Tên chất màu
Màu Công thức cấu tạo Sản phẩm sử
dụng
Tartrazin E102 Vàng chanh
Tạo màu cho mứt, kẹo, kem, nƣớc giải khát, bánh, mì sợi,… Quinoline E104 Vàng xanh Sử dụng trong nƣớc giải khát, kẹo, kem,
sản phẩm sữa Sunset Yellow E110 Vàng cam Sử dụng trong nƣớc giải khát, kem, mứt quả, mứt kẹo thực phẩm đóng hộp. Ponceau 4R E124 Đỏ sáng Sử dụng trong nƣớc giải khát, kẹo, cá hồi biển, mứt, phomat, bao kẹo.
Amaranth E123 Đỏ
Tạo màu cho đồ uống, thực phẩm đóng hộp, mứt, kem,
Indigocarmine
E132 Xanh
đậm
Phối hợp với màu vàng để tạo màu cho
các đồ uống, các sản phẩm mứt,
kẹo.
Red 2G E128 Đỏ ánh xanh
Tạo màu cho sản phẩm mứt, kẹo, sản
phẩm thịt.
Bảng 2.5 Nhóm thực phẩm và liều lƣợng chất màu đƣợc phép sử dụng
Nhóm thực phẩm Liều đƣợc dùng (ppm) Trung bình (ppm) Bánh kẹo 10-400 100 Nƣớc giải khát (lỏng, bột) 5-200 75 Ngũ cốc 200-500 350 Thức ăn thú kiểng 100- 400 200 Bánh nƣớng 10-500 50 Kem 10-200 30 Xúc xích 40-250 125 Bánh Snack 25-500 200
Tính độc hại : Tất cả các chất màu tổng hợp đều độc đối với con ngƣời nên khi
sử dụng phải tuân theo sự chỉ dẫn trong tài liệu kỹ thuật.
2.3.5 Hƣơng liệu
Chất thơm là 1 trong những nguyên liệu quan trọng trong thành phần của nƣớc giải khát. Tuy chỉ chiếm số lƣợng rất ít nhƣng nó tạo cho nƣớc giải khát mùi thơm đặc trƣng và hƣơng mát dịu. Hƣơng vị của một số nƣớc giải khát nhƣ cam, chanh, vải, táo… là do tinh dầu chứa vỏ hoặc vị của thịt quả gây nên, các chất này đƣợc đƣa vào nƣớc giải khát dƣới dạng hƣơng liệu.
gốc tự nhiên hoặc tổng hợp, tạo ra toàn bộ hoặc một phần cảm giác mùi đặc trƣng của thực phẩm hoặc một sản phẩm khác khi đƣa vào miệng.
Mùi thơm có thể do một cấu tử tạo nên (đơn mùi) hay có thể do một hỗn hợp chất tạo nên (tổ hợp mùi). Thƣờng hàm lƣợng của chất bay hơi thƣờng rất nhỏ, đƣợc tính bằng phần chục, phần trăm.
2.3.5.1 Hƣơng liệu tự nhiên
Dùng nhiều để pha chế nƣớc giải khát lấy từ chanh, cam, quýt,…Hàm lƣợng tinh dầu trong quả thuộc giống, khí hậu, đất đai và điều kiện chăm sóc. Tinh dầu nhiều trong vỏ, cịn thịt và quả ít hơn.
Trong tinh dầu tự nhiên chứa nhiều terpen. Vì vậy nên loại terpen bằng cách pha tình dầu với cồn 700. Lúc này terpen sẽ kết tủa. Tinh dầu không chứa terpen rất bền và không mất mùi khi bảo quản.
2.3.5.2 Hƣơng liệu tổng hợp
Là những chất thơm đƣợc nhận bằng con đƣờng tổng hợp hoá học. Là dung dịch rƣợu nƣớc chứa từ 4–13% chất thơm tổng hợp. Dung dịch phải hoà tan hoàn toàn trong nƣớc theo bất kỳ tỷ lệ nào và không đƣợc chứa Zn, Cu.
Hàm lƣợng Asen ≤ 0,00014 %.
Trong thành phần của hƣơng liệu bao gồm những ester phức tạp và các chất thơm hoà tan, axetat etyl, axetat amyl, batyrat etyl, etyl valorinat. Ngồi ra chúng cịn chứa 1 số chất thơm của nhóm khác nhƣ: vanilin, cumarin, benzandehyt, xitrat…
Dung mơi để hồ tan các chất thơm là cồn etylic có dung lƣợng cao.
Ở các nhà máy, hƣơng thơm chủ yếu là mua từ nƣớc ngoài trừ hƣơng xá xị mua trong nƣớc. Hƣơng thơm này đƣợc đánh giá cảm quan trƣớc khi mua về và trƣớc khi sử dụng cho sản xuất.
Một ml hƣơng liệu phải hịa tan hồn tồn trong một lít nƣớc và khơng đƣợc
2.3.6 Chất bảo quản
Sử dụng với mục đích ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc, và kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm.
Trên thực tế, nhiều loại phụ gia bảo quản đã có tác dụng bảo quản, ức chế sự phát triển và hoạt động của nhiều loại vi khuẩn và nấm mốc khi kết hợp với một số chất có tác dụng bảo quản truyền thống nhƣ đƣờng, muối, dấm v.v..
2.3.6.1 Axit benzoic (C6H5COOH)
Có dạng tinh thể hình kim khơng màu, tỷ trọng 1,27g/ml. Dễ hịa trong rƣợu và ete, nhƣng ít tan trong nƣớc.
Là chất sát trùng mạnh đối với nấm men và các nấm mốc có tác dụng yếu hơn đối với các vi khuẩn.
Trong môi trƣờng axit pH = 2,5–3,5 nồng độ axit benzoic có tác dụng bảo quản để kìm hãm các vi sinh vật gây ra hƣ hỏng sản phẩm là 0,05%.
Do axit benzoic ít hồ tan trong nƣớc (ở nhiệt độ trong phịng bình thƣờng chỉ tan khơng quá 0,2%) nên việc sử dụng các dung dịch chất bảo quản này rất khó, nếu cho trực tiếp các tinh thể chất bảo quản vào sản phẩm thì nó sẽ phân bố khơng đồng đều trong tồn thể tích sản phẩm.
2.3.6.2 Natri benzonat (C6H5COONa)
Trong thực tế công nghiệp đồ hộp, ngƣời ta thƣờng sử dụng Natri benzonat. Natri benzoat là chất bền vững, không mùi, hạt màu trắng hay bột kết tinh có vị hơi ngọt, tan trong nƣớc.
Điều chế: cho axit benzoic tác dụng với soda
C6H5COOH + Na2CO3 → C6H5COONa + CO2 + H2O
Natri benzoat dễ tan trong nƣớc, ở nhiệt độ trong phịng cũng có thể cho dung dịch nồng độ 50–60%. Muốn đảm bảo hiệu quả tác dụng bảo quản, nồng độ Natri benzonat trong sản phẩm phải đạt tới 0,07–0,1%.
Trong qui trình kỹ thuật chỉ dùng các loại quả bán thành phẩm với độ axit tồn phần khơng dƣới 0,4%, khi đó hàm lƣợng Natri benzonat khơng đƣợc q 0,1%. Khi bảo quản các loại nƣớc quả, nồng độ Natri benzonat cho phép tối đa không đƣợc quá 0,1–0,12%.
phẩm đƣợc đóng vào bao bì bảo quản. Vì axit benzoic và Natri benzoat khơng bay hơi nên chúng vẫn cịn lại trong sản phẩm.
Hoạt tính chống khuẩn:
Phần lớn những vi khuẩn bị tiêu diệt hoặc bị ức chế ở nồng độ 0,01–0,02%. Natri benzonat hoạt động tốt nhất ở pH = 2,5–4.
Hoạt tính chống khuẩn của Natri benzonat phụ thuộc rất nhiều vào pH thực phẩm.
Thƣờng hoạt tính này cao nhất ở pH thấp. Chúng đặc biệt có tác dụng bảo quản nƣớc táo, cà chua của nƣớc quả khác.
Liều lƣợng làm thay đổi mùi vị của nƣớc quả là 0,1%.
Cơ chế tác dụng của Natri benzonat là ức chế q trình hơ hấp của tế bào, ức chế quá trình oxy hố glucose và pyruvate. Mặt khác chúng làm tăng nhu cầu oxy..
Ở Mỹ cho phép sử dụng với liều lƣợng 0,1%, các nƣớc khác liều lƣợng cho phép từ 0,15–0,25%.
2.4 GIỚI THIỆU VỀ MÁY HPLC[4]
Hình 2.7 Máy sắc ký lỏng hiệu năng cao
2.4.1. Lịch sử
HPLC là chữ viết tắt của 4 chữ cái đầu bằng tiếng Anh của phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography), trƣớc kia gọi là phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp (High Pressure Liquid Chromatography).
Phƣơng pháp này ra đời từ năm 1967-1968 trên cơ sở phát triển và cải tiến từ phƣơng pháp sắc ký cột cổ điển. Hiện nay phƣơng pháp HPLC ngày càng phát triển và hiện đại hố cao nhờ sự phát triển nhanh chóng của ngành chế tạo máy phân tích. Hiện nay HPLC cịn đƣợc áp dụng trong nhiều ngành kiểm nghiệm đặc biệt là ứng dụng cho ngành kiểm nghiệm thuốc. Hiện nó là cơng cụ đắc lực trong phân tích các thuốc đa thành phần, cho phép định tính và định lƣợng.
2.4.2. Khái niệm
Sắc ký lỏng hiệu năng cao là một phƣơng pháp chia tách trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã đƣợc phân chia dƣới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn, hay một chất mang đã đƣợc biến đổi bằng liên kết hố học với các nhóm chức hữu cơ. Q trình sắc ký lỏng dựa trên cơ chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ.
2.4.3. Ngun tắc của q trình sắc ký trong cột
- Pha tĩnh là một yếu tố quan trọng quyết định bản chất của quá trình sắc ký và loại sắc ký .
- Nếu pha tĩnh là chất hấp phụ thì ta có sắc ký hấp phụ pha thuận hoặc pha đảo . - Nếu pha tĩnh là chất trao đổi ion thì ta có sắc ký trao đổi ion
- Nếu pha tĩnh là chất lỏng thì ta có sắc ký phân bố hay sắc ký chiết - Nếu pha tĩnh là gel thì ta có sắc ký gel hay rây phân tử
- Cùng với pha tĩnh để rửa giải chất phân tích ra khỏi cột, chúng ta cần có một pha động .
- Nhƣ vậy nếu chúng ta nạp mẫu phân tích gồm hỗn hợp chất phân tích A,B,C .. Vào cột phân tích, kết quả các chất A,B,C.. Sẽ đƣợc tách ra nhau sau khi đi qua cột. Quyết định hiệu quả của sự tách sắc ký ở đây là tổng hợp các tƣơng tác.
Hình 2.8 Sự tƣơng tác trong sắc ký cột
Tổng của 3 tƣơng tác này sẽ quyết định chất nào đƣợc rửa giải ra khỏi cột trƣớc tiên khi lực lƣu giữ trên cột là nhỏ nhất ( F1) .và ngƣợc lại .
Đối với mỗi chất, sự lƣu giữ đƣợc qui định bởi 3 lực F1, F2, F3. Trong đó F1 và F2
giữ vai trò quyết định. Còn F3 là yếu tố ảnh hƣởng không lớn .
Ở đây F1 là lực giữ chất phân tích trên cột. F2 là lực kéo của pha động đối với chất phân tích ra khỏi cột. F3 lực tƣơng tác giữa pha động và pha tĩnh
Nhƣ vậy với các chất khác nhau thì F1 và F2 là khác nhau, kết quả là các chất khác nhau sẽ di chuyển trong cột với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau khi ra khỏi cột.
Chất phân tích A + B + C Pha động (MP) Pha tĩnh (SP) F1 F 2 F3
Hình 2.9 Phần minh họa quá trình tách các chất A và B trong cột tách sắc ký
Giải thích:
- 1: bắt đầu nạp mẫu chứa hỗn hợp (A, B) vào cột tách sắc ký
- 2, 3: ta cho pha động chạy trong cột sắc ký. Ta thấy quá trình tách hai chất A, B xảy ra trong cột.
- Giả sử : Chất A là màu hồng Chất B là màu đen
- Lúc này thì chất A bị giữ lại trên cột lâu hơn chất B. Do đó chất B sẽ ra trƣớc chất A.
- 4: chất B ra khỏi cột chỉ còn chất A - 5: chất A ra khỏi cột
- 6: quá trình tách các chất trong cột đã xong
1 2 3 4 5 6
Hỗn hợp chất A và chất B
2.4.4. Các bộ phận cơ bản của HPLC
Trong đó :
1- Bình chứa dung mơi pha động 2- Bộ phận khử khí
3- Bơm cao áp
4- Bộ phận tiêm mẫu (bằng tay hay Autosample)
5- Cột sắc ký (pha tĩnh) (để ngồi mơi trƣờng hay trong bộ điều nhiệt ) 6- Detector (nhận tín hiệu)
7- Hệ thống máy tính gắn phần mềm nhận tín hiệu và xử lý dữ liệu và điều khiển hệ thống HPLC.
2.5 PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU[8]
2.5.1 Xác định hàm lƣợng CO2
Có hai phƣơng pháp để xác định hàm lƣợng CO2 trong nƣớc ngọt
2.5.1.1 Phƣơng pháp chuẩn độ CO2 tự do
- Nguyên tắc: Tiến hành cho CO2 trong nƣớc ngọt kết hợp với Na2CO3 0,2N Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3
Phần Na2CO3 thừa đƣợc định phân bằng dung dịch axit chuẩn HCl 0,2N với phenolphthalein làm chỉ thị màu: Na2CO3 dƣ + HCl → NaCl + NaHCO3 Tính tốn kết quả: V 1000 0,0044 ) N (N 50 X 2 1
Với N2: Số ml Na2CO3 0,2N khi chuẩn độ các axit tự do có trong mẫu trắng, nghĩa là bằng số ml Na2CO3 0,2N cho vào (50 ml) trừ đi số ml axit HCl 0,2N (n) dùng để chuẩn độ dung dịch Na2CO3 0,2N thừa (N2 = 50-n).
N1: Số ml dung dịch HCl 0,2N dùng để định lƣợng Na2CO3 thừa khi chuẩn độ với mẫu nƣớc ngọt.
V: số ml mẫu đã dùng trong thí nghiệm.
2.5.1.2 Phƣơng pháp Lescoeur:
- Chuẩn độ CO2 tự do và kết hợp riêng biệt
Nguyên tắc: Dùng khơng khí để đẩy CO2 tự do vào một dung dịch Bari hydroxit đã biết nồng độ, CO2 kết hợp với Ba(OH)2 theo phản ứng:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O Tiến hành định lƣợng Ba(OH)2 dƣ bằng axit picric
Kết quả: Hàm lƣợng CO2 tự do trong 100ml nƣớc ngọt: V 100 n) (N 0,44 X Trong đó:
N: số ml axit picric để chuẩn độ mẫu trắng n: số ml axit picric để chuẩn độ mẫu nƣớc ngọt 0,44: số mg CO2 tƣơng ứng với 1ml axit picric 0,02N V: số ml nƣớc ngọt sử dụng để định lƣợng. Hàm lƣợng CO2 kết hợp: V 100 n) (N 0,44 Y
Trong đó n’ là số ml axit picric 0,02N sử dụng để chuẩn độ mẫu nƣớc ngọt (mẫu đã đuổi CO2 tự do)
2.5.2 Xác định hàm lƣợng axit tổng số
Nguyên tắc: Dùng một dung dịch kiềm chuẩn (NaOH hoặc KOH để trung hòa
hết axit trong nƣớc giải khát với chất chỉ thị màu là phenolphtalein).
Kết quả Axit xitric(g/l) = 100 1000 n 0,0064
Với n: số ml NaOH 0,1N sử dụng để chuẩn độ 10 ml dịch thử. 0,0064: hệ số tính theo axit xitric.
2.5.3 Xác định hàm lƣợng đƣờng tổng số
2.5.3.1 Phƣơng pháp Bertrand
- Nguyên tắc
Các loại đƣờng khử nhƣ glucose phản ứng với Cu(OH)2 ở môi trƣờng kiềm mạnh, tạo Cu2O màu đỏ gạch. Lƣợng Cu2O tƣơng ứng với lƣợng gluxit khử oxi:
RCHO + 2Cu(OH)2 → RCOOH + Cu2O + 2H2O
Cu2O có tính khử mạnh tác dụng với muối sắt (III) (Fe3+) làm cho muối này chuyển sang muối sắt (II) (Fe2+) trong mơi trƣờng axit.
FeSO4 có tính khử, có thể tác dụng với KMnO4 là chất oxi hóa, do đó dùng KMnO4 để chuẩn độ FeSO4 trong môi trƣờng axit
10 FeSO4 + 8 H2SO4 + 2H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8 H2O Từ số mol KMnO4 0,1N dùng để chuẩn độ FeSO4 tạo thành, tra bảng số gam đƣờng nghịch chuyển, nhân với hệ số pha lỗng, ta tính đƣợc hàm lƣợng đƣờng trong thực phẩm.
- Kết quả: Hàm lƣợng đƣờng toàn phần biểu thị bằng đƣờng glucose hoặc đƣờng
nghịch chuyển (mg) trong một lít nƣớc ngọt: A V 1000 G X(mg/l) Trong đó
G: trọng lƣợng đƣờng nghịch chuyển hoặc đƣờng Glucose (mg) tƣơng ứng với số ml KMnO4 0,1N đọc trong bảng
V: số ml mẫu
A : Độ pha loãng
2.5.3.2 Phƣơng pháp Causse-Bonnans
- Nguyên tắc :
Nếu cho vào dung dịch Fehling, một dung dịch Kali ferrocyanua, thì khi đun sơi với dung dịch dƣờng khử sẽ khơng hình thành kết tủa đồng I oxit vì kết tủa này hịa tan trong Kali ferrocyanua. Nếu ta cho từ từ dung dịch mẫu đã thủy phân vào dung dịch Fehling chứa sẵn dung dịch Kali ferrocyanua thì màu xanh lơ của dung dịch sẽ chuyển dần sang màu vàng lục, màu vàng và cuối cùng một giọt dung dịch đƣờng khử sẽ làm chuyển thành màu nâu hoặc đỏ nâu (phản ứng kết thúc).
- Kết quả:
Hàm lƣợng đƣờng trong 100ml dịch thử đã thủy phân và khử tạp : n 100 F) (0.005mg X Trong đó:
F là hệ số hiệu chỉnh (bảng phụ lục tùy theo loại đƣờng và thời gian chuẩn độ)
n: Số ml dung dịch đƣờng khử đã sử dụng
2.5.3.3 Phƣơng pháp Luff-Schoorl
- Nguyên tắc: Cho dung dịch đồng tác dụng với dung dịch đƣờng khử ở điều
kiện nhiệt độ và thời gian nhất định. Sau đó chuẩn độ lƣợng đồng (II) cịn lại hoặc lƣợng đồng (I) hình thành và từ đó tính ra hàm lƣợng đƣờng khử trong 1ml dung dịch.
- Kết quả : Từ lƣợng đƣờng tra đƣợc trong bảng nhân với độ pha loãng sẽ cho
kết quả hàm lƣợng đƣờng trong 100ml dung dịch.
2.5.3.4 Phƣơng pháp định lƣợng bằng iod
-Nguyên tắc: Trong mơi trƣờng kiềm iod oxi hóa nhóm chức andehyt tự do của
đƣờng khử và chuyển đƣờng thành axit tƣơng ứng (chẳng hạn nhƣ đƣờng glucose thành axit gluconic).
R-CHO + H2O + 2I- 2HI + R-COOH
Phần Iod còn lại đƣợc định lƣợng bằng Natri thiosunfat trong môi trƣờng axit 2 S2O32- + I3- S4O62- + 3I-
2.5.3.5 Xác định tổng hàm lƣợng chất khô quy ra độ đƣờng (đơn vị tính o
Brix)
-Nguyên tắc: Hàm lƣợng đƣờng saccharose đƣợc định lƣợng bằng máy chiết
quang kế.
-Tiến hành: Nhỏ một giọt nƣớc cất lên mặt kính của may chiết quang kế. Quan