Phân tích hóa học thực phẩm phần 1 – hà duyên tư

hợp giữa các cụm thiết bị phân tích công cụ hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC, sắc ký khí GC, sắc ký khi với bộ phận phát hiện cộng kết điện tứ GC-ECD và sắc ký khí khối phổ GC

HÀ DUYÊN TƯ (Chủ biên)

HÀ DUYÊN TƯ (Chủ biên)

Phân tích

Hóa học thực phẩm

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2009

LOI NOI DAU

Năm 1996, Hà Duyên Tư (chủ biên) và các cộng sự đã viết cuốn giáo trình

"Quản lý và kiểm tra chất lượng thực phảm” gồm 3 phần: Phần 1 Quan lý chất lượng thực phẩm; Phản 2 Một số phương pháp phán tích thành phản hoá học chát lượng thực phẩm; Phần 3 Đảm bảo chất lượng tông hợp và dúnh dưỡng thực phẩm Giáo trình đã được gidng dạy cho sinh viên ngành Công nghệ chế biến thực phẩm

Từ năm 2003, sau khi nhóm chuyên ngành "Quản lý chất lượng thực phẩm “ hình thành, để cải tiến phương pháp giảng đạy và giáo trình, tác giả Hà Duyên Tư đã - cải biên bổ sung vào phản 1 để viế! thành giáo trình “Quản lý chất lượng trong công nghệ thực phẩm ” (Nhà xuất bản KHKT, Hà Nội-2006) và chương "Phán tích cảm quan ” thành giáo trình “Kỹ thuật phản tích cảm quan thực phẩm ” (Nhà xuất bản KHKT, Hà Nội-2006) Năm 2009, Chủỉ biên và các công sự đã thông nhất viê! lại, bổ sung để tái bản phản 2 thành cuốn giáo trình "Phản tích hoá hạc thực phám ˆ

Phan tích hóa học thực phẩm là một môn học chuyên ngành: giảng đạy cho sinh viên những năm cuối ngành Công nghệ thực phẩm và liên quan Món học đòi hơi người học đã có kiến thức cơ bảu về Hóa học và các môn phân tích hóa học nhự Phân tích định tính, Phán tích định lượng, Phản tích công cụ Sẽ tốt hơn néu người học đã có kiến thức về Hóa sinh, Công nghệ thực phẩm và Chất lượng thực phẩm

Ngày nay chuyên ngành phân tích thực phẩm đã có những bước tiến lớn, nhờ những dụng cụ và thiết bị hiện đại mà việc phún tích thành phán hóa lọc trở nên nhanh chóng, đơn giản và chính xác hơn Sự kế! hợp giữa các cụm thiết bị phân tích công cụ hiện đại như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí (GC), sắc ký khi với bộ phận phát hiện cộng kết điện tứ (GC-ECD) và sắc ký khí khối phổ (GC- MS) đã cho pháp nghiên cứu chính xác thành phan và cấu trúc của các thành phán hóa học thực phẩm, đặc biệt là các thành phần vì lượng, các độc tố ở dạng vết Cúc

kỹ thuật phâu tích này cho phép kiểm soái tốt thành phản và chất lượng thực phem

từ khâu nguyên liệu, chế biến, bảo quản đến tiêu thụ Ngoài ru còn đảm bdo kiém soát về an toàn và vệ xinh thực phẩm

Trong khuôn khổ thời lượng giảng dạy và trên nến kiến thức đã có của người học, cuốn giáo trình để cập đến kỹ thuật phản tích các thành phần dinh dưỡng, một

số hợp chất hóa học khác và các thành phần hóa học gáy ngộ độc thực phẩm Trong môi chất hoặc nhóm chất cần phân tích, tài liệu viết thành 3 phần: !) Giới thiệu cluung, 2) Kỹ thuật phân tích, 3) Các bài thí nghiệm Phần các bài thí nghiệm được lựa chọu trên cơ sở yêu câu thực tể của các xí nghiệp chế biến thực phẩm Phân cuối của giáo trình có để cập một số phương pháp phản tích hiện đại trên những thiết bị tiên Hiến mà trên thực tế HhiềM cơ sở nghiên cứu và sẩn xuất đang sử dung

Cuốn sách này dùng làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm và Công nghệ sinh học trên cơ sở cải tiến, bổ sung từ các tài liệu giảng dạy nhiều năm nay Tuy vậy lần tái bản này chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sói Chúng tôi rất mong nhận được sự góp ý của bạn đọc để bổ sung và hoàn chỉnh vào những lấn xuất bản sau

CÁC TÁC GIÁ

PHAN CONG VIET, SUA VA BO SUNG

(LAN TAI BAN THU NHAT) CHUGNG 1 HA DUYEN TU, NGUYEN THỊ THẢO

CHUGNG 2 LENGOC TU

CHUUNG 3 NGUYEN THI HIEN

CHUONG 4, NGUYÊN THỊ HIẾN

CHUONG 5 LE BACH TUYET

CHUGNG 6 PHAM SUGNG THU, VU HONG SON

CHUONG 7 PHAM SUONG THU, NGUYEN THI MINH TU

CHUGNG 8 HOÀNG NGỌC CHAU

CHUONG 9 NGO HUU HOP

CHUGNG 10 HOANG NGOC CHAU

CHƯƠNG II VŨ HỒNG SƠN

Lời cảm ơn

Nhóm biên soạn -giáo trình xin chân thành cẩm ơn các bạn đồng nghiệp,

các em sinh viên đã góp phân giúp đỡ trong quá Irình thực liện cuốn sách này Đặc biệt Thục sỹ Từ Việt Phú và cán bộ Bộ môn Quản lý chất lượng và thực phẩm nhiệt đới, Viện Công nghệ siHli học và Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa

Hà Nội đã trực tiếp tham gia đóng gáp ý kiến về nội dùng, hình thức và lên trang cuốn vách uày

Các tác giả

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐÂU 11221222122114122EU31112210.1.111.ce ¬ CHƯƠNG I GIỚI THIỆU _ -

I.1 MỘT SỐ THÀNH PHÀN HÓA HỌC THỰC PHẨM 2222 nu rvicn

t.1.1 NƯỚC

1.1.4 MOT SO THANH PHAN GÂY NGỘ ĐỘC - 00H 2221121011211 x22 1.2 PHAN TICH THANH PHAN HÓA HỌC THỰC PHÁM 6 occcccccScccvee 1.2.1 LAY MAU VA BAO QUAN MẪU., 2.22 55221 cE ErrbereskEker.EELrrkrvrree

2.3.1 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TUYỆT ĐÔI

CHUONG 3 PROTEIN a bees

3.1 DAI CUONG VE NGRIEN C CỨU CAUT TRÚC PHÁN TỪ PROTEIN

3.2 MOT SO TINH CHAT QUAN TRỌNG CÚA PROTEIN

TỔ 29 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ~ BINH LUONG NƯỚC VÀ HOẠT TBỘN NƯỚC TRONG

„30 2.3.2.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ NƯỚC CỦA THỰC PHÁM 24: XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HÁP THỤ VÀ PHẢN HÁP THỤ

39 wae 39

¬ .40 3.2.1, KHÔI LƯỢNG VÀ HỈNH DẠNG PHÂN TỪ PROTEIN c

3.2.2 TÍNH CHÁT LƯỠNG TÍNH CỦA AXIT AMIN VÀ PROTEIN

3.2.3 TÍNH CHÁT DƯNG DỊCH KEO PROTEIN, SỰ KẾT TÙỦA PROTEIN

3.2.4 KHA NANG HAP THU TIA TU NGOAI CUA DUNG DỊCH PROTEIN

3.2.5 CAC PHAN UNG THUONG DUNG 2 MT TÍNH, 7, INE LUONG AXIT AMIN

VA PROTEIN 11t tt nề ng n1, vtxekrreer e 9

3.3 THỰC HÀNH s cách trecteirrrrrrrrarroue S3 CHƯƠNG 4.ENZIM _ Sc e ỐẨ 'YNcob 20 “ A O4 '4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT LỰC ENZIM 67

4.2.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐÓ NHỚTT, ó 22 52s ccexcsessectierteerrereree.er rr , Ổ

4.2.2 PHƯƠNG PHÁP PHẦN CỤC KÉ n2 ntveeeee server Ổ 7

4.2.3 PHƯƠNG PHÁP ÁP KÊ ch cnH22eererrreeereeser Ổ 7 4.2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÔ QUANG KÊ 252< 2 2ctcsecieeeeiee e ỐỂ 4.2.5 PHƯƠNG PHÁP CHUẢN ĐỘ LIÊN TỤC .- c5 sccceaceescrszec rc 8

4.3 2 KIÊM TRA HOẠT TO CUA CAC CHE PI PHAM ENZIM AMILAZA TRONG

4.3.3 XAC DINH HOAT LUC ENZIM XENLULAZA ueecsesscsssnsesssssesssesnesssenssssseresserseseare 94 4.3.4 ENZIM CATALAZA oossssssssssssecsssnscssssentsnsecsssnseessseriscssseensssnesssssusssvasssessssssiscessansensees 98 4.3.5 ENZIM PEROXIDAZA cosscssssssscsssssssssssessessecsssssennveressseessssesnssssanssessessescseteseesseessvenses 99 4.3.6 ENZIM LIPAZA “| :::::::) 4.3.7 XÁC ĐỊNH HOẠT LỰC ENZIM TRONG NÁM MEN BÁNH Mi ¬ 105 CHUONG § GLUXIT Hay "- mR—RœŒRg ,., 5.1 ĐỊNH LƯỢNG GLUXIT T BẰNG P PHƯƠNG PHÁP SƠ MÀU se TÍÍ 5.1.1.NGUYÊN TÁC SO MÀU <ốỎỒ :: 5.1.2 XÁC ĐỊNH CÁC HEXOZA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SO MÀU 4 _

5.2 XÁC ĐỊNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN CỤC -. scccscsissszvz 117

SQA NGUYEN y7 ẻẽ 117

5.3 PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC — 1

5.3.1, CHUAN NPL NGUYEN uev TRƯỚC KHI PHÂN TICH THANH PHAN DUONG

5.3.2 THỰC HÀNH _ soseeeseecasane "¬

5.4 ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG GLUXIT T BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ 137

5.4.2 SAC KY LOP MONG o cccssssssssssscessescesseesstssecssssnccsesesssanversaveceseetenvisanserssecersencersaee T4T

5.4.4 SẮC KÝ CHẤT LỎNG ÁP LỰC CAO (HPLC) S5 142 5.4.5 SẮC KỶ KHÍ 2-4-0 2n HH cseeereerrsasaaererrr.es 142

5.5 XÁC ĐỊNH GLUXIT T BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZIM „ 1 5.5 1, ĐỊNH LƯỢNG CÁC OẼÂ 22s CHƯƠNG 6 LIPÍT . -.c vvsccccsersecrreverrrersrserec , E49

6.1 GIỚI THIỆU sacaseneeesessussassuecasesnsenstsceesasenaceanesacascanasenestestaseassascsersevsernseavesnerses PAD 6.1.1, THANH PHAN VA TINH CHAT CUA DAU MO 1 ESO

6.1.2 CÔNG NGHỆ SÂN XUẤT DẦU THỰC VẶT neo 6.1.3 KIÊM TRA CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DÀU THỰC VẬT 84

62.1 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT BÉO .Ð

6.2.2 XÁC ĐỊNH THÀNH PHÂN CHẤT BÉO ¬— Ð` 6.2.3 XÁC ĐỊNH CHÁT LƯỢNG CHÁT BÉO

6.3 KIEM TRA CHAT LUONG DAU BEO SAU QUA TRINH H CÔNG NGHỆ 183

CHUONG 7 CHAT THOM £87

22 NHỮNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CHẤT THƠM M L 7.2.1 PHƯƠNG PHÁP KHÔNG GIAN ĐẦU (PHƯƠNG PHÁP HEAD-SPACE) I88

7.2.2 PHƯƠNG PHAP CHIET NHUNG CHAT BAY HOI TRONG DUNG DỊCH BẰNG

7.2.3 PHƯƠNG PHÁP TRỈCH LLY SL2xneerrreerersserssiav.e, T97 1.2.4 PHƯƠNG PHAP LIKENS - NICKERSON 2o scskeereeeeeeree TBŠ

1.2.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN ĐOẠN VÀ NHÂN BIẾT, e.esoc- ce ee T9

7.3 PHAN THUC HANH iỶỶẳỶdddddddddiẢdẢ

CHƯƠNG 8 VITAMIN 205

'INc on 20006 TH 205 8.2 CAROTEN VÀ VITAMIN Á Ă oS 5S reo TÙỔ 8.3 NHÓM VITAMIN C, BI VÀ B2 iu kceiaaeeereeso.oe 21T CHƯƠNG 9 ALCALOITT VÀ PHENOL, -css55s355cS SằẰĂẰ 2e 222

9.1 CAC CHAT ALCALOIT M -

9.1.2 NGUYEN TAC VA CAC PHUONG PHAP TACH H CHIẾT AI ALCALOIT TỪ THỰC 9.1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ALCALOIT e5 224

CN on, 002/00) 7 -3Ầ

9.2, HOP CHAT PHENOL THỰC VẶT so vvseveezeerkserzrvesese 232

9.2.1 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA HỢP CHÁT PHENOL THỤC VẬT 232

9.2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÁT PHENOL 232

9.2.3 PHAN THUC HANH — ä

CHƯƠNG 10 MỘT SỐ CHẤT vô CƠ GÂY ypoc

10.1 GIỎI THỈỆU, ó.ccccsSvvvtvvseetrrtrrtretrrzrrrstrrseseeerssrsssrere, 24 Ï 10.2 THỤC HÀNH 11s _ —`

10.3 XAC DINH KIM LOAI NANG BANG PI PHUONG G PHÁP Ct CỰC PHÔ - , 264

10.3.1 KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP CỰC 4 264 10.3.2 (00 42 y on“ a

hi c No to: o0 81 ẽ

10.3.4 CHUẢN BỊ DỰNG DỊCH XÁC ĐỊNH cá sessecstrreer- c v TỔỔ CHƯƠNG 11 TỔN DƯ VÀ NHIỄM TẠP ĐỘC TỐ _ 27Í 11.2 DƯ LƯỢNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT cover 27 11.2.2 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TÍCH Ú Sciersireeteeetrrrrrseerer 272

11.3 CHÁT KÍCH THÍCH TĂNG TRƯỞỜNG àsicecerrseeserooe.e 277

11.3.1 GIỚI THIỆU 225 1122/12 112111221184 E182 222110111 2181212221221 11.3.2 PHUGNG PHAP PHAN TÍCH 2n S.s22271202 exE-eerrerrei 11.3.3 THỰC HÀNH có 0 Q1 212,11 2111111E27711 k1 T211 5 EE1122151 5102221 xe 2y 11.4 CHẤT KHÁNG SINH ccc.Lsx 2 n1 1n 01422112.1111411X sec ra 11.4.1 GIỚI THIỆU 2-2 2122-2222 1121222110120122E 0E TrHke Ty k kg ren gkc 11.42 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TÍCH - 5< 2114 E1nvS1221111118211121166i1e 24722

11.5 CHẤT DIỆT KHUẨN 22/22c 512212 02210212022 1116211266 IEXHv 900200 “4-51 11.5.2 PHUONG PHAP PHAN TÍCH 2Q on an 2221221122224 re

¡ 1.7.3 NITRIT, NITRAT VÀ SO¿ S2 Si isằ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

10

«277 - 277

we 2IT

wu 279 279 280 282 -Ö 285

„285 - 285 288 293 293

„293 297 301

301 302

302 .306

„321

Chương 1

GIỚI THIỆU

——ammmmm—m—nmmm—meammmmmmemeaaaaanmaaaanmny

Thực phẩm là sản phẩm có nguồn gốc từ động thực vật mà con người dùng

để ăn, uống cho nhu cầu sống, vận động và phát triển của cơ thể Thực phẩm là loại sản phẩm phổ biến nhất liên quan đến hoạt động sống của con người Hầu hết các

đồ ăn, đồ uống mà con người sử dụng đều có thể gọi là thực phẩm

Thực phẩm có những thuộc tính đặc trưng về mặt lý học, hoá học, hoá lý, hoá sinh, sinh học và cảm quan Hầu hết các đặc tính này có nguồn gốc từ nguyên liệu

chế biến nhưng cũng có thể được bổ sung vào hay sinh ra hoặc bị nhiễm trong quá

trình trồng trọt, chăn nuôi, chế biến Ngoài thành phần dính dưỡng và một số thành phần đặc trưng của sản phẩm, các thành phần bổ sung với mục đích tạo cấu trúc và tính chất cảm quan, thì một số thành phần hóa học bị nhiễm vào thường là không mong muốn, Vì vậy việc phân tích toàn diện các thành phần hóa học và phụ gia thực phẩm là rất quan trọng để đánh giá chất lượng một sản phẩm Quá trình phân tích này được thực hiện nghiêm ngật từ khâu nguyên liệu đến quá trình chế biến,

bảo quản và phân phối sản phẩm tới tay người tiêu ding

Tất cả các thuộc tính lý, hoá, sinh của các thành phản thực phẩm đều có thể

đo được, biểu diễn được dưới dạng các thông số cụ thể Việc phản tích, đo dạc và định lượng các thành phần hóa học thực phẩm ngày càng được chú trọng để đảm

bảo chất lượng sản phẩm hoặc nghiên cứu và tạo sản phẩm mới Cùng với sự phát

triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, các phương pháp phản tích ngày càng phát triển hơn, hiện đại hơn và có độ chính xác cao hơn, góp phản dắc lực cho việc kiểm tra chất lượng và quân lý sản xuất

II

lượng nước, ồn định cấu trúc đức trưng của sản phẩm Trong thực phẩm nước ở

dang liên kết và dang tự do Nước tạo điều kiện cho vị sinh vật phát triển và làm hỏng thực phẩm vì vậy xác định hàm lượng và hoạt độ của nước trong thực phẩm là rất quan trọng

1.1.2 THANH PHAN DINH DUGNG CUA THUC PHAM

Thành phần dinh dưỡng trong thực phẩm là các chất trực tiếp tham gia vào sự sinh trưởng, phát triển của cơ thể và sinh năng lượng trong quá trình tiêu hóa Con

người tồn tại và phát triển nhờ các chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng bao gồm:

e Protein

Protein là thành phần chính của thực phẩm nguồn gốc động vật như thịt, cá, trứng và một số thực vật như các loại đậu Theo mức tiêu thụ thực phẩm thông thường, protein cung cấp khoảng 10-15% năng lượng Năng lượng đo bg protein cung cấp khoảng 4.0 kcal Vẻ cấu tạo, protein lã các polime phân tử lớn chủ yếu bao gồm các axit amin kết hợp với nhau qua liên kết peptit Khối lượng phân tử của Protein khoảng từ hơn mười nghìn đến hàng trăm nghìn đalton hoặc lớn hơn nữa Các phân tử này cố đạng hình cầu hoặc dạng hình sợi Hai dang phan tir nay có

mội số tính chất khác nhau, trong đó dạng hình cầu tan trong nước hoặc dung dich

muối loãng, rất hoạt động về mặt hoá học, hầu hết nhóm này có hoạt tính xúc tác - hoạt tính enzim Mỗi enzim có khả năng xúc tác cho một số phản ứng nhất định 12

Hoạt động xúc tấc của enzim được tính thông qua tốc độ chuyển hoá của cơ chất hoặc tốc độ tích tụ sản phẩm tạo thành Bảng 1.2a cho hàm lượng protein trong mội

số loại thực phẩm

Bảng †.2a Hàm lượng protein trong một số thực phẩm

Gluxit được cấu tạo từ các nguyên tử C, H, O Các monosacarit (đường đơn)

để tan trong nước, có vị ngọt Bảng 1.2b cho hàm lượng gluxit trong một số thực phẩm quan trọng

Bảng 1.2b Hàm lượng gluxit tổng số trong một số thực phẩm

Nhóm lương thực Hàm lượng (%) Nhóm đậu, quả Hàm lượng (%})

phần có giá ưị dinh dưỡng cao vì là thức ăn giàu năng lượng, năng lượng cung cấp bởi một đơn vị khối lượng chất béo lớn gần gấp 2 lần một đơn vị khối lượng tương

đương của gluxit va protein Ig lipit cé thể cưng cấp 9 kcal trong khí lg protein hoac Ig gluxit chi cho 4 kcal Vé cau trúc hóa học lipit là hỗn hợp các ester của của glycerin và các axit béo Hàm lượng lipit trong một số thực phẩm cho trong bang 1.2c

Bảng 1.2c Hàm lượng tipit trong một số thực phẩm

Thịt, cả, sữa Hàm lượng % Hat dau va đậu Ham luong %

Thit lon 21.5 Hướng dương 64,3 - 66,5 Tritng ga 11,6 Cùi dừa 62,9 — 74,0

1.1.3 CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC KHÁC

e Chất thơm

Chất thơm là một tế hợp các chất hóa hợc có trong sản phẩm thực phẩm, khi

bay hơi thì làm cho khứu giác cảm nhận được mùi Các chất hóa học đó bao gồm các hợp chất amin, các hợp chất dị vòng, cacbuahydro, tecpen, rượu, aldehyt, xe(on Những chất thơm đóng vai trò chủ yếu trong đánh giá chất lượng cảm quan thực phẩm, chúng cố nguôn gốc từ nguyên liệu hoặc sinh ra trong quá trình chế biến

thực phẩm và cho phép xác định mùi đặc trưng của sản phẩm

« Viamin

Vitamin là một nhóm chất hữu cơ có phân tử tương đối nhỏ, rất cần cho cơ

thể sống và sinh Irưởng ở liều lượng rất nhỏ Trong cơ thể, vitamin đóng vai trò như những chất xúc tác sinh học Đặc trưng của vitamin là không thể thay thế lân nhau

và năng lượng cung cấp bởi vitamin hầu như không đáng kể Các vitamin có cấu trúc và tính chất rất khác nhau Người ta phân vitamin thành hai nhóm, nhóm tan trong nước và nhóm tan trong chất béo Vitamin có nhiều trong các loại thịt, ca, trứng, sữa, lương thực, rau và hoa quả Hàm lượng một số vitamin trong thực phẩm cho trong bang !.3

14

Bang 1.3 Hàm lượng vitamin trong một số thực phẩm

Gao té - 0 0,12 0,04 1,9 - Gạo nếp - - 0.14 0,06 2,4 -

Cai sen 0,30 ˆ 0,05 0,10 © 0,8 51 Đậu xanh 0,06 - 0,72 0,15 24 4 Hành lá 6,00 - 0,03 0,10 1,0 60 Cam 0,30 - 0,08 0,03 0,2 40

Du dd chin 1,5 - 0,02 0,02 - 54

e Alcaloit va phenol

Hợp chất alcaloit và phenol là các chất kích thích có nhiều trong chè, cà phê,

cacao, côca và thuốc lá, Tính chất đặc trưng của hai nhóm chất này là tính kích

thích hệ thần kinh trung ương, ảnh hưởng đến hoạt động của hệ tuần hoàn và hệ hô hấp

- Trong phân tử của hợp chất alcaloit có nhân dị vòng, có chứa nitơ và có

mùi vị đặc trưng Khi dùng thực phẩm có chứa alcaloit, hệ thần kinh bị kích thích

mạnh, tăng cường hoạt động của tìm, của các cơ bắp và tăng cường sự hô hấp

- Phenol thực vật là một nhóm hợp chất hữu cơ có màu sắc, mùi, vị đặc trưng

cho sản phẩm Vị đẳng của hợp chất phenol trong một số sản phẩm có tác đụng nâng cao giá trị cho sản phẩm Trong quá trình chế biến hợp chất phenol biến đổi

tạo màu đặc trưng cho một số sản phẩm

e Chất khoáng

Trong thực phẩm, chất khoáng có hàm lượng không lớn nhưng có vai trò

quan trọng tham gia vào thành phần cấu tạo của một số chất hữu cơ Trong số nhiều

chất khoáng có thể kể đến một số chất sau:

15

- Natri là một nguyên tố quan trọng trong xây dựng cơ thể và chuyển hoá nhưng hầu hết thực phẩm tiêu thụ ở đạng tự nhiên đều chứa rất ít natri (bột, quả,

rau, thịt, cá) Những thực phẩm dã qua chế biến lại chứa rất nhiều natri vì được bổ

sung muối ăn vào trong quá trình chế biến như bánh mỳ, phomat, giăm bông,

- Kali có mặt trong hầu hết các loại thực phẩm Thực phẩm chứa nhiều Na

và K là bánh mì, thịt, sữa, khoai tây, cà chua

- Mangie có nhiều trong thực phẩm nguồn gốc thực vật như cacao, ngũ

cốc

- Canxi là chất khoáng có tỷ lé cao nhất trong cơ thể,

Ngoài các chất vô cơ ở mức đa lượng trên đây trong thực phẩm còn chứa

một số chất vô cơ ở mức vị lượng nhưng rất cần thiết cho hoạt động của cơ thể Các

chất này giúp cho cơ thể có sức khoẻ tốt Trong khẩu phản thức ân hàng ngầy

thường chứa đủ nhóm chất vị lượng Trong số những chất vi lượng quan trọng có

thể kế đến kẽm đồng, mangan, molipden, iod fo, kể cả asen, bor và vanadi

1.1.4 MỘT SỐ THÀNH PHẦN GÂY NGỘ ĐỘC THỰC PHẨM

Ngoài những thành phần hóa học cơ bản nêu trên tham gia vào việc cấu

thành nên cấu trúc và đặc trưng của từng loại thực phẩm, còn có những thành phần

khác không tham gia cấu thành đặc trưng của thực phẩm Những thành phần này

được tích lũy trong quá trình trồng trọi, chăn nuôi, chế biến, bố sung và bảo quan,

có khả năng gáy độc hại cho con người còn có tồn đư trong sản phẩm trước khi tiêu thụ Các thành phần đó là:

e Chất vô cơ gây độc

Một số chất sau đây có trong thực phẩm có thể gây độc cho cơ thể, đó là các

kim loại nặng như: đồng chì, kẽm thiếc, các hợp chất chứa asen, các hợp chất chứa

flo Nguồn gốc của các chất này có thể do nhiễm tạp từ nguyên liệu khi trồng trọt,

chân nuôi, do bao bì bảo quản hoặc các thiết bị sản xuất nhiễm vào thực phẩm Khi

án phải các sản phẩm chứa chất độc sẽ có triệu chứng nôn mửa, nhức đầu, rối loạn tiêu hoá có thể đản đến từ vong

16

»_ Độc tố tự nhiên

“Trong thức ăn tự nhiên vốn có các chất gây bệnh mạnh hoặc kinh niên

Mặc dù người ta dần dẫn đã biết loại trừ những thức ăn có hại Điều đó là do

sự tiêu thụ với số lượng lớn và không chọn lọc Ví dụ khoai tây vốn có nhiều

salanin tâp.truag.ở„vỏ„củ (chúng.sẽ„gây.ra.chứng.nhức đầu, tiêu chảy, nôn

mửa, đặế Biệt là sốt, rồi loạn thần kinh hôn mê và đỡ đân) Có một vài loại thức ăn mang đến rối loạn, hôn mê nhữ cả độc dược hoặc một số loài cá độc

Bảng !.4cho ví dụ vệ các thực phẩm có nguy cơ gây độc

Bang 1.4 Một số loại độc tố tự nhiên trong thực phẩm

Khoai tay xanh Solanin Các loại rau khác ˆ| Hydroxytryptamin

* Thudc trif sâu và kháng sinh

Hiện nay lượng thuốc trừ sâu, điệt cổ, diệt côn trùng đùng trong nông

nghiệp rất lớn Mặc dù đã thực hiện những quy trình đảm bảo an toàn trong

canh tác nông nghiệp nhưng chỉ có thể giảm thiểu lượng tổn dư trong sản phẩm những đôi khi lượng tồn dư này vấn ở mức cao hơn cho phép Vì vậy phải thưởng xuyên kiểm tra để kiểm soát nghiệm ngặt lượng tồn dư thuốc trừ sâu, diệCCÔ này

Trọng chăn nuôi gia súc, gia cầm và nuôi thả thủy sản, việc sử dụng kháng sinh trị bệnh cho vật nuôi là Không thể tránh khối Nhưng việc sử dụng, không pH Hợp, để lại lượng tồn dư lớn Kháng sinh sẽ gây ra những nguy cơ tạo ra các mầm bệnh ở người Ngoài ra lượng kháng sinh tổn dư trong nguyên

liệu còn ảnh hưởng đến một số quá trình chế biện tiếp theo Vì Vậy xác định

lượng tổn đư này cũng rất cần thiết

* Thuốc kích thích tăng trưởng

“Thuốc kích thích tăng trưởng đang được sử dụng khá phổ biến thông qua việc

trộn vào thức ăn chăn nuôi để làm tăng trọng cho vật nuôi nhanh chóng Khi ding

thuốc tăng trọng, vật nuôi chóng lớn, nhanh đưa vào giết, mổ và chế biến nên thuốc

17

tăng trưởng chưa kịp phăn hãy, lượng tồn dư tuy rất nhỏ nhưng cũng sẽ ảnh hường rất lớn tới sức khỏe khi tiêu đùng

e - Độc tố sinh học

Các độc tố sinh học do nhiểm khuẩn, nhiễm virut, nhiễm năm trong thực

phẩm gây ra những hậu quả khôn lường cho người tiêu dùng Do vậy việc phân tích

và kiểm soát các thành phần độc tố này cũng là một trong những nhiệm vụ quan

trọng của công tác đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn cho sản phẩm thực phẩm

œe - Các loại độc tố khác

Các độc tố trong thực phẩm còn có nguyên nhân từ phụ gia như phụ gia tạo màu, tạo vị, các chất bảo quản, các chất tẩy trắng, tẩy rửa, diệt khuẩn, đặc biệt là

các chất sinh ra trong quá trình chế biến hoặc các chất bổ sung để cải thiện một tỉnh

chất nào đó nhưng lại có tính độc (như 3-MCPD, melamin)

1.2.4 LAY MAU VA BAO QUAN MẪU

Bước đầu tiên trong phân tích thực phẩm là lấy mẫu Mẫu được lấy ngẫu

nhiên hoặc theo hệ thống sao cho mẫu mang tính đại diện, không bị nhiễm bẩn và

được xử lý hợp lý nhằm thu được kết quả phân tích ý nghĩa Đối với mỗi loại sản

phẩm tùy thuộc vào đặc tính riêng biệt mà có các quỷ định cho việc lấy mẫu khác nhau Lấy mẫu nói chung thường nhằm các mục dich sau:

- Kiểm tra quá trình sản xuất

- Kiểm tra nghiệm thu

- Xác định đặc trưng của lô

18

Để tiến hành các phép thử

Đánh giá thị trường

Trong các phân tích với mục đích quản lý chất lượng thực phẩm, phương

pháp lấy mẫu đúng yêu cầu có kế hoạch cụ thể về địa điểm lấy mẫu, vị trí lấy mẫu

và các kỹ thuật lấy mẫu phù hợp với tính chất của sản phẩm

Địa điểm lấy mẫu: lấy mẫu tại nơi bảo quản, bốc đỡ hay vận chuyển,

tại từng điểm (hoặc sau từng thiết bị) trong quá trình sản xuất, tại các

điểm nhập nguyên liệu và xuất thành phẩm

Kiểm tra sơ bộ lô sản phẩm: kiểm tra sơ bộ tính đồng nhất của lô

phù hợp cho từng loại sàn phẩm riêng biệt

Các dạng lấy mẫu: tùy theo loại mặt hàng mà quy định lấy mâu sao cho phù hợp, đễ đại điện, đế phân tích như mẫu là chất rắn, chất lòng hoặc chất khí

Mẫu không phân tích ngay cần được bảo quan để tránh phân hủy trong điều kiện nhiệt độ, độ dm, oxy và ánh sáng thích hợp Một cách bảo quản đơn giản là mẫu được đựng trong hộp kín và giữ trong tủ lạnh Dụng cụ chứa mẫu phải khô, tiệt trùng và không dễ vỡ

1.2.2, XU LY MAU

Mẫu thực phẩm thường được chiết, tách hoặc cô đặc trước khi phân tích Vì mẫu thực phẩm có thành phần phức tạp, chứa rất nhiều chất khác nhau và không đồng nhất Mặt khác, hàm lượng chất phân tích đôi khi quá thấp hoặc không phù hợp với phân tích trực tiếp nên phải loại bo các thành phần có kha nang ảnh hưởng tới kết quả Vì vậy, mẫu cần phải phân lập, tách và làm giàu các hợp phần mẫu cần

19

phân tích Cần lưu ý tránh nhiễm bẩn hoặc thay đổi thành phần mẫu trong

suốt quá trình xử lý và bảo quản mẫu, nhất là trong trường hợp phân tích

lượng vết Các bước xử lý phổ biến bao gồm: chưng cất, lọc và kết tủa

Những mẫu phức tạp cần phải được đồng hóa, nghiền hoặc xử lý bằng các

phương pháp,khác.nhau.như;.phá mâu„-lọc.qua màng, lọc„.sử dụng, chất hấp phụ (trích ly pha rắn), không gian đầu (headspace)

1.2.3 LỰA CHỌN KỸ THUẬT PHÂN TÍCH

Kỹ thuật phân tích được lựa chọn dựa trên những tiêu chí sau:

- khả năng tiến hành phân tích: cỡ mẫu, hóa chất, thiết bị, giá thành,

trạng thái cuối cùng của mẫu;

- các yêu cầu cơ bản: độ chính xác, độ nhạy, độ đặc hiệu, giới han

phát hiện, độ lặp lại;

- thao tác: an toàn, đơn giản, rút ngắn thời gian phân tích;

-_ tình trang kỹ thuật: phương pháp chính thức, phương pháp phòng thí nghiệm

Các phương pháp chính thức đã được phát triển và nghiên cứu hoàn thiện để SỐ sánh øïữa các phòng thí nghiệm Các phương pháp chính thức bao

gồm các Phương pháp liêu chuẩn như TCVN, ISỐ, AOAC, AACC, và AOCS

Tuy nhién nhiều kỹ thuật phân tích không phải lÀ các phương pháp Liêu chuẩn

vì khá mỗi Và Không áp dụng được cho mội số mẫu nhất định Trong những

trường hợp này, các phương pháp phòng thí nghiệm có thể được sử dụng nếu

như đã qữa kiểm định

1.2.4 ÁP DỤNG CÁC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH

Các phương pháp phân tích truyền thống như phân tích trọng lượng và

hóa học ÿÑ8 được si dung trong cic phan tích thie pham Tuy nhién khi phân

lich cic hdp chất Với hầm lượng thấp VÀ cân độ chính Xác cao thì các phương pháp phân tích bằng công cụ ngày càng chiếm ưu thế Có nhiều kỹ thuật phần

tích thực phẩm dựa trên nguyên lý sắc ký, quang phổ, vật lý và sinh học.

1.2.4.1 Các phương pháp phân tích hóa học

Nhóm các phương pháp hóa học chủ yếu dựa trên các phản ứng hóa

học và những dụng cụ thiết bị đơn giản để phân tích các chất Các phương

pháp này ra đời sớm, thường được dùng để xác định những lượng lớn, lượng

vừa và lượng không quá nhỏ các chất

1.2.4.2 Các kỹ thuật phổ

* UV, VN, huỳnh quang

Phổ cực tím và ánh sáng trông thấy hấp thụ bức xạ và được sử dụng trong phöñg tí nghiệm từ nhiều nấm nay Các cầu tử cần phần tích trong mẫu thuc phdm hap thu cực ứm (UV) và ánh sáng trồng thấy (Vis) có thể được

phân tích tậi bước sóng đặc trưng trong quang phố khi không có các chất ảnh

hưởng PRỔ huỳnh quang nhạy hơn phé UV/Vis Nhieu phan tử hữu cơ huỳnh quang, bdo gom Vì khuẩn và một số dư lượng thuốc bảo vệ thực Vật tạo ra phổ huynh quang va day là cơ sở để phát hiện chất Lạp nhiềm trong thực phẩm

*_ Hồng ngoại (inƒrared)

Nhiều nhóm phân tử hấp thụ ánh sáng hồng ngoại tại bước sóng xác định trong đãi hông ngoại với vũng Bước sóng đặc trưng dân tới khả năng xác

định hợp chất Kỹ thuật này đã được phát triển trong nhiều năm và mở rộng

ứng dụng oneg những năm gần đây Phương pháp phố hông ngoại FTIR duc

sử dụng tông đây chuyển sản xuất để xác định hàm lượng chất béo, protcin,

độ ẩm Đẩy là phương pháp trực tuyến có ưu điểm lớn so với các kỹ thuật

khác vì không phải xử lý hoặc phá mẫu trước khi phân tích

5 Phổ hấp thụ nguyên Hệ

Quảng phổ hấp thụ nguyên tử (AÁS) dựa trên sự hấp thụ bức xạ UV-Vis bởi các hổÐ Chất võ cơ đã được nguyên tử hóa, trong đó phố phát xa (AES) sir

dung phat xa ela bie xa mau Mau dude tro hoa, hoa fan trong nude hoặc axit

loãng, làm bay hei Trong AAS, mẫu được nguyên tứ hóa bằng ñiebtilizcr hoặc

bằng lò nung Kỹ thuật này được áp dụng để phân tích các hợp chất vô cơ có

trong mẫu thực phẩm

21

e Phổ khối (MS)

Nguyên tắc của khối phổ là các phân tử đã dược ton hóa sẽ phân mảnh thành các mảnh có cấu trúc khác nhau có thể tách bằng tỷ số giữa khối lượng và điện tích của chúng (m/z) trên cơ sở từ trường hoặc điện trường Các ion có thể tạo ra bằng cách thêm hay bớt điện tích của chúng (loại bỏ electron, proton hóa ) Sau đó chúng được tách theo tỷ số m/z và được phát hiện khi chuyền thành các tín hiệu điện, từ đó có thể cung cấp thông tin về khối lượng hoặc cấu trúc phân tử của hợp chất

1.2.4.3 Sắc ký

Sắc ký là kỹ thuật tách, phân ly và phân tích các chất dựa vào sự phân bố khác nhau của chúng giữa pha động và pha tĩnh Khi tiếp xúc với pha tĩnh các cấu

tử của hỗn hợp sẽ phân bố giữa pha động và pha tĩnh tương ứng với tính chất của

chúng (tính hấp phụ, tính tan ) Trong các hệ thống sắc ký chí có các phân tử pha động mới chuyển động đọc theo hệ sắc ký Các chất khác nhau sẽ có ái lực khác nhau với pha động và pha tĩnh Trong quá trình pha động chuyển động dọc theo hệ sắc ký hết lớp pha tĩnh này đến lớp pha tĩnh khác, sẽ lap di lap lại quá trình hấp phụ, phản hấp phụ Hệ quá là các chất có ái lực lớn với pha tĩnh sẽ chuyển động chậm hơn qua hệ thống sắc ký so với các chất tương tác yếu hơn với pha này Nhờ

đặc điểm này mà người ta có thể tách các chất qua quá trình sắc ký

Các kỹ thuật sắc ký được sử dụng rộng rãi trong phân tích thực phẩm là sắc

ky khi (gas-chromatography, GC) va sac ky long hiệu năng cao (high performance

liquid chromatography, HPLC) Chúng đóng vai trò phân tách để chuẩn bị cho quá trình phân tích khí được kết nối với một thiết bị khác như khối phổ (mass

spectrometry, MS) Sắc ký khí được ứng dụng trong phân tích các chất bay bơi hoặc bên nhiệt, phù hợp với phân tích các hợp chất không phân cực Tuy nhiên có thể

dẫn xuất hóa các hợp chất phản cực trước khí đưa vào phân tích bằng sắc ký khí

Ngược lại HPLC phù hợp với các phân tích axit amin, peptid, dường và vitamin

e Sắc ký long hiệu năng cao (HPLC)

Ngày nay, HPLC là thiết bị phân tích thực phẩm phổ biến nhất trong số các

kỹ thuật phân tích hiện đại HPLC được dùng trong phân tích các cấu từ thực phẩm

22

không bay hơi Việc phân tích định tích thường được kiểm định nhờ chất chuẩn theo thủ tục tiến hành song song; phân tích định lượng thường được tiến hành theo thủ tục của phương pháp đường chuẩn với việc đo chiêu cao hoặc diện tích píc sắc

ký Dựa vào tính chất của pha tĩnh và dung môi, người ta chịa ra HPLC thuận pha

và HPLC đảo pha HPLC thuận pha có pha tĩnh là chất hấp phụ phân cực, pha động

là dung môi không phân cuc HPLC dao pha được sử dụng phố biến hơn với pha tĩnh là không phân cực, pha động là dung môi phân cực như nước hoặc hôn hợp nước-dung môi hữu cơ, ví dụ hôn hợp nước-rượu, nước-acetonitryl, nước- tetrahidrofuran

Để tăng khả năng tách các chất trong hổn hợp người ta dùng chương trình

gradient với tý lệ dung môi pha động được thay đối trong quá trình phân tích Ví

dụ, đối với trường hợp pha động là hỗn hợp nước-methanol, quá trình phân tích

bằng HPLC thường bắt đầu với 5% methanol, và tăng tuyến tính tới 50% methanol

trong 25 phút Chương trình građient phụ thuộc và mức độ ky nước của chất phân tích, giúp tích hỗn hợp theo ái lực tương đối của chất với thành phần pha động và pha tĩnh Khi dùng chương trình nồng độ của hỗn hợp dung môi methanol và nước, các thành phần ky nước sẽ thoát ra trước khi dung môi chủ yếu là methanol (pha động ky nước) Thành phẩn ưa nước hơn sẽ thoát ra trong điểu kiện ít methanol/nhiều nước

_ Việc chọn thành phần pha tinh, pha động, chương trình gradient rất quan

trọng và phụ thuộc vào bản chất của hôn hợp chất cần phân tích Để chọn được một

phương pháp phản tích tối ưu, người ta tiến hành nhiều các thí nghiệm với các điều kiện khác nhau để chọn ra được điều kiện phân tích có khả năng lách tốt nhất

» Sắc ky khi (GC)

Trong sắc ký khí pha động là chất khí hoậc hơi có nhiệm vụ đưa các phân tử chất phân tích đi qua cột Các chất khí sử dụng là khí hydro, niưogen, helium, argon Viéc chon khi mang cần để ý đến detector sử dụng, độ tỉnh khiết của khí mang và yêu cầu tách, kỹ thuật kết nối khi phối hợp các phương thức khác Khí rang được đùng phải không được thay đổi trạng thái lý hóa học khi đi qua máy sắc

ký khí

23

Để chọn được quy trình sắc ký, cần phải biết nguồn gốc và thành phần

của mẫu Từ đó chọn được cột tách với pha tĩnh phù hợp sao cho có độ chọn

lọc cao nhất, bền nhiệt, đường kính và chiều dài cột tách tối ưu, chọn detec-

tor, khí mang, đều khiển nhiệt độ cột tách Để hạn chế ảnh hưởng của các

chất khác trong mẫu tới kết quả phân tích, người ta thường sử dụng các phương pháp không gian đầu, chưng cất, chiết bằng dụng môi ong Xứ lý đầu trước

khi phân tích Ngoài za, để tăng hiệu qua tach các hợp chất có nhiệt độ bay hơi khác nhau trong một lần phân tích, người ta dùng chương trình hhiệt độ

Phương pháp này có wu điểm là rút ngắn thời gian phân tích và ổn định chiều

cao và chiêu rộng pic, có thể áp dụng để phần tích các mẫu hợp chất thiên nhiên phÉ€ tạp Các chất sau khi được tách ra Khôi cột sắc ký được xác định bằng deteetor, Hiện này có gần 30 loại detector khác nhau, nhưng có 3 loại

detector phổ biến nhất là: đetector dan nhiét (TCD), detector ion hóa ngọn lửa

(FID) va detector cộng Kết dién tt (RCD) Ngoài ra Khối phố (MS) được sử dụng nhưmột đetectör đùng ong phần tích định tính, định lượng Và xác định

cấu trúc phân tử chất phần tích

Phận tích định tính trong sắc ký khí chỉ cần píc không bị biến dạng

nhiều nhằm xác định chính xác đỉnh pic, còn trong phan tích định lượng thì

yêu cầu đạt cao hơn như độ lặp lại, độ so sánh, độ chính xác Để đáp ứng

được yêu cầu đó, cân phải đấm bảo sự ổn định đủ lớn các thông số của detector, độ tuyến tính của detector Dé nhân biết và xác định lượng vết thì độ

nhạy của detector đóng vai trò quyết định

Kỹ thuật sắc ký hoặc liên hợp sắc ký-khối phổ (GC-MS, GC-MS/MS, GC/GC-MS, LC-MS, LC-MS/MS) dude phat trién rit nhanh và cho đến nay đã

trở nên phổ biến trong phân tích thực phẩm Trong những phần tiếp thco, chúng tôi nêu những ứng dụng của kỹ thuật này trong phân tích thực phẩm trên phướởng điện Kiểm soát chất lượng thực phẩm VÀ nghiên cứu thành phần

mắc sai số, mặc dù mọi cố gắng thực hiện các phép phân tích sao cho sai số nhỏ nhất Vì vậy trong phân tích việc đánh giá các kết quả là một trong những

bước không thể thiếu được của các quá trình phân tích

Xử lý số liệu phân tích cho phép ta loại bỏ được các sai số của phép đo,

2.1 ĐẠI CƯƠNG.VỀ HẰM LƯỢNG NƯỚC, HOẠT ĐỘ NƯỚC, DUONG ĐĂNG NHIỆT HẤP THỤ

Trong các thực phẩm hàm lượng nước rất khác nhau: [O - 20% trong nẹũ

vóc, 60 - 70% trong thịt, 8Ó - 90% trong quả và rau tươi và 9Ó - 95% trong nan an Nước klông phải là hợp chất cung cấp năng lượng mà ngược lại nước làn chờ thực phẩm kém chất lượng trong thời gian bảo quản, do đó người ta thường làm gia ham lượng nước trong chúng đến mức tối đa

'Irong thực phẩm, nước thường ở dưới hai dạng:

- Nước liên kết, là nước không còn tính chất như nude ur do, vi cae phéu tt của né được dính vào các chất cao phân từ bằng lực Vapndeivan va bang cầu hydro Nước liên kết thường mát khả năng hoà tan (dung môi) và không đóng bằng (vì Hãng lượng liên kết giữa nước và phân tử các chất khác cao hơn năng lượng liên kêt

ptữit các phân tử nước với nhấn)

Các hợp phần như protein, gÌuxit trong một thực phẩm cũng như trong một dung dịch có thể tương tác với nước làm nó khó bốc hơi đo đó mà số phân từ nước thoát ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị điện tích bể mật (thục phẩm dụng dịch) xẽ nhỏ hơn so với nước nguyên chất và cân bằng :

Thực phẩm (dung địch) => hơi 26

được thiết lập ở áp suất nhỏ hơn so với nước nguyên chất,

Hoạt độ nước a„ của một thực phẩm là tỷ lệ giữa áp suất riêng phần p của hơi nước trong một thực phẩm và áp suất riêng phản pụ của hơi nước trong aude nguyên

a

a= | —-

PJ,

Trong không gian kín (khi thực phẩm có bao bì kín) có một đẳng thức piữa

luaat độ nước của một tực phẩm Và ấp suất hơi nước gây ra bởi thực pliẩm đó: vhải ở cùng nhiệt độ

Độ ẩm tương đối cân bằng %

100 Hoạt độ nước của một thực phẩm đặt trong không khí sẽ bằng độ ẩn) tương dỏi của không khí đó

Tuy hai thang đó là tương tự nhau (độ Ẩm tương đối cân bằng được do từ Ô- [00% còn“a„ thì từ O-1) nhưng hai thông số này có ý nghĩa vật lý khác nhau Độ

ám tương đối cân bảng là so với pha khí, còn a„ lại có liên quan với phú ngưng tụ của nước bị hấp thụ bởi thực phẩm

Nếu thừa nhận hơi nước là khí với ý nghĩa đầy đử thì có thể coi a„ tronp, một thức: phẩm rắn hoặc trong một dung dịch là đồng nhất với độ ẩm tương đối của khí quyển vốn đang ở trạng thái cân bằng với pha ngưng tự, khi ở một nhiệt đỏ nhất đimÍt

Nếu biểu diễn bảng dồ thị, với trục tung ghỉ hàm: lượng nước của thực phẩm (tính bằng ø nước trên 100g chất khô) trục hoành ghi nồng độ hơi nước dang cần bang của khí quyển đang cân bằng với sản phẩm (được tính bằng độ ẩm tương dối hoạc bằng hoạt độ nước a„ trong thực phẩm) thì đường cong thu được gọi là dường

dang nhiệt hấp thự và phản hấp thụ (hình 2.1a)

27

Hình 2.1a Đường đẳng nhiệt hấp thụ và phản hấp thụ của nước

Nhự vậy đường đẳng nhiệt hấp thụ (và phần hấp thụ) cho biết tại một

nhiệt độ nhất định (khi ở tạng thái cân bằng) lượng nước được giữ bởi một thực

phẩm cũng như áp suất của khí nước do nước của một thực phẩm gây ra phụ thuộc vào các độ ẩm khác nhau

Qua đường đẳng nhiệt sẽ giúp cho ta:

1 Tiên đoán được hoạt độ nước trong hôn hợp phức tạp (ví dụ một thực

28

3 Tiên đoán được ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ của nước của một mẫu sản phẩm được bao gói kín (độ ẩm không đổi) Dễ dàng nhận thấy ở độ

ẩm không đổi khi hoạt độ nước từ 0,4-0,5 nếu tăng nhiệt độ sẽ làm tăng hoạt độ

nước (hình 2.1b), ở hoạt độ nước không đổi, nếu tăng nhiệt độ sẽ khử nước của sản phẩm và ngược lại

Hình 2.1b, Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ nước

4 Tiên đoán được lượng nước bị hấp thụ bởi một sin phẩm đã được làm

khô và bạo gói trong một bao bì thấm được với hơi nước

5 Tiên đoán được độ bền của hàng hóa thực phẩm Thực phẩm chỉ bền tối đa khi chỉ eó lớp nước đơn phần nehfa là khi có hoạt độ nước từ 0, I-0,2

2.2 SU CAN THIET PHAI XAC BINH HAM LƯỢNG NƯỚC

Thông thường đối Với mọi săn phẩm thực phẩm trước tiến người ta cần

phải biết hàm lượng nước của chúng vì những lý do sau:

2

1 Yêu cầu của công nghệ: Muốn biết hàm lượng nước để có quyết định và

có biên pháp hợp lý về thu hoạch phơi sấy, bảo quản và chế biển công nghiệp Hàm lương nước là chỉ số cân thiết để đánh giá và làm chủ được các nguy cơ gây hư

bóng trong thời gian cất giữ thực phẩm

2 Yéu cầu của việc đánh giá chất lượng: Muốn biết cụ thể hành lượng nước (hay hàm ẩm) để qui các kết quả phán tích các mặt, các chỉ tiêu vẻ một cơ sở có định là chất khô hoặc hàm lượng nước chuẩn

3 Yên cầu của thương mại: Các hợp đồng mua và bán thường có quy định

ict han trên của hàm lượng nước không cho phép trong một sản phẩm

4 Yéu cẩu của quy chế: Vì lý do vệ sình thực phẩm và trung (Mức trong thung, mại, người ta thường quy định hàm lượng nước giới hạn hoặc Hàn lượng

chát khô tối Hiểu của một thực phẩm

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC VÀ HOẠI ĐỘ

NƯỚC TRONG THỰC PHẨM

2.3.1 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG NƯỚC TUYỆT ĐỐI

Đó là những phương pháp cho phép có một sự cân bằng thực piữa sáo phẩm

và mọt khí quyển có áp suất hơi nước bằng không Với các phương pháp này có thể

gom:

Bai 1 Phuong phap sdy mdu ở nhiệt độ vừa phải

Phương pháp này có thể dùng cho các thực phẩm dạng ran Thường sảy sản phẩm trong một khí quyến có độ ẩm tương đối bang khóng Nước die: keo ra khỏi

mấn sản phẩm đã được nghiền nhỏ, để ở nhiệt dd vita phai (SO"C - 80°C), dudi ap snat

thấp, nhờ một tác nhân hút ẩm có khả năng tạo ra được một độ ẩm tương dối bạng (hong & trong lòng Việc cân bằng với khí quyển có áp suất hơi nước bảng không có

thể nhận ra được thông qua sự không thay đổi của khối lượng mẫu trong, những giới hạn xắc định

30

Thực tế có thể tạo ra áp suất hơi nước bằng không bảng cách đùng những chất rất háo nước như pentoxwt photpho (P;O.), peclorat Mg khan hoặc rầy phan tr, Ian chất sau để tái sinh nhìmg cố nhược điểm hơn P,O, ở chỗ không thể phát hiện ra được bảng mất piái đoạn cuối tức là giai doan chúng trở lén vô hiệu quả Ngoài ra với PO,

có thể phát hiện ra dược vết chất hữu cơ mà khi có mặt sẽ lạo räả một màu tí vàng đến

nau den

Việc tạo ra ngay ban đầu một áp suất thấp mà không phải bơm liên tục sẽ lầm tam npuy cơ oxy hoá các chất và sẽ làm dé dang cho su di chuyển các phân tử nước

từ inẫu vật đến chất hút nước vốn được dat trực tiếp với nó

Khi gia nhiệt sẽ làm tăng nhanh quá trình aha nước từ mẫu vật [uy nhiên nÏiệt độ tối đa thường ở trong khoảng 45 - BỨC có khi đến IOŒC tuỳ theo sản phẩm, Với phương pháp này, người ta thường để mẫu vật và P,O, ở hai nửa của một ống thuy tỉnh piưrex Nửa chứa mẫu được đặt vào bộ phận hình trụ thích hợp của tủ sấy, còn nữa đặt P;O, thì nằm bên ngoài tủ sấy ở nhiệt độ thường, có vời và khóa hư chân không khi bắt đầu sấy

Phương pháp này cho kết quả rất tốt chỉ có nhược điểm là thời gian quá dài có thể đến 150 giờ,

Bai 2 Phuong phép Karl Fischer

Nguyên tắc của phương pháp đựa trên phản ứng sai:

SO;,+,+2H;O => 2I+4H' +SO,}

Phản ứng cân bằng này sẽ chuyển dịch theo chiều thuận khi có mặt một bịì⁄ hyn cơ như piridìn cố khá năng kết hợp dân dần với các proton tạo ra trong quá trình

Ngoài ra piridin và metanol có vai trò là những đung môi của iot và SO; Thuốc (lữ Karl Ficher bao gồm SƠ,, l, piriđin và một rượu (thường là raelanof) Mẫu vặt ở tang (hii can bang với một môi trường có áp suất hơi nước bằng không, với điều kiện

là các thao tác làm thế nào để cho phép nước chứa trong lòng các hạt dưới dạng buyển phù khuếch tán đựa ra ngoài đụng dịch iot va SO, Sy khuéch tis nity fa hoan tuàn và tức thời với tất cả các sản phẩm hoà tan được trong một dụng mời tp, hợp

3l

với thuốc thử Karl Fischer (ví dụ đường sacaroza chẳng hạn) Các điều kiện này rất khó

thực hiện với các sản phẩm thực phẩm mà có một phần không thể chuyển thành dung dịch Trong trường hợp này vai trò của dung môi là phức tạp: là môi trường để khuếch tán pha rắn, là môi trường để trích ly nước, là tác nhân làm trương nở và làm tan rã các

cấu trúc cao phân tử và làm dễ dàng cho sự chiết Đó là trường hợp với tỉnh bột, các ngũ cốc và các sản phẩm dân xuất Thời gian cần thiết để khuếch tần nước phụ thuộc vio kích thước các hạt và vào nhiệt độ Để tăng nhanh quá trình người ta thường chiết ở

nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung môi được dùng

Phương pháp Karl Fischer có thể dùng khi những phương pháp khúc không

dùng được, Các sản phẩm rắn, lòng cũng như những sản phẩm cÓ chứa các hợp chất

bay hơi ở nhiệt độ thấp khác với nước đều đùng được phương pháp này Các chất xeton, aldehit chứa trong các sản phẩm sẽ cạnh tranh với thuốc thử, Đo bản chất rất háo nước WÃ rất nhạy với các hiệu ứng quang hóa nên thuGe thif Karl Fischer dé dàng bị biến đổi theo thời gian, Để ngăn ngừa người ta phải đựng trong chai thủy tỉnh

có tác dụn8 ngăn cần quang hóa cũng như các dụng cụ có tác dụng cách ly thuốc thử

với độ ẩm của khi quyển Thường thì trước khi dùng phải chuẩn hóa lại thuốc thử

Có thể thay thế metanol bằng 2-metoxy-etanol thì thuốc thử bị biến đổi chậm hơn Bai 3 Phương pháp chường cất

Cho mẫu vật vào trong một chất lỏng không hòa lẫn với nước, sau đó đưa hỗn

hợp đến nhiệt độ sôi Hơi dung môi và hơi nước được chiết ra và được ngưng tụ nhờ

một ống sinh hàn hổi lưu, sau đó thu lại trong, một ống chia độ, ở đây nước và dung môi không hòa lẫn nên tự tách ra Lượng nước được đọc bằng thể tích Dung môi

thường dùñg là benzen, toluen, xylen

Khó khăn chủ yếu là không chiết được nước hoàn toàn ở trong mẫu Phương pháp này có thể áp dụng để xác định nước trong bơ, dầu, các sản phẩm giàu lipit cũng như một số gia vị Thông thường người ta chỉ áp dụng phương

pháp chưng cất cho những sản phẩm tự khuếch tần được trong chất lỏng đề kéo cất

Bài 4 Phương pháp sấy ở nhiệt độ từ 100 đến 13C

Đó là phương pháp đơn giản nhất và nhanh nhất, khá phổ biến và đôi khi

cũng cho kết quả tương tự như phương pháp tuyệt đối

32

Với phương pháp này thường phải nghiền mẫu và kiểm tra kích thước bội uphiển là cần thiết cho độ chính xác của các kết quả

Bai 5 Phuong pháp sấy nhanh ở nhiệt độ cao (200°C hoặc của hơn)

Sấy trong 2 đến 15 phút, cũng thường được dùng như phương pháp kiểm tra công nghiệp Mẫu vật đặt trong lò sấy dưới đèn hỏng ngoại, bộ phận cân đặt phía

ngoài lò sấy và có thể đọc trực tiếp hàm lượng nước của sản phẩm

2.3.2.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ NƯỚC CỦA THỰC PHẨM

Bài 6 Xúc dinh hoại độ nước bằng phương pháp nội suy

b Tiên hình

Xác dịnh a„ (là xác định độ ẩm tương đối cân bằng) bằng phương pháp nội suy từ đồ thị được trến hành như sau: Đặt các mẫu vật trong các bình kiểu như các bình hút ấm nhỏ, có chứa các dung dịch muối bdo hoà để tạo ra độ ấm tượng đối cân bảng (hay a„ chuẩn khác nhau), có lắp thiết bị khuấy dụng địch và quai không khí Các bình hút ấm được để ở cùng 1 nhiệt độ nhất định (trong thiết bị diệu nhiệt cách thuỷ chẳng hạn) sau một thời gian từ 2 đến 24 giờ (phụ thuộc vào mẫu vật và các tác giả) cân trọng lượng các mẫu vật từ đó biết được sự biến thiên trọng lượng của mẫu Vẽ đồ thị với trục y biểu diễn sự biến thiền trọng lượng mẫu và trục x biểu

điện độ ẩm tương đối cân bằng (y = Í(x)) Điểm cắt nhau của đường thẳng với uúc

hoành la độ ấm tương đối cân bằng (bay a„) của sản phẩm (hình 2.3.2)

33

Với phương pháp này có thể xác định được a„ khi ở nhiệt độ cao Cũng có

thể dùng các bình có kích thước như hộp Petrí nhưng có hai khoang: khoang giữa đút mẫu vật định xác định a4„ khoang ngoài đựng dung dịch muối bão hoà

Bảng 2.3.2a Giá trị hoạt độ nước (ở 25°C) của dung địch muối bão hoà

Bảng 2.3.2b Độ ẩm tương đối nhãn được từ dụng dịch H„SO,

2.4 XÁC ĐỈNH DUGNG DANG NHIET HAP THU VA PHAN HAP THU

Bai 7 Xac dinh đường đăng nhiệt háp thụ và phản hấp thụ của chè

W = A„) (W = do ẩm, A¿: độ ẩm tương đối của khí quyển troup các bình kín (hình 2.4á cá 2.4b)

Đôi khí, cũng cần xác định một hệ các đường đẳng nhiệt tại các nhiệt đọ khác nhau để tính nhiệt hấp thị chẳng hạn (hình 2.4c)

aS

Mô

Hình 2.4 Các phương pháp để thiết lập đường đẳng nhiệt :

a) Sơ đồ tiến hành với một mẫu sản phẩm;

b) Sơ đồ tiến hành với nhiều mẫu sản phẩm;

c) Sơ đồ tiến hành ở các nhiệt độ T,, T;, T; khác nhau

b Hoá chất và dụng cụ

Để thu độ ẩm tương đối cần có của không khí trong các bình kín người trì

dùng các dung dịch muối bão hoà hoặc dung dịch axit sunfuric có nồng độ xác định (xem bảng 2.3.2a và 2.3.2b)

Có thể dùng bình hút ẩm chân không có đường kính khoảng 20 - 25cm

Các dung dịch muối bão hoà (hoặc dung dịch axit H;SO,) được đổ vào các bình hút ẩm chân không đến cách ghi sứ lcm, trén ghi sứ đặt cốc cân có đường

kính khoảng 6cm để đựng mẫu Muốn hệ thống nhanh chóng đạt được độ ẩm cân bang, người ta đặt các giải giấy lọc có một đầu nhúng ngập trong dung dịch muối bão hoà (hoặc dung dịch H;SO,) quanh thành bình hút ẩm

“Trường hợp dung dịch bão hoà là ôxit crôm thì dùng bông thuỷ tỉnh thay giấy

lọc

© Chuẩn bị mẫu

Nói chung việc nghiền mẫu là cần thiết nếu làm tảng độ xốp tự nhiên của

sản phẩm để các phân tử nước di chuyển dé dàng do đó làm tăng quá trình trao dối

mà khong làm thay đổi điểm cân bằng cuối cùng Nhất là khi lượng nước hấp thụ phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc “không khí-sản phẩm” thì khâu nghiền mẫu sẽ làm tăng diện tích bề mặt đo đó tăng quá trình cân bằng, Đó là trường hợp các sản phẩm dạng tính thể thường có kích thước và độ cứng của các tỉnh thể vốn ngăn cản sự thâm nhập của nước Trường hợp các sản phẩm là đầu hoặc rất ưới thì làm lạnh đông cho để nghiền hoặc nghiền lạnh có mặt nitơ lòng hoặc tuyết cacbonic Trong

mọi rruờng hợp, việc nghiền khóng được làm nóng sản phẩm để tránh làm thay dối

tính chất bấp thụ do nhiệt,

Ngoài ra, đối với trường hợp xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ thì phải dưa mẫu sản phẩm đến thuỷ phần dưới 1% hoặc trường hợp xây dựng đẳng nhiệt phả:i hấp thụ lại phải đưa sản phẩm đến hàm lượng nước bằng hoặc cao hơn mức thuỷ tối

du

d Cách rrến hành

Có thể đưa sản phẩm đến thủy phần dưới 1% bằng cách sấy nhẹ trong tủ sấy

chân không trong nhiệt độ 50°C trong 16 giờ hoặc bằng cách để mẫu sản phẩm vào bình hút ấm chân không có chất hút ẩm P;O, trong 48 - 72 giờ

Cân chính xác khoảng 1g mẫu vào cốc cân đã biết trọng lượng, đàn đều màu thành lớp mỏng rồi đặt vào bình hút ẩm chân không có độ ẩm tương đối của không khí tang đản Sau 1, 2, 4, 6, 8, 16 gid dé đạt cân bằng (khi trọng lượng hai lần cân liên tiếp không chênh lệch quá lmg)

Trường hợp phản hấp thụ, có thể lấy các mẫu đã đạt đến cân bằng trong thí nghiệm hấp thụ ở trên đem giữ ở khí quyển bão hoà hơi nước (độ ẩm tương đốt gần

98%) cho đến khi hàm ẩm không vượt quá lần cán trước vài phần trăm (%) Để mẫu vào dây bình hút ấm chân không có độ ấm tương đối của không khí phim dần trong thời gian từ 2, 4, 6, 8, 16 giờ

Tiến hành xác định thuỷ phần các mầu trong bình hút ẩm chân không bằng phương pháp sấy nhanh hay phương pháp Kar] Ficher

Cho tủ sấy ở nhiệt độ 130°C trong I,5 giờ sau đó lấy nắp đây cốc cân lại và

lấy ra đặt trong bình hút ẩm chăn không để làm nguội trong 30 phút

37

Lượng ẩm cân bang (%⁄) trong các mẫu sản phẩm ớ độ ẩm tương đối của

khong khí khác nhau, được tính theo công thức :

G,-G,

= ———- x 100 (%)

N trone đó:

G: khối lượng của cốc cân khong có mẫu (g);

G;: G1 + khối lượng sản phẩm ở điều kiện cân bằng:

Gx: GI + khối lượng sản phẩm khô sau khi sãy

38

Chương 3

PROTEIN

3.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ NGHIÊN CỮU CẤU TRÚC PHAN TU PROTEIN

Nghiên cứu cấu trúc phân tứ protein thường theo các bước sau:

Thu nhựp protein a dang tinh vạch: sử dụng các phương pháp kết tủa thuận nghịch sắc kí qua cột trao đồi ion, rây phân từ, phương pháp sắc ký ái lực đế loại

bo cdc protein tap

Xdc dinh thanh phan axit amin cua protein, theo trình tự:

- Thuỷ phản protein thành axit amin, thường dùng HCI 6N 6 110°C, 24h

- Loại axI khỏi địch thuỷ phân

- Tách riêng các axit amin trong dịch thuỷ phân: Có thể dùng phương pháp

sắc kí trên giấy sắc kí kết hợp với điện đi trên giấy sắc kí với cột trao đối ion

(thường dùng là polystilen sunfonat như Dowex 5Ô)

- Phát hiện axit amin bằng phan ứng đặc hiệu Ví dụ với thuốc thừ n¡inhidrin, axit amin cho phức chất màu xanh tím riêng prolin tạo thành phức màu vàng Cường độ màu tỉ lệ với lượng axit amin

- Để định tên các axit amin trong dịch thuỷ phân cẩn tiến hành phân tích

song song ¡ mẫu chứa hỗn hợp của axít amin chuẩn Đối chiếu so sánh sắc kí đỏ

nhận được của mẫu nghiên cứu và mẫu chuẩn sẽ biết được thành phần tí lệ từng axit amin trong mdu nghiên cứu

- Tính số gốc axit amin trong phân tử

39

Ngày nay nhờ có máy phân tích tự động thành phần axit amin có thể hoàn thành việc tách và phân tích dung dịch axit amin trong vòng 2 gid

Xác định trình tự sắp xếp các gốc axit amin trong chuỗi polypeptit Các phương pháp được dùng từ trước đến nay như phương pháp Sanger, phương pháp

dùng danxil clorua, phương pháp Edman Để xác định trình tự axit amin của một

chuỗi polypeptit thường theo trình tự:

~ Cất chuỗi polypeptit ở những vị trí xác định tạo thành các đoạn peptit ngắn

Để thực hiện điểu này thường dùng các enzim phân giải protein (tripxin,

kemotripxin, clo stricin ), các hoá chat dac biét (CNBr)

- Dùng phương pháp sắc kí để tách riêng các đoạn peptit này và tỉnh sạch

chúng

6

~ Xác định trình tự sắp xếp axit amin của mỗi đoạn peptit đã tỉnh sạch

- Đối chiếu trình tự axit amin của các đoạn peptit khác nhau (chú ý những đoạn có trình tự axit amin bao phủ lên nhau) để thiết lập trình tự axit amin của toàn

3.2 MỘT SỐ TÍNH CHẤT QUAN TRỌNG CỦA PROTEIN

Tính chất của protein phụ thuộc vào thành phần và trình tự sắp xếp các gốc axit amin trong phân tử của nó Do cách kết hợp giữa các axit amin trong phân tử

40