Xác định hàm lượng đường saccarose và fructse trong thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao

Tên đề tài: Xác định hàm lượng đường trong một số thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 2.. Tính chất vật lý [1] Tính hút ẩm và hòa tan Khả năng hút ẩm của các đường đơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC

- -

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Tuyên

Khóa: 48

Số hiệu sinh viên: 0752040565 Ngành: Công nghệ Thực phẩm 1 Tên đề tài: Xác định hàm lượng đường trong một số thực phẩm bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao 2 Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp:

3 Họ tên cán bộ hướng dẫn: Th.s Lê Thế Tâm

4 Ngày giao nhiệm vụ đồ án : Ngày tháng năm

5 Ngày hoàn thành đồ án : Ngày tháng năm

Ngày tháng năm 2011

Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ, tên) (Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm

Người duyệt

(Ký, ghi rõ họ, tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC

- -

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Tuyên Số hiệu sinh viên: 0752040565

Khóa: 2007 - 2011 Ngành: Công nghệ Thực phẩm Cán bộ hướng dẫn: Th.s Lê Thế Tâm Cán bộ duyệt: 1 Nội dung nghiên cứu, thiết kế: ………

………

………

………

………

………

………

2 Nhận xét của cán bộ hướng dẫn: ………

………

………

………

………

………

………

Ngày tháng năm 2011

Cán bộ hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ, tên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỘC LẬP- TỰ DO- HẠNH PHÚC

- -

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Tuyên Số hiệu sinh viên: 0752040565

Khóa: 48 Ngành: Công nghệ Thực phẩm Cán bộ hướng dẫn: Th.s Lê Thế Tâm Cán bộ duyệt: 1 Nội dung nghiên cứu, thiết kế: ………

………

………

………

………

………

………

2 Nhận xét của cán bộ duyệt: ………

………

………

………

………

………

………

Ngày tháng năm 2011

Cán bộ duyệt

(Ký, ghi rõ họ, tên)

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận được thực hiện tại phòng thí nghiệm Trung tâm Kiểm định An toàn Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Vinh

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn đến

ThS Lê Thế Tâm - Khoa Hóa, Trường Đại học Vinh đã giao đề tài, tận tình

hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Chu Thị Thanh Lâm - Khoa Hóa - Trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình làm thí nghiệm Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các cán bộ trong khoa Hoá

Và lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên đã giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này

Vinh, tháng 12 năm 2011

Sinh viên Nguyễn Thị Tuyên

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu về đường 3

1.1.1 Khái niệm chung về đường 3

1.1.2 Phân loại và tính chất 3

1.1.3 Tác dụng của đường 15

1.1.4 Một số tác hại của đường 16

1.2 Các phương pháp xác định đường 17

1.2.1 Phương pháp Bertrand 17

1.2.2 Phương pháp Rozevich 20

1.2.3 Định lượng đường khử bằng phương pháp Axit Dinitro -Salicylic (DNS) 22

1.2.4 Định lượng saccarose theo phương pháp thủy phân bằng axit 25

1.2.5 Xác định hàm lượng sacaroza bằng phương pháp phân cực 26

1.2.6 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC 28

1.3 Giới thiệu về phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) 29

1.3.1 Cơ sở lý thuyết 29

1.3.2 Nguyên tắc của quá trình sắc ký trong cột 30

1.3.3 Phân loại sắc ký và ứng dụng 30

1.3.4 Các đại lượng đặc trưng của sắc ký đồ 31

1.3.5 Hệ thống HPLC 34

1.3.6 Chọn điều kiện sắc ký 38

1.3.7 Tiến hành sắc ký 40

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

2.1 Phương pháp lấy mẫu 43

2.2 Nguyên tắc 43

Chương 3 THỰC NGHIỆM 44

3.1 Thiết bị, dụng cụ 44

3.2 Hóa chất 44

3.3 Thực nghiệm 45

3.3.1 Sơ đồ xử lý mẫu 45

3.3.2 Các bước tiến hành 45

3.3.3 Chuẩn bị mẫu 47

3.4 Tính toán kết quả 47

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

4.1 Xác định khoảng tuyến tính và đường chuẩn của Saccarose 48

4.2 Đường chuẩn của Fructose 50

4.3 Đánh giá phương pháp 52

4.3.1 Xác định độ lặp lại của phương pháp 52

4.3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố đến phương pháp 54

4.3.3 Sắc đồ 55

Chương 5 KẾT LUẬN 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Một số D-monosaccharide thường gặp 4

Hình 1.2 Cấu tạo của một số disaccharide 10

Hình 1.3 Hệ thống máy HPLC 38

Hình 4.1 Đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa diện tích pick thu được và nồng độ các chuẩn saccarose 49

Hình 4.2 Đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa diện tích pick thu được và nồng độ các chuẩn fructose 51

Hình 4.3 Sắc đồ của chuẩn đường saccarose 6,25 mg/ml 55

Hình 4.4 Sắc đồ của chuẩn đường saccarose 12,5 mg/ml 55

Hình 4.5 Sắc đồ của chuẩn đường saccarose 25 mg/ml 56

Hình 4.6 Sắc đồ của đường saccarose trong sữa tươi Vinamilk 56

Hình 4.7 Sắc đồ của đường saccarose trong sữa đặc Vinamilk 57

Hình 4.8 Sắc đồ của đường saccarose trong nước cam ép Twisster 57

Hình 4.9 Sắc đồ của đường saccarose trong nước tăng lực Sting 58

Hình 4.10 Sắc đồ của chuẩn đường fructose 12,5 mg/ml 59

Hình 4.11 Sắc đồ của chuẩn đường fructose 25 mg/ml 59

Hình 4.12 Sắc đồ của chuẩn đường fructose 40 mg/ml 60

Hình 4.13 Sắc đồ của chuẩn đường fructose 55 mg/ml 60

Hình 4.14 Sắc đồ của đường fructose trong nước cam ép Twister 61

Hình 4.15 Sắc đồ của đường fructose trong nước tăng lực Sting 61

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Độ ngọt tương đối của một số đường so với Saccarose 5

Bảng 4.1 Diện tích peak của saccarose tương ứng với từng nồng độ chuẩn 48

Bảng 4.2 Kết quả phân tích hàm lượng saccarose 50

Bảng 4.3 Diện tích peak của fructose tương ứng với từng nồng độ chuẩn 50

Bảng 4.4 Kết quả phân tích hàm lượng fructose 52

Bảng 4.5 Kết quả trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên của các mẫu 53

Bảng 4.6 Kết quả trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên của các mẫu 53

LỜI NÓI ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Carbohydrate là những phân tử sinh học có số lượng lớn nhất trên trái đất Một số loại carbohydrate như tinh bột và đường là nguồn thức ăn chủ yếu của hầu hết mọi nơi trên thế giới và quá trình oxy hóa carbohydrate là con đường khai thác năng lượng trung tâm của hầu hết các tế bào không quang hợp Ở thành tế bào vi khuẩn, thành tế bào thực vật và tế bào của mô liên kết ở động vật, các carbohydrate không hòa tan đóng vai trò là yếu tố cấu trúc hoặc bảo vệ Một số carbohydrate đóng vai trò là chất nhờn để bôi trơn các khớp xương hoặc tham gia vào cơ chế nhận biết hoặc kết dính giữa các tế bào Một số carbohydrate phức tạp khác liên kết chặt chẽ với protein hoặc lipid hoạt động như một tín hiệu Nhiều loại carbohydrate

có công thức cấu tạo là (CH2O)n, một số loại carbohydrate còn chứa nitơ, phosphor, lưu huỳnh Dựa vào kích thước phân tử người ta chia carbohydrate thành ba nhóm: monosaccharide, oligosaccharide và polysaccharide

Trong đó mỗi loại lại có những tính chất, cấu trúc, ứng dụng khác nhau Trong đồ án này, chúng tôi chỉ nghiên cứu về monosaccharide và oligosaccharide

Monosaccarit là hợp chất quan trọng nhất của gluxit Trong thực tế, đây là một hợp chất được sử dụng rất rộng rãi Glucozơ (mắt xích quan trọng nhất của hợp chất này) là chất có giá trị dinh dưỡng đối với con người, nhất là trẻ em Người ta còn sử dụng nó để làm thuốc tăng lực trong y học Ngoài ra glucozơ được dùng để tráng gương, tráng phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ các nguyên liệu có tinh bột hoặc xenlulozơ

Oligosaccharide có nhiều hợp chất tiêu biểu như: saccarozơ, mantozơ, lactozơ Tất cả các oligosaccharide đều là những chất không màu, kết tinh được và tan tốt trong nước, nhất là nước nóng và chúng đều có vị ngọt với mức độ khác nhau Saccarozơ có nhiều trong thực vật, đặc biệt là cây mía Mantozơ chất đường chủ yếu trong mạch nha Lactozơ có trong sữa người và động vật Trong thực tế oligosaccharide có nhiều ứng dụng: saccarozơ được dùng làm thức ăn, dùng trong quá trình sản xuất bánh kẹo nước giải khát trong công nghiệp thực phẩm, là thành phần của thuốc viên, thuốc nước trong công nghiệp dược, dùng để tráng gương, phích

Đường trong thực phẩm chiếm một hàm lượng đáng kể Ở khóa luận này chúng tôi nghiên cứu về đường và việc xác định hàm lượng đường trong một số sản phẩm thực phẩm như sữa, nước giải khát Có thể xác định đường bằng nhiều phương pháp như phương pháp Bertrand, phương pháp Rozevich, phương pháp axit dinitro salicylic Nhưng cần phải lựa chọn phương pháp phân tích mang lại hiệu quả cao nhất Chúng tôi chọn phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) Vì đây là một phương pháp hiện đại cho ta biết kết quả nhanh và chính xác, có thể tiết kiệm thời gian và lượng mẫu cần dùng

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

Trong khóa luận này, chúng tôi có các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu các tính chất vật lý, hóa học và các phương pháp xác định đường

- Định lượng đường bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ( HPLC)

3 Đối tượng nghiên cứ

Mẫu thực phẩm được thu thập từ các cửa hàng tạp hoá trong thành phố Vinh Bao gồm:

+ Sữa tươi Vinamilk

+ Sữa đặc Vinamilk

+ Nước tăng lực Sting

+ Nước cam ép Twister

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về đường

1.1.1 Khái niệm chung về đường

Đường là một hợp chất ở dạng tinh thể, có thể ăn được Các loại đường chính

là sucrose, lactose và fructose Vị giác của con người xem vị của nó là ngọt Đường

là một loại thức ăn cơ bản chứa carbohydrate lấy từ đường mía hoặc củ cải đường, nhưng nó cũng có trong trái cây, mật ong và trong nhiều nguồn khác Nó là một thành phần chính trong mứt, kẹo và trong các món tráng miệng Các thợ nấu cũng

dùng đường như một chất bảo quản bên cạnh nêm nếm

1.1.2 Phân loại và tính chất

Đường thường được phân loại thành các monosaccharide (hay còn gọi là đường đơn) và đường oligosaccharide Các đường đơn phổ biến mà chúng ta biết như glucose, fructose, galactose Các oligosaccharide gồm disaccharide như saccharose, maltose, lactose

1.1.2.1 Monosaccharide

1.1.2.1.1 Định nghĩa

Monosaccharide hay còn gọi là đường đơn là những carbohydrate đơn giản nhất, có tối thiểu 2 nhóm hydroxyl (-OH) Tùy theo số lượng carbon mà các monosaccharide có thể được gọi là triose (3 carbon), tetrose (4 carbon), pentose (5 carbon), hexose (6 carbon), … Monosaccharide có thể tồn tại ở dạng mạch thẳng hoặc mạch vòng

Hình 1.1 Một số D-monosaccharide thường gặp 1.1.2.1.2 Tính chất vật lý [1]

Tính hút ẩm và hòa tan

Khả năng hút ẩm của các đường đơn rất khác nhau phụ thuộc vào các loại đường (cấu trúc), sự có mặt của các đồng phân, độ tinh sạch của đường Độ hòa tan của đường giảm khi chúng bị vón lại với nhau, hiện tượng thường rất hay xảy ra với đường ở dạng bột hay dạng hạt Tuy nhiên khả năng giữ ẩm của dung dịch đường đậm đặc (ví dụ: xiro glucose) lại được ứng dụng trong sản xuất bánh mì

Độ hòa tan của các đường đơn và đường oligo trong nước nói chung là tốt Các đường đơn cũng tan một phần trong ethanol và không tan trong các dung môi

hữu cơ như ether, benzen, chloroform

Khả năng quay quang học

Các đường có khả năng quay quang học đặc trưng bởi hằng số quay riêng

Do hiện tượng quay phụ thuộc vào dạng α- hay β-, nên góc quay của dung dịch đường vừa chuẩn bị sẽ thay đổi cho đến khi đạt đến sự cân bằng

1.1.2.1.3 Tính chất cảm quan [1]

Các đường đơn, đường oligo và các rượu tương ứng của chúng thường có vị ngọt, đây chính là tính chất cảm quan quan trọng nhất β-D – Mannose có vị ngọt đắng, một vài oligosaccharide có vị ngọt đắng, ví dụ như gentibose

Các đường quan trọng gồm saccharose (sucrose), các loại xiro từ tinh bột (là hỗn hợp gồm đường glucose, maltose, malto-oligosaccharide) và glucose Đường đảo, xiro glucose-fructose, đường fructose, lactose, các loại alcohol như sorbitol, mannitol, xylitol cũng là những loại đường ngọt quan trọng

Các loại đường khác nhau về chất lượng của vị ngọt và cường độ của vị Saccharose khác biệt so với các đường khác do vị ngọt dễ chịu ngay cả khi ở nồng

độ cao Cường độ vị ngọt của các đường oligo tăng khi chiều dài mạch giảm

Cường độ vị ngọt được đánh giá bằng ngưỡng nồng độ cảm nhận của đường (nồng độ đường thấp cho phép cảm nhận được vị ngọt) hoặc bằng cách so sánh với một đường chuẩn khác (thường là đường saccharose) So sánh với một đường chuẩn khác là phương pháp quan trọng thường được sử dụng, cường độ vị phụ thuộc vào nồng độ đường sử dụng và khác nhau rất nhiều giữa các hợp chất đường ngọt

Chất lượng và cường độ vị ngọt của đường phụ thuộc vào công thức hóa học, cấu trúc của đường và các thông số cảm nhận vị khác như nhiệt độ, pH, sự có mặt của các đường ngọt hoặc các chất không phải đường

Nói chung trong quá trình chế biến thực phẩm, thành phần và nồng độ của các chất tạo ngọt cần được điều chỉnh để đạt được cảm nhận cảm quan tốt nhất

Bảng 1.1 Độ ngọt tương đối của một số đường so với Saccarose

Glucoz có công thức phân tử là: C6H12O6

Glucoz là một chất rắn, kết tinh, không màu, có nhiệt độ nóng chảy ở 146 0C, hòa tan nhiều trong nước, có vị ngọt, nhưng không ngọt bằng đường mía Glucoz có

độ ngọt bằng 0,6 lần so với đường mía Glucoz có trong cơ thể người cũng như động vật Trong máu người có khoảng 0,1% glucoz (về khối lượng) Trong mật ong

có khoảng 30% glucoz

Công thức cấu tạo

Glucoz có ba dạng công thức cấu tạo gồm một dạng mạch hở và hai dạng vòng Khi hòa tan trong nước tạo dung dịch, glucoz có sự cân bằng, chuyển hóa qua

lại và tồn tại cả ba dạng cấu tạo này, trong đó dạng vòng hiện diện nhiều hơn

Tính chất hóa học

Glucose có tính chất của một rượu đa chức, chứa hai nhóm –OH liên kết ở hai nguyên tử cacbon kế bên, và tính chất của một aldehyd (aldehid) vì phân tử có chứa nhóm chức aldehyd –CHO

Phản ứng cháy

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

Glucose

Phản ứng cộng hiđro (H 2 )

Glucose cho được phản ứng tráng gương, phản ứng tạo kết tủa đồng (I) oxit

có màu đỏ gạch với Cu(OH)2 vì trong cấu tạo của glucose có chứa nhóm chức aldehyd

Dung dịch glucose hòa tan được đồng (II) hiđroxit ở nhiệt độ thường tạo dung dịch có màu xanh lam (vì trong cấu tạo của glucose có chứa hai nhóm –OH liên kết vào hai nguyên tử cacbon kế bên và glucose hòa tan trong nước tạo dung dịch)

Glucose tác dụng với anhiđrit axetic (CH3-O-CO-O-CH3) tạo chất có chứa năm nhóm chức este (CH3-COO) (Vì trong cấu tạo của glucose có chứa 5 nhóm chức rượu (OH))

Nhóm –OH ở C số 1 của dạng vòng tham gia phản ứng tạo nhóm chức ete với rượu metylic (CH3OH), có HCl khan làm xúc tác, đun nóng (Các nhóm –OH còn lại không tham gia phản ứng trong điều kiện này, vì OH ở C số 1 gần với O của dạng vòng nhất, nên H trong nhóm –OH này linh động nhất, dễ tham gia loại H2O, tạo nhóm chức ete -O-CH3)

FRUCTOZƠ (Fructoz, Fructose, Levulose, đường trái cây)

Fructozơ là một loại monosaccarit đồng phân với glucose Fructozơ là chất rắn kết tinh, dễ hòa tan trong nước, có vị ngọt gấp 1,5 đường mía, gấp 2,5 lần glucoz Fructozơ là loại gluxit có vị ngọt nhất Trong mật ong có chứa khoảng 40% fructozơ, do đó mật ong có vị ngọt gắt Fructozơ nóng chảy ở khoảng nhiệt độ 102 –

Do đó trong thực tế fructozơ cũng cho được phản ứng tráng gương, cũng như phản ứng với dung dịch Fehling, đun nóng, tạo được kết tủa đồng (I) oxit (Cu2O) có màu

đỏ gạch

1.2.2.2 Oligosaccharide

1.2.2.2.1 Định nghĩa

Oligosaccharide là carbohydrate có từ 2 đến 20 gốc monosaccharide, các gốc monosaccharide liên kết với nhau bằng liên kết glycoside Oligosaccharide phổ biến nhất là disaccharide có hai gốc monosaccharide mà điển hình là sucrose (saccharose hay đường mía) Tính chất vật lý và cảm quan của các đường oligosaccharide phụ thuộc vào thành phần các đường đơn Ngoài ra, tính chất hóa học còn phụ thuộc vào dạng khử hay không khử của đường Các oligosaccharide bị thủy phân trong môi trường axit nhưng chúng khá bền với kiềm Chúng cũng bị thủy phân dưới tác dụng của enzym để tạo ra các đường đơn

1.1.2.2.2 Một số oligosaccharide phổ biến

Hình 1.2 Cấu tạo của một số disaccharide

MANTOZ (Maltoz, Maltose, Manto, Mantoza, Đường mạch nha)

Mantozơ, còn gọi đường mạch nha, là một đisaccarit đồng phân của saccarozơ Mantozơ không có sẵn trong tự nhiên, nó được tạo ra khi tinh bột bị thủy phân Mantozơ hiện diện tinh thể ngậm một phân tử nước, nóng chảy ở 102-103˚C Mantozơ có độ ngọt bằng 1/3 so với đường sacccarozơ Mantozơ tan trong nước, ít tan trong rượu, không tan trong ete

Công thức phân tử: C12H22O11

Công thức cấu tạo: Cấu tạo của mantozơ do hai monosaccarit là α-glucoz

liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glicozit (hay α-glucozit, α-glucosid) mà thành (nhóm -OH ở C số 1 của α-glucose này kết hợp với nhóm –OH ở C số 4 của α-glucose kia, loại một phân tử H2O, tạo nhóm chức ete (-O-), nối hai vòng α-glucose với nhau)

Tính chất hóa học

Trong dung dịch, mantozơ có sự cân bằng mở vòng một phần tạo thành nhóm chức aldehyd, ở C số 1 của vòng glucoz có mang nhóm -OH Do đó dung dịch mantozơ cho được phản ứng tráng gương và tác dụng với dung dịch Fehling tạo Cu2O không tan có màu đỏ gạch Vì thế mantozơ là một loại đường khử Dung dịch mantozơ cũng hòa tan được Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường tạo dung dịch có màu xanh lam, vì trong cấu tạo của mantozơ có chứa hai nhóm -OH liên kết ở hai nguyên tử C cạnh nhau

Phản ứng thủy phân:

Mantozơ bị thủy phân có hiện diện men maltase hay axit vô cơ (H+

) làm xúc tác, tạo ra hai monosaccarit là glucose

LACTOSE

Công thức phân tử: C12H22O11

Lactoza (cũng được biết đến như đường sữa) là một đường được chủ yếu

tìm thấy trong sữa, chiếm khoảng 2-8% về khối lượng

Khả năng tiêu hoá lactoza:

Động vật có vú nuôi con bằng sữa Để có thể tiêu hoá lactoza, cần có một enzim gọi là lactaza (β-D-galactozidaza), và enzim này tách phân tử thành hai đơn vị monosacarit của nó là glucoza và galactoza

Tính chất:

- Lactoza (đường sữa) chiếm vị trí hàng đầu trong gluxit của sữa

- Lactoza tồn tại ở hai dạng tự do và liên kế với các protein và các gluxit khác Tỷ lệ lactoza tự do: lactoza liên kết là 8:1

- Lactoza còn tồn tại ở hai dạng α-Lactoza (chiếm 40%) và β-Lactoza (chiếm 60%)

- Độ ngọt của lactoza kém saccaroza 30 lần Độ hòa tan trong nước của latoza cũng kém hơn

- Giá trị dinh dưỡng của đường lactoza không thua đường saccaroza

- Đường lactoza trong dung dịch cũng có hai dạng α và β và liên kết với 1 phân tử nước

- Gia nhiệt đến 100oC không làm thay đổi lactoza Khi gia nhiệt trên 1000C

sẽ xảy ra các biến đổi sau:

SACCAROSE (Saccaroz, Saccarose, Saccharose, Sucrose, Đường mía, Đường củ cải, Đường thốt nốt, Đường cát, Đường kính, Đường phèn, Đuờng phổi)

Saccarozơ là một loại đisaccarit, được tạo ra do hai monosaccarit là glucose và β-fructozơ liên kết với nhau bằng liên kết α-glicozit ở C1 của glucose, hay liên kết β-glicozit ở C2 của fructozơ (Nhóm -OH ở C số 1 của α -glucose với nhóm -OH ở C số 2 của β -fructozơ kết hợp với nhau và loại ra một phân tử H2O,

α-tạo nhóm chức ete -O- mà thành) Saccarozơ là loại đường thường gặp nhất, nó có nhiều trong các cây mía, thốt nốt, củ cải đường…

Saccarozơ hiện diện dạng rắn ở điều kiện thường, không màu, không mùi, có

vị ngọt Saccarozơ nóng chảy ở 184-185˚C, ít tan trong ruợu, tan nhiều trong nước, nước càng nóng càng hòa tan nhiều saccarozơ

Công thức phân tử: C12H22O11

Công thức cấu tạo: Cấu tạo của saccarozơ do nhóm -OH gắn vào C số 1 của

α-glucoz kết hợp với nhóm -OH gắn vào C số 2 của β-fructozơ và loại một phân tử

H2O tạo thành nhóm ete -O- liên kết hai vòng này (liên kết α-glicozit ở C1 của glucoz hay liên kết β-glicozit ở C 2 của β-fructozơ)

Saccarozơ tác dụng với vôi sữa (hỗn hợp Ca(OH)2 - H2O, đục) tạo muối canxi saccarat (Saccarat Calcium) (tan, dung dịch trong) Khí CO2 tác dụng dung dịch canxi saccarat tái tạo saccarozơ (tan) và canxi cacbonat (Carbonat Calcium, CaCO3, không tan) Người ta áp dụng tính chất này để loại các tạp chất như protit, axit hữu cơ…trong quá trình sản xuất đường từ mía

C12H22O11 + Ca(OH)2 + H2O C12H22O11.CaO.2H2O

Saccarozơ Vôi sữa (ít tan, đục) Canxi saccarat (tan, trong)

C12H22O11.CaO.2H2O + CO2 C12H22O11 + CaCO3 + 2H2O

Saccrozơ không mở vòng để tạo nhóm chức aldehyd được (vì nhóm -OH ở C

số 1 của α-glucoz ở dạng ete, không thể mở vòng để tạo nhóm chức aldehyd), nên dung dịch saccarozơ không cho phản ứng tráng gương và không tác dụng với dung dịch Fehling hay Cu(OH)2 trong môi trường kiềm Do đó saccarozơ là loại đường không có tính khử (không là đường khử) Chỉ sau khi thủy phân, có sự tạo glucose

và fructozơ, lúc bấy giờ, dung dịch thu được mới cho được phản ứng tráng gương, cũng như tác dụng được với dung dịch Fehling

1.1.3 Tác dụng của đường

Đường đỏ được làm từ mía Mỗi kg đường đỏ chứa tới 0,9g canxi, 0,1g sắt

và rất nhiều thành phần các nguyên tố vi lượng khác, có tác dụng thúc đẩy quá trình hình thành các tế bào máu

Ngoài ra, nó còn cung cấp cho chúng ta một lượng lớn các vitamin C, B1, B2 và B6 giúp ngăn chặn việc hình thành các khối u cũng như quá trình lão hoá của cơ thể

- Nếu bạn cảm thấy mệt mỏi, sắc mặt không tốt thì hàng ngày hãy uống một cốc nước đường đỏ trước bữa ăn trưa Nếu bệnh nặng hơn có thể uống thêm một cốc vào buổi tối Uống liên tục trong 1 tuần, sức khoẻ của bạn sẽ được phục hồi

- Phụ nữ có thai hay mới sinh nên dùng đường đỏ trong đồ ăn uống hàng ngày

- Người già, người bệnh mới ốm dậy hay những người bị suy nhược cơ thể nên thường xuyên ăn trứng gà luộc bằng nước đường đỏ, rượu nếp với đường đỏ

hoặc trà pha với đường đỏ Tuy nhiên, những người mắc bệnh tiểu đường lại không nên áp dụng phương pháp này

- Nếu bạn bị ong đốt, dùng nước đường đỏ đặc bôi lên chỗ sưng, cảm giác đau sẽ nhanh chóng biến mất

- Trời hanh khô, bạn luôn cảm thấy ngứa ngáy vì da bị mất nước Lấy đường

đỏ pha loãng với nước Dùng dung dịch này để tắm hoặc lau người Da bạn sẽ mềm mại trở lại

1.1.4 Một số tác hại của đường

- Đường gây tăng glucoza trong máu, suy nhược và mệt mỏi

Lượng đường trong máu không ổn định sẽ dẫn tới mệt mỏi, đau đầu và thèm

ăn đường nhiều hơn Sự thèm thuồng đó chuẩn bị cho một chu kỳ nghiện đường mà mỗi khi bạn nạp thêm đường, vào cơ thể bạn sẽ cảm thấy dễ chịu hơn một cách tạm thời Nhưng chỉ một vài giờ sau, bạn lại cảm thấy thèm đường và đói

- Đường làm tăng nguy cơ béo phì, tiểu đường và bệnh tim

Những công trình nghiên cứu trên quy mô lớn đã chỉ ra rằng, càng ăn nhiều các loại thức ăn có hàm lượng glycemic cao (tác động nhanh chóng đến lượng đường trong máu) trong đó có thức ăn chứa đường thì nguy cơ béo phì, tiểu đường, bệnh tim sẽ càng cao và có thể liên quan đến nhiều loại ung thư

- Đường cản trở chức năng miễn dịch của cơ thể

Những nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng đường ảnh hưởng không tốt đến sức đề kháng của cơ thể

- Ăn nhiều đường dễ gây thiếu chất crôm

Nếu bạn ăn quá nhiều đường và các loại thực phẩm giàu hydratcacbon đã qua tinh chế, cơ thể bạn dễ có dấu hiệu thiếu chất khoáng crôm (một trong những chức năng chính của nó là giúp điều hoà lượng đường trong máu) Crôm có nhiều trong các loại thịt, hải sản và thức ăn thực vật Các loại tinh bột đã qua tinh chế và các loại thực phẩm nhiều hydratcarbon khác đã "cướp" mất nguồn cung cấp crôm trong các loại thực phẩm này

- Đường đẩy nhanh quá trình lão hoá

Một phần lượng đường bạn hấp thụ sau khi vào trong máu cũng trở thành protein Những phân tử mới này góp phần làm mất đi tính đàn hồi của các mô đang

bị lão hoá, từ da cho đến các bộ phận và động mạch Càng nhiều lượng đường lưu thông trong máu thì càng đẩy nhanh quá trình lão hoá

- Đường gây sâu răng

Với tất cả những tác động nguy hiểm trên của đường, đôi khi chúng ta quên mất tác hại chủ yếu nhất mà nó gây ra Khi đường bám vào răng, khả năng gây sâu răng của nó cao hơn tất cả các loại thức ăn khác

- Đường dễ gây bệnh răng lợi, từ đó có thể dẫn đến bệnh tim

Việc nhiễm trùng lặp đi lặp lại như nhiễm trùng lợi là một trong những tác nhân thúc đẩy sự phát triển bệnh liên quan đến động mạch vành

- Đường ngăn cản hấp thu các chất dinh dưỡng quan trọng

Ở những người ăn nhiều đường, khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng thiết yếu rất thấp, đặc biệt là vitamin A, vitamin C, vitamin B12, canxi, phốt pho, magiê

và sắt Thật trớ trêu là những người hấp thụ nhiều đường nhất lại là trẻ em và thanh thiếu niên, những cá thể cần đến nhiều chất dinh dưỡng nhất

- Đường gây stress

Lượng đường trong máu tăng cao có thể dẫn đến việc kích thích các hormone gây

ra tình trạng cáu kỉnh, bực bội Vì vậy, tốt nhất là bạn nên học cách kiềm chế trước các đồ

ăn được chế biến từ vị đường ngọt ngào đó

1.2 Các phương pháp xác định đường [3]

1.2.1 Phương pháp Bertrand

Là phương pháp hóa học dùng để định lượng đường khử đều dựa trên khả năng khử các hợp chất khác nhau của chúng Một trong những phương pháp định lượng đường khử chính xác và phổ biến là phương pháp Bertrand Phương pháp này

cho phép định lượng đường chính xác trong khoảng từ 1-40mg

a Nguyên tắc

Phương pháp này dựa trên môi trường kiềm, các đường khử (glucozơ, fructozơ , mantozơ …) dễ dàng khử đồng (II) oxit thành đồng (I) oxit, kết tủa đồng một có màu đỏ gạch, qua đó tính được lượng đường khử

Định lượng đường khử thường dùng thuốc thử fehling

Thuốc khử fehling là hỗn hợp của 2 dung dịch: dung dịch đồng sunfat gọi

là fehling І và dung dịch kiềm của muối seignett (muối kali natri tactrat) gọi là fehling ІІ

Khi trộn hai dung dịch fehling І và fehling ІІ với nhau thì xảy ra phản ứng giữa chúng xảy ra theo hai giai đoạn Đầu tiên tạo kết tủa của đồng hidroxit màu xanh da trời

CuSO4 + 2NaOH =Cu(OH)2 + Na2SO4Sau đó dung dịch Cu(OH)2 tác dụng với muốI Seignett tạo thành muối phức hòa tan, dung dịch có màu xanh thẩm

Muối phức trên là một hợp chất không bền Các đường có chứa nhóm andehit hoặc xeton dễ dàng khử Cu2+

thành Cu1+, tạo ra kết tủa đồng (I) oxit màu đỏ gạch và đường bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch fehling

- Định lượng đồng (I) oxit

Oxit hóa nó bằng Fe2(SO4)3 hoặc bằng amoni sắt kép sunfat trong môi trường acid sunfurit, Cu1+bị oxi hóa trở lại Cu2+

, Fe3+ bị khử Fe2+

- Xác định lượng F2+:

Bằng cách oxi hóa nhờ dung dịch KMnO4 trong môi trường acid:

10FeSO4 +2KMnO4 +8H2SO4 =5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 +K2SO4 +8H2O

Từ lượng KMnO4 tiêu tốn trong chuẩn độ, tính được lượng đồng oxit (I) và hàm lượng đường trong dung dịch

b Hóa chất

- Na2CO3 bão hòa

- Pb(NO3)2, Na2SO4.

- Dung dịch fehling (I): CuSO4.5H2O 4%

- Dung dịch fehling (II)

- Dung dịch Fe2(SO4)3 trong acid sunfurit

- KMnO4 1/30N

c Tiến hành

Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm:

Trường hợp nguyên liệu không chứa quá nhiều tinh bột hay insulin, có thể chiết xuất đường từ nguyên liệu bằng nước Cân và cho vào cối sứ 1g nguyên liệu

hạt hay các mẫu thí nghiệm thực vật khô như cây lá hoăc quả khô…đã được nghiền nhỏ (và sấy khô đến khối lượng không đổi ) Nếu là nguyên liệu tươi thì cân 5-10g Nghiền cẩn thận với bột thủy tinh hay cát sạch và 30ml nước cất nóng 70-800

C, chuyển toàn bộ vào bình định mức dung tích 1000ml Đun cách thủy 70-800C trong 35-40 phút kết tủa protein và các tạp chất bằng dung dịch chì axetat (Pb(C2H2O2)2.3H2O hoặc chì nitrat (Pb(NO3)2 10% Sau đó loại bỏ lượng chì axetat

dư bằng dung dịch Na2SO4 bão hòa, để yên hỗn hợp 10 phút Tiếp đó thêm nước cất tới vạch mức và đem lọc qua giấy lọc vào bình khô Nước lọc đó dùng làm dung dịch thí nghiệm

Trường hợp nguyên liệu chứa quá nhiều tinh bột hay insulin sẽ chiết đường bằng rượu 70-800, đun hỗn hợp cách thủy trong bình cách thủy có lắp ống làm lạnh không khí

Trường hợp nguyên liệu chứa nhiều acid hữa cơ cần chú ý là trong quá trình đun khi chiết, đường saccarozo có thể bị thủy phân một phần Do đó cần xác định riêng đường khử và saccarozo

Tiến hành thí nghiệm:

- Lấy 10ml dung dịch thí nghiệm có chứa khoảng 0,8-40mg đường cho vào

bình nón dung tích 100ml

- Thêm 10ml dung dịch fehling (5ml fehling I và 5ml fehling II )

- Đun sôi hỗn hợp 3 phút tính từ khi xuất hiện bọt nước đầu tiên Sau khi đun

sôi dung dịch vẫn còn màu xanh biếc đặc trưng Nếu dung dịch mất màu hoàn toàn thì chứng tỏ lượng fehling cho vào không đủ oxi hóa lượng đường có trong mẫu lúc

đó ta phải làm lại thí nghiệm

- Để lắng kết tủa lọc vào bình lọc chân không Buchner (qua phễu lọc xốp G4

chuyên dùng để định lượng đường)

- Rửa bình và phiễu lọc bằng nước cất nóng 3-4 lần Chú ý giữ cho phần lớn

kết tủa đồng (I) oxit trên phiễu lọc cũng như ở bình nón luôn được phủ bởi 1 lớp nước nóng

- Hòa tan kết tủa đồng (I) oxit vào bình Buchner bằng cách cho những lượng

nhỏ (5ml) dung dịch sắt (III)sunfat trong môi trường H2SO4 và dùng đũa thủy tinh khuấy thật cẩn thận để hòa tan hoàn toàn kết tủa đồng oxit trên phễu

- Tráng cẩn thận bình và phiễu lọc 3-4 lần bằng nước cất nóng, cho vào bình

nón

- Chuẩn độ dung dịch thu được bằng KMnO4 1/30N cho đến khi xuất hiện

màu hồng nhạt bền khoảng 20-30 giây

- Tính lượng KMnO4 dùng chuẩn độ, sau đó tra bảng suy ra lượng đượng có

trong mẫu Song song làm thí nghiệm đối chứng bằng cách thay dung dịch đường

X: hàm lượng đường khử tính theo %

a: số mg glucozơ tìm được khi tra bảng ứng với số ml KMnO4 1/30N dùng để chuẩn độ mẫu thí nghiệm số ml KMnO41/30N chuẩn độ ở

mẫu đối chứng

V: dung tích bình định mức

V1: lượng dung dịch lấy để xác định đường khử

W: lượng mẫu thí nghiệm

100: hệ số tính chuyển thành %

1000: hệ số đổi gam thành mg

1.2.2 Phương pháp Rozevich

a Nguyên tắc

Phương pháp này dựa trên môi trường kiềm, các đường khử (glucozơ,

fructozơ, mantoz…) dễ dàng khử đồng (II) oxit thành đồng (I) oxit dưới dạng kết

tủa đỏ gạch và qua lượng CuSO4 dư (không tham gia phản ứng) tính được lượng

đường khử Cơ chế của quá trình xảy ra theo các giai đoạn sau:

Đầu tiên tạo kết tủa của đồng hidroxit màu xanh da trời

CuSO4 + 2NaOH =Cu(OH)2 + Na2SO4Sau đó dung dịch Cu(OH)2 tác dụng với muối Seignett tạo thành muối phức

hòa tan, dung dịch có màu xanh thẩm

Muối phức trên là một hợp chất không bền Các đường có chứa nhóm andehit hoặc xeton dễ dàng khử Cu2+ thành Cu1+, tạo ra kết tủa đồng (I) oxit màu đỏ gạch và đường bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch fehling

Lượng CuSO4 dư (không tham gia phản ứng) cho tác dụng với KI trong môi trường H2SO4 sẽ giải phóng ra Iot tự do

CuSO4 + 4KI + H2SO4 = I2 + CuI + 2K2SO4 + H2O

Chuẩn độ lượng iot tạo thành bằng natrithiosunfat (Na2S2O3) chuẩn, qua đó tính được lượng đường khử có trong dung dịch

I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI

b Hóa chất

- Dung dịch felinh (I): 34,64g CuSO4.5H2O

- Dung dịch felinh (II): 173g Seignett + 50g NaOH trong 500ml H2O

- Dung dịch KI 30%

- Dung dịch H2SO4 25%

- Dung dịch Na2S2O3 0,1N

c Tiến hành

Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm:

Giống như phương pháp Bertrand

- Làm nguội, cho thêm vào hỗn hợp 1ml H2SO4 25% và 1ml KI 30%, lắc đều và giữ trong 20 phút

- Chuẩn độ I2 tạo thành bằng Na2S2O3 0,1N Song song làm thí nghiệm đối chứng bằng cách thay dung dịch đường bằng nước cất

a - số ml Na2S2O3 0,1 N dung để chuẩn độ mẫu đối chứng

b - số ml Na2S2O3 0,1N chuẩn độ mẫu thí nghiệm

Phương trình phản ứng tạo màu giữa đường khử và DNS acid:

Acid dinitrosalicylic 3-amino, 5- dinitrosalicylic acid

Hóa chất - nguyên liệu

- Mẫu rau quả chứa đường (rau cải ngọt, dứa)

- Thuốc thử DNS

Cân 5g DNS vào 300ml nước cất vào cốc, hòa tan ở 500C, sau đó cho thêm 5ml dung dịch NaOH 4M Cuối cùng cho thêm 150g muối tartrat kép hòa tan rồi cho vào bình định mức và thêm nước cất đủ 500ml, đựng trong lọ thủy tinh sẫm màu Chuẩn 3 ml thuốc thử DNS bằng HCl 0.1N với chỉ thị phenolphtalein, nếu hết 5-6ml HCl là được

- Dung dịch glucose chuẩn: pha sẵn dung dịch glucose chuẩn 10 mg/ml (bảo quản tủ lạnh vài ngày)

e Tiến hành

Chiết xuất đường trong thực vật

- 5g rau cải ngọt → nghiền nhỏ → cho vào becher 100ml + 10ml cồn 900→ đun cách thủy (sôi 3 lần) → khuấy đều bằng đũa thủy tinh → để nguội → lọc (chỉ gạn lấy phần trong)

- Cho tiếp 10ml cồn 800 vào cốc đựng bã, khuấy đều, đun sôi 2 lần trên nồi đun cách thủy→ Để nguội → lọc (lặp lại 2 lần)

- Đưa phần bã lên lọc và rửa bằng rượu nóng (800)

- Rượu qua lọc được cho bay hơi ở trong phòng hoặc trên nồi cách thủy đun nhẹ Sau khi cho bay hơi rượu, mẫu có thể để lâu trong bình hút ẩm

- Cặn khô trong cốc được pha loãng thành thể tích V = 50ml với nước cất

ta được dung dịch đường gốc Pha loãng dung dịch đường gốc với một hệ số pha loãng n thích hợp

d Dựng đường chuẩn và xác định hàm lượng đường

- Cho vào 6 ống nghiệm sạch với các chất có thể tích như bảng sau:

- Từ các ống nghiệm trên lấy 1ml ở mỗi ống vào 6 ống nghiệm khác và thêm vào mỗi ống 3ml thuốc thử DNS

- Đun sôi đúng 5 phút (có đậy nút)

- Làm lạnh đến nhiệt độ phòng

- Đo mật độ quang ở bước sóng 540nm với mẫu trắng pha từ ống đối chứng

Vẽ đường chuẩn glucose với trục tung là mật độ quang (OD540nm), trục hoành

là nồng độ glucose Tìm phương trình biểu diễn đường chuẩn dạng y = ax + b với y =OD540nm; x = [glucose] (mg/ml) và hệ số tương quan R2 nhờ phần mềm Excel

- Tương tự hút 1 ml dung dịch đường pha loãng X cho vào ống nghiệm, thêm 3ml DNS, đun sôi 5 phút Sau khi để nguội đo mật độ quang (OD), sử dụng mẫu trắng ở trên

Chú ý: tiến hành các mẫu dựng đường chuẩn và mẫu thí nghiệm đồng thời

g Tính kết quả

- Từ phương trình đồ thị đường cong chuẩn tính được X mg/ml đường khử trong dung dịch đường pha loãng

- Nhân với hệ số pha loãng n để được lượng đường trong 1ml dung dịch gốc

- Chọn hệ số pha loãng n sao cho OD nằm trong giới hạn đường chuẩn

- Tính hàm lượng đường trong nguyên liệu (mg/g) = X x n x V/m

V : thể tích dịch đường gốc (ml)

m : khối lượng mẫu cân (g)

1.2.4 Định lượng saccarose theo phương pháp thủy phân bằng axit

a Nguyên tắc

Khi thủy phân dung dịch saccarose bằng axit ta được hỗn hợp của 2 đường khử là glucose và fructose Định lượng đường khử tạo thành cho phép tính được lượng saccarose trong mẫu thí nghiệm

C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6

(saccarose) (glucose) (fructose)

b Hóa chất

- Dung dịch HCl 5%

- Dung dịch NaOH 5% hoặc dung dịch Na2CO3 bão hòa

- Metyl đỏ 0,02% (0,02g metyl đỏ trong 60ml rượu etylic và 40ml nước cất) Các thuốc thử dùng để xác định đường khử theo Bertrand

c Tiến hành

- Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm như phương pháp Bertrand

- Lấy 10ml dung dịch mẫu thí nghiệm (đã loại bỏ protein) cho vào bình nón 250ml

- Cho thêm 5ml dung dịch HCl 5%

- Đun cách thủy hỗn hợp có ống làm lạnh bằng không khí trong 30 - 40 phút, làm nguội nhanh

- Trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch Na2CO3 bão hòa đén pH 6,5-7 với chỉ thị metyl nhỏ giọt

- Thêm từng giọt kiềm vào cho đến khi dung dịch chuyển từ đỏ sang vàng

- Xác định lượng đường bằng phương pháp Bertrand

Chú ý: Khi xác định saccarose là dịch chiết bằng nước có thể kết quả sẽ bị

sai khác bởi vì có một số polisaccarit cao phân tử khác cũng chuyển vào dịch chiết

một phần hay hoàn toàn Trong quá trình thủy phân những chất này cũng tạo thành các monosaccarit Do đó, có thể chiết đường bằng cồn sao cho nồng độ của cồn trong dung dịch đạt 75 – 80%

b Thiết bị

Để tiến hành thử, sử dụng các thiết bị sau:

- Phân cực kế có đèn natri hoặc đèn thủy ngân xanh, có giá trị vạch chia thang đo không lớn hơn 8,7266.10-4

rad

- Ống đo phân cực có chiều dài 2dm có vỏ giữ nhiệt

- Cân phân tích có giới hạn cân lớn nhất 200g có sai số cho phép không lớn hơn 0,001g

- Nồi thủy tinh có điều chỉnh nhiệt độ đến 800C

- Cốc bền hóa, dung tích 200ml

- Bình định mức, dung tích 50 và 100ml

- Ống đong định mức, dung tích 100ml

- Pipet, dung tích 40 hoặc 20ml

- Pipet chia độ, dung tích 5ml