Các chỉ tiêu
Độ ẩm, không lớn hơn
Hàm lượng tro tổng số, không lớn hơn
Hàm lượng tro không tan trong acid, không lớn hơn Hàm lượng cafein, không nhỏ hơn
Tỷ lệ chất tan trong nước Tạp chất khơng nhiều hơn
5.2.8. Phân tích hợp chất dễ bay hơi
Phương pháp và quy trình phân tích
Cân 5g bột cà phê sấy phun và đựng trong lọ thuỷ tinh HS (20 mL; 22,5mm × 75,5mm), đậy nắp. Trước đó bột cà phê sấy phun đã được cân bằng ở 55oC trong 30 phút sau đó chiết xuất ở 25oC trong 45 phút bằng cách sử dụng sợi DVB/CAR/PDMS SPME. Sử dụng máy sắc ký khí HP 7890A kết hợp với máy quang phổ khối bốn cực đơn HP 5975C để phân tích và so sánh những thay đổi của các hợp chất dễ bay hơi có mặt trong mẫu thử. Quá trình phân tách được thực hiện trên cột GC mao quản HP-5MS (đường kính 0,25mm x chiều dài 30m ì dy mng 0,25àm). Nhit ca ct ban đầu được kiểm soát ở 40°C trong 5 phút, tăng 3°C/phút đến 180°C, sau đó 8°C/phút đến 240°C và giữ trong 2 phút. Các hợp chất dễ bay hơi được xác định bằng cách so sánh từng phổ GC-MS so với tiêu chuẩn quang phổ [29].
Kết quả phân tích
Các hợp chất dễ bay hơi trong cà phê chủ yếu được tạo ra từ q trình rang. Có 42 hợp chất dễ bay hơi đã được xác định trong cà phê hòa tan A0: R100 (100% Robusta). Chúng có thể được phân thành 10 nhóm dựa trên nhóm chức hóa học, bao gồm các hợp chất dị vòng chứa 12N, 8 acid hữu cơ, 7 ketones, 5 aldehydes, 4 phenolics, 3 alcohols, 1 amide, 1 amine và 1 ether. Ngoài ra, các hợp chất bay hơi được nitro hóa bao gồm pyrazines, pyrroles và pyridines. Các hợp chất thơm thay đổi từ bùi, béo đến chua, cháy và khói. Pyridines là nguyên nhân tạo ra các vị đắng, làm se, cháy trong cà phê. Tuy nhiên, pyrazine như 2-butyl-3-5-dimethylpyrazine được coi là chất chỉ thị cho sự nhiễm bẩn của hạt sống chua, chưa chín hoặc đen. Hơn nữa, q trình rang tạo ra hàm lượng caramel hóa cao và các sản phẩm ngưng tụ. Các hợp chất không bay hơi chịu trách nhiệm về hương vị cơ bản bao gồm chua, đắng và se của cà phê [29].
Hình 32 cho thấy đặc điểm mùi thơm của các mẫu cà phê sấy phun. So sánh các hợp chất được xác định trong bột cà phê hòa tan 100% Robusta và các mẫu cà phê hịa tan Arabica, có sáu hợp chất phổ biến bao gồm pyridine, furfural, benzaldehyde, butyrolactone, maltol và phenol. Cà
phê Arabica được xác định có 27 hợp chất, bao gồm cả những hợp chất có nguồn gốc nhiệt như furfural, axit furfurylic, guaiacol, pyridine, 1-methylpyrrole và maltol. Các hợp chất bay hơi trong cà phê sấy phun sẽ càng phong phú, đa dạng hơn nếu lượng cà phê Arabica trộn với Robusta càng tăng lên [29].
Hình 32: Cấu hình hợp chất dễ bay hơi giữa cà phê 100% Robusta sấy phun và hỗn hợp cà phê sấy phun
5.2.9. Xác định hoạt động chống oxy hố
Phương pháp và quy trình phân tích
1ml dịch chiết cà phê được pha loãng với 100ml nước khử ion. Sau đó lấy 0,1mL mẫu vừa pha lỗng cho vào 4 mL dung dịch DPPH (7,5mg DPPH trong 10 mL methanol). Hỗn hợp này được ủ trong bóng tối ở nhiệt độ phịng trong 30 phút và được đối chứng với hỗn hợp 4mL dung dịch DPPH với 0,1mL metanol. Độ hấp thụ được đo ở bước sóng 517nm bằng máy quang phổ UV. Hoạt tính chống oxy hóa được tính bằng cơng thức sau [29]:
Trong đó: Abscontrol: độ hấp thụ của hỗn hợp đối chứng Absextract: độ hấp thụ của chiết xuất cà phê Kết quả phân tích
Hình 33: Hoạt động chống oxy hố của mẫu cà phê sấp phun
Hoạt tính chống oxy hóa dao động trong khoảng 5,9% trong mẫu A0: R100 (100% Robusta) và 24,1% trong mẫu A35: R65 (35% Arabica và 65% Robussta). Hoạt tính chống oxy hóa tăng lên khi tăng tỷ lệ trộn của Arabica với Robusta. Quá trình rang làm hao hụt nhiều chlorogenic acid hơn, tạo ra phenol dễ bay hơi và guaiacol. Do đó, để hoạt động chống oxy hóa tăng lên Khi trộn chung 2 loại cà phê Arabica và Robusta do bổ sung chlorogenic acid, caffeic acid và p-coumaric acid từ cà phê Arabica [29].
5.3. Xác định kim loại nặng
5.3.1. Xác định cadimum bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử
Nguyên tắc
Thuỷ phân mẫu cà phê sấy phun với HNO3, H2SO4 và H2O2, tồn bộ kim loại có trong mẫu thử phản ứng được chiết xuất từ dung dịch, sau đó được điều chỉnh về pH = 9 bằng dithizone – CHCl3. Tách CHCl3 với HCl loãng và xác định ở 228,8nm sẽ thu được Cd [7].
Dụng cụ, thiết bị và hoá chất
Cân
Cốc thuỷ tinh Nitric acid
Hydro peroxide 50%
Citric acid: monohydrate, dạng tinh thể Chỉ thị thymol blue
Dung dịch Dithizone
Dung dịch tiêu chuẩn Cadimi
Máy quang phổ hấp thu nguyên tử với đèn catot rỗng Cd và đầu đốt C2H2, buớc sóng 228.8nm, phạm vi 0 - 2µg/ml.
Quy trình phân tích
Cân 50g mẫu thử cho vào cốc thuỷ tinh, thêm 25ml HNO3 vào và đun nhẹ dưới ngọn lửa để kích thích phản ứng. Khi phản ứng dần giảm thì tiếp tục thêm 25ml HNO3 đun nhẹ, cứ tiếp tục thực hiện như vậy cho đến khi đủ 100ml HNO3. Đun nóng cho đến khi khí NO bay lên đồng thời kiểm sốt sự tạo bọt bằng nước. Làm lạnh cốc thuỷ tinh và gạn để loại bỏ chất béo, dung dịch nước từ các loại dầu đông và chất rắn thông qua màng thấm len thuỷ tinh vào cốc thuỷ tinh. Thêm 100ml H2O cốc thủy tinh vào chất béo, gia nhiệt, xoáy mạnh để rửa chất béo, làm lạnh và lọc. Thêm 20ml H2SO4 để kiểm tra, pha loãng với 300ml H2O, để bay hơi trên ngọn lửa cho đến khi bắt đầu cháy than. Khi khu vực cháy than rộng hơn, cẩn thận thêm 1ml H2O2 50%, chỉ thêm dần dần 1ml sau khi phản ứng giảm. Đến khi dung dịch mất màu thì giai nhiệt mạnh cho kho SO3 bay lên (khi dung dịch có hiện tượng than hố có thể thêm H2O2), tiếp tục gia nhiệt để đuổi hết H2O2, làm nguội về nhiệt độ phòng. Cách thực hiện tương tự đối với việc loại bỏ HNO3.
Thêm 2g citric acid pha với 25ml H2O để làm mát dung dịch thuỷ ngân. Tiếp tục thêm chỉ thị thymolble và dùng NH4OH điều chỉnh về pH =8.8 cho đến khi dung dịch đổi từ màu xanh vàng sang xanh. Chuyển vào bình phân loại 250ml, sử dụng H2O pha lỗng thành 150ml. Làm mát dung dịch, cho vào lần lượt 2 lần 5ml dung dịch dithizone đậm đặc, mỗi lần lắc 1-2 phút. Tiếp tục thêm vào 5ml dung dịch dithizone pha lỗng cho đến khi màu sác khơng đổi. Kết hợp chiết dithizone và rửa với H2O, mỗi lần phân cách 125ml. Rửa với 5ml CHCl3, thêm vào để chiết xuất dithizone. Thêm 50ml HCl 0.2M để kết hợp chết xuất dithizone, lắc mạnh trong 1 phút để tách lớp sau đó loại bỏ dithizone. Rửa dung dịch với 5ml CHCl3 và loại bỏ CHCl3. Chuyển dung dịch vào cốc khác đun sôi, bốc hơi đến khi dung dịch khô. Rửa cốc với 10-20ml H2O và tiếp tục đun bốc hơi đến khi khô.
Sử dụng C2H2 oxy hoá dưới ngọn lửa cùng với máy quang phổ hấp thu nguyên tử ở bước song cộng hưởng 228.8nm. Hồ tan căn khơ với 5ml HCl 2M, rửa với H2O giữa mỗi lần đo. Công thức xác định Cd từ đường chuẩn [7]:
5.3.2. Xác định chì bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử
Nguyên tắc
Các chất hữu cơ trong cà phê sấy phun được thuỷ phân, Pb sẽ kết tủa với SrSO4. Dịch chiết muối sunfat kết tủa chuyển thành muối carbonate, hồ tan trong acid sau đó được xác định bởi AA ở 217.0 hoặc 283.3nm [7].
Dụng cụ, thiết bị và hố chất
Cân phân tích
Máy quang phổ hấp thu nguyên tử Động cơ khuấy
Dung dịch Strontium: Hoà tan 2% 6g SrCl2.6H2O trong 100ml H2O Hỗn hợp acid (H2SO4, HNO3, HClO4 70%)
Nitric acid 1M
Dung dịch Pb tiêu chuẩn
Quy trình phân tích
Cân 10g chất khơ cà phê sấy phun và 3µg Pb đặt trong bình Kjeldahl 500ml, thêm 1ml dung dịch Sr 2% cùng với một số hạt thuỷ tinh. Chuẩn bị mẫu trăng và thực hiện tương tự mẫu. Thêm 15ml hồn hợp acid cho mỗi gam chất khô và để yên 2h trở lên. Gia nhiệt cho đến khi bình chỉ chứa H2SO4 và muối vô cơ. Tránh để sự xuất hiện bọt xảy ra. Làm mát, cho 40-50ml vào ống ly tâm, để nguội sau đó ly tâm trong 10 phút cho lắng cặn, gạn chất lỏng vào cốc thuỷ tinh. Thêm 20ml H2O và 1ml H2SO4 sau đó gia nhiệt, lặp lại. Thêm 25ml dung dịch (NH4)2CO3 bão hòa 20% và khuấy để chất kết tủa được phân tán. Để yên 1h, ly tâm và gạn chất lỏng vào cốc thủy tinh và tiếp tục lặp lại thêm lần nữa. Sau khi gạn xong để ráo và thêm 5ml HNO3 1M, khuấy mạnh để đuổi CO2. Nếu vẫn cịn kết tủa thì tiếp tục đem đi ly tâm.
Sử dụng C2H2 oxy hoá dưới ngọn lửa cùng với máy quang phổ hấp thu nguyên tử ở bước song cộng hưởng 217 hoặc 283.3nm. Đo thủ nghiệm cùng với mẫu trắng và dung dịch Pb tiêu chuẩn ở điều kiện tối ưu. Công thức xác định Pb từ đường chuẩn [7]:
Pb (mg/kg) =
5.3.3. Xác định kẽm bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử
Nguyên tắc
Mẫu cà phê sấy phun được hấp thu trong acid và pha loãng. Dung dịch được xác định bởi AA quang phổ ở 213.8nm và chuyển đổi nồng độ Zn qua đường chuẩn [7].
Dụng cụ, thiết bị và hoá chất Cân phân tích Lị nung Đèn hồng ngoại Dung dịch Zn tiêu chuẩn Acid (HCl)
Máy quang phổ hấp thu ngun tử
Quy trình phân tích
Cân mẫu thử ước tính 25-100µg Zn sau đó than hố dưới đèn hồng ngoại và tro hố trong lị nung ở nhiệt độ < 525oC cho đến khi C tự do giải phóng. Hồ tan tro với HCl với tỉ lệ 1:1, cho vào 20ml H2O đun cho đun khi gần khô, tiếp tục thêm 20ml HCl 0.1M gia nhiệt thêm 5 phút. Lọc qua giấy lọc, đem rửa và tiếp lục lọc với 5-10ml HCl 0.1M. Làm mát sau đó pha lỗng với HCl 1M để đạt được tiêu chuẩn hoạt động của thiết bị. Xác định Zn từ đường chuẩn [7]:
Zn (mg/kg) = (µ g/ ml Zn) x (ml HCl)
gmẫuthử
5.3.4. Chỉ tiêu về kim loại nặng trong cà phê sấy phun