KTCL tieu dung phân tích thực phẩm

1. Đại cương về protid
o Protid là thành phần quan trọng nhất của cơ thể sinh vật. Protid có chứa trong

nguyên sinh chất và trong nhân của tế bào động vật và thực vật. Protid gắn liền với
sự sống, ở đâu có sự sống là có protid.
o Về phương diện hóa học, protid là những hợp chất hữu cơ mà thành phần cấu tạo
gồm cacbon (~52%), oxy (~22%), hydro (~6,8%), nitơ (~16%) và một lượng nhỏ
lưu huỳnh và photpho.
o Protid bao gồm các axit amin và những hợp chất (peptit, protein) khi thủy phân
cho một hoặc nhiều loại axit amin.
o Còn protein là những protid khác (không có dây nối speptit) chia thành
homoprotein khi thủy phân cho các axit amin, và heteroprotein là hợp chất của axit
amin và các chất phi protein.


1.1 Vai trò của protid trong dinh dưỡng người

Protid cần thiết cho chuyển hóa bình thường của các chất dinh dưỡng khác nhau.
Đặc biệt là các vitamin và chất khoáng. Protid tạo nên áp lực keo của máu và duy trì áp
lực keo ở mức độ nhất định. Ở những người bị bỏng, xơ gan, thiếu dinh dưỡng, thận hư
nhiễm mỡ... việc cung cấp protid của cơ thể không đủ nhu cầu dẫn đến các rối loạnbệnh
lý nghiêm trọng. Protid tham gia vào việc duy trì thăng bằng kiềm toan trong cơ thể.
a) Protid là yếu tố tạo hình chính : nó là thành phần cấu tạo chủ yếu của nhân và nguyên
sinh chất của tế bào. Một số protid đặc hiệu tham gia vào thành phần các cơ bắp, máu,
bạch huyết, hormon, men, kháng thể. Do vai trò này, protid có liên quan đến mỗi chức
năng sống của cơ thể (tuần hoàn, hô hấp, sinh dục... hoạt động thần kinh và tinh thần). Ở
cơ thể bình thường, chỉ có mật và nước tiểu không chứa protid.
b) Protid tham gia vào hầu hết các chức năng sống của cơ thể: Protid cần thiết cho
chuyển hóa bình thường của các chất dinh dưỡng khác nhau. Ðặc biệt là các vitamin và
chất khoáng.
- Protid giữ vai trò quyết định để duy trì sụ hằng định của nội môi. Protid tạo nên áp lực

kéo của máu và duy trì áp lực keo ở mức độ nhất định. Ở những người bị bỏng, xơ gan,
thiếu dinh dưỡng, thận hư nhiễm mỡ... việc cung cấp protid của cơ thể không đủ nhu cầu
dẫn đến các rối loạn bệnh lý nghiêm trọng.
- Protid tham gia vào việc duy trì thăng bằng kiềm toan trong cơ thể.
c) Protid kích thích sự thèm ăn, vì thế nó giữ vai trò chính để tiếp nhận các chế độ ăn
khác nhau.
d) Protid là chất bảo vệ của cơ thể vì nó có mặt ở cả ba hàng rào của cơ thể là: da, huyết
thanh hoặc bạch huyết và các tế bào miễn dịch.
e) Cung cấp năng lượng:
Ngoài nhiệm vụ cấu tạo cơ thể, protid còn là nguồn cung cấp năng lượng. Trong cơ thể,
1gam protid sau khi đốt cháy hoàn toàn sẽ cung cấp cho cơ thể 4 Kcal.
1.2 Giá trị dinh dưỡng của protid
- Các protid cấu thành từ các acid amin. Các acid amin kết hợp với nhau theo tỉ lệ nhất
định sẽ tạo nên các protid khác nhau: giá trị sinh học và dinh dưỡng của các loại protid


phụ thuộc vào sự cân đối của các acid amin, mà sự cân đối “hợp lý” này lại do thành
phần acid amin của cơ thể người quyết định. Không có loại thực phẩm nào có thành phần
các acid amin hoàn toàn giống với các thành phần acid amin của cơ thể.
- Do đó, để đáp ứng nhu cầu cơ thể CẦN PHỐI HỢP CÁC LOẠI PROTID THỨC ĂN để
có thành phần acid amin cân đối nhất. Có 8 loại acid amin cơ thể người không thể tổng
hợp được, hoặc tổng hợp với một lượng rất ít. Đó là Leucin, Isoleucin, Lysin,
Tryptophan, Phenylalanin, Valin, Treonin và Methionin. Ngoài ra, đối với cơ thể trẻ em
còn phải kể thêm Histidin và Arginin. Người ta gọi chúng là các acid amin cần thiết. Một
Protein có giá trị dinh dưỡng cao là loại protein có đủ các loại acid amin cần thiết với một
tỷ lệ cân đối và ngược lại. Thường thì chất lượng các loại protid nguồn gốc động vật cao,
còn nguồn gốc thực vật thấp hơn.

2. Phân tích đạm toàn phần
2.1 Định nghĩa

 Trong thực phẩm, những hợp chất có chứa nitơ thường ở dưới dạng protit, acid amin,

peptit…ngoài ra còn có một số chất khác như: amit, muối amoni…
 Xác định hàm lượng nitơ toàn phần là xác định hàm lượng N trong tất cả các
hợp chất có chứa nitơ.
2.2 Các phương pháp phân tích đạm toàn phần
2.2.1 Phương pháp Kjendalh
a. Nguyên tắc
Các chất protid được vô cơ hóa bằng axit sunfuric đậm đặc (H 2SO4 đ).
Làm xúc tác cho quá trình vô cơ hóa là đồng sunfat, H 2O2, thủy ngân, selen, kali
pemanganat và các hỗn hợp khác.
• Dùng kali sunfat hay natri sunfat để làm tăng nhiệt độ sôi của acid sunfuric, đẩy
nhanh quá trình oxi hóa.
• Sản phẩm của sự vô cơ hóa protid là amoniac:
•
•

CxHyOzNt + O2(KK)

•

Kỹ thuật chuẩn độ ngược:

NH3↑ + SO2↑ + CO2↑ +H2O


NH3↑ vừa mới sinh ra tác dụng ngay với H2SO4 đđ
2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
Dùng kiềm mạnh đẩy (NH4)2SO4 ra dạng tự do:
2NaOH đđ + (NH4)2SO4 → 2NH3 + Na2SO4 + H2O

Cất NH3, dùng H2SO4 0,1N (đã biết trước thể tích) để hấp phụ NH3 + Chuẩn lượng
H2SO4 0,1N dư bằng NaOH 0,1N
Từ lượng NaOH 0,1N tiêu tốn tính lượng Nitơ
Kỹ thuật chuẩn độ thế:
NH4OH + H3BO3 → NH4H2BO3 → chuẩn dộ dd bằng HCl với sự có mặt của chỉ thị
tashiro.
Điểm cuối chuẩn độ khi dd chuyển từ xanh lục sang xám bẩn
NH4OH + H3BO3 → NH4H2BO3 + H2O
•

NH4H2BO3 + HCl → NH4Cl +H3BO3
b. Dụng cụ - hóa chất
Dụng cụ
- Bình phá mẫu
- Bếp đun
- Bộ chưng cất Kjeldahl định lượng Nitơ gồm:
Bình cất đạm (bình Kjeldahl)
Ống dẫn khí Ống sinh hàn
Bình hứng (becher 250ml)
Bi thủy tinh
- Pipet 20ml; pipet 10ml
- Erlen 250ml
c. Hóa chất + nguyên liệu
- Bột đậu nành (0.1g), nước tương 1-2 ml
- H2SO4 đậm đặc
- NaOH 40%
- H2SO4 0.1N chuẩn
- NaOH 0.1N chuẩn

Vô cơ hóa mẫu

- Thuốc thử Tashiro
- Chất xúc tác: hỗn hợp K2SO4 : CuSO4 (3:1)

Hệ thống Kjeldahl tự động gồm bộ vô cơ hoá mẫu và bộ chưng cất

d. Tiến hành


Lấy mẫu
Tùy hàm lượng protein có trong thực phẩm hoặc tùy theo dạng sản phẩm cách lấy mẫu
như sau:
Sản phẩm khô
Hàm lượng protein nhiều: cân 0,3 - 0,5g mẫu trên cân phân tích. Hàm lượng protein ít :
cân 1 - 2g mẫu trên cân phân tích.
Sản phẩm khô sau khi cân gói vào giấy lọc không tro, cho vào bình hút ẩm.
Sản phẩm ướt
Tùy mẫu có ít hay nhiều protein mà cân lượng mẫu, thường cân 1g vào cốc. Chuyển mẫu
vào bình Kiendan, cho nước cất tráng cốc và cho vào bình Kiendan (dùng càng ít nước
càng tốt).
Sản phẩm lỏng (nước mắm, nước chấm…)
Dùng pipet lấy chính xác 2 - 5 ml mẫu cho vào bình Kiendan
Vô cơ hóa mẫu
- Thêm vào bình Kiendan đã chứa mẫu 1g
e

K2SO4, 2g CuSO4, 3ml H2SO4 đậm đặc,
dùng ít nước
sạch tráng sạch cổ bình, đặt miệng phễu

lên miệng bình Kiendan, cặp bình
Kiendan vào giá, đáy bình đặt
nghiêng một góc 450 đặt trên bếp điện hay
đèn cồn.
- Đun nhẹ, sau

b

d
c

a

vài phút chuyển sang đun
mạnh cho đến khi toàn

f
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống Kjeldahl cổ điển

bộ dung dịch trong bình

a. Bình cầu

Kiendan có màu xanh

b. Bình bảo hiểm
c. Bình cất


của sunfat đồng hay xanh

vàng thì ngừng.
- Để nguội bình đến nhiệt độ phòng, chuyển sang bình định mức 100 ml, tráng
bình Kiendan bằng nước cất rồi thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều.
Cất mẫu
Tiến hành trên máy cất đạm.
- Đun xong, để nguội rồi lắp bình Kiendan vào máy cất đạm.
- Hút 20ml H2SO4 0,1N cho vào bình tam giác f 250ml, 5 - 10 ml nước cất và 2-3 giọt chỉ
thị fenolftalein rồi đặt bình vào đầu dưới sinh hàn của máy cất đạm, sao cho đầu ống sinh
hàn phải nhúng ngập vào dung dịch trong bình tam giác.
- Dùng pipet lấy 10ml dung dịch ở bình định mức cho vào bầu cất c của máy
cất đạm, thêm vào 20 - 30 ml NaOH 30%
- Cho nước cất vào khoảng 2/3 thể tích bình cầu a, mở nước làm lạnh chảy vào ống làm
lạnh.
- Đun sôi dung dịch trong bình cầu khoảng 20 - 25 phút, dùng giấy quỳ thử khi nước
ngưng thoát ra không còn phản ứng kiềm là được. Cất xong dùng bình tia rửa sạch acid
bám ở ống ngưng nhúng trong bình tam giác.
Chuẩn độ: Chuẩn độ lượng H2SO4 0,1N dư trong bình tam giác bằng NaOH 0,1N đến khi
dung dịch trong bình tam giác chuyển sang màu hồng.
Cất mẫu trắng
Cất một mẫu trắng với lượng thuốc thử và thao tác như trên nhưng thay 100ml dung dịch
trong bình định mức bằng 10ml nước cất.
e. Tính toán
+ Sau khi tính được hàm lượng Nitơ, muốn tính hàm lượng protit toàn phần trong thực
phẩm, ta tính như sau:
Protid toàn phần = K . hàm lượng Nitơ toàn phần

K = 5,7

Lúa mì, đậu

K = 6,0

Ngô

K= 6,25

Thực phẩm có nguồn gốc động vật

K= 6,38

Sữa

K = 8,0

Khoai tây

Công thức tính
Độ đạm = %N × K

%N = m ĐN ×[(NV)H+ – (NV)OH-]×

%N = m ĐN × (NV)H+ ×

×f = m ĐN ×[(NV)H+ – (NV)OH-]×

×f = m ĐN × (NV)H+ ×

×f

×f

2.2 Phương pháp Dumas
Dumas là một phương pháp định lượng để xác định lượng nitơ trong một chất, dựa trên
một trong các phương pháp đầu tiên được mô tả của Jean-Baptiste Dumas.


2.2.1

2.2.2

Nguyên tắc:
Phương pháp đốt cháy để xác định protid thô.
Quy trình dùng một thiết bị lò điện đun nóng mẫu phân tích lên đến 600 trong
một lò phản ứng được bịt kín với sự hiện diện của oxy.
Hàm lượng nitơ của khí đốt ra sau đó được đo bằng cách dùng máy dò dẫn
nhiệt.
Mỗi lần xác định chỉ cần khoảng 2 phút.
Cách tiến hành:

Mẫu phân tích được kết dạng viên, đốt cháy ở nhiệt độ cao, trong cùng thời gian, quá
trình xúc tác được diễn ra bởi việc khí oxy tại áp suất khí quyển.
Khí cháy sinh ra gồm CO2 , H2O, NOx, được đưa qua lò thấp hơi nơi mà khí NOx
chuyển thành khí Nx .
Hơi ẩm H2O và CO2 được tách riêng bởi các bộ phận hấp thụ, thành phần khí Nx sẽ
được đo bằng Detector độ dẫn TCD.
Tất cả quá trình đó chỉ diễn ra trong thời gian rất ngắn.


Dựa vào hàm lượng Nito ta có thể xác định hàm lượng đạm như sau:

Nito tổng= nito protid + nito protid
Trong các nguyên liệu sinh học do hàm lượng nito phi protein nhỏ và việc tách riêng rất
phức tạp nên người ta tính hàm lượng protid theo Nito tổng và gọi là protid thô hay protid
tổng.
Protid (%) = Nito(%) x 6.25
2.2.3

Thiết bị

Thiết bị phân tích đạm theo phương pháp Dumas như sau:

Thông tin về thiết bị:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Model: DNA 70 là thiết bị mới nhất của Velp-Italy.
Thiết bị được thiết kế bao gồm bộ lấy mẫu tự động lên tới 116 vị trí, khối lượng
mẫu lớn nhất là 1g.
Detetor: loại Detetor độ dẫn TCD tự động chuẩn.
Độ lặp RSD: nhỏ hơn 0.1% đối với mẫu chuẩn EDTA(9.57%).
Recovery: 99.5%
Gới hạn của Detector: 0.01mgN

Khí sử dụng:He và O2
Độ tinh khiết của khí He: trên 99.999%( grade 5.0).
Độ tinh khiết của khí O2: trên 99.999%(grade 5.0).
Máy nén khí hoặc Nitro gen: hoặc không dầu và nước, độ tinh khiết: trên 99.6%.


•
•
•
•
•
•
•
•

Áp suất khí He: 3 Bar.
Áp suất khí O2: 3 Bar.
Áp suất khí nén: 4 Bar.
Cổ giao diện: USB RS 232
Công suất điện: 1400W
Nguồn điện sử dụng: 230/50Hz.
Trọng lượng máy: 55kg
Kích thước máy: 710x 51x 410mm(710x685x410mm với bộ lấy mẫu tự động).

Tính năng kỹ thuật của máy chưng cất đạm tự động:
* Máy dùng để phân tích các mẫy dạng lỏng , dạng paste, dạng rắn không phải tốn
kém cho quá trình tiền xử lý.
* Phép phân tích trực tiếp hòan tòan tự động theo phương pháp Dumas
* Tiết kiệm thời gian : không phải tốn thời gian vào công việc phá hủy mẫu bằng acid
* Môi trường phân tích không độc hại : không dùng chất xúc tác độc hại

* Thời gian phân tích ngắn : chỉ mất vài phút từ khi đưa mẫu vào

Nguyên lý của phương pháp chưng cất đạm tự động Dumas:
* Nguyên lý đo của thiết bị phân tích rapid N III dựa trên phương pháp Dumas nổi tiếng.
Thành phần hữu cơ của mẫu được đốt cháy hòan toàn ở nhiệt độ cao (khoảng 1000 oC )
trong môi trường oxi.
* Tất cả các hợp chất bốc hơi đều được tách khỏi vùng đốt trong dòng khí mang. Hỗn
hợp khí đi qua nhiều chất xúc tác, vài vùng được đun nóng, hấp phụ và tất cả các chất xúc
tác đều ở thể rắn. Các thành phần không mong muốn được loại ra, và tất cả các hợp chất
Nitơ trong mẫu đều được định lương theo hàm lượng nguyên tố Nitơ. Khí mang/hỗn hợp
khí nitơ cuối cùng sẽ đi qua bộ dò độ dẫn nhiệt. Tích phân theo thời gian của tín hiệu đầu
ra sẽ tỷ lệ với lượng nitơ hiện diện trong dòng khí nghĩa là tỉ lệ với hàm lượng nitơ tuyệt
đối trong mẫu của máy chưng cất đạm tự động.
* Chức năng hiệu chuẩn đường thẳng giúp ta tính tóan khối lượng nitơ (mg) . Máy phân
tích cho ta khối lượng nitơ , nồng độ % nitơ , hàm lượng protein trong mẫu.


*Điều khiển vận hành và xử lý dữ liệu : PC dùng cho vận hành và điều khiển , chạy
chương trình Windows , các cổng giao tiếp kết nối với cân và PC được tích hợp sẵn , sẵn
sàng cho viễc bổ sung LIMS và các network khác.
*Khí sử dụng cho máy chưng cất đạm tự động:
CO2 99.995% tinh khiết , 4 lit cho 1 phép phân tích
O2 99.995% tinh khiết , 0.4 lit cho 1 phép phân tích
*Nguồn điện cung cấp : 230V , 50/60Hz , 1.4kW ; 110V nếu có yêu cầu .
*Kích thước : 780 x 600 x 700mm L x W x H
*Khối lượng máy : 110kg

2.3 Xác định đạm tổng trong thực phẩm (cụ thể: nước mắm) bằng phương pháp
Nesslerization (P.P đo quang)
2.3.1 Nguyên tắc

• Amoniac tự do được định lượng nhờ phản ứng giữa ammoniac với thuốc thử

nessler sinh ra 1 hợp chất mang màu.
• Cường độ màu phụ thuộc vào hàm lượng NH3 có trong mẫu
2.3.2 Hóa chất – dụng cụ
• Dung dịch N 20ppm (ml) : dung dịch dựng chuẩn
• Hợp chất xúc tác: có tác dụng làm cho năng lực hoạt hóa của nito giảm
•
•
•
•

xuống.
Dung dịch mẫu: để xác định hàm lượng đạm toàn phần
Đệm Ph = 6 (ml) : làm chất che
Thuốc thử nessler: đóng vai trò là Ligand ( vàng nhạt sang vàng nâu)
H2 SO4 đậm đặc : làm cho hợp chất hữu co bị cháy. Khi đốt nóng mẫu bằng
H2 SO4 đậm đặc các chất hữu cơ bị oxi hóa và thải ra khi SO3 . Chất này
phân ly ra SO2 và oxi nguyên tử oxi thải ra sẽ oxi hóa hidro và cacbon của

hợp chất hữu cơ tạo thành CO2 và H2O
• NaOH 1% : là để trung hòa lượng axit dư
2.3.3

Chuẩn bị mẫu


Mẫu được lắc trộn đều, lấy chính xác 50 μl thêm 0,4 mg hỗn hợp xúc tác và

•

1 ml H2SO4 dd (tất cả cho vào bình định mức 25 ml sạch và khô)
• Cho lên bếp cách cát ở nhiệt độ 200°C , vô cơ hóa đến khi dung dịch có
màu xanh trong suốt (khoảng10p)
2.3.4

Quy trình xác định

Lấy mẫu

Xử lý mẫu

Tính toán

Định mức

Dựng dãy
chuẩn

Đo trắc
quang

Vd
Chuẩn bị 6 bình định mức sạch và khô và cho các hóa chất như bản sau

Becher

1

2

3

4

5

6

Dung dịch N
20ppm (ml)
Dung dịch mẫu

0

0.2

0.6

1.2

1.8

2.4

0

0

0

0

0

0

5 ml

Đệm Ph = 6 ml

4

4

4

4

4

4

4ml

Thuốc thử
nessler (giot)
N (μg)

5

5

5

5

5

5

5

0

4

12

24

36

48

CX

NAOH 1%

0

0

0

0

0

0

2 ml

Nước cất 2 lần

Định mức tới vạch

Bình
mẫu


Sau đó tiến hành đo quang ở λ = 440nm
2.3.5 Tính toán
Lập đồ thị chuẩn trong hệ tọa độ A- C.
Từ đó ta tính được hàm lượng đạm có trong mẫu
Ví dụ:

2.3 So Sánh một số phương pháp định lượng protid
2.3.1 So sách mẫu bia có và không qua thẩm tích

2.3.2 Kết luận
 Các phương pháp khác nhau cho kết quả không giống nhau. Hằng năm trên thế

giới sản xuất khoảng 4 tỷ tấn thực phẩm có protid và vì vậy số lượng thực phẩm
cần phải phân tích protid là rất lớn.
 Vì vậy người ta vẫn không ngừng nghiên cứu cải thiện phương pháp phân tích
protid sao cho nhanh chóng, chính xác và rẻ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Th.s Tán Văn Hậu. Giáo trình kiểm tra chất lượng tiêu dùng. Trường đại học công

nghiệp thực phẩm Tp Hồ Chí Minh, 2014.
2. Nguyễn Văn Mùi. Hóa sinh học. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà nội, 2001
3. Holtzhauer M. Basic Methods for the Biochemical Lab. Springer, 2006.
4. Ronald E. Current Protocols in Food Analytical Chemistry. John Wiley & Sons,
Inc., 2003