Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men part 4 doc

Do vậy nếu ta đưa pH của mẫu nước cần phân tích đến 10, nếu có chỉ thị ET hoặc murexit thì dung địch có màu đỏ rượu vang hoặc đỏ cá hồi do sự tạo phức của 2 chất này với Ca va Mg có tron

Quy uy đổi mg đương lượng sang đơn vị độ cứng của các

nước như sâu:

này thường nằm trong, khoảng 5 - 15”

- Độ cứng vĩnh cửu gây nên bời các muối Ca”*, Mẹ? còn lại sau

khi đun

sôi, thường là các muối của các axit vô cơ

7.5.1 Phương pháp Wartha-Preiffer

1 Nguyên tắc

Dựa trên kha nang kết tủa cặn của nước dưới tác dụng của nhiệt

khi cho dư tượng dung dịch chuẩn NaOH và Na;CO; Dùng axit để xác

định lượng kiểm cồn lại trong dịch lọc Cần loại bỏ lượng CO; tự do và HCOx trước khi xác định

101

- Sau khi xác định độ cứng tạm thời, đun sôi dung dịch trong 2 - 3 phút để

đuổi hết axit carbonnic

- Cho thêm vào 40 ml dung dich NaOH 0,1N + Na,CO, 0,1N da chudn bi &

trên rồi đun sôi trong 10 phút để kết tha toàn bộ lượng Ca?*, Mẹ?* dưới dạng carbonnat, Làm nguội dịch

- Dùng nước cất định mức tới 250 mÌ rồi đem lọc Loại bỏ 50 - 60 ml dịch lọc ban đầu Lấy 100 ml va ding HCI 0,1 N để chuẩn đến khi đổi màu đa cam

sang hồng nhạt Gọi số mì đã định phân là nạ

n¡ - số mi HCI 0,1 N đã dùng để định phân khi xác định độ cứng tạm thời;

nạ - số ml HƠI 0,1 N đã dùng để định phân khi xác định độ cứng chung;

2,8 - số mg CaO tương đương với | ml HC! 0,1 N

7.5.2 Phương pháp Schwarzenback

1 Nguyên tắc

Ethylen điamin tetra axetat (EDTA) cũng có khả năng 4ao phức chất với Ca

và Mg, và phức chất này bén vững hơn rất nhiều so với các phức chất của 2 chỉ

thị ET hoặc murexit với Ca và Mg, đặc biệt là tại pH = 10

Do vậy nếu ta đưa pH của mẫu nước cần phân tích đến 10, nếu có chỉ thị

ET hoặc murexit thì dung địch có màu đỏ rượu vang (hoặc đỏ cá hồi) do sự tạo phức của 2 chất này với Ca va Mg có trong nước Nếu thêm EDTA vào, thì ban đầu EDTA sẽ liên kết với Ca va Mg tu đo, saư đó sẽ lay Ca va Mg dang 6 dang Hên kết với các chỉ thị trước, do đó các chỉ thi này trở về trạng thái tự do, làm cho màu của dung dịch trở thành màu của chỉ thị (màu xanh da trời hoặc màu xanh tím) Lượng EDTA đã sử dụng chính bằng độ cứng của nước

2 Hoá chất

~ Dung dịch EDTA 0,1N: Hoà tan 18,613 g EDTA (C¡N;H¡¿O¿Naạ.2H;O)

có khối lượng phân tử M = 372,254 (g/mol) vào nước cất, định mức tới 1 lít roi

dem loc Dé kiểm tra nồng độ dung dịch này, có thể chuẩn lại bằng đung dịch

hỗn hợp CaCl; va MgSO, 0,01 N Hén hop này được pha theo tỷ lệ 3:1 Lấy 100

ml hỗn hợp này cho vào bình tam giác 250 mÌ, thêm vài giọt chỉ thị eriocrom đen, lắc mạnh và định phân bằng dung dịch EDTA vừa pha đến khi màu đỏ nhạt

chuyển thành màu xanh da trời Từ lượng EDTA sử dụng có thể xác định được

nồng độ EDTA đã pha được

- Dung dịch đệm amoniac: Cân 2 g NH,Cl hoa tan với nước cất và cho vào

bình định mức 1 lít, thêm vào đó 8,8 mỉ amoniac 25 %, sau đó định mức tới

ngấn bình

- Dung dịch chỉ thị eriocrom đen: Can 0,5 g chi thi rồi hoà tan bằng cồn

96%, chuyển vào bình định mức 100ml, them 10 ml dung địch đệm amoniac rồi định mức tới ngấn bình bằng cồn 96%

3 Tiến hành

- Xác định độ cứng chung:

+ Lay 100 mÌ nước có độ cứng nhỏ hơn 14°H (Nếu độ cứng lớn hơn thì lấy

50 ml nước cần xác định với 50 ml nước cất) cho vào bình tam giác 250

ml

+ Thêm 5 ml dung dịch đệm amoniac

+ Thêm 1 ml chỉ thị eriocrom den

+ Dùng dung dịch EDTA định phân tới khi chuyển sang màu xanh đả trời

Chú ý: vì sự đổi màu xảy ra rất nhanh do đó lúc đầu nên lấy 80 ml nước,

103

chuẩn nhanh cho tới khi đổi màu, sau đó thêm 20 mì nước còn lại và

chuẩn thật chậm cho tới lúc dung dịch đổi màu Số m1 dung dich EDTA

+ Dem loc ky, lấy 100 ml nước để xác định độ cứng theo các bước tương

tự như trên Số ml dung dịch EDTA đã định phân là nạ

2 Tiến hành

- Lấy 10 ml nước, cho vài giọt axit axetic đậm đặc và vài giọt dung địch

oxalat ammoni bão hoà trong điều kiện lạnh

3 Kết quả

- Nếu lượng Ca lớn thì sẽ có một lớp kết tủa mịn màu trắng

- Nếu lượng Ca không nhiều thì chỉ tạo cặn sau khi đun nóng hoặc để tĩnh thời gian dài

7.6.2 Định lượng theo phương pháp chuẩn độ complexon HI

1 Nguyên tắc

Phức chất Ca và Mg với EDTA, erichrom đen T hay murexit (không có cùng độ bên vững Thường thì phức của Ca-EDTA bên hơn phức của Mg-EDTA Tuy nhiên ở pH = 12, phức EDTA-murexit kém bền hơn phức EDTA-Ca nhưng bên hơn so với phức EDTA-Mg :

Trong điều kiện như vậy, tại pH = 12, murexit, có màu xanh tím ở trạng

thái không liên kết, sẽ phân huỷ và chuyển sang màu đỏ bởi phức EDTA-Ca, mà không phải bởi MgzEDTA Như vậy nếu đưa nước về pH = 12, và chuẩn bằng EDTA có mặt chất chỉ thị là murexit thì có thể xác định được riêng lượng Ca có

- Lấy một lượng mẫu nước, bổ sung thêm dung địch NaOH để có pH=12

(thường chỉ cần 0,2 mi dung dich NaOH 30%)

- Cho 1 mi dung dịch murexit vừa mới pha

~ Dùng dung địch EDTA để định phân cho tới khi chuyển sang màu xanh đa trời

+ Chú ý: Cần thực hiện nhanh chóng để tránh hiện tượng tạo kết tủa Ca(OH);

4 Kết quả

- Hàm lượng CaO có trong nước được tính theo công thức sau:

CaO =n x 2,8 x 10, mg/l trong đó:

1 giọt NaOH 10% Nếu có Mg trong nước sẽ có “màu từ đỏ tới nâu tuỳ theo

lượng Mg có trong đó Phương pháp này có thé dùng để phát hiện lượng Mỹ rất

nhỏ, khoảng 0,5 mg/! ngay cả khi trong nước có chứa hàm lượng canxi cao 7.7.2 Định lượng

Sau khi đã xác định độ cứng chung và lượng canxi theo các phương pháp

nêu trên, có thể tính toán lượng Mg như sau :

mg đương lượng Mg = mg đương lượng độ cứng chung — mg đương lượng Ca

Lượng MẹO (mg/i ) = mg đương lượng Mg x20

PHAN 2

PHAN TiCH SAN PHAM LEN MEN

Chương 8

KIEM TRA DICH LEN MEN BIA VA BIA THANH PHAM

8.1 KIEM TRA DICH DUONG VA DICH LEN MEN BIA

8.1.1 Xác định tỷ trọng dịch đường

Trong vòng một giờ sau khi lấy mẫu phải xác định tỷ trọng dich đường tại

20 + 0,02°C, két quả lấy 5 số sau dấu thập phân Xác định tỷ trọng theo hai phương pháp:

- Dùng tỷ trọng kế xác định tỷ trọng của dịch đường ở 20°C

- Dùng bình tỷ trọng: Tráng sạch bình tỷ trong bing 10 ml dich lọc Đổ

đây dịch lọc vào bình và đặt vào bình ồn nhiệt 20°C, giữ yên trong 30 phút với

mức nước trong bình ổn nhiệt ngập trên vạch định mức của bình Lấy bình ra, lau khô bên ngoài, để yên 5 phút, cân bình để tính tỷ trọng tới 5 số sau dấu thập phân Làm 2 - 3 mẫu, nếu 2 lần cho giá trị tỷ trọng khác nhau lớn hơn 2 đơn vị của số thập phân thứ tư thì phải làm lại thí nghiệm

8.1.2 Chất hoa tan

Từ giá trị tỷ trọng của địch đường tra phụ lục 1 (Bảng tra hàm lượng chất

khô hoà tan theo tỷ trọng của địch, Goldiner va Klemann) ta được hàm lượng chất hoà tan trong đó

8.1.3 Nitơ tổng số

1 Mục đích

Xác định hàm lượng nitơ tổng số trong dịch đường bằng phương pháp

Kjeldahl Phương pháp được áp dụng cho mọi loại dịch đường

2, Nguyên tắc

Xem phan 1.3

107

Thêm vào 20 mi axit sulfuric dam đặc và 10 g chất xúc tác, hòa tan hoàn

toàn và tiến hành chưng cất giống như đã trình bày ở phân 1.3 (sử đụng H)SO4

n - số ml H;§O¿ 0,1N đùng để chuẩn độ;

V - thể tích mẫu phân tích, mì;

1,42 - số mg nitơ ứng với 1 mÌ H,SO, 0,1N;

1000 - hệ số chuyển thành lít

8.1.4 Mau của dịch đường bằng phương pháp quang phổ

Xác định màu dịch đường bằng phương pháp quang phổ Ap dung cho moi loại dịch đường dùng trong sản xuất

quang phổ Có thể dùng cuvet 5 hoặc 1Ũ mm để do Dùng cuvet 5 mm có ưu điểm nếu bia đậm màu không cần pha loãng

- Mau được lọc bằng bộ lọc màng, nếu độ đục của mẫu pha loãng nhỏ hơn

1 đơn vị EBC thì có thể bỏ qua công đoạn này Nếu cần thiết có thể lọc địch

đường bằng bột trợ lọc Kieselguhr (1 g/l) trước khi lọc màng

~ Đặt máy quang phổ bước sóng 430 nm + 0,5 nm Chỉnh máy về 0,00 bằng nước cất trước khi đo mẫu Tráng cuvet và đổ đầy mẫu dịch đường Đo độ hấp thu

- Chuẩn bị mẫu: Loc trong dich đường, đảm bảo không còn bất kỳ hạt nhỏ nào

- Tiến hành đo: đổ đầy dich đường vào nhớt kế và đo độ nhớt theo chỉ dẫn Lặp lại thí nghiệm nhiều lần và lấy giá trị trung bình

Xác định các chất đắng, chủ yếu là các axit iso-alpha có trong dịch đường

Áp dụng cho mọi loại dich đường

2 Nguyên tắc

Các chất đắng được trích ly từ dịch đường đã axit hoá bằng iso-octan, sau

đó xác định bằng phương pháp đo quang phổ

3 Tiến hành

Hút 5 ml dịch đường và 5 ml nước vào ống ly tâm 35 ml Sau đó tiến hành

tương tự như xác định độ đắng trong bia (phần 8.2.5)

Các chất polyphenol phản ứng với các ion sắt trong dung dịch kiểm Đo độ

hấp phụ của dung dịch màu đỏ ở 600 nm, so với mẫu trắng

3 Tiến hành

Các bước tiến hành phân tích tương tự như phần 8.2.6: xác định polyphenol

tổng số trong bia

8.1.8 D6 lén men

1 Mục đích

Xác định độ lên men biểu kiến của dịch đường lên men bằng nấm men

Phương pháp áp dụng cho mọi loại địch đường

- Bình tam giác 500 ml có nắp đậy

- Máy lắc, máy khuấy từ

- Phéu loc, giấy lọc

Đề có kết quả tốt nhất, dịch đường dùng để lên men nên có tỷ trọng là

1,025 Để vô hoạt enzym diastaza, nhanh chóng cân khối lượng 300 - 400 ml mẫu và đun sôi trong 5 phút, làm nguội và thêm nước cất để đạt khối lượng

ban đầu Gạn lấy phần dịch trong, rồi lọc qua giấy lọc

a) Phương pháp thông thường

Xác định tỷ trọng của địch đường ban đầu ở 20°C (đ,) Lấy 200 ml vào

bình 500 ml, thêm 15 ø nấm men sữa đã rửa sạch bằng dịch đường mẫu và đậy

nắp chặt Đặt bình lên máy lac, lac liên tục làm sao giữ nấm men & dang huyén phi, trong 24 gid, 20°C + 1°C

Loc một nửa số mẫu, đậy phễu để tránh bay hơi, và đo tỷ trọng Ở 20°C Lắc tiếp phần còn lại trong 3 giờ nữa và xác định tỷ trọng để khẳng định dịch đã lên

men hoàn toàn (d)

b) Phương pháp lên men nhanh

Xác định tỷ trọng của dịch đường ban đầu ở 20C (đ,), lấy 300 - 400 ml

ill

dich đường chơ vào bình 500 ml, cho tiếp 30 g men sữa vào và lắc với vận tốc

100 - 150 vòng/phút Sau 6 giờ lấy một phần dịch lên men và xác định tỷ trọng

của dịch lọc ở 20°C Phần còn lại tiếp tục cho lên men 1 giờ nữa để khẳng định dịch đã lên men hoàn toàn (d)

Š, Kết quả

(Tính theo EBC)

Đổi giá trị tỷ trọng ban đầu (đ,) và cuối cùng (đ;) thành phần trãm khối lượng thể tích (g trong 100 ml) bằng cách tra phu luc 1 (Bảng tra hàm lượng

chất khô hoà tan theo tỷ trọng của địch (Goldiner và Klemann)

Độ lên men biểu kiến được tính theo công thức:

- lượng chất hoà tan (g) trong 100 ml dịch đường trước khi lên men;

2 - lượng chat hoa tan biéu kién (g) trong 100 ml dịch đường đã lên men

- Độ lên men thực = Độ lên men biểu kiến x 0,81

8.2 KIỂM TRA BIA THÀNH PHẨM

8.2.1 Nông độ rượu và chất hod tan ban đầu

1 Mục đích

Xác định hàm lượng chất hoà tan thực và hàm lượng cồn của các loại bia vàng và bia đen bằng cách chưng cất và xác định tỷ trọng Xác định hàm lượng chất hoà tan ban đầu dựa vào hàm lượng chất hoà tan thực và hàm lượng cồn Xác định hàm lượng chất hoà tan biểu kiến bằng cách đo tỷ trọng của bia

Phương pháp được áp dụng cho các loại bia vàng, bia đen nhưng không dùng cho các loại bia không cồn hoặc có độ cỏn thấp Giá trị đo được có thể có sai số do các axit bay hơi trong quá trình chưng cất

2 Nguyên tắc

Chưng cất bia, xác định tỷ trọng 20°C/20°C của dịch cất Xác định tỷ trọng

20°C/20°C của phần địch chưng cất còn lại sau khi cân hoàn lại trọng lượng ban đầu Xác định tỷ trọng của bia đã lọc 20°C/20°C Và sử dụng các công thức tính toán

3 Hoá chất

~ Nước cất

5 Tiến hành 1 bình chứa dịch thí nghiệm; 2 bình

- Chuẩn bị mẫu: chứa dịch ngưng tụ (đặt trong nước đá);

+ Loại CO; bằng cách lắc 300 3 sinh hàn nước; 4 sinh hàn khí,

+ 500 ml bia trong bình 750

ml ở nhiệt độ L7 + 20°C

+ Lọc bia

Hình 6.1: Bộ chưng cất côn đơn giản:

- Can 100 g (+ 0,1 g) bia vào bình (1) đã biết trọng lượng, rồi thêm 50 m1 nước cất, và tiến hành cất cồn (hình 8.1) Dịch cất thu được thêm nước cất để

đạt trọng lượng 100 g, khuấy đều và đo tỷ trọng 20°C/20°C, giá trị thu được ký

hiệu là dạ

- Làm nguội phần dịch chưng cất và thêm nước cất để đạt 100 g, khuấy

đêu, xác định tỷ trọng 20°C/20°C, ký hiệu dep

~ Xác định tỷ trọng 20ỐC/20°C của bia đã lọc, ky hiéu deg

6 Két qua

a Để xác định hàm lượng cồn có thể dùng hai cách:

- Từ tỷ trọng dạ của dịch cất, tra phụ lục 9 (Bảng tra dé ruou % (viv) theo

tỷ trọng của dung dịch ethanol ở 20°C) Nếu nhiệt độ dung dich khác 20°C thi hiệu chỉnh theo phụ lục 10 (Bảng hiệu chỉnh tỷ trọng về 20°C, d < 1)

~ Hoặc tính theo công thức sau:

Hàm lượng cồn A = 517,4(1— da) + 5084(1— da)? + 33503(1~ da)? % (m/m)

Hàm lượng cồn của dịch cất chính là hàm lượng cồn của bia

Để chuyển đổi từ % (m/m) sang % (v/v) sử dụng công thức:

113

` À A%(m/m)x dea

Hàm làm lượn lượng con A=# © (v/v) =o 6791

trong đó:

đEA - tỷ trọng của bia đã lọc;

0,791 - tỷ trọng của ethanol & 20°C/20°C

b Để xác định hàm lượng chất hoà tan thực có thể đùng hai cách;

Tir ty trong deg, tra phụ lục 1 hoặc tính theo công thức sau:

Eạ - hàm lượng chất hoa tan thực của bia (% Plato);

A - hàm lượng cồn của bia % (m/m);

P - ham lượng chất hoà tan ban đâu của dịch đường (% Plato);

2,0665 - lượng gam chất hòa tan thực tế để tạo ra 1 gam rượu etylic khi lên

men,

1,0665 - lượng CO; (0,9565 g) va men (0,11 g) thu được khi lên men 2,0665

g chat hda tan

8.2.2 Nông độ rượu trong bia không cồn hoặc độ côn thấp

Xác định hàm lượng cồn trong bia bằng phương pháp phân tích enzym Áp dụng cho các loại bia sau khi đã pha loãng thành bia không côn hoặc độ côn thấp Mẫu phân tích phải có hàm lượng cồn nằm trong phạm vi 0,005 — 0,06 g/i (tương ứng với nồng độ 0,00063 - 0,0078 % (v/v)

Theo định nghĩa của Anh, bia không cồn là loại bia có chứa hàm lượng cồn

đưới 0,05% (v/v) hay 0,04% (m/m) và bia có độ cồn thấp là loại có hàm lượng

cồn dưới 0,5% (v/v) hay 0,4% (m/m) Với loại bia không cồn, nén pha loang 10 lần trước khi phân tích, còn với loại độ cồn thấp thì nên pha loãng 100 lần để phân tích

1 Nguyên tắc

Đầu tiên oxy hoá cthanol thành axetaldehyt bằng nicotinamit adenin dinucleotit (NAD*) khi có alcohol đehydrogenaza Mặc dù cân bằng phản ứng này không thuận lợi, nhưng nó xảy ra hoàn toàn nếu loại bỗ axetaldehyt Oxy hơá axetaldehyt thành axêtat bằng NAD* véi enzym aldehyt dehydrogenaza NAD” trong cả 2 phản ứng đều bị khử thành NADH và được xác định bằng cách

đo độ hấp thụ ở bước sóng 340 nm Hàm lượng ethanol tính đựa vào hệ số hấp

thụ phân tử gam của NADH ở 340 nm

2 Dụng cụ

- Máy quang phổ có thể đo ở bước sóng 340 nm

- Cuvet 1 cm bằng thuỷ tỉnh hoặc nhựa dùng 1 lần, dung tích 4 ml

3a Dung dịch đệm phosphat kali pH = 9,0

4b Viên có chứa 0,4 mg NAD và enzym aldehytdehydrogenaza với hoạt độ

0,8U Thêm 1 viên vào 3 ml dung dịch đệm phosphat kali và khuấy nhẹ để hoà

tan Mỗi một mẫu và mẫu trắng cần 3 ml dung dich nay, pha ngay khi sử dụng

hoặc bảo quản 4°C trong 1 ngày

3c Enzym alcohol dehydrogenaza hoạt độ 1200 Ù trong 1,6 ml

+ Pha loãng bịa có độ cồn thấp 100 lần bằng hai lần pha loãng 10 lần Lấy

10 mi mẫu vào bình định mức 100 ml, định mức bằng nước cất, tiếp tục pha loãng hai lần Chú ý độ pha loãng trên chỉ áp dụng cho những mẫu có hàm lượng ethanol gần 0,05% và 0,5% (v/v), nếu nồng độ thấp hơn thì pha loãng ít

- Tính chênh lệch độ hấp thụ của mẫu thực DA, và của mẫu trắng DA›:

DA, = Ags — Ats

DAg = Aap - Ary

- Chênh lệch độ hấp thụ tổng số (DA,) bằng hiệu số giữa chênh lệch độ hấp

thụ của mẫu thực (DA,) và chênh lệch độ hấp thụ của mẫu trang (DA,):

DA, = DA, - DA,

5 Kết quả

Hàm lượng ethanol trong mẫu bía tính theo công thức:

3,15 x 46,07 x DA, x F A= “ 6300x1.x01x2— —0,1132x ĐÁ, xF

trong đó:

DA, - chênh lệch độ hấp phụ tổng số;

E - độ pha loãng mẫu ban đầu (thường là 10 hoặc 100);

L - dùng cuvet 1 em thì L = 1 cm;

2 - từ I mol ethanol tạo thành từ 2 mol NADH

0,1 - thể tích mẫu đã pha loãng, ml;

3,15 - thể tích cuối của các chất phản ứng, ml;

6300 - hệ số hấp thụ phân tử lượng của NADH tai 340 nm, lit/mol/em; 46,07 - phân tử lượng của ethanol

Chuyển đổi sang % (v/v) hoặc % (m/m) theo công thức;

- Đậy nắp cuvet chứa mẫu trong thời gian chờ và trong khi đo độ hấp thụ

- Các hoá chất bảo quản ở 4°C, cần điều chỉnh tới 20°C trước khi dùng

- Kiểm tra độ chính xác của phương pháp bằng cách đo nồng độ ethanol

của dung dịch 0,05% (v/v)

8.2.3 Nito tổng

(Xem phan 8.1.3)

8.2.4 Độ nhớt

Xác định độ nhớt của bia bằng nhớt kế Áp dụng cho các loại bia

Các bước tiến hành và tính toán kết quả tương tự như phần 8.1.4

8.2.5 Dé mau

4) Phương pháp quang phổ: xem phân 8.1.3

b) Phương pháp chuẩn độ ior:

1 Hóa chất

- Dung dich 1, 0,1N

2 Tién hanh

- Lấy 150 đến 200 ml bia cho vao bình tam giác lắc ở nhiệt độ 17 - 20°C

cho đến khi ngừng tách khí Lọc qua giấy lọc đã biết trước trọng lượng khô

- Dùng ống dong cho vào cốc thủy tỉnh 100 ml nước cất và một cốc khác

100 ml bia Để 2 cốc trên nên đá trắng, quan sát màu từ trên xuống Dùng

micropipet nhé that tir tir dung dich 1, 0,1N vào cốc nước cất vừa nhỏ vừa dùng

117