Xác định hàm lượng na2b4o7 trong một số thực phẩm bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử cacmin

Vì mục đích bảo vệ thực phẩm và đảm bảo sức khoẻ cho ngời sử dụng cần phải kiểm tra hàm lợng hàn the trong một số thực phẩm để định lợng các hợp chất của Bo trong phân tích trắc quang ng

Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn:

Các thầy cô giáo khoa Hoá-Trờng Đại học Vinh đã giúp đỡ, động viên trongquá trình làm thí nghiệm và viết luận văn

Sự động viên,giúp đỡ của bạn và ngời thân trong quá trình làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn và ghi nhận tất cả

Vinh, tháng 5 năm 2004

Nguyễn Thị Thuý Hà

Mở đầu

Natritetraborat(tên thông thờng là Hàn the) là một chất độc trung bình.Vì vậy, nó thờng đợc dùng làm tác nhân trong công nghiệp thực phẩm.Song hàm lợng hàn the trong thực phẩm vợt quá giới hạn cho phép sẽ gâynhiều tác hại cho sc khoẻ ngời Ví dụ: Khi ăn uống nhầm với số lợng hànthe từ 15-30 g; axit Boric: 2-5 g sẽ xảy ra các triệu chứng nh: buồn nôn,nôn, tiêu chảy, đau co cứng cơ, chuột rút vòng bụng, vật vã và cơn độngkinh, phát ban vùng bụng và gan bàn tay Có thể xuất hiện suy thận, tim

đập nhanh, sốc, trụy tim mạch, da xanh tím, co giật và hôn mê, nạn nhân

có thể bị tử vong

Hàn the, axit Boric cho vào nhiều loại thực phẩm làm cho thựcphẩm có độ dai, dòn và để bảo quản thực phẩm lâu dài, khi chế biếnchống lên men thối rữa nhanh

Nhng trong thực tế hiện nay, một số ngời đã sử dụng các chấtbảo quản thực phẩm một cách tuỳ tiện, chỉ cốt sao thu lợi nhuận màkhông chú ý tác hại của nó đến ngời tiêu dùng hoặc cha hiểu biết hết tácdụng của nó Một số ngời cố tình sử dụng mặc dù biết hàn the đã bị cấm

Vì mục đích bảo vệ thực phẩm và đảm bảo sức khoẻ cho ngời

sử dụng cần phải kiểm tra hàm lợng hàn the trong một số thực phẩm để

định lợng các hợp chất của Bo trong phân tích trắc quang ngời ta sử dụngmột số hợp chất hữu cơ nh :quinalizanin, 1,1’ - diantriamin …Trong giớiTrong giớihạn đề tài này, chúng tôi lựa chọn thuốc thử cacmin để xác định

Na2B4O7

Thực hiện đề tài nhiệm vụ đặt ra là:

1 Nghiên cứu các điều kiện tối u, các ion cản trở đối với sự tạo phứcBo(III) - cacmin

2 Xây dựng phơng trình đờng chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc mật độquang vào nồng độ Na2B4O7.

3 Tiến hành phân tích mẫu giả, mẫu thật

Phần I: Tổng quan

I Đặc điểm của Bo và thuốc thử cacmin :

I.1: Các đặc điểm của nguyên tố Bo: [11]

Z=5; M = 10.811; Cấu hình electron [He]2s22p

Bo tồn tại dới một số dạng thù hình khác nhau Bo vô định hình là chất

ở dạng bột màu sẫm, có tỉ khối là 2,45

Ba dạng tinh thể của Bo đã đợc nghiên cứu kĩ về kíên trúc mặt thoi ,dạng mặt thoi  và dạng tứ phơng Dạng mặt thoi  có kiến trúc sít saonhất, nó bao gồm những hình hai chục mặt, cấu tạo nên bởi 12 nguyên tử

Bo Liên kết giữa những hình hai chục mặt với nhau yếu hơn liên kết giữacác nguyên tử Bo ở trong mỗi hình hai chục mặt

Dạng tinh thể tứ phơng là dạng bền nhất cấu tạo nên bởi những lớpgồm các hình hai chục mặt nối với nhau qua những lớp trung gian chứanhững nguyên tử Bo riêng rẽ Dạng mặt thoi  bao gồm những hình haichục mặt gói ghém sít sao với nhau bằng các liên kết Bo - Bo giữa chúngnhng phức tạp hơn so với dạng mặt thoi  Bo tinh khiết không có màu nh-

ng thờng có màu đen xám, vì có lẫn tạp chất là Borua của các kim loại Nó

có ánh kim, bề ngoài giống kim loại có tỉ khối là 2.33 và cứng gần bằngkim cơng Bo vô định hình cũng nh Bo tinh thể đều là chất bán dẫn, độ dẫn

điện của chúng tăng lên theo nhiệt độ Bo rất khó nóng chảy (nđnc là 20720

C và nđs là 37000 C ) Tính chất của Bo phụ thuộc nhiều vào mức độ tinhkhiết và dạng tinh thể Trong điều kiện bình thờng, Bo rất trơ về mặt hoáhọc Bo chỉ tác dụng trực tiếp với Flo, nhng khi đun nóng có thể tơng tácvới nhiều nguyên tố Chẳng hạn ở 7000 C Bo cháy trong không khí, phảnứng cháy đó phát nhiều nhiệt:

4B + 3O2 = 2B2O3 H0 = - 1254 KJ/ mol

- ở 12000 C Bo tơng tác với Nitơ tạo thành Bo nitrua (BN) và ở 28000

C với cacbon tạo thành Bocacbua (B12C3)

- ở nhiệt độ bình thờng, Bo không tan trong nớc nhng ở nhiệt độ cao

t-ơng tác với hơi nớc tạo nên oxit và giải phóng hiđro:

2B + 3 H2O = B2O3 + 3H2

- Bo cũng không tan trong các dung môi HCl và HF, ở dạng bột nótan chậm trong các dung dịch đậm đặc HNO3, H2SO4, H2O2 và trong một sốchất oxi hoá mạnh khác tạo thành axit Boric (H3BO3):

Bo chỉ có một oxyt độc nhất – anhiđrit boric B2O3 Anhiđrit này đợc điềuchế bằng cách đốt nóng dần H3BO3, khi đun nóng nh vậy ta sẽ đợc các sảnphẩm trung gian là axit Mêtaboric (HBO2) và tetraboric (H2B4O7).

B2O3 rất a nớc, và khi kết hợp với nớc thì tạo thành H3BO3:

C6 H8(OH)6

Giá trị phân tích của các hợp chất này ở chỗ chúng là những axit mạnhhơn rất nhiều so với chính H3BO3 Những hằng số phân ly dới đây cho tathấy rõ điều đó:

+ Axit H3BO3 H[BO2(C3H5(OH)3)2] [BO2(C6H8(OH)6)2]+ Hằng số phân ly: 6.10-10

thu đợc sau khi tách nhóm IV và nhóm V thì các cation của nhóm: Ba2+,

Sr2+, Ca2+ và ngay cả Mg2+ nữa sẽ kết tủa dới dạng muối khó tan mêtaborat

và việc tách nhóm III khỏi nhóm II bằng (NH4)2S sẽ không thể làm đợc, bởivì các cation nhóm II đã kết tủa cùng với các cation nhóm III

Muốn tách axit Boric ra khỏi dung dịch ngời ta đổ H2SO4, rợu Mêtylicvào dung dịch và đun sôi, este mêtylic của axit Boric tạo thành ở đây sẽ

đuợc đuổi đi

I.2: Các đặc điểm phản ứng của axit Boric, axit Mêtaboric và khả năng tạo phức của Bo trong dung dịch [3,5,7]

I.2.1 Tác dụng với BaCl 2 :

BariClorua làm tách khỏi dung dịch borat kết tủa trắng Barimetaborat,tan trong axit nitric loãng:

Strentimetaborat và Canximetaborat cũng không tan trong nớc

I.2.2.Tác dụng với AgNO 3 :

Bạc Nitrat làm tách khỏi dung dịch Borat kết tủa trắng bạc metaboratAgNO2 với Ag2O Kết tủa tan trong HNO3 loãng và trong NH4OH:

BO2- + Ag+ = AgBO2.

I.2.3 Tác dụng với Pb(CH 3 COO) 2 :

Chì Axetat làm tách đợc kết tủa trắng Chì Borat tan trong HNO3 loãng:2BO2- + Pb2+ = Pb(BO2)2

I.2.4 Tác dụng với muối Hg(II), Cu(II), Al, Cr(III), và Fe(III):

Khi cho tác dụng với dung dịch mêtaborat, các ion Hg2+ đợc tách ra dới dạngkết tủa HgO, ion Cu2+ dới dạng muối oxy màu xanh nhạt và các ion Cr3+,

Al3+, Fe3+ đợc tách ra dới dạng hidroxyt

I.2.5 Phản ứng với r ợu Metylic và với Glyxerin :

Muốn tìm Axit Boric ngời ta lấy 1 ít dung dịch thử, cho vào đó 1 vài ml

H2SO4 đặc, làm nguội rồi đổ vào đó 1 ít rợu Metylic CH3OH hoặc Glyxerinlắc kỹ và đốt nóng Nếu có axit Boric thì ngọn lửa sẽ có màu xanh lục

Muối Bari không cản trở phản ứng vì chúng đợc kết tủa bởi H2SO4,muối đồng phải đợc tách trớc vì chúng có thể nhuộm màu ngọn lửa thànhxanh lục

Axit Boric tạo với các rợu những este:

3CH3 OH + H3BO3 = (CH3 )2BO3 + 3H2O

Có thể thực hiện phản ứng đó theo 1 cách khác: Dùng vòng dâyPlantin lấy 1 vài tinh thể axit boric hoặc borat tẩm ớt bằng H2SO4 đặc, đunnóng để đuổi hết axit d, sau đó tẩm ớt bằng Glyxerin và đa vào ngọn lửa: 1màu xanh lục mạnh sẽ xuất hiện

I.2.6 Phản ứng với giấy nghệ:

Nhúng 1 mẩu giấy nghệ vào dung dịch thử đã đợc axit hoá bằng HClrồi làm khô, ta sẽ thấy màu đỏ thẫm xuất hiện Khi cho tác dụng với

NH4OH hoặc (NH4)2CO3 màu đỏ sẽ chuyển thành màu đen hơi xanh lụchoặc đen lam nhạt

HCl đặc và cũng nh các ion Fe3+; MoO42-; Ti4+; NbO+; TaO2+ và Zr4+ cản trởphản ứng Tuy vậy, màu đỏ gây ra bởi các ion đó không thay đổi khi chotác dụng với kiềm

I.2.7 Tác dụng với Quinalyzarin C 14 H 4 O 4 (OH) 4 :

Khi có lẫn H2SO4 đặc và đun nóng nhẹ thì Quinalizarin sẽ tạo với axitBoric 1 màu xanh lục do sự hình thành 1 hợp chất nội phức có cấu tạo nhsau:

- Điều chế ngọc Borax:

Khi đun nóng Borax ở trong 1 vòng dây plantin ta có đợc 1 khối trongsuốt có dạng thuỷ tinh gọi là “ngọc” Borax Muối của các kim loại khácnhau khi đun nóng chảy với borax trong ngọn lửa oxy hoá và khử sẽ cho tanhững màu đặc trng khác nhau Việc điều chế các ngọn lửa có màu có giátrị lớn đối với việc phân tích định tính các kim loại

Bảng 1: Màu ngọc Borax của các cation khác nhau:

I.2.8 Sự tạo phức của B 3+ với các thuốc thử hữu cơ:

Các phản ứng của ion B3+ với 1 số thuốc thử hữu cơ rất quan trọng vì

nó tạo đợc những muối nội phức khó tan hoặc tan có màu đặc trng

- Với Alizarin đỏ S (1,2-Đihiđrôxy antraquinon-3-sunphonat Natri, Alizarinsunphonat Natri) C14H7O7SNa:

thì dung dịch chuyển sang màu xanh –tím

- Với 1,4-Amino hiđrôxy antraquinon

- Với axit Cacminic (C22H20H13): (màu đỏ cánh kiến) thì dung dịch chuyểnsang màu xanh

- Với Cuacumin

[1,7-đi(3-mêtoxy-4-hiđrôxxyphenyl)-1,6-Heptađien3,5-đion] C21H20O6

O

O

OH OH SO

3 Na

H2C CO CO

CH=CH CH=CH

OH OCH3

OH OCH3

thì dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ-nâu xám (pH:7.2- 9.2)

- Với manit + bromthimol xanh thì dung dịch chuyển màu từ vàng qua xanhlá cây sang màu xanh trong khoảng pH từ 6.0 đến 7.6

- Với Puapurin (1,2,4 –trihiđroxyantraquinon) C14H8O5

O

O

OH OH

(C14H8O8) thì dung dịch chuyển từ màu tím xanh sang màu xanh lá cây

I.3: Thuốc thử Cacmin và axit Cacminic:

1.3.1: Thuốc thử Cacmin:

a Tính chất: Cacmin là sản phẩm lấy từ cánh kiến (côn trùng coccus cacti

họ coađac khô) ở dạng bột có màu đỏ chói và là hợp chất alumino – canxicủa axit Cacminic Tan trong nớc, rợu etylic, H2SO4 và NH4OH

rẻ tiền hơn và không bị chảy rữa

I.3.2: A xít Cacminic C 22 H 20 O 13

Cấu tạo của axit cacminic

a Tính chất: : Axit cacminic ở dạng lăng trụ đơn tà màu đỏ.Nó tan ít trong

nớc nóng và rợu etylic cho màu đỏ chói, trong dung dịch NaOH cho màuxanh nhạt- đỏ, không tan trong Benzen và clorofom Axitcacminic khi đunnóng không nóng chảy mà thẫm lại ở 1300 C và thành đen hoàn toàn khoảng

2500 C Đó là chất hoạt động quang học Tạo thành các anilit ở dạng hìnhkim màu đỏ, có Tnc khoảng : 1890- 1900C ( phân huỷ )

Dung dịch nớc của axit Cacminic có màu vàng ở pH = 4,8 và đỏsunfua ở pH = 6,2

b Phản ứng: Khi thêm tinh thể nhỏ H3BO3 vào dung dịch a xítCacminic trong phản ứng H2SO4 đậm đặc và lắc thì màu sẽ thay đổi từ màu

da cam-đỏ sang màu xanh tím

c ứng dụng: Axitcacminic là chất nhuộm màu trong phép soi kính

hiển vi.Nó có thể phản ứng màu với Pb, Zn, làm phản ứng phát huỳnhquang đối với Bo và Mo

Hình 1: Phổ hấp thụ của thuốc thử Cacmin (HR) và dạng phức MeR

II: Các ph ơng pháp định tính, định l ợng trong phân tích trắc quang : II.1: Các ph ơng pháp định tính,định l ợng Bo :

Đa số các hợp chất hữu cơ của Bo có thể phân huỷ bằng cách nungchảy với natricacbonat Chỉ những hợp chất bay hơi của Bo mới cần phầnhuỷ trong bom vạn năng với natripeoxit và etylenglycol

Để tìm axit boric tạo ra khi phân huỷ, ngời ta sử dụng những phản ứngmàu với cucumin (điphêruloyl mêtan-chất màu có trong củ nghệ), vớicacmin hoặc 1,1’-điantrimit Phẩm màu azo cucumin bán ngoài thị trờng

không thể dùng để tìm đợc Bo Cũng có thể dùng quinalizarin và nhómphẩm màu azo 2B Nếu không có những phẩm màu này, có thể tìm ra axitboric bằng các chuẩn độ với kiềm có mặt manit.

Để tiến hành phân huỷ, ngời ta cho khoảng 10mg chất nghiên cứu vào

1 chén platin thêm lên trên chất một lợng natricacbonat gấp 3-4 lần và đốthỗn hợp đến đỏ sáng Sau đó, hoà tan vào nớc cất, axit hoá nhẹ dung dịchbằng axit clohydric Trong trờng hợp cần thiết thì đem lọc

1 Phản ứng với cucumin: Cho phức màu xanh hoa mua sẫm

2 Phản ứng với cacmin: Cho phức màu xanh nớc biển

3 Phản ứng với 1,1’- điantrimit: Cho phức màu xanh sẫm

II.2: Các ph ơng pháp định l ợng trong phân tích trắc quang:

II.2.1: Ph ơng pháp trắc quang vi sai :

Trong phơng pháp trắc quang vi sai thì dung dịch so sánh không phải

là dung môi nguyên chất mà dùng một trong các dung dịch sau:

- Dung dịch có nguyên tố cần xác định với nồng độ bé hơn hoặc lớnhơn nồng độ của nó trong dung dịch nghiên cứu là dung dịch so sánh

-Dùng một phần dung dịch nghiên cứu là dung dịch so sánh

-Dùng dung dịch có chứa tất cả các cấu tử trừ ion cần xác định làmdung dịch so sánh

- Cơ cấu lý thuyết của phơng pháp trắc quang vi sai do C Hiskey vàcác cộng tác viên của ông đề xớng Phơng pháp này có 2 cách thực hiện nhsau:

- Dung dịch thứ 2 cũng là dung dịch nghiên cứu với thể tích V2(ml), (V2

lớn hơn V1) Dung dịch này cần có hàm lợng chất cần xác định là Cx

- Dung dịch thứ 3 là dung dịch có hàm lợng chất cần xác định là Cx với thểtích V2(ml) và thêm một lợng nhỏ nguyên tố chất cần xác định có hàm lợng đãbiết là Ca

Sau khi tiến hành đo giá trị mật độ quang của các dung dịch thứ 2 vàthứ 3 theo dung dịch thứ nhất ta có :

độ lớn không tuân theo định luật hấp thụ ánh sáng ngay cả khi giá trị v ợt rangoài máy đo

II.2.2: Ph ơng pháp đ ờng chuẩn :

Phơng pháp đờng chuẩn là phơng pháp đợc dùng trong phân tích hàngloạt mẫu cho phép phân tích, tính toán kết quả khá nhanh, nội dung của nó

chuẩn Khi đó, sử dụng dung dịch so sánh là dung dịch trắng chứa tất cả cáccấu tử nh dung dịch chuẩn trừ cấu tử cần định lợng.

Để định lợng chất X có trong dung dịch phân tích ta tiến hành pha chếcác dung dịch cần phân tích trong điều kiện giống nh đờng chuẩn rồi đomật độ quang Ax

Dùng đồ thị chuẩn tính đợc các giá trị Cx(mg) chất chuẩn Phơng phápnày có u điểm là xác định đợc hàng loạt nhng cần có máy đo Máy đo càngchính xác thì kết quả phân tích càng tin cậy, song để dùng đợc phơng phápnày sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch phải tuân theo định luật Bughe-Lămbe-Beer Nghĩa là có sự tuyến tính A và C

Lợng chất cần xác định đợc tính theo công thức:

X% = C 100 / (m.1000)

Trong đó : m: khối lợng mẫu lấy

C: hàm lợng chất tính theo đờng chuẩn (mg)

III Nghiên cứu các điều kiện tối u cho sự tạo phức màu [12,14,15,16]:

III.1: Nghiên cứu b ớc sóng tối u :

Bớc sóng tối u là bớc sóng tại đó mật độ quang cực đại

Để tìm bớc sóng tối u ta đo mật độ quang của dung dịch phức màu tạicác bớc sóng khác nhau Nếu tại bớc sóng nào mà dung dịch phức màu cómật độ quang cực đại thì đó là bớc sóng cực đại (bớc sóng tối u)

III.2: Nghiên cứu khoảng thời gian tối u :

Khoảng thời gian tối u là khoảng thời gian có mật độ quang của phứchằng định và cực đại Có thể có nhiều cách thay đổi mật độ quang của phứctheo các đờng cong (1, 2, 3) theo thời gian Tất nhiên, trong trờng hợp (1) làtốt nhất, trong trờng hợp (2) và (3) ta chọn khoảng t có A cực đại vàhằng định, khoảng thời gian này giữ cố định trong quá trình nghiên cứuphức màu

III.3: Nghiên cứu xác định khoảng pH tối u :

III.3.1: Xác định pH tối u bằng tính toán :

Giá trị pH tối u của sự tạo phức có thể tìm đợc theo tính toán xuất phát

max của phức đơn phối tử hay đa phối tử Sau đó, dùng dung dịch HClO4 và

NH3 loãng để điều chỉnh pH từ thấp đến cao Xây dựng đồ thị phụ thuộcmật độ quang vào pH

A

quang của

dung dịch phức màu vào pH.

pH tối u có vùng càng rộng càng tốt Nếu trên đờng cong A = f(pH) cópic nhọn thì việc xác định không chính xác, sai số lớn

Trên đờng (1) khoảng AB tơng ứng với pH tối u

III.4: Xác định nồng độ thuốc thử và nồng độ kim loại tối u:

- Nồng độ ion kim loại tối u:

Thờng ngời ta lấy nồng độ ion kim loại trong khoảng nồng độ phứcmàu đơn phối tử hoặc đa phối tử tuân theo định luật Beer Đối với các ion

có điện tích cao có khả năng tạo dạng polime hay đa nhân phức tạp qua cầuoxy (ví dụ: Ti4+, Zr4+, Hf4+, V5+ ) thì ngời ta thờng lấy nồng độ cỡ 10-5đến

10-4 ion/l ở các nồng độ cao của ion kim loại ( lớn hơn 10-3 ion/l)) thì hiệntợng tạo phức polime đa nhân thờng xảy ra

- Nồng độ thuốc thử:

Để tìm nồng độ thuốc thử tối u ta cần căn cứ vào cấu trúc của thuốcthử và cấu trúc của phức để lấy lợng thuốc thử thích hợp Đối với các phứcchelat bền thì lợng thuốc d thờng từ 2 đến 4 lần nồng độ ion kim loại

Đối phức kém bền thì lợng thuốc thử lớn ( từ 10 đến 1000 lần so vớinồng độ ion kim loại)

Đối với phức bền thì đờng cong phụ thuộc mật độ quang vào tỷ sốnồng độ thuốc thử và ion kim loại thờng có 2 dạng đờng thẳng cắt nhau

Đối với phức kém bền thì đờng cong D = f(Cthuốc thử) có dạng biến đổi từ từ( đờng 2- Hình 4) Nồng độ thuốc thử tối u là nồng độ thuốc thử tại đấy mật

độ quang đạt giá trị cực đại Các gía trị mật độ quang đợc đo tại bớc sóng

max của phức màu

(1)

A

(1)

(2)

Cthuốc thử / Cion cần xác định

Hình 4: Đờng cong phụ thuộc mật độ quang A vào nồng độ thuốc thử

III.5: Nghiên cứu khả năng áp dụng phức màu để định l ợng trắc quang:

Để áp dụng một phức màu cho phép xác định định lợng bằng phơngpháp trắc quang, sau khi tìm các điều kiện tối u, ta cần nghiên cứu tiếp một

số điều kiện cho phép xác định định lợng

Trớc tiên cần khảo sát nồng độ ion kim loại (cũng là nồng độ phức)tuân theo định luật Beer Khoảng nồng độ ion kim loại (C) tuân theo địnhluật Beer đợc giữ hằng định trong quá trình xác định định lợng Đờng chuẩntheo toạ độ A = f(C) chỉ cho biết khoảng tuân theo định luật Beer đối vớicác dung dịch chuẩn, cha thể áp dụng cho phép xác định định lợng mẫuthật Để áp dụng đợc đờng chuẩn ta phải nghiên cứu ảnh hởng của các ioncản trở có trong mẫu phân tích Để xác định các ion cản trở ta làm nh sau:Lấy một nồng độ cố định của ion kim loại ta cần xác định, sau đó giữcác điều kiện thực nghiệm tối u về bớc sóng, thời gian, nhiệt độ, nồng độthuốc thử, lực ion hằng định, tăng dần nồng độ ion cản trở đến lúc không

có sự tăng hoặc giảm mật độ quang của dung dịch phức Khi đó, tìm đợc tỷ

số nồng độ : Cion cản/Cion kim loại không cản trở phép xác định Ta giữ nguyên tấtcả các tỷ số này cố định và xây dựng lại đờng cong chuẩn A = f (Cion cần xác

định) khi có mặt tất cả các ion cản trở ở tỷ lệ cho phép (không cản trở ) Xử lýthống kê số liệu thực nghiệm thu đợc phơng trình:

A = (a  a) + ( b  b ) Cx (1)

Phơng trình đờng chuẩn (1) sẽ đợc dùng để xác định nồng độ nguyên tốcần xác định trong mẫu thật và mẫu nhân tạo

IV Ph ơng pháp thống kê xử lý số liệu thực nghiệm [13]:

Để thu đợc kết quả của phép định lợng và kết quả có độ chính xác caongoài việc lựa chọn các điều kiện tối u và phơng pháp thực hiện các thao tácthí nghiệm thì việc xử lý các kết quả cũng có một ý nghĩa rất quan trọng

Để xử lý các số liệu thực nghiệm thu đợc thông thờng ngới ta sử dụng toánhọc thống kê xác suất tìm ra khoảng di chuyển của giá trị cần phân tích vàsai số cho phép của kết quả thực nghiệm thu đợc

IV.1: Ph ơng pháp xử lý kết quả phân tích :

Các kết quả phân tích đợc phải xử lý để đánh giá độ tin cậy của phépxác định Muốn thế phải xác định khoảng linh động của kết quả đo

 = t(p, k) S X

t(p,k): là hàm phân phối Student với xác suất p, k là bậc tự do

S X : là độ chệch chuẩn trung bình của kết quả trung bình X

Tính  yi 10a ;  yi2 10b;  yi ;

Sau đó tính giá trị trung bình:X = C +  yi / n

Phơng sai cho phép xác định của kết quả X:

S2 = (  yi ) / k ; ( k = n –1 )

Độ lệch chuẩn trung bình: S X =  (S2 / n); và  = t(p,k) S X

Vậy khoảng xác định mà kết quả cho phép di chuyển là:

X -     X - 

Sai số tơng đối của phép đo là: q % = ( / X ) 100;

IV.2: Ph ơng pháp xử lý thống kê đ ờng chuẩn :

Để xác định hàm lợng chất phân tích trong mẫu phải dựa vào đờng chuẩn Xây dựng đờng chuẩn chúng tiến hành nh sau:

yi là các giá trị đo đợc của mật độ quang

Xi là các giá trị nồng độ (mol / l) của các chất đợc pha

Yi là các giá trị tính đợc từ biểu thức : Yi = a + b xi

(yi – Yi) là sai số của phép đo

Sự trùng nhau của các giá trị đo đợc và tính đợc là tốt nhất nếu tổng các bình phơng:  ( yi – Yi )2 =  ( yi – a - b Xi )2 bé nhất

A1 =  yi (Xi)2 -  Xi ( Xi yi )

A2 = n  yi Xi -  Xi  y

 a= A1/ A và b = A2/ A

Sau khi tính đợc a, b cần đánh giá độ chính xác của a, b:

IV.3: So sánh kết quả phân tích với mẫu đã biết hàm l ợng:

Để so sánh kết quả thực nghiệm X và giá trị chuẩn a ta làm nh sau:Tính ttn = (X – a) /S X

Tra bảng phân phối Student với xác suất p và bậc tự do k thu đợc tlt ;

So sánh ttn và tlt theo tiêu chuẩn :

Nếu ttn tlt thì : X  a chỉ là ngẫu nhiên

Nếu ttn> tlt thì: X  a không phải là ngẫu nhiên

V Cách lấy mẫu thực phẩm và xử lý mẫu thực phẩm[18].

V.1: Một số điểm cần chú ý khi lấy mẫu thực phẩm và xử lý mẫu thực phẩm:

- Khi phân tích mẫu thực phẩm cần lu ý:

Mẫu phân tích phải có tính chất đại diện cho cả lô hàng đồng nhất, tức lànhững sản phẩm cùng tên gọi, cùng một loại phẩm chất và khối lợng, đựngtrong bao bì cùng kiểu, cùng kích thớc

Mẫu thực phẩm phải không quá hạn sử dụng

Mẫu hàng dùng phân tích phải là mẫu trung bình Muốn vậy, phải lấy đều

ở các phần của sản phẩm

Nớc dùng để phá mẫu khi xác định Bo phải là loại nớc cất 2 lần

Khi xử lý mẫu trung bình phải nghiền nhỏ, trộn đều

Khi lọc lấy dung dịch chiết để lên màu phải loại trừ Protein

Dịch chiết để phân tích chỉ sử dụng trong vòng 24 giờ

Phá mẫu ở nhiệt độ gần 1000 C trên bếp cách thuỷ

V.2: Các ph ơng pháp kết tủa Protein [18].

V.2.1: Kết tủa thuận nghịch :

a Kết tủa bằng muối trung tính:

Các anion và cation của dung dịch muối có tác dụng loại bỏ vỏ hiđrat hoá của phân tử protein, tác dụng tơng hỗ với các nhóm tích điện trái dấu làm trung hoà điện tích, tạo nên protein kết tủa

Lực tác dụng gây kết tủa đợc sắp xếp theo thứ tự sau :

SO42- > C6H5O73- > CH3COO- > Cl- > NO3- > Br- > CNS-

Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+

Tuỳ thuộc vào nồng độ của anion và cation, gây kết tủa các loạiprotein tơng ứng Ví dụ : (NH4)2SO4 bán bão hoà gây kết tủa Globulin;(NH4)2SO4 bão hoà gây kết tủa Albumin Trong thực tế thờng sử dụng(NH4)2SO4 hoặc Na2SO4 để tách chiết, làm sạch và thu nhận protein dớidạng tinh thể

b Kết tủa Protein bằng dung môi hữu cơ ở nhiệt độ thấp:

Dung môi hữu cơ (cồn, este, axeton) có tác dụng khử nớc của phân tửkeo protein, làm huỷ màng nớc dẫn đến kết tủa protein Quá trình kết tủaprotein diễn ra nhanh chóng, trong môi trờng trung tính hoặc axit yếu với sự

có mặt của các chất điện ly (NaCl)

Nếu thời gian tác dụng của dung môi hữu cơ ngắn, ở nhiệt độ thấp (00

đến 40 C) protein kết tủa thuận nghịch Ngợc lại, thời gian tác dụng lâutrong điều kiện bình thờng ( 200 đến 300 C) protein biến tính hoàn toàn, tạonên kết tủa không thuận nghịch

V.2.2: Kết tủa không thuận nghịch protein:

a Kết tủa protein ở nhiệt độ cao:

Hầu hết protein không ổn định dới tác dụng của nhiệt, ở nhiệt độ cao(500 – 600C) các liên kết hiđro kị nớc bị đứt, các phân tử protein bị đông

tụ, tạo nên kết tủa Đặc biệt, phản ứng kết tủa diễn ra nhanh chóng trong

điều kiện môi trờng gần với điểm đẳng điện của protein và với sự có mặt

của các chất điên ly (NaCl, ( NH4)2SO4 ) Protein có tính chất axit, kết tủatrong môi trờng axit yếu Nhng trong môi trờng axit mạnh ( trừ axit Nitric,axit Tricloaxetic, axit Sunfosalisilic), protein bị biến tính khi đun nóngkhông tạo nên kết tủa protein, vì các phân tử protein trở nên tích điện tráidấu, chủ yếu mang điện tích dơng Ngợc lại, đối với protein có tính chấtkiềm, kết tủa trong môi trờng kiềm Nhng ở điều kiện môi trờng kiềmmạnh, protein mang điện tích âm, khi đun nóng các phân tử protein cùngdấu đẩy nhau, không tạo nên kết tủa.

b Kết tủa bằng axit vô cơ đặc (H 2 SO 4 , HNO 3 ,HCl):

Axit vô cơ đặc có tác dụng lên các liên kết tĩnh điện, khử nớc và trunghoà điện tích của các phân tử keo protein, tạo thành kết tủa Nhng khi chothừa axit (H2SO4) và kéo dài thời gian tác dụng, kết tủa protein bị thuỷ phântạo thành các sản phẩm trung gian và axit amin, một số khác trở thành điệntích trái dấu, đẩy nhau trong dung dịch Khi cho thừa HNO3, kết tủa proteinkhông tan, có lẽ NO3- có tác dụng ngăn cản sự tích điện trái dấu của phân tửprotein

c Kết tủa bằng thuốc thử ancaloit:

Ancaloit là các hợp chất hữu cơ, có tính bazơ, hầu hết là các hợp chấtnitơ dị vòng nh dẫn xuất của piriđin, pirol, pirdidol, indol, purin

Cũng nh ancaloit, các protein có chứa các hợp chất nitơ dịvòng(amidazol, indol, pirol)trong thành phần của các axit amin Vì thế,protein tạo kết tủa với một số thuốc thử đặc trng cho ancaloit nh tanin(C11H10O6), axit picric

Khi cho d một lợng thuốc thử sẽ làm tan kết tủa protein Nhng ở trờnghợp này, các tính chất tự nhiên của protein không đợc phục hồi, protein bịbiến tính

d Kết tủa bằng axit hữu cơ:

Dới tác dụng của axit hữu cơ tạo nên kết tủa không thuận nghịch củaprotein Trong số các axit hữu cơ, axit tricloaxetic (CCl3COOH) và axitsunfosalisilic là những axit đặc biệt nhạy đối với kết tủa protein

e Kết tủa bằng muối kim loại nặng:

Dới tác dụng của ion kim loại nặng (Cu2+; Pb2+; Hg2+; Zn2+; Ag+ ) gâyphá huỷ màng nớc bao quanh phân tử protein, trung hoà điện tích tạo kếttủa protein Nhng trong môi trờng phản ứng thừa muối kim loại nặng, kếttủa protein bị tan ra Do sự hấp phụ thừa các ion kim loại nặng trên bề mặtphân tử protein, tạo nên sự tích điện trái dấu, dẫn đến các phân tử protein

đẩy nhau trong dung dịch , protein ở trạng thái hoà tan nhng biến tính hoàn

toàn Ion kim loại có hoá trị càng cao, kết tủa protein càng dễ hoà tan trởlại.

VI: Các ph ơng pháp biến hình tinh bột và biến hình prôtêin [18 ] VI.1: Các ph ơng pháp biến hình tinh bột:

Trong thực tế, sản xuất ứng với mỗi sản phẩm thực phẩm thờng đòi hỏimột dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định Có sản phẩm cầntinh bột giàu amiloza, lại có sản phẩm cần tinh bột thuần nhất amilopectin

Có sản phẩm cần dạng tinh bột bền không bị thoái hoá khi ở nhiệt độ thấp

Có sản phẩm cần độ dẻo, độ trong, ngợc lại cũng có sản phẩm không mongmuốn những tính chất đó

Vì vậy, để có đợc những loại hình tinh bột phù hợp, ngời ta phải biếnhình tinh bột Nói chung mục đích của biến hình tinh bột là nhằm:

+ Cải biến các tính chất của sản phẩm

VI.2: Các ph ơng pháp biến hình prôtêin:

(Màu xanh nớc biển)(Màu đỏ)

Biến hình prôtêin tức là dùng các tác nhân lý học, hoá học hay enzim

học tác động lên prôtêin nhằm thay đổi một phần cấu trúc phân tử Do đó

các tính chất của nó cũng thay đổi theo Biến hình prôtêin nhằm mục đích:

- Tạo hình dáng và kết cấu thích hợp

- Làm cho thực phẩm hợp khẩu vị và hấp dẫn

- Làm cho thực phẩm có chất lợng vệ sinh, chất lợng cảm quan và giá

- Các biện pháp hoá học: Biến hình bằng thay đổi môi trờng hoá học

(thay đổi pH; xử lý bằng dung môi không cực; gắn vào prôtêin các nhóm

chức; tạo ra cầu đồng hoá trị; thuỷ phân hạn chế)

- Biến hình nhờ tác dụng của enzim: Ngời ta hay dùng các prôteaza để

thuỷ phân hạn chế prôtêin

VII Nhận xét:

Từ phần tổng quan chúng tôi rút ra nhận xét:

1 Chúng tôi lựa chọn thuốc thử Cacmin để xác định Bo (III)

Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng tạo phức màu:

O

CO(CHOH)

4CH3 OH

OH

B 3+ /3 CH

4CH3 OH

OH

3 Đối với các mẫu thực phẩm đợc chế tạo chủ yếu bằng tinh bột thìkhông cần thực hiện bớc loại bỏ ion NO3- trong dung dịch vì thực phẩm loạinày thơng không có ion NO3-.

Đối với các mẫu thực phẩm đợc chế tạo chủ yếu là prôtêin thì cần thựchiện bớc loại bỏ ion NO3- trong dung dịch chiết

Dựa vào những nhận xét trên chúng tôi xây dựng qui trình phân tích

nh sau:

1 Xác định các điều kiện tối u cho sự tạo phức màu B(III) - Cacmin

2 Xác định tỷ lệ không cản của ion NO3- đối với sự tạo phức màu B(III) - Cacmin

3 Xây dựng đờng chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang vàonồng độ ion B(III)

4 Kiểm tra bằng mẫu nhân tạo

5 Định tính sự có mặt của hàn the trong một số thực phẩm

6 Bán định lợng Na2B4O7 trong các loại thực phẩm đó

7 Định lợng Na2B4O7 trong các loại thực phẩm đó

a Định lợng trong mẫu thực phẩm chứa nhiều tinh bột

b Định lợng trong mẫu thực phẩm chứa nhiều protein