JPS63255653A - 酢酸濃度の測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、酢酸測定用の微生物センサを用いてサンプル
中の酢酸濃度を測定する方法及び該方法の実施に使用す
る測定装置に関し、更に詳述すると、エチルアルコール
を含むサンプル中の酢酸濃度をも正確に測定することが
可能な方法及び装置に関する。

従】等礪遣哲□ 従来より、サンプル中の酢酸濃度を測定するに際し、酢
酸を資化する微生物（酵母菌・Ｔ　ｒｉｃｏｓｐｏｒｏ
ｎＢ　ｒａｓｓｉｃａｅ）を固定化した微生物膜を酸素
電極の電極面に装着すると共に、この微生物膜をガス透
過性のフッ素樹脂膜で覆うことにより作製した微生物セ
ンサを用いて測定を行うことが提案されている。

上述した微生物センサの測定原理は次の通りである。即
ち、上記センサを空気飽和した水（ブランク液）に浸漬
すると水中の酸素がフッ素樹脂膜及び微生物膜を順次通
過して酸素電極面まで拡散し、酸素電極内に所定値の電
流が流れる。しかし、空気飽和した酢酸を含むサンプル
中にセンサを浸漬した場合は、フッ素樹脂膜を通過した
酢酸ガスが微生物膜中で資化され、同時に膜中の酸素が
消費されるので、酸素電極面まで拡散してくる酸素分子
は空気に飽和した水に浸漬した場合に比べて減少する。

従って、センサを酢酸を含むサンプルに浸漬した時の酸
素電極の出力は水（ブランク液）に浸漬した時の出力よ
りも小さくなるので、この減少量からサンプル中の酢酸
濃度を求めることができるものである。

遣１屈Ｕ１汲↓Ｊ辷トζを擾ｎｔ態 しかしながら、酢酸測定用微生物センサに用いるＴ　ｒ
ｉｃｏｓｐｏｒｏｎ　Ｂ　ｒａｓｓｉｃａｅはエチルア
ルコールをも資化するため、このセンサはエチルアルコ
ールにも感応する。一方、発酵によって生成する酢を含
む食品には発酵原料であるエチルアルコールが混在して
いる。従って、酢酸測定用微生物センサを用いて酢を含
む食品中の酢酸濃度を測定する場合、エチルアルコール
が妨害成分となって酢酸濃度のみを正確に測定できない
という問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、酢酸濃度測
定用微生物センサを用いてエチルアルコールが混在する
サンプル中の酢酸濃度を正確に測定することが可能な酢
酸濃度測定方法及び装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するためのり及び作用 本発明は、上記目的を達成するため、酢酸を資化する微
生物を固定化した微生物膜を酸素電極の検出端に取り付
けると共に、この微生物膜を覆ってガス透過性膜を配設
することにより形成した酢酸測定用微生物センサを用い
てエチルアルコールを含むサンプル中の酢酸濃度を測定
するにあたり、サンプルのｐＨを３以下に調整した時の
測定値とサンプルのｐＨを７以上に調整した時の測定値
との差からサンプル中の酢酸濃度を求めるようにしたこ
とを特徴とする酢酸濃度の測定方法、及び酢酸を資化す
る微生物を固定化した微生物膜を酸素電極の検出端に取
り付けると共に、この微生物膜を覆ってガス透過性膜を
配設することにより形成した酢酸測定用微生物センサを
用いてサンプル中の酢酸濃度を測定する測定部と、この
測定部に連絡する混合部と、この混合部に連結するサン
プル導入路と、混合部にそれぞれ切り換え可能に連結す
る第１及び第２のｐ　Ｈ調整試薬導入路とを具備してな
り、上記サンプル心入路及び第１のｐ、　Ｈ調整試薬導
入路から混合部にサンプル及び第１　ｐ　Ｈ調整試薬を
導入することによりサンプルを酸性に調整し、測定部で
このサンプルの測定を行うと共に、サンプル導入路及び
第２のｐ　Ｈ調整試薬導入路から混合部にサンプル及び
第２ｐＨ調整試薬を導入することによりサンプルを中性
若しくはアルカリ性に調整し、測定部でこのサンプルの
測定を行うようにしたことを特徴とする酢酸濃度の測定
装置を提供する。

即ち、酢酸測定用微生物センサの先端に配設したガス透
過性膜は一般にサンプル中のガスは透過させるがイオン
は通さず、このためセンサはサンプル中のガスにのみ応
答する。一方、酢酸を含むサンプルはｐ、Ｈ３以下に調
整すると酢酸がほぼ全てガス化し、第１図に示すように
センサに応答するが、ｐ　Ｈ７以上に調整するとほぼ全
ての酢酸が解難して酢酸イオンとなり、第１図に示すよ
うにセンサに応答しなくなる。これに対し、エチルアル
コールはサンプルのｐＨに対応して解難することがなく
、常にガス状態であるため、ｐ、　Ｈにかかねらず常に
センサに応答する。従って、サンプルをｐ　Ｈ３以下に
して測定を行った場合は酢酸とエチルアルコールとの合
計濃度が検出され、サンプルをｐ　Ｈ７以上にして測定
を行った場合はエチルアルコールのみの濃度が検出され
るため、本発明方法においてはＰＨ３以下の時の測定値
からｐＨ７以上の時の測定値を差引くことにより、酢酸
濃度を正確に求めることができる。

また、本発明装置は」二連した構成としたことにより、
サンプルのｐＨを３以下及び７以上にそれぞれ調整して
測定を行うことができ、従ってこれらの差からサンプル
中の酢酸濃度を正確に測定することができるものである
。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明においては、酢酸濃度測定用微生物センサとして
、酢酸を資化する微生物を固定化した微生物膜を酸素電
極の検出端に取り付けると共に、この微生物膜を覆って
ガス透過性膜を配設したものを用いる。

具体的には、例えば酸素電極の膜面上にＴ　ｒｉｃｏｓ
ｐｏｒｏｎＢ　ｒａｓｓｉｃａｅをアセチルセルロース
膜に吸着固定化した微生物膜を密着させ、この微生物膜
をフッ素樹脂製ガス透過性膜で覆ったものなどを好適に
使−用し得る。

また、本発明方法においては酢酸及びエチルアルコール
を含むサンプルをｐＨ３以下及びｐ　Ｈ７以上に調整し
、それぞれについて測定を行うものであるが、特にｐＨ
３付近及びｐ　Ｈ７付近にそれぞれ調整することが好ま
しい。この場合、ＰＨ調整手段に特に制限はないが、例
えばｐＨ３以下に調整する場合はサンプルに酢酸以外の
酸（硫酸など）を混合する方法、ＰＨ７以上に調整する
場合はサンプルにリン酸バッファーを混合する方法等が
好適に採用される。

本発明方法は、上述したようにす、ンプルをｐＨ３以下
に調整した時の測定値（酢酸とエチルアルコールとの合
計濃度）とＰＨを７以上に調整した時の測定値（エチル
アルコールのみの濃度）との差から酢酸濃度を求めるも
ので、これによりエチルアルコールが混在するサンプル
中の酢酸濃度を正−７＝ 確に測定することが可能となる。

この場合、本発明方法の実施には例えば第２図に示す装
置を好適に使用することができる。

即ち、第２図において１は酢酸濃度測定用微生物センサ
２が配設された酢酸濃度測定用フローセル（測定部）、
３はこのフローセルｌに連絡する恒温槽、４はフローセ
ル１に連絡するポンプ（混合部）、５及び６はそれぞれ
ポンプ４に連絡する第１及び第２切り換え器、７及び８
はそれぞれ第１切り換え器５に連絡する硫酸水溶液（第
１　ｐ　Ｈ調整試薬）及びリン酸バッファー（第２ｐＨ
調整試薬）、９及び１０はそれぞれ第２切り換え器６に
連絡するサンプル及び洗浄水、１１は上記酢酸濃度測定
用フローセル１の下流側に連絡するガラス電極１２が配
設されたｐＨ測定用フローセル、１３はガラス電極１２
に連絡するｐ　Ｈ計、１４は微生物センサ２に連絡する
電流計、１５は第１切り換え器５、第２切り換え器６、
ｐＨ計１３、電流計１４とそれぞれ連絡するコンピュー
タ、１６はそれぞれポンプ４に連絡する空気導入管であ
る。

８一 本装置を用いてエチルアルコールを含むサンプル９中の
酢酸濃度を測定する場合、まず測定流路に洗浄水１０を
流して流路を洗浄した後、第２切り換え器６を切り換え
てサンプル９、硫酸水溶液７及び空気をポンプ４内に導
入し、゛ポンプ４内でサンプル９のＰＨを３付近に調整
すると共に、サンプル９を空気飽和し、酢酸濃度測定用
フローセル１でこの酸性のサンプルの測定を行う。次い
で、第１切り換え器５を切り換えてサンプル９、リン酸
バッファー８及び空気をポンプ４内に導入し、ポンプ４
内でサンプル９のｐＨを７付近に調整すると共に、サン
プル９を空気飽和し、酢酸濃度測定用フローセル１でこ
の中性のサンプルの測定を行う。そして、酸性の時と中
性の時の電極出力の差をコンピュータ］５で演算し、サ
ンプル９中の酢酸濃度を求めるものである。なお、酢酸
濃度測定用フローセル１を通ったサンプル９のＰＨはｐ
Ｈ測定用フローセル１１で測定されると共に。

この値がコンピュータ１５に記憶され、サンプルのＰＨ
が所定値に調整されているか否かが確認されるようにな
っている。

上記装置においては、ポンプ４にサンプル導入路を連結
すると共に、ポンプ４に硫酸水溶液導入路（第１　ｐ　
Ｈ調整試薬導入路）及びリン酸バッファー導入路（第２
ｐＨ調整試薬導入路）をそれぞれ切り換え可能に連結し
たので、ポンプ４内でサンプル９をｐＨ３以下及び７以
上に調整し、これら酸性及び中性若しくはアルカリ性の
サンプル９の測定をそ九ぞわ行うことができ、従って１
九らの測定値の差からサンプル９中の酢酸濃度を簡単か
つ正確に測定することができる。

また、上記装置によれば、高濃度の酢酸を含むサンプル
を希釈せずに直接測定することができる。

即ち、酢酸濃度測定用微生物センサの定量範囲は通常Ｏ
〜数百ｐｐｍであるため、高濃度のサンプルを測定する
場合、通常はサンプルを希釈してから測定を行う必要が
ある。しかし、本装置によれば硫酸水溶液やリン酸バッ
ファーの混合量を調節したり、他のｐＨ調整試薬を用い
ることによりサンプルのｐＨを適宜調整できるため、酢
酸のガス化を自由に制御することができると共に、ｐＨ
測定用フローセル１１でサンプルのＰＨを測定し得るた
め、高濃度の酢酸を含むサンプルを測定する場合でも全
酢酸の中のガス分の割合がセンサの定量範囲内となるよ
うにサンプルのＰＨを調整することにより、サンプルを
希釈することなく測定を行うことができ、その測定値に
ｐ　Ｈ計１３で検出したサンプルのＰＨより求められる
全酢酸中のガス分の割合に応じた補正を与え、演算を行
うことによってサンプル中の酢酸濃度を正確に求めるこ
とができるものである。具体的には、例えば酢酸濃度が
約２万■／ρのサンプルの場合、従来は１０００倍に希
釈して濃度２０■／Ｑ程度にすることが必要であったが
、本装置によればサンプルのｐＨを７に調整することに
より（ｐＨ７に調整すると酢酸ガスの割合は約１／１０
００になる）、濃度２万■／Ｑのサンプルであっても希
釈することなく測定を行うことができる。この場合、本
装置においては酢酸濃度を測定するためにフローセルを
用いたので、サンプリング時間を予め一定の　ＩＩ　一 時間に設定しておくことにより、ビーカー測定の場合よ
りもセンサの定量範囲を広げることも可能である。

更に、本装置によれば、サンプルをｐＨ７以上にした時
の測゛定値からサンプル中のエチルアルコール濃度を求
めることができる。

なお、上記装置においては、酢酸測定用センサに代えて
他の微生物センサを用いることもできる。

例えば、エチルアルコールを含むサンプル中の他の有機
酸（ぎ酸、プロピオン酸、酪酸等）の濃度も、各々のセ
ンサを用いることにより測定が可能である。この場合、
他の有機酸も全てｐＨ７以上でイオン化するが、ガス化
する酸価のｐＨは各有機酸により異なるため、酸価のｐ
Ｈは測定すべき有機酸に応じてそれぞれ調整する。

また、上記装置においては混合部をポンプにより構成し
たが、他の機構を採用してもよく、更にその他の構成に
ついても本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して
差支えない。

以下、実験例により本発明の効果を具体的に示す。

実験例Ｉ Ｔ　ｒｉｃｏｓｐｏｒｏｎ　Ｂ　ｒａｓｓｉｃａｅを固
定化した微生物膜を用いた微生物センサのｐＨ特性を確
認するため、試料のｐＨを３と７にそれぞれ変化させた
場合における酢酸とエチルアルコールに対するセンサの
応答を調べた。なお、試料としては酢酸２０■／Ｑ水溶
液、エチルアルコール１０■／Ｑ水溶液を用いた。結果
を第１表に示す。

第　　　１　　　表 第１表の結果より、酢酸に対する応答はｐＨによって変
化するが、エチルアルコールに対する応答はＰＨによっ
て変化せず、従ってｐＨ３及び７の時の電極出力の差か
ら酢酸濃度を測定し得ることが認められる。

実験例２ 第２図に示したものと同様の装置を使用し、上記と同様
の方法によって各種のエチルアルコールが混在する食品
中の酢酸濃度を調べた。また、比較のためガスクロマト
グラフを用いて同じ食品中の酢酸濃度を調べた。結果を
第２表及び第３図に示す。

第　　　２　　　表 第２表及び第３表の結果より、本発明による測定値とガ
スクロマトグラフによる測定値とは良好な相関関係を示
し、本発明によればエチルアルコールを含む食品中の酢
酸濃度を正確に測定し得ることが認められる。

充１しυ佐禾□ 以上説明したように、本発明に係る酢酸濃度の測定方法
及び装置によれば、エチルアルコールを含むサンプル中
の酢酸濃度を微生物センサを用いて正確かつ簡単に測定
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は微生物センサを用いて酢酸を含むサンプルの測
定を行った場合のサンプルのｐＨと電極出力との関係を
示すグラフ、第２図は本発明装置の一実施例を示す概略
図、第３図は同装置を用いてエチルアルコールが混在す
るサンプル中の酢酸濃度を測定した結果とガスクロマト
グラフを用いて同サンプル中の酢酸濃度を測定した結果
との相関関係を示すグラフである。 １・・・酢酸濃度測定用フローセル、 ２・・・微生物センサ、４・・・ポンプ、７・・・硫酸
水溶液、８・・・リン酸バッファー、９・・・サンプル
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酢酸を資化する微生物を固定化した微生物膜を酸素
   電極の検出端に取り付けると共に、この微生物膜を覆っ
   てガス透過性膜を配設することにより形成した酢酸測定
   用微生物センサを用いてエチルアルコールを含むサンプ
   ル中の酢酸濃度を測定するにあたり、サンプルのｐＨを
   ３以下に調整した時の測定値とサンプルのｐＨを７以上
   に調整した時の測定値との差からサンプル中の酢酸濃度
   を求めるようにしたことを特徴とする酢酸濃度の測定方
   法。 ２、酢酸を資化する微生物を固定化した微生物膜を酸素
   電極の検出端に取り付けると共に、この微生物膜を覆っ
   てガス透過性膜を配設することにより形成した酢酸測定
   用微生物センサを用いてサンプル中の酢酸濃度を測定す
   る測定部と、この測定部に連絡する混合部と、この混合
   部に連結するサンプル導入路と、混合部にそれぞれ切り
   換え可能に連結する第１及び第２のｐＨ調整試薬導入路
   とを具備してなり、上記サンプル導入路及び第１のｐＨ
   調整試薬導入路から混合部にサンプル及び第１ｐＨ調整
   試薬を導入することによりサンプルを酸性に調整し、測
   定部でこのサンプルの測定を行うと共に、サンプル導入
   路及び第２のｐＨ調整試薬導入路から混合部にサンプル
   及び第２ｐＨ調整試薬を導入することによりサンプルを
   中性若しくはアルカリ性に調整し、測定部でこのサンプ
   ルの測定を行うようにしたことを特徴とする酢酸濃度の
   測定装置。