xác định glucose và fructose từ quá trình đồng phân hóa glucose bằng hplc xác định hàm lượng đường glucose và fructose trong nguyên liệu mía bằng phương pháp sắc ký trao đổi anion

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN PHÂN TÍCH THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:
XÁC ĐỊNH GLUCOSE VÀ FRUCTOSE TỪ QUÁ
TRÌNH ĐỒNG PHÂN HÓA GLUCOSE BẰNG HPLC
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG GLUCOSE VÀ
FRUCTOSE TRONG NGUYÊN LIỆU MÍA BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ TRAO ĐỔI ANION
GVHD: Nguyễn Đức Vượng
Lớp : DHPT6LT
Nhóm : 06
Danh sách nhóm
1. Hoàng Duy Hào
2. Nguyễn Thị Thu Hoài
3. Nguyễn Ngọc Hoàng
4. Trương Thắng Hồi
5. Lê Minh Hiếu
6. Phan Huỳnh Tuấn Khoa
7. Phan Thanh Phú
8. Trần Văn Trình
9. Nguyễn Minh Tú
XÁC ĐỊNH GLUCOSE VÀ FRUCTOSE TỪ QUÁ TRÌNH
ĐỒNG PHÂN HÓA GLUCOSE BẰNG HPLC
1. Giới thiệu chung về glucid
2.Vài nét về glucose và fructose
3. Phương pháp xác định
4. Xác định glucose và fructose từ quá trình đồng phân hóa
glucose bằng phương pháp HPLC với đầu dò UV
Giới thiệu chung về glucid

1. Tổng quan về glucid:
Lượng glucid trong các nguyên liệu thực vật và động vật rất khác nhau.
Trong thực vật, glucid là thành phần chủ yếu, chiếm tới 85-90% trọng
lương chất khô. Đường và tinh bột được chứa bên trong các tế bào còn
non, còn ở thành tế bào thì có các polysacchrid như cellulose,
hemicellulose, protopectin
Trong các thực phẩm động vật, thường lượng glucid lại rất ít (thường không
vượt quá 2% so với lượng chất khô). Thịt và trứng có rấi ít glucid, chỉ cá,
sữa là tương đối nhiều hơn.
Nguồn glucid mà thực phẩm cung cấp cho con người chủ yếu lấy từ thực
vật
Glucid có bản chất hóa học là polyhydroxy aldehyde hoặc polyhydroxy
ketone. Đa số các glucid có công thức tổng quát là (C
m
(H
2
O)
n
). Ngoài ra
còn có một số loại glucid đặc biệt, trong cấu trúc của chúng ngoài C, H,
O còn có thêm S, N, P.
Phân loại glucid
1. Theo cấu trúc hóa học:
-Đường đơn (Mono saccharides): đường có 6 carbon phổ biến như đường
Glucoza, đường Fructoza, đường Galactoza
-Đường kép (Disaccharides): phổ biến như sucroza, lactoza, mantozo…
-Đường đa (Polysaccharides): tinh bột, glycogen và cellulozo
Hoặc ta có thể chia làm hai nhóm:
- Nhóm oza gồm các loại đường trực tiếp khử oxy do có nhóm andehyt hay
xeton tự do trong phân tử. VD: glucoza, fructoza, latoza

- Nhóm ozit, không trực tiếp khử oxy do có nhóm aldehyt và xeton ở dưới
dạng kết hợp với nhóm chức khác khi thủy phân cho hai hoặc nhiều oza.
VD: tinh bột, saccaroza…hoặc khi thủy phân ngoài các oza còn cho các chất
không phải oza. VD: glucozit. Những glucozit không có giá trị về dinh
dưỡng, mà là những chất có tính chất dược lý dùng làm thuốc chữa bệnh:
hoặc là các chất độc.
Phân loại glucid
2. Theo tính chất:
Glucid tinh chế: đây là các Glucid đã thông qua nhiều mức làm
sạch và loại bỏ tối đa các chất thô kèm theo. Tỉ lệ các Glucid tinh
chế trong thực phẩm càng cao, thực phẩm càng dễ tiêu hóa và
nhanh chóng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho cơ thể.
Glucid tinh chế cao có trong sản phẩm đường, bánh kẹo…
Glucid bảo vệ: thuộc nhóm này là các Glucid thực vật dưới dạng
tinh bột có kèm theo lượng Cellulo không ít hơn 0.4%, ví dụ như
khoai tây, ngũ cốc nguyên hạt. Nhóm Glucid này chậm tiêu và rất ít
được sử dụng để tạo mỡ.
Vai trò của glucid
Glucid có vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống:
• Tham gia mọi hoạt động sống của tế bào.
• Là nguồn chất dinh dưỡng dự trữ dễ huy động, cung cấp chủ yếu
các chất trao đổi trung gian và năng lượng cho tế bào.
• Tham gia vào cấu trúc của thành tế bào thực vật, vi khuẩn; hình
thành bộ khung (vỏ) của nhóm động vật có chân khớp.
• Tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất quan trọng như:
AND, ARN…
Đối với công nghệ thực phẩm, vai trò của glucid cũng đa dạng và
vô cùng quan trọng:
• Là chất liệu cơ bản, cần thiết và không thể thiếu của ngành sản
xuất lên men: rượu, bia, bột ngọt, acid amin, vitamin, kháng sinh. -

Tham gia tạo cấu trúc, hình thù, trạng thái và chất lượng cho các loại
sản phẩm thực phẩm
Vai trò của glucid
• Tạo kết cấu:
Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi cho thực
phẩm: tinh bột, thạch, pectin trong miến, mứt quả, kem, giò lụa… - Tạo
kết cấu đặc thù của một số loại thực phẩm: độ phồng nở của bánh phồng
tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, vị chua cho sữa…
• Tạo chất lượng
Chất tạo ngọt cho thực phẩm (các đường) - Tham gia tạo màu sắc và
hương thơm cho sản phẩm (đường trong phản ứng caramen hoá,
melanoidin…) - Tạo ra các tính chất lưu biến cho sản phẩm thực phẩm:
độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo… - Có khả năng giữ được các chất
thơm trong sản phẩm thực phẩm - Tạo ẩm cũng như làm giảm hoạt độ
nước làm thuận lợi cho quá trình gia công cũng như bảo quản
Vài nét về glucose và fructose
1. D-Glucose
2. D-Fructose
D-Glucose
Đây là loại monosaccharid phổ biến ở động vật và thực vật. Nó
có nhiều trong nho chín nên còn được gọi là đường nho.
Trong dung dịch, D-glucose ở dạng pyranose. Dễ bị lên men bởi
nấm men.
D- glucose là thành phần cơ bản cấu tạo nên nhiều loại
polysaccharid: tinh bột, glycogen, cellulose,….
CHO
C OHH
C HHO
C OHH
C OHH

CH
2
OH
D - glucose
O
H
HO
H
OH
OH
H
H
H
CH
2
OH
OH
O
H
HO
H
OH
OH
H
H
H
CH
2
OH
OH

β − D- Glucose
α − D- Glucose
D-Fructose
Đây là loại monosacharid phổ biến ở thực vật. Nó có nhiều
trong quả và mật hoa. D-Fructose có khả năng làm quay mặt phẳng
ánh sáng phân cực sang trái nên còn được gọi là levulose. Khi khử
fructose tạo thành sorbitol và manitol.
D-Fructose thường tồn tại dưới dạng furanose, dễ bị lên men bởi
nấm men…
CH
2
OH
C O
C HHO
C OHH
C OHH
CH
2
OH
D - Fructose
O
CH
2
OH
H
H
OH
H
OH
CH

2
OH
OH
α −
D- Fructose
O
CH
2
OH
H
H
OH
H
OH
OH
CH
2
OH
β −
D- Fructose
S đ ng phân hóa glucoseự ồ
Phản ứng lên men là một phản ứng hóa học với những enzyme đóng vai trò là
những chất xúc tác sinh học. Theo Shuler & Kargi (1992). Dưới những điều kiện
xung quanh, sự hiện diện của enzyme dẫn đến kết quả là tốc độ trong những
phản ứng bậc cao hơn cũng như phản ứng hóa học. Vai trò của xúc tác enzym
trong hóa hữu cơ và công nghệ sinh học đã tăng lên rất nhiều trong thập niên
trước.
Sự đồng phân hóa của D-Glucose thành D-Fructose bằng cách các đồng phân
glucose được giữ cố định là một trong những ví dụ về phản ứng lên men. Phản
ứng này là một phản ứng thuận nghịch và là quá trình quan trọng của công

nghiệp để sản xuất đường fructose hiệu năng cao (HFS) với ít nhất là 50%
glucose chuyển thành fructose.
Ph ng pháp xác đ nhươ ị
1. Vài nét về phương pháp HPLC
2. Pha tĩnh, pha động
3. Kết quả của phương pháp
4. Kết luận
Vài nét v s c kíề ắ
Sắc kí là một họ các kỹ thuật hóa h c phân tích ọ dùng để tách
các chất trong một hỗn hợp. Nó bao gồm việc cho mẫu chứa chất
cần phân tích trong "pha động", di chuyển qua "pha tĩnh." Pha tĩnh
trì hoãn sự di chuyển của các thành phần trong mẫu. Khi các thành
phần này di chuyển qua hệ thống với tốc độ khác nhau, chúng sẽ
được tách khỏi nhau theo thời gian. Một cách lí tưởng, mỗi thành
phần đi qua hệ thống trong một khoảng thời gian riêng biệt, gọi là
"thời gian lưu.“
Lý thuy t s c ký:ế ắ
Sắc kí là kỹ thuật phân tích chất khai thác sự khác biệt trong
phân bố giữa pha động và pha tĩnh để tách các thành phần trong
hỗn hợp. Các thành phần của hỗn hợp có thể tương tác với pha tĩnh
dựa trên điện tích, độ tan tương đối và tính hấp phụ.
Mức lưu giữ
Mức lưu giữ đo tốc độ một chất di chuyển trong hệ thống sắc kí.
Ở các hệ thống liên tục như HPLC hay GC mà các hợp chất được
chiết xuất bởi chất chiết xuất, mức lưu giữ được đo bằng thời gian
lưu R
t
hay t
R
, khoảng thời gian giữa tiêm và phát hiện. Ở các hệ

thống ngắt quãng như TLC, mức lưu giữ được đo bằng hệ số lưu
R
f
, quãng đường di chuyển của hợp chất chia cho quãng đường di
chuyển của chất chiết xuất (chạy nhanh hơn hợp chất cần phân
tích).
Mức lưu giữ của một chất thường khác nhau đáng kể giữa các thí
nghiệm và phòng thí nghiệm do dao động của chất chiết xuất, pha
tĩnh, nhiệt độ và thiết kế của thí nghiệm. Vì vậy điều quan trọng là
phải so sánh mức lưu giữ của hợp chất muốn khảo sát với một hoặc
nhiều hợp chất chuẩn trong cùng điều kiện.
Vài nét v s c kíề ắ
S c kí l ng hi u năng cao (HPLC)ắ ỏ ệ
Là phương pháp chia tách trong đó pha động là chất lỏng còn pha tĩnh chứa
trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc một chất lỏng
đã phủ lên một chất mang rắn hay là một chất mang đã được biến đổibằng liên
kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ. Qúa trình sắc kí lỏng dựa trên cơ chế hấp
phụ, phân bố, trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ (rây phân tử)
Hóa chất và thiết bị
1.Hóa chất:
● D-Glucose ( G) và D-Fructose( F)
● MgSO4.7H2O
● 12g glucose đồng phân được giữ cố định (IGI) của S.murinus,
những hạt nhỏ hình dạng ống, màu nâu, đường kính 0,3-1,0mm thì
có 350 IGIU/g hoạt động.
● Nước được khử ion và acetonitril
● Dung dịch chuẩn được chuẩn bị bằng cách sau: với 2g/100ml
của G và F được pha loãng với nước cất và lọc qua bộ lọc Nylon
0,2μm trước khi đem phân tích bằng HPLC.
Hóa chất và thiết bị

2.Thiết bị
Hệ thống HPLC trong nghiên cứu này là : 1 Agilent 1100 với
bảng điốt của detector UV phát hiện ở 195nm với t
0
là 30
0
C, tốc độ
dòng 0,6ml/phút và tốc độ tiêm mẫu 20μL.
Cột được dùng là cột Supelco Kromasil NH
2
( 250nm × 4,5μm)
Tỷ lệ acetonitril và nước khử ion được dùng với tỉ lệ 80% : 20%.
Một cột bảo vệ được gắn với đầu vào của cột Kromasil để ngăn
ngừa sự tắc nghẽn.
K t qu ế ả
Conc. Area [mAU.s]
[g/100ml
]
Fru Glu
0 0 0
0.5 2101 721
1 5329 1939
1.5 8532 3080
2 12019 4410
R.time 14.2 16.3
Bảng 1 cho thấy thời gian lưu trữ t
R
và lượng ( mAUs) của glucose và
fructose bằng phương pháp HPLC-UV tại các nồng độ khác nhau trên
một cột Kromasil NH

2

Từ bảng 1 ta có thể xác nhận rằng fructose(chủ yếu) và glucose có thể
được xác định bằng cách sử dụng detector UV. Thời gian lưu của
fructose là 14,2 phút và glocose là 16,25 phút
Table 1. The retention time t
r

(min) and the area (mAUs) of
glucose and fructose by HPLC-
UV at different concentrations
on a Kromasil NH
2
column
K t quế ả

Đồ thị của lượng glucose và fructose tại các khoảng nồng độ cụ thể.
Những giá trị của R
2
(cho) cả fructose và glucose xác nhận rằng những
kết quả thống kê này đáng tin cậy.
Kết quả
Hình trên là kết quả dùng HPLC tách được fructose và
glucose bằng cách sử dụng cột Kromasil ở nồng độ 0,5%
với detector UV
Kết luận
Từ nghiên cứu trên có thể cho ta kết luận rằng fructose và
glucose có thể được xác định bằng phương pháp HPLC sử dụng
detector UV (195nm) với dung môi acetonitril và nước tỷ lệ 8:2.
Tài liệu tham khảo

[1]. Modern Applied Science_www.ccsenet.org/journal.html_Vol.2,
No.4 July 2008_ Determination of Glucose and Fructose from
Glucose Isomerization Process by High-performance Liquid
Chromatography with UV Detection.
[2]. />[3]. />=0&alpha=C
[4]. />%C6%A0ng-v-s%E1%BB%B0-Chuy%E1%BB%82n-HoA-c
%E1%BB%A6a-Glucid .
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG GLUCOSE
VÀ FRUCTOSE TRONG NGUYÊN LIỆU MÍA BẰNG PHƯƠNG
PHÁP SẮC KÝ TRAO ĐỔI ANION

Phạm vi áp dụng

Nguyên tắc

Thiết bị

Hoá chất

Cách tiến hành

Tính toán kết quả
PH M VI ÁP D NGẠ Ụ
Xác định hàm lượng đường glucose và fructose của
nguyên liệu mía giới hạn phát hiện từ 0.080% – 0.25%