PHÂN TÍCH LÝ HÓA

28

CHƯƠNG 3
PHÂN TÍCH LÝ HÓA



3.1. Ý nghĩa của việc lấy mẫu
Trong các loại thực phẩm, hàm lượng nước rất khác nhau: 10-20% trong ngũ cốc,
60-75% trong thịt, 80-90% trong quả và rau tươi, 90-95% trong nấm ăn. Nước không
phải là hợp chất cung cấp năng lượng mà ngược lại nước làm cho chất lượng của thực
phẩm bị giảm đi trong quá trình bảo quản. Do đó người ta thường tìm cách làm giảm
lượng nước trong chúng đến mức tối đa.
Thông thường đối với các sản phẩm thực phẩm, người ta cần biết hàm lượng
nước của chúng vì những lý do sau:
- Về yêu cầu công nghệ, muốn biết lượng nước để có quyết định và biện pháp hợp
lý về thu hoạch, phơi sấy, bảo quản và chế biến công nghiệp. Hàm lượng nước là chỉ
số cần thiết để đánh giá và làm chủ được các nguy cơ gây hư hỏng trong thời gian cất
giữ thực phẩm.
- Về yêu cầu của việc đánh giá chất lượng, muốn biết cụ thể hàm lượng nước để
quy các kết quả phân tích các chỉ tiêu về một cơ sở cố định là chất khô hay hàm lượng
nước chuẩn.
- Về yêu cầu về thương mại, các hợp đồng mua bán thường có quy định giới hạn
trên của hàm lượng nước không cho phép trong một thực phẩm.
- Về yêu cầu của quy chế, vì lý do vệ sinh thực phẩm và trung thực trong thương
mại, người ta quy định hàm lượng nước giới hạn hay hàm lượng chất khô tối thiểu của
một thực phẩm.
Độ ẩm của một sản phẩm thực phẩm là hàm lượng nước có trong 100 gam sản
phẩm.

Chất khô hay bã khô là tất cả những gì còn lại sau khi tách độ ẩm từ mẫu nghiên
cứu. Vì vậy xác định độ khô có thể suy ra được độ ẩm và ngược lại.
3.2. Các phương pháp xác định độ ẩm
3.2.1. Phương pháp sấy mẫu ở nhiệt độ vừa phải
Phương pháp này có thể dùng cho các thực phẩm dạng rắn. Thường sấy sản
phẩm trong một khí quyển có độ ẩm tương đối bằng không. Nước được kéo ra khỏi
mẫu sản phẩm đã được nghiền nhỏ, để ở nhiệt độ vừa phải (50-80
0
C), dưới áp suất
thấp, nhờ một tác nhân hút ẩm có khả năng tạo được một độ ẩm tương đối bằng không
ở trong lòng. Việc cân bằng với áp suất khí quyển có áp suất hơi nước bằng không có
thể nhận ra được thông qua sự không thay đổi của khối lượng mẫu trong giới hạn xác
định.
Thực tế có thể tạo được áp suất hơi nước bằng không bằng cách dùng những
chất rất háo nước như P
2
O
5
.
Việc tạo ra ngay ban đầu một áp suất thấp mà không phải bơm liên tục sẽ làm


29

giảm nguy cơ oxy hóa các chất sẽ dễ dàng làm cho sự di chuyển các phân tử nước từ
mẫu vật đến chất hút nước vốn đạt được trực tiếp với nó. Khi gia nhiệt sẽ làm tăng
nhanh quá trình nhả nước từ mẫu vật. Tuy nhiên nhiệt độ tối đa thường trong khoảng
45-80
0
C có khi đến 100

0
C tùy theo sản phẩm.
3.2.2. Phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi (sấy nhiệt độ từ 100-130
0
C)
3.2.2.1. Nguyên lý
Dựa vào khả năng tách rời hơi nước và các chất dễ bay hơi khỏi mẫu trong cùng
một áp suất và nhiệt độ. Dùng sức nóng làm bay hơi nước trong sản phẩm thực phẩm.
3.2.2.1. Tiến hành
Chén sứ được sấy khô ở 110
0
C đến trọng lượng không đổi. Để nguội trong bình
hút ẩm rồi đem cân chén trên cân phân tích, chính xác đến 0,001g.
Cân chính xác 2-10 g mẫu trong chén sấy. Cho chén sấy đựng mẫu vào tủ sấy,
sấy ở nhiệt độ 105
0
C – 110
0
C, trong 2 giờ.
Lấy chén ra cho vào bình hút ẩm và đem cân. Tiếp tục sấy chén trong tủ sấy tiếp
30 phút, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và đem cân. Làm như vậy cho đến khi kết quả
của 2 lần cân cuối gần như không thay đổi. Ghi kết quả của lần cân cuối cùng.
3.2.2.3. Tính kết quả
Độ ẩm của mẫu được tính bằng % theo công thức:
%W =
100.
GG
GG
1
21

−
−

Trong đó: G
1
: Trọng lượng của chén và mẫu trước khi sấy (g)
G
2
: Trọng lượng của chén và mẫu sau khi sấy (g)
G: Trọng lượng của chén sấy (g)
Chú ý:
Đối với một số sản phẩm khó sấy khô, để rút ngắn thời gian sấy cần nghiền nhỏ
hay thái mỏng, có thể sử dụng nhiệt độ sấy là 130
0
C hoặc trộn lẫn với cát khô sạch (đã
xử lý bằng HCl) trong khi sấy. Đối với những sản phẩm có nhiều nước thì phải làm
bốc hơi trên nồi cách thủy đến kiệt nước sau đó mới cho vào tủ sấy.
3.2.3. Phương pháp chưng cất với dung môi
Thông thường người ta chỉ áp dụng phương pháp này cho những sản phẩm tự
khuếch tán được trong chất lỏng dùng để kéo cất.
Với một số loại sản phẩm như đồ hộp, ngoài nước còn chứa một lượng chất dễ
bay hơi như axit, este, tinh dầu…do đó nếu xác định độ ẩm theo phương pháp sấy khô
đến trọng lượng không đổi sẽ gặp sai số lớn.
Phương pháp này có thể áp dụng để xác định nước trong bơ, dầu, các sản phẩm
giàu chất béo cũng như một số giàu gia vị. Một số sản phẩm chứa nhiều đường khi sấy
sẽ bị caramen hóa.
3.2.3.1. Nguyên lý
Khi đun sôi dung môi đã trộn lẫn với sản phẩm, dung môi bốc hơi kéo theo nước
có trong sản phẩm. Hơi dung môi và hơi nước gặp lạnh sẽ ngưng tụ thành lỏng và

30

đọng lại ống đo có chia vạch, đọc thể tích nước
trong ống đo, từ đó tính độ ẩm có trong sản phẩm.
Yêu cầu đối với dung môi:
- Nhiệt độ sôi của dung môi gần bằng nhiệt độ
sôi của nước
- Dung môi được hòa tan hoàn toàn trong nước
Có thể dùng các loại dung môi sau:
Toluen: 111
0
C
Benzen: 80
0
C
Xylen: 140
0
C
CCl
4
: 77
0
C
Nhược điểm chủ yếu là không trích ly được
hoàn toàn nước ở trong mẫu.
3.2.3.2. Tiến hành
- Cân chính xác 5-10g mẫu cho vào bình cầu có
chứa dung môi (thường là toluen). Tráng lại chén
bằng toluen cho vào bình cầu. Thêm toluen vào

khoảng 100-150ml.
- Lắp máy cất, đun bình cầu, toluen sôi mạnh
bốc hơi cuốn theo nước và ngưng tụ (điều chỉnh
nguồn nhiệt sao cho 100 giọt/phút) trong ống đo có chia vạch. Tiếp tục đun đến khi
mức nước ở ống đo (lớp nước nằm ở dưới lớp toluen) không đổi, ngưng đun. Để
nguội, đọc thể tích nước (ml) trong ống đo.
3.2.3.3. Tính kết quả
Độ ẩm được tính bằng % theo công thức
% W =
m
N
.
100 (%)
Trong đó: N: khối lượng nước ở ống đo (suy từ thể tích nước đọc được) (g)
m: khối lượng mẫu (g)
3.3. Xác định hàm lượng tro
3.3.1. Hàm lượng tro toàn phần (tro cacbonat)
3.3.1.1. Nguyên lí
Dựa vào khả năng tách được các chất hữu cơ dễ cháy ra khỏi các chất hữu cơ
không cháy trong mẫu phân tích ở nhiệt độ cao. Nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ
trong sản phẩm thực phẩm ở nhiệt độ cao. Cân phần tro còn lại sẽ tính được hàm
lượng tro có trong thực phẩm.
3.3.1.2. Tiến hành
-

Nung chén sứ đã rửa sạch trong lò nung ở 600
0
C đến trọng lượng không đổi.
Để nguội chén nung trong bình hút ẩm và cân trên cân phân tích (chính xác đến
0,001g).

-

Cân chính xác 1-3g mẫu cho vào chén nung (cho vào lo nung tăng nhiệt độ
ống sinh hàn

Hình 3.1
.
Dụng cụ chưng cất



31

từ từ cho đến 600
0
C, giữ nhiệt độ này từ 3-6 giờ đến khi tro trắng. Nếu lấy ra thấy cho
còn đen, làm nguội cho thêm vài giọt HNO
3
nung đến trắng).
-

Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm, cần tiếp tục nung khoảng 30 phút, lấy ra
để nguội và cân đến khối lượng không đổi.
3.3.1.3. Tính kết quả
Hàm lượng tro toàn phần tính bằng % theo công thức
Hàm lượng tro =
100.
mm
mm
01

02
−
−

Trong đó: m
0
: khối lượng của chén nung (g)
m
1
: khối lượng của mẫu và chén trước khi nung (g)
m
2
: khối lượng của chén và tro sau khi nung (g)
Chú ý:
-

Khi xác định tro đối với các sản phẩm dễ bốc cháy (đường, mỡ…) phải đun
nhẹ trên bếp điện trước khi cho đến khi thành than đen không bốc cháy nữa nới cho
vào lò nung.
-

Nếu là sản phẩm lỏng phải cô đặc đến khô mới cho vào lò nung.
-

Khi chén nung còn nóng cho vào bình hút ẩm, phải hé nắp bình, để chén
nung nguội bớt mới đóng kín nắp bình.
3.3.2. Hàm lượng tạp chất
Những chất bẩn đất, cát lan vào trong thực phẩm là những chất có thành phần
tro toàn phần của thực phẩm nhưng không tan trong HCl gọi là tạp chất hay tro không
tan trong HCl.

3.3.2.1. Nguyên lý
Lấy tro toàn phần cho vào HCl, sau đó lọc, phần tro không tan được nằm lại
trên giấy lọc, đem rửa sạch, nung và cân. Từ đó tính toán được hàm lượng tạp chất.
3.3.2.2. Tiến hành
-

Nung mẫu đến tro trắng (tro toàn phần), lấy ra để nguội, thêm vào 30 ml HCl
10%.
-

Đun cách thủy chén tro trong 30 phút.
-

Lọc qua giấy lọc không tàn, rửa sạch cặn trên giấy lọc bằng nước cất đun sôi
cho đến khi nước lọc không còn Cl
-
(kiểm tra bằng AgNO
3
10%).
-

Đưa giấy lọc vào lại chén nung trên, nung trong lò nung ở 550
0
C đến khi
trọng lượng không đổi. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm và cân.
3.3.2.3. Tính kết quả

Hàm lượng tạp chất tính bằng % theo công thức:
X =
100.

mm
mm
01
02
−
−
(%)
Trong đó: m
0
: khối lượng của chén nung
m
1
: Khối lượng của chén + mẫu trước khi nung (g)
m
2
: Khối lượng của chén +tạp chất sau khi nung (g)



32

3.4. Xác định hàm lượng glucid

Glucid là chất hữu cơ thường chiếm từ 85 – 90% chất khô của thực vật, trong các
loại hạt và bột ngũ cốc glucid thường chiếm từ 60 - 80 %. Xác định glucid trong lương
thực, thực phẩm là xác định tổng số các đường và tinh bột. Sự xác định dựa trên
nguyên tắc các glucid đều có thể bị axit thủy phân thành glucozơ, rồi định lượng
đường glucozơ và suy ngược lại sẽ tính được glucid.
Đường có trong các mặt hàng thực phẩm dưới các dạng khác nhau và với hàm
lượng cũng khác nhau. trong các thực phẩm nói chung hàm lượng đường có trong bản

thân nguyên liệu sẵn có hay trong quá trình chế biến tạo nên và cũng có những mặt
hàng như bánh, kẹo nguyên liêuh chính là đường. Khi phân tích hàm lượng đường
trong thực phẩm, người ta phân thành các loại đường như sau: đường chung (đường
tan) bao gồm đường khủ và đường không khử. Đường chung được tách ra từ sản phẩm
khi ta dung nước hay dung môi để hòa tan.
3.4.1. Đường khử
Đường khử là đường có tính khử mà trong phân tử của chúng có chứa nhóm
aldehyt, hay nhóm – OH glucozid. Ví dụ: glucozơ, Fructozơ, mantozơ, lactozơ…
3.4.1.1. Phương pháp Bertrand
* Nguyên lý
Trong môi trường kiềm , đường khử dễ dàng khử ion Cu
2+
trong dung dịch
Felin tạo thành Cu
+
dưới dạng Cu
2
O kết tủa đỏ gạch.
Dung dịch Felin gồm: Dung dịch Felin A: CuSO
4

Dung dịch Felin B: NaOH, Kali natri tactrat
Phản ứng xảy ra khi trộn chung 2 dung dịch Felin A và Felin B
CuSO
4
+ 2NaOH Cu(OH)
2
+ Na
2
SO

4



Cu(OH)
2
+ +2H
2
O

Đường khử khử hỗn hợp Felin
R–CHO + +2H
2
O → Cu
2
O +2 +RCOOH

Hòa tan Cu
2
O kết tủa bằng dung dịch Fe
2
(SO
4
)
3
trong môi trường H
2
SO
4
đậm

đặc:
Cu
2
O + Fe
2
(SO
4
)
3
+ H
2
SO
4
→ 2CuSO
4
+ 2FeSO
4
+ H
2
O

Dùng chất chuẩn KMnO
4
0,1N để chuẩn độ lượng FeSO
4
tạo thành:
2 KMnO
4
+10 FeSO
4

+ 8H
2
SO
4
→ K
2
SO
4
+5 Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2MnSO
4
+8H
2
O
CH
CH
COONa
COOK
O
O
Cu
CH
CH
COONa
COOK

HO
HO
2Cu

↑
CH
CH
HO
COOK
COOK
HO
CH
CH
COOK
COOK
O
O
Cu
Na

Na

→


33

Tại thời điểm kết thúc định phân, dung dịch có màu hồng. Từ lượng KMnO
4

0,1N tiêu tốn sẽ tính được hàm lượng đường khử.
Chú ý:


-

Trong các dung dịch thực phẩm để xác định hàm lượng đường khử thường có
chứa một số tạp chất có tính khử do đó làm kết quả sai số. Do đó trước khi xác định
hàm lượng đường khử cần phải tẩy tạp chất.
-

Thông thường để tẩy tạp chất dùng axetat chì. Axetat chì có tác dụng kết tủa
hầu hết các chất phi đường.
-

Axetat chì được dùng dưới dạng bột hay dung dịch 20% hoặc 30%.

* Tiến hành
Chuẩn bị mẫu:
-

Cân chính xác G(g) mẫu vào cốc thủy tinh (G: tùy thuộc vào từng loại mẫu
phân tích). Hòa tan hoàn toàn bằng nước cất. Chuyển sang bình định mức 100ml.
Tráng cốc bằng nước cất cho vào bình định mức trên. Thêm nước cất đền vạch định
mức.
-

Thêm một ít axetat chì bột (1,5g) lắc đều và lọc qua giấy lọc. Hứng dung dịch
lọc vào cốc khô sạch (gọi là dung dịch mẫu).

Tạo kết tủa:
-

Cho vào bình nón 250 ml: 10 ml dung dịch mẫu, 10 ml felin A và 10 ml felin
B, lắc nhẹ.
-

Đặt bình nón lên trên bếp điện, đun sôi, sôi đúng 3 phút.
-

Lấy bình nón ra để nghiêng cho kết tủa lắng xuống. Dung dịch bên trên lớp
kết tủa Cu
2
O phải còn màu xanh của Cu
2+
. Nếu mất màu xanh nghĩa là không đủ lượng
Cu
2+
cần thiết để phản ứng. Do đó, phải làm lại với thể tích dung dịch lọc ít hơn (5
ml), nhưng phải thêm nước cất cho đủ 10 ml.
Gạn lọc kết tủa:
-

Khi kết tủa Cu
2
O lắng xuống, gạn phần
nước bên trên và lọc qua phễu lọc xốp cắm xuyên
qua nút cao su của bình lọc có nhánh nối với máy
hút chân không.
-

Rửa kết tủa bằng nước đã đun sôi và gạn
lọc tiếp tục vào phễu cho đến khi trong bình nón
mất màu xanh. Trong quá trình gạn lọc, không để
kết tủa Cu
2
O lọt vào phễu và luôn luôn giữ có
một lớp nước trên mặt Cu
2
O để tránh tiếp xúc với
không khí.

Hòa tan kết tủa:
-

Lần cuối cùng gạn hết nước và cho ngay 10 – 20 ml Fe
2
(SO
4
)
3
và
H
2
SO
4
đặc để hòa tan Cu
2
O trong bình nón.
-

Thay bình lọc hút bằng bình lọc hút khác. Đổ dung dịch Fe
2
(SO
4
)
3
đã hòa tan
Cu
2
O cho đến khi không còn vết Cu
2
O trong bình nón và phễu. Tráng phễu, rửa lại
gắn với máy hút
chân không
Hình 3.2
.
Bộ lọc chân không


34

bằng nước cất đun sôi rồi đổ cả vào phễu và hút hết xuống bình lọc.
Chuẩn độ:

Lấy bình lọc hút ra và chuẩn độ ngay bằng KMnO
4
0,1M cho đến khi xuất hiện
màu hồng bền trong 30 giây.
*

Tính kết quả
Hàm lượng đường khử được tính bằng % theo công thức:
(%)
1000.V.G
V.100.a
R
0
s
=

Trong đó: a: lượng glucoza tìm được theo bảng tra từ số ml KMnO
4
tiêu tốn (mg)
(bảng tra lượng glucose xem phần phụ lục)
V
0
: thể tích bình định mức
V: thể tích dung dịch lấy để thử (ml)
G: lượng cân mẫu (g)
Ví dụ tính toán về cách tính a khi tra bảng
Khi chuẩn dùng hết 3,7 ml KMnO
4
0,1N. tính a (mg)
Tra bảng ta có:
3,55 ml KMnO
4
0,1 N → 11 mg Glucozơ
3,87 ml KMnO
4
0,1 N → 12 mg Glucozơ

Dùng phương pháp nội suy ta tính:
a = 11 +
)55,387,3(
)55,37,3).(1112(
−
−−
= 11,46 mg Glucozơ
3.4.1.2. Phương pháp metylen xanh (Bectơrăng trực tiếp)
Đối với một số sản phẩm có hàm lượng đường khử thấp, người ta dùng phương
pháp Bectơrăng trực tiếp.
* Nguyên lí
Đường khử có khả năng khử làm mất màu metylen xanh. Vì vậy dùng metylen
xanh làm chất chỉ thị cho phản ứng oxy hóa đường khử bằng Felin. Cho vài giọt
metylen xanh vào dung dịch và đun sôi, rồi nhỏ từng giọt đường khử vào, đầu tiên
đường khử sẽ khử đồng đẳng của Felin, màu của metylen xanh không đổi. Khi tất cả
đồng đẳng của Felin đã bị khử hết, đường sẽ khử metylen xanh làm nó mất màu, đó là
dấu hiệu kết thúc định phân.
Yêu cầu:
Tiến hành định phân nhanh và luôn giữ trạng thái dung dịch sôi ổn
định vì hợp chất dễ bị oxy hóa và trở về trạng thái màu ban đầu.
* Tiến hành
-

Chuẩn bị mẫu: giống phương pháp Bertrand.
-

Lấy dung dịch mẫu đã chuẩn bị cho vào buret.
-

Cho vào bình nón 250 ml: 5 ml felin A, 5 ml felin B và 20 ml nước cất, lắc

nhẹ. Đặt bình nón lên trên bếp và đun nhanh đến sôi. Tiếp tục đun sôi trong 2 phút,
thêm 3 – 5 giọt metylen xanh, dung dịch phải có màu xanh. Nếu dung dịch không có
màu xanh, chứng tỏ lượng đường trong mẫu quá lớn, cần bớt lượng mẫu.