Xác định hàm lượng aldehyde (tính theo acetaldehyde)

1. 2M ục tiêu đề tài

2.4.4 Xác định hàm lượng aldehyde (tính theo acetaldehyde)

2.4.4.1 Phương pháp chuẩn độ

Aldehyde trong rượu tác dụng với bisulfite, sau đó tác dụng với kiềm giải phóng sulfite. Chuẩn độlượng sulfite thoát ra bằng phương pháp chuẩn iodine sẽtính được lượng aldehyde có trong rượu thử [42, 43].

¾® ¾ ¾® ¾ ¾® ¾ Xác định theo TCVN 378−86 [37]:

Lấy một thểtích rượu sao cho có chứa ít nhất 1 mg aldehyde cho vào bình tam giác 500 mL, thêm 50 mL dung dịch đệm phosphate và 10 mL dung dịch NaHSO3, đểyên 20 phút. Thêm nước cất đến khoảng 270 mL. Thêm khoảng 10 mL dung dịch HCl để dung dịch trong bình có pH = 2 (thử bằng giấy chỉ

thị pH) oxy hóa lượng sulfite dư bằng dung dịch I2 0,1 N với chỉ thị hồ tinh bột đến màu phớt xanh, thêm từ từ dung dịch kiềm borate vào cho đến khi dung dịch trong bình có pH = 9,5. Đem chuẩn độlượng sulfite thoát ra bằng dung dịch I2 0,01 N cho đến màu phớt xanh. Làm một mẫu trắng với thể tích

23

Hàm lượng aldehyde (XL) tính bằng số mg CH3CHO có trong 1 L ethanol 100º theo công thức: XL = 22 ×ሺV2 – V1ሻ× CN V × 1000 × 100 c (2.9) trong đó:

V thểtích rượu đem phân tích, mL;

V1 thể tích dung dịch I2 0,01 N tiêu tốn chuẩn mẫu trắng, mL;

V2 thể tích dung dịch I2 0,01 N tiêu tốn chuẩn mẫu thử, mL;

CN nồng độđương lượng của dung dịch I2; 22 đương lượng gram của acetaldehyde; 1000 hệ số chuyển ra L;

c độ cồn của rượu mẫu.

Xác định theo AOAC 972.08 [44]:

Dùng pipet lấy 50 mL mẫu thử (có chứa hàm lượng acetaldehyde không lớn hơn 30 mg), với những mẫu có độ cồn ≤ 100º proof, hoặc lấy 25 mL mẫu thử và 25 mL H2O với những mẫu có độ cồn cao hơn cho vào bình tam giác 750 mL hoặc 1 L có chứa sẵn 300 mL nước đun sôi hoặc nước đã loại khí và 10 mL dung dịch K2S2O5. Đậy nắp bình, xoay bình để trộn và để yên 15 phút. Thêm 10 mL dung dịch phosphate–EDTA, pH của dung dịch phải nằm trong khoảng 7,0−7,2, nếu không phải chỉnh pH bằng cách thêm NaOH hoặc HCl vào dung dịch K2S2O5 và bắt đầu lại với mẫu mới. Đậy nắp bình, xoay bình để

trộn và để yên thêm 15 phút. Thêm 10 mL HCl (khi thực hiện một loạt các mẫu, cho acid vào bình thứ nhất và thực hiện hoàn tất phép xác định rồi mới cho acid vào bình thứhai và tương tự) và khoảng 10 mL hồ tinh bột 0,2% mới chuẩn bị. Xoay bình để trộn đều. Thêm lượng dung dịch I2 0,1 N vừa đủ phá hủy lượng bisulfite dư và đưa dung dịch đến màu xanh nhạt.

Thêm 10 mL dung dịch kiềm borate và chuẩn nhanh lượng bisulfite thoát ra bằng dung dịch chuẩn I2 0,05 N từ buret 10 mL (hoặc dung dịch I2 0,02 N từburet 25 mL) đến màu xanh nhạt như trên thì kết thúc phép chuẩn độ. Xoay nhẹ bình trong khi chuẩn và tránh sự tiếp xúc với ánh sáng. (pH của dung dịch kiềm borate phải nằm trong khoảng 8,8−9,5, nếu không phải chỉnh pH bằng cách thêm NaOH hoặc HCl.)

24

Hàm lượng aldehyde (XL) tính bằng số mg CH3CHO có trong 1 L ethanol 100º theo công thức: XL = 22 × C1×V1 V × 1000 × 100 c (2.10) trong đó:

V thểtích rượu đem phân tích, mL;

V1 thể tích dung dịch I2 0,02 N/I2 0,05 N tiêu tốn chuẩn mẫu thử, mL;

C1 nồng độđương lượng của dung dịch I2; 22 đương lượng gram của acetaldehyde; 1000 hệ số chuyển ra L;

c độ cồn của rượu mẫu.

2.4.4.2 Phương pháp so màu

Cho thuốc thử fuchsine–sulfite (thuốc thử Schiff) tác dụng với rượu thử và

rượu có hàm lượng aldehyde đúng tiêu chuẩn, màu của dung dịch rượu thử không được đậm hơn màu của dung dịch aldehyde tiêu chuẩn [42, 45].

Xác định theo TCVN 378−86 [37]:

Dùng pipet lấy 10 mL rượu mẫu cho vào một ống so màu đáy bằng. Lấy 10 mL aldehyde chuẩn cho vào một ống so màu khác. Đặt cả hai ống nghiệm vào chậu nước có nhiệt độ để cho nhiệt độ của rượu trong hai ống nghiệm đạt

đến 20±2ºC, thêm vào mỗi ống 2 mL thuốc thử fuchsine–sulfite, lắc đều và giữ hai ống nghiệm này trong chậu nước ở 20±2ºC trong khoảng 20 phút tính từ lúc cho thuốc thửvào. Sau đó đem hai ống nghiệm ra nơi sáng để so sánh màu sắc. Màu của rượu thử không được đậm hơn màu của dung dịch rượu chuẩn.

Xác định theo ISO 1388/5−1981 (E) [45]:

Cho dung dịch acetaldehyde chuẩn vào 6 bình định mức 100 mL theo Bảng 2.2 và pha loãng bằng ethanol 96% ABV (không có aldehyde) đến vạch, trộn đều.

25

Bảng 2.2: Hàm lượng acetaldehyde (mg) tương ứng với acetaldehyde chuẩn.

Dung dịch acetaldehyde chuẩn (mL) Khối lượng acetaldehyde tương ứng (mg) 2,0 3,0 5,0 7,0 9,0 10,0 0,0002 0,0003 0,0005 0,0007 0,0009 0,0010

Dùng pipet cho vào mỗi ống so màu 3 mL dung dịch acetaldehyde chuẩn,

10 mL nước cất và thêm thuốc thử Schiff đến 14 mL. Đậy nắp ống nghiệm, trộn đều và đểyên 25 phút. Rượu thửđược làm tương tự. (Nếu màu của rượu thửđậm hơn màu của dung dịch chuẩn, pha loãng rượu thử bằng ethanol 96% (không có aldehyde) rồi lặp lại thí nghiệm.) Tiến hành so màu bằng mắt, dựa vào Bảng 2.2 quy ra hàm lượng acetaldehyde có trong rượu mẫu.

Phương pháp so màu xác định hàm lượng aldehyde trong rượu bằng

thuốc thử fuchsine–sulfite chỉ dừng lại ở mức bán định lượng. Có thể phát

triển phương pháp từbán định lượng thành định lượng bằng cách tạo màu rồi

so trên máy UV−Vis ởbước sóng 550 nm [46].

2.4.5 Xác định hàm lượng methanol

Oxy hóa methanol trong rượu thử bằng KMnO4 trong môi trường acid (H2SO4) tạo ra formaldehyde.

5CH3OH + 2KMnO4 + 3H2SO4 ¾¾® 5HCHO + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Sau đó cho tác dụng với chromotropic acid tạo ra sản phẩm có màu hồng tím, đo độ hấp thu ở bước sóng 575 nm cùng với dãy chuẩn của methanol

26

Xác định theo AOAC 958.04 [48]:

Mẫu được pha loãng về độ cồn 5−6% ABV. Chưng cất 50 mL mẫu vừa pha loãng, thu lấy 40 mL dịch cất, pha loãng bằng nước cất đến 50 mL.

Dùng pipet hút 2 mL dung dịch KMnO4 cho vào bình định mức 50 mL, làm lạnh trong bể nước đá, thêm 1 mL dung dịch mẫu và để yên 30 phút. Khử

màu bằng NaHSO3 và cho 1 mL chromotropic acid vào dung dịch. Thêm từ từ

15 mL H2SO4, lắc nhẹ trong bể cách thủy (60−75ºC) khoảng 15 phút. Làm lạnh và thêm nước cất đến vạch, trộn đều.

Đo độ hấp thụ (A) được đo ở bước sóng 575 nm và lập tỷ lệ với độ hấp thụ (A') của methanol chuẩn 0,025% trong ethanol 5,5% ABV (không có

methanol) được thực hiện tương tự. Từ đó suy ra hàm lượng methanol có trong mẫu.

% Methanol trong mẫu = A

A' × 0,025 × F (2.11) trong đó: A độ hấp thụ của mẫu thử; A' độ hấp thụ của mẫu chuẩn; F hệ số pha loãng mẫu.

Xác định theo FSSAI Lab. Manual 16 (2012) [49]:

Xác định tương tự AOAC 958.04 nhưng sử dụng đường chuẩn với chuẩn gốc methanol 1% (w/v) và pha chuẩn trong ethanol 40% (không có methanol).

Pha các chuẩn trung gian trong bình định mức 100 mL để khi lấy 1 mL chuẩn đó đem phân tích và định mức lên 50 mL thì nồng độ methanol tương ứng là 20, 40, 60, 80 và 100 ppm.

Hàm lượng methanol được tham chiếu trên đường chuẩn (X) quy đổi về số

mg methanol có trong 1 L ethanol 100º (XM) được tính theo công thức:

XM = X × F × 100

c (2.12)

trong đó:

X hàm lượng methanol tham chiếu trên đường chuẩn, mg/L;

F hệ số pha loãng mẫu;

27

2.4.6 Xác định hàm lượng furfural

Furfural tác dụng với aniline trong môi trường acetic acid cho sản phẩm

màu đỏ. Đo độ hấp thụởbước sóng 510 nm cùng với dãy chuẩn và định lượng

furfural trong cùng điều kiện [42, 50].

Xác định theo TCN−TQTP 0007:2004 [51]:

Cho vào 7 bình định mức 10 mL lần lượt như sau:

Bình định mức 10 mL 1 2 3 4 5 6 7 Mẫu thử (mL) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0** Furfural chuẩn* (mL) 0,0 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 0,0 Aniline (mL) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Acetic acid (mL) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Cồn 50º (mL) Vừa đủ 10 mL Hàm lượng furfural 0,0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 XF *

Dung dịch furfural chuẩn 5 mg/L.

**

Thể tích mẫu ởống 7 có thểthay đổi từ 1−5 mL tùy theo lượng furfural có trong rượu thử. Nếu màu ở ống 7 vẫn nhạt hơn các ống chuẩn thì phải cô đặc, còn đậm đặc thì phải pha loãng (nếu cô đặc mẫu hoặc pha loãng thì cần ghi nhận hệ số pha loãng).

Lắc đều và để yên trong 5 phút, đem đo ngay trên máy UV−Vis ở bước

sóng 510 nm, ghi độ hấp thụ quang của từng ống mẫu chuẩn và mẫu phân tích.

(Điều kiện nhiệt độ của quá trình tạo phức và đo quang học được tiến hành ở

nhiệt độ phòng).

Nồng độ furfural (X) được tính toán dựa trên đường chuẩn rồi quy đổi về

số mg furfural có trong 1 L ethanol 100º (XF) được tính theo công thức:

XF = X × F × 100 c (2.13) trong đó: X nồng độ furfural trong mẫu thử, mg/L; F hệ số pha loãng mẫu (nếu có); c độ cồn của rượu mẫu. Giới hạn phát hiện của phương pháp là 0,005 ppm.

28

CHƯƠNG 3

THỰC NGHIỆM 3.1 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu 3.1.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1.1 Thiết bị− Dụng cụ

− Máy đo quang phổUV−Vis Lambda 25 (PerkinElmer).

− Máy đo tỷ trọng DMA 4100 M (Anton Paar).

− Máy đo pH 510 (CyberScan).

− Cân phân tích AW 220 (SHIMAZU).

− Bể siêu âm S 300 H Elmasonic (Elma).

− Bếp khuấy từ gia nhiệt.

− Bếp điện.

− Bếp cách thủy.

− Cồn kế (có nhiệt kế).

− Bộđun hoàn lưu (bình cầu/bình tam giác chịu nhiệt, ống sinh hàn).

− Bộchưng cất rượu (sử dụng bộ chiết soxhlet).

− Một số dụng cụ thủy tinh thông thường: buret, pipet, bình định mức,…

3.1.1.2 Hóa chất

− Nước cất hai lần.

− NaOH chuẩn và NaOH rắn.

− Phenolphthalein.

− Bromothymol blue.

− H2SO4 chuẩn và H2SO4đặc.

− Dung dịch đệm phosphate (K2HPO4 + KOH).

− Dung dịch đệm phosphate−EDTA (KH2PO4 + NaOH + EDTA-2Na). − Na2SO3 rắn. − K2S2O5. − Dung dịch đệm borate (H3BO3 + NaOH). − I2 chuẩn. − Hồ tinh bột. − HCl 25% và HCl đặc. − KMnO4. − H3PO4đặc. − Chromotropic acid. − Methanol (Merck). − Cồn tuyệt đối (không có furfural và methanol). − NaHSO3. − Aniline.

− Acetic acid băng. − Furfural (Merck).

29

3.1.1.3 Đối tượng phân tích

Đối tượng phân tích là các mẫu rượu đế (loại rượu chưng cất phổ biến ở

Việt Nam) được mua ở những cơ sở sản xuất hộ gia đình trên địa bàn thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

Bảng 3.1: Các mẫu rượu đế khảo sát.

Ký hiệu Địa chỉ lấy mẫu

DS-01 Hộ sản xuất Huỳnh N. S., khóm 2, phường Cái Vồn, thị xã Bình Minh,

tỉnh Vĩnh Long.

DS-02 Hộ sản xuất Phạm Q. H., khóm 3, phường Cái Vồn, thị xã Bình Minh,

tỉnh Vĩnh Long.

DS-03 Hộ sản xuất Lê T. E., khóm 2, phường Thành Phước, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-04 Hộ sản xuất Lâm V. H., khóm Đông Bình, phường Đông Thuận, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-05 Hộ sản xuất Nguyễn H. A., khóm Đông Bình, phường Đông Thuận, thị

xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-06 Hộ sản xuất Lê T. H., khóm Đông Bình A, phường Đông Thuận, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-07 Hộ sản xuất Nguyễn H. M., khóm Đông Bình A, phường Đông Thuận, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-08 Hộ sản xuất Dương V. N., ấp Thuận Tân A, xã Thuận An, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-09 Hộ sản xuất Nguyễn V. T., ấp Thuận Tân A, xã Thuận An, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-10 Hộ sản xuất Bùi V. K., ấp Thuận Tân A, xã Thuận An, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-11 Hộ sản xuất Ngô T. D., ấp Thuận Tân A, xã Thuận An, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-12 Hộ sản xuất Nguyễn P. N., ấp Thuận Tân B, xã Thuận An, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

DS-13 Hộ sản xuất Lê V. T., ấp Mỹ An, xã Mỹ Hòa, thị xã Bình Minh, tỉnh

Vĩnh Long.

DS-14 Hộ sản xuất Hồ Đ. N., ấp Mỹ An, xã Mỹ Hòa, thị xã Bình Minh, tỉnh

Vĩnh Long.

DS-15 Hộ sản xuất Nguyễn V. S., ấp Mỹ Hưng, xã Mỹ Hòa, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long.

30

3.1.2 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp xác định độ cồn (hàm lượng ethanol) và một số tạp chất

độc hại trong rượu chưng cất được thực hiện dựa trên TCVN, AOAC, FASSI và TCN−TQTP (Bảng 3.2).

Bảng 3.2: Các chỉtiêu được xác định và phương pháp thực hiện.

STT Tên chỉ tiêu Phương pháp thực hiện 1 2 3 4 5 6 Độ cồn Hàm lượng acid

(tính theo acetic acid)

Hàm lượng ester

(tính theo ethyl acetate)

Hàm lượng aldehyde (tính theo acetaldehyde) Hàm lượng methanol Hàm lượng furfural TCVN 378−86 và AOAC 982.10 TCVN 378−86, TCVN 1051:2009 và AOAC 945.08 TCVN 378−86 và TCVN 1051:2009 TCVN 378−86 và AOAC 972.08

AOAC 958.04 và FSSAI Lab. Manual 16 (2012)

TCN−TQTP 0007:2004

Số liệu sau khi phân tích được xử lý bằng chương trình Microsoft Excel.

3.2 Tiến hành thí nghiệm 3.2.1 Xác định độ cồn 3.2.1 Xác định độ cồn

Xác định theo TCVN 8008:2009

Độ cồn (Hàm lượng ethanol) được xác định theo TCVN 8008:2009 được tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau:

31

Xác định theo AOAC 982.10

Dựa và AOAC 982.10, độ cồn được xác định theo máy đo tỷ trọng DMA 4100 M (Anton Paar) gồm 5 bước cơ bản như sau:

(1) Chọn phương pháp (Select method): Density, Density NC, Ethanol OILM % v/v, Ethanol OILM % w/w, Ethanol AOAC PROOF,…

(2) Nhập thông tin mẫu (Enter sample identification): Nhập tên/số thứ tự

khi thực hiện một loạt các mẫu. (3) Bơm mẫu vào hệ thống (Fill sample). (4) Tiến hành đo (Start measurement).

(5) Đọc kết quả (Read the results) khi nhiệt độ giảm đến 20ºC, lấy giá trị

Specific Gravity.

Kết quảđo được (tỷ trọng biểu kiến) đem tra bảng suy ra độ cồn thực ở

15,56ºC (60ºF) theo AOAC (Phụ lục C).

3.2.2 Xác định hàm lượng acid

Xác định theo TCVN 378−86

Hàm lượng acid (tính theo acetic acid) được xác định theo TCVN 378−86

được tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau:

Hình 3.2: Phương pháp xác định hàm lượng acid theo TCVN 378−86. Thể tích NaOH 0,05 N chuẩn độ (V) được thế vào (2.4) suy ra hàm lượng acid (tính theo acetic acid) có trong mẫu.

32

Hình 3.3: Sựthay đổi màu sắc trước và sau khi chuẩn độ.

Xác định theo TCVN 1051:2009

Hàm lượng acid (tính theo acetic acid) được xác định theo TCVN

1051:2009 được tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau:

Hình 3.4: Phương pháp xác định hàm lượng acid theo TCVN 1051:2009. Thể tích NaOH 0,05 N tiêu tốn chuẩn độ (V) được thế vào (2.4) suy ra hàm lượng acid (tính theo acetic acid) có trong mẫu.

33

Hình 3.5: Sựthay đổi màu sắc trước và sau khi chuẩn độ.

Xác định theo AOAC 945.08

Hàm lượng acid (tính theo acetic acid) được xác định theo AOAC 945.08

được tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau:

Hình 3.6: Phương pháp xác định hàm lượng acid theo AOAC 945.08. Thể tích NaOH 0,1 N chuẩn độ (V) được thế vào (2.4) suy ra hàm lượng acid (tính theo acetic acid) có trong mẫu.

3.2.3 Xác định hàm lượng ester

Xác định theo TCVN 378−86

Hàm lượng ester (tính theo ethyl acetate) được xác định theo TCVN 378−86 được tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau:

34

35

Giá trị V2 (thể tích NaOH 0,05 N tiêu tốn chuẩn độ mẫu thử) và V1 (thể

tích NaOH 0,05 N tiêu tốn chuẩn độ mẫu trắng) được thế vào (2.5) suy ra hàm

lượng ester (tính theo ethyl acetate) có trong mẫu.

Hình 3.8: Sựthay đổi màu sắc trước và sau khi cho H2SO4 0,1 N vào.

Xác định theo TCVN 1051:2009

Hàm lượng ester (tính theo ethyl acetate) được xác định theo TCVN

1051:2009 được tóm tắt ngắn gọn trong sơ đồ sau:

Hình 3.9: Phương pháp xác định hàm lượng ester theo TCVN 1051:2009. Thể tích NaOH 0,05 N chuẩn độlượng acid dư (V2) được thế vào (2.7) và (2.6) suy ra lượng ester (tính theo ethyl acetate) có trong mẫu.

36

Hình 3.10: Sựthay đổi màu sắc trước và sau khi cho H2SO4 0,1 N vào.

Xác định hệ số hiệu chỉnh K: Thêm vào dung dịch sau khi xác định ester 10 mL H2SO4 0,1 N và 10 mL NaOH 0,1 N. Dùng dung dịch NaOH 0,05 N chuẩn lượng acid dư.

Thể tích NaOH 0,05 N tiêu tốn chuẩn lượng acid dư là 0,25 mL được thế

vào (2.8) tính ra K = 0,99.

3.2.4 Xác định hàm lượng aldehyde

Xác định theo TCVN 378−86

Chuẩn bị các thuốc thử:

− Dung dịch đệm phosphate: Hòa tan 3,35 g K2HPO4 và 15,0 g KOH

trong nước cất, pha thành 1 L.

− Dung dịch NaHSO3: Hòa tan 18,0 g Na2SO3 và 150 mL H2SO4 1 N

trong nước cất, pha thành 1 L.