thí nghiệm hóa học hóa sinh thực phẩm xác định chỉ số axit và hàm lượng axit béo tự do

Định nghĩa: Chỉ số axit AV được tính bằng số mg KOH cần để trung hòa hết lượng axit béo tự do có trong 1 gam chất béo.. Nguyên tắc: Trung hòa lượng axit béo tự do có trong chất béo bằng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM THÍ NGHIỆM HÓA HỌC VÀ HÓA SINH THỰC PHẨM

THÍ NGHIỆM HÓA HỌC – HÓA SINH THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Nguyên Lớp: L01 (ST6)

Nhóm: 2

Lê Minh Tường Khánh 2053113 Nguyễn Hoàng Trúc Linh 2211857 Ngô Hoàng Bích Ngân 2212179

Tháng 4 năm 2024, Thành phố Hồ Chí Minh

MỤC LỤC

2 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ AXIT VÀ HÀM LƯỢNG AXIT BÉO TỰ DO 1

2.1 Nguyên tắc 1

2.2 Dụng cụ 1

2.3 Hóa chất 1

2.4 Tiến hành 2

2.5 Kết quả thí nghiệm 2

2.6 Tính kết quả 2

2.7 Nhận xét và giải thích kết quả: 3

3 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PEROXYT (Theo TCVN 6021:1996; ISO 3960:1977) 4

3.1 Nguyên tắc 4

3.2 Dụng cụ và hóa chất 4

3.3 Tiến hành 5

3.4 Tính toán kết quả 6

3.5 Giải thích và biện luận 7

2 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ AXIT VÀ HÀM LƯỢNG AXIT BÉO TỰ DO

2.1 Nguyên tắc

Phạm vi áp dụng: Phương pháp này áp dụng cho dầu mỡ động, thực vật, không áp

dụng cho các loại sáp

Định nghĩa: Chỉ số axit (AV) được tính bằng số mg KOH cần để trung hòa hết

lượng axit béo tự do có trong 1 gam chất béo Chỉ số axit dự báo về khả năng bảo quản sản phẩm và cho biết mức độ bị thủy phân của chất béo

Nguyên tắc: Trung hòa lượng axit béo tự do có trong chất béo bằng dung dịch

KOH, phản ứng xảy ra:

2

Chú ý:

Khối lượng mẫu thử đem xác định tùy theo chỉ số axit của dầu mỡ được dự kiến như sau:

Chỉ số axit dự kiến

Cân khối lượng mẫu

(g)

Đối với dầu thô chuẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1N Thay số mg KOH tương ứng với 1mL dung dịch KOH 0,1N là 5,61

Nếu dung dịch KOH 0,1N vượt quá 10mL thì có thể thay bằng dung dịch NaOH 0,1N Nếu dung dịch KOH 0,1N trong cồn bị đục thì cho thêm dung môi hỗn hợp diethylether và cồn trung tính vừa đủ để dung dịch trong

2.2 Dụng cụ

 Burrette 25mL

 Erlen 100mL

 Becher 100mL

 Ống đong 25mL

2.3 Hóa chất

 Diethyl ether, rượu ethylic 96

 Dung dịch KOH 0,1N hoặc KOH 0,05N trong rượu đã được huẩn bị trước ít nhất

là một ngày và được gạn vào chai nâu đậy kín Dung dịch phai không màu hay có màu vàng nhạt

 Phenolphtalein

2.4 Tiến hành

Pha loãng thuốc thử Lugol 10 lần, để nhỏ vào giọt dịch thử, tránh màu quá đậm Cân chính xác 1,00g chất béo do PTN chuẩn bị (dầu Cái Lân) bằng cân hai số lẻ cho vào ba erlen cổ nhám sạch khô Sa đó 20mL hỗn hợp ether ethylic-rượu ethylic (1:1) để hòa tan chất béo vào mỗi bình Đối với mẫu rắn khó tan có thể gia nhiệt nhẹ trên nồi cách thủy, lắc đều

Chuẩn độ hỗn hợp bằng dung dịch KOH 0,05N trong rượu với 5 giọt chỉ thị phenolphtalein cho đến khi dung dịch có màu hồng bền trong 30 giây Làm tương tự với

ba erlen cổ nhám còn lại

Trường hợp chất béo có màu thẫm thì dùng chỉ thị thymolphtalein (1mL), kết thúc chuẩn độ khi xuất hiện màu xanh

2.5 Kết quả thí nghiệm

2

Bảng 1 Kết quả ba lần chuẩn độ

Erlen 1 Erlen 2 Erlen 3 Thể tích dd KOH dùng để định phân

V (mL)

Khối lượng dầu (chai nhỏ)

m (g)

2.6 Tính kết quả

Chỉ số Axit tính theo công thức:

Erlen 1:

A V1=2,8055× V ×T

2,8055 ×0,6 × 1

1 =1,6833mgKOH / g chất béo

Erlen 2:

A V2=2,8055 ×V ×T

2,8055 ×0,55 ×1

1 =1,5403 mgKOH / g chất béo

Erlen 3:

A V3=2,8055 ×V ×T

2,8055 ×0,55 × 1

1 =1,5403 mgKOH / g chất béo

Trung bình:

A V tb=A V1+A V2+A V3

3

¿1,6833+1,5403+ 1,5403

3 =1,5880 mgKOH / g chất béo

Trong đó: V - thể tích dung dịch KOH dùng định phân, mL

T - hệ số hiệu chỉnh nồng độ của dung dịch KOH sử dụng

m - lượng mẫu thí nghiệm, g 2.8055 - số mg KOH có trong 1mL KOH 0,05N.

2.7 Nhận xét và giải thích kết quả:

Chỉ số axit (acid value) quyết định chất lượng của dầu, nghĩa là chỉ số axit càng cao thì chất lượng dầu càng thấp Mẫu dầu mà lớp thí nghiệm là dầu Cái Lân là dầu đậu nành và dầu olein Theo TCVN 6217:2010, chỉ số axit của dầu thực vật tinh luyện từ 0 đến 1 và mẫu dầu Cái Lân mới mở nắp có thành phần chủ yếu là dầu đậu nành (dầu thực vật) Tuy nhiên dầu mà nhóm sử dụng đã mở nắp và được sử dụng còn 1/3 chai, nên chỉ

số axit có thể lớn hơn 1, tuy nhiên lớn hơn không nhiều Cho nên, theo nhóm nhận định, kết quả về AV của nhóm là 1,4697 là hợp lý so với TCVN 6217:2010

Nhóm cũng có so sánh kết quả với các nhóm khác, kết quả là hầu hết các nhóm đều

có giá trị AV đều thuộc khoảng từ 1-2 và có sự chênh lệch giá trị AV giữa các nhóm

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Nhóm 6 Giá trị AV

(mg KOH/g

chất béo)

1,3038 1,5880 1,560 1,4027 1,4836 1,4030

Các nhóm số liệu khác nhau, nhóm đưa ra những nguyên nhân như sau:

 Sự quan sát, nhận diện màu của mỗi nhóm là khác nhau

 Trong bước hòa tan lipid, thì nhóm có thể chưa hòa tan hoàn toàn lipid trong erlen cổ nhám

 Tuy đã làm theo đúng hướng dẫn, tuy nhiên trong các thao tác thực hành có thể sai sót một bước nào đó dẫn đến sai số

 Khi thực hiện thí nghiệm, việc sử dụng KOH/EtOH thay vì KOH/H2O do phản ứng chuẩn độ xảy ra là phản ứng trung hòa của KOH với các acid béo

tự do trong chất béo nhưng chất béo ngoài ra còn chứa chủ yếu là các ester của các acid béo khác nữa Nếu sử dụng KOH/H2O phản ứng thủy phân các chất béo sẽ xảy ra gây tiêu tốn thêm thể tích dung dịch KOH và dẫn đến sai

4

số Do vậy, ta sử dụng KOH/EtOH thay cho KOH/H2O để không xảy ra phản ứng thủy phân chất béo

3 XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PEROXYT (Theo TCVN 6021:1996; ISO 3960:1977)

3.1 Nguyên tắc

3.1.1 Định nghĩa:

Chỉ số peroxyt (PoV) là số mili-đương lượng của oxy hoạt hóa có trong 1 kilogram mẫu thử

Chỉ số peroxyt biểu thị cho mức độ bị oxy hóa của chất béo

3.1.2 Nguyên tắc

Các peroxyt tạo thành trong quá trình ôi hóa của chất béo, trong môi trường axit có khả năng phản ứng với KI giải phóng iod theo phản ứng:

Định phân iod tạo thành bằng dung dịch thiosulfate natri:

2Na2S2O3 + I2 →2NaI + Na2S4O6 Chỉ số peroxyt được tính bằng số mili - đương lượng thiosulfate kết hợp hết với lượng iod được giải phóng

3.2 Dụng cụ và hóa chất

Dụng cụ:

 Cân phân tích 2 số lẻ

 Burrette 25mL, chia vạch 0,1mL

 Erlen nút nhám 100mL

 Ống đong 50mL

 Pipette 1mL

 Bình tia

 Muỗng

 Becher 100mL

Nguyên liệu và hóa chất:

 Dầu ăn

 Dung dịch chloroform và axit axetic

 Dung dịch hồ tinh bột 0,1%

 Dung dịch Na2S2O3 0,01N được pha từ ống chuẩn

 Dung dịch KI bão hòa, được pha mới và làm sạch khỏi Iodat và I, tự do

Để kiểm tra dung dịch KI bão hòa, thêm hai giọt hồ tinh bột vào 0,5mL dung dịch

KI trong 30mL dung dịch CH3COOH:CHCl3, theo tỷ lệ 3: 2, nếu có màu xanh mà phải thêm hơn một giọt Na2S2O3 0,01N thì bỏ dung dịch KI này và chuẩn bị dung dịch mới

3.3 Tiến hành

Bước 1: Chuẩn bị dụng cụ và hóa chất như trên Dụng cụ đã được rửa sạch và sấy

khô

Bước 2: Dùng muỗng cân vào erlen có nút nhám chính xác khoảng 1,00g chất béo Bước 3: Dùng ống đong đong khoảng 10mL chloroform cho vào erlen trên để hòa

tan mẫu thử, nếu mẫu không tan hết thì có thể thêm lượng chloroform để mẫu tan hết sau đó thêm 15mL axit axetic hoặc cho vào 15-30mL hỗn hợp chloroform - axit axetic băng (tỷ lệ 1:2)

6

Bước 4: Dùng pipette 1mL hút 1mL dung dịch KI bão hòa cho vào erlen trên Đậy

kín erlen ngay Lắc trong 1 phút và để yên chính xác 5 phút ở nơi tối To = 15 – 25°C (theo ISO) hoặc lắc và để yên bình vào chỗ tối 1 phút (theo AOCS)

Bước 5: Sau 5 phút, thêm 30mL nước cất (bằng ống đong), lắc mạnh, thêm 5 giọt

hồ tinh bột làm chất chỉ thị

Bước 6: Chuẩn độ iod tạo thành bằng dung dịch Na2S2O3 0,01N

Tráng burette bằng nước cất sau đó tráng bằng dung dịch Na2S2O3 Xả dung dịch đã tráng vào becher Đong dung dịch Na2S2O3 đến vạch 0 và bắt đầu định mức Trong quá trình định mức, lắc đều erlen

Lưu ý: Chuẩn độ iod tạo thành bằng dung dịch Na2S2O3 0,002N nếu mẫu có chỉ số peroxyt nhỏ, hoặc dung dịch 0,01N cho mẫu có chỉ số peroxyt lớn hơn 12 meq/kg, đến khi mất màu tím đặc trưng của iod

Bước 6: Thực hiện thí nghiệm 3 lần Tiến hành đồng thời thí nghiệm kiểm chứng,

thay chất béo bằng 1mL nước cất và thực hiện từ bước 3 Nếu kết quả của mẫu trắng vượt quá 0,1mL dung dịch Na2S2O3 0,01N thì đổi hóa chất do không tinh khiết

3.4 Tính toán kết quả

Bảng 2 Kết quả ba lần chuẩn độ

Erlen 1 Erlen 2 Erlen 3 Kiểm định Thể tích dd Na2S2O3 0,01N

Khối lượng dầu (chai nhỏ)

Tính toán kết quả

PoV =(V1−V2)×T × N × 1000

m

Erlen 1:

PoV(1)=(V1 ( 1 )−V2)×T × N ×1000

m1

¿(1,4−1,3 )× 1× 0,01× 1000

Erlen 2:

PoV(2)=(V1 ( 2 )−V2)×T × N ×1000

m2

¿(1,5−1,3) ×1 ×0,01 ×1000

Erlen 3:

PoV(3)=(V1 ( 3 )−V2)× T × N ×1000

m3

¿(1,5−1,3) ×1 ×0,01 ×1000

Suy ra:

PoV(TB)=PoV(1)+PoV(2)+PoV(3)

3

¿1,0000+2,0000+2,0000

Với:

 PoV - chỉ số peroxyt, meq/kg

 V1 - số mL Na2S2O3 0,001N dùng định phân mẫu thí nghiệm (số mL Na2S2O3 tác dụng với iod vừa mới sinh sau phản ứng và iod trong dung dịch KI)

 V2 - số mL Na2S2O3 0,001N dùng định phân mẫu kiểm chứng (số mL Na2S2O3 tác dụng với iod trong dung dịch KI) V2=0,8 mL

8

 T - hệ số hiệu chỉnh nồng độ của Na2S2O3

T = 1 nếu pha từ ống chuẩn

 m - khối lượng mẫu thí nghiệm, g

 N - nồng độ đương lượng gam Na2S2O3 N=0,01

 1000 – tính trên 1kg mẫu thử

 V2−V1- số mL Na2S2O3 tác dụng với iod vừa mới sinh sau phản ứng

Phép thử được tiến hành trong ánh sáng ban ngày khuyếch tán hoặc ánh sáng nhân tạo, tránh tia cực tím Cân lượng mẫu thử chính xác 0,001g theo chỉ số peroxyt dự kiến như sau:

Chỉ số Peroxyt dự kiến Khối lượng mẫu thử (g)

0-12 12-20 30-50 50-90

5,2-2,0 2,0-1,2 0,8-0,5 0,5-0,3 Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của 2 phép thử kế tiếp Độ lệch của 2 phép thử theo bảng sau:

Nhỏ hơn 1 1-6 6-12 Lớn hơn 12

0,1 0,2 0,5

1,0

3.5 Giải thích và biện luận

Kết quá thí nghiệm

 Khi cho chất béo vào bình, ta dùng chloroform và axit axetic để hòa tan chất béo

năng giữ iod, giúp iod không bị thất thoát Và axit axetic trong trường hợp này làm chất xúc tác để phản ứng xảy ra.Vì vậy mà không sử dụng dung môi hòa tan giống thí nghiệm xác định chỉ số axit Và việc hòa tan giúp quá trình chuẩn độ không bị sai sót vì Na2S2O3 có thể khuếch tán nhanh để tác dụng với iod

 Khi cho KI vào và lắc để KI có thể khuếch tán đều trong dung dịch, sau đó để trong tối 5 phút cho phản ứng xảy ra và để khi iod sinh ra sẽ không bị thất thoát

vì để ngoài ánh sáng iod có thể bị thăng hoa

 Sau khi để trong tối 5 phút, màu của dung dịch trong erlen chuyển sang màu vàng đậm do trong môi trường axit, peroxide của chất béo sẽ phản ứng với KI tạo ra iod (các peroxyt tạo thành trong quá trình ôi hóa của chất béo)

 Khi cho nước cất vào erlen thì thấy có hiện tượng tách pha là do chloroform không phân cực nên bị tách pha (chloroform tách pha là chloroform dư, không phải chloroform đã hòa tan chất béo tham gia vào phản ứng)

 Sau khi thêm vài giọt hồ tinh bột vào erlen thì ống nghiệm chuyển sang màu xanh tím là do iod vừa mới sinh tác dụng với tinh bột Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 đến khi dung dịch mất màu

 Khi chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 dung dịch mất màu là do iod phản ứng với

Na2S2O3 Dung dịch mất iod nên không tạo màu với tinh bột

2Na2S2O3 + I2 →2NaI + Na2S4O6

 Khi thực hiện kiểm chứng với nước cất thì khi cho tinh bột vào dung dịch vẫn chuyển sang màu xanh tím là do có một lượng nhỏ iod có trong dung dịch KI

10

Chỉ số PoV

 Giá trị PoV trong dầu ăn mà nhóm thí nghiệm xác định được là 7,6510 meq/kg So sánh với bảng chỉ số peroxide dự kiến thì PoV của nhóm với 1g chất béo không nằm trong khoảng 20-30 meq/kg Với giá trị PoV dưới 10meq/kg thì được xem là mới, giá trị trong khoảng 30-40meq/kg được xem là ôi thiu Vậy với kết quả của nhóm thí nghiệm thì mẫu dầu mà nhóm đã đem phân tích vẫn được xem là khá mới

So sánh với các nhóm khác tuy cùng mẫu nhưng trị số không giống nhau:

Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Nhóm 6 Chỉ số PoV

(meq/kg) 13,6000 1,6667 0,8333 1,3333 1,9873 1,0000 Nguyên nhân là do:

 Khoảng cách số giữa các nhân xuất phát chủ yếu từ hệ số V2 - số mL Na2S2O3 0,001N dùng định phân mẫu kiểm chứng (số mL Na2S2O3 tác dụng với iod trong dung dịch KI)

 Ngoài ra còn có những lí do khác:

 Sai sót trong thao tác thí nhiệm (việc lấy lượng dầu là khác nhau, sai sót trong thao tác sử dụng pipette, burette…)

 Việc chuẩn độ bằng mắt khi quan sát màu là khách quan nên dẫn đến không thể hoàn toàn chính xác

 Dung dịch khi cho dung môi vào chưa hòa tan hoàn toàn

 Một phần iod có thể bị thất thoát trong quá trình chuẩn độ

 Hóa chất có thể không tinh khiết hoàn toàn