Nghiên cứu quy trình xác định nhanh peroxide trong dầu ăn và thực phẩm chế biến

Thực đơn hằng ngày yêu cầu một lượng nhất định acid béo tự do ví dụ như linoleic acid một loại acid béo omega-6 và α-linoleic acid một loại acid béo omega- 3 vì những loại này không thể

Trang 2

1.4 Chức năng chính của dầu mỡ trong cơ thể 15

2 SỰ OXY HÓA CỦA DẦU MỠ 16

2.1 Các chỉ tiêu thông dụng đánh giá mức độ oxy hóa của dầu mỡ và mỡ 17

Trang 3

2.1.2.3 Chỉ số anisidin – anisidine value 19

2.1.2.5 Chỉ tiêu tổng hàm lượng bay hơi - headspace profile 20

2.2 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa dầu mỡ 21

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự oxy hóa của dầu mỡ 26

2.5.1 Thành phần acid béo của dầu mỡ 27

Trang 4

3.1.2 Nhược điểm của phương pháp 34

3.2.1 Nguyên tắc 34

3.3 Phương pháp tạo phức màu Fe3+ với xylenol cam (XO) 35

3.4 Phương pháp đề nghị: Tạo phức màu giữa Fe3+ với SCN- sử dụng phương pháp

3.4.2 Cách lựa chọn thuốc thử 36 3.4.3 Phương pháp tạo phức màu giữa Fe3+ với SCN- sử dụng phương pháp

Trang 5

5.1 Chuẩn bị hóa chất 41 5.2 Xác định peroxid bằng phương pháp trắc quang cải tiến 42

5.3 Khảo sát các điều kiện tối ưu 43

5.3.1 Khảo sát dung môi chiết 43 5.3.2 Khảo sát bước sóng hấp thu cực đại của phức [Fe(SCN)6][CTMA]3 45

5.3.6 Khảo sát thời gian lắc trong quá trình chiết 48

5.5 Giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 52

5.6 Hiệu suất thu hồi 53

5.7.1 Công thức xác định chỉ số peroxid theo phương pháp trắc quang 55 5.7.2 Công thức xác định chỉ số peroxid theo phương pháp AOAC, AOSC 55 5.8 So sánh kết quả phân tích peroxid trên mẫu thật giữa phương pháp trắc quang

5.8.1 Mục đích 55 5.8.2 Qui trình phân tích và xử lý mẫu 56

5.8.2.2 Phương pháp trắc quang cải tiến 56

Trang 6

CẢI TIẾN 59

6.1 Mục đích 60 6.2 Các bộ kit xác định peroxid hiện đang được sử dụng trên thị trường 60

6.3 Chế tạo bộ kit so màu bằng mắt 62

6.3.1 Nguyên tắc 62 6.3.2 Bộ dụng cụ và hóa chất 63

6.3.3 Cách thực hiện 64 6.3.4 Kết quả phân tích trên một số mẫu thật 65

6.4.3 Khảo sát và tiến hành đo mẫu 69

6.4.3.2 Kết quả kiểm tra độ lặp lại 71 6.4.3.3 Đường chuẩn 71 6.4.3.4 So sánh với kết quả theo phương pháp AOAC, AOCS 72

Trang 7

TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

Trang 8

Danh mục trang1.1 Nhiệt độ sôi của dầu 15

2.3 Hàm lượng sắt và đồng trong dầu và mỡ 295.1 Kết quả khảo sát dung môi chiết 445.2 Kết quả đo mật độ quang của mẫu trắng 535.3 Kết quả xác định hiệu suất thu hồi 545.4 Kết quả so sánh với phương pháp AOAC, AOCS và phương pháp

quang cải tiến 57

6.2 So sánh kết quả đo PV của phương pháp đo quang và phương pháp

so màu bằng mắt 65

6.6 Kết quả đo mẫu thật bằng phương pháp sử dụng bộ kit và phương

Trang 9

Danh mục Trang

Đồ thị 2.1 Sự thay đổi nồng độ peroxid theo thời gian 19

Đồ thị 5.1 Phổ hấp thu của [Fe(SCN)6][CTMA]3 45

Đồ thị 5.2 Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ thuốc thử SCN - 46

Đồ thị 5.3 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ CTMA thêm vào 47

Đồ thị 5.4 Sự phụ thuộc của mật độ quang vào pH của dung dịch 48

Đồ thị 5.5 Sự ảnh hưởng của thời gian lắc lên mật độ quang 49

Đồ thị 5.6 Độ bền của phức [Fe(SCN)6][CTMA]3 50

Đồ thị 5.7 Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Fe3+ 50

Đồ thị 5.8 Đường chuẩn của phức [Fe(SCN)6][CTMA]3 trong dung môi

Đồ thị 5.9 Đồ thị phân bố giá trị PV theo phương pháp AOAC, AOCS và

Trang 10

Hình 6.7 Đường chuẩn 72

Đồ thị 6.1 phân bố kết quả đo PV theo AOAC, AOCS và phương pháp

Trang 11

Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến T.S Nguyễn Thị Thanh Mai, trưởng bộ môn hóa phân tích ĐH KHTN TP HCM, đã tận tâm hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Cảm ơn phòng thí nghiệm thuộc bộ môn hóa phân tích trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên

TP HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tại đây Không có sự giúp đỡ quý báu đó tôi đã không thể hoàn thành được đề tài này

TP HCM 09/2010

Trương Thanh Hùng

Trang 12

GVHD: TS. Nguyễn Thị Thanh Mai Khóa Luận Cao Học

TỔNG QUAN

Trang 13

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỠ [9]

Mỡ và dầu là những triester của acid triglyceric ở dạng lỏng hoặc rắn, luôn luôn tồn tại trong thức ăn của người và gia súc, gọi chung là các chất béo Không những đóng vai trò là một phần của thực phẩm mà chất béo còn ảnh hưởng sâu sắc đến sức khỏe con người và vật nuôi Các chất béo này rất dễ bị oxi hóa dẫn đến bị ôi, thiu Ở nhiệt độ không quá 102oC, các chất béo này không có biến đổi đáng kể ngoài việc hóa lỏng Các loại dầu, mỡ có giá trị dinh dưỡng rất cao đối với cơ thể, tuy nhiên việc sử dụng dầu, mỡ không đúng cách lại trở thành có hại cho cơ thể

1.1 Về mặt hóa học

Chất béo là triester của acid béo với glycerol

Trong đó R, R’, R’’ là các nhóm thế no hay không no, có số Carbon từ 12-20

Các mỡ tự nhiên là hỗn hợp của các triacylglycerol

Triacylglycerol là dạng đơn giản của lipid - một trong ba nguồn calo (bên cạnh hai nguồn khác là carbohydrat và protein) - Với 9 calo/gram (38kJ/g), lipid là thực phẩm giàu năng lượng nhất trong cả 3 loại kể trên (hai loại còn lại có 4 calo/gram)

Dầu mỡ có thể chia ra thành bão hòa và không bão hòa dựa theo bản chất của acid béo hiện diện Bản thân các acid béo cũng được chia thành bão hòa, đơn bão hòa,

đa bão hòa dựa vào sự hiện diện của liên kết đôi C=C

1.2 Về mặt sinh học

Các dạng vật chất sống cấu thành từ các tế bào, vậy tế bào cấu thành từ gì?

Trang 14

Tế bào được cấu thành từ 4 loại nguyên tố cơ bản: carbon, hydro, oxygen và nitơ và vô số tổ hợp của 4 nguyên tố trên Bốn loại đại phân tử từ tổ hợp của 4 loại nguyên tố trên: carbohydrat, lipid, protein, và acid nucleic Trong đó lipid bao gồm:

mỡ, dầu, phospholipid, và steroid Sự khác biệt cơ bản giữa dầu và mỡ ở giá trị nhiệt

độ sôi Mỡ thường dạng rắn trong khi dầu thường là dạng lỏng ở nhiệt độ thường (dầu

cọ và dầu dừa nằm ngoài quy luật trên)

Ngoài lượng triacylglycerol có sẵn trong thức ăn, cơ thể cũng có khả năng tự tổng hợp triacylglycerol từ đường và tinh bột Phần lớn lượng triacylglycerol này tích

tụ trong mô mỡ, nếu chúng ta ăn quá nhiều dầu và đường có thể gây béo phì Các triacylglycerol này sẽ phân hủy tạo thành acid béo khi cơ thể cần: sữa chữa tế bào, màng tế bào… thiếu những acid béo này làm màng tế bào trở nên cứng và dính thay vì mềm dẻo và trơn trượt Các triacylglycerol bão hòa tuần hoàn trong cơ thể cho đến khi tìm được ‘nhà’ thường đó là các mô mỡ Việc tích tụ này gây nguy cơ nhồi máu cơ tim

và sơ vữa động mạch đồng thời làm lượng triacylglycerol trong máu cao dẫn đến độ nhớt của máu tăng, làm các tiểu cầu có khuynh hướng dính lại với nhau Ngoài ra việc tích tụ tricylglycerol là một bước trong chuỗi gây béo phì

Thực đơn hằng ngày yêu cầu một lượng nhất định acid béo tự do ví dụ như linoleic acid (một loại acid béo omega-6) và α-linoleic acid (một loại acid béo omega-

3) vì những loại này không thể tự tổng hợp được từ những thành phần trong thực đơn thông thường Hầu hết các loại dầu thực vật (dầu hướng dương, dầu ngô, dầu rum) rất giàu acid linoleic α-linoleic acid có nhiều trong lá xanh, một số loại hạt và đậu Dầu cá rất giàu Omega-6, acid eicosapentaenoic (EPA) và docosahexaenoic (DHA)

1.3 Trạng thái vật lý

Về trạng thái vật lý, dầu no có điểm sôi cao hơn dầu không no (bảng 1.1) Điều

đó có thể được giải thích do sự ‘cô đặc’ của phân tử Mạch hydrocarbon dài trong phân

tử gần nhau làm tăng lực Van der Waals, dầu mỡ không no có chứa một hoặc nhiều

Trang 15

liên kết C=C, hầu như lúc nào cũng vậy liên kết C=C có cấu hình cis - hình 1.1 Sự hiện diện của ‘nút thắt’ trong cấu hình cis làm hạn chế sự quay làm cho các phân tử

khó gần nhau hơn dẫn đến lực liên kết liên phân tử giảm, do đó có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn dầu mỡ bảo hòa

Hình 1.1: cấu hình cis của tricacylglycerol Cấu hình trans – hình 1.2 của các acid béo không no dễ dàng tiến gần đến nhau hơn, do đó có nhiệt độ nóng chảy cao hơn cấu hình cis

Hình 1.2: cấu hình trans của triacylglycerol

Trang 16

Bảng 1.1: Nhiệt độ sôi của dầu

1.4 Chức năng chính của dầu mỡ trong cơ thể

- Tích trữ năng lượng: dầu mỡ có thể bị đốt cháy để giải phóng năng lượng khi

lượng carbohydrat trong khẩu phần ăn không cung cấp đủ

- Là dung môi hòa tan của các vitamin thiết yếu như vitamin A, D, E và K là

những vitamin không tan trong nước

- Là lớp bảo vệ và cách nhiệt: Mô mỡ bao bọc xung quanh các cơ quan bên

trong cơ thể bảo vệ chúng khỏi những tổn thương và sự thay đổi nhiệt độ bằng cách bao bọc có tác dụng như một lớp đệm và cách ly Não bộ của mỗi người được bao bọc bởi một lớp giàu lipid gọi là vỏ myelin

- Chức năng thông tin: có vai trò quan trọng như là chất thông tin nội phân tử

hoặc điều chỉnh hormone nội bộ Tất cả sinh vật đều sử dụng chất chuyển thông tin để gửi thông tin đến các tế bào khác, các chất chuyển thông tin này thường

là phân tử kỵ nước kích thước nhỏ, triacylglycerol được xem ứng viên xuất sắc

Ở dạng ester hóa, chúng dễ dàng xâm nhập qua màng tế bào Trong quá trình vận chuyển chúng thường gắn kết với protein vì vậy hàm lượng biểu kiến của chúng rất thấp và được xem như thụ động đến khi chạm đến tế bào nhận phù hợp

Trang 17

1.5 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu, mỡ

Để đánh giá chất lượng dầu mỡ, người ta dựa trên các chỉ số sau:

• Chỉ số acid: là số miligam KOH dùng để trung hòa acid béo tự do có trong 1g

chất béo Chỉ số acid cao chứng tỏ chất béo không tươi, đã bị thủy phân một phần

• Chỉ số xà phòng: là số miligam KOH dùng để xà phòng hóa 1g chất béo và

trung hòa acid béo tự do có trong 1g chất béo này

• Chỉ số ester: là số miligam KOH cần dùng để trung hòa chất béo liên kết với

glycerin, được giải phóng khi xà phòng hóa 1g chất béo Do đó chỉ số ester bằng hiệu số giữa chỉ số xà phòng và chỉ số acid

• Chỉ số iod: là số gam iod kết hợp với 100g chất béo Chỉ số này dùng để xác

định mức độ chưa bảo hòa của acid béo vì iod sẽ kết hợp vào các nối đôi trong phân tử acid

• Và một số chỉ số khác đánh giá mức độ oxy hóa: chỉ số peroxid, chỉ số TBA,

chỉ số FFA…

2 SỰ OXY HÓA CỦA DẦU MỠ [5]

Dầu mỡ bị oxy hóa trong suốt quá trình sản xuất, vận chuyển, lưu trữ và trong quá trình chế biến thức ăn qua quá trình tự oxy hóa cũng như oxy hóa cảm quang Trong đó 3O2 và 1O2 phản ứng với dầu mỡ tương ứng với 2 quá trình kể trên

Hydroperoxid là sản phẩm đầu tiên của quá trình oxy hóa chất béo và được coi

là dạng tổng quát của các peroxid Sau đó peroxid bị phân giải để tạo thành aldehyd và ceton Các aldehyd và ceton này là những chất có mùi vị khó chịu Quá trình ôi thiu tăng nhanh ở điều kiện ẩm, nhiệt độ cao và có ánh sáng Một số ion kim loại như đồng, sắt cũng xúc tác cho quá trình này Điều kiện thích hợp cho quá trình peroxid hóa là

Trang 18

phân tử acid béo chưa bảo hòa, được cung cấp nhiều oxy, có ion kim loại chuyển tiếp làm xúc tác

2.1 Các chỉ tiêu thông dụng đánh giá mức độ oxy hóa của dầu mỡ và mỡ [7]

Có 2 loại chỉ tiêu để đánh giá mức độ oxy hóa của dầu và mỡ: chỉ tiêu dự đoán

và chỉ tiêu chỉ thị Các chỉ tiêu dự đoán sử dụng những điều kiện để thúc đẩy quá trình

oxy hóa của dầu và mỡ hoặc các sản phẩm chế biến (sử dụng dầu mỡ hoặc có chứa dầu mỡ) qua đó đánh giá chất lượng của nguyên liệu, hiệu quả của chất bảo quản hoặc dự đoán hạn sử dụng của sản phẩm Các chỉ tiêu chỉ thị sử dụng để đánh giá chất lượng của dầu mỡ hoặc sản phẩm chế biến tại thời điểm đánh giá

2.1.1 Các chỉ tiêu dự đoán

2.1.1.1 Phương pháp oxy hoạt tính - AOM (Active Oxygen Method)

Phương pháp này dự đoán mức độ ổn định của dầu mỡ bằng cách thổi không khí qua dung dịch dầu mỡ tại tốc độ thổi, nhiệt độ và nồng độ nhất định Sau đó, peroxid và hydroperoxid sinh ra trong quá trình trên được chuẩn độ bằng iod AOM được định nghĩa là khoảng thời gian cần thiết để hàm lượng peroxid trong mẫu đạt 100meq/kg Dầu càng tốt thời gian đạt được giá trị trên càng lâu (AOM càng lớn) Đối với các loại mẫu khác cần phải tiến hành bước chiết dầu mỡ ra rồi tiến hành thổi khí Phương pháp này tốn thời gian vì cần một khoảng thời gian dài để thổi khí, có thể lên đến 48 giờ hoặc hơn để lượng peroxid đạt 100meq/kg Phương pháp này đang dần dược thay thế bởi các phương pháp tự động hóa nhanh hơn Phương pháp này nằm trong bảng tóm tắt được ban hành bởi AOAC, AACC và AOCS

2.1.1.2 Chỉ số ổn định oxy hóa - OSI (Oxidative Stability Index)

Về nguyên tắc phương pháp này tương tự như phương pháp AOM, nhưng nhanh hơn và mang tính tự động hơn Không khí được thổi qua buồng chứa mẫu tại nhiệt độ nhất định, sau đó được dẫn qua bể chứa nước deion Acid bay hơi tạo thành trong quá

Trang 19

trình oxi hoá lipid làm tăng độ dẫn điện của nước, độ dẫn được quan theo dõi liên tục OSI được định nghĩa là thời gian cần thiết để đạt đến một giá trị độ dẫn định trước Phương pháp này có thể tiến hành nhiều mẫu đồng thời và có phần mềm để kiểm soát thông số và thu thập dữ liệu Phương pháp này được nghiên cứu với sự cộng tác với AOCS

2.1.1.3 Chỉ số iod

Không phải là phương pháp đo lường độ ổn định của dầu mỡ, chỉ số iod dùng

đo lường số nối đôi của acid béo không bão hòa Dầu mỡ có chỉ số iod cao dễ bị oxi hóa Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chỉ số iod, do đó chỉ số này một mình nó không phản ánh hết độ bền của dầu mỡ

2.1.1.4 Chỉ tiêu bom oxy - Oxygen Bomb Test

Phương pháp này dùng đễ dự đoán độ ổn định của dầu mỡ và đánh giá hệ thống chống oxy hóa của dầu mỡ và thành phẩm có chứa dầu mỡ Tỷ lệ oxy tiêu thụ cho biết

độ bền oxy hóa của mẫu thử Ưu điểm của phương pháp này là cho phép đánh giá độ

ổn định của mẫu thử mà không cần chiết tách trước Một số thành phần khác của mẫu thử ví dụ như kim loại chuyển tiếp hoặc chất oxy hóa có thể làm tăng giá trị chỉ tiêu bom oxy, nhưng phần chiết của dầu mỡ lại không phải là mẫu phù hợp để đánh giá độ

ổn định của sản phẩm

2.1.2 Các chỉ tiêu chỉ thị

2.1.2.1 Chỉ số peroxid - Peroxide Value (PV)

Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để đánh giá mức độ ôi thiu, PV

là hàm lượng của hàm lượng peroxid và hydroperoxid có trong mẫu và được định nghĩa là số meq O2/kg mẫu Giá trị PV thay đổi không cố định do đó phải thận trọng trong quá trình lưu trữ và kiểm tra mẫu Thật khó đễ đưa ra chỉ dẫn cụ thể nào về mối liên quan giữa giá trị PV với sự oxy hóa của dầu mỡ Giá trị PV cao chắc chắn chỉ ra

Trang 20

rằng dầu mỡ đã bị oxy hóa, nhưng giá trị trung bình của PV có thể là kết quả của sự suy kiệt sau khi đạt đến giá trị cực đại Một cách tương đối, theo Warner [10] có thể phân chia sự oxy hóa theo các khoảng PV như sau: 3-5 mới bị oxy hóa, 10-12 bị oxy hóa trung bình, 16-18 bị oxy hóa nhiều, việc phân chia này dựa trên việc gây mùi khó chịu do sự oxy hóa dầu mỡ tại các mức oxy hóa hơn là ý nghĩa như là định nghĩa khoảng chấp nhận giá trị PV của dầu mỡ

Đồ thị 1.1: Sự thay đổi nồng độ peroxid theo thời gian

2.1.2.2 Chỉ tiêu TBA - TBA test

Aldehyd bão hòa, 2-enal và 2-dienal là những sản phẩm sinh ra trong giai đoạn dập tắt của phản ứng oxy hóa dầu mỡ có thể phát hiện được bằng acid 2-thiobarbituric Phản ứng tạo thành có màu đỏ có thể đo màu được Phản ứng này phát triển đầu tiên để xác định malonaldehyd, ngoài ra TBA cũng phản ứng với các aldehyd khác, cũng như

bị ảnh hưởng nhiễu nền ví dụ như phenol trong khói Cũng như PV, giá trị TBA không hoàn toàn phản ánh chất lượng của dầu mỡ Có thể do aldehyd không được sinh ra trong giai đoạn dập tắt hoặc những aldehyd bay hơi trong quá trình chế biến cũng như trong quá trình lưu trữ

2.1.2.3 Chỉ số anisidin – anisidine value

Khi hydroperoxid bị phân hủy tạo thành các aldehyd bay hơi như hexanal, phần còn nằm lại là các phân mảnh acid béo của phân tử glycerid Có thể xác định được các

Trang 21

phân tử không bay hơi này bằng phản ứng với anisidine Chỉ số anisidine cao chứng tỏ dầu mỡ đã bị oxy hóa nhiều ngay cả khi chỉ TBA hoặc các chỉ tiêu khác cho kết quả thấp vì các aldehyd bay hơi có thể thất thoát vô tình hay cố ý trong quá trình chế biến Chỉ số anisidine được định nghĩa là 100 lần độ hấp thu tại bước sóng 350nm của dung

dịch phản ứng 1g dầu mỡ trong 100mL dung môi

2.1.2.4 Chỉ số hexanal - hexanal value

Hexanal được sinh ra trong suốt quá trình dập tắt của quá trình oxy hóa dầu mỡ,

có thể xác định được hexanal này bằng phương pháp sắc ký tiêm khoảng trống (headspace) Phương pháp thực hiện có thể khác nhau nhưng về nguyên tắc, mẫu được gia nhiệt nhẹ trong ống đậy kín, dùng xi-lanh rút một lượng hơi mẫu, sau đó tiêm vào cột GC, hàm lượng hexanal phụ thuộc vào nhiều yếu tố: tiền sử của mẫu, hàm lượng chất béo, thành phần của chất béo Thông thường cần thiết lập mối tương quan giữ hàm lượng hexanal và chất lượng của sản phẩm (dầu hoặc sản phẩm chế biến có chứa dầu) Một khi mối tương quan này được thiết lập thì việc xác định hexanal là một phương

pháp nhanh và là công cụ hữu dụng để đánh giá sự oxy hóa của dầu mỡ

2.1.2.5 Chỉ tiêu tổng hàm lượng bay hơi - headspace profile

Sử dụng kỹ thuật tương tự như phương pháp phân tích hexanal bằng phương pháp tiêm khoảng trống, nó có thể xác định tổng quan hàm lương chất bay hơi của mẫu Sự oxy hoá lipid sinh ra rất nhiều chất bay hơi bao gồm: hidrocarbon, aldehyd, enal, diennal, ceton và acid hữu cơ Oxy hóa càng nhiều, lượng chất bay hơi sinh ra càng nhiều, lưu ý là mùi hương sử dụng có thể gây ảnh hưởng kết quả, cần thiết lập mối tương quan giữa chỉ số tổng hàm lượng bay hơi với chất lượng của sản phẩm

2.1.2.6 Acid béo tự do - free fatty acid (FFA)

Acid béo tự do có trong dầu mỡ (hoặc phần chiết dầu mỡ) có thể xác định bằng phương pháp chuẩn độ FFA được biểu diễn là % của lượng acid có trong mẫu thử (%

Trang 22

acid oleic cho mẫu mỡ động vật hoặc dầu nành, % acid lauric cho dầu dừa hoặc dầu chứa acid béo mạch ngắn) FFA biểu thị cho sự thủy phân của dầu, mỡ Phương pháp này cũng dùng để xác định thành phần, nguồn gốc của dầu mỡ sử dụng

2.2 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa dầu mỡ [5]

Độ ổn định oxy hóa của dầu mỡ là độ chịu oxy hóa trong suốt quá trình chế biến

và lưu trữ Độ ổn định oxy hóa là một thông số quan trọng để đánh giá thời hạn sử dụng của dầu mỡ vì các dẫn xuất phân tử thấp sinh ra trong quá trình oxy hóa gây mùi khó chịu, không chấp nhận được cho người sử dụng hoặc cho công nghiệp chế biến thực phẩm Quá trình oxy hóa dầu mỡ phá hủy các acid béo thiết yếu, sinh ra các chất độc và các polyme bị oxy hóa Oxy hóa dầu mỡ có vai trò quan trọng trong vị ngon, chất lượng cũng như độc tính của dầu mỡ

Oxy hóa dầu mỡ xảy ra trong quá trình sản xuất, lưu trữ theo 2 quá trình có cơ chế hóa học khác nhau: Quá trình tự oxi hóa và oxy hóa cảm quang Có 2 loại oxy có thể phản ứng với dầu mỡ: 3O2, 1O2 tươngứng với 2 cơ chế trên Trong đó 3O2 phản ứng với dầu mỡ theo cơ chế gốc Phản ứng của 3O2 với lipid có thể dễ dàng giải thích bởi cấu tạo vân đạo phân tử của 3O2 như hình 2.1, 3O2 có 2 electron độc thân ở vân đạo phản liên kết 2pπ*, do đó 3O2 dễ dàng phản ứng với gốc có trong dầu mỡ theo cơ chế ghép spin

Hình 2.1: Vân đạo orbital của 3 O 2

Trang 23

Oxy hóa cảm quang xảy ra khi có sự hiện diện của ánh sáng, chất nhạy quang và

1O2 Cấu hình vân đạo của 1O2 được trình bày như hình 2.2, trong đó vân đạo phản liên

kết 2pπ* có 1 cặp electron ghép đôi và một vân đạo trống, do đó 1O2 dễ dàng phản ứng với những hợp chất có mật độ điện tử cao như: nối đôi của acid béo không bão hòa Quá trình oxy hóa của dầu mỡ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng, nhiệt độ, thành phần của acid béo, loại oxy và các thành phần vi lượng như kim loại, chất màu, phospholipid, acid béo tự do, mono và diacylglycerol, những hợp chất đã bị oxi hóa bởi nhiệt và các chất chống oxy hóa

Hình 2.2: vân đạo orbital của 1 O 2

2.3 Cơ chế của quá trình tự oxy hóa [5]

Quá trình tự oxy hóa của dầu mỡ, theo cơ chế gốc tự do, bao gồm: khơi mào,

Trang 24

• Giai đoạn khơi mào:

Quá trình peroxid hóa lipid được khơi mào bằng cách lấy đi nguyên tử hydro

từ nhóm metylen (-CH2-) nằm giữa hai nguyên tử carbon có nối đôi trên chuỗi acyl của phân tử acid béo chưa bảo hòa nhiều nối đôi

RH Æ R. + H.

Có thể nhận thấy quá trình này không thuận lợi về mặt nhiệt động học Nhiệt độ, xúc tác kim loại, tia tử ngoại và ánh sang khả kiến có thể xúc tiến quá trình hình thành gốc tự do từ acid béo hoặc acylglycerol Năng lượng cần thiết để chia cắt nguyên tử hydro trong acid béo hoặc acylglycerol tùy thuộc vào vị trí của nguyên tử hydro trong phân tử Có thể nhận thấy nguyên tử hydro nằm cạnh nối đôi, đặc biệt là hydro gắn với cacbon nằm giữa hai nối đôi là dễ dàng bị đứt nhất Gốc tự do được hình thành có khuynh hướng hướng đến trạng thái vững bền bằng cách sắp xếp lại phân tử, tạo nên

một di-en liên hợp

• Giai đoạn lan truyền:

Gốc di-en liên hợp sinh ra trong giai đoạn khơi mào phản ứng tự phát với phân

tử oxy sinh ra gốc peroxyl của acid béo (LOO•):

Trang 25

chuyền được nhân lên mãi Tốc độ tạo thành gốc lipid peroxy và hydroperoxid trong giai đoạn này chỉ phụ thuộc vào sự hiện hiện của oxy và nhiệt độ

Sản phẩm sơ cấp của quá trình oxy hóa này là lipid hydroperoxid, tương đối bền tại nhiệt độ phòng và không có sự hiện diện của ion kim loại chuyển tiếp như sắt, đồng Khi có sự hiện diện của ion kim loại cũng như nhiệt độ cao chúng lặp tức bị phân hủy tạo thành gốc alkoxy sau đó tạo thành aldehyd, ceton, acid, ester, rượu và các hydrocacbon mạch ngắn Các sản phẩm tiếp theo của quá trình oxy hóa được trình bày

trong bảng 2.1.

Bảng 2.1: Các sản phẩm của quá trình oxy hóa dầu mỡ

• Giai đoạn dập tắc:

Giai đoạn dập tắt là giai đoạn các gốc phản ứng với nhau, tạo ra những sản

phẩm bền (phân tử trung hòa) theo ba loại phản ứng sau:

Trang 26

2.4 Sự hình thành 1 O 2 và cơ chế oxy hóa cảm quang của dầu mỡ

Quá trình oxy hóa của dầu mỡ dược xúc tiến bởi ánh sáng đặc biệt khi có sự hiện diện của các chất nhạy quang (sensitizer - ví dụ như chlorophyll) Các chất nhạy quang ở trạng thái đơn bội (singlet) rất dễ hấp thu năng lượng ánh sáng để chuyển lên trạng thái kích thích, chúng sẽ trở về trạng thái cơ bản bằng cách phát xạ hoặc chuyển hóa năng lượng nội phân tử Huỳnh quang và nhiệt là kết quả của phát xạ, chuyển hóa nội phân tử dẫn đến tạo thành trạng thái bội ba (triplet)

Trạng thái kích thích bội ba của các chất nhạy quang có thể nhận hydro hoặc

electron của chất nền để sinh ra gốc tự do (chất nhạy quang loại 1 – như hình 2.3) hoặc

có thể phản ứng với 3O2 và sinh ra superoxid anion, superoxid anion sinh ra hydroperoxid, sau đó hydroperoxid này tác dụng với superoxid tạo ra 1O2, trong sự hiện diện của các ion kim loại chuyển tiếp như sắt hoặc đồng:

O2- + O2- + 2H+ Æ H2O2 + O2

H2O2 + O2- Æ H. + OH- + 1O2

Mặt khác, năng lượng kích thích của chất nhạy quang bội ba có thể chuyển sang

3O2 liền kề để tạo thành 1O2 và các chất nhạy quang chuyển về trạng thái cơ bản (chất nhạy quang loại II)

Tỷ lệ quy trình loại I và loại II phụ thuộc vào loại và bản chất của chất nhạy quang, nồng độ của dầu nền và oxy Phenol, amin thường có xu hướng xảy ra theo quy trình I, ngược lại olefin, diene, aromatic xảy ra theo quy trình II

1O2 có thể phản ứng với phân tử khác hoặc chuyển năng lượng cho chúng, khi

1O2 phản ứng với acid béo không no, hầu hết tạo thành allyl hydroperoxid

1O2 có thể phản ứng với liên kết đôi có mật độ điện tử cao của gốc alkyl và hình thành peroxid tại liên kết đôi Khi hydroperoxid hình thành, liên kết đôi di trú và hình

Trang 27

thành acid béo cấu hình trans, sinh ra cả hydroperoxid liền kề và không liền kề Hydroperoxid không liền kề không quan sát thấy trong quá trình tự oxy hóa

Hình 2.3: Phản ứng của chất nhạy quang bội 3

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự oxy hóa của dầu mỡ [5]

Sự tự oxy hóa của dầu mỡ bị ảnh hưởng bởi thành phần acid béo của dầu mỡ, quá trình sản xuất, năng lượng nhiệt hoặc ánh sáng, nồng độ và loại oxy, acid béo tự

do, mono và diacylglycerol, ion kim loại chuyển tiếp, peroxid, các hợp chất đã bị oxy hóa nhiệt, bột màu và chất chống oxy hóa Các hợp chất này tác động qua lại lên sự oxy hóa của dầu mỡ và không dễ định lượng được sự ảnh hưởng của từng yếu tố riêng

rẽ

Trang 28

2.5.1 Thành phần acid béo của dầu mỡ

Dầu mỡ càng kém bão hòa càng dễ bị oxy hóa so với dầu bão hòa Mức độ không bão hòa càng cao thì tốc độ hình thành cũng như hàm lượng của các chất oxy hóa sơ cấp tích tụ sau quá trình cảm ứng càng cao Dầu nành, dầu rum, dầu hướng dương (chỉ số iod lớn) khi cùng được lưu trữ trong cùng điều kiện với dầu dừa, dầu cọ (chỉ số iod thấp) cho thấy thời gian cảm ứng ngắn hơn Những dầu chứa nhiều oleic, stearic do kỹ thuật gene và dầu nành đã hydro hóa cho độ bền oxy hóa cao hơn hẳn Việc dầu mỡ bị oxy hóa nhanh hay chậm phần lớn phụ thuộc vào tốc độ hình thành gốc

tự do của acid béo và diecylglycerol Tốc độ oxy hóa của acid béo và diacylglycerol lại phụ thuộc vào bản chất của acid béo và diacylglycerol đó Tốc độ oxy hóa tương đối của oleic, linoleic và linolinic là 1:40 và 1:50

Sự khác nhau giữa tốc độ phản ứng của 1O2 với các acid béo không khác nhau nhiều: tốc độ phản ứng của 1O2 với stearic, oleic, linoleic, và linolenic tương ứng là : 1.2 x 104, 5.3 x 104 , 7.3 x 104, và 10.0 x 104 M-1s-1 Tỷ lệ tốc độ phản ứng của 1O2 với oleic, linoleic và linolenic lần lượt là: 1.0: 1,4: 1,9 Dầu nành phản ứng với 1O2 với tốc

độ 1.4 x 105M-1s-1 trong môi trường methylen (200C) Loại đa không no của acid béo như nối đôi liên hợp, không liên hợp chỉ ảnh hưởng chút ít đến tốc độ phản ứng chứa

1O2 với dầu mỡ

2.5.2 Quá trình sản xuất

Quá trình sản xuất có ảnh hưởng tới độ bền oxy hóa của dầu Dầu sống qua các bước khử mùi, loại bỏ hồ, tinh luyện, tẩy trắng làm cho độ bền oxy hóa càng giảm Việc này được giải thích là do sự suy giảm của tocopherol (1670ppm trong dầu sống và 1546ppm trong dầu tinh luyện)

2.5.3 Nhiệt độ và ánh sáng

Trang 29

Quá trình tự oxy hóa cũng như quá trình phân hủy của peroxid tăng khi nhiệt độ tăng Nhiệt độ có ảnh hưởng nhỏ lên phản ứng của 1O2 với dầu do cung cấp một nhiệt lượng 0-6kcal/mol Trong khi đó ánh sáng có ảnh hưởng lớn đến phản ứng của 1O2 với dầu, đặc biệt là sóng ngắn Ảnh hưởng của áng sáng trở nên ít quan trọng khi nhiệt độ tăng Vì sự oxy hóa dầu mỡ bởi 1O2 có sự hiện diện của ánh sáng do đó bao bì của dầu

mỡ rất quan trọng, trong thành phần vỏ chai dầu mỡ người ta thường cho lượng nhỏ chất hấp thụ UV giúp tăng độ bền oxy hóa đồng thời giảm độ nhạy đối với ánh sáng của dầu

2.5.5 Thành phần vi lượng

Dầu chứa chủ yếu là triacylglycerol nhưng cũng chứa vi lượng của acid béo tự

do, mono và diacylglycerol, kim loại, phospholipid, peroxid, chlorophyl, carotenoic, phenolic, và tocopherol Trong đó một vài loại đóng vai trò xúc tác quá trình oxy hóa, một số đóng vai trò như chất chống oxy hóa

2.5.6 Acid béo tự do, mono và diacylglycerol

Dầu sống chứa nhiều acid béo tự do, qua các quá trình như tinh luyện hàm lượng acid béo tự do giảm rõ rệt, các acid béo tự do này có khuynh hướng dễ bị oxy

Trang 30

hóa hơn dạng ester Trong phân tử acid béo tự do chứa cả gốc háu nước và kỵ nước, chúng có khuynh hướng tập trung trên bề mặt Làm giảm sức căng bề mặt đồng thời làm tăng khả năng khuếch tán của oxygen vào trong dầu, xúc tiến cho quá trình oxy hóa

Mono và diacylglycerol thường chiếm tương ứng khoảng 0.07-0.11% ,

1.05-1.20% trong dầu Tương tự acid béo tự do, mono và diacylglycerol cũng chứa nhóm

háu nước và nhóm kỵ nước trong cùng một phân tử, tập trung trên bề mặt dầu làm tăng

khuếch tán oxy vào dầu xúc tiến quá trình oxy hóa, quá trình tinh luyện giúp giảm bớt

hàm lượng mono và diacylglycerol trong dầu làm tăng độ bền oxy hóa

2.5.7 Kim loại

Dầu sống chứa các kim loại chuyển tiếp như sắt, đồng Hàm lượng của các kim loại chuyển tiếp này bị giảm sau quá trình tinh luyện, các loại dầu không qua quá trình tinh luyện như dầu olive tinh chất, dầu vừng chứa kim loại chuyển tiếp cao hơn những

loại dầu khác (bảng 2.3) kim loại chuyển tiếp làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách làm

giảm năng lượng hoạt hóa của giai đoạn khơi mào quá trình tự oxy hóa

Bảng 2.3: hàm lượng sắt và đồng trong dầu mỡ

Kim loại chuyển tiếp phản ứng trực tiếp với lipid sinh ra gốc lipid alkyl Chúng đồng thời sinh ra oxy hoạt tính ví dụ như 1O2 và gốc hydroxy từ 3O2 và hydroperoxid

Trang 31

Gốc lipid alkyl và oxy hoạt hóa xúc tiến quá trình oxy hoá Cu2+ xúc tiến quá trình

phân hủy hydrogen peroxid nhanh gấp 50 lần Fe2+, trong khi đó Fe2+ xúc tiến gấp 100

lần Fe3+

Kim loại chuyển tiếp cũng xúc tiến quá trình tự oxy hóa bằng cách phân hủy

hydroperoxid

2.5.8 Phospholipid

Phospholipid có tác dụng như chất chống oxy hóa vừa là chất xúc tiến quá trình

oxy hóa tùy thuộc vào sự có mặt của kim loại Dầu sống chứa một vài loại

phospholipid như: phosphatidylethanolamin, phosphatiddylcholin, phosphatidylinositol, phosphatidylserin và phosphatidic; hầu hết các phospholipid này

bị loại bỏ trong quá trình khử keo (degumming)

Cơ chế chống oxy hóa của phospholipid vẫn chưa được làm sáng tỏ chi tiết chỉ

biết là trong đó nhóm phân cực của phospholipid đóng vai trò quan trọng Theo Yoon

[11], phospholipid đóng vai trò chất chống oxy hóa khi có sự hiện diện của Fe2+ bằng

cách tạo chelat Khi ở hàm lượng cao hơn, phospholipid đóng vai trò như chất xúc tiến

sự oxy hóa Trong dầu tinh khiết (không có kim loại), phospholipid đóng vai trò như

chất xúc tiến cho quá trình oxy hóa Tương tự như acid béo tự do, trong phân tử của

Trang 32

phospholipid cũng có nhóm háu nước và kỵ nước, chúng cũng làm giảm sức căng bề mặt làm tăng độ khuếch tán của oxy vào trong dầu

2.5.9 Chlorophyl

Chlorophyl là chất màu phổ biến có trong dầu mỡ Chlorophyl và các dẫn xuất của nó như pheophytin và pheophorbide đóng vai trò như các chất nhạy quang giải phóng 1O2 trong sự hiện diện của ánh sáng và 3O2 xúc tiến cho quá trình oxy hóa của dầu Mặc dù chlorophyl đóng vai trò như chất nhạy quang mạnh nhưng trong tối chúng đóng vai trò như chất chống oxy hóa bằng cách cho hydrogen đến gốc tự do có trong dầu

2.5.10 Các hợp chất bị oxy hóa nhiệt

Quá trình sản xuất dầu thường diễn ra tại nhiệt độ cao và thường tạo ra các sản phẩm bị oxy hóa nhiệt như dimer hoặc trimer carbon – carbon tuần hoàn hoặc không tuần hoàn, hydroxy dimer… các hợp chất oxy hóa nhiệt này xúc tiến cho quá trình oxy hóa

2.5.11 Chất chống oxy hóa

Dầu mỡ tự nhiên có chứa các chất chống oxy hóa như tocopherol, tocotrienol, polyphenol và sterol Các chất chống oxy hóa có khi cho vào có chủ đích nhằm tăng độ bền oxy hóa Các chất chống oxy hóa kéo dài thời gian cảm ứng hoặc làm chậm quá trình oxy hóa dọn dẹp các gốc tự do như lipid alkyl, lipid peroxid, kiểm soát các kim loại chuyển tiếp, dập tắt các oxy đơn bội, vô hiệu hóa các chất nhạy quang

Các chất chống oxy hóa có thể cho nguyên tử hydrogen đến các gốc tự do giúp chuyển sang dạng bền hơn Thế khử tiêu chuẩn của các hợp chất chứa 1 electron là

1600, 1000, 600mV tương ứng với alkoxy, peroxy, và gốc alkyl của acid béo đa không

no trong khi đó thế khử chuẩn của các chất chống oxy hóa là 500mV hoặc thấp hơn

Trang 33

Điều này đảm bảo các chất chống oxy hóa sẽ tác dụng với lipid peroxid trước khi các gốc tự do này phản ứng với các phân tử lipid khác để sinh ra gốc tự do

Các chelat kim loại, acid phosphoric, acid citric, acid ascorbic và EDTA làm giảm oxy hóa một cách gián tiếp Chúng chuyển các kim loại chuyển tiếp như sắt đồng thành dạng phức không hòa tan hoặc gây cản trở không gian phản ứng của kim loại chuyển tiếp với hydroperoxid

2.6 Ý nghĩa sinh, y học của quá trình oxy hóa

Quá trình oxy hóa lipid là một quá trình chuyển hóa bình thường, xảy ra trong tế bào ở mọi cơ quan tổ chức, bởi vì: quá trình oxy hóa lipid có khả năng điều hòa tính thấm của các màng Ở một vài giai đoạn của quá trình oxy hóa có sinh ra những dẫn chất cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp prostaglandin, hydroperoxid cholesterin – một trong những chất cần thiết để tạo thành các hormon steroid

Quá trình oxy hóa lipid tham gia điều hòa hoạt động của các enzyme liên kết với màng tế bào và lưới nội bào

Tuy nhiên, khi quá trình này xảy ra mạnh và kéo dài, ở màng tế bào xuất hiện những đám phân tử lipoperoxid, đó chính là những đường dẫn nước qua màng, làm thay đổi tính thấm của màng Các lipoperoxid phản ứng với các nhóm – SH của enzyme làm thụ động các hoạt động các enzyme chuyển hóa năng lượng ở màng, làm thay đổi quá trình phosphoryl hóa Hậu quả là các bơm canxi, natri, kali không hoạt động và dẫn đến sự tích tụ canxi ở bào tương

Hiện nay người ta thấy quá trình oxy hóa lipid là nguyên nhân của nhiều bệnh: nhồi máu cơ tim, xơ vữa động mạch, bệnh do các stress, thiểu năng động mạch vành…

Trang 34

3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ PEROXID

Như đã trình bày ở trên, dầu mỡ và thực phẩm bị oxy hóa gây nên tác hại nghiêm trọng đối với cơ thể con người Để đánh giá chất lượng của dầu mỡ, người ta dựa vào nhiều chỉ tiêu khác nhau – trong đó để đánh giá độ oxy hóa của dầu mỡ người

ta thường dựa vào chỉ số PV

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xác định hàm lượng peroxid trong dầu

mỡ, dầu sau chế biến, và các loại thực phẩm Phương pháp cổ điển cũng là phương pháp trọng tài theo AOAC, AOCS là xác định peroxid bằng phương pháp chuẩn độ thể tích dựa trên lượng I3- sinh ra bằng Na2S2O3 khi cho lượng dư KI vào mẫu với chỉ thị

hồ tinh bột Ngoài ra còn có các phương pháp so màu, trong đó các peroxid là các chất oxi hóa, khi có mặt một ion kim loại có tính khử sẽ oxi hóa ion kim loại về số oxi hóa cao hơn Lượng ion kim loại mới sinh ra sẽ tạo phức màu với một thuốc thử hữu cơ Dựa trên màu sắc của hợp chất màu tạo thành ta sẽ xác định được hàm lượng peroxid

có trong mẫu

3.1 Phương pháp chuẩn độ bằng iod - phương pháp AOCS Cd 8-53 [1], TCVN 6121:2007 [13]

3.1.1 Nguyên tắc

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là dựa trên khả năng peroxid oxi hóa I

-thành I 2 trong môi trường dư I -

Quá trình oxi hóa xảy ra theo phương trình sau:

Trang 35

2S2O4 2- + I3 - → 3I- + S4O6

2-3.1.2 Nhược điểm của phương pháp

Phương pháp này không thích hợp khi cần đo nhiều mẫu, yêu cầu lượng mẫu

phân tích nhiều, sử dụng dung môi độc hại (dung môi halogen – cloroform, hiện nay

một số phòng lab đã hạn chế sử dụng dung môi chứa halogen trong đó có chloroform)

Ngoài ra còn bị ảnh hưởng bởi chất nền: I- tự do bị oxy hóa bởi không khí tạo ra I2 và

phản ứng của I2 với các thành phần lipid khác, nhất là phản ứng cộng vào nối đôi, làm

sai lệch kết quả

3.2 Phương pháp tạo phức màu giữa Fe 3+ với SCN - (phương pháp IDF - International Dairy Federation) [3][4][6]

Fe2+ sẽ bị oxy hóa thành Fe3+ bởi peroxid Lượng Fe3+ sinh ra sẽ cho phản ứng

tạo phức màu với SCN-

Thiocyanat (SCN-) là thuốc thử nhạy với ion Fe3+, nó được sử dụng rộng rãi

trong phân tích định tính và định lượng sắt theo phương trình sau:

6

Phức thu được có màu đỏ và hấp thu cực đại tại bước sóng 500nm Thông qua

mối quan hệ về tỉ lệ phản ứng giữa Fe2+ và peroxid, ta xác định được chỉ số peroxid

3.2.2 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp

Phương pháp này có nhiều ưu điểm so với phương pháp chuẩn độ: lượng mẫu

phân tích nhỏ, nhanh và đang được ứng dụng rất rộng rãi Tuy nhiên, phức giữa Fe3+ và

SCN- trong nước không được bền

(3)

(4)

Trang 36

3.3 Phương pháp tạo phức màu Fe 3+ với xylenol cam (XO) [8]

Trong môi trường acid, Fe2+ bị peroxid oxi hóa thành Fe3+, Fe3+ vừa được sinh

ra kết hợp với thuốc thử xylenol da cam tạo thành phức màu đỏ chàm

Phương trình phản ứng:

LOOH + Fe2+Complex Æ Fe3+complex + OH- + LO* (alkoxyl)

Fe3+Complex + OX (xylenol – orange) Æ Fe(OX)Thực nghiệm cho thấy phản ứng tạo màu Fe3+ với XO theo tỉ lệ 1:1 trong

3-khoảng pH tối ưu 1.5÷3.0 và phức hấp thu ở bước sóng cực đại λ= 560 nm cách xa

cực đại hấp thu của XO λ= 430 nm

Công thức của xylenol cam H6In:

H6In ↔ H5In- ↔ H4In2- ↔ H3In3- ↔ H2In4- ↔ HIn5- ↔ In

Cam Vàng Vàng Vàng Đỏ tím Tím Chàm

3.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp

Phương pháp này có độ nhạy cao, phức giữa Fe3+ và XO bền Tuy nhiên, bản thân thuốc thử xylenol cam đã có màu (λmax = 430 nm), do đó màu thuốc thử dư sẽ ảnh hưởng đến phép xác định

(5) (6)

Trang 37

3.4 Phương pháp đề nghị: Tạo phức màu giữa Fe 3+ với SCN - sử dụng

phương pháp ghép cặp ion

3.4.1 Mục tiêu của đề tài

Trên cơ sở các phương pháp được sử dụng để xác định peroxid, chúng tôi nhận thấy phương pháp so màu tiện lợi hơn các phương pháp khác vì có thể phân tích đồng thời nhiều mẫu và lượng mẫu tiêu tốn nhỏ Chính vì vậy trong đề tài này, chúng tôi mong muốn cải tiến quy trình phân tích peroxid trong dầu mỡ và thực phẩm bằng phương pháp trắc quang với nhiều ưu điểm hơn các phương pháp hiện có

Vì phức [Fe(SCN)6]3- trong nước kém bền (β = 103.23), chỉ tan tốt trong nước,

mà peroxid nằm trong pha dầu do đó để tăng sự tiếp xúc giữa Fe2+ trong nước và peroxid trong dầu ta phải sử dụng một dung môi để chiết phức [Fe(SCN)6]3- Ngoài ra,

để tăng độ bền phức cũng như có thể chiết được hết lượng phức hình thành thì chúng tôi sử dụng một muối amin bậc 4 để ghép cặp ion với phức [Fe(SCN)6]3- và sử dụng một dung môi hữu cơ để chiết

Nguyên tắc

Peroxid oxy hóa Fe2+ về Fe3+ Lượng Fe3+ sinh ra sẽ tham gia phản ứng tạo phức màu với SCN- Tiến hành ghép cặp với cetyltrimethylammonium bromide (CTMA - muối ammoni tứ cấp) trong dung môi hữu cơ Sau đó đo quang phức màu thu được và xác định hàm lượng peroxid có trong mẫu

Trang 38

Công thức của CTMA:

Phản ứng giữa Fe2+ và peroxid là phản ứng oxi hóa khử Gồm hai bán phản ứng như sau:

Phản ứng (10) hầu như không xảy ra vì lượng LOOH thấp đo đó trong phản ứng (7) đã phản ứng hoàn toàn Bản chất của phản ứng (9) còn phụ thuộc vào dung môi sử dụng

Nếu dung môi sử dụng là CHCl3:

(11)

(12)

Trang 39

Nếu dung môi sử dụng là MeOH:

LO* + CH3OH Æ LOH + *CH2OH

2

Fe + + CH OH → Fe + + HCHO H + +

Nhận thấy lượng Fe3+ xác định không chỉ từ phản ứng (7), mà còn phụ thuộc

vào sự cạnh tranh giữa các phản ứng (8), (12), (14) Chính vì vậy các yếu tố như pH, dung môi chiết,….cần phải được khảo sát để tối ưu quy trình phân tích

(14) (13)

Trang 40

THỰC NGHIỆM

Định dạng
Số trang	81
Dung lượng	2,82 MB