Chương 4 PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU TRONG THỰC PHẨM
4.2. Xác định hàm lƣợng muối khoáng
4.2.4. Xác định hàm lƣợng muối ăn
Muối ăn còn được gọi là NaCl có dưới thể tự nhiên trong thức ăn, hoặc được cho thêm vào với mục đích tăng gia vị hay bảo quản. Dù ở dưới thể tự nhiên hay thêm vào, muối ăn cũng là thành phần khoáng trong thực phẩm, hay nói rộng hơn, là một thành phần của tro.
Có 2 phương pháp xác định hàm lượng NaCl:
Phương pháp xác định hàm lượng NaCl trực tiếp (phương pháp Mohr)
62
Phương pháp xác định hàm lượng NaCl gián tiếp (phương pháp Volhard) 4.2.4.1.Phương pháp xác định hàm lượng NaCl trực tiếp (phương pháp Mohr) a. Nguyên tắc
Dựa vào khả năng phản ứng của ion Ag+ với ion Cl- tạo thành AgCl kết tủa màu trắng và ion Ag+ với ion CrO42- tạo thành Ag2CrO4 màu đỏ gạch để tiến hành xác định lƣợng NaCl.
Phương trình phản ứng:
NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3
Cho dung dịch chuẩn AgNO3 vào dung dịch trung tính chứa NaCl, khi NaCl trong dung dịch đã kết hợp hết với AgNO3, một giọt AgNO3 dƣ sẽ kết hợp với K2CrO4 cho kết tủa đỏ gạch (quá trình xác định kết thúc)
2AgNO3 + K2CrO4 Ag2CrO4 + 2KNO3
Từ lƣợng AgNO3 ta tính đƣợc lƣợng NaCl. Phản ứng này thực hiện tốt trong môi trường trung tính.
Vì nếu môi trường kiềm thì một lượng ion Ag+ sẽ bị hao đi do phản ứng:
2Ag+ + 2OH- = 2AgOH = Ag2O + H2O Nếu môi trường axit thì có sự chuyển từ CrO42-
thành ion bicromat Cr2O72-. 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
Kết tủa sẽ không phải là Ag2CrO4 màu đỏ gạch mà là Ag2CrO7 màu vàng rất khó phát hiện điểm tương đương. Do đó kết quả sẽ thiếu chính xác.
Nếu trong dung dịch có ion CO32-
, S2-... thì cũng tạo thành các kết tủa với ion Ag+ làm sai số.
Phạm vi áp dụng: Áp dụng cho tất cả các loại thực phẩm.
Tài liệu trích dẫn: TCVN 3701-90 b. Dụng cụ - Hóa chất - Thiết bị
Dụng cụ thông thường của phòng thí nghiệm
Dung dịch AgNO3 0,1N bảo quản trong chai nâu
Dung dịch K2CrO4 10% sử dụng sau khi pha 24h
Dung dịch NaHCO3 0,01N
Dung dịch phenolphtalein 1%
Dung dịch acid acetic 0,01N
Dung dịch paranitrophenol 0,05%
Giấy quỳ c. Cách tiến hành
Bƣ c 1: Chuẩn bị mẫu
Tùy theo loại thực phẩm có nhiều muối hay ít, mà định lƣợng cách pha loãng:
63
Đối với thực phẩm lỏng, ví dụ như nước mắm, phải pha loãng, sau đó đem đi chuẩn độ
Đối với thực phẩm đặc: cắt nhỏ hay xay nhỏ, lắc với nước nóng khoảng 1-2 giờ. Lọc và chuẩn độ.
Đối với thực phẩm khó chiết xuất, thì nung thành tro trắng, hòa tan trong nước cất và chuẩn độ.
Trường hợp những dung dịch đục, ví dụ sữa, khử tạp chất bằng dung dịch chì axetat, lọc và chuẩn độ.
Bƣ c 2: Pha loãng mẫu
Lấy V(ml) dung dịch đã chuẩn bị ở bước 1 cho vào bình định mức
Thêm nước cất gần đến vạch định mức.
Kiểm tra dung dịch trong bình định mức có trung tính hay không, nếu không phải trung hòa. Dùng giấy quỳ để kiểm tra môi trường của dung dich trước khi tiến hành chuẩn độ. Nếu dung dịch acid thì cho CaCO3 kết tinh hay dung dịch bicacbonat natri 0,01N với chỉ thị màu phenolphtalein 1% cho đến khi có phản ứng trung tính, dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng nhạt. Nếu dung dịch kiềm cho HNO3 loãng từng giọt hoặc dung dịch axit acetic 0,01N với chỉ thị màu paranitrophenol 0,05% cho đến khi acid nhẹ, dung dịch từ màu vàng chuyển sang không màu, rồi trung hòa lại bằng CaCO3 hoặc bicacbonat natri 0,01N.
Định mức đến vạch bằng nước cất. Lắc đều.
Bƣ c 3: Chuẩn độ
Dùng pipet hút 10ml dung dịch đã chuẩn bị ở bước 2 cho vào bình tam giác, đun sôi để loại CO2 và H2S nếu có.
Thêm vào vài giọt K2CrO4 10% rồi từ buret chứa dung dịch AgNO3 0,1N ta nhỏ xuống từ từ, vừa nhỏ vừa lắc để tránh hiện tƣợng cộng kết. Trong khi AgCl kết tủa màu trắng thì cũng có Ag2CrO4 kết tủa màu đỏ gạch nhƣng khi lắc màu đỏ gạch tan đi. Chuẩn độ cho đến khi hết ion Cl- thì màu đỏ gạch Ag2CrO4 mới bền vững. Lắc đều, nếu sau 1 phút mà màu đỏ không mất đi là đƣợc.
Ghi thể tích AgNO3 0,1N tiêu tốn (ml)
Tiến hành chuẩn độ không ít hơn 3 lần.
d. Tính kết quả
Vì lƣợng ion Ag+ đã dùng để phản ứng với ion CrO42- tạo thành Ag2CrO4 nên muốn đạt đƣợc độ chính xác cao hơn thì sau khi thí nghiệm ta trừ đi 0,05 – 0,08 ml dung dịch AgNO3 0,1N. Độ mặn tính bằng NaCl chứa trong thực phẩm tính bằng công thức sau:
( ) đ
⁄
( ) đ
⁄
V1: thể tích AgNO3 0,1N tiêu hao khi chuẩn độ (ml)
64 V2: thể tích dung dịch đem đi chuẩn độ (ml)
V: thể tích mẫu thực phẩm (ml) Vđm: thể tích bình định mức (ml)
0,00585 là số gam NaCl tương đương với 1ml dung dịch AgNO3 0,1N.
Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai kết quả thử song song, tính chính xác đến 0,1g/l.
Chú ý:
– Dung dịch thử không đƣợc chứa các halogenua, Ba2+ và Sr2+ vì K2CrO4 cũng cho tủa màu với các muối này.
– Phải chuẩn độ ở nhiệt độ thường vì Ag2CrO4 hơi tan khi nóng
– Phải tránh ánh sáng mặt trời mạnh để khỏi bị đen (do Ag2CrO4 bị khử thành Ag)
4.2.4.1. Phương pháp xác định hàm lượng NaCl gián tiếp (phương pháp Volhard) a. Nguyên tắc
Áp dụng hai phản ứng liên tiếp:
NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 (1)
AgNO3 + KSCN AgSCN + KNO3 (2)
Cho vào dung dịch NaCl một lượng thừa AgNO3, NaCl sẽ kết tủa dưới dạng AgCl (phản ứng 1). AgNO3 thừa sẽ đƣợc chuẩn độ bằng KSCN (phản ứng 2) và một giọt dƣ KSCN sẽ kết hợp với ion Fe(III) trong phèn sắt amoni (chỉ thị màu) thành Fe(SCN)3 màu đỏ máu.
Phạm vi áp dụng: Áp dụng cho tất cả các thực phẩm.
Tài liệu trích dẫn: TCVN 4836-1:2009 b. Dụng cụ - Hóa chất – Thiết bị
Dụng cụ thông thường của phòng thí nghiệm
Dung dịch HNO3 5% trong nước cất
Dung dịch HNO3 6N trong nước cất
Dung dịch kali feroxyanua
Dung dịch kẽm acetat
Dung dich KOH 1N
Dung dịch H2O2 10%
Dung dịch KMnO4 bão hòa
Dung dịch AgNO3 0,1N
Dung dịch KSCN 0,1N
Dung dịch phèn sắt amoni ((NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.2H2O bão hòa (khoảng 40%)
Giấy lọc không tro c. Cách tiến hành
Bƣ c 1: Chuẩn bị mẫu thử
Có thể định lƣợng NaCl trên tro hoặc trên ngay mẫu thử:
65
Chuẩn bị mẫu thử trên tro: Nung 5g mẫu thử trong 1 giờ ở 2200C. Chiết suất tro nhiều lần bằng dung dịch HNO3 2%, đinh mức tới vạch 100ml. Lọc trên giấy lọc không tro. Lấy 10ml dịch lọc, định lượng bằng phương pháp gián tiếp
Chuẩn bị mẫu thử trên thực phẩm:
+ Thực phẩm chứa ít chất béo (dưới 5%): Lắc trong 10 phút 5g thực phẩm nghiền nát với 200ml HNO3 4% ấm. Trung hòa bằng KOH 1N. Khử tạp bằng 5ml dung dịch kali feroxyanua và 5ml dung dịch kẽm acetat. Cho nước cất cho vừa dủ 250ml. Lắc đều và lọc qua giấy lọc. Lấy 20-25ml dịch lọc và định lượng bằng phương pháp gián tiếp.
+ Thực phẩm chứa nhiều chất béo (trên 5%):
Cho vào bình tam giác 200ml, một lƣợng thƣc phẩm chứa khoảng 50g NaCl, với 20ml KOH 1N. Đun trên nồi cách thủy sôi 1h30 phút cho đến khi chất béo đƣợc xà phòng hóa hết và nổi lên trên mặt.
Để nguội, chuyển vào bình định mức 100ml, rửa bình nón nhiều lần bằng nước cất, định mức tới vạch 100ml. Lọc.
Lấy 10ml dịch lọc, cho thêm vào hai giọt dung dịch metyl da cam 0,5%
và trung hòa bằng HNO3 6N. Định lượng bằng phương pháp gián tiếp.
Làm song song một mẫu trắng.
+ Thực phẩm chứa nhiều đạm động vật:
Cho vào bình tam giác dung tích 250ml một lƣợng thực phẩm chƣa khoảng 50g NaCl, một ít nước cất có chứa HNO3 nhào đều. Cho thêm 10ml HNO3 đậm đặc và 20ml AgNO3 0,1N. Đun sôi và nhỏ từng giọt dung dịch KMnO4 bão hòa cho đến khi không mất màu nữa.
Làm mất màu KMnO4 thừa bằng vài giọt NaNO3 60% hay H2O2 10%.
Để nguội và định lƣợng AgNO3 dƣ bằng KSCN.
Bƣ c 2: Ti n hành thử
Lấy một lƣợng nhất định mẫu thử đã chuẩn bị cho vào bình định mức 200ml, thêm 20ml HNO3 5% và 20ml AgNO3 0,1N lắc đều. Cho nước vừa đủ 200ml.
Lắc đều và để vào nơi tối cho tủa AgCl tập hợp lại. Lọc.
Lấy 100ml dịch lọc trong, cho thêm 5ml phèn sắt amoni và định lƣợng AgNO3 thừa bằng dung dịch KSCN 0,1N cho đến màu hồng gạch.
Làm một mẫu trắng với nước cất không có chứa halogenua.
d. Tính kết quả
Hàm lƣợng muối ăn NaCl theo phần trăm tính bằng công thức sau:
( )
N: số ml KSCN 0,1N sử dụng để định lƣợng mẫu trắng
n: số ml KSCN 0,1N sử dụng để định lƣợng AgNO3 dƣ trong mẫu thử P: trọng lƣợng mẫu thử tính bằng gam sau khi tính toán độ pha loãng Chú ý:
Phương pháp định lượng gián tiếp phải tiến hành ở mộ trường acid (HNO3
hoặc H2SO4).
66
Muốn có kết quả chính xác, cần phải làm kết tủa AgCl (có thể cho thêm một ít ether để AgCl kết tủa nhanh hơn) hoặc lọc bỏ kết tủa AgCl vì Fe(SCN)3 (chỉ lúc phản ứng kết thúc) bị phân hủy một phần do tác dụng với AgCl ở dạng huyền phù theo phản ứng:
Fe(SCN)3 + 3AgCl 3AgSCN + FeCl3
Phản ứng trên sẽ làm mất màu Fe(SCN)3 và kết quả sẽ sai sai số thiếu.
4.2.5. Định lượng Fe bằng phương pháp UV-VIS v i thuốc thử 1,10- phenaltroline
a. Nguyên tắc
Fe(II) trong dung dịch, kết hợp với 1,10-phenaltroline thành một phức chất màu cam đỏ bền trong môi trường pH 3-9. Nếu muốn màu này không bị ảnh hưởng của thuốc thử dƣ và có mặt của các ion khác, phản ứng cần tiến hành ở pH 3,5-4,5.
Phức chất này gồm 3 phân tử 1,10-phenaltroline kết hợp với 1 ion Fe(II). Phản ứng đặc hiệu cho Fe(II) nên phải chuyển hết Fe(III) về Fe(II) bằng cách khử với hydroquinon hay hydroxylamin clohydric.
2NH2OH + 4Fe3+ N2O + 4Fe2+ + 4H+ + H2O Phạm vi áp dụng: Áp dụng cho tất cả các loại thực phẩm.
Tài liệu trích dẫn: TCVN 6270:1997 b. Dụng cụ – Hóa chất – Thiết bị
Dụng cụ thông thường của phòng thí nghiệm
Dung dịch hydroxylamine clohydric 1%
Dung dịch đệm pH 4,0
Dung dịch 1,10-phenalthroline 0,1%
Dung dịch HCl tinh khiết
Dung dịch HCl 20%
Giấy lọc
Bếp điện
Lò nung
Máy UV - VIS c. Cách tiến hành
Định lƣợng mẫu thử: Đồng nhất mẫu, cân thật chính xác khoảng 10g thực phẩm sao cho mẫu có chứa 50 500 g Fe, nung thành tro trắng. Hòa tro với 5ml HCl tinh khiết, đun cách thủy tới khô ở nồi cách thủy sôi. Làm lại lần thứ 2 nhƣ trên. Lần thứ 3 hòa tan trong 5ml HCl 20%, lọc trên giấy lọc không tro. Rửa nhiều lần cặn, giấy lọc và ph u bằng nước cất nóng. Dịch lọc và nước rửa cho tất cả vào bình định mức 100ml cho thêm nước cất đến khoảng 80 - 90 ml. Điều chỉnh đến pH 3,5-4,5 bằng CH3COONa 2M rồi với CH3COONa 0,2M. Sau đó cho nước cất vừa đủ 100ml.
Pha dung dịch Fe2+ chuẩn: Cân thật chính xác 8,6g phèn sắt amoni công thức (NH4)Fe(SO4)2.12H2O hoặc (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O (tương đương với 1g Fe2+)) hòa tan vào nước cất và cho nước vừa đủ 1000ml (1ml dung dịch = 1mg Fe2+)