PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG và THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG của cà PHÊ

Biết được độ ẩm là một điều quan trọng trong công tác phân tích xác định giá trị dinh dưỡng và chất lượng thực phẩm.. Về phương diện dinh dưỡng, nếu độ ẩm càng cao thì các chất dinh dưỡn

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG VÀ

THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA CÀ PHÊ

Chỉ tiêu 1: Phân tích cảm quan

1. Nguyên tắc

Xác định trạng thái bên ngoài và bên trong của bao bì ta biết sơ bộ được màu sắc, mùi vị, kích thước hạt, đọ mịn ra sao…đồng thời kiemr tra xem cà phê

có bị mốc hay có vị la không, có pha thêm phẩm màu hay không?

2. Dụng cụ và hóa chất

3. Điều kiện xác định

Điều kiện lấy mẫu: lấy mẫu từ các lô hàng thống nhất lấy tói thiểu là 2 gói mõi gói 500gr cho ra khay trộn đều để có mãu trung bình theo phương pháp chia chéo láy ra 250-500g để tiens hành phân tích

4. Quy trình xác định

- Dùng 1 cốc thủy tinh sạch ( đã sáy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 105C trong 2h để nguội trong bình hút ẩm )

- Cân chính xác 10g mẫu bột cà phê, sai số cho phép là 0.1g Sau đó cho ra khay nhôm dung muỗng nhựa hoặc đũa thủy tinh dàn mỏng đều rồi ta tiến hành quan sát bằng mắt và nhận thấy như sau:

• Trạng thái: không bị vốn cục

• Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của cà phê, không có mùi vị lạ

- Để đánh giá cà phê có đạt chất lượng hay không thì nước pha café là yếu

tố quyết định Bên cạnh có cách thức pha café cũng cần chú ý và trình tự pha như sau:

• Đầu tiên ta cho vào phin 3 muỗng café bột lắc đều và ép nhẹ bên trong

• Dùng nước soi ở 100C châm vào phin, chờ café ngấm đều rồi sau đó châm them nước sôi vào

Nước café sau khi pha có màu cánh gián đậm, sệt, nếm có vị đắng và ngọt dịu của đường, có mùi thơm rát dặc biệt của cà phê

5. Kết quả phân tích

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

Cà phê bột – yêu cầu kỹ thuật TCVN5251- 1990

- Mùi

- Vị

Bột màu cánh gián đậm Không cháy, không vón

cục Thơm đặc trưng, không có

mùi vị lạ

Vị đậm đà, thể chất phong

phú, hấp dẫn Màu cánh gián đậm, sánh

hấp dẫn

Bột màu cánh gián không

đều Không vón cục Thơm đặc trưng, không

có mùi vị lạ

Vị đậm, thể chất trung bình, không mùi vị lạ Màu cánh gián đậm

Chỉ tiêu 2: Phân tích hóa lý

Người ta ước lượng rằng café chứ hơn 2000 chất hóa học, dù con số chính xác chưa được xác định Không những các hà khoa học không biết rõ café có những chất gì mà họ cũng không chắc về ảnh hưởng của café tới sức khỏe người uống Chất thu hút được nhiều sự quan tâm nhất là caffeine

Phương pháp khối lượng

lượng bọt lọt rây và khối lượng bột ở trên rây ta tính được độ mịn

- Tỷ lệ bột lọt rây 0.56mm X1 và tỷ lệ bột trên rây 0.25mm X2 được tính bằng

% the công thức sau:

X1= X2 =

m1 : khối lượng bột lọt rây 0.56mm tính bằng g

m2 : khối lượng bột trên rây 0.25mm tính bằng g

m : khối lượng mẫu tính bằng g

Sai số cho phép không quá 0.5%

• Cân kỹ thuật có độ chính xác 0.1g

- Lắp rây theo thứ tự rây lỗ nhỏ ở dưới, rây lỗ lớn hơn ở trên, trên cùng là nắp đậy rây, dưới cùng là đáy của rây

- Cân 100g mẫu phân tích, sa số cho phép là 0.1g cho vào rây, lắc tròn trong 2 phút sau đó vỗ nhẹ vào thành rây

- Cân phần bột lọt rây 0.56mm sai số cho phép 0.1g ta được khối lượng m1

- Cân phần bột trên rây 0.25mm, sai số cho phép 0.1g, ta được khối lượng m2 Chú ý: những bột dắt trong ỗ rây dược tính theo loại trên rây

Phương pháp khối lượng

- Định nghĩa: Độ ẩm là lượng nước tự do có trong thực phẩm Biết được độ

ẩm là một điều quan trọng trong công tác phân tích xác định giá trị dinh dưỡng và chất lượng thực phẩm

Về phương diện dinh dưỡng, nếu độ ẩm càng cao thì các chất dinh dưỡng khác nhau càng thấp

Về phương diện xác định chất dinh dưỡng phẩm chất và khả năng bảo quản nếu độ ẩm vượt quá mức tối đa thực phẩm sẽ mau hỏng

- Đem sấy mẫu café bột ở nhiệt độ 100- 105C trong thời gian từ 2-3h Dựa vào khối lượng hao hụt trước và sau khi sấy khô từ đó tính ra phần tram nước trong thực phẩm

X = 100

Trong đó:

G: khối lượng của chén sứ tính bằng g

G1: khối lượng của chén sứ và khối lượng của mẫu trước khi sấy tính bằng g

G2: khối lượng của chén sứ và khối lượng của mẫu sau khi sấy tính bằng g

Làm 2 mẫu song song sai lệch không được lơn hơn 0.5 % và lấy kết quả trung bình

• Tủ sấy điều chỉnh nhiệt độ ( đến 100- 105C hoặc 130C)

• Bình hút ẩm, phía dưới để chất hút ẩm: H2SO4 đậm đặc, Na2SO4 khan, CaCl khan hoặc Silicagen

• Các cốc thủy tinh loai 100ml hoặc chén sự chịu nhiệt

Về mẫu và quy cách dụng cụ:

- Mẫu thường ở trạng thái phân tích thùy theo từng loại thực phẩm mà kích thước đem sấy cho phù hợp

- Cố thủy tinh chịu nhiệt loiaj miệng rộng, thấp thành

Nhiệt độ và thời gian sấy:

- Để đuổi độ ẩm ta thường tiến hành ở 100- 105C nếu nhiệt độ lớn hơn thì một

số thành phần khác có trong thực phẩm sẽ bị phân hủy gây sai số

- Thời gian sấy 2-3h là thích hợp Quá trình sấy cần tăng giảm nhiệt độ và lần tới khi khối lượng cân không đổi

- Cân chính xác 10g bột café trên cân phân tích chuyển vào cốc thủy tinh chịu nhiệt ( đã sấy kỹ ở nhiệt độ 105C trong 2h để nguội và cân biết trước khối lượng) Đặt cốc mẫu trong tủ sấy để tăng dần nhiệt độ đến 105c và duy trì nhiệt độ này trong 2h Sau đó lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi đem cân Cần sấy và cân lại mẫu 1 lần nữa( thời gian là 30 phút)

để nguội rồi cân lại Chênh lệch khối lượng giữa 2 lần cân không quá 0.5mg cho mỗi gam chất thử là được Từ lượng cân trước và sau khi sấy ta tính ddowcj hàm lượng ẩm theo công thức trên

khối lượng Trong đó mẫu xơ ban đầu được trích ly qua 3 môi trường axit sulfuric, kiềm và etanol Khối lượng xơ còn lại được cân để tính hàm lượng xơ

2 Thứ tự tiến hành:

- Cân mẫu cà phê cần xác định, khối lượng m

- Trích ly trong môi trường axit sunfuric 1,25%, lọc thu kết tủa

- Trích ly trong môi trường NaOH 1,25%, lọc thu kết tủa.

- Trích ly trong môi trường Etanol 90độ, lọc thu kết tủa

- Sấy kết tủa ở 105độ C đến khối lượng không đổi

- Cân kết tủa ta có m1

- Nung khối lượng m1 ở 600độ C đến khối lượng không đổi

- Cân tro còn lại ta có m2

- Tro là thành phần còn lại của thực phẩm sau khi nung cháy hết các chất hữu

cơ Tro thực sự chỉ gồm các loại muối khoáng có trong thực phẩm do đó tro còn được gọi là tổng số muối khoáng

-Tổng số muối khoáng , hàm lượng tro có trong bột cà phe gồm các muối

khoáng có trong tự nhiên và cá muối khoáng có trong quá trình chế biến Để xác định hàm lượng tro tỏng ta tiến hành đốt và nung mẫu thử ở nhiệt độ cao , phàn thực phẩm còn lại sau khi nung đem cán tính phần trăm tro có trong thực phẩm

- Xác định độ ẩm Đặt chén nung vào lò đã được đốt nóng, giữ trong 60

phút ở 525độ C, sau đó lấy ra đặt vào bình hút ẩm.Khi cân bằng với nhiệt độ phòng thì cân chén nung Cân chính xác khoảng 3-5g mẫu, chuyển vào chén nung, đặt trên bếp điện và nung nóng cho đến khi mất nước hoàn toàn Đặt chén vào lò nung ở 525độ C khoảng 60 phút, làm nguội cho vào bình hút ẩm

và cân Lặp lại quá trình cho đến khi chênh lệch của 2 lần cân cuối cùng không quá 0,0001g

X=100

Trong đó:

m: khối lượng mẫu, g

m1: khối lượng tro sau khi nung, g

w: độ ẩm, %.

- Lấy trung bình cộng kết quả của 2 thí nghiệm song song mà sai số giữa chúng không quá 0,2%, kết quả tính đến 1 chữ số thập phân

- Tro không tan trong axit HCl là những chất bẩn ( đất, cát, sạn ) không hòa tan được chúng là những chất không phải là muối khoáng

mà lại nung cháy ở nhiệt độ quy định

- Những chất bẩn lãn vào cà phê là những chất khong hòa tan trong axit HCl.

Để xác định thành phần này ta thực hiện đốt và nung mẫu thử , hòa tan tro bằng axit HCl nóng, lọc và nung, xác định phần còn lại

• Chén sứ , phễu, giấy lọc không tro quả bóp cao su, cốc thủy tinh

- Rót 25ml dung dịch HCl 10% vào chén chứa tro tổng, đậy chén bằng mặt

kính đồng hồ, đun đến sôi trên bếp điện 10 phút, làm nguội và lọc qua giấy lọc không tro Rửa chén và giấy lọc một vài lần bằng nước cất nóng cho đến khi dịch lọc không còn vết HCl ( thử bằng dung dịch AgNO3)

- Cẩn thận cho giấy lọc chứa cặn vào chén nung đã nung nóng và biết trước khối lượng, làm bay hoàn toàn hơi nước và đốt nóng trên bếp điện cho đến khi ngừng bốc khói Cho chén có cặn vào lò nung ở 525độ C khoảng 60 phút, làm nguội trong bình hút ẩm và cân Lặp lại quá trình trong 30 phút cho đến khi chênh lệch của 2 lần cân cuối cùng không quá 0,001 g

- Hàm lượng tro không tan trang axit được tính như sau:

X=100

Trong đó:

m: khối lượng mẫu, g

m1: khối lượng tro không tan trong axit, g

w: độ ẩm, %

- Lấy trung bình cộng kết quả của 2 thí nghiệm song song mà sai số giữa chúng không quá 0,2%, kết quả tính đến 2 chữ số thập phân

VI Xác định hàm lượng cafein

* Vài nét về cafein:

- Cafein (C8H10N4O2) là tên phổ biến của trimetilxantin (tên đầy đủ là 1,3,7-trimethylxanthine hoặc 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione) Chất này còn những cái tên khác như cà phê, trà, mat-tin

(mateine), gua-ra-nai (guaranine) hay methyltheobromine Cafein là sản phẩm của một số loại thực vật, trong đó có cà phê, cây gua-ra-na, cây vơ-na-mát, cây cacao và trà Dối với thực vật cafein là thứ thuốc trừ sâu tự nhiên Nó làm tê liệt và giết chết sâu bọ ăn thực vật Phân tử này được triết xuất lần đầu tiên vào năm 1819 bởi nhà hóa học Pháp, Friedrich Ferdinand Runge

Nếu là loại tinh khiết, cafein ở dạng bột trắng và cực kì đắng Nó được thêm vào cola và nhiều loại đồ uống khác để đem lại một vị đắng thú vị rất đặc biệt Tuy nhiên, cafein còn là một chất kích thích có thể ngây nghiện

Trong cơ thể chúng ta, nó gây sự kích thích lên các dây thần kinh, nhịp tim, sự hô hấp làm thay đổi tính cách con người và hoatj động giống như một chất lợi tiểu Thông thường, một tách cà phê có chứa khoảng 100mg cafein Tuy nhiên, khoảng một nửa dân số Châu Mĩ dùng 300mg cafein mối ngày như một liều thuốc thông dụng Cafein được dùng dưới dạng cà phê, cola, socola và trà mặc dù có thể mua nó khá dễ dàng dưới dạng một chất kích thích

Người ta tin rằng cafein làm trở ngại tiếp nhận thông tin của não bộ

và các cơ quan khác Việc giảm sự tiếp nhận thông tin này sẽ làm chậm lại các hoạt động của tế bào Nhưng tế bào thần kinh bị kích thích và tiết

ra hóc-môn epinerin (adrenalin) làm tăng nhịp tim, huyết áp và lượng máu chảy trong cơ, giảm máu chảy đến da và các bộ phận khác Và gây

sự giải phóng glucose trong cơ thể Cafein còn làm tăng mức độ truyền đạt của thần kinh Cafein nhanh chóng được đào thải khỏi não hoàn toàn

Nó chỉ có hiệu quả trong một thời gian ngắn và có khuynh hướng không làm ảnh hưởng nhiều đến sự tập trung hay những chức năng khác của não Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng cafein ta sẽ tăng sức chịu đựng đối với nó, sức chịu đựng khiến cơ thể dễ nhạy cảm Vì thế việc cai nghiện sẽ khiến cho huyết áp giảm, có thể gây đau đầu và một số triệu chứng khác Với quá nhiều lượng cafein có thể gây ra ngộ độc cafein Một số đặc điểm như: nóng tính, thường xuyên rơi vào tình trạng bị kích động, làm giảm sự tiểu tiện, gây mất ngủ, mặt đỏ ửng, làm lạnh tay chân,

bệnh đường ruột và thỉnh thoảng lại bị ảo giác Một số người mắc phải các triệu chứng ngộ độc cafein sau khi dùng khoảng 250mg mỗi ngày Đối với người lớn, ước tính khoảng 13-19gam cafein có thể gây chết người Trong khi được coi là an toàn đối với con người cafein có thể rất độc đối với thú nuôi như chó, ngựa hay vẹt Cafein được chứng minh có thể làm giảm bệnh tiểu đường Ngoài việc dùng cafein như một chất kích thích hay là một thói quen, chúng còn có thể làm thuốc giảm đau đầu khá hiệu quả

• Xác định hàm lượng cafein (TCVN 6603 – 2000) (phương pháp chuẩn)

Xử lí cafe bằng dung dịch ammoniac để giải phóng cafein, làm sạch bằng dietyl ete tinh khiết trên 2 cột (cột thứ nhất trong môi trường kiềm, cột thứ hai trong môi trường axit), chiết cafein bằng clorofom tinh khiết

và xác định hàm lượng của nó bằng phương pháp quang phổ

2 Dụng cụ và hóa chất

- cột sắc ký

- ống đong thủy tinh dung tích 250ml, bình định mức dung tích 50 và 100ml

- nồi cách thủy, máy nghiền, rây có đường kính lỗ 0.56cm

- pipet dung tích 2 và 5mm

- cân phân tích độ chính xác 0.0001g

- phễu thủy tinh đường kính 70mm, giấy lọc tròn đường kính 120mm

- cuvet thạch anh chiều dày lớp dung dịch 10mm, cát thạch anh sạch khô

- axit sunfuric (H2SO4), dung dịch 2N, amoniac dung dịch 2N

- diatomit đảm bảo hoàn nguyên ít nhất 98% cafein, NAOH 2N

- dietyl ete bão hòa trong nước, clorofom bão hòa trong nước

- cafein tinh thể

3 Chuẩn bị phân tích

- Chuẩn bị mẫu: lấy 50g cafe từ mẫu trung tính, sấy sơ bộ ở nhiệt độ

800C trong 2 giờ nghiền trong mấy nghiền đến khi bột nghiện lọt sơ bộ qua rây Nếu cafe đã rang thì không cần lấy sơ bộ mà đưa để nghiền ngay Mẫu sau khi nghiện được bảo quản trong lọ thủy tinh mẫu nút mài, sạch, khô

- Xây dựng đường cong chuẩn: cân 1g cafe với sai số 0.0001g hòa tan trong 50ml clorofom đã được hòa tan trong nước chuyển vào bình định mức 100ml và cho clorofom đến vạch Hút lần lượt

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12ml dung dịch trên cho vào 12 bình định mức

loại 100ml và cho clorofom đến vạch, lắc đều các bình một cách cẩn thận

và lần lượt đo độ hấp thụ Tại một điểm trên đường cong chuẩn là mối quan hệ giữa độ hấp thụ của dung dịch và nồng độ cafein trong dung dịch ấy

- Chuẩn bị cột môi trường kiềm (hình vẽ): cột bằng thủy tinh hình trụ có đường kính bên trong là 21mm, chiều dài 250mm Đặt vào cột một miếng bông thủy tinh sạch (lớp 4) Trộn cận thận 3g điatomit với 3ml dung dịch NaOH đưa bột nhão này vaaof trong cột và dùng đũa thủy tinh nhẹ nhàng nén cho lớp bột nhão chặt và đồng nhất (lớp 3)

- Chuẩn bị cột có môi trường axit (hình 2): cột bằng thủy tinh, hình trụ, đường kính trong 17mm, dài 250mm cho vào cột một miếng bông đũa thủy tinh (lớp 3) cận thận trộn 3g điatomit với 3ml dung dịch H2SO4 cho bột nhão vào cột và dùng đũa thủy tinh nhẹ nhàng nén cho lớp bột nhão chặt và đồng nhất (lớp 2) trên lớp 2 đặt một lớp bông thủy tinh mỏng (lớp 1

4 Tiến hành phân tích

- Xác định độ ẩm của cafe: xác định độ ẩm theo TCVN 1278 – 1986 theo phương pháp khối lượng

- Cân 1g cafe đã chuẩn bị ở mục 3 phần chuẩn bị mẫu với sai số là

0.0001g cho vào bình 100ml cho thêm 2g cát thạch anh đã nung với 5ml dung dịch amoniac trộn đều và để yên trong 3 phút Đặt bình lên nồi cách thủy đang sôi trong 2 phút Sau khi làm nguội chuyển định lượng vào bình định mức 100ml và cho thêm nước cất đến vạch cẩn thận trộn đều dung dịch và để yên cho đến khi lắng cát hoàn toàn

Dùng pipet hút lấy 5ml dung dịch và cho vào cốc thủy tinh đã có sẵn 6g điatômit trộn đều một cách cẩn thận

Chuyển vào cột kiềm lớp bột ẩm được chuẩn bị ở mục 3 Để tránh tổn thất cafein cốc thủy tinh được làm sạch 2 lần bằng bột điatômat, mỗi lần 1g và cùng cho vào cột kiềm Dùng đầu thủy tinh nhẹ nhàng nén để làm lớp bột ẩm đồng nhất và chặt (lớp 2) Đặt một miếng bông thủy tinh lên trên (lớp 1)

- Làm sạch và tách cafein:

Kẹp các cột trên giá sao cho chất lỏng từ cột kiềm chảy qua cột axit, trên cột kiềm đặt một phễu nhỏ từ từ rót 150ml đietyl ete Điều chỉnh van ở các cột sao cho luôn luôn tồn tại một lớp mỏng chất lỏng ở phía trên các chất chứa trong cột Sau khi đietyl ete chảy hết, tháo bỏ cột kiềm

và rót thêm 50ml đietyl ete vào cột axit để rửa

Lượng đietyl ete được tách khỏi cột axit bằng cách hút chân không trong 3 phút

Cafein được tách khỏi cột axit bằng 50ml clorofom dung dịch được tập trung vào bình định mức dung tích 100ml và được điều chỉnh đến vạch bằng clorofom trộn thật đều dung dịch thu được

Chú thích: phải điều chỉnh 2 van của 2 cột sao cho tốc độ chuyển dịch của chất lỏng (đietyl ete và clorofom) không vượt quá 3ml/phút Đảm bảo chất lỏng phải thấm qua mọi vị trí của chất chứa trong cột, không cho phép tạo thành bọt khí trong lòng chất lỏng