一、目的要求

学习利用奥氏气体分析仪测定果蔬贮藏环境中O₂和CO₂浓度的原理和方法。

二、基本原理

在采后贮藏过程中，果蔬呼吸作用会导致贮藏环境中O₂浓度的下降和CO₂浓度的升高。如果当O₂浓度过低或CO₂浓度过高时，都会影响到果蔬的贮藏品质和正常的生理代谢活动，可能导致果蔬发生采后生理病害。因此，在果蔬贮藏过程中，特别是在气调贮藏过程中，要随时了解贮藏环境中O₂和CO₂浓度的变化，以便进行调节和控制。

奥氏气体分析仪是以NaOH溶液吸收CO₂，以焦性没食子酸的碱性溶液吸收O₂来分别测定它们的浓度。目前国内外测定O₂和CO₂浓度主要方法是使用奥氏气体分析仪，即使有较高级的测O₂和CO₂分析仪器，也要用奥氏气体分析仪进行较正，以减少或消除仪器的误差。此外，利用奥氏气体仪还能测定果蔬的呼吸系数，以了解果蔬呼吸的底物状况。

三、仪器与试剂

（一）仪器

奥氏气体分析仪。仪器结构如图所示。

（二）试剂

焦性没食子酸、氢氧化钾、氢氧化钠、液体石蜡、盐酸、甲基橙、凡士林。

（三）奥氏气体分析仪的装置及各部分用途

奥氏气体分析仪（图5）是由带有多个磨口活塞的梳形连通管、带有刻度的量气筒和几个气体吸收管相连接而成，并固定在木架上。

1．调节液瓶；2．量气筒；3,4．气体吸收管；5,6．三通活塞；7．取样孔；8．旋塞；9．放气孔

图5.奥氏气体分析仪示意图

1．梳形管是带有几个磨口活塞的梳形连通管，其右端与量气筒②连接，左端为取样孔⑦，套上胶管即可与欲测气体相连。磨口活塞⑤、⑥各连接一个吸气球管，它控制着气体进出吸收管。活塞⑧起调节进气或排气或关闭的作用。梳形管在仪器中起着连接枢纽作用。

2．气体吸收管③、④分甲乙两部分，两者底部由一小的U形玻璃连通，甲管内装有许多小玻璃管，以增大吸收剂与气样的接触面。甲管顶端与梳形管上的磨口活塞相连，乙管为缓冲管。气体吸收管内装有吸收剂，为吸收测定气体用。

3．量气筒②为一有刻度的圆管（一般为100 mL），底口通过胶管与调节液瓶1相连，用来测量气体体积。刻度管固定在一圆形套筒内，套筒上下影密封并装满水，以保证量气筒的温度稳定。

4．调节液瓶①是一个下口玻璃瓶，开口处用胶管与量气筒底部相连，瓶内装蒸馏水。由于它的提高与降低，造成瓶中水位的变动而形成不同的水压，使气体被排出或被压进吸收管与吸收剂反应。

5．三通活塞  它是一个带有丁字形通孔的磨口三通活塞，转动活塞⑧改变T字形通孔的位置成┻状，┣状、状，起着取气、排气或关闭的作用。活塞⑤、⑥的通气孔一般呈┻状，它切断气体与吸收管的接触。改变活塞⑤、⑥呈┣状，使气体先后进出吸收管，分别洗涤吸收CO₂和O₂气体。

四、实验步骤

（一）洗涤与调整

将仪器的所有玻璃部分洗净，磨口活塞涂凡士林，并按图5装配好。

在各气体吸收管中注入吸收剂。管③注入浓度为30%的NaOH或KOH溶液（以KOH为好，因NaOH与CO₂作用生成的沉淀Na₂CO₃多时会堵塞通道）作吸收CO₂用。管④装入浓度为30%的焦性没食子酸和等量30% NaOH或KOH的混合液，作吸收O₂用，吸收剂要求达到管口，在液瓶①中和保温套筒中装蒸馏水。最后将吸气孔接上待测气样。

将所有的磨口活塞⑤、⑥、⑧关闭，使气体吸收管与梳形管不能相通。转动⑧呈┣状并高举液瓶①，排出量气筒②中所有空气，然后转⑧呈┪状，打开活塞⑤降下液瓶①，此时③中的吸收液液面上升，升至管口顶部时立即关闭⑤，使液面停止在刻度线上。然后打开活塞⑥同样使吸收液面到达刻度线以上。

（二）洗气

右手举起①用左手同时将⑧转至┣状，尽量排除②内的空气，使水面到达刻度100时为止，迅速转动⑧呈┻状，同时放下①吸进气体，待水面降到②底部时立即转动⑧回到┣状。 再举起①，将吸进的气体排出，如此操作2~3次，目的是用气体洗洗仪器内原有的空气，使进入②内的气体保证纯度。

（三）取样

洗气后转⑧呈┻并降低①，使液面准确达到零位，并将①移近②，要求①与②两液面同在一水平线上并在刻度零处。然后将⑧转至状，封闭所有通道，再举起①观察②的液面，如果液面不断上升表明有漏气，要检查个连接处及磨口活塞。堵漏后重新取样。若液面在稍有上升后停留在一定位置上不再上升，证明不漏气，可以开始测定。

（四）测定

转动⑤接通③，举起①把气体尽量压入③中，再降下①，重新将气体抽回到②，这样上下举动①，使气样与吸收剂充分接触，4~5次后降下①，待吸收剂上升到③的原来刻度线位置时，立即关闭⑤，把①移近②，在两液面平衡时读数，记录后，打开⑤来回举动①如上操作，再进行第二次读数，若两次读数相同即表明吸收完全。否则重新打开⑤再举动①直至读数相同为止。气体样品中CO₂或O₂百分含量的计算：

由于量气筒体积是100 mL，故测定前后量之差便是所测气体的百分含量，可不必计算。

以上测定前后差值为 CO₂体积数。再转动⑥接通④管，用上述方法测定出O₂ 的体积数。

操作时应注意：

（1）举起①时②内液面不得超过刻度100处，否则蒸馏水会流入梳形管，甚至到气体吸收管内，不但影响测定的准确性，还会冲淡吸收剂造成误差。液面也不能过低，应以③中吸收剂不超过⑤为准，否则吸收剂流入梳形管时要重新洗涤仪器才能使用。

（2）举起①时动作不宜太快，以免气样因受压大，冲过吸收剂成气泡状自乙管漏出，一旦发生这种现象，要重新设定。

（3）先测CO₂然后测O₂。

（4）焦性没食子酸的碱性液在15~20℃时吸收O₂效能最大，吸收效果随温度下降而减弱，0℃时几乎完全丧失吸收能力。

（5）吸收剂浓度按百分比浓度配制，多次举起①读数不等时，说明吸收剂的吸收能力减弱，需重新配制吸收剂。

五、附录：果蔬呼吸系数测定

利用奥氏气体仪还可以测定果蔬的呼吸系数，进而了解果蔬呼吸的底物状况。呼吸系数也称呼吸商，它是果蔬通过呼吸作用释放出CO₂与吸入O₂的容积比，用RQ表示。各种呼吸底物有着不同的RQ值，在一定程度上可以根据呼吸商来估计呼吸的性质和底物的种类。

称取1千克左右果实或蔬菜装入密闭玻璃干燥器中。静置一定时间（8、16或24、48小时）后，利用奥氏气体分析仪测定真空干燥器内O₂和CO₂气体含量。通过下式计算果实或蔬菜的呼吸系数。