pHメーターで酒類中のアルデヒド総量を素早く測定する方法
原理
ワインに含まれる微量のアルデヒドを亜硫酸ナトリウムに加えると水酸化ナトリウムが放出され、水のpHが変化します。このpHの変化を測定法の応答指標として使用することで、ワインに含まれる総アルデヒド量を定量的に測定できます。
HCHO Na2SO3 H2®H2C(OH)SO3Na NaOH
主な試薬と器具
実験室用酸度計（精度 {{0}}.01）（使用前に校正する必要があります）。ホルムアルデヒドを含まないエタノール（調製）：15 00mLのエタノールを2 000mLの蒸留フラスコに入れ、2,4-ジニトロフェニルヒドラジン15g、濃塩酸0.75mL、ゼオライト数粒を加え、4時間還流して4時間放置し、次にコンデンサーを蒸留塔に交換してゆっくりと蒸留し、最初の流出液約100mLと残りの黄色溶液約200mLを捨て、中間の画分を集めて窒素で満たし、茶色の瓶に密封します。留出液は澄んで無色透明でなければなりません。そうでない場合は再蒸留する必要があります。 亜硫酸ナトリウム溶液（0.1000mol·L-1）：亜硫酸ナトリウム溶液6.3020gを50mLの水に溶かし、500mLのメスフラスコに移し、脱イオン水で標線まで希釈する。水酸化カリウム-エタノール溶液（100g·L-1）：水酸化カリウム10.0gを20.0mLの水に溶かし、100mLのメスフラスコに移し、アルデヒドを含まないエタノールで定容に希釈し、混ぜる。ホルムアルデヒド標準溶液：10g·L-1のホルムアルデヒド原液を調製し、ヨウ素滴定法を使用して較正し、1.000g·L-1の作業溶液に希釈する。試薬はすべて分析グレードであり、水は再蒸留水であった。
実験方法
1.000g·L-1ホルムアルデヒド標準溶液2.0mLを正確に量り、10{{10}}mLメスフラスコに移し、アルデヒドを含まないエタノール50.0mLを加えた後、亜硫酸ナトリウム溶液（0.1000mol·L-1）10.0mLを加え、水で標線まで薄めて混ぜる。10分間放置した後、PHS-3C精密pHメーターを使用して、試薬ブランクを基準として50mLビーカーに入れた溶液のpH値を測定する。指示値は、測定溶液のpH値から試薬ブランクのpH値を引いた値である。
結果と考察
亜硫酸ナトリウム溶液の投与量
この文献の標準曲線におけるホルムアルデヒドの総量の上限は1.2mg（5.3330mmol）である。反応を完結させるためには、ここでは亜硫酸ナトリウムが過剰である。亜硫酸ナトリウムの量（物質量）は、ホルムアルデヒドの総量（物質量）の3倍である。したがって、0.1000mol·L亜硫酸ナトリウム溶液の投与量は10mLである。
亜硫酸ナトリウムの量を異なる場合の試薬ブランクの影響
亜硫酸ナトリウムの量は常に3倍以上過剰ですが、標準曲線を作成するときに、ホルムアルデヒドの量が異なると亜硫酸ナトリウムの消費量が異なります。そのため、試薬ブランクの亜硫酸ナトリウム濃度の変化がpHに与える影響を調べる必要があります。調査方法は、100mLメスフラスコにアルデヒドを含まないアルコール5{{10}}mLを加え、次に0.1000mol·L-1亜硫酸ナトリウム溶液を一定量（5、6、7、8、9、10mL）加え、蒸留水で標線まで希釈し、よく振って10分間放置してpHを測定します。 結果を表1に示す。表1から、0.1000mol·L-1亜硫酸ナトリウム溶液の投与量が5〜10mLの場合、50%アルデヒドフリーアルコール溶液のpHは変化しないことがわかる。
反応時間の影響
この方法の反応時間を調査した。調査方法は、100mLのメスフラスコにアルデヒドを含まないアルコール5mLを加え、続いて1.5g/Lのホルムアルデヒド標準溶液6mL、0.1000mol/Lの亜硫酸ナトリウム溶液10mLを加え、蒸留水で標線まで希釈し、よく振って一定時間放置する。一定時間後（5、10、15、20、25、30分）にpHを測定する。結果を表2に示す。表2から、室温での反応時間は5〜30分であり、反応系の溶解pHは変化せず、反応が完了したことがわかる。
標準曲線の描画
1.000g·L-1ホルムアルデヒド標準溶液0.0mL、1.0mL、2.0mL、4.{{10}}mL、6.0mL、8.0mL、10.0mL（ホルムアルデヒドの総量に相当{{20}}.0mg、1.0mg、2.0mg、4.{{30}}mg、6.0mg、8.0mg、10.0mg）。実験方法に従って各溶液のpH値を測定し、対応する水酸化物イオンの濃度（C）を計算します。 横軸に総アルデヒド（ホルムアルデヒドとして計算）含有量（mg）、縦軸にΔC（ΔC=C測定値-Cブランク）をとります。図1に示すように検量線を描きます。この図の対応する線形方程式とパラメータは、C=-0.0094 0.0333´X、R=0.9994、SD=0.04456です。この方法の線形範囲は10〜100mg·L-1で、検出限界は4.0mg·L-1です。
サンプル測定
市販の酒類1号、2号、3号、4号の4種類を選び、各サンプル5.0mLを正確にピペットで量り、水酸化カリウムエタノール溶液で酒類のpHを7に調整し、試験方法に従って測定する。サンプルのpH値を計算し、サンプルとブランクの水酸化物イオンの濃度差（ΔC）を計算した。標準曲線からアルデヒド含有量（ホルムアルデヒド含有量に相当）を求めた。総アルデヒド含有量はそれぞれ18、23、30であった。39mg·L-1。同時に回収試験を実施し、結果を表2に示す。測定結果から、この方法は感度が高く、操作が簡単であることがわかる。酒類中のアルデヒド含有量を測定するためのシンプルで迅速かつ実行可能な方法である。
