ĐỊNH LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXY HÓA KHỬ VỚI KALI FERRYCYANURE

1. Giới thiệu và mục tiêu bài thí nghiệm 1 2. Nguyên tắc 2 3. Dụng cụ 2 4. Hóa chất 2 5. Quy trình thực hiện 3 5.1. Quy trình xử lý mẫu 3 Nguyên liệu không chứa nhiều tinh bột hoặc inulin 3 Nguyên liệu giàu protein (mô động vật, đậu) 3 Nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hay inulin (khoai lang, sắn, khoai tây) 3 Trích ly đường bằng ethanol 70 – 80o. Đun cách thủy hỗn hợp trong bình có lắp ống sinh hàn không khí. Trong trường hợp này không cần kết tủa protein vì lượng protein chuyển vào dung dịch không đáng kể. 3 Nguyên liệu chứa nhiều acid hữu cơ (cà chua, dứa, chanh, khế,…) 3 5.2. Chuẩn độ xác định hàm lượng đường khử 3 6. Tính toán kết quả 4 Đường khử là các carbohydrate có khả năng tham gia phản ứng với các tác nhân oxy hóa mạnh như Cu2+OH, nước Br2, HIO4… Tất cả monosaccharide và một số oligosaccharide là đường khử là đường khử và tham gia các phản ứng của nhóm chức –CHO–CO. Tùy tác nhân mà quá trình oxy hóa xảy ra ở C1 ; ở cả C1 và C cuối hay chỉ ở C cuối. Các loại thuốc thử (tác nhân oxy hóa) thường dùng để định lượng đường khử là: Bertrand (CuSO4) Fehling (Cu tartrate) Benedict (Cu citrate) Ferrycyanure (K3Fe(CN)6) Iod (I2) Mục tiêu của bài thí nghiệm là định lượng hàm lượng đường khử trong nguyên liệu hoặc sản phẩm thực phẩm bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với tác nhân là K3Fe(CN)6. Ngoài ra, ta biết rằng hầu hết các oligosaccharide và polysaccharide được cấu tạo bởi các đơn phân là monosaccharide và dễ bị thủy phân thành monosaccharide. Vì vậy, có thể ứng dụng phương pháp này để định lượng được đường khử trước và sau thủy phân để tính hàm lượng của chúng.

ĐỊNH LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXY HÓA KHỬ VỚI KALI FERRYCYANURE Giới thiệu mục tiêu thí nghiệm COOH HCOH HOCH H+ loaõng, Cu2+ (Acid gluconic) HCOH CHO COOH HCOH HOCH HCOH HNO3ññ HCOH HOCH CH2OH (Acid glucaric) HCOH HCOH HCOH CH2OH (Glucose) HCOH Methyl hoùa CH2OH O COOH HO OH OH COOH Br2 OCH3 O OH OCH3 OH (Acid glucuronic) HO Đườ ng khử carbohydrate có khả tham gia phản ứng với tác nhân oxy hóa mạnh Cu2+/OH-, nước Br2, HIO4… Tất monosaccharide số oligosaccharide đường khử đường khử tham gia phản ứng nhóm chức –CHO/–CO Tùy tác nhân mà trình oxy hóa xảy C1 ; C1 C cuối hay C cuối Các loại thuốc thử (tác nhân oxy hóa) thường dùng để định lượng đường khử là: Bertrand (CuSO4) Fehling (Cu tartrate) Benedict (Cu citrate) Ferrycyanure (K3Fe(CN)6) Iod (I2) Mục tiêu thí nghiệm định lượng hàm lượng đường khử nguyên liệu sản phẩm thực phẩm phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với tác nhân K3Fe(CN)6 Ngoài ra, ta biết hầu hết oligosaccharide polysaccharide cấu tạo đơn phân monosaccharide dễ bị thủy phân thành monosaccharide Vì vậy, ứng dụng phương pháp để định lượng đường khử trước sau thủy phân để tính hàm lượng chúng Nguyên tắc Khi cho ferrycyanure K3Fe(CN)6 phản ứng với đường khử, sản phẩm thu ferrocyanure Dựa vào phản ứng này, ta suy lượng đường khử có mặt dung dịch cần xác định Việc chuẩn độ tiến hành môi trường kiềm NaOH, đun nóng với thị xanh metylen (methylen blue) Phương trình phản ứng: CH2OH-(CHOH)4-CHO + K3Fe(CN)6 + 2NaOH CH2OH-(CHOH)4-COONa + NaK3Fe(CN)6 + H2O Phương pháp đơn giản phương pháp dùng dung dịch kiềm sulfat đồng không tạo tủa phản ứng kết thúc rõ ràng Kết tính toán không dựa vào phương trình lý thuyết, mà dùng công thức thực nghiệm Độ xác kết phụ thuộc nhiều yếu tố, trình tự tiến hành thao tác quan trọng Dụng cụ  Bếp điện, kẹp, lưới amiang, nồi cách thủy  Phễu lọc, ống đong, bình định mức 100mL  Becher, erlen  Burette, pipette loại Hóa chất  K3Fe(CN)6 1%  Đường glucose 0,5% (w/v)  NaOH 5%; 2,5N  HCl 5%  Tác nhân kết tủa: CCl3COOH 10% chì acetate 10% + Na2HPO4  Na2CO3 bão hòa  Methyl red 1%  Methylen blue 0,04% Quy trình thực 5.1 Quy trình xử lý mẫu Nguyên liệu không chứa nhiều tinh bột inulin Dùng nước nóng trích ly đường Cân 1–2g mẫu nguyên liệu khô (cây, khô) – 10g nguyên liệu tươi có hàm ẩm cao (rau, tươi) Cho vào cối sứ nghiền thật nhỏ với bột thủy tinh hay cát 30mL nước cất nóng 70 – 80 oC Trích ly nhiều lần nước nóng Chuyển lượng dịch vào bình định mức, bỏ phần bã trích hết đường Nguyên liệu giàu protein (mô động vật, đậu) Kết tủa protein tạp chất dung dịch acid tricloacetic 10%, sau trung hòa dung dịch NaOH 5% với thị methyl red (màu đỏ chuyển sang vàng) Thêm nước cất tới vạch định mức, lọc qua giấy lọc vào cốc hay bình khô Nước qua lọc dung dịch định lượng đường khử Nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hay inulin (khoai lang, sắn, khoai tây) Trích ly đường ethanol 70 – 80o Đun cách thủy hỗn hợp bình có lắp ống sinh hàn không khí Trong trường hợp không cần kết tủa protein lượng protein chuyển vào dung dịch không đáng kể Nguyên liệu chứa nhiều acid hữu (cà chua, dứa, chanh, khế,…) Trong trình trích ly đường, saccharose bị thủy phân phần có mặt acid hữu có sẵn nguyên liệu, cần xác định riêng đường khử đường saccharose, phải trung hòa acid hữu dung dịch NaOH 5% hay Na 2CO3 bão hòa Nghiền nhuyễn nguyên liệu cối sứ với nước cất Nhỏ giọt thị đỏ metyl (methyl red) cho từ từ giọt NaOH 5% đến xuất màu hồng nhạt Tiếp tục trích ly định mức 5.2 Chuẩn độ xác định hàm lượng đường khử Từ m gam (hoặc mL mẫu lỏng) mẫu ban đầu, tiến hành trích ly đường khử định mức thành 100 mL (dung dịch chứa đường khử thô) Cho vào burette dung dịch mẫu chứa đường khử lọc tách tạp chất Cho vào erlen 10mL dung dịch K3Fe(CN)6 1% 2,5mL dung dịch NaOH 2,5N Đun sôi chuẩn độ bếp dung dịch đường khử đường tổng từ burette, cho giọt một, lắc mạnh Dung dịch ban đầu có màu vàng chanh ferrycyanure Điểm dừng chuẩn độ xác định màu vàng chanh biến mất, dung dịch suốt không màu khoảng 30 giây chuyển sang màu vàng rơm nhạt ferrocyanure Trong trường hợp khó nhận điểm chuyển màu, kiểm tra điểm kết thúc cách nhỏ giọt thị methylen blue giọt đường thừa làm màu xanh cho biết phản ứng kết thúc Lưu ý:  Kết lần chuẩn độ có giá trị tham khảo cho lần chuẩn độ thứ hai Lần này, sau đun sôi dung dịch ferrycyanure, xả nhanh lượng đường (theo kết lần chuẩn độ trước), để lại khoảng 1mL để chuẩn độ tiếp tìm xác điểm cuối  Kết tính toán sử dụng từ lần chuẩn độ thứ hai trở  Thí nghiệm tương tự dung dịch đường chuẩn dung dịch glucose 0,5% Tính toán kết Trong thí nghiệm, gọi Vk mL dung dịch mẫu Vg mL dung dịch glucose 0,5% phản ứng với lượng dung dịch ferrycyanure nồng độ xác định Như vậy, V k mL dung dịch mẫu tương ứng với Vg mL dung dịch glucose 0,5% có (0,5 x Vg)/100 g glucose Lượng đường khử tính công thức: Xk = 0,5×Vg ×V×100 100×Vk ×m Trong đó: Xk – lượng đường khử, g/100g hay g/100mL Vg – thể tích dung dịch glucose 0,5% cho chuẩn độ, mL Vk – thể tích dung dịch đường khử cho chuẩn độ, mL V – thể tích bình định mức, mL (100 mL) m – lượng mẫu thí nghiệm, g mL