3.1. Ý nghĩa của việc lấy mẫu
Trong các loại thực phẩm, hàm lượng nước rất khác nhau: 10-20% trong ngũ cốc, 60-75% trong thịt, 80-90% trong quả và rau tươi, 90-95% trong nấm ăn. Nước không phải là hợp chất cung cấp năng lượng mà ngược lại nước làm cho chất lượng của thực phẩm bị giảm đi trong quá trình bảo quản. Do đó người ta thường tìm cách làm giảm lượng nước trong chúng đến mức tối đa.
Thông thường đối với các sản phẩm thực phẩm, người ta cần biết hàm lượng nước của chúng vì những lý do sau:
- Về yêu cầu công nghệ, muốn biết lượng nước để có quyết định và biện pháp hợp lý về thu hoạch, phơi sấy, bảo quản và chế biến công nghiệp. Hàm lượng nước là chỉ số cần thiết để đánh giá và làm chủ được các nguy cơ gây hư hỏng trong thời gian cất giữ thực phẩm.
- Về yêu cầu của việc đánh giá chất lượng, muốn biết cụ thể hàm lượng nước để quy các kết quả phân tích các chỉ tiêu về một cơ sở cố định là chất khô hay hàm lượng nước chuẩn.
- Về yêu cầu về thương mại, các hợp đồng mua bán thường có quy định giới hạn trên của hàm lượng nước không cho phép trong một thực phẩm.
- Về yêu cầu của quy chế, vì lý do vệ sinh thực phẩm và trung thực trong thương mại, người ta quy định hàm lượng nước giới hạn hay hàm lượng chất khô tối thiểu của một thực phẩm.
Độ ẩm của một sản phẩm thực phẩm là hàm lượng nước có trong 100 gam sản phẩm.
Chất khô hay bã khô là tất cả những gì còn lại sau khi tách độ ẩm từ mẫu nghiên cứu. Vì vậy xác định độ khô có thể suy ra được độ ẩm và ngược lại.
3.2. Các phương pháp xác định độ ẩm
3.2.1. Phương pháp sấy mẫu ở nhiệt độ vừa phải
Phương pháp này có thể dùng cho các thực phẩm dạng rắn. Thường sấy sản phẩm trong một khí quyển có độ ẩm tương đối bằng không. Nước được kéo ra khỏi mẫu sản phẩm đã được nghiền nhỏ, để ở nhiệt độ vừa phải (50-800C), dưới áp suất thấp, nhờ một tác nhân hút ẩm có khả năng tạo được một độ ẩm tương đối bằng không ở trong lòng. Việc cân bằng với áp suất khí quyển có áp suất hơi nước bằng không có thể nhận ra được thông qua sự không thay đổi của khối lượng mẫu trong giới hạn xác định.
Thực tế có thể tạo được áp suất hơi nước bằng không bằng cách dùng những chất rất háo nước như P2O5.
29
giảm nguy cơ oxy hóa các chất sẽ dễ dàng làm cho sự di chuyển các phân tử nước từ mẫu vật đến chất hút nước vốn đạt được trực tiếp với nó. Khi gia nhiệt sẽ làm tăng nhanh quá trình nhả nước từ mẫu vật. Tuy nhiên nhiệt độ tối đa thường trong khoảng 45-800C có khi đến 1000C tùy theo sản phẩm.
3.2.2. Phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi (sấy nhiệt độ từ 100-1300C)
3.2.2.1. Nguyên lý
Dựa vào khả năng tách rời hơi nước và các chất dễ bay hơi khỏi mẫu trong cùng một áp suất và nhiệt độ. Dùng sức nóng làm bay hơi nước trong sản phẩm thực phẩm. 3.2.2.1. Tiến hành
Chén sứ được sấy khô ở 1100C đến trọng lượng không đổi. Để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân chén trên cân phân tích, chính xác đến 0,001g.
Cân chính xác 2-10 g mẫu trong chén sấy. Cho chén sấy đựng mẫu vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 1050C – 1100C, trong 2 giờ.
Lấy chén ra cho vào bình hút ẩm và đem cân. Tiếp tục sấy chén trong tủ sấy tiếp 30 phút, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và đem cân. Làm như vậy cho đến khi kết quả của 2 lần cân cuối gần như không thay đổi. Ghi kết quả của lần cân cuối cùng.
3.2.2.3. Tính kết quả
Độ ẩm của mẫu được tính bằng % theo công thức: %W = .100 G G G G 1 2 1 − −
Trong đó: G1: Trọng lượng của chén và mẫu trước khi sấy (g) G2: Trọng lượng của chén và mẫu sau khi sấy (g) G: Trọng lượng của chén sấy (g)
Chú ý:
Đối với một số sản phẩm khó sấy khô, để rút ngắn thời gian sấy cần nghiền nhỏ hay thái mỏng, có thể sử dụng nhiệt độ sấy là 1300C hoặc trộn lẫn với cát khô sạch (đã xử lý bằng HCl) trong khi sấy. Đối với những sản phẩm có nhiều nước thì phải làm bốc hơi trên nồi cách thủy đến kiệt nước sau đó mới cho vào tủ sấy.
3.2.3. Phương pháp chưng cất với dung môi
Thông thường người ta chỉ áp dụng phương pháp này cho những sản phẩm tự khuếch tán được trong chất lỏng dùng để kéo cất.
Với một số loại sản phẩm như đồ hộp, ngoài nước còn chứa một lượng chất dễ bay hơi như axit, este, tinh dầu…do đó nếu xác định độ ẩm theo phương pháp sấy khô đến trọng lượng không đổi sẽ gặp sai số lớn.
Phương pháp này có thể áp dụng để xác định nước trong bơ, dầu, các sản phẩm giàu chất béo cũng như một số giàu gia vị. Một số sản phẩm chứa nhiều đường khi sấy sẽ bị caramen hóa.
3.2.3.1. Nguyên lý (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi đun sôi dung môi đã trộn lẫn với sản phẩm, dung môi bốc hơi kéo theo nước có trong sản phẩm. Hơi dung môi và hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ thành lỏng và
30
đọng lại ống đo có chia vạch, đọc thể tích nước trong ống đo, từ đó tính độ ẩm có trong sản phẩm.
Yêu cầu đối với dung môi:
- Nhiệt độ sôi của dung môi gần bằng nhiệt độ sôi của nước
- Dung môi được hòa tan hoàn toàn trong nước Có thể dùng các loại dung môi sau:
Toluen: 1110C Benzen: 800C Xylen: 1400C CCl4: 770C
Nhược điểm chủ yếu là không trích ly được hoàn toàn nước ở trong mẫu.
3.2.3.2. Tiến hành
- Cân chính xác 5-10g mẫu cho vào bình cầu có chứa dung môi (thường là toluen). Tráng lại chén bằng toluen cho vào bình cầu. Thêm toluen vào khoảng 100-150ml.
- Lắp máy cất, đun bình cầu, toluen sôi mạnh bốc hơi cuốn theo nước và ngưng tụ (điều chỉnh
nguồn nhiệt sao cho 100 giọt/phút) trong ống đo có chia vạch. Tiếp tục đun đến khi mức nước ở ống đo (lớp nước nằm ở dưới lớp toluen) không đổi, ngưng đun. Để nguội, đọc thể tích nước (ml) trong ống đo.
3.2.3.3. Tính kết quả
Độ ẩm được tính bằng % theo công thức % W =
m N
.100 (%)
Trong đó: N: khối lượng nước ở ống đo (suy từ thể tích nước đọc được) (g) m: khối lượng mẫu (g)
3.3. Xác định hàm lượng tro
3.3.1. Hàm lượng tro toàn phần (tro cacbonat) 3.3.1.1. Nguyên lí
Dựa vào khả năng tách được các chất hữu cơ dễ cháy ra khỏi các chất hữu cơ không cháy trong mẫu phân tích ở nhiệt độ cao. Nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ trong sản phẩm thực phẩm ở nhiệt độ cao. Cân phần tro còn lại sẽ tính được hàm lượng tro có trong thực phẩm.
3.3.1.2. Tiến hành
- Nung chén sứ đã rửa sạch trong lò nung ở 6000C đến trọng lượng không đổi. Để nguội chén nung trong bình hút ẩm và cân trên cân phân tích (chính xác đến 0,001g).
- Cân chính xác 1-3g mẫu cho vào chén nung (cho vào lo nung tăng nhiệt độ
ống sinh hàn
31
từ từ cho đến 6000C, giữ nhiệt độ này từ 3-6 giờ đến khi tro trắng. Nếu lấy ra thấy cho còn đen, làm nguội cho thêm vài giọt HNO3 nung đến trắng).
- Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm, cần tiếp tục nung khoảng 30 phút, lấy ra để nguội và cân đến khối lượng không đổi.
3.3.1.3. Tính kết quả
Hàm lượng tro toàn phần tính bằng % theo công thức Hàm lượng tro = .100 m m m m 0 1 0 2 − − Trong đó: m0: khối lượng của chén nung (g)
m1: khối lượng của mẫu và chén trước khi nung (g) m2: khối lượng của chén và tro sau khi nung (g) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chú ý:
- Khi xác định tro đối với các sản phẩm dễ bốc cháy (đường, mỡ…) phải đun nhẹ trên bếp điện trước khi cho đến khi thành than đen không bốc cháy nữa nới cho vào lò nung.
- Nếu là sản phẩm lỏng phải cô đặc đến khô mới cho vào lò nung.
- Khi chén nung còn nóng cho vào bình hút ẩm, phải hé nắp bình, để chén nung nguội bớt mới đóng kín nắp bình.
3.3.2. Hàm lượng tạp chất
Những chất bẩn đất, cát lan vào trong thực phẩm là những chất có thành phần tro toàn phần của thực phẩm nhưng không tan trong HCl gọi là tạp chất hay tro không tan trong HCl.
3.3.2.1. Nguyên lý
Lấy tro toàn phần cho vào HCl, sau đó lọc, phần tro không tan được nằm lại trên giấy lọc, đem rửa sạch, nung và cân. Từ đó tính toán được hàm lượng tạp chất. 3.3.2.2. Tiến hành
- Nung mẫu đến tro trắng (tro toàn phần), lấy ra để nguội, thêm vào 30 ml HCl 10%.
- Đun cách thủy chén tro trong 30 phút.
- Lọc qua giấy lọc không tàn, rửa sạch cặn trên giấy lọc bằng nước cất đun sôi cho đến khi nước lọc không còn Cl- (kiểm tra bằng AgNO3 10%).
- Đưa giấy lọc vào lại chén nung trên, nung trong lò nung ở 5500C đến khi trọng lượng không đổi. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm và cân.
3.3.2.3. Tính kết quả
Hàm lượng tạp chất tính bằng % theo công thức:
X = .100 m m m m 0 1 0 2 − − (%) Trong đó: m0: khối lượng của chén nung
m1: Khối lượng của chén + mẫu trước khi nung (g) m2: Khối lượng của chén +tạp chất sau khi nung (g)
32 3.4. Xác định hàm lượng glucid
Glucid là chất hữu cơ thường chiếm từ 85 – 90% chất khô của thực vật, trong các loại hạt và bột ngũ cốc glucid thường chiếm từ 60 - 80 %. Xác định glucid trong lương thực, thực phẩm là xác định tổng số các đường và tinh bột. Sự xác định dựa trên nguyên tắc các glucid đều có thể bị axit thủy phân thành glucozơ, rồi định lượng đường glucozơ và suy ngược lại sẽ tính được glucid.
Đường có trong các mặt hàng thực phẩm dưới các dạng khác nhau và với hàm lượng cũng khác nhau. trong các thực phẩm nói chung hàm lượng đường có trong bản thân nguyên liệu sẵn có hay trong quá trình chế biến tạo nên và cũng có những mặt hàng như bánh, kẹo nguyên liêuh chính là đường. Khi phân tích hàm lượng đường trong thực phẩm, người ta phân thành các loại đường như sau: đường chung (đường tan) bao gồm đường khủ và đường không khử. Đường chung được tách ra từ sản phẩm khi ta dung nước hay dung môi để hòa tan.
3.4.1. Đường khử
Đường khử là đường có tính khử mà trong phân tử của chúng có chứa nhóm aldehyt, hay nhóm – OH glucozid. Ví dụ: glucozơ, Fructozơ, mantozơ, lactozơ… 3.4.1.1. Phương pháp Bertrand
* Nguyên lý
Trong môi trường kiềm , đường khử dễ dàng khử ion Cu2+ trong dung dịch Felin tạo thành Cu+ dưới dạng Cu2O kết tủa đỏ gạch.
Dung dịch Felin gồm: Dung dịch Felin A: CuSO4
Dung dịch Felin B: NaOH, Kali natri tactrat Phản ứng xảy ra khi trộn chung 2 dung dịch Felin A và Felin B
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 + +2H2O
Đường khử khử hỗn hợp Felin
R–CHO + +2H2O → Cu2O +2 +RCOOH
Hòa tan Cu2O kết tủa bằng dung dịch Fe2(SO4)3 trong môi trường H2SO4 đậm đặc: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 → 2CuSO4 + 2FeSO4 + H2O Dùng chất chuẩn KMnO4 0,1N để chuẩn độ lượng FeSO4 tạo thành: 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8H2SO4 → K2SO4+5 Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 +8H2O
CHCH CH COONa COOK O O Cu CH CH COONa COOK HO HO 2Cu ↑ CH CH HO COOK COOK HO CH CH COOK COOK O O Cu Na Na →
33
Tại thời điểm kết thúc định phân, dung dịch có màu hồng. Từ lượng KMnO4 0,1N tiêu tốn sẽ tính được hàm lượng đường khử.
Chú ý:
- Trong các dung dịch thực phẩm để xác định hàm lượng đường khử thường có chứa một số tạp chất có tính khử do đó làm kết quả sai số. Do đó trước khi xác định hàm lượng đường khử cần phải tẩy tạp chất.
- Thông thường để tẩy tạp chất dùng axetat chì. Axetat chì có tác dụng kết tủa hầu hết các chất phi đường.
- Axetat chì được dùng dưới dạng bột hay dung dịch 20% hoặc 30%. * Tiến hành
Chuẩn bị mẫu:
- Cân chính xác G(g) mẫu vào cốc thủy tinh (G: tùy thuộc vào từng loại mẫu phân tích). Hòa tan hoàn toàn bằng nước cất. Chuyển sang bình định mức 100ml. Tráng cốc bằng nước cất cho vào bình định mức trên. Thêm nước cất đền vạch định mức.
- Thêm một ít axetat chì bột (1,5g) lắc đều và lọc qua giấy lọc. Hứng dung dịch lọc vào cốc khô sạch (gọi là dung dịch mẫu).
Tạo kết tủa:
- Cho vào bình nón 250 ml: 10 ml dung dịch mẫu, 10 ml felin A và 10 ml felin B, lắc nhẹ.
- Đặt bình nón lên trên bếp điện, đun sôi, sôi đúng 3 phút.
- Lấy bình nón ra để nghiêng cho kết tủa lắng xuống. Dung dịch bên trên lớp kết tủa Cu2O phải còn màu xanh của Cu2+. Nếu mất màu xanh nghĩa là không đủ lượng Cu2+ cần thiết để phản ứng. Do đó, phải làm lại với thể tích dung dịch lọc ít hơn (5 ml), nhưng phải thêm nước cất cho đủ 10 ml.
Gạn lọc kết tủa:
- Khi kết tủa Cu2O lắng xuống, gạn phần nước bên trên và lọc qua phễu lọc xốp cắm xuyên qua nút cao su của bình lọc có nhánh nối với máy hút chân không.
- Rửa kết tủa bằng nước đã đun sôi và gạn lọc tiếp tục vào phễu cho đến khi trong bình nón mất màu xanh. Trong quá trình gạn lọc, không để kết tủa Cu2O lọt vào phễu và luôn luôn giữ có một lớp nước trên mặt Cu2O để tránh tiếp xúc với không khí.
Hòa tan kết tủa:
- Lần cuối cùng gạn hết nước và cho ngay 10 – 20 ml Fe2(SO4)3 và H2SO4 đặc để hòa tan Cu2O trong bình nón.
- Thay bình lọc hút bằng bình lọc hút khác. Đổ dung dịch Fe2(SO4)3 đã hòa tan Cu2O cho đến khi không còn vết Cu2O trong bình nón và phễu. Tráng phễu, rửa lại
gắn với máy hút chân không
34
bằng nước cất đun sôi rồi đổ cả vào phễu và hút hết xuống bình lọc.
Chuẩn độ:
Lấy bình lọc hút ra và chuẩn độ ngay bằng KMnO4 0,1M cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây.
* Tính kết quả
Hàm lượng đường khử được tính bằng % theo công thức: (%) 1000 . V . G V . 100 . a R 0 s =
Trong đó: a: lượng glucoza tìm được theo bảng tra từ số ml KMnO4 tiêu tốn (mg) (bảng tra lượng glucose xem phần phụ lục)
V0: thể tích bình định mức (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
V: thể tích dung dịch lấy để thử (ml) G: lượng cân mẫu (g)
Ví dụ tính toán về cách tính a khi tra bảng
Khi chuẩn dùng hết 3,7 ml KMnO4 0,1N. tính a (mg) Tra bảng ta có:
3,55 ml KMnO4 0,1 N → 11 mg Glucozơ 3,87 ml KMnO4 0,1 N → 12 mg Glucozơ Dùng phương pháp nội suy ta tính:
a = 11 + ) 55 , 3 87 , 3 ( ) 55 , 3 7 , 3 ).( 11 12 ( − − − = 11,46 mg Glucozơ 3.4.1.2. Phương pháp metylen xanh (Bectơrăng trực tiếp)
Đối với một số sản phẩm có hàm lượng đường khử thấp, người ta dùng phương pháp Bectơrăng trực tiếp.
* Nguyên lí
Đường khử có khả năng khử làm mất màu metylen xanh. Vì vậy dùng metylen xanh làm chất chỉ thị cho phản ứng oxy hóa đường khử bằng Felin. Cho vài giọt metylen xanh vào dung dịch và đun sôi, rồi nhỏ từng giọt đường khử vào, đầu tiên đường khử sẽ khử đồng đẳng của Felin, màu của metylen xanh không đổi. Khi tất cả đồng đẳng của Felin đã bị khử hết, đường sẽ khử metylen xanh làm nó mất màu, đó là dấu hiệu kết thúc định phân.
Yêu cầu:Tiến hành định phân nhanh và luôn giữ trạng thái dung dịch sôi ổn định vì hợp chất dễ bị oxy hóa và trở về trạng thái màu ban đầu.