CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH CARBONHYDRATE 5.1 Xử lý mẫu thử
5.3. Phương pháp Bertrand
5.3.1. Nguyên tắc
Đường khử có tính khử oxy, trực tiếp khử Cu(OH)2 ở môi trường kiềm mạnh, làm cho nó kết tủa dưới thể Cu2O màu đỏ gạch.
Cu2O có tính chất khử oxy, tác dụng với muối Fe+3 làm cho muối này chuyển thành muối Fe+2 ở môi trường axit.
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 = 2CuSO4 + H2O + 2FeSO4
FeSO4 có tính khử oxy, sẽ tác dụng với KMnO4 trong môi trường axit, làm cho KMnO4 bị mất màu.
10FeSO4 + 8H2SO4 + 2 KMnO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O
Tại điểm tương đương, 1 giọt KMnO4 dư sẽ làm dung dịch chuyển sang màu hồng. Đó chính là dấu hiệu để kết thúc quá trình chuẩn độ.
Từ số ml KMnO4 chuẩn cần thiết để chuẩn độ, khối lượng mẫu ban đầu, các hệ số trong quá trình chuẩn bị mẫu ta xác định được hàm lượng đường tổng trong mẫu thực phẩm.
Để đơn giản trong việc tính toán người ta lập bảng tỷ lệ trực tiếp giữa lượng dung dịch KMnO4 0,1N và đường khử bằng thực nghiệm. Biết được lượng dung dịch KMnO4 0,1N dùng chuẩn độ lượng FeSO4 tạo thành, tính được lượng đường khử có trong dịch thí nghiệm.
5.3.2. Tiến hành
a. Chuẩn bị mẫu
v Mẫu rau quả
Cân và cho vào cối sứ 5÷10g (m) nguyên liệu (dưa hấu hoặc lê). Nghiền cẩn thận trong cối sứ với bột thủy tinh hay cát sạch (nếu có). Sau đó chuyển toàn bộ hỗn hợp vào cốc dung tích 250ml, tráng cốc cân, cối chày 2 lần, mỗi lần khoảng 10ml nước để thu hồi toàn bộ mẫu. Thêm nước cất vào cốc sao cho thể tích nước trong cốc khoảng 60÷70ml. Đun cách thủy ở 70÷800C trong 30÷45 phút hoặc khuấy bằng máy khuấy từ (tốc độ 600v/p, gia nhiệt 800C trong thời gian 10÷20 phút). Làm nguội cốc rồi chuyển qua bình định mức 100ml hoặc 200ml (Vđm), tráng cốc 2 lần, mỗi lần khoảng 10ml nước cất rồi thêm nước cất tới vạch mức. Lọc mẫu qua giấy lọc vào cốc hay bình khô, sạch. Dung dịch lọc dùng làm dung dịch thí nghiệm.
v Mẫu sữa tươi
Hút một lượng dung dịch mẫu (Vm) cho vào cốc 100ml, tiến hành khử tạp chất rồi định mức
+ Cho vào dung dịch 20ml nước cất, 10ml chì axetat 10%, lắc và để lắng 5 phút, nếu thấy xuất hiện một lớp chất lỏng trong suốt ở bên trên lớp cặn thì việc khử tạp đã xong.
+ Cho vào 10 ÷ 20ml dung dịch bão hòa natri sunfat để loại chì axetat thừa. Lắc đều và để tủa lắng xuống.
+ Kiểm tra lại xem đã hết chì axetat thừa chưa bằng cách cho hết sức cẩn thận một vài giọt natri sulphat vào thành bình. Nếu không thấy vẩn đục khi các chất lỏng tiếp xúc với nhau thì coi như đã hết chì axetat.
- Định mức: chuyển toàn bộ dung dịch sau khi lọc vào bình định mức trắng cốc 2 lần, mỗi lần với 10ml nước cất, thêm nước cất tới vạch (Vđm). Lọc lấy dung dịch lọc để làm thí nghiệm
Chú ý: sau khi định mức, chuyển toàn bộ dung dịch sang một cốc khô, sạch rồi tiến hành lọc và rửa bình định mức ngay để tránh các kết tủa bám bẩn bình định mức.
b. Chuẩn độ
1. Hút một lượng dung dịch thí nghiệm có chứa khoảng 10÷80mg đường (Vdd) cho vào bình nón dung tích 250ml
2. Thêm 20ml dung dịch Feling (10ml dung dịch Feling A, 10ml dung dịch Feling B).
3. Đun sôi hỗn hợp 3 phút, tính từ khi xuất hiện bọt nước đầu tiên. Sau khi đun sôi, dung dịch phải có màu xanh biếc đặc trưng. Nếu dung dịch mất màu hoàn toàn chứng tỏ lượng Feling cho vào không đủ oxy hóa hoàn toàn lượng đường có trong mẫu thí nghiệm. Trong trường hợp đó, phải làm lại thí nghiệm với lượng dung dịch thí nghiệm ít hơn hoặc với lượng thuốc thử Feling nhiều hơn. Nếu không thấy kết tủa đỏ gạch thì phải làm lại thí nghiệm với lượng mẫu thử nhiều hơn.
4. Để lắng kết tủa, lọc vào bình lọc chân không Buchner qua phễu lọc xốp G4 chuyên dùng để định lượng đường.
5. Rửa bình và phễu lọc bằng nước cất nóng 3÷4 lần. Cần chú ý giữ sao cho phần lớn kết tủa đồng oxit trên phễu lọc cũng như ở bình nón luôn được phủ một lớp nước nóng, tránh Cu2O khỏi bị oxy hóa bởi oxy không khí.
6. Hòa tan kết tủa đồng I oxit vào bình Buchner bằng cách cho từng giọt nhỏ (5ml) dung dịch Fe2(SO4)3 trong môi trường H2SO4 và dùng đũa thủy tinh khuấy cẩn thận để hòa tan hoàn toàn kết tủa trên phễu.
7. Tráng cẩn thận bình và phễu lọc 3÷4 lần bằng nước cất nóng, cho vào bình nón. 8. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng KMnO4 cho đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 20÷30 giây.
9. Đọc lượng KMnO4 dùng chuẩn độ, tra bảng có thể suy ra được lượng đường có trong mẫu thí nghiệm.
CHÚ Ý
Trong trường hợp không có máy hút lọc chân không, có thể thay thế các bước 4, 5, 6, 7 như sau:
+ Thêm nước cất nóng vào bình tam giác, để nghiêng bình tam giác 1 góc 450 trong khoảng 5 phút để kết tủa Cu2O lắng xuống.
+ Gạn lấy phần nước bên trên qua giấy lọc.
+ Cho nước đã đun sôi vào bình tam giác và tiếp tục gạn lọc cho đến khi nước trong bình nón hết màu xanh (đã loại bỏ hoàn toàn Feling dư)
+ Nhỏ từ từ dung dịch Fe2(SO4)3 (đã pha trong môi trường H2SO4) cho đến khi hòa tan hoàn toàn kết tủa
c. Tính kết quả
v Đối với thực phẩm rắn
Hàm lượng đường tổng biểu thị bằng đường glucose (g) trong 100 g thực phẩm được tính bằng: m V F V G X dd đm . 100 . . . 10 . (%) 3 − = Trong đó:
G: khối lượng đường nghịch chuyển hoặc đường glucose (mg) tương ứng với số ml KMnO4 0,1N trong bảng. (mg)
m: khối lượng mẫu thực phẩm (g)
Vdd: thể tích dung dịch mẫu được hút ra để tiến hành phản ứng và chuẩn độ. Vđm: thể tích bình định mức (thể tích dung dịch mẫu sau khi xử lý)
F: hệ số hiệu chỉnh nồng độ KMnO4. (Với dung dịch đã hiệu chuẩn, F = 1) v Đối với thực phẩm lỏng
Hàm lượng đường toàn phần biểu thị bằng đường glucose hoặc đường nghịch chuyển (g) trong 1 lit thực phẩm được tính bằng:
F V V V G l g X m dd đm . . . ) / ( = Trong đó:
G: khối lượng đường nghịch chuyển hoặc đường glucose (mg) tương ứng với số ml KMnO4 0,1N trong bảng. (mg)
Vm: thể tích mẫu sau ban đầu
Vdd: thể tích dung dịch mẫu được hút ra để tiến hành phản ứng và chuẩn độ. Vđm: thể tích bình định mức (thể tích dung dịch mẫu sau khi xử lý)
BẢNG TRA KHỐI LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ (mg) TƯƠNG ỨNG VỚI THỂ TÍCH KMnO4 0.1N (ml)