Chuong 3 pt hltp 1

Duong Huu HuyNguyên tắc: Độ ẩm được xác định gián tiếp thông qua việc xác định hàm lượng chất khô củamẫu thực phẩm lỏng bằng pp khúc xạ kế.. Lượng hơi nước mất đi tươngứng với độ ẩm của

PHÂN TÍCH HÓA LÝ THỰC PHẨM 1

TS DƯƠNG HỮU HUY PHONE: 0987.513.138 EMAIL: huydh@hufi.edu.vn

PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU TRONG THỰC PHẨM

Dr Duong Huu Huy

3.1.2 Một số pp xác định độ ẩm

4

Nước chiếm

tỉ lệ khác nhau trong mỗi loại thực phẩm

Dr Duong Huu Huy

Nước chiếm tỉ lệ khác nhau trong mỗi loại thựcphẩm.

HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG THỰC PHẨM

Dr Duong Huu Huy

 Khái niệm: Độ ẩm (%) là hàm lượng nước (nước tự do)

Dr Duong Huu Huy

3.1.2.1 PP sấy khô3.1.2.2 PP chưng cất với dung môi (hữu cơ)3.1.2.3 PP sử dụng khúc xạ kế

3.1.2.4 PP chuẩn độ Karl Fischer

phươngpháp

???

1. Nguyên tắc: Dùng nhiệt (100-105°C) làm bay hết

hơi nước trong thực phẩm Cân khối lượng thựcphẩm trước và sau khi sấy => tính % nước có trongthực phẩm

2. Phạm vi: bột, rắn (không áp dụng cho mẫu lỏng, gia

vị, và mẫu có độ ẩm <3%)

3. Dụng cụ: chén sấy, tủ sấy, cân 4 số (0,0001g), bìnhhút ẩm chứa silicagel

• Công thức:

Đồng nhất Nghiền, cắt nhỏ

Sấy 105°C Làm nguội trong bình hút ẩm Cân

%100

m m W

Yêu cầu: sấy mẫu đến khối lượng không đổi (<0,5

2. Khi mẫu đặc sệt thì trộn chung với cát để sấy

3. Ưu điểm: đơn giản, là pp phổ biến

4. Nhược điểm: không áp dụng cho các mẫu cónhiều thành phần chất dễ bay hơi như cácacid béo dễ bay hơi

11

Dr Duong Huu Huy

BÀI TẬP

VÍ DỤ 1: Cân 5,0 mẫu gạo đã nghiền mịn, đem

sấy ở nhiệt độ 1050C đến trọng lượng không đổi

Lượng mẫu thu được sau khi sấy là 4,257g Hàmlượng ẩm có trong mẫu gạo?

VÍ DỤ 2: Xác định độ ẩm trong mẫu bột mì như

sau: chuẩn bị chén sấy khô sạch có khối lượng30,4272 g Lấy khoảng 3 g mẫu cho vào chén thìkhối lượng chén và mẫu là 33,2537 g Đem chénsấy trong vòng 2h và làm nguội trong bình hút ẩm

30 phút Cân khối lượng chén và mẫu sau khi sấyđược 32,8043 g Tính độ ẩm của bột mì?

12

3.1.2.1 PP SẤY KHÔ

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc: Lượng nước được chưng cất lôi

cuốn bằng dung môi hữu cơ Hứng lượng nước vàdung môi hữu cơ ngưng tụ vào ống chia vạch

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc lựa chọn dung môi:

1. Nhiệt độ sôi cao hơn nước

2. Không tan trong nước

Thường sử dụng Toluen (110°C) hoặc Xylene (138-144C°)

14

Dr Duong Huu Huy

Dean-Starkvà nguyên tắc hoạt động

Bình cầu (chứa mẫu + dung môi)

Quy trình

B1: Cân m g mẫu cho vào bình cầu (Tùy thuộc độ

ẩm mà có khối lượng cân thích hợp sao chosau khi chưng cất thu được 2-3 ml nước)B2: Thêm ~150 ml dung môi toluen vào bình cầu

và thêm vài viên đá bọt Lắp hệ thống

B3: Chưng cất đến khi lượng nước thu đượckhông đổi

B4: Đọc thể tích nước ngưng tụ, N (ml = g)

Công thức:

%100

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc: Độ ẩm được xác định gián tiếp

thông qua việc xác định hàm lượng chất khô củamẫu thực phẩm lỏng bằng pp khúc xạ kế

Phạm vi: thực phẩm dạng lỏng đồng nhất nhưđường, muối…hòa tan trong nước VD: siro, mậtong, nước ép rau quả…

 Nhỏ dung dịch cần đo vào buồng chứa mẫu.

 Đọc kết quả: hàm lượng chất khô (Y) tính theo % , a20.

 Hiệu chỉnh về: a20= aT+(T-20)x0.07, với T là nhiệt độ thực tế đo (K).

Nguyên tắc: Chuẩn độ dịch lỏng của mẫu bằng

pp chuẩn độ Karl Fischer

P/ư chuẩn độ:

I2+ SO2+ 2H2O 2HI + H2SO4Điểm cuối của p/ư chuẩn độ dựa trên pp chuẩn độ điện thế.

Phạm vi: xác định lượng vết nước

Thiết bị: Máy chuẩn độ Karl Fischer, Thuốc thử

KF (10 mol pyridine, 3 mol SO2, 1 mol I2trong 5

L methanol)

21

C5H5N

CH3OH

Dr Duong Huu Huy

MÁY CHUẨN ĐỘ KARL FISCHER

Phương pháp chuẩn độ điện thế!

 Chuẩn độ mẫu: Cho nhanh mẫu vào bình chuẩn độ,

chuẩn với thuốc thử KF đến khi kết thúc (S, ml).

Công thức:

%100

Với F: hệ số đương lượng của nước (mg/ml) (F=25/V or

Nguyên tắc: Mẫu được sấy khô bằng tia hồng

ngoại Mẫu được trải lên đĩa cân (m), quá trìnhbốc hơi nước xảy ra cho đến khi khối lượngkhông đổi (m’) Lượng hơi nước mất đi tươngứng với độ ẩm của mẫu

Phạm vi: đa dạng, khoảng độ ẩm xác định rộng

Thiết bị: cân sấy hồng ngoại

Qui trình:

Xử lý mẫu: nghiền nhỏ và đồng nhất mẫu

Cân m (g) (~0,5 – 10 g) đặt lên đĩa cân, dànđều

Cài đặt nhiệt độ, và thời gian sấy

Đậy nắp và bắt đầu quá trình sấy

Khi kết thúc, giá trị độ ẩm sẽ hiển thị trên mànhình

25

Dr Duong Huu Huy

 Câu 1: Vì sao xác định độ ẩm với mẫu sệt bằng pp sấy và chưng cất phải trộn thêm cát vào?

 Câu 2: Trường hợp dung môi dùng trong pp chưng cất không khan thì ảnh hưởng gì đến kết quả? Cách xử lý như thế nào?

 Câu 3: Trong p/ư Karl Fischer, nếu thực hiện trong môi trường acid thì p/ư xảy ra theo chiều nào? Tại sao?

 Câu 4: Vai trò của nước trong thực phẩm?

 Câu 5: Xác định độ ẩm nhanh bằng phương pháp sấy và cân đến trọng lượng không đổi ở điều kiện nhiệt độ nào?

 Câu 6: Xác định hàm lượng ẩm trong thực phẩm nhằm?

 Câu 7: Các dạng nước trong thực phẩm? Về tính chất chúng giống hay khác nhau?

3.2.3 Xác định tro không tan trong HCl

3.2.4 Xác định tro tan trong HCl

3.2.5 Xác định tro Sulfate

3.2.6 Xác định hàm lượng muối ăn

3.2.6.1 PP Mohr 3.2.6.2 PP Volhard 3.2.7 Xác định hàm lượng Fe bằng pp UV-Vis với thuốc thử 1,10-phenanthroline

3.2.8 Xác định hàm lượng Fe, Zn bằng pp AAS

28

Dr Duong Huu Huy

Tro là hàm lượng muối khoángcó trong thựcphẩm, sau khi đã phân hủy triệt để chất hữu cơ ở nhiệt độ cao (kỹ thuật vô cơ hóa khô).

Có 4 dạng:

Tro toàn phần,

Tro tan trong HCl,

Tro không tan trong HCl,

Tro sulfate

*

29

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc: Nung mẫu ở nhiệt độ 550 – 600 °C

đến khi thu được tro trắng Cân và tính hàm lượngtro (%) có trong thực phẩm

Nghiền, cắt nhỏ Đồng nhất

Nung 550-600°C Làm nguội trong bình hút ẩm Cân

%100

m m

đến khối lượng

Than hóa

Tạisao?

BÀI TẬP

VD 1: Cân 5,5 mẫu thực phẩm cho vào chén sứ vànung ở nhiệt độ 600C đến trọng lượng không đổi

Trọng lượng m0ẫu còn lại sau khi nung là 0,038g

Hàm lượng tro có trong mẫu là?

VD 2: Chén nung khô sạch có khối lượng 31,0473 g

Lấy khoảng 5 g sữa bột cho vào chén nung, khốilượng chén và mẫu là 36,3764 g Đem chén nung than hóa, rồi tro hóa (600°C) đến khối lượng không đổi

Cân được 31,0935 g Tính hàm lượng tro có trongmẫu?

Nguyên tắc:

3.2.3 Hòa tan phần tro tổng bằng HCl 4N và lọcqua giấy lọc thu lấy phần tro không tan

Đem nung và cân phần chất rắn không tan,

từ đó tính ra % tro không tan trong HCl

3.2.4 Tro toàn phần thu được, hòa tan trong HCl

Dịch lọc thu được mang đi cô cạn, nung vàcân, từ đó tính % tro tan trong HCl

33

Mẫu m, g

Tro toàn phần

….Tro hóa

Hòa tan trong HCl 4N (đun 15’) Lọc qua giấy lọc

Giấy lọc + tro không tan

Dịch lọc (tro tan)

Chén (m2) + Giấy lọc Rửa sạch HCl

Chén + tro ko tan, m1

Chén (m’2) + dịch lọc Chén + tro tan, m’1Nung 600°C Nung 600°C

%100

%100''

m

m m X

Hàm lượng tro không tan, X %

Hàm lượng tro tan, X’ %

Nguyên tắc: Dùng H2SO4loãng để chuyểnhóa các chất khoáng có trong mẫu thành cácmuối sulfate bền vững Sau đó nung mẫu ở 550-600°C thu được tro trắng Cân và tính hàmlượng tro sulfate có trong mẫu (%)

Đối với thực phẩm chứa đường…

• Công thức:

Nghiền, cắt nhỏ Đồng nhất

Nung 550-600°C Làm nguội trong bình hút ẩm Cân

%100

10 ml H 2 SO 4 1N Than hóa

Dr Duong Huu Huy

Muối ăn là 1 thành phần khoáng trong thực phẩm.

1. PP Morh (trực tiếp)

2. PP Volhard (gián tiếp)

37

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc: Tiến hành chuẩn độ ion Cl-bằng ddchuẩn Ag+trong môi trường trung tính với chấtchỉ thị CrO42- Xác định điểm cuối chuẩn độ khixuất hiện kết tủa đỏ gạch Ag2CrO4

Lấy V ml (or m g) mẫu => xử lý thành dạng dd

Pha loãng + trung hòa mẫu:

Trung hòa mẫu => định mức Vđm

Chuẩn độ:

Rút (V2) 10 ml mẫu + 5 giọt K2CrO410%

Chuẩn từ từ bằng AgNO30,1 N, đến khi xuất hiệnmàu đỏ gạch bền => V1ml

Dr Duong Huu Huy

BÀI TẬP

 VD 1: Xác định hàm lượng muối ăn có trong nước mắm bằng pp Morh

Rút 2 ml nước mắm cho vào bình định mức 100 ml, thêm nước đến 2/3 bình, chỉnh pH (nếu cần), định mức đến vạch bằng nước cất Rút 10 ml cho vào erlen, thêm 5 giọt K2CrO410% Chuẩn độ bằng AgNO30,1 N cho đến khi xuất hiện kết tủa đỏ gạch Chuẩn độ lặp lại 3 lần, mỗi lần hết 5,70;

5,65; 5,70 ml Tính hàm lượng muối ăn (g/L)?

 VD 2: Xác định hàm lượng muối ăn có trong bánh qui mặn Nghiền nhỏ và

cân 2,32 g mẫu cho vào chén nung, nung được tro trắng Hòa tan tro này trong 10 ml HNO3 0,5 N, chuyển toàn bộ vào bình định mức, trung hòa bằng NaOH 1N, định mức đến vạch mức 250ml Rút 10 ml mẫu cho vào erlen thêm 5 giọt K2CrO4 10%, chuẩn bằng AgNO3 0,05 N đến khi xuất hiện kết tủa đỏ gạch Lặp lại chuẩn độ 3 lần thu được 2,50; 2,55; 2,55 ml AgNO3 Tính hàm lượng muối ăn (g/100g)?

42

Dr Duong Huu Huy

 Nguyên tắc: Thêm lượng dư chính xác dd Ag+ vào dd mẫu Chuẩn độ lượng dư Ag + bằng dd chuẩn SCN - với chỉ thị Fe 3+ trong môi trường acid Kết thúc chuẩn độ khi dư

1 giọt SCN - tạo thành phức Fe(SCN) 2+ có màu đỏ máu.

Lấy 100 ml dd lọc, thêm 5 ml muối Morh 40%

Chuẩn độ bằng KSCN 0,1N đến khi xuất hiện màu

Phát biểu định luật Lambert-Beer?

Sơ đồ cấu tạo và vai trò của từng bộ phận của thiết bịUV-Vis?

Kỹ thuật đường chuẩn được thực hiện như thế nào?

Nguyên tắc: Trong môi trường đệm pH 4,5 Fe2+

phản ứng với thuốc thử 1,10-phenanthroline tạothành phức màu đỏ cam có λmax= 510 nm

• Tiến hành đo độ hấp thu quang A của mẫu vàchuẩn (đường chuẩn), từ đó tính ra hàm lượng Fe

có trong mẫu

Qui trình:

1. Chuẩn bị đường chuẩn:

Dd chuẩn gốc Fe2+1000 ppm

Dd chuẩn trung gian Fe2+10 ppm (cách pha?)

Pha dãy chuẩn: theo bảng

BÀI TẬP

 Câu 1: Vai trò của hydroxyl amine trong xác định Fe với 1,10 –

phenanthroline bằng phương pháp quang phổ UV–VIS? Nếu đảo bước thực hiện trong dãy chuẩn (1,10–phenanthroline lên trước đệm

pH 4,5) có được không?Vì sao?

 Câu 2: Cân 2,5 g sữa bột đem đi xử lý mẫu để xác định Fe, sau đó

định mức tới 100 ml Lấy 20 mL dung dịch mẫu có chứa sắt cho tạo phức với thuốc thử thích hợp rồi pha loãng thành 50 mL dung dịch

đo Đo độ hấp thu của dung dịch ở λ = 510 nm được giá trị A = 0,235.

a Biết phương trình hồi quy của dãy chuẩn sắt (C tính theo µg) y

Dr Duong Huu Huy

 Câu 3: Lượng mẫu cần chứa 50 ÷ 500 µg Fe Trong khi đó,

nhãn sản phẩm sữa ghi hàm lượng Fe là 7,2 mg/100g Vậy cần cân bao nhiêu gam sữa để thực hiện thí nghiệm?

 Câu 4: Cân 2 g sữa đem đi xử lý, cuối cùng thu được 100 ml

dd Rút 10 ml cho vào bđm 25 ml, thêm các thuốc thử cần thiết rồi định mức lên vạch Đem đi đo A được 0,187.

Thực hiện pha 1 dãy chuẩn và đem đo A ta thu được bảng sau:

a) Lập pt đường chuẩn trên?

 PP tạo đám hơi nguyên tử (nguyên tử hóa)?

 Phát biểu định luật Lambert-Beer?

 Sơ đồ cấu tạo và vai trò của các bộ phận của thiết bị AAS?

 Nêu nguyên tắc định lượng ứng dụng phổ AAS?

Nguyên tắc:

Tiến hành đo độ hấp thu của các dd trên.

Xây dựng các pt đường chuẩn cho mỗi nguyên tố

A = aC + b (với a, b là các hệ số của pt)/

Thế độ hấp thu của mẫu Ax vào pt trên suy rađược Cx (mg/L)

59

Dr Duong Huu Huy

2. Xử lý mẫu: sử dụng kỹ thuật vô cơ hóa khô hay

vô cơ hóa ướt

Thêm 5 ml HCl 6N (đun gần cạn) Hòa tan = 20 ml HNO3 0,5 % Chuyển vào bđm 50 ml, định mức

C’FeC’ZnC’Cu

Hàm lượng của các nguyên tố trong bình đo (mg/L)

Hàm lượng của các nguyên tố trong mẫu (mg/kg or mg/L)

Dr Duong Huu Huy

A = 0,038 Biết phương trình hồi quy của dãy chuẩn

Cu (C tính theo mg/l) y = 0,242x - 0,008 Tính hàm lượng Cu (mg/kg)?

Độ chua or độ acid là do sự có mặt của các acid hữu cơ như acetic, malic, lactic, citric…

Độ chualà số ml NaOH 1N dùng để trung hòa

100 g mẫu

Chỉ số độ chualà số mg KOH dùng để trung hòa

1 g mẫu

Các pp xác định:

1 Chuẩn độ thể tích: mẫu không màu, hàm lượng cao.

2 Chuẩn độ điện thế: pt được mẫu có màu, hàm lượng phần nghìn.

3 PP sắc kí: xác định riêng từng loại acid, ppm.

65

Dr Duong Huu Huy

Độ chua toàn phần bao gồm tất cả acid có trongthực phẩm, loại trừ acid vô cơ

Nguyên tắc: Dùng dd NaOH 0,1 N trung hòa

lượng acid có trong mẫu với chất chỉ thịphenolphthalein Dung dịch chuyển từ không màusang màu hồng

Phạm vi: ko ứng dụng cho mẫu có màu

Đuổi CO2, SO2

3 giọt chỉ thị Chuẩn = NaOH 0,1 N

Mẫu rắn, m g

V 1 ml

Rút V ml

V2 ml NaOH 0,1 N

Nghiền nhỏ Hòa tan trong nước

Lọc

3 giọt chỉ thị Chuẩn = NaOH 0,1 N

 Câu 3: Cân 2 g mẫu sữa chua, thêm 50 ml nước cất Mang

đi chuẩn độ với NaOH 0,1 N bằng pp chuẩn độ điện thế, thì thể tích NaOH tại điểm tương đương là 1,82 ml (pHtđ

= 8,12) Tính độ chua của sữa chua theo acid lactic?

70

Dr Duong Huu Huy

Định nghĩa: Acid dễ bay hơi là tất cả những acid

hữu cơ có KLPT thấp như acid acetic…(không kểformic acid)

Nguyên tắc: Chưng cất lôi cuốn acid dễ bay hơi

bằng hơi nước nóng, và chuẩn độ dịch cất thuđược bằng dd NaOH 0,1 N với chỉ thị

phenolphthalein

Thiết bị: bộ cất lôi cuốn hơi nước

Polenske distillation apparatus

Thêm 5 giọt chỉ thị vào bình hứng, chuẩn độ bằng

dd NaOH 0,1 N đến khi xuất hiện màu hồng bền30s => Vml

73

Dr Duong Huu Huy

Độ acid cố định bao gồm tất cả các acid khôngbay hơi

Nguyên tắc: Mẫu được cô cạn trên nồi cách thủy

cho acid dễ bay hơi bay hết, hòa tan cặn vào nước

và chuẩn độ bằng dd NaOH 0,1 N với chỉ thịphenolphthalein

75

Dr Duong Huu Huy

Qui trình:

Lấy m, g or V ml mẫu cho vào chén

Đun cạn trên nồi cách thủy

Hòa tan cặn bằng nước trung tính

Dr Duong Huu Huy

Sử dụng máy đo điện thế để xác định điểm tươngđương của quá trình chuẩn độ

Xác định tất cả mẫu, bao gồm cả mẫu có màu

Qui trình và cách tính kết quả tương tự pp chuẩn

độ thể tích

(Tìm hiểu về pp chuẩn độ điện thế!)

78

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc: mẫu sau khi xử lý được lấy 1 thể tích

xác đinh rồi chuẩn độ bằng dd NaOH 0,1 N, sử dụngđiện cực chỉ thị thủy tinh Máy chuẩn độ điện thế tựđộng tính toán thể tích tại điểm tương đương dựatrên mối quan hệ giữa thể tích chất chuẩn thêm vào

Điện cực: rửa sạch, hiệu chuẩn

Lấy 10 ml mẫu + 50 ml nước cất => khuấy trên máykhuấy từ

Nhúng điện cực vào dd trên => bấm máy => Thực hiệnquá trình chuẩn độ

Kết thúc chuẩn độ, ghi V và pH tại điểm tương đương

Tính toán kết quả:

Hìnhảnh máy chuẩn độ điện thế và điện cựcpH

3.4.6 Định lượng dextrin bằng pp kết tủa với cồn.

Xác định hàm lượng các loại đường => xác địnhthành phần dinh dưỡng và kiểm soát quá trình sảnxuất Bao gồm:

Mẫu lỏng => lắc đều Mẫu rắn => nghiền nhỏ

Dr Duong Huu Huy

 Fehling A: Hòa tan 69.28 g CuSO4.5H2O + 1 ml H2SO4

Cu2O ban đầu

Đun sôi 2’

Cu2O sạch

Gạn lọc, rửa kết tủa Bằng phễu lọc G4

Nguyên tắc: Cho dd mẫu sau thủy phân (đường

khử) phản ứng với lượng dư xác định thuốc thửFehling (Cu2+dư) Chuẩn độ lượng thuốc thử dưbằng dd đường khử chuẩn với chất chỉ thịmethylene blue Dd chuyển từ màu xanh sang không màu

Hàm lượng tinh bột = hàm lượng glucose * 0.9

Phạm vi: khi yêu cầu phép thử hàm lượng đường

tổng và tinh bột = pp Lane –Eyon

97

Dr Duong Huu Huy

Erlen 250 ml Rút V dd ml

Erlen 250 ml

10 ml nước

10 ml Fehling A

10 ml Fehling B Đun sôi

V1 ml dd đường khử 1 %

Đun sôi 1’; 5 giọt MB Chuẩn nóng = dd đường khử 1%

Nguyên tắc: Dựa trên phản ứng của đường khử với

thuốc thử DNS, tạo thành hợp chất có màu đỏ nâu(540 nm) Áp dụng pp phổ hấp thu UV-Vis và kỹthuật đường chuẩn để định lượng đường khử

100DNS reagent

Hợp chất λ = 540 nm

Dr Duong Huu Huy

2. Phân tích mẫu:

Xử lý mẫu: (tham khảo các bước ở quy trình trước), mẫu được xử lý thích hợp, thu được dịch lọc sau thủyphân

Dr Duong Huu Huy

Nguyên tắc: Dextin KẾT TỦA trong cồn nồng độ

cao, còn đường glucose, maltose thì TAN trong cồn