IV.1. Dùng phương pháp chiết ở môi trường có NH3
• Nguyên tắc:
Chiết cafein bằng ete trong môi trường có NH3, cho bay hơi hết ete, cặn được tinh chế bằng KMnO4 và nước oxy già (dung dịch H2O2) rồi chiết lại bằng Clorofooc. Cho bay hơi Clorofooc, cafein kết tinh lại thành tinh thể không màu, xác định độ nóng chảy và hàm lượng Nitơ theo phương pháp KiênĐan.
• Dụng cụ, vật liệu Dụng cụ:
Bình nón, cân phân tích, nồi cách thủy, máy sấy… Phểu rót, buret, pipet, máy ly tâm…
Hoá chất:
Amonihydroxit 22o Be
Ete, dung dịch KMnO4 1%
Dung dịch nước oxy già, acid Acetic (H2O2 12 thể tích pha 100ml, acid Acetic 1g)
Thuỷ ngân kim loại, acid H2SO4 tinh khiết, H2SO4 0.1N, NaOH, Clorofooc tinh khiết.
• Các bước tiến hành:
Cân 3g mẫu (hạt cà phê đã tách cafein ) xay thành bột cho vào ống ly tâm lớn với 3g NH3, để nửa giờ và khuấy. Chiết xuất bằng ete 4 lần, mỗi lần 25ml. Cho mẫu tiếp xúc trực tiếp trong 10 phút và khuấy liên tục sau đó ly tâm 5 phút rồi gạn dịch chiết cho vào bình nón dung tích 150ml.
Tập trung dịch chiết, cân thu hơi Este, cặn còn lại mang sấy khô ở 100 0C trong 15 phút.
Hoà tan cặn 3 lần, mỗi lần 50ml nước sôi và để trên nồi cách thủy vài phút. Tập trung hết vào cốc thủy tinh dung tích 400ml, làm nguội và cho thêm 17ml KMnO4 1%
tiếp xúc 15 phút với dung dịch H2O2 - Acid Acetic để kết tủa Mn (cho từng giọt nước dung dịch H2O2 - Acid Acetic). Khi Penmanganat chuyển màu và kết tủa xốp lúc đó để chén thủy tinh lên nồi cách thủy sôi, tiếp tục nhỏ dung dịch trên cho tới khi mất màu và kết tủa hoàn toàn Mn. (Chú ý thao tác không quá 15 phút).
Lọc qua giấy lọc nhanh, rửa cặn với nước sôi. Chuyển cặn ở phểu sang bình lắng gạn, chiết 4 lần mỗi lần mỗi lần 25ml Clorofooc dịch chiết Clorofooc lọc và bình nón đã sấy khô cân sẵn. Sau khi rửa cặn bằng giấy lọc bằng Clorofooc nhiều lần, dịch lọc Clorofooc được thu hồi. Cặn còn lại được sấy khô trong thời gian 30 phút ở 1000C và cân. Kết quả thu được tính theo hàm lượng cafein khan trong 100g chất khô.
Người ta cũng có thể định lượng hàm lượng Cafein trên bằng cách xác định hàm lượng Nitơ toàn phần bằng phương pháp Kiênđan. Kết quả số gam Nitơ đem nhân với 3.4643 sẽ cho số gam cafein khan.
IV.2. Định lượng cafein bằng phương pháp thể tích
• Nguyên tắc
Khi dung dịch có cafein, nếu có mặt HCl thì dùng I2 trong KI để có thể làm cho cafein kết tủa dưới dạng hợp chất C8H10O2N4KI4.. Dùng dung dịch Natrithiosunfat đã biết nồng độ chuẩn lượng I2 còn thừa sẽ tính được lượng I2 tiêu tốn cho phản ứng. Từ đó tính được lượng cafein đã tham gia thí nghiệm.
• Dụng cụ, hóa chất Dụng cụ:
Bình nón, cân phân tích, nồi cách thủy, máy sấy…
Phểu rót, buret, pipet, máy ly tâm, bếp cách thủy , bình định mức… Hóa chất: Chì Acetat kiềm tính (d = 1.25) pha loãng trong nước
Dung dịch Natrithiosunfat 0.1 N Dung dịch I2 trong KI 0.1N
Acid HCl tinh khiết d =1.19 Dung dịch H2SO4 20%
Hồ tinh bột 0.5% • Các bước tiến hành.
Cân 5g mẫu, nghiền nhỏ cho vào bình 250ml, cho thêm vào 150 – 200ml nước cất đun sôi. Đun cách thủy cho tới khi mẫu lắng hết xuống. Tiến hành lọc dung dịch, tráng rữa bã nhiều lần bằng nước đun sôi, lọc và cho vào bình 500ml.
Lấy 200ml dung dịch cafein cho vào bình định mức 250ml, thêm 4 – 5 ml dung dịch chì Acetat kiềm tính d = 1.25, pha bão hòa trong nước, dùng nước cất thêm tới vạch định mức. Lắc và giữ trong 5 phút. Lọc và lấy 200ml dung dịch lọc cho vào bình định mức 250ml, nhỏ 1.2 - 1.5ml dung dịch H2SO4 20% cho tới khi không còn kết tủa trắng.
Tiếp theo lấy 200ml dung dịch lọc (lần 2) cho vào bình định mức thứ ba (dung tích 250ml) cộng thêm 10ml acid HCl tinh khiết. Cho thật chính xác 25ml dung dịch I2 0.1N vào bình định mức lại cho thêm 20ml nước cất lắc và giữ trong 25 phút ở 150C. Lấy ra điều chỉnh đến vạch định mức sau đó lắc và lọc.
Lần thứ ba dung dịch lọc dùng Natrithiosunfat 0.1 N chuẩn lượng I2 dư. Khi dung dịch có màu vàng nhạt cho thêm 2ml dung dịch hồ tinh bột 0.5%. Tiếp tục chuẩn độ bằng Natrithiosunfat 0.1 N đến khi mất màu xanh tím thì ngừng. Ghi lại kết quả số ml Natrithiosunfat 0.1 N đã dùng là B.
• Kiểm chứng.
Lấy 200ml nước cất thay cho dung dịch mẫu và tiến hành tương tự các bước như trên. Bắt đầu từ khi thêm acid HCl. Lượng Natrithiosunfat 0.1 N đã dùng cho kiểm chứng là A. • Kết quả. 100 * 250 200 250 200 250 200 * G 0.0052 * 2.5K * B) - (A Cafein% =
Trong đó: A số ml Natrithiosunfat 0.1 N đã dùng phân tích kiểm chứng B số ml Natrithiosunfat 0.1 N đã dùng phân tích Cafein K hệ sốđiều chỉnh nồng độ Natrithiosunfat
G trọng lượng chất khô mẫu
2.5 hệ số tính lượng dung dịch thí nghiệm so với lượng dung dịch đã pha chế
0.0052 là số gam cafein ứng với 1ml Natrithiosunfat 0.1N đã dùng để chuẩn lượng I2 tham gia kết tủa Cafein.
Phần 5: KẾT LUẬN
Cà phê có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều quốc gia trên thế giới. Về mặt kinh tế, ngành hàng cà phê đóng góp trung bình 20% tổng kim ngạch xuất khẩu cho nhiều nước sản xuất cà phê. Về mặt xã hội, sản xuất và buôn bán cà phê giúp tạo công ăn việc làm cho hàng chục triệu người trên thế giới, giúp giảm tỷ lệđói nghèo, bất bình đẳng của nhiều quốc gia. Hơn thế nữa, cà phê còn là biểu tưởng, niềm đam mê của nhiều nơi thế giới.
Sau một thời gian tìm hiểu về “Sản xuất cà phê có hàm lượng cafein thấp”. Em
đã tìm hiểu được những vấn đề sau:
+ Tìm hiểu rõ bản chất của cafein và cơ chế tác động của nó đối với sức khỏe người tiêu dùng.
+ Giới thiệu một số phương pháp khử cafein có trong hạt cà phê ở trên thế giới. + Đề xuất phương pháp tối ưu ứng dụng để sản xuất cà phê có hàm lượng cafein thấp ở Việt Nam.
Sự cố gắng của bản thân cùng với sự hướng dẫn của thầy Trần Thức nhưng nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết chưa qua thực nghiệm nên kết quả chưa đạt được như mong muốn.
Một lần nữa xin được cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Trần Thức và những đóng góp ý kiến của các bạn trong lớp.
Tài liệu tham khảo
1. Cà phê khử cafein.Ngày cập nhật February 1, 2005. Tham khảo ngày 20/10/2008. Jim Poirier. Địa chỉ truy cập http://www.allgroundup.com/vn/process/beanstobrew/decaff/
2. Giá cà phê sẽ tăng do nhu cầu mạnh. Ngày cập nhật: Thứ tư 29/10/2008. Tham khảo ngày 30/10/2008 .Huỳnh Ngọc Dương. Địa chỉ truy cập
http://www.daktra.com.vn/default.asp?id=1&ID_tin=6073
3. Một số vấn đề về kỹ thuật và đánh giá chất lượng cà phê Đắk Lắk . Ngày cập nhật 21/04/2007. Ngày tham khảo 5/11/2008. Trần Bích Lam, Nguyễn Hoàng Dũng, Lại Quốc
Đạt. Địa chỉ truy cập :
http://www.skhcndaklak.gov.vn/Trangch%E1%BB%A7/Th%C3%B4ngtinKHCN/T%E1%B A%A1pch%C3%ADKHCN/T%E1%BA%ADpsans%E1%BB%91012006/tabid/101/ctl/Detai ls/mid/386/ItemID/43/Default.aspx
4. 2008 Copyright © Swiss Water Decaffeinated Coffee Company Inc. ®/TM are trademarks of Swiss Water Decaffeinated Coffee Company Inc. Privacy Policy Terms & Conditions .Địa chỉ truy cập
http://www.swisswater.com/decaf/chemical
5. Trần Thị Quỳnh Chi, Muriel Figue, Trần Thị Thanh Nhàn. 2006. Nghiên cứu tiêu thụ cà phê trong nước tại hai thành phố Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Viện chính sách và chiến lược phát triển nông thôn Việt Nam. Địa chỉ truy cập:
http://www.agro.gov.vn/images/2006/10/coffee%20consumption%20full%20report- ver1%20VN_2006_9_28_19_4_17.doc
6. GS.TS Phạm Xuân Vượng .2007. Giáo trình kiểm tra chất lượng thực phẩm. Nhà xuất bản Hà Nội.