Giáo trình Phân tích thực phẩm- Công nghệ thực phẩm - IUH- ĐH Công Nghiệp TPHCM

CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG TRONG PHÂN TÍCH − Trong sản xuất, quản lý chất lượng, nghiên cứu phát triển sản phẩm: đánh giá chất lượng sản phẩm là để nhận biết mức chất lượng của sản phẩm

GIÁO TRÌ NH PHÂN TÍCH

THỰC PHẨM- CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - IUH- ĐH CÔNG

NGHIỆP TPHCM

CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG TRONG PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 7

1.1 VAI TRÕ PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 7

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRONG PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 8

1.2.1 Phương pháp hóa học 8

1.2.2 Phương pháp hóa lý 9

1.3 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ 10

1.3.1 Phương pháp quang phổ UV – Vis 14

1.3.2 Cấu tạo thiết bị quang phổ UV – Vis 15

1.3.3 Ứng dụng phương pháp quang phổ trong định lượng 15

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU TRONG PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 17

2.1 MỤC ĐÍCH CỦA LẤY MẪU PHÂN TÍCH 17

2.1.1 Mục đích 17

2.1.2 Một số khái niệm trong lấy mẫu 17

2.1.3 Lấy mẫu và gửi mẫu 18

2.2 Phương pháp lấy mẫu 26

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên 26

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu phi ngẫu nhiên 27

CHƯƠNG 3: CÁC KỸ THUẬT CHUẨN BỊ MẪU TRONG PHÂN TÍCH THỰC PHẨM 28

3.1 YÊU CẦU CHUNG CỦA CÁC KỸ THUẬT XỬ LÝ MẪU PHÂN TÍCH 28

3.1.1 Giới thiệu xử lý mẫu 28

3.1.2 Tại sao phải xử lý mẫu phân tích 28

3.2 KỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA ƯỚT (XỬ LÝ ƯỚT) 30

3.2.1 Vô cơ hóa ướt bằng axit mạnh đặc nóng 30

3.2.2 Kỹ thuật vô cơ hóa ướt bằng dung dịch kiềm mạnh đặc nóng 36 3.3 KỸ VÔ CƠ HÓA KHÔ 40

3.3.1 Nguyên tắc và các quá trình xảy ra khi vô cơ hóa mẫu 40

3.3.2 Thiết bị và dụng cụ để xử lý khô 44

3.3.3 Vô cơ hoá khô không có phụ gia và chất bảo vệ 45

3.3.4 Vô cơ hoá khô có phụ gia và chất bảo vệ 46

3.3.5 Ưu nhược điểm 48

3.4 KỸ THUẬT VÔ CƠ HOÁ KHÔ - ƯỚT KẾT HỢP 48

3.4.1 Nguyên tắc chung 48

3.4.2 Phương pháp tiến hành và một số ví dụ 49

3.4.3 Ưu nhược điểm 51

3.5 KỸ THUẬT TRÍCH LY THƯỜNG SỬ DỤNG KHI XỬ LÝ MẪU 51 3.5.1 Cơ sở, nguyên tắc và điều kiện trích ly 51

3.5.2 Một số kỹ thuật trích ly thường dùng trong xử lý mẫu phân tích 53

CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯƠNG NƯỚC TRONG THỰC PHẨM 77

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 77

4.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC 79

4.2.1 Phương pháp khối lượng 79

4.2.2 Phương pháp chuẩn độ KarlFischer 80

4.3 PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY GIÁN TIẾP ĐỂ ƯỚC TÍNH LƯỢNG NƯỚC BẰNG CÁCH ĐO O BRIX 82

4.3.1 Ước lượng nồng độ bằng khúc xạ kế 82

CHƯƠNG 5: CÁ CPHƯƠNGPHÁ PXÁ CĐỊNH HÀMLƯỢNGPROTEIN

TRONGTHỰCPHẨM 92

5.1 GIỚI THIỆU CHUNG 92

5.1.1 Protein trong thực phẩm 92

5.1.2 Vai trò của việc phân tích protein 94

5.2 CÁ C PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PROTEIN 95

5.2.1 Xác định protein tổng theo phương pháp Kjeldahn 95

5.2.2 Xác định protein tổng theo phương pháp Dusma 97

5.2.3 Phương pháp Biuret 102

5.2.4 Phương pháp Lowry 103

5.2.5 Phương pháp nhuộm màu Bradford 107

5.2.6 Phương pháp Bicinchoninic Acid (BCA) 109

5.2.7 Phương pháp hấp thụ tử ngoại 111

5.2.8 Xác định hàm lượng lượng axit amin trong thực phẩm bằng phương pháp folmadehyl 112

CHƯƠNG 6: PHƯƠNG PHÁ P XÁ C ĐỊNH GLUXIT TRONG THỰC PHẨM 115

6.1 GIỚI THIỆU CHUNG 115

6.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP 116

6.3 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP BERTRAND 119

6.3.1 Cơ sở của phương pháp 119

6.3.2 Chuẩn bị mẫu 120

6.3.3 Xác định hàm lượng đường 121

6.3.4 Tính toán kết quả 122

6.4 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP DNS 125

6.4.1 Nguyên tắc 125

6.4.2 Xử lý mẫu 125

6.4.3 Tiến hành: 126

6.5 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG SACCAROZA 128

6.6 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG TỔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁ P BERTRAN 129

6.7 XÁ C ĐỊNH HÀM LƯỢNG TINH BỘT 129

6.8 XÁCĐỊNH ĐỘ POL CỦA ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐO GÓC QUAY CỰC 129

6.8.1 Cơ sở lý thuyết 129

CHƯƠNG 7: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LIPID 130

7.1 GIỚI THIỆU 130

7.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LIPID 131

7.2.1 Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet 131

7.2.2 Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Adam – Rose – Gottlieb 134

7.3 Phân tích một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu mỡ 134

7.3.1 Xác đinh tỷ khối của dầu hay chất béo dạng lỏng 134

7.3.2 Xác định điểm đục của dầu mỡ thưc phẩm 135

7.3.3 Xác đinh điểm mềm (điểm nóng chảy ống hở) của dầu mỡ 137

7.3.4 Xác định chỉ số Peroxide trong dầu mỡ 138

7.3.5 Xác định chỉ số xà phòng hoá của dầu mỡ thực phẩm 140

7.3.6 Xác định chỉ số iod (Phương pháp Wijs) 142

7.3.7 Xác định chỉ số acid trong dầu mỡ 144

7.3.8 Xác định chỉ số hydroxyl trong dầu mỡ 146

7.3.11 Xác định hàm lượng tro cuả sản phẩm dầu 151 7.3.12 Xác định hàm lượng tạp chất của sản phẩm dầu mỡ thực phẩm

153 7.3.13 Xác định hàm lượng nước và các chất dễ bay hơi trong sản phẩm dầu mỡ 154 7.3.14 Xác định hàm lượng acid béo tự do có trong dầu, mỡ thực phẩm

155

CHƯƠNG 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG TRONG PHÂN TÍCH

− Trong sản xuất, quản lý chất lượng, nghiên cứu phát triển sản phẩm: đánh giá chất lượng sản phẩm là để nhận biết mức chất lượng của sản phẩm đạt được so với tiêu chuẩn qui định (về cảm quan, thành phẩm dinh dưỡng và vi sinh) nhằm điều chỉnh những sai xót, tìm hiểu nguyên nhân gây ra, để có biện pháp chấn chỉnh kịp thời đảm bảo chất lượng sản phẩm

 Kiểm nghiệm còn nhằm xác định chính xác chất lượng sản phẩm, trên

cơ sở đó phân loại, xếp hạng sản phẩm đúng yêu cầu của từng mặt hàng

 Cung cấp số liệu về chất lượng thực phẩm phục vụ cho công tác quản

lý nhà nước

 Người ta đã đưa ra nhiều phương pháp để đánh giá các khía cạnh khác nhau về chất lượng sản phẩm Một số phương pháp chỉ thích hợp cho mục đích này mà không thích hợp cho mục đích khác

 Tùy theo yêu cầu kiểm tra mà người ta chọn phương pháp thích hợp

để đạt được độ tin cậy cao nhất Các phương pháp kiểm nghiệm đã được áp dụng bao gồm: phương pháp cảm quan, phương pháp hoá học, phương pháp vi sinh vật

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRONG PHÂN TÍCH THỰC

PHẨM

Phân tích thực phẩm phải xuất phát từ việc lựa chọn phương pháp phân tích Vì thế, lựa chọn phương pháp là mắt xích đầu tiên trong quy trình phân tích, nó có ý nghĩa quan trọng

Hiện nay, các phương pháp định lượng được sử dụng trong phân tích được chia thành hai nhóm phương pháp đó là nhóm các phương pháp hóa học (gọi tắt là phương pháp hóa học) và nhóm các phương pháp hóa lý (gọi tắt là phương pháp hóa lý)

Những tiêu chí được sử dụng để lựa chọn phương pháp phân tích bao gồm:

Phương pháp hóa học còn được gọi là phương pháp cổ điển không chỉ vì

nó là phương pháp dựa trên phản ứng hóa học để định lượng cấu tử mà đó còn

là nhóm những phương pháp được sử dụng sớm hơn so với những phương pháp hóa lý

Phương pháp hóa học lại được chia thành hai phương pháp nhỏ đó là phương pháp khối lượng và phương pháp thể tích thông qua việc cân hay đo chính xác khối lượng hay thể tích cấu tử hay thuốc thử cần xác định Phương

pháp hoá học được sử dùng để phân tích xác định hàm lượng lớn (đa lượng) của các chất, thông thường lớn hơn 0.05%

Phương pháp phân tích khối lượng: dựa vào việc cân sản phẩm tạo thành

sau quá trình thực hiện phản ứng tạo kết tủa từ đó xác định hàm lượng cấu tử cần phân tích như:

 Phương pháp bay hơi

 Phương pháp kết tủa

Phương pháp phân tích thể tích: Dựa vào việc đo chính xác thể tích dung

dịch thuốc thử có nồng độ chính xác để tính hàm lượng cấu tử cần phân tích bao gồm:

 Phương pháp chuẩn độ axit – bazo

 Phương pháp chuẩn độoxy hóa – khử

 Phương pháp chuẩn độ kết tủa

 Phương pháp chuẩn độ phức chất

Cơ sở chung của phương pháp phân tích thể tích:

 Dựa vào bản chất của phản ứng để xây dựng phương pháp

 Sử dụng những lý thuyết liên quan để xây dựng phương pháp

 Dùng định luật đương lượng làm cơ sở việc tính toán

 Dùng chất chỉ thị màu để nhận biết điểm cuối

Các quá trình trong phương pháp thể tích chủ yếu là thao tác bằng tay và sự quan sát bằng mắt của người thực hiện nên sự mất mát xảy ra là tương đối lớn

vì vậy để tránh sai số thì lượng phân tích thường lớn Để xác định điểm tương đương người ta dùng chất chỉ thị màu cho vào vì vậy, độ nhạy của phương pháp không cao

1.2.2 Phương pháp hóa lý

nhanh chống hoặc khi hàm lượng cấu tử cần phân tích nhỏ Cơ sở của phương pháp dựa trên tính chất hóa lý của cấu tử để xác định chúng

Phương pháp hóa lý được phân chia dựa trên tính chất được sử dụng để xác định cấu tử đó là: phương pháp quang phổ, phương pháp điện, và phương pháp sắc ký

Trong giáo trình này, chúng tôi chỉ đề cập đến phương pháp quang phổ UV – Vis trong phân tích định lượng

1.3 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ

Phương pháp quang phổ là phương pháp hóa lý, dựa trên sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật chất (nguyên tử, phân tử) Khi có sự tương tác với vật chất, bức xạ điện từ sẽ hấp thụ hoặc phát xạ mà bức xạ được ứng dụng trong thiết bị quang phổ hấp thụ hay quang phổ bức xạ tương ứng

Bức xạ điện từ bao gồm một dải các sóng điện từ có bước sóng dao động trong một khoảng rộng từ bước sóng rất nhỏ như tia gamma (λ = 10-16

Hình 1.1 Bước sóng dải bức xạ điện từ

Năng lượng phân tử hay nguyên tử là tổng các dạngnăng lượng:

E = Eđt+Edđ+ Eq

 Eđt: Năng lượng điện tử của phân tử

 Edđ: Năng lượng do những dao động gây bởi tươngtác giữa các nguyên

đó điện tử sẽ dịch chuyển lên trạng thái có năng lượng lớn hơn gọi là trạng thái kích thích

Như vậy khi xảy ra tương tác, năng lượng của phân tử sẽ thay đổi (ΔE≠0, với ΔE=E2-E1).Nếu năng lượng phân tử thay đổi thì phân tử hấp thu (nếu ΔE>0) hoặc bức xạ năng lượng (nếu ΔE<0) Mỗi phân tử chỉ hấp thu hay phát

xạ chọn lọc các bức xạ điện từ có tần số hay bước sóng nhất định Là đây chính là cơ sở của phương pháp quang phổ nói chung

Các dạng chuyển dịch điện tử: , , ,

Chuyển mức

Sự chuyển vị của electron trong liên kết σ của các hợp chấthữu cơ từ orbital liên kết σ lên phản liên kết σ*.Sự chuyển vị này đòi hỏi năng lượng khá lớn, vìvậy quá trình chuyển vị nằm trong vùng tử ngoại xa Đó là vùng có bước sóng ngắn, năng lượng lớn

Chuyển mức n → σ*

Sự chuyển vị của các điện tử từ obital n lên cácorbital σ* trong các nguyên

tử như O, N, S Chuyển mức này xảy ra ở vùng phổ tử ngoại gần có năng lượng khônglớn Sự dịch chuyển này dao động ở 180nm với alcol còn vớidẫn xuất halogen của nó là 190nm Đối với các aminlà 220nm Cụ thể: Ete có

λmax= 190nm (ε =2000), Metanol có λmax= 183nm (ε =50), Etylamin có λmax=

210 nm (ε =800)

Chuyển mức n→ π*

Điện tử từ orbital không liên kết n lên orbital phản liênkết π*.Đây là quá trình thường xảy ra trong phân tử có một nguyêntử chứa điện tử không liên kết như ở những phân tử chứanhóm chức cacbonyl (C=O) và bước sóng hấp thu 270nm- 295nm Bản chất của các dung môi có ảnh hưởng đến bước sónghấp thu vì nó tác động đến liên kết trong phân tử

Chuyển mứcd→d

Sự chuyển mức xảy ra ở các orbital d, nhất là ở các kimloại vùng chuyển tiếp Các phối tử có cặp điện tử tự do tham gia lai hóa vớinhững orbital này chuyển điện tử vào các orbital này gâyra sự chuyển mức.Màu tạo ra của các phức làm cho phức có khả năng hấpthu những bước sóng ở vùng khả kiến Những yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển mức: sự liên hợp, dung môi, pH

 Ảnh hưởng của dung môi

Bước sóng hấp thu và cường độ hấp thu của các hợpchất chịu ảnh hưởng của dung môi.Sự tác động của những dung môi khác nhau lên cácphân tử làm thay đổi mức năng lượng giửa các trạng tháikích thích và cơ bản.Sự tác động của dung môi lên phân tử làm sinh rachuyển dịch xanh và chuyển dịch đỏ

Là hiện tượng hấp thu bức xạ của các hợp chấthữu cơ có bước sóng ngắn hơn trong những dungmôi có tính phân cực cao Hiện tượng này được tìm thấy ở quá trình chuyển dịch n→π* của nhóm cacbonyl.Nguyên nhân là do sự làm bền trạng thái n củadung môi

Là hiện tượng các hợp chất hữu cơ có xu hướnghấp thu những bức

xạ có bước sóng dài hơntrong những dung môi có độ phân cực cao hơn Hiện tượng được tìm thấy ở các phân tử hữu cơmà trong cấu trúc phân tử của nó có sự liên hợp.Nguyên nhân của hiện tượng này

1.3.1 Phương pháp quang phổ UV – Vis

Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis hay còn gọi là phương pháp trắc quang – so màu Đây là phương pháp dựa trên hiện tượng hấp thụ bức xạ UV-Vis của các phân tử

Sự hấp thụ năng lượng điện tử trong vùng sóng ánh sáng tử ngoại gần (190-400nm) và khả kiến (400-780nm) của các chất gây ra sự chuyển dịch của các điện tử từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích Biểu đồ biển diễn sự tương quan giữa cường độ hấp thu theo bước sóng của một chất được gọi là phổ UV-Vis của chất ấy trong điều liện xác định

Hình 1.3 Sự hấp thu ánh sáng trong vùng khả kiến

Định lượng cấu tử bằng phương pháp quang phổ UV – Vis được dựa trên

cơ sở định luật Lambert – Beer

 Khi chiếu bức xạ đơn sắc có cường độ ban đầu I0vào môi trường vật chất thì cường độ tia sáng giảm còn lại I Khi đó: I< I0do

 Bị hấp thubởi môi trường vật chất IA

 Bị phản xạ ở bề mặt cuvet IR

Do vậy, I0= I + IA+ IR= I + IA

IR ≈0 khi bề mặt cuvet nhẵn

 Cường độ hấp thu được biểu diễn thông qua A hoặc T A, T phụ thuộc vào bản chất của chất hòa tan, chiều dày d và nồng độ C của dung dịch

 Với A = lg(Io/I) : độ hấp thu

 T = I/Io: độ truyền suốt

1.3.2 Cấu tạo thiết bị quang phổ UV – Vis

Bao gồm các bộ phận sau đây:

1.3.3 Ứng dụng phương pháp quang phổ trong định lượng

Để sử dụng phương pháp quang phổ trong định lượng cấu tử cần chuyển cấu tử cần phân tích về dạng hợp chất có khả năng hấp thu bức xạ điện từ vùng UV-Vis Lưu ý rằng hợp chất này phải nằm ở dạng hòa tan trong dung dịch Sau đó, tiến hành đo sự hấp thu bức xạ điện từ của hợp chất tạo thành để tính toán hàm lượng chất cần xác định thông qua các phương pháp: phương pháp trực tiếp, phương pháp so sánh, phương pháp đường chuẩn, phương pháp

 Bước đầu tiên, cần chuẩn bị dung dịch mẫu Cx và một loạt dung dịch chuẩn có nồng độ tăng dần (thông thường là 5 nồng độ chuẩn: C1, C2,

C3, C4, C5) Loạt dung dịch chuẩn này phải nằm trong vùng tuyến tính giữa độ hấp thu và nồng độ

 Bước thứ 2, tạo phức màu và đo độ hấp thu của mẫu và dãy chuẩn trong cùng điều kiệnAx và A1, A2, A3, A4, A5

 Bước thứ 3, Xây dựng đường chuẩn của độ hấp thu theo nồng độ dung dịch chuẩn Và cuối cùng, từ phương trình đường chuẩn và độ hấp thu của mẫu ta sẽ tính toán được nồng độ cấu tử (Cx) cần tìm trong mẫu

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU TRONG PHÂN TÍCH THỰC

Tùy thuộc vào đặc tính riêng biệt của lô sản phẩm mà có những quy định cho việc lấy mẫu khác nhau Không thể đưa ra những quy tắc cụ thể cố định cho mọi tình huống mọi sản phẩm

Việc áp dụng kỹ thuật lấy mẫu trong quá trình phân tích phản ảnh đúng hay sai về thực tế chất lượng của sản phẩm mà mẫu đó đại diện, từ đó đưa ra những quyết định ảnh hưởng đến quyền lợi của nhà cung cấp, doanh nghiệp hoặc người tiêu dùng cũng như sức khỏe của cộng đồng

Căn cứ để lập phương án kiển tra là chuẩn mực chấp nhận (cỡ mẫu, các thông tin khác) Để xác định cỡ mẫu ta căn cứ vào: cỡ lô, mức độ phức tạp và nguồn kinh phí, tầm quan trọng của sản phẩm, các thông tin khác và bậc kiểm tra

2.1.2 Một số khái niệm trong lấy mẫu

Lô hàng đồng nhất: lô hàng bao gồm những sản phẩm cùng tên gọi, cùng

thuận người có hàng và người kiểm nghiệm), do cùng một cơ sở sản xuất và được xác nhận cùng một lần

Đơn vị chỉ định lấy mẫu: đơn vị chứa trong lô hàng đồng nhất mà ta tiến hành lấy mẫu ở đó

Mẫu ban đầu: mẫu lấy ra từ một đơn vị chỉ định lấy mẫu, nó đại diện cho sản phẩm trong đơn vị chứa đó

Mẫu chung: tập hợp các mẫu ban đầu của lô hàng đồng nhất

Mẫu thử trung bình: mẫu lấy ra từ một phần của mẫu chung sau khi đã trộn đều Mẫu này đại diện cho sản phẩm của lô hàng đồng nhất, nó được dùng để kiểm nghiệm tất cả các chỉ tiêu chất lượng lô hàng

Mẫu thử hoá học:mẫu lấy ra từ một phần của mẫu thử trung bình để tiến hành kiểm nghiệm các chỉ tiêu hóa học của sản phẩm

Mẫu thử cảm quan: mẫu lấy ra từ một phần của mẫu thử trung bình để tiến hành kiểm nghiệm các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

2.1.3 Lấy mẫu và gửi mẫu

Những yêu cầu khi lấy mẫu cần phải thực hiện một số qui định sau đây:

 Mẫu thực phẩm phải có đủ tính chất đại diện cho cả lô hàng thực phẩm đồng nhất

 Trước khi lấy mẫu cần kiểm tra tính đồng nhất của lô hàng, xem xét các giấy tờ kèm theo, đối chiếu nhãn trên bao bì, để riêng các sản phẩm có bao bì không còn nguyên vẹn (rách, thủng, vỡ, mất nhãn ) phân chia số còn lại thành lô hàng đồng nhất

 Số đơn vị chỉ định lấy mẫu của từng lô hàng đồng nhất được qui định như sau:

 Nếu lô hàng đồng nhất từ 1 đến 3 đơn vị chứa: số đơn vị chỉ định lấy mẫu là tất cả các đơn vị chứa trong lô hàng

 Nếu lô hàng đồng nhất từ 4 đơn vị chứa mẫu trở lên: số đơn vị chỉ định lấy mẫu được tính theo công thức:

C = K n

Trong đó:

 C là số đơn vị chỉ định lấy mẫu

 n: số đơn vị chứa của lô hàng

 K: hệ số phụ thuộc vào dạng sản phẩm và đơn vị chứa trong lô hàng (K  1)

 K = 1 khi số đôn vị chứa trong lô hàng không quá lớn

 K < 1 khi số đơn vị chứa trong lô hàng lớn

Nếu số dư của phép khai căn lớn hơn phần khai căn thì C = K*n, + 1 (n, là phần nguyên đã được khai căn)

 Khối lượng mẫu chung của các mặt hàng được qui định cụ thể theo từng loại sản phẩm nhưng không được ít hơn mẫu thử trung bình qui định như phần dưới đây

 Khối lượng mẫu ban đầu bằng khối lượng mẫu chung chia cho số đơn

vị chỉ lấy mẫu

Khi lấy mẫu ban đầu cần chú ý đến trạng thái, tính chất của sản phẩm Phải lấy ở nhiều vị trí khác nhau trong đơn vị chứa và trong lô hàng Cụ thể như sau:

Đối với sản phẩm ở thể rắn

 Cần chú ý sự không đồng đều về kích thước sản phẩm, cần phải lấy

cả sản phẩm có kích thước lớn và kích thước bé Thường ta tiến hành chia điểm để lấy mẫu tuỳ theo hình dạng của đơn vị chứa sản phẩm

 Khi lấy mẫu ở thể rắn đựng trong toa xe, thùng xe (thùng có dạng hình hộp chữ nhật) hay đổ thành đống hình nón, ta chia điểm lấy mẫu như hình sau:

Hình 2.1 Những điểm lấy mẫu rắn khi mẫu ở dạng đống hay trên thùng

Đối với sản phẩm ở thể lỏng

 Nếu sản phẩm được chứa trong thùng, bể thì cầnphải khuấy đều, dùng ống cao su sạch khô, cắm vào các điểm đã chia để hút lấy mẫu

Hình 2.2 Những điểm lấy mẫu khi mẫu ở dạng lỏng

 Chia điểm khi lấy mẫu chất lỏng:

 Nếu lấy mẫu trên đường vận chuyển, thì thường ta lấy ở vòi chảy ra:

mở vòi cho chất lỏng chảy ra 5 phút rồi mới hứng để lấy mẫu Khi lấy củng phải lấy ở nhiều thời gian khác nhau

Hình 2.3 Mô tả lấy mẫu trên đường ống

 Đối với sản phẩm vừa ở thể rắn vừa ở thể lỏng không đồng nhất thì khi lấy mẫu, lấy ở các vị trí khác nhau nhưng phải lấy cả phần rắn, cả phần lỏng theo đúng tỷ lệ của chúng trong sản phẩm

 Đối với sản phẩm sệt đồng nhất, khuấy kỹ và lấy mẫu đều ở các vị trí khác nhau

 Đối với sản phẩm được đóng trong hộp, chai, lọ hoặc bao gói trong túi thì lấy mẫu ở trong bao gói

Tập trung mẫu ban đầu lấy được từ các đơn vị chỉ định lấy mẫu cho vào dụng cụ sạch, khô, trộn đều thành mẫu chung

Mẫu thử trung bình được lấy tư mẫu chung Khối lượng mẫu thử trung bình được qui định riêng cho từng sản phẩm, nhưng phải đủ để tiến hành phân tích các chỉ tiêu cần xác định (mỗi chỉ tiêu riêng biệt cần tiến hành 3 lần song song) và mẫu lưu theo qui định phần dưới đây Sau khi đã lấy xong mẫu trung bình, lượng mẫu chung còn lại phải được trả lại lô hàng

Chia mẫu thử trung bình làm 3 phần, tiến hành bao gói, bảo quản theo qui định của từng loại sản phẩm, không được làm cho tính chất chỉ tiêu cần xác định bị thay đổi Trong đó:

 Hai phần mẫu được gởi ngay đến phòng thí nghiệm, kèm theo phiếu ghi nội dung sau:

 Tên cơ quan chủ quản của đơn vị sản xuất

 Tên cơ sở sản xuất

 Tên và loại sản phẩm

 Số hiệu và khối lượng lô hàng

 Khối lượng mẫu gởi đến kiểm tra

 Ngày, tháng, năm lấy mẫu

 Lý do lấy mẫu

 Yêu cầu kiểm tra các chỉ tiêu gì

 Họ tên chức vụ người lấy mẫu

 Trong hai phần mẫu gởi tới kiểm nghiểm thì một phần dùng để kiểm nghiệm còn một phần lưu lại phòng thí nghiệm

 Phần mẫu thử còn lại được giữ tại cơ sở làm đối chứng khi có khiếu nại

 Thời gian lưu mẫu không được quá thời gian bảo hành qui định cho từng loại sản phẩm

Khi tiến hành lấy mẫu cần lưu ý:

 Dụng cụ đựng mẫu thử có thể là bao bì ban đầu của sản phẩm, hoặc được đóng gói trong những dụng cụ không làm ảnh hưởng đến sản phẩm, tốt nhất là trong những chai, lọ thuỷ tinh sạch có nút nhám

 Trường hợp mẫu phải gởi đi xa để kiểm nghiệm hoặc có nghi vấn, tranh chấp, phải đóng gói cẩn thận, phía ngoài dán niêm phong có đóng dấu, hoặc kẹp dấu xi cẩn thẩn tránh trường hợp mẫu bị đánh tráo

 Thực phẩm dể bị hư hỏng phải gởi mẫu gấp nhanh đến nơi kiểm nghiệm trong thời gian thực phẩm còn tốt

2.1.3.1 Nhận mẫu

Mẫu trung bình khi gởi tới phòng kiểm nghiệm cần tiến hành trình tự những công việc sau:

 Kiểm tra xem bao bì có hợp lệ không

 Kiểm tra lại phiếu gửi kiểm nghiệm, biên bản lấy mẫu, nhãn dán, xác định loại thực phẩm

 Xác định yêu cầu thực nghiệm

 Ghi sổ nhận mẫu với những lời chỉ dẫn cần thiết

 Tiến hành kiểm nghiệm Trường hợp có nhiều mẫu hàng chưa kiểm nghiệm được ngay một lúc thì phải bảo đảm điều kiện bảo quản để thực phẩm không bị thay đổi cho đến khi nghiểm kiểm

 Nếu mẫu không phù hợp phải lấy giấy tờ kèm theo hoặc bị mất dấu niêm phong, mất bì thì không được nhận mẫu để phân tích

 Chuẩn bị mẫu thử hóa học

 Mẫu thử là các hải sản tươi, khô, ướp màu tối phải loại bỏ các phần không ăn được: đầu, vẩy, da, vỏ, nội tạng, xương, nhưng không rữa Sản phẩm ướp đông phải làm tan băng trong không khí ở nhiệt độ trong phòng đến khi nhiệt độ của sản phẩm đạt 50C Tuỳ theo kích thước (khối lượng) của sản phẩm để tiến hành xử lý mẫu như sau:

 Sản phẩm có khối lượng nhỏ hơn 30 gam: xay nguyên con Riêng tôm phải bóc vỏ, bỏ đầu mới xay nguyên con

 Sản phẩm có khối lượng từ 30 đến 500 gam, chỉ lấy phần thịt không

có xương, da

 Sản phẩm có khối lượng trên 500 gam: sau khi mổ, loại bỏ nội tạng, tách da, tách xương, chỉ lấy phần thịt một bên (bên phải hoặc bên

gam thì tiến hành cắt thành từng khía ngang thân có chiều dài 2 tới 4

cm và cứ lấy một khúc loại bỏ một khúc

 Mẫu là các loại mắm:

 Đối với mắm loại sệt có phần nước và phần cái đồng nhất (mắm tôm, mắm ruốt, mắm chua) trước khi lấy mẫu phân tích hoá học phải khuấy đều

 Đối với các loại mắm mà phần cái và phần nước không đồng nhất như cá muối phải lọc qua màng vải tách riêng cái và nước rồi xử

lý như sau:

o Phần nước: lọc kỹ qua giấy lọc vào bình tam giác có dung tích

250 ml sạch và khô, dùng ống hút lấy chính xác 10 ml dịch đã lọc và chuyển vào bình định mức 250 ml, thêm nước cất đến vạch mức, lắc đều: dung dịch dùng để phân tích những chỉ tiêu hoá học và chỉ được sử dụng trong thời gian 4 giờ kể từ khi pha loãng

o Phần cái: nếu là phần cái của các sản phẩm muối mặn, xử lý như sản phẩm là hải sản tươi, khô, ướp muối như đã nói ở trên

o Nếu phần cái là các dạng mắm khác: nghiền nhuyễn, trộn đều

và chia làm hai phần: một phần để xác định các chỉ tiêu hóa học, phần còn lại dùng nước cất trích ly ra hai lần: lần 1 tỷ lệ nước cất và cái tỷ lệ 1:1 (theo khối lượng), lần 2 tỷ lệ 0,5: 1 Sau đó tập trung dịch lọc hai lần lại, đo thể tích rồi tiến hành xác định thành phần hoá học của phần cái hoà tan trong nước

 Đối với các loại mắm chế biến từ nguyên liệu thuỷ sản xử lý như phần lỏng ở trên

 Đối với đồ hộp thủy sản:

 Đối với đồ hộp có phần cái và nước riêng biệt: kiểm nghiệm phần cái riêng, phần nước riêng.Phần cái được xử lý như ở phần trước.Phần nước dùng để xác định hàm lượng những chất có khả năng trao đổi và hoà tan trong chất lỏng (xác định độ axit, kim loại hòa tan, H2S ) nhưng thời gian xác định không được sớm hơn 15 ngày kể từ ngày xuất xưởng

 Đối với các loại đồ hộp đặc, ướp đông (có ít nước) Có thể gạn phần nước (thường là rất ít) vào chén sứ Phần cái được xử lý như phần ở trên, sau đó lại cho phần nước vào và trộn đều cho đến khi tất cả thành một khối đồng nhất

 Các mẫu thử được chuẩn bị theo những phương pháp xử lý ở trên, nhanh chóng được xay nhỏ hai lần qua máy xay thịt có sàng với đường kính lỗ sàng từ 2 đến 3 mm Trộn đều và lấy từ 150 đến 200 g cho vào lọ thủy tinh miệng rộng có nút mài.Có thể dùng dao, kéo cắt mẫu thử và nghiền nhỏ trong cối sứ hoặc thủy tinh

 Mẫu thử sau khi chuẩn bị xong, trong điều kiện bình thường phải tiến hành phân tích ngay trong vòng 4 giờ kể từ khi chuẩn bị mẫu thử

đi xác định ngay Dụng cụ để lấy mẫu và nghiền mẫu không được làm thay đổi tính chất hóa học của mẫu

Ngoài ra, có thể tham khảo các cách lấy mẫu cho từng sản phẩm thực phẩm

cụ thể sau :

 Lấy mẫu kẹo (theo TCVN 4067 :1985)

 Lấy mẫu đường (theo TCVN 4837 :1989)

 Lấy mẫu khoai tây (theo TCVN 4999 :1989)

 Lấy mẫu rau quả tươi (theo TCVN 5102 : 1990)

 Lấy mẫu rau quả chế biến (theo TCVN 5072 : 1990)

 Lấy mẫu gia vị (theo TCVN 4886 :1989; 4889 :1989)

 Lấy mẫu cà phê nhân (theo TCVN 5702 :1993)

 Lấy mẫu sản phẩm sữa (theo TCVN 5531 : 1991; 6266 : 1997;

6267 :1997; 6400 :1998)

 Lấy mẫu thịt và các sản phẩm thịt (theo TCVN 2833-1 :2002)

2.2 Phương pháp lấy mẫu

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên

Thường sử dụng khi lô hàng có số lượng nhỏ, được phân bố trong một phạm vi hẹp như nhà kho Mẫu được lấy ở những vị trí bất kỳ Mỗi cá thể trong lô hàng được chọn vào mẫu với cùng một xác suất bằng nhau.Nếu như tổng số cá thể trong lô hàng là N, kích thước thước mẫu là n thì xác suất đó sẽ bằng tỷ số giữa tổng số cá thể và kích thước mẫu Để thực hiện lấy mẫu bằng phương pháp này cần mã hóa các cá thể trong lô hàng bằng dãy số ngẫu nhiên Khi đó, cá thể được chọn theo sự ngẫu nhiên của con số

Ưu điểm của phương pháp này là không cần nhiều thông tin về lô hàng, có thể tính được sai số do chọn mẫuvà dễ dàng thực hiện các phương pháp thống

kê, kiểm định giả

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu phi ngẫu nhiên

Phương pháp chọn mẫu phi ngẫu nhiên hay còn gọi là chọn mẫu phi xác suất (non-probability sampling methods) Với phương pháp này các đơn vị trong lô hàng không có khả năng bằng nhau để được chọn vào mẫu nghiên cứu

Phương pháp này được sử dụng khi đó, mỗi cá thể được lựa chọn vào một theo một cách thuận tiên, sẵn có và dễ tiếp cận do nhanh và chi phí thấp Được

sử dụng trong nghiên cứu khám phá, để xác định ý nghĩa thực tiễn hoặc để khảo sát sơ bộ

CHƯƠNG 3 CÁC KỸ THUẬT CHUẨN BỊ MẪU TRONG PHÂN TÍCH

THỰC PHẨM

Xử lý mẫu trong phân tích thực phẩm là khâu hết sức quan trọng, một trong những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả phân tích.Tuỳ đối tượng mẫu, tuỳ từng chỉ tiêu phân tích mà phải có cách xử lý khác nhau

3.1 YÊU CẦU CHUNG CỦA CÁC KỸ THUẬT XỬ LÝ MẪU PHÂN TÍCH 3.1.1 Giới thiệu xử lý mẫu

Xử lý mẫu là quá trình hoà tan (dissolution) và phân huỷ (digestion), phá huỷ cấu trúc mẫu ban đầu lấy từ đối tượng cần phân tích, để giải phóng và chuyển các chất cần xác định về một dạng đồng thể phù hợp (ví dụ dạng dung dịch) cho một phép đo đã chọn để xác định hàm lượng của chất mà chúng ta mong muốn

Ví dụ: Hòa tan mẫu hợp kim Al trong axit HNO3 45% để được dung dịch xác định Al và các tạp kim loại trong hợp kim Al

Xử lý mẫu có hai quá trình xảy ra đồng thời là:

 Pháhuỷ cấu trúc ban đầu của chất mẫu (digestion of sample Matrix)

 Hòa tan giải phóng chất cần xác định về dạng dung dịch đồng thể Quá trình xử lý thường được tiến hành tại phòng thí nghiệm trước khi thực hiện kiểm nghiệm Tuy nhiên, trong một số trườnghợp mẫu cần phải được xử

lý sơ bộ ngay trước khi mang mẫu về phòng thí nghiệm vì những mẫu này rất

dễ bị biến đổi khi lấy chúng ra khỏi lô hàng

3.1.2 Tại sao phải xử lý mẫu phân tích

Để đưa các chất cần xác định về một trạng thái thích hợp với phép đo, theo phương pháp phân tích đã chọn

Các kết quả phân tích phải phản ánh và đại diện đúng cho đối tượng cần nghiên cứu, theo dõi

Với bất kỳ một phương pháp xác định, mỗi chất phân tích chỉ có thể được xác định chính xác khi nó tồn tại ở một trạng thái nhất định và đồng nhất phù hợp với kỹ thuật phân tích

Ví dụ: Để xác định các kim loại (ví dụ: Fe, Cu, Mn ) trong mẫu thịt, chúng ta không thể bỏ ngay mẫu thịt vào máy quang phổ hấp thụ nguyên tử để

đo mà cần phải đưa các kim loại tồn tại trong mẫu về trạng thái ion hay hợp chất tan được trong dung dịch nước, sau đó mới xác định được chúng trong dung dịch này

Mẫu phân tích có nhiều chủng loại, rất đa dạng, từ loại có thành phần đơn giản đến loại có thành phần phức tạp Chúng có thể tồn tại ở các trạng thái khác nhau như rắn từng cục, từng mảnh, hay lỏng, khí, huyền phù nên không thể cho nguyên mẫu như thế vào thiết bị phân tích để xác định được

Các chất cần xác định tồn tại ở trạng thái liên kết hoá học khác nhau, trong các hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau, có khi rất bền vững, lượng chất ở mỗi

vị trí trong mẫu cũng không đồng đều, nên không thể xác định đúng hàm lượng của nó trong một tổ hợp phức tạp, bền vững và bị các nguyên tố, các chất liên kết khác cản trở

Vì vậy muốn phân tích một đối tượng nào, chúng ta phải lấy mẫu, xử lý phù hợp để có được một trạng thái hay một dung dịch mẫu phân tích xác định các chất mong muốn

Việc xử lý mẫu theo cách nào, là tuỳ thuộc vào:

 Đối tượng mẫu, matrix của mẫu

 Bản chất, tính chất của các chất cần phân tích

 Trạng thái tồn tại, cấu trúc vật lý, hoá học của các chất trong mẫu

 Phương pháp phân tích được lựa chọn để xác định chúng

 Hàm lượng của chất cần xác định ở mức nào trong mẫu

Trên cơ sở các yếu tố đó, chúng ta sẽ lựa chọn được biện pháp xử lý phù hợp cho chất phân tích Các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích đã và đang được sử dụng phổ biến hiện nay đó là:

 Kỹ thuật vô cơ hoá khô (xử lý khô),

 Kỹ thuật vô cơ hoá ướt (xử lý ướt),

 Kỹ thuật vô cơ hoá khô- ướt kết hợp,

 Các kỹ thuật trích ly (trích ly lỏng-lỏng, trích ly rắn-lỏng, trích ly rắn – khí )

3.2 KỸ THUẬT VÔ CƠ HÓA ƯỚT (XỬ LÝ ƯỚT)

3.2.1 Vô cơ hóa ướt bằng axit mạnh đặc nóng

3.2.1.1 Nguyên tắc và bản chất

Nguyên tắc chung

Dùng axit mạnh đặc và nóng (ví dụ HCl, H

2SO

4), hay axit mạnh, đặc và nóng có tính oxy hoá mạnh (HNO

3, HClO

4), hoặc hỗn hợp 2 axit (HNO

3 + H

2SO

4 + KMnO

4), v.v để phân huỷ mẫu trong điều kiện đun nóng trong bình Kendan, trong ống nghiệm, trong cốc hay trong lò vi sóng Lượng axit cần dùng để phân huỷ mẫu thường gấp 10 - 15 lần lượng mẫu, tuỳ thuộc mỗi loại mẫu và cấu trúc vật lý hoá học của nó

Thời gian phân huỷ mẫu (xử lý) trong các hệ hở, bình Kendan, ống nghiệm, cốc thường từ vài giờ đến hàng chục giờ, cũng tuỳ loại mẫu, bản chất của các chất Còn nếu trong lò vi sóng hệ kín thì chỉ cần 50 - 90 phút

Các dung dịch axit dùng để hoà tan và xử lý mẫu

Khi xử lý ướt, người ta thường dùng các loại dung dịch axit đặc và có tính oxy hoá mạnh, song tất nhiên chọn loại axit nào là tuỳ thuộc vào bản chất của chất nền (matrix) của mẫu và chất phân tích tồn tại trong mẫu đó Chẳng hạn như:

 Dùng 1 axit đặc: HCl, HF, H3PO4, H2SO4,

 Dùng 1 axit có tính oxy hoá: HNO3, H2SO4, HClO4,

(HCl+HNO3),(HNO3+H2SO4),(HF+H2SO4)

 Hỗn hợp 3 axit: (HCl + HNO3 + H2SO4), ( HNO3 + H2SO4 + HClO4)

 Hỗn hợp 1 axit và chất oxy hoá: (H2SO4+ KMnO4), (HNO3+H2O2)

 Hỗn hợp 2 axit và 1 chất oxy hoá mạnh: (HNO3+ H2SO4+ KMnO4)

 Dung dịch muối có pH nhất định: (KCl 1M, pH=5, NH4Ac 1M, pH=6)

Nhiệt độ sôi của hỗn hợp mẫu khi xử lý mẫu phụ thuộc vào nhiệt độ sôi của dung dịch axit dùng để phân huỷ mẫu Khi cần nhiệt độ sôi cao thì phải dùng dung dịch axit có nhiệt độ sôi cao (bảng 2.1) Trong hệ kín áp suất cao sẽ tạo ra nhiệt độ sôi cao, tuỳ thuộc vào loại axit dùng để phân huỷ mẫu

Tất nhiên khi dùng hỗn hợp, thì nhiệt độ sôi của dung dịch axit hỗn hợp sẽ phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp axit ta dùng và nhiệt độ sôi của dung dịch phân huỷ sẽ nằm giữa nhiệt độ sôi của hai axit đƣợc trộn với nhau Vì thế với các chất mẫu khó phân huỷ (khó xử lý) chúng ta phải dùng các axit và hỗn hợp axit có nhiệt độ sôi cao và tính oxy hoá mạnh

Bảng 3.1Nhiệt độ sôi của các dung dịch axit đặc

Với axit đơn Axit HCl HNO 3 H 2 SO 4 H 3 PO 4 HClO 4 HF

3.2.1.2 Các kỹ thuật vô cơ hóa ướt

Việc xử lý mẫu theo phương pháp ướt, có thể được thực hiện trong các thiết bị và dụng cụ khác nhau

a Trong điều kiện thường

 Xử lý trong cốc thuỷ tinh, khi đun nóng trên bếp điện hay nồi cách thuỷ

 Xử lý trong bình Kendan thường khi đun nóng

 Xử lý trong bình Kendan có ống sinh hàn hồi lưu dung môi, v.v

b Trong hộp kín: Mẫu để trong hộp kín, thêm dung dịch axit để phân huỷ

mẫu, đậy kín, sau đó thực hiện phân huỷ bằng cách:

 Sấy trong tủ sấy, trên bếp cát, hoặc trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp

 Ngâm hay luộc hộp mẫu trong nồi nước sôi, hay trong dầu sôi, v.v

c Xử lý mẫu trong lò vi sóng (trong hệ kín và hở)

Trong các hệ lò vi sóng đơn giản và điều khiển bằng tay:

 Hệ bình mẫu hở,

 Hệ bình mẫu đóng kín (có áp suất cao),

Trong các hệ nhiều bình và hoạt động theo chương trình lập trình:

 Hệ bình mẫu hở có khống chế nhiệt độ

 Hệ bình mẫu đóng kín (áp suất cao), có khống chế nhiệt độ, áp suất Hiện nay kỹ thuật xử lý ướt với axit đặc có tính oxy hoá mạnh trong bình kendan và trong lò vi sóng hệ kín đang được dùng nhiều nhất

3.2.1.3 Cơ chế và các tác nhân phân huỷ mẫu

 Cơ chế của sự phân huỷ mẫu

Trong điều kiện thường hệ hở, thì tác nhân phân huỷ mẫu là:

 Sự khuếch tán đối lưu, chuyển động nhiệt và va chạm của các hạt mẫu với nhau làm chúng bị bào mòn dần

Các tác nhân này tấn công và bào mòn dần các hạt mẫu từ ngoài vào, làm cho các hạt mẫu bị mòn dần dần, bé dần rồi tan mất hết, khi chúng ta đun mẫu trong bình Kendan hay trong cốc trong một thời gian nhất định

 Các quá trình xảy ra khi phân huỷ mẫu

Dưới tác dụng của axit đặc và năng lượng nhiệt (nhiệt độ), cả năng lượng

vi sóng, các quá trình vật lý và hoá học sau đây sẽ xảy ra:

 Sự phá vỡ mạng lưới cấu trúc của hạt chất mẫu, giải phóng các chất phân tích, để đưa chúng vào dung dịch dưới dạng các muối tan

 Quá trình oxy hoá khử làm thay đổi hoá trị, chuyển đổi dạng, làm tan

vỡ các hạt vật chất mẫu, để giải phóng chất phân tích về dạng muối tan

 Nếu xử lý mẫu hữu cơ phân tích kim loại, thì có sự đốt cháy, phá huỷ các hợp chất hữu cơ và mùn tạo ra khí CO2 và nước, để giải phóng các kim loại trong chất mẫu hữu cơ về dạng muối vô cơ tan trong dung dịch

 Tạo ra hợp chất dễ bay hơi, làm mất đi các anion trong phân tử chất mẫu, làm mẫu bị phân huỷ tạo ra các hợp chất tan trong dung dịch

 Sự tạo thành các hợp chất hay muối phức tan trong dung dịch

 Có thể tách chất phân tích ra khỏi mẫu ban đầu ở dạng kết tủa không tan và nhờ đó người ta tách được các chất phân tích và làm giàu chúng

Như vậy, trong quá trình xử lý mẫu ở đây cũng có thể có các phản ứng hoá học xảy ra như phản ứng oxy hoá khử, phản ứng thuỷ phân, phản ứng tạo phức, phản ứng hoà tan, phản ứng kết tủa, v.v của các phần tử chất mẫu với các axit dùng để phân huỷ mẫu và các chất có trong mẫu với nhau Trong đó quá trình nào là chính hay phụ là do thành phần, chất nền, bản chất của chất mẫu và các loại axit dùng để phân huỷ và hoà tan mẫu quyết định

 Lấy 5.00 g mẫu đã nghiền mịn và trộn đều vào bình Kendan

 Bổ sung thêm 60 mL HNO

 Chuyển mẫu sang cốc 250 mL, làm bay hơi hết axit bằng đèn IR đến còn muối ẩm, để nguội, định mức bằng dung dịch HCl 2% thành 25

mL

muối vô cơ tan trong dung dịch nước theo phương trình tổng quát như sau:

(muối tan của kim loại )

3.2.1.4 Ưu nhược điểm và ứng dụng

 Tốn nhiều axit đặc tinh khiết cao, nhất là trong các hệ hở,

 Dễ bị nhiễm bẩn khi xử lý trong hệ hở, do môi trường hay axit dùng,

 Phải đuổi axit dư khi kết thúc quá trình xử lý nên dễ làm nhiễm bẩn, bụi vào mẫu, v.v

3-,

3.2.2 Kỹ thuật vô cơ hóa ướt bằng dung dịch kiềm mạnh đặc nóng

3.2.2.1 Nguyên tắc chung

Trong kỹ thuật này này, người ta thường dùng các dung dịch kiềm mạnh, đặc nóng (như NaOH, KOH 15 - 20%), hay hỗn hợp của kiềm mạnh và muối kim loại kiềm (như NaOH + NaHCO

3), hay một kiềm mạnh và peroxit (như KOH + Na O ), nồng độ lớn (10 - 20%), để phân huỷ mẫu phân tích trong

điều kiện đun nóng trong bình Kendan hay trong hộp kín, hoặc trong lò vi sóng

Những thông số của quá trình:

 Lượng dung dịch: cần lượng lớn từ 8-15 lần lượng mẫu

 Thời gian phân huỷ: từ 4 - 10 giờ trong hệ hở

 Còn trong hệ lò vi sóng kín chỉ cần thời gian 1 - 2 giờ

 Nhiệt độ phân huỷ: nhiệt độ sôi của dung dịch kiềm Nó thường trong vùng 150 – 2000C

 Các quá trình xảy ra khi phân huỷ mẫu

Dưới tác dụng của kiềm và nhiệt độ, cả năng lượng vi sóng, có thể xảy ra các quá trình sau:

 Phá vỡ cấu trúc của chất mẫu, chuyển các chất của mẫu vào dung dịch

 Các chất của mẫu tương tác với kiềm tạo ra các sản phẩm tan được

 Có thể sinh ra các khí bay ra, giúp sự tan của mẫu tốt hơn

 Có thể tạo ra các hợp chất bền ít phân li và tan trong dung dịch

 Tạo ra các sản phẩm kết tủa muối khác của chất phân tích để tách nó

ra khỏi mẫu ban đầu

 Các cách hoà tan và dung dịch hoà tan

Chất phân huỷ: Theo kỹ thuật xử lý ướt này chúng ta có thể dùng các

dung dịch của các chất sau đây để xử lý mẫu:

 Dung dịch kiềm đặc (20 - 25 % NaOH, hay KOH),

 Dung dịch kiềm đặc nóng có chất oxy hoá mạnh (NaOH + Na

2O

2),

 Hỗn hợp kiềm đặc nóng có chất khử (KOH + NaHSO

3),

 Hỗn hợp kiềm, muối và peroxit (KOH + NaHCO

Quá trình phân huỷ

 Quá trình phân huỷ được thực hiện khi đun sôi dung dịch mẫu, trong một thời gian nhất định trong bình Kendan hay trong ống nghiệm, thường là từ 6 -10 giờ trong bình kenđan hở, trong lò vi sóng hệ kín (có áp suất cao) thì chỉ mất khoảng 40 - 70 phút, tuỳ loại mẫu

 Cơ chế phá vỡ (phân huỷ) mẫu theo cách này cũng tương tự như trong trường hợp dùng các axit ở trên, trong hệ hở hay hệ kín, nhưng

ở đây tác nhân phân huỷ là dung dịch kiềm mạnh nóng

Nhiệt độ phân huỷ

Nhiệt độ sôi của các dung dịch kiềm là tuỳ thuộc vào thành phần và nồng

độ của dung dịch kiềm ta sử dụng để xử lý mẫu Nói chung trong vùng từ 115 – 230 oC, tuỳ thuộc nồng độ của kiềm và muối có trong dung dịch phân huỷ mẫu và đây là một yếu tố thúc đẩy sự phân huỷ xảy ra nhanh hơn Nghĩa là tác nhân phân huỷ mẫu ở đây là kiềm và nhiệt độ (năng lượng nhiệt) và năng lượng vi sóng, nếu dùng lò vi sóng

Ví dụ ứng dụng kỹ thuật vô cơ hóa ướt bằng kiềm đặc nóng: Hoà tan oxit nhôm bằng dung dịch NaOH 10% nóng: Lấy 0,5g mẫu dạng bột vào bình Kendan, tẩm ướt bằng vài giọt nước cất, thêm 10 mL NaOH 10%, đun sôi để hoà tan mẫu

Cơ chế ở đây là chuyển trạng thái tinh thể rắn oxit sang ion tan trong dung dịch là muối NaAlO

Kỹ thuật xử lý ướt bằng dung dịch kiềm đặc nóng cũng có ưu điểm là hầu như không làm mất các chất phân tích, nhất là các nguyên tố có hợp chất dễ bay hơi và các nguyên tố và các matrix của mẫu dễ tan trong kiềm

Nhưng kỹ thuật này có một nhược điểm lớn là tốn rất nhiều kiềm tinh khiết cao, thường phải dùng gấp từ 10 – 15 lượng mẫu, khả năng gây nhiễm bẩn dễ xảy ra Lượng kiềm dư nhiều, sau khi xử lý xong thường phải loại hết, nhưng rất khó, chỉ bằng cách trung hoà bằng axit, song lại làm loãng mẫu và dễ dàng nhiễm bẩn, mất thời gian cô đặc mẫu Đây là một công việc rất khó khăn và mất nhiều thì giờ và cũng hay làm nhiễm bẩn mẫu Vì thế kỹ thuật này chỉ được dùng cho một số trường hợp, mà cách xử lý bằng axit không đem lại hiệu quả

Ví dụ phân huỷ mẫu xác định một số anion vô cơ, phi kim hay á kim, như các chất: Cl1-, Br1-, NO

3

, SO4

1-, PO4

2-

3-… trong các đối tượng mẫu sinh học và một số mẫu thực phẩm không xử lý được bằng phương pháp axit

Phạm vi áp dụng: Kỹ thuậtnày thích hợp cho:

 Các hợp chất hay các mẫu tan tốt trong kiềm

 Phân huỷ các chất hữu cơ để lấy các phi kim

3.3 KỸ VÔ CƠ HÓA KHÔ

3.3.1 Nguyên tắc và các quá trình xảy ra khi vô cơ hóa mẫu

3.3.1.1 Nguyên tắc

Kỹ thuật xử lý khô (vô cơ hóa khô) là kỹ thuật nung để xử lý mẫu trong lò nung ở một nhiệt độ thích hợp (450 - 750oC), song thực chất đây chỉ là bước đầu tiên của quá trình xử lý mẫu Vì sau khi nung, mẫu bã còn lại phải được hoà tan (xử lý tiếp) bằng dung dịch muối hay dung dịch axit phù hợp, thì mới chuyển được các chất cần phân tích trong tro mẫu vào dạng dung dịch, để sau