working electrode with respect to the electric field, and the control unit can electrically stabilize the working electrode.Infiltrate the working electrode active surface with a new measuring solventThe first sweep is performed at the first sweep speed in a potential range where physical separation does not occur, and the second sweep is performed in one direction within the predetermined potential range in place of the second sweep speed. It has a configuration for measuring acidity.
[0036]
Thereby, the acidity measuring apparatus which can perform automatically from stabilization of a working electrode to acidity measurement is obtained.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  According to the first aspect of the present invention, there are provided a working electrode, a counter electrode, a comparative electrode, and a working electrode with respect to the potential of the comparative electrode, which are immersed in a coexisting electrolytic solution in which an electrolytic solution and an acid-containing liquid to be measured are mixed. An acidity measuring device having a control unit that sweeps the potential of the electrode, wherein the control unit can electrically stabilize the working electrode.Infiltrate the working electrode active surface with a new measuring solventThe first sweep is performed at the first sweep speed in a potential range where physical separation does not occur, and the second sweep is performed in one direction within the predetermined potential range in place of the second sweep speed. The acidity measuring device is characterized in that it measures acidity, and can perform two types of sweeping. For example, the working electrode is electrically stabilized by the first sweep, and the acidity is measured by the second sweep. Since the working electrode can be automatically measured from the stabilization of the working electrode to the acidity measurement, the working of the working electrode can be stabilized by strictly managing the working electrode and relying on human intuition. And has the effect that it becomes unnecessary. The surface of the working electrode is always stabilized immediately before the acidity measurement, and it has an effect that a stable acidity measurement result having good reproducibility can be obtained even when measuring irregularly or continuously measuring acids having greatly different values.
[0038]
  Claim 2The invention according to claim 1 is an invention subordinate to the invention described in claim 1, wherein the control unit determines that the potential between the comparison electrode and the working electrode is between the first sweep and the second sweep. 2. The acidity measuring apparatus according to claim 1, wherein a predetermined voltage is applied between the working electrode and the counter electrode for a predetermined time so as to be a natural potential.Since the ion state near the working electrode surface that has become unbalanced by the first sweep approaches the equilibrium as much as possible at the start of the second sweep, reproducible and highly accurate acidity measurement can be performed. Has the effect of being able to.
[0039]
  Claim 3The invention according to claim 1 is an invention subordinate to the invention described in claim 1, and in the first sweep, the potential of the working electrode with respect to the potential of the reference electrode is changed from NV (natural potential) to NV-1V, The acidity measuring device according to claim 1, wherein sweeping is performed at a predetermined speed from NV-1V to NV + 1V, and further from NV + 1V to NV.Although the electrical stabilization of the working electrode surface is performed, until the physical peeling of the working electrode surfaceNot performedSince it is swept by the potential, the working electrode is prevented from being deteriorated, and the acidity measurement can be easily performed with high accuracy.
[0042]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0043]
(Embodiment 1)
1 is a perspective view showing an acidity measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a slide-type drawer lid on which a measurement container is placed is opened in the acidity measuring apparatus of FIG. It is.
[0044]
1 and 2, 1 is a drawer lid, 2 is an LCD, 3 is a start / stop button, 4 is a power button, 5 is a main body, and 6 is a measurement container.
[0045]
About the acidity measuring apparatus comprised in this way, the arrangement | positioning, a function, operation | movement, etc. are demonstrated using FIGS. 3 is a cross-sectional view showing a measuring container in the acidity measuring apparatus of FIG. 1, FIG. 4 is a graph showing the current-potential relationship of acidity measurement by voltammetry of a coexisting electrolyte mixed with a benzoquinone derivative, and FIG. 5 is acidity measurement. FIG. 6 is a graph showing an example of an electrode potential sweep waveform when the working electrode is electrically stabilized, and FIG. 7 is a graph showing an electrode potential sweep waveform when measuring the acidity of the working electrode. FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the acidity measuring apparatus of FIG. 1, FIG. 9 is a graph showing voltage waveforms of the working electrode and the reference electrode at the time of electrical stabilization of the working electrode, and FIG. 10 is acidity. It is a graph which shows the voltage waveform of the working electrode at the time of a measurement, and a comparison electrode.
[0046]
In FIG. 3, 7 is a working electrode, 8 is a counter electrode, 9 is a reference electrode, 10 is a coexisting electrolyte, 11 is a solution storage section, and 12 is a container cover.
[0047]
In FIG. 8, 21 is a control unit, 22 is a comparison electrode voltage control circuit, 23 is a current detection circuit, 24 is a working electrode voltage control circuit, 25 is an operation unit, and 26 is a display unit.
[0048]
In FIG. 1, a slide-type drawer lid 1 having an internal space for setting a measurement container 6 (FIG. 2) is attached to the main body 5 of the acidity measuring apparatus. The main body 5 is provided with an LCD 2 which is a display means for displaying the measured acidity, and further includes a start / stop button 3 for starting the measurement and a power button 4 for turning on / off the power of the apparatus. Has been. When the drawer lid 1 shown in FIG. 1 is pulled out, the measurement container 6 is exposed as shown in FIG. The measurement container 6 is detachable.
[0049]
As shown in FIG. 3, a counter electrode 8, a working electrode 7, and a comparison electrode 9 are attached to the container cover 12 of the measurement container 6. A coexisting electrolytic solution 10 in which a quinone derivative, an organic solvent, an electrolyte, and a liquid to be measured are mixed is stored in the solution storage unit 11 to which the container cover 12 is attached. As the quinone derivative, an orthobenzoquinone derivative or a parabenzoquinone derivative is desirable. According to these quinone derivatives, the pre-peak value of the voltammetric current waveform appears to be shifted from the reduction current waveform of dissolved oxygen, which can cut off the effect of reduction of dissolved oxygen and the light stability that is a weakness of quinones. Can also be realized. Then, by attaching the container cover 12 to the solution storage unit 11, one end of the counter electrode 8, the working electrode 7, and the comparison electrode 9 is projected outside, and the other end is immersed in the coexisting electrolyte 10. Here, as a material of the working electrode 7 whose side surface is coated with an epoxy resin, glassy carbon called carbon or glassy carbon, or carbon obtained by sintering a plastic foam called PFC at 1000 ° C. to 2000 ° C. is suitable. . The counter electrode 8 is preferably platinum, graphite, or gold that does not corrode in the coexisting electrolyte 10 and is chemically stable, but may be stainless steel, aluminum, a platinum-containing alloy, or the like that does not corrode. Carbons used for 7 may also be used. In the present embodiment, PFC is used as the material for the working electrode 7 and the counter electrode 8. Although not shown, the main body 7 is provided with a connector for connecting the counter electrode 8, the working electrode 7, the comparison electrode 9 and a circuit side described later.
[0050]
Here, although the silver-silver chloride electrode is desirable as the configuration of the comparative electrode 9, it may be saturated calomel, saturated calomel chloride, silver-silver ion, mercury-saturated mercury sulfate, or copper-saturated copper sulfate. Further, the same carbon as the working electrode 7 may be used. In addition, for example, a display such as silver-silver chloride indicates that the surface of the reference electrode 9 made of silver is coated with silver chloride.
[0051]
The natural potential generated between the comparison electrode 9 and the working electrode 7 varies depending on the material and configuration of the comparison electrode 9. This is because the electrode potentials with respect to the standard hydrogen electrode are different. For example, when the silver-silver chloride electrode is used as the comparison electrode 9 and when the carbon electrode is used, the difference is slightly less than 300 mV. In the present embodiment, the same material as that of the working electrode 7 is used for the comparison electrode 9, and the natural potential of the working electrode 7 with respect to the comparison electrode 9 is 0 mV.
[0052]
Next, the coexisting electrolyte solution 10 stored in the solution storage unit 11 will be described. In the present embodiment, sodium chloride is used as the electrolyte. The coexisting electrolyte solution 10 of the present embodiment is a mixture of ethanol 60%, isopropyl alcohol 20% and distilled water 20% to make 5 mL, and melted orthobenzoquinone 20 mM (millimolar) and sodium chloride 150 mM. Measurement is performed by mixing the solution to be measured in a solvent. Ethanol can easily melt the electrolyte, and at the same time has the effect of cleaning the electrode surface. Distilled water can be melted even if it is a concentrated fruit juice, and isopropyl alcohol serves to increase the solubility of ethanol and distilled water.
[0053]
Here, in the embodiment of the present invention, as described above, the coexisting electrolyte 10 is mixed with an orthobenzoquinone derivative or a parabenzoquinone derivative.
[0054]
Next, the acidity measurement by voltammetry of the electrolyte solution in which such a benzoquinone derivative coexists will be described.
[0055]
In FIG. 4, the horizontal axis represents the potential of the working electrode 7 with respect to the comparative electrode 9 and the passage of time when plastic foamed carbon having a diameter of 2 mm is used for the working electrode and the comparative electrode, and the vertical axis represents the current flowing to the counter electrode 8 at this time. Value. Here, the current value varies depending on conditions such as the surface area of the working electrode 7 and the acid concentration, but the voltage value on the horizontal axis is negligible although there is some variation depending on the acid concentration. The solid line represents the voltammetric current waveform of the benzoquinone derivative, and the broken line represents the reduced waveform of dissolved oxygen.
[0056]
As shown in FIG. 4, the voltammetric current waveform of the benzoquinone derivative having a side chain on the benzene ring appears greatly shifted from the region where the reduced waveform of dissolved oxygen appears. According to FIG. 4, the pre-peak waveform exists from around 350 mV to the positive potential side, and is shifted by a width of about 400 mV from the negative potential side where the reduced waveform of dissolved oxygen exists. Even at the position of this peak, there is almost no influence of the reduction of dissolved oxygen.
[0057]
Thus, since the pre-peak value can be measured in a region where there is no influence of dissolved oxygen, it is possible to accurately measure the acidity without being affected by dissolved oxygen without removing the dissolved oxygen in advance, and thus without variation.
[0058]
FIG. 5 shows the relationship between the acidity of the acidity measuring apparatus according to this embodiment and the reduction current. In FIG. 5, the horizontal axis represents the acidity of the liquid to be measured, and the vertical axis represents the pre-peak current value shown in FIG. As shown in the figure, the current value giving the pre-peak value and the acidity of the acid mixed in the liquid to be measured are in a proportional relationship.
[0059]
An operation method of the acidity measuring apparatus according to this embodiment will be described. First, 0.1 ml of orange juice, which is a liquid to be measured, is mixed and stirred with respect to 5 mL of the solvent described above, and this is stored in the solution storage unit 11. Next, a container cover 12 having a counter electrode 8, a working electrode 7, and a comparison electrode 9 is attached to the solution storage unit 11. When the preparation of the measurement container 6 is completed in this way, the measurement container 6 is set on the drawer lid 1 and the drawer lid 1 is closed to make the measurement possible.
[0060]
Then, the power button 4 and the start / stop button 3 are pressed to start measurement. Then, the remaining measurement time is displayed on the LCD 2 in units of seconds, for example. When the value becomes “0”, the acidity is displayed, and the series of acidity measurement operations is completed.
[0061]
Next, operation | movement of the acidity measuring apparatus by this Embodiment is demonstrated.
[0062]
The operation of the acidity measuring apparatus according to the present embodiment is roughly divided into two operations. One is an electrical stabilization operation of the working electrode 7, and the other is an actual acidity measurement operation. These operations are performed while the above-described LCD 2 displays the remaining measurement time. The electric stabilization operation of the working electrode 7 is performed, and then the acidity measurement operation is performed.
[0063]
Here, these two operations will be described with reference to FIGS. First, the electrical stabilization operation of the working electrode 7 will be described.
[0064]
The electrical stabilization of the working electrode 7 is performed by sweeping the potential of the working electrode 7 with respect to the potential of the comparison electrode 9 in a range of natural potential ± 1V. An example of the potential sweep is shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis represents elapsed time (seconds), and the vertical axis represents the potential of the working electrode 7 relative to the potential of the reference electrode 9 (that is, the “electrode potential” described above) (mV).
[0065]
As shown in FIG. 6, since the electrode potential when no voltage is applied, that is, the natural potential is almost 0 mV, it is attached to the residual acid or the electrode surface measured last time by sweeping with a potential width of ± 1 V around 0 mV. The washed liquid can be electrically removed, and a new measurement solvent can penetrate into the working electrode active surface. In this embodiment, since the natural potential is about 0 mV, the sweep range of the electrode potential is ± 1V. If the sweep range of the electrode potential deviates significantly from ± 1 V, a large current change due to physical peeling of the electrode surface or electropolymerization on the electrode surface occurs, making measurement impossible. Therefore, the sweep range of the electrode potential is optimally a natural potential ± 1 V which is sufficient for electrical stabilization and does not cause physical peeling or electrolytic polymerization.
[0066]
In addition, since the surface of the working electrode 7 is automatically stabilized in this way, it is not necessary to perform strict management of the working electrode 7 or stabilization work that relies on human intuition.
[0067]
Next, the acidity measurement operation will be described. In FIG. 7, up to 20 seconds is a natural potential application operation performed between the stabilization operation and the acidity measurement operation described above, and after 20 seconds is an acidity measurement operation. In this acidity measurement operation, as shown in FIG. 7, the electrode potential is swept in the range of 0 mV to −800 mV (predetermined potential range) at a speed of 3 to 300 mV / s (predetermined speed), and the current flowing to the counter electrode 8 at that time The acidity is calculated from the waveform. Here, the range of 0 mV to −800 mV is a region where there is almost no influence of the above-described dissolved oxygen, and a region where the pre-peak value of the current can be accurately measured. When a predetermined potential difference is swept at a sweep speed of 3 to 200 mV / s, a stable voltammetric current waveform as shown in FIG. 4 can be obtained.
[0068]
At this time, if the sweep speed is 200 mV / s or more, the potential sweeping speed is faster than the electrode reaction speed, so that a stable current waveform cannot be obtained. Conversely, if the sweep rate is less than 3 mV / s, the reaction on the electrode surface occurs excessively and a stable potential cannot be obtained. Therefore, the potential sweep rate must be 3 to 200 mV / s.
[0069]
By performing such sweeping, the peak of the acid reduction current appears at a potential of around 400 mV. This is a pre-peak, and this potential shifts to the negative side as the acid concentration increases. However, even if there is a shift, if it is set in the range of 0 mV to -800 mV, it can be measured at any concentration of acidity.
[0070]
Here, the relationship between the stabilization operation of the surface of the working electrode 7 and the acidity measurement operation will be described. As described above, in the present embodiment, the procedure of stabilizing the surface of the working electrode 7 immediately before the acidity measurement is performed. In this method, after the surface of the working electrode 7 is stabilized, the measurement is started without giving time for the deposit to be generated. However, the working electrode 7 can be stabilized as appropriate in consideration of the measurement frequency and the measurement interval. That is, for example, when acids that differ greatly at short intervals are frequently measured, it is possible to stabilize once by measuring the acidity three times, or to perform once per hour by time control. In addition, stabilization can always be performed before the acidity measurement, and in addition, an appropriate number of stabilization can be performed in accordance with the required measurement accuracy.
[0071]
Next, the control system of the acidity measuring apparatus according to this embodiment will be described.
[0072]
As shown in FIG. 8, the control unit 21 composed of a microcomputer or the like is connected to the operation unit 25 composed of the start / stop button 3 and the power button 4 shown in FIG. 1, and the display unit 26 composed of the LCD 2 and LEDs. Has been. The control unit 21 is connected to a working electrode voltage control circuit 24 and a comparison electrode voltage control circuit 22 that apply a voltage to each electrode according to a predetermined signal output from the control unit 21. A working electrode W is connected to an input terminal of the working electrode voltage control circuit 24, and a working electrode W is connected to an output terminal via a current detection circuit 23. The comparison electrode R is connected to the input terminal of the comparison electrode voltage control circuit 22 and the counter electrode C is connected to the output terminal. When a signal having a voltage E1 is sent from the control unit 21 to the working electrode voltage control circuit 24, the working electrode voltage control circuit 24 outputs a voltage so that the voltage of the working electrode W becomes E1. And when the signal which becomes the voltage E2 is sent to the comparison electrode voltage control circuit 22 from the control part 21, the comparison electrode voltage control circuit 22 will apply to the counter electrode C so that the voltage of the comparison electrode R may become E2. The output terminal of the current detection circuit 23 is connected to the control unit 21, and a signal corresponding to the current flowing through the working electrode W is sent to the control unit 21. The control unit 21 calculates the acidity based on the information from the current detection circuit 23.
[0073]
According to such a control system, when the power button 4 (FIG. 1) of the operation unit 25 is pressed, a signal is sent to the control unit 21 and the display unit 26 is driven. Next, when the start / stop button 3 (FIG. 1) of the operation unit 25 is pressed, a signal of a predetermined voltage set value is sent from the control unit 21 to the working voltage control circuit 24 and the comparison voltage control circuit 22. In response, the working voltage control circuit 24 applies the voltage E1 to the working electrode W while monitoring the voltage. At the same time, the comparison electrode voltage control circuit 22 applies the voltage to the counter electrode C so that the voltage value of the comparison electrode R becomes the voltage E2. A predetermined voltage is applied. At this time, the electrode potential E3 has a relationship of E3 = E1-E2. And the control part 21 outputs the signal of a voltage value in consideration of this relationship. For example, when it is desired to set the electrode potential E3 to 500 mV, the control unit 21 outputs signals for E1 = 700 mV and E1 = 200 mV.
[0074]
Here, FIG. 9 and FIG. 10 show voltage changes of the working electrode W and the comparison electrode R during the electrode potential sweep in the present embodiment.
[0075]
FIG. 9 is a waveform diagram showing the voltage waveform of each electrode when sweeping the electrode potential at the time of electrical stabilization of the working electrode W shown in FIG. 6, and FIG. 10 is an electrode potential at the time of acidity measurement shown in FIG. It is a wave form diagram which shows the voltage waveform of each electrode when performing this sweep. 9 and 10, the solid line indicates the voltage waveform SW of the working electrode W, and the broken line indicates the voltage waveform SR of the comparison electrode R.
[0076]
In FIG. 9, first, the voltage of the working electrode W is fixed to 2000 mV (predetermined voltage). At the same time, the voltage of the reference electrode R is set to 1000 mV, and 2 seconds are allowed to elapse. Next, the reference electrode R is swept from 1000 mV to 3000 mV at 500 mV / second (predetermined speed). The above is the method of sweeping the electrode potential from + 1V to -1V. Similarly, the reference electrode R is then swept from 3000 mV to 1000 mV, and further swept from 1000 mV to 2000 mV. Thereby, a waveform as shown in FIG. 6 can be swept.
[0077]
In the acidity measurement shown in FIG. 10, the voltage of the reference electrode R is increased from 2000 mV to 2800 mV to 100 mV / 20 seconds after a lapse of 20 seconds (predetermined time) with the voltage of the working electrode W and the reference electrode R fixed at 2000 mV. Sweep at a rate of seconds. As a result, the electrode potential can be swept as shown in FIG.
[0078]
Here, a current detection method when voltammetry is performed in the acidity measurement operation will be described.
[0079]
In FIG. 8, a current Ia flowing through the working electrode W is converted into a voltage Ea by the current detection circuit 23. The converted voltage Ea is input to the control unit 21 as a signal corresponding to the current Ia. And the control part 21 reads the time-dependent change of the electric current Ia from the voltage Ea, and determines the pre-peak value shown in FIG.
[0080]
Next, a method for calculating acidity will be described.
[0081]
As shown in FIG. 5, the pre-peak value Ip and the acidity θ of the acid mixed in the liquid to be measured are in a proportional relationship. That is, there is a relationship of acidity θ = current value Ip × constant K + constant B. Therefore, if the proportional constants K and B obtained by measuring two or more standard reagents whose acidity is known in advance are stored in the control unit 21, the control unit 21 can measure any acidity. Thus, the measured current value Ip is converted into acidity θ.
[0082]
As described above, according to the present embodiment, the potential of the working electrode 7 is swept with respect to the potential of the reference electrode 9 twice by changing the sweep voltage and the sweep speed. Two types of sweeps can be performed. For example, the working electrode 7 can be electrically stabilized by the first sweep and the acidity can be measured by the second sweep. 7 can be automatically performed from the stabilization to the acidity measurement, so that the strict management regarding the preservation of the working electrode and the stabilization work of the working electrode surface depending on human intuition can be eliminated. In addition, by applying a voltage to the working electrode-counter electrode so that the comparison electrode 9 and the working electrode 7 are at 0 V between the first sweep and the second sweep, an unbalance is caused by the first sweep. Since the ion state in the vicinity of the surface of the working electrode can be brought as close as possible to the equilibrium at the time of the second sweep start, reproducible and highly accurate acidity measurement can be performed.
[0083]
【The invention's effect】
  As described above, according to the acidity measuring apparatus according to claim 1 of the present invention, the working electrode, the counter electrode, and the reference electrode immersed in the coexisting electrolytic solution in which the electrolytic solution and the acid-containing measured solution are mixed, By having a control unit that sweeps the potential of the working electrode with respect to the potential of the comparison electrode by changing the sweep voltage and the sweep speed twice for the first time and the second time, two types of sweeps can be performed. Since the working electrode can be electrically stabilized by the first sweep and the acidity can be measured by the second sweep, the working electrode can be automatically stabilized from the stabilization to the acidity measurement. Therefore, it is possible to eliminate the need for strict management for working electrode storage and stabilization of the working electrode surface that relies on human intuition, and it is possible to obtain an advantageous effect that highly accurate acidity measurement can be performed over a long period of time. It is done.The surface of the working electrode is always stabilized immediately before the acidity measurement, and it has an effect that a stable acidity measurement result having good reproducibility can be obtained even when measuring irregularly or continuously measuring acids having greatly different values.
[0084]
According to the acidity measuring apparatus of claim 2, the control unit is configured so that the potential between the reference electrode and the working electrode becomes a natural potential between the first sweep and the second sweep. By applying a predetermined voltage between the counter electrode and the counter electrode for a predetermined time, the ion state in the vicinity of the working electrode surface that has become unbalanced by the first sweep can be made as close as possible to the equilibrium at the start of the second sweep. Therefore, an advantageous effect that highly accurate acidity measurement with reproducibility can be performed is obtained.
[0085]
According to the acidity measuring apparatus according to claim 3, in the acidity measuring apparatus according to claim 1, the control unit sets the potential of the working electrode with respect to the potential of the reference electrode to NV (natural potential) in the first sweep. To NV-1V, then from NV-1V to NV + 1V, and further from NV + 1V to NV at a predetermined speed, the working electrode surface is electrically stabilized but the working electrode surface is physically separated. Sweeping with no potential, the deterioration of the working electrode can be suppressed, and an advantageous effect that the acidity measurement with high accuracy can be easily performed is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an acidity measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
2 is a perspective view showing a state in which a slide-type drawer lid on which a measurement container is placed is opened in the acidity measuring apparatus of FIG.
3 is a cross-sectional view showing a measurement container in the acidity measurement apparatus of FIG.
FIG. 4 is a graph showing the current-potential relationship of voltammetric acidity measurement of a coexisting electrolyte mixed with a benzoquinone derivative.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the acidity of the acidity measuring device and the reduction current.
FIG. 6 is a graph showing an example of an electrode potential sweep waveform when the working electrode is electrically stabilized.
FIG. 7 is a graph showing an example of an electrode potential sweep waveform when measuring the acidity of the working electrode
8 is a block diagram showing a control system of the acidity measuring apparatus of FIG.
FIG. 9 is a graph showing voltage waveforms of the working electrode and the reference electrode when the working electrode is electrically stabilized.
FIG. 10 is a graph showing voltage waveforms of the working electrode and the reference electrode during acidity measurement.
FIG. 11 is a graph showing a conventional current-potential relationship of voltammetric acidity measurement of a measurement electrolyte coexisting with a naphthoquinone derivative.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a potentiostat.
FIG. 13 is a graph showing two voltammetric current waveforms with different working electrode storage states;
[Explanation of symbols]
1 Drawer lid
2 LCD
3 Start / Stop button
4 Power button
5 Body
6 Measuring container
7 Working electrode
8 Counter electrode
9 Reference electrode
10 Coexisting electrolyte
11 Solution storage
12 Container cover
21 Control unit
22 Reference electrode voltage control circuit
23 Current detection circuit
24 Working electrode voltage control circuit
25 Operation unit
26 Display section

Claims (3)

電解液と酸含有の被測定液とが混合された共存電解液に浸漬された作用電極と対極と比較電極と、前記比較電極の電位に対する前記作用電極の電位の掃引を行う制御部とを有する酸度測定装置であって、
前記制御部が、前記作用電極の電気的安定化が可能で、新たな測定溶媒を作用電極活性表面に浸透させ作用電極表面自身の物理的剥離は起さない電位の範囲で第1の掃引速度により第1回目の掃引を行うと共に、第2の掃引速度に変えて所定の電位の範囲で一方向に第2回目の掃引を行って酸度測定を行うことを特徴とする酸度測定装置。
A working electrode immersed in a coexisting electrolytic solution in which an electrolytic solution and an acid-containing measured solution are mixed, a counter electrode, a reference electrode, and a control unit that sweeps the potential of the working electrode with respect to the potential of the reference electrode An acidity measuring device,
The control unit is capable of electrically stabilizing the working electrode, and has a first sweep speed within a potential range in which a new measurement solvent penetrates the working electrode active surface and does not cause physical separation of the working electrode surface itself. The acidity measurement apparatus is characterized in that the first time sweep is performed and the second sweep speed is changed to the second sweep speed and the second sweep is performed in one direction within a predetermined potential range to perform acidity measurement.
前記制御部が、前記第1回目の掃引と前記第2回目の掃引との間に、前記比較電極と前記作用電極との電位が自然電位となるように前記作用電極と前記対極との間に所定電圧を所定時間印加することを特徴とする請求項1に記載の酸度測定装置。The control unit is arranged between the working electrode and the counter electrode so that the potential of the comparison electrode and the working electrode becomes a natural potential between the first sweep and the second sweep. The acidity measuring apparatus according to claim 1, wherein a predetermined voltage is applied for a predetermined time. 前記制御部が、前記第1回目の掃引において、前記比較電極の電位に対する前記作用電極の電位をNV(自然電位)からNV−1Vまで、次にNV−1VからNV+1Vまで、さらにNV+1VからNVまで所定速度で掃引することを特徴とする請求項1に記載の酸度測定装置。In the first sweep, the control unit sets the potential of the working electrode with respect to the potential of the comparison electrode from NV (natural potential) to NV-1V, then from NV-1V to NV + 1V, and further from NV + 1V to NV. 2. The acidity measuring apparatus according to claim 1, wherein the acidity measuring apparatus sweeps at a predetermined speed.
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