9/13/2020 1 PHÂN TÍCH HÓA LÝ THỰC PHẨM 1 TS DƯƠNG HỮU HUY PHONE 0987 513 138 EMAIL huydh@hufi edu vn duonghuuhuy@yahoo com vn PHÂN TÍCH THỰC PHẨM Hàm lượng vitamin ? Hàm lượng Zn, Fe là ? Nội dung môn[.]
9/13/2020 PHÂN TÍCH THỰC PHẨM PHÂN TÍCH HĨA LÝ THỰC PHẨM Hàm lượng Zn, Fe ? Hàm lượng vitamin ? TS DƯƠNG HỮU HUY PHONE: 0987.513.138 EMAIL: huydh@hufi.edu.vn duonghuuhuy@yahoo.com.vn Đánh giá mơn học Nội dung mơn học • Chương 1: Đại cương phân tích hóa lý thực phẩm (4,0,8) • Chương 2: Các phương pháp phân tích hóa lý (8,0,16) • Chương 3: Phân tích số tiêu • • • • Tham gia lớp học: 20 % Tiểu luận: 30 % Thi cuối kì: 50 % Lưu ý: sinh viên có mặt 75 % số buổi học • Bonus: + thực phẩm (18,0,36) 9/13/2020 Danh sách tiểu luận môn học Xác định độ ẩm Xác định hàm lượng khoáng + hàm lượng Fe UV-Vis Xác định độ chua Xác định hàm lượng glucid Xác định hàm lượng protein Xác định hàm lượng lipid Xác định Xác định Fe, Zn, Cu AAS Xác định Nitrite Nitrate UV-Vis Xác định acid sorbic benzoic HPLC 10 Xác định Aflatoxin HPLC • 1.3 Phương pháp xử lý mẫu – 1.3.1 Kỹ thuật vơ hóa khơ – 1.3.2 Kỹ thuật vơ hóa ướt – 1.3.3 Kỹ thuật chưng cất – 1.3.4 Kỹ thuật kết tủa – 1.3.5 Kỹ thuật tách chiết pha • 1.4 Xử lý số liệu phân tích phương pháp thống kê phân tích thực phẩm – 1.4.1 Giá trị trung bình – 1.4.2 Phương sai – 1.4.3 Độ lệch chuẩn – 1.4.4 Ước lượng khoảng tin cậy kết phân tích Chương 1: Đại cương phân tích hóa lý thực phẩm • 1.1 Giới thiệu phân tích hóa lý thực phẩm – 1.1.1 Mục đích – 1.1.2 Phân loại phương pháp phân tích hóa lý thực phẩm – 1.1.3 Lựa chọn phương pháp phân tích • 1.2 Phương pháp lấy mẫu – 1.2.1 Các khái niệm – 1.2.2 Các qui định lấy mẫu – 1.2.3 Gửi mẫu nhận mẫu I Phân tích thực phẩm - PTTP • Là sử dụng phương pháp (kỹ thuật) phân tích định tính định lượng để xác định tiêu LÝ – HÓA – SINH CẢM QUAN thực phẩm – Nhóm tiêu HĨA LÝ: @Phân tích Hóa lý Thực phẩm – Nhóm tiêu VI SINH: – Nhóm tiêu CẢM QUAN: 9/13/2020 Mục đích chung PTTP Kiểm tra đánh giá loại thực phẩm có đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng (chỉ tiêu hóa lý, vi sinh cảm quan) theo quy định hay không Kiểm soát chất lượng sản phẩm hoạt động sản xuất nhằm đảm bảo tính đồng nhất, tính an tồn tiêu chất lượng sản phẩm Kiểm sốt lãng phí có q trình sản xuất Tạo sở để nghiên cứu phát triển sản phẩm Cung cấp số liệu chất lượng thực phẩm để đưa nhận định khách quan phục vụ cho công tác quản lý nhà nước an toàn vệ sinh thực phẩm Đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm bảo vệ quyền lợi sứckhỏe người tiêu dùng Các tiêu HĨA LÝ • • • • • • • • • • • pH độ acid Độ ẩm chất khô tổng cộng Xác định hàm lượng tro Phân tích thành phần khống Phân tích hàm lượng carbohydrate Phân tích hàm lượng chất xơ Phân tích hàm lượng chất béo thơ Phân tích tiêu chất lượng chất béo Phân tích protein Phân tích vitamin Phân tích chất màu, thuốc trừ sâu, độc tố dư lượng kháng sinh • … Phân loại • Phân tích định tính: Có hay khơng? • Phân tích định lượng: CÓ bao nhiêu? 9/13/2020 Lựa chọn phương pháp • Tính tiên tiến: độ đúng, độ xác, độ chọn lọc tính đặc trưng • Tính thực tế: khả thi (thiết bị, hóa chất, trình độ) • Tính kinh tế: rẻ!! • Tính an tồn cao: Qui trình thực MỤC ĐÍCH? LẬP KẾ HOẠCH Phương pháp? LẤY MẪU Bảo quản mẫu TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH Xử lý mẫu XỬ LÝ SỐ LIỆU TÍNH VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ LẤY MẪU CÁC KHÁI NIỆM • Là cơng việc quan trọng nhất! • Thực kỹ thuật để thu lượng mẫu ĐẠI DIỆN ĐỒNG NHẤT LẤY MẪU KẾT QUẢ SAI SAI ĐÚNG ….? Lô hàng đồng Mẫu ban đầu Mẫu chung Mẫu đại diện Mẫu kiểm nghiệm Mẫu lưu Lô sản phẩm Đơn vị mẫu 9/13/2020 KỸ THUẬT LẤY MẪU KỸ THUẬT LẤY MẪU • TÌNH HUỐNG: lấy mẫu ntn? (1) (2) CÁC YÊU CẦU LẤY MẪU Lập biên Đúng kỹ thuật Mẫu đại diện Mẫu kiểm nghiệm = mẫu trung bình Thực phẩm lỏng: (1) lấy thùng chứa; (2) or khuấy kỹ trước lấy • Thực phẩm rắn: lấy bao or đống • Thực phẩm đóng gói: giữ ngun bao bì • • • • • Đối với loại, nhóm thực phẩm: phương pháp lấy mẫu thực theo TCVN! • Lấy mẫu ngẫu nhiên đơn giản • Lấy mẫu ngẫu nhiên hệ thống • Lấy mẫu nhiều mức GỬI MẪU – BẢO QUẢN MẪU • Mẫu trung bình chia thành ba phần: phần gửi, phần lưu • Các phần cần bao gói bảo quản theo qui định • Ghi đầy đủ thơng tin: – – – – – – – – – Tên quan chủ quản cssx Tên cssx Tên loại sp Số liệu khối lượng lô hàng Khối lượng mẫu gửi đến kiểm tra Ngày tháng năm lấy mẫu Lý lấy mẫu Yêu cầu kiểm tra tiêu Họ tên chức vụ người lấy mẫu 9/13/2020 NHẬN MẪU – BẢO QUẢN MẪU • Khi nhận mẫu kiểm tra: – Kiểm tra xem bao bì có hợp lý không – Kiểm tra lại phiếu gửi kiểm nghiệm, biên lấy mẫu, nhãn dán, xác định loại thực phẩm – Xác định yêu cầu kiểm nghiệm – Tiến hành kiểm nghiệm – Nếu mẫu có bất thường khơng nhận mẫu để phân tích XỬ LÝ MẪU MÌNH CĨ THỂ ĐƯA TRỰC TIẾP CÁC LOẠI THỰC PHẨM NÀY VÀO MÁY!!! HPLC AAS XỬ LÝ MẪU • Mục đích: chuyển mẫu thành dạng phù hợp với phương pháp phân tích Ví dụ: phân tích kim loại nặng rau củ • Lưu ý: xử lý mẫu không tốt => nguồn gây sai số lớn cho kết quả! • u cầu q trình xử lý mẫu: Không làm chất phân tích Khơng đưa thêm tạp chất vào mẫu Hóa chất có độ tinh khiết phù hợp Phù hợp với phương pháp phân tích Tách làm giàu chất phân tích NHĨM KỸ THUẬT XỬ LÝ MẪU • Kỹ thuật vơ hóa ướt, khơ • Kỹ thuật tách chiết: chưng cất, kết tủa, chiết tách pha… • Lựa chọn kỹ thuật xử lý mẫu: – Tùy thuộc vào chất phân tích phương pháp phân tích – Thành phần mẫu 9/13/2020 Kỹ thuật vô hóa mẫu Vơ hóa khơ Mẫu nung lò nung nhiệt độ cao (~550°C) để phân hủy hợp chất hữu cơ, thu tro trắng Vơ hóa ướt Mẫu đun nóng (~200°C) với acid mạnh H2SO4, HNO3, có chất oxi hóa mạnh để phân hủy chất hữu cơ, thu dung dịch suốt Xử lý mẫu xác định Xử lý mẫu xác định kim loại kim loại Dùng nhiệt độ cao phân hủy mẫu Dùng nhiệt độ kết hợp tính oxi hóa mạnh để phân hủy mẫu Sử dụng lò nung (# lò sấy) + Xử lý hở: bếp điện, beaker, bình Kendan => chậm + Xử lý kín: lị vi sóng => nhanh Kỹ thuật vơ hóa khơ • Được sử dụng để phân tích kim loại • Ví dụ: Tro hóa mẫu rau để phân tích kim loại – Cân 5g mẫu vào chén sứ (lưu ý: mẫu đồng nhất, xử lý sơ bộ: làm khô, nghiền nhỏ) – Đun từ từ đến mẫu khô đen (trên bếp điện) – Nung 3h 550°C thành tro trắng (trong lò nung) – Hòa tan tro 10 ml HCl 15% – Định mức thành 25 ml nước cất – Đem xác định Kỹ thuật vơ hóa mẫu Khi ứng dụng phương pháp vơ hóa khơ ngược lại? Có thể kết hợp đồng thời phương pháp không? Ưu nhược điểm phương pháp này? Kỹ thuật vơ hóa khơ • Ví dụ: Tro hóa mẫu rau để phân tích kim loại – Cân 5g mẫu cho vào chén nung – Thêm 1g KNO3 ml HNO3 65%, trộn => Chất phụ gia, vai trị làm gì? – Đun từ từ bếp mẫu khô đen – Nung nhiệt độ 530°C, thu tro trắng – Hòa tan mẫu 15 ml HCl 15 %, đun nhẹ cho tan hết – Định mức thành 25 ml nước cất – Đem xác định Vai trị chất phụ gia gì? 9/13/2020 Kỹ thuật vơ hóa ướt • Ví dụ: xử ly mẫu rau để xác định kim loại – Cân g mẫu vào ống phá mẫu (vd: beaker, ống Kendan) – Thêm 60 ml HNO3 65 % + ml H2SO4 98 % – Lắc đều, đun bếp dung dịch suốt (Nếu đun mà dd cạn mà mẫu không làm nào?) – Đun đuổi acid, thu muối ẩm – Hòa tan 25 ml HCl % (Cũng tùy phương pháp mà sử dụng acid hòa tan, nước hịa tan) Kỹ thuật chưng cất • Tách dựa nhiệt độ sơi chất • Thiết bị chưng cất • Ví dụ: tách cồn khỏi rượu bia chưng cất cồn • Tại lại tách được? • Thuyết minh hoạt động thiết bị? Kỹ thuật kết tủa • Tách dựa hình thành chất kết tủa (rắn) chất cần xác định • Ví dụ: Tách protein từ trứng dung mơi hữu Có ống nghiệm sau: – Ống 1: giọt protein trứng %, 20 giọt cồn 96°, thêm giọt NaCl bão hòa Lắc – Ống 2: giọt protein trứng %, 20 giọt acetone, thêm giọt NaCl bão hòa Lắc 9/13/2020 Kỹ thuật chiết tách pha • Nguyên tắc: dựa khả phân bố khác chất phân tích vào hai pha khơng trộn lẫn vào – Ví du: quan sát cho trộn xăng vào nước? Điều xảy thêm dầu ăn vào hệ trên? • Thường ứng dụng để xử lý mẫu kỹ thuật phân tích sắc kí xác định hợp chất hữu • Có kỹ thuật chính: Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng (LLE): Kỹ thuật chiết pha rắn (SPE): Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng • Nguyên tắc: dựa khả phân bố chất phân tích vào hai pha LỎNG khơng trộn lẫn vào • Ví dụ: Chiết lipid mẫu sữa tươi – – – – – – – – – – – Hút 10 ml mẫu cho vào phễu Thêm 10 ml hỗn hợp Cồn + NH3 Thêm 15 ml petroleum ether giọt phenolphthalein Lắc đều, để yên 30 phút Tách cẩn thận hai pha (pha pha dưới) Dự đốn pha gì, pha gì? Thêm 10 ml vào pha Tiếp tục lắc, để yên 30’ tách pha Cuối thu gộp tồn phần ether có chứa lipid Tại pha ether chứa lipid? Kỹ thuật chiết pha rắn • Tách chất phân tích từ mẫu pha rắn, sau rửa giải dung mơi thích hợp • Ví dụ: Xử lý mẫu xác định hợp chất chlorophenol nước – 250 ml mẫu nước acid hóa pH ~ – Đưa mẫu qua cột chiết với tốc độ ml/phút/ – Cho qua cột 10 ml nước cất, – Rửa giải 40 ml ACN DCM – Phân tích HPLC hay GC 9/13/2020 IV XỬ LÝ SỐ LIỆU PHÂN TÍCH • • • • • Giá trị trung bình cộng (mean), trung vị (median) yếu vị (mode) Trị trung bình Phương sai Độ lệch chuẩn Ước lượng khoảng tin cậy Chữ số có nghĩa x Khi phân bố tập số liệu tuân theo phân bố chuẩn giá trị bình quân = trung vị = yếu vị Số trung vị thường dùng chủ yếu cho phân bố lệch, biểu thị xác trung bình cộng o Trung bình cộng (mean, average, arithmetic mean): đại lượng mô tả thống kê, tính cách lấy tổng giá trị toàn quan sát tập chia cho số lượng quan sát tập • Ví dụ Cho tập số liệu sau: 13, 18, 13, 14, 13, 16, 14, 21, 13 Hãy tính giá trị trung bình cộng, trung vị yếu vị tập n x x xn x n x i 1 i n: số lần đo lặp lại xi: kết lần đo thứ i n o Trung vị (median): số tách nửa lớn nửa bé mẫu, quần thể, hay phân bố xác suất Nó giá trị phân bố, mà số số nằm hay số o Yếu vị (mode): giá trị phần tử có số lần xuất lớn danh sách 10 9/13/2020 Phương sai (σ2 s2) độ lệch chuẩn (σ) • Phương sai (variance): biến ngẫu nhiên bình phương độ lệch chuẩn σ Ý nghĩa phương sai: đo phân tán thống kê biến, hàm ý giá trị biến thường cách giá trị kỳ vọng bao xa (x i i 1 n Khi n > 30 x) s2 (x i x) i 1 n 1 • Độ lệch chuẩn tương đối (relative standard deviation): RSD n: số lần đo lặp lại f=n-1: số bậc tự Khi n ≤ 30 • Độ lệch chuẩn (standard deviation σ, sd): đại lượng thống kê mô tả dùng để đo mức độ phân tán tập liệu Độ lệch chuẩn bậc hai phương sai • Ví dụ Cho tập số liệu sau: 13, 18, 13, 14, 13, 16, 14, 21, 13 Hãy tính phương sai, độ lệch chuẩn, độ lệch chuẩn giá trị trung bình, độ lệch chuẩn tương đối, hệ số biến động, số bậc tự MEAN 15 MEDIAN 14 SD 2.828427 S RSD 18.85618 S n Sx = n n 2 • Độ lệch chuẩn giá trị trung bình: S x • Hệ số biến động (CV - coefficient of variance) CV SD 100 % RSD 100 % x Khoảng tin cậy ε (confidence interval): • Nếu SSNN tuân theo phân bố chuẩn xác định biên giới tin cậy (khoảng chứa giá trị thực µ) • Tính theo σ 0.67 1.96 2.58 Xác suất 50% n n Xác suất 95% n Xác suất 99% 11 9/13/2020 • Thực tế số lần thí nghiệm nhỏ độ lệch chuẩn tính theo chuẩn Student: ε = t P, f S × n Giá trị t ứng với xác suất tin cậy P số bậc tự f = n - t: hệ số student P: xác suất tin cậy f = n – 1: số bậc tự t phụ thuộc P f Biểu diễn kết đo: x x x • Ví dụ Phân tích lặp lại hàm lượng dầu thu kết sau: 16.3, 15.7, 16.8, 15.9, 16.0, 15.5 % Hãy biễu diễn kết với xác suất 95 %? Chữ số có nghĩa Kết phép đo trực tiếp thao tác phân tích phải ghi chép cho người sử dụng số liệu hiểu mức độ xác phép đo Số liệu phải làm tròn cho lại giá trị biết xác số cuối bất định (khơng tin cậy) 12 9/13/2020 • Vd: Cân phân tích có độ nhạy 0.1 mg Kết cân phải ghi đến số phần mười mg 1,2516 gam Không viết 1,251 gam 1,25160 gam Các số 1, 2, 5, 1: hoàn toàn tin cậy (đọc từ cân) Số 6: số bất định (không tin cậy) CSCN (4 CSCN tin cậy + CSCN không tin cậy) Vd: đo pH máy đo pH = 2.43 pH = - lg[H+] [H+] = 10-pH = 10-2.43 [H+] = 0.003715352 = 0.00371 - Số đo trực tiếp x = 0.4763 Lgx = - 0.3221194 = - 0.3221 (số đo gián tiếp) - Số đo trực tiếp x = 0.4763 lgx = 1.660106 1.6601 - L mL: 5*103 mL - 0,000520 = 5,20.10-4 có số có nghĩa CSCN cho phép đo trực tiếp (từ dụng cụ): Thể tích đọc từ buret: 30.25 mL: có 4CSCN (3 CSCN tin cậy + CSCN không tin cậy “5” 0.03025 L: CSCN - Số “0” không CSCN 0.00204: 3CSCN - 1054 : CSCN 1,054*103 Làm tròn số đo gián tiếp - Làm tròn đến 4CSCN 0.51257 0.5126 - Làm tròn theo chữ số 5: 0.255 0.26 0.345 0.34 Số chẵn 0.335 0.34 Số lẻ 52 13 9/13/2020 Phép cộng, trừ: BaO Phép nhân, chia: Ba = 137.34 Làm tròn theo số có CSCN O = 15.9994 153.3394 153.34 Làm trịn theo số CSCN số hạng có số thập phân 53 0.9215 2.45 0.225767 10.00 0.226 0.1182 2.45 0.028956 10.00 0.0290 54 14