III. ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN
III.1. Xác định vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iod
Ứng dụng của kĩ thuật chuẩn độ oxi hóa – khử trong công nghiệp thực phẩm.
III.1.1. Cơ sở của phương pháp
Chuẩn độ là một kĩ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm. Mó cho phép nhà sản xuất thực phẩm có thể xác định chất lượng của chất nền trong mẫu thực phẩm. thí dụ, nó có thể được sử dụng để đánh giá hàm lượng muối hoặc đường có trong sản phẩm hoặc xác định nồng độ của vitamin C hoặc E mà chúng có thể ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Chất cần phân tích là chất mà nồng độ/hàm lượng của nó cần được xác định. Việc này được thực hiện bằng cách sử dụng chất chuẩn độ, thường là một dung dịch có nồng độ chính xác đã biết được lấy với thể tích cực kì chính xác. Chất chuẩn độ được thêm vào dung dịch chất phân tích bằng buret.
Chuẩn độ oxi hóa – khử (REDOX): phản ứng oxi hóa – khử được sử dụng trong chuẩn độ oxi hóa – khử giữa tác nhận oxi hóa bị khử bởi tác nhân khử hoặc ngược lại
Chuẩn độ oxi hóa – khử (REDOX): Được sử dụng để xác định hàm lượng của chất oxi hóa hoặc chất khử trong một dung dịch. Khi thực hiện chuẩn độ oxi hóa – khử, chất oxi hóa hoặc chất khử được sử dụng với vai trò như là chất chuẩn độ so với các chất khác. Mục đích của chuẩn độ này là xác định sự dịch chuyển electron từ chất này sang chất khác, giống như một phản ứng oxi hóa- khử, để xác định chất khử hoặc chất oxi hóa. Điểm cuối của phép chuẩn độ có thể được xác định bằng sự thay đổi màu của chất chỉ thị hoặc sử dụng potentiometer. Có rất nhiều ứng dụng của chuẩn độ oxi hóa khử trong hóa học, dược, phân tích môi trường, nông nghiệp.
Vitamin C (ascorbic acid) là một chất oxi hóa cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng của con người. sự thiếu hụt vitamin C có thể dẫn đến một căn bệnh được gọi là scurvy, được đặc trưng bởi sự bất thường ở xương và răng. Nhiều loại trái cây và rau quả chứa nhiều vitamin C nhưng quá trình nấu nướng sẽ phân hủy vitamin, vì vậy trái cây có múi và nước ép của chúng là nguồn cung cấp acid ascorbic chính cho con người.
Một phương pháp phổ biến để xác định hàm lượng vitamin C trong thực phẩm là sử dụng phương pháp chuẩn độ oxy hóa – khử. Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử tốt hơn phương pháp chuẩn độ acid-baz trong trường hợp này bởi vì trong quá trình chuẩn độ phải cho thêm acid vào mẫu vật, nhưng một số acid sẽ cản trở sự oxy hóa acid ascorbic bởi iod.
Triiođua oxy hóa vitamin C tạo acid dehydroascorbic:
C6H8O6 + I3- + H2O C6H6O6 + 3I- + 2H+
Khi vitamin C còn hiện diện trong dung dịch, thì triiođua được chuyển thành ion iođua rất nhanh chóng. Tuy nhiên, khi tất cả vitamin C đã bị oxy hóa, thì iod và triiođua sẽ hiện diện trong dung dịch và phản ứng với tinh bột tạo nên một hỗn hợp màu xanh đen. Màu xanh đen là điểm dừng cho phản ứng chuẩn độ.
Quy trình chuẩn độ này thích hợp trong việc kiểm tra hàm lượng vitamin C trong viên thuốc vitamin C, nước ép quả, và trái cây tươi, đông lạnh hoặc trái cây đóng gói và rau
quả. Phương pháp chuẩn độ có thể thực hiện chỉ sử dụng dung dịch iod và không dùng iodate, nhưng dung dịch iodate ổn định hơn và cho kết quả chính xác hơn.
III.1.2. Quy trình xác định hàm lượng vitamin C có trong mẫu thực phẩm:
a) Mục đích:
Mục đích của thí nghiệm này là xác định hàm lượng vitamin C trong các mẫu thử, như nước ép quả.
b) Quy trình thực hiện:
Chuẩn bị dung dịch:
Dung dịch chỉ thị 1% tinh bột:
1. Cho 0,5 g tinh bột hòa tan vào 50 ml nước cất nóng gần sôi.
2. Hòa tan hoàn toàn và để dung dịch nguội trước khi sử dụng. (không phải lúc nào cũng là dung dịch hồ tinh bộ 1%, dung dịch 0,5% cũng tốt).
Dung dịch iod:
1. Hòa tan 5 g KI và 0,268 g KIO3 trong 200 ml nước cất.
2. Thêm 30 ml acid sunfuric 3 M.
3. Cho dung dịch này vào ống đong 500 ml và pha loãng dung dịch bằng nước cất đến vạch định mức 500 ml.
4. Hòa tan dung dịch hoàn toàn.
5. Cho dung dịch vào becher 600 ml.
Ghi nhãn trên becher là “dung dịch iod”.
Dung dịch vitamin C chuẩn:
1. Hòa tan 0,250 g vitamin C (acid ascorbic) trong 100 ml nước cất.
2. Dùng nước cất pha loãng thành dung dịch 250 ml bằng bình định mức. Ghi nhãn trên bình là “dung dịch vitamin C chuẩn”.
Tiêu chuẩn hóa các dung dịch:
1. Thêm 25,00 ml dung dịch chuẩn vitamin C vào bình erlen 125 ml.
2. Thêm 10 giọt dung dịch hồ tinh bột 1 %.
3. Rửa sạch buret với một lượng nhỏ dung dịch iod và sau đó cho dung dịch iod vào buret. Ghi lại vạch thể tích dung dịch ban đầu trong buret.
4. Chuẩn độ dung dịch cho đến điểm dừng phản ứng, khi bạn thấy dấu hiệu đầu tiên của màu xanh dương bền trong 20 giây khi bạn lắc đều dung dịch.
5. Ghi nhận vạch thể tích dung dịch iod trên buret. Lượng iod đã dùng cho chuẩn độ chính là thể tích dung dịch iod ban đầu trừ đi dung dịch sau chuẩn độ.
6. Làm lại thí nghiệm chuẩn độ ít nhất 2 lần. Các kết quả chấp nhận sai khác 0,1 ml.
Chuẩn độ vitamin C:
Tiến hành chuẩn độ các mẫu thí nghiệm tương tự quá trình chuẩn độ dung dịch vitamin C chuẩn. Nhớ ghi nhận lại thể tích dung dịch iod ban đầu và sau khi chuẩn độ cho đến khi xuất hiện điểm dừng làm thay đổi màu dung dịch.
c) Chuẩn độ trên các mẫu:
Chuẩn độ các mẫu nước ép quả:
1. Cho 25,00 ml nước ép quả vào erlen 125 ml.
2. Chuẩn độ cho đến khi xuất hiện điểm dừng phản ứng. (Cho dung dịch iod cho đến khi màu xanh xuất hiện bền trong 20 giây)
3. Lặp lại chuẩn độ cho đến khi có 3 kết quả sai số 0,1 ml.
Chuẩn độ nước chanh:
Chanh dễ dùng cho thí nghiệm chuẩn độ vì chứa nhiều vitamin C.
1. Cho 10,00 ml nước chanh vào erlen 125 ml.
2. Chuẩn độ cho đến khi được 3 kết quả dung dịch iod sai số 0,1 ml.
Các mẫu khác:
- Viên thuốc vitamin C – hòa tan viên thuốc vào khoảng 100 ml nước cất. Cho thêm nước cất vào để thành dung dịch 200 ml trong 1 ống đong.
- Nước ép quả - lọc nước ép quả bằng giấy lọc hay miếng vải thưa để tách bã và hạt, bởi vì chúng có thể làm nghẹt trong các vật dụng thí nghiệm bằng thủy tinh.
- Nước ép quả đóng hộp – cũng phải đem lọc.
- Trái cây và rau quả - Xay nhỏ 100 gam với 50 ml nước cất. Lọc dung dịch. Thấm ướt giấy lọc bằng vài ml nước cất. Thêm nước cất để thu dung dịch 100 ml trong bình định mức.
Chuẩn độ các mẫu này tương tự như mẫu nước quả trên.
III.1.3. Tính toán nồng độ vitamin C:
Các phép tính chuẩn độ:
1. Tính toán thể tích dung dịch iod dùng cho mỗi mẫu. Tính trung bình các mẫu:
Thể tích trung bình = thể tích tổng cộng / số lần tiến hành thí nghiệm chuẩn độ 2. Xác định thể tích iod chuẩn độ cho dung dịch vitamin C chuẩn:
Nếu bạn có trung bình 10,00 ml dung dịch iod phản ứng với 0,250 g vitamin C, thì có thể xác định hàm lượng vitamin C trong mẫu. Ví dụ, nếu có 6,00 ml dung dịch iod phản ứng với nước quả:
10,00 ml dung dịch iod / 0,250 g vitamin C = 6,00 ml dung dịch iod / X ml vitamin C 40,00 X = 6,00
X = 0,15 g vitamin C hiện diện trong mẫu thử.
3. Ghi nhớ thể tích của mẫu, để có thể làm phép tính khác, như g/l. Ví dụ, đối với 25 ml nước quả:
0,15 g / 25 ml = 0,15 g / 0,025 l = 6,00 g/l vitamin C trong mẫu thử.