Tính toán kết quả
Hàm lượng pectin (P) tính theo công thức sau:
Trong đó: P (%) - hàm lượng pectin có trong mẫu m 2 (g) - khối lượng giấy lọc có kết tủa m 1 (g) - khối lượng giấy lọc không có kết tủa
≈ 0,92 - hệ số chuyển đổi từ Calcium pectate về pectin
(191×2)+40 m (g) - khối lượng mẫu phân tích
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
Phương pháp đo quang phổ thông qua ion Cu 2+
Nguyên tắc
Trong quá trình xác định hàm lượng pectin bằng phương pháp Calcium pectate, ion Ca 2+ được sử dụng làm chất kết tủa, nhưng độ hấp thụ của nó khó xác định trừ khi có tác nhân tạo màu Ngay cả khi có tác nhân tạo màu, việc đo độ hấp thụ chỉ có thể thực hiện sau một thời gian trong môi trường tối Quá trình này phức tạp và độ hấp thụ dao động lớn, do đó, ion Cu 2+ được chọn để đo Cu 2+ có khả năng phản ứng với dung dịch đệm tạo ra đồng Cu 2 (OH) 2 CO 3, tương tự như phương pháp định lượng đường khử bằng DNS trong mẫu thực phẩm.
Hình 11 Độ hấp thu của Cu 2+ trong dung dịch đệm
Công thức phân tử của đồng pectate là C17H22O16Cu, với Cu chiếm 11,72% khối lượng Hàm lượng đồng pectate có thể được xác định thông qua việc đo hàm lượng Cu2+, được tính từ dịch lọc.
Hình 12 Phương trình phản ứng của Pectin và Cu 2+
Ứng dụng
Phương pháp đo quang phổ qua ion Cu 2+ là một kỹ thuật mới để xác định hàm lượng pectin trong thực phẩm một cách gián tiếp Phương pháp này có phạm vi ứng dụng tương đương với phương pháp Calcium pectate.
Chuẩn bị
Các hóa chất và thuốc thử được sử dụng trong quy trình thí nghiệm tại Trung Quốc sẽ được cung cấp bởi các công ty thương mại trong nước.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
- Quang phổ kế FT-IR FTIR: Nicolet IS50.
- Máy Electron - Thermostatic Water Bath HH - 6.
- Máy quang phổ UV-Vis: UV-1900, Shimadzu, Japan.
Cách tiến hành
✓ Thiết lập đường cong làm việc của Cu 2+
Để tiến hành thí nghiệm, bước đầu tiên là lấy 2mL dung dịch CuCl2 với các nồng độ từ 3 đến 10.5 mmol/L, sau đó cho vào bình định mức 10mL chứa dung dịch đệm tương ứng Cuối cùng, chuyển hỗn hợp này vào cuvette thạch anh và sử dụng dung dịch đệm làm mẫu trắng.
Bước 2: Xác định độ hấp thụ của hỗn hợp ở bước sóng 712 nm bằng máy quang phổ UV-Vis.
Bước 3: Dựng một đường chuẩn tuyến tính được thiết lập giữa độ hấp thụ và hàm lượng của Cu 2+ Ta sẽ đo trong một số điều kiện như sau:
- Thực hiện ở nhiệt độ phòng.
- Bước sóng xác định ở 712 nm.
- Thời gian phản ứng: hơn 30s do cần tối thiểu 30s để ion Cu 2+ chuyển hóa hoàn toàn thành
Cu 2 (OH) 2 CO 3 Đường cong làm việc của mối quan hệ giữa nồng độ Cu 2+ và độ hấp thụ ở bước sóng 712nm được biểu diễn như sau:
Trong đó: C là nồng độ của Cu 2+ trong hệ (mol/L)
A là độ hấp thụ của dung dịch ở bước sóng 712 nm.
Hình 13 Đường chuẩn giữa nồng độ Cu 2+ và độ hấp thụ ở bước sóng 712 nm
✓ Xác định hàm lượng Pectin
Lấy 2mL dịch lọc mẫu thử chứa pectin, thêm vào 10mL bình định mức với 8mL dung dịch đệm Sau khi trộn đều, chuyển hỗn hợp vào cuvette thạch anh để đo độ hấp thụ ở bước sóng xác định.
712 nm trong máy quang phổ UV-vis để xác định hàm lượng Cu 2+ trong dịch lọc, tiếp tục có thể sử dụng để tính hàm lượng pectin.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
Tính toán kết quả
Công thức tính hàm lượng pectin như sau:
Trong đó: X là hàm lượng pectin (%)
C là nồng độ Cu 2+ theo đường cong làm việc (mmol/L) n 0 là hàm lượng Cu 2+ trước phản ứng (mmol)
V là tổng thể tích của dịch lọc (mL)
64 là khối lượng nguyên tử của đồng
0.1172 là tỷ lệ số nguyên tử đồng trong pectate đồng m 0 là khối lượng của mẫu (g)
W là độ ẩm của mẫu (%)
Phương pháp so màu Carbazole
Giới thiệu
Phương pháp Carbazole, được đề xuất lần đầu bởi Dische vào năm 1946, là một phương pháp phân tích quang phổ pectin Quy trình này bao gồm các bước chiết tách pectin từ thịt quả và rau củ, depolymer pectin bằng acid sulfuric, sau đó thực hiện phản ứng tạo màu với carbazole và tiến hành đo quang phổ.
Nguyên tắc
Carbazole là một hydrocarbon thơm đa vòng, bao gồm hai vòng benzen và một vòng chứa nitơ Chất này thường được sử dụng như một cầu liên hợp π trong việc tạo ra thuốc nhuộm hữu cơ Phản ứng tạo màu diễn ra khi các sản phẩm phân hủy của quá trình thủy phân pectin bằng acid đậm đặc tương tác với carbazole, và màu sắc thu được tỷ lệ thuận với nồng độ của galacturonic acid.
Ứng dụng
Phương pháp so màu Carbazole là kỹ thuật phổ biến để xác định hàm lượng pectin trong trái cây và rau củ như đào, cà rốt, cam, chanh và cà chua Gần đây, phản ứng tạo màu của carbazole còn được áp dụng để xác định hàm lượng galacturonic acid trong các polysaccharides từ phế phẩm nông nghiệp như vỏ bưởi và vỏ thanh long.
Chuẩn bị
Thuốc thử Carbazole 0.1% Sulfuric acid đậm đặc
Erlen 100mL Bể điều nhiệt Tủ sấy
Beaker 100mL Phễu lọc Máy quang phổ chùm tia đôi 525nm Ống nghiệm Muỗng inox Cuvette 1mL
Pipette Bình định mức 100 mL Cân phân tích
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
Cách tiến hành
Hòa tan 0.1g carbazole bằng ethanol trong bình định mức đến vạch 100ml, lắc đều cho đến khi tan hoàn toàn.
Bước 1: Cân mẫu pectin bằng cân phân tích.
Bước 2: Kết tủa mẫu pectin với lần lượt ethanol 95% và 63% Sau đó, sấy khô kết tủa và pha loãng mẫu bằng nước cất đến nồng độ 0.025%.
Bước 3: Cho 0.5mL thuốc thử carbazole 0.1% và 5 - 6mL sulfuric acid đậm đặc vào ống nghiệm nhanh chóng trong 6s và lắc đều.
Bước 4: Đun nóng ống nghiệm đến 85 - 100℃ trong 5 - 10 phút.
Bước 5: Làm nguội ống nghiệm trong bể đá trong 5 phút.
Bước 6: Sử dụng syringe để đưa từng mẫu vào lọ đựng và tiến hành đo quang phổ Độ hấp thụ được xác định bằng máy quang phổ chùm tia đôi ở bước sóng 525nm với cuvette 1 cm.
Bước 7: Phép đo được thực hiện song song đối với mẫu trắng bao gồm 1ml nước cất, 0.5mL thuốc thử carbazole 0.1% và 5 - 6mL sulfuric acid đậm đặc.
Lặp lại tương tự trong 3 lần.
Tính toán kết quả
Định lượng pectin trong mẫu cần xác định bằng phương trình Lambert-Beer:
Trong đó: A: Độ hấp thụ ε: Độ hấp thụ mol (LM -1 cm -1 ) b: Chiều dày cuvette (cm) C x : Nồng độ mẫu (mol/L)
Khi dung dịch cần xác định và dung dịch chuẩn có cùng chiều dày cuvette, ta có công thức: b = const ⇒ C x A
✓ Khối lượng acid D-Galacturonic trong mẫu được tính theo công thức như sau:
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
✓ Hàm lượng acid D-Galacturonic trong mẫu được tính theo công thức sau:
%D − Galacturonic acid acid D−Galacturonic × 100% m mẫu
Trong thế kỷ XIX, các nhà khoa học cho rằng tổng hàm lượng D-Galacturonic acid trong thực phẩm tương đương với tổng khối lượng pectin Tuy nhiên, nghiên cứu hiện tại cho thấy D-Galacturonic acid chỉ chiếm tối thiểu 80% hàm lượng pectin, không đạt 100%, tùy thuộc vào loại thực phẩm Do đó, công thức tính hàm lượng pectin cần được điều chỉnh bằng cách bổ sung hệ số thực nghiệm θ (θ ≥ 80%) Công thức chính xác để tính hàm lượng pectin trong mẫu thực phẩm là: m acid D−Galacturonic = m pectin × θ.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
BÀN LUẬN VÀ KẾT LUẬN
Bàn luận chung
3.1.1 Năng lực của phương pháp Calcium pectate
Trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm, phương pháp Calciumum pectate được ưa chuộng toàn cầu để xác định hàm lượng pectin nhờ vào độ chính xác và tính lặp lại cao Phương pháp này không chỉ có chi phí thấp mà còn giúp hạn chế ô nhiễm môi trường Dưới đây là một số ứng dụng của phương pháp này trong các loại thực phẩm khác nhau, được trình bày trong Bảng 3.
Bảng 3 Hàm lượng pectin trong sương sáo Việt Nam Sương sáo tươi Tiền Giang Sương sáo khô Tiền Giang Sương sáo khô Đồng Tháp
Bảng 4 Hàm lượng pectin của các thành phần khác nhau bên trong mít ở Ấn Độ
Các loại mít trong thị Thành phần khác nhau bên trong mít trường Ấn Độ Vỏ Lõi trắng Múi thịt
Hệ số biến thiên hàm lượng pectin trong các sản phẩm thực phẩm rất thấp, dao động từ 0.10% đến 0.16%, cho thấy độ chính xác và độ lặp lại cao của phương pháp xác định này Phương pháp này cũng có tính phổ biến, được áp dụng rộng rãi cho hầu hết các loại thực phẩm, mang lại kết quả chính xác bất kể loại thực phẩm hay vùng địa lý Hiện nay, đây được xem là một trong những phương pháp mạnh nhất để xác định hàm lượng pectin.
3.1.2 Năng lực của phương pháp đo quang phổ thông qua ion Cu 2+
Phương pháp đo quang phổ qua ion Cu 2+ được phát triển bởi nhóm nghiên cứu Trung Quốc vào năm 2021, nhằm xác định hàm lượng pectin trong thực phẩm và đơn giản hóa quy trình nghiên cứu bằng máy đo quang phổ Mặc dù chưa phổ biến toàn cầu, phương pháp này đã chứng minh tiềm năng lớn và khả năng xác định hàm lượng pectin chính xác hơn so với phương pháp Calcium pectate Để kiểm tra độ chính xác, độ lặp lại của phương pháp được phân tích với độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của bốn phép đo là 2.60%; 1.10%; 0.14%; 0.31% ( 0.95) Một thí nghiệm đã được thực hiện trong hai điều kiện khác nhau (100℃ trong 10 phút và 85℃ trong 5 phút) để xác minh tính chính xác và độ tin cậy của phương pháp Kết quả được thể hiện qua hai đồ thị đường thẳng hồi quy tuyến tính.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
Hình 14 Cường độ h ấ p th ụ c ủ a D-Galacturonic acid khi th ự c hi ệ n thí nghi ệ m ở 100℃ trong 10 phút
Hình 15 Cường độ h ấ p th ụ c ủ a D-Galacturonic acid khi th ự c hi ệ n thí nghi ệ m ở 85 ℃ trong 5 phút
Phương pháp Carbazole cho thấy độ chính xác cao với hệ số tương quan R > 0.95 trong cả hai thử nghiệm Tuy nhiên, không đạt được hệ số tương quan tối đa R = 0.999 như phương pháp đo quang phổ ion Cu 2+ hoặc R = 1 Nguyên nhân có thể là do màu sắc thu được từ phương pháp Carbazole không chỉ phụ thuộc vào nồng độ D-Galacturonic acid mà còn bị ảnh hưởng bởi các phân tử khác như D-Galatose và L-Rhamnose, trong khi D-Galacturonic acid chỉ chiếm khoảng 80% trong cấu trúc pectin Thêm vào đó, sự hiện diện của các carbohydrate như tinh bột, cellulose và đường trung tính trong dịch chiết pectin có thể gây ra sai số trong phân tích D-Galacturonic acid, vì Carbazole có khả năng kết hợp với các phân tử đường trung tính, dẫn đến sự sai lệch trong giá trị cường độ hấp thu.
Một trong những nhược điểm lớn của phương pháp Carbazole là không thể xác định hàm lượng pectin trong các mẫu mà hệ số thực nghiệm θ chưa được xác định Điều này có nghĩa là phương pháp này chỉ áp dụng hiệu quả cho những loại thực phẩm đã có hệ số thực nghiệm chính xác, chẳng hạn như cam và chanh dây.
Kết luận 20 KẾT LUẬN
Phương pháp Calcium pectate hiện nay được coi là một trong những phương pháp chính xác nhất để xác định hàm lượng pectin Phương pháp này không chỉ dễ thực hiện mà còn có thiết bị và thuốc thử sẵn có, đồng thời có phạm vi áp dụng rộng rãi cho nhiều loại thực phẩm.
Phương pháp TIEU LUAN MOI, có thể tải về tại skknchat123@gmail.com, cho thấy sự khác biệt về địa lý vùng miền, nhưng nhược điểm lớn nhất là tốn nhiều thời gian Để khắc phục vấn đề này, phương pháp Carbazole, cùng thời đại với Calcium pectate, đã được giới thiệu Tuy nhiên, Carbazole cũng gặp phải nhược điểm lớn là phạm vi áp dụng hạn chế do thiếu sót của hệ số thực nghiệm, và độ chính xác của nó thấp hơn so với phương pháp Calcium pectate.
Phương pháp đo quang phổ ion Cu 2+ ra đời tại Trung Quốc vào năm 2021 kết hợp ưu, nhược điểm của các phương pháp trước đó, cho phép xác định gián tiếp hàm lượng pectin thông qua đo quang phổ hấp thu của Cu 2+ Phương pháp này nổi bật với độ chính xác cao, tương đương với Calcium pectate, thời gian thí nghiệm ngắn và khả năng áp dụng rộng rãi cho nhiều loại trái cây Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là yêu cầu thiết bị hiện đại Dù vậy, phương pháp này đã chứng minh giá trị và hứa hẹn tiềm năng phát triển trong tương lai trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
Ứng dụng của polymer tự nhiên, đặc biệt là pectin, trong ngành công nghiệp thực phẩm đang gia tăng nhanh chóng nhờ vào tính dễ kiếm và linh hoạt của nó Pectin được sử dụng phổ biến như một chất kết dính trong mứt và thạch rau câu, đồng thời là lựa chọn hàng đầu cho các sản phẩm thực phẩm ít calo thay thế cho chất béo và đường Không chỉ là chất điều chỉnh, pectin còn là một loại chất xơ hòa tan mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, như giảm cholesterol và cải thiện tiêu hóa Pectin có khả năng liên kết với chất béo và độc tố trong đường tiêu hóa, thúc đẩy quá trình giải độc cơ thể Sự gia tăng nhu cầu tiêu thụ thực phẩm chế biến sẵn, trái cây tươi và rau quả đã tạo ra cơ hội cho các loại màng ăn được, nhờ vào khả năng phân hủy sinh học và tái chế của pectin Các ứng dụng của pectin đã được làm rõ trong bài tiểu luận.
Nhóm đã làm rõ các vấn đề trong bài tiểu luận, bao gồm giới thiệu về cấu trúc, nguồn gốc và phân loại pectin, cùng với tính chất hóa học và hóa lý của nó Bài viết cũng đề cập đến các phương pháp chiết xuất và xác định hàm lượng pectin trong mẫu thực phẩm, phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp và ứng dụng thực tiễn của chúng Điều này giúp người phân tích lựa chọn phương pháp tối ưu dựa trên đặc tính nguyên liệu và tính sẵn có của thiết bị.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat
