專利名稱：小分子羧基酸和氨基酸的連續電位滴定分析方法
技術領域：
本發明屬于化學 分析技木領域，涉及一種容量分析方法，特別涉及一種小分子 羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析的方法。
背景技術：
小分子羧基酸如甲酸、乙酸、丙酸、烏頭酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、草酸 和乳酸等常見羧基酸，這類酸的特征之一是其羧基(-COOH)解離常數pKa值一般在3 7之間；氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、組氨酸、酪氨酸、纈氨酸和丙 氨酸，這類酸的特征之一是其pK2(-N+H3) —般在9 11之間。這些有機酸的存在及含 量對生產和生活中都有實際的意義。目前，有機酸測定的方法主要是色譜法，如氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法 (HPLC)、離子色譜法(IC)和毛細管電泳(CE)等。但是這些測定方法中，GC法要求分 離前對有機酸進行衍生，樣品前處理繁瑣費時；HPLC和IC在有機酸分析中應用最為廣 泛，它們的主要缺點是消耗的溶劑量大，分析時間長，色譜柱價格昂貴，而且實際樣品 中的復雜成分會縮短色譜柱的有效壽命等，而且CE在測定中靈敏度和重現性方面仍存在 不足等。滴定法是一種傳統經典的常量分析方法，可應用于有機酸的滴定分析，但都是 基于以游離酸形式存在，或通過蒸餾等方法獲得純酸再滴定的樣品，目前尚不能對復雜 樣品中以其它形式存在的有機酸根成分進行分析。對氨基酸而言，由于水溶液中的氨基酸為兼性離子，一般不能直接用堿滴定 氨基酸的羧基，滴定法測定氨基酸的方法都是基于甲醛與氨基酸上的-N+H3結合，形 成-NH_CH2OH、-N(CH2-OH)2等羥甲基衍生物，使-N+H3上的H+游離出來后用堿滴 定，進而計算氨基酸的含量。這種方法存在的問題是需要向滴定液中加入大量甲醛，這 會對分析環境和操作人員有不利影響，同時有少數氨基酸由于結構差異，與甲醛的結合 不穩定，如脯氨酸與甲醛作用后，生成的化合物不穩定，導致滴定結果偏低，而酪氨酸 含酚基結構，導致滴定結果偏高。電位滴定法也常用于氨基酸滴定，但目前為止實質上 還是甲醛滴定法。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的缺點和不足，為在實際應用中操作簡便、測 定快速、實用性強、結果可靠，適用于多種復雜樣品中羧基酸和氨基酸總量的測定，提 供一種小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法。本發明的目的通過下述技術方案實現小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在于將滴定曲線的一階 導數變換為突躍指數，以突躍指數對滴定劑體積的滴定曲線中較弱的突躍得到增強，從 而可連續滴定不同強度和羧基酸及游離酸，測定分析方法是(1)精確量取1 100毫升樣品溶液，插入電極，開動電磁攪拌器，用鹽酸或硝酸等強酸調節體系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游離出來；(2)加入滴定劑進行電位滴定，滴定過程中攪拌速度保持恒定，同時設定間隔加 入標準溶液量，并記錄加入后的滴定劑體積V和溶液的pH值，得一組pH-V數據；(3)以ρΗ-ν數據作圖得 滴定曲線，對曲線進行一階導數變換得突躍指數；(4)根據突躍指數曲線上的突躍判斷不同的滴定階段，其中第一個突躍點對應溶 液是的弱酸開始被滴定，第二個突躍點對應弱酸被定量滴定同時氨基酸開始被堿滴定， 最后一個突躍點對應氨基酸被定量滴定；(5)根據各突躍點對應的滴定劑用量，用毫升數計算出相應有機酸總量和氨基酸 總量的摩爾數或轉為參照酸的總量。以上所述滴定劑，采用NaOH或KOH標準溶液。以上所述電位滴定，采用pH為測量信號。以上所述突躍指數，是對滴定曲線作一階導數變換，再用該一階導數值乘以反 比于該導數值倒數因子的函數，變換函數為
權利要求
1.一種小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在于將滴定曲線 的一階導數變換為突躍指數，以突躍指數對滴定劑體積的滴定曲線中較弱的突躍得到增 強，從而可連續滴定不同強度和羧基酸和氨基酸，測定分析方法是(1)精確量取1 100毫升樣品溶液，插入電極，開動電磁攪拌器，用鹽酸或硝酸強 酸調節體系的酸度至小于或等于pH2，使酸根以酸游離出來；(2)加入滴定劑進行電位滴定，滴定過程中攪拌速度保持恒定，同時設定間隔加入標 準溶液量，并記錄加入后的滴定劑體積V和溶液的pH值，得一組pH-V數據；(3)以pH-V數據作圖得滴定曲線，對曲線進行一階導數變換得突躍指數；(4)根據突躍指數曲線上的突躍判斷不同的滴定階段，其中第一個突躍點對應溶液是 的弱酸開始被滴定，第二個突躍點對應弱酸被定量滴定同時氨基酸開始被堿滴定，最后 一個突躍點對應氨基酸被定量滴定；(5)根據各突躍點對應的滴定劑用量計算出相應羧基酸總量和氨基酸總量的摩爾數或 轉為參照酸的總量。
2.根據權利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在 于所述滴定劑，采用NaOH或KOH標準溶液。
3.根據權利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在 于所述電位滴定，是采用pH為測量信號。
4.根據權利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在 于所述突躍指數，是對滴定曲線作一階導數變換，再用該一階導數值乘以反比于該導數值倒數因子的函數，變換函數為突躍指數二 100.—~^^~a + b- Delta式中Delta表示一階導數值，其中系數a的變化范圍為O 10，b的取值為0.1 10，作為特例可取a = 1，b = 1.15。
5.根據權利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在 于所述的測定，羧基酸或氨基酸含量較低的樣品，可向試樣中加入定量羧基酸的標準 溶液或氨基酸標準液，滴定完成后以結果中扣除標準加入量即為試樣中氨基酸含量，或 通過標準加入法進行分析。
6.根據權利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在 于所述的測定方法，用于單獨滴定強酸、中等弱酸和較弱酸，或在同一溶液中連續滴 定以上三類酸的總量，強酸滴定突躍范圍為pH3 4，中弱酸終點突躍范圍pH7 10， 較弱酸終點突躍范圍pHll 12。
7.根據權利要求1所述的小分子羧基酸和氨基酸連續電位滴定分析方法，其特征在 于所述的樣品，是組成已知的單一或混合溶液，或是組成復雜的產品或混合物，包括 醬油、甘蔗糖蜜、酒精發酵液、生物代謝產物、果汁飲料、飼料、各種工藝提取液，試 樣是固體時需要將其溶解為溶液，試樣是氣體時用吸收液吸收變為溶液再進行測定。
全文摘要
本發明公開了一種容量分析方法，涉及一種水溶液中小分子羧基酸和氨基酸的連續電位滴定分析方法。本方法基于將滴定曲線的一階導數變換為突躍指數，以突躍指數對滴定劑體積的曲線可使弱突躍得到增強；滴定時用強酸將溶液調節至pH2以下，然后用堿標準液滴定，滴定至pH3～3.5時產生第一個突躍表示游離強酸被滴定，繼續滴定至羧基在pH7.5～9.3產生第二個突躍，再繼續滴定至氨基在pH11～11.5產生第三個突躍，相鄰兩個突躍之間消耗的標準堿液即分別反映游離強酸、羧基酸及氨基酸的總量。本方法操作簡便、測定快速、結果可靠、分析成本低，可推廣應用于其它復雜樣品的分析。
文檔編號G01N31/16GK102023197SQ20101053525
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者曹家興, 陸建平 申請人:廣西大學