Bài viết này hướng dẫn phương pháp định lượng chất béo thô và chất béo toàn phần (Determination of crude fat and total fat content) trong ngũ cốc, sản phẩm từ ngũ cốc và thức ăn chăn nuôi theo TCVN 6555:2017. Phương pháp hoàn toàn tương đương với ISO 11085:2015. Nội dung được trình bày ngắn gọn, nhấn mạnh các lưu ý và giải quyết các vấn đề phát sinh để người thực hiện dễ dàng áp dụng và hạn chế sai sót.
MỤC LỤC
1. Đối tượng áp dụng của TCVN 6555:2017
TCVN 6555:2017 quy định các quy trình định lượng chất béo của ngũ cốc, sản phẩm từ ngũ cốc và thức ăn chăn nuôi. Các quy trình này không áp dụng cho hạt có dầu và quả có dầu.
Việc lựa chọn quy trình để sử dụng phụ thuộc vào bản chất và thành phần của mẫu cần phân tích và lý do phân tích.
Quy trình A là phương pháp định lượng chất béo thô có thể chiết trực tiếp, áp dụng cho tất cả các mẫu, không bao gồm các mẫu trong phạm vi quy trình B.
Quy trình B là phương pháp định lượng chất béo tổng số, có thể áp dụng cho tất cả các mẫu mà dầu và mỡ không thể chiết được hoàn toàn nếu không thủy phân trước.
2. Nguyên tắc định lượng chất béo
Chất béo được chiết bằng dung môi dầu nhẹ, sử dụng phương pháp Randall được cải tiến từ phương pháp Soxhlet.
Phần mẫu thử được ngâm trong dung môi đun sôi trước khi được tráng bằng dung môi lạnh, để giảm thời gian chiết. Dung môi hòa tan chất béo, dầu, chất màu và các chất hòa tan khác. Sau khi chiết, dung môi được làm bay hơi và thu hồi lại bằng cách ngưng tụ. Phần chất béo còn lại được xác định bằng cách cân sau khi sấy khô.
Đối với định lượng chất béo tổng số, mẫu được xử lý bằng cách đun nóng với axit clohydric. Việc thủy phân sẽ làm cho chất béo liên kết hóa học hoặc cơ học dễ dàng tiếp xúc với dung môi. Hỗn hợp được làm nguội và lọc. Phần còn lại được rửa, làm khô và tiếp tục quy trình chiết ở trên.
Đối với các phép định lượng chất béo tổng số của mẫu có hàm lượng chất béo “cao” (nghĩa là: ít nhất 150 g/kg) thì tiến hành chiết sơ bộ trước khi áp dụng quy trình B.
3. Thuốc thử, thiết bị và dụng cụ cần thiết
3.1. Thuốc thử
- Dầu nhẹ (ete dầu mỏ) (Light petroleum (petroleum ether)), có thành phần chính là hydrocacbon với 6 nguyên tử cacbon, dải sôi từ 30°C đến 60°C. Trị số brom phải nhỏ hơn 1. Phần cặn sau khi bay hơi phải nhỏ hơn 20 mg/l.
- Bi thủy tinh, đường kính từ 5 mm đến 6 mm hoặc “silicon carbide chips”.
- Axit clohydric 3 mol/l.
- Chất trợ lọc, ví dụ, bột đá diatomit, đã được đun sôi 30 phút trong axit clohydric 6 mol/l, được rửa bằng nước cho đến khi hết axit, sau đó sấy khô ở 130°C.
- Axeton.
- Bông sợi, đã khử chất béo.
- Giấy lọc không chứa chất béo.
3.2. Thiết bị và dụng cụ
- Hệ thống chiết bằng dung môi, gồm bộ chiết Randall 2 giai đoạn, cho phép thu hồi dung môi, gắn kín bằng fluoroelastomer hoặc polytetrafluoroetylen tương thích với ete dầu mỏ.
- Thiết bị thủy phân I, thiết bị có nhiều vị trí có thể đun sôi với axit, thích hợp với hệ thống chiết bằng dung môi.
- Thiết bị thủy phân II, gồm một cốc có mỏ dung tích 400 ml được đậy bằng mặt kính có đường kính thích hợp hoặc bình nón dung tích 300 ml với bộ sinh hàn.
- Tủ sấy, có thể duy trì ở nhiệt độ (103 ± 2) °C.
- Lò vi sóng, có chế độ rã đông.
- Bình hút ẩm, chứa chất hút ẩm hiệu quả.
- Cột lọc, dùng trong thiết bị thủy phân.
- Ống chiết, bằng xelluloza, không chứa các chất có thể chiết bằng ete dầu mỏ và có giá để giữ các ống.
- Cốc chiết, bằng nhôm hoặc thủy tinh, thích hợp với hệ thống chiết bằng dung môi.
- Ống thủy tinh, dùng để thủy phân.
- Cân phân tích, có thể đọc chính xác đến 0,01 mg.
- Máy nghiền hoặc máy xay, có gắn sàng cỡ lỗ 1 mm hoặc đối với các mẫu có phần chất béo từ 15% đến 20%, thì sử dụng máy nghiền có dao được làm nguội bằng nước.
- Phễu Büchner.
4. Quy trình định lượng chất béo
4.1. Chuẩn bị mẫu thử
Dùng máy nghiền nghiền mẫu phòng thử nghiệm đến cỡ hạt <1 mm.
Cân 1-5g mẫu đã nghiền, M1, cân chính xác đến 1 mg.
Nếu hàm lượng chất béo của mẫu thử cao hơn 150 g/kg, thì bắt đầu quy trình chiết sơ bộ 4.2 để định lượng chất béo tổng số và tiếp tục theo thủy phân và chiết (4.3 và 4.4).
Trong tất cả các trường hợp khác, bắt đầu quy trình thủy phân 4.3 để định lượng chất béo tổng số (quy trình B) và chiết 4.4 để định lượng chất béo thô (quy trình A).
4.2. Chiết sơ bộ
Vận hành hệ thống chiết bằng dung môi theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Cho 5 đến 10 viên bi thủy tinh vào cốc chiết và đặt cốc chiết vào tủ sấy, sấy ít nhất 30 phút ở 103 °C ± 2 °C. Chuyển cốc chiết vào bình hút ẩm và làm nguội đến nhiệt độ phòng. Cân cốc chiết và ghi lại khối lượng, M2, chính xác đến 0,1 mg.
Nếu dùng thiết bị thủy phân I, thì cân phần mẫu thử trong ống thủy tinh hoặc nếu dùng thiết bị thủy phân II, thì cân phần mẫu thử trong ống chiết.
Nếu theo khuyến cáo của nhà sản xuất thì bổ sung chất trợ lọc.
Cài đặt nhiệt độ để đạt được tốc độ đối lưu của dầu nhẹ từ 3 đến 5 giọt trên giây (khoảng 10 ml/phút). Làm nóng sơ bộ thiết bị và đảm bảo nước làm mát cho bộ sinh hàn đã được bật. Với nước làm mát ở xấp xỉ 15 °C, thì cần điều chỉnh tốc độ dòng đến 2 l/phútđể tránh làm bay hơi dung môi ra khỏi bộ sinh hàn.
Đặt ống chứa phần mẫu thử vào cột chiết. Đặt cốc đúng vị trí dưới cột chiết. Thêm từ 40 ml đến 60 ml dầu nhẹ vào mỗi cốc chiết, theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Bảo đảm rằng cốc khớp với ống chiết tương ứng.
Tráng bằng dầu nhẹ trong 20 phút và thu hồi dung môi trong 10 phút.
Lấy cốc chiết ra khỏi bộ chiết và đặt vào tủ hút đang hoạt động. Để cốc lại trong tủ hút cho đến khi tất cả dung môi bay hết.
Sấy cốc 30 phút ở nhiệt độ 103 °C ± 2 °C trong tủ sấy. Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân, M3, chính xác đến 0,1 mg.
4.3. Thủy phân
4.3.1. Thủy phân bằng thiết bị thủy phân I
Tiến hành thủy phân theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Chuyển ống có chứa phần mẫu thử đã chiết sơ bộ hoặc nếu không chiết sơ bộ thì cân phần mẫu thử, M1, cho vào ống đối với thiết bị thủy phân I. Thêm chất trợ lọc, nếu cần và 130 ml HCI 3 M vào từng phần mẫu thử và đun đến sôi.
Để chất lỏng sôi trong 1 giờ. Lọc trên cột và rửa cặn bằng nước ấm (60°C) cho đến khi hết axit. Dùng bông sợi đã tẩm axeton để lau sạch tất cả bề mặt, nơi chất béo có thể dính. Cho bông sợi đã dùng để lau vào phần cặn trong ống chiết và sấy cặn đến khối lượng không đổi, ví dụ bằng cách gia nhiệt trong lò vi sóng ở chế độ rã đông trong 1 giờ. Cần đảm bảo rằng tất cả axeton đã bay hơi hết trước khi sấy.
4.3.2. Thủy phân bằng thiết bị thủy phân II
Chuyển phần mẫu thử đã chiết sơ bộ hoặc cân phần mẫu thử, M1, cho vào cốc có mỏ hoặc bình nón. Thêm 100 ml axit clohydric 3M và các miếng silic cacbua. Đậy cốc có mỏ bằng mặt kính đồng hồ hoặc lắp bộ sinh hàn vào bình nón. Đun hỗn hợp đến sôi nhẹ trên ngọn lửa hoặc bếp điện và duy trì sôi trong 1 giờ. Cứ 10 phút khuấy một lần để tránh sản phẩm bám vào thành cốc.
Làm nguội mẫu đến nhiệt độ môi trường và thêm một lượng chất trợ lọc đủ để tránh thất thoát chất béo trong suốt quá trình lọc. Lọc qua giấy lọc hai lớp không chứa chất béo, đã được làm ẩm trước trong phễu Buchner có hút. Rửa phần cặn bằng nước lạnh cho đến khi thu được dịch lọc trung hòa. Dùng bông sợi đã tẩm axeton để lau sạch tất cả bề mặt, nơi chất béo có thể dính.
Cho bông sợi đã dùng để lau vào phần cặn trong bộ lọc và sấy đến khối lượng không đổi. Cần đảm bảo rằng tất cả axeton đã bay hơi hết trước khi sấy.
CẢNH BÁO – Nếu dầu hoặc mỡ xuất hiện trên bề mặt của dịch lọc thì có thể thu được các kết quả không chính xác. Cần lặp lại quy trình sử dụng phần mẫu thử nhỏ hơn hoặc tốt nhất là dùng quy trình chiết sơ bộ (4.2).
Sau khi sấy khô, lấy giấy lọc có chứa cặn và nút bông sợi đã khử hết chất béo ra, đặt vào ống chiết và đậy bằng nút bông sợi.
4.4. Chiết
Để chiết, cần tuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất khi vận hành bộ chiết.
Thêm từ 5 đến 10 viên bi thủy tinh và sấy khô cốc chiết trong tủ sấy 30 phút hoặc cho đến khi có khối lượng không đổi ở nhiệt độ 103 °C ± 2 °C. Chuyển sang bình hút ẩm và làm nguội đến nhiệt độ phòng. Cân cốc chiết và ghi lại khối lượng, M4, chính xác đến 0,1 mg.
Cài đặt nhiệt độ để đạt được tốc độ đối lưu của dung môi từ 3 đến 5 giọt trên giây (khoảng 10 ml/min). Làm nóng sơ bộ bộ chiết và đảm bảo nước làm mát cho bộ sinh hàn đã được bật. Với nước làm mát ở xấp xỉ 15 °C, thì cần điều chỉnh tốc độ dòng đến 2 l/min để tránh dung môi bay hơi ra khỏi bộ sinh hàn.
Lắp ống chứa phần mẫu thử hoặc phần mẫu thử từ phép thủy phân vào cột chiết. Đặt cốc đúng vị trí dưới cột chiết. Bảo đảm cốc khớp với ống tương ứng.
Thêm một lượng dầu nhẹ vào mỗi cốc chiết đủ để làm ngập phần mẫu thử khi các ống được đặt ở vị trí để đun sôi.
Duy trì dầu nhẹ ở điểm sôi trong 20 phút, rửa trong 40 phút và thu hồi dung môi trong 10 phút.
Lấy cốc chiết ra khỏi bộ chiết và đặt chúng trong tủ hút đang hoạt động. Để cốc trong tủ hút cho đến khi tất cả dung môi bay hết.
Sấy cốc 2 giờ ở nhiệt độ 103 °C ± 2 °C trong tủ sấy, đủ để loại hết nước. Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng, cân và ghi lại khối lượng, M5, chính xác đến 0,1 mg.
4.5. Công thức tính hàm lượng chất béo
4.5.1. Phép định lượng chất béo có chiết sơ bộ
Tính hàm lượng chất béo của mẫu thử, W1, bằng phần trăm phần khối lượng, theo công thức (1):
Trong đó:
- M1: khối lượng của phần mẫu thử (4.1), tính bằng gam (g);
- M2: khối lượng của cốc chiết cùng với các bi thủy tinh trong 4.2, tính bằng gam (g);
- M3: khối lượng của cốc chiết cùng với các bi thủy tinh và phần chiết được bằng dầu nhẹ đã sấy khô thu được trong 4.2, tính bằng gam (g);
- M4: khối lượng của cốc chiết cùng với các bi thủy tinh, sử dụng trong 4.4, tính bằng gam (g);
- M5: khối lượng của cốc chiết cùng với các bi thủy tinh và phần chiết được bằng dầu nhẹ đã sấy khô thu được trong 4.4, tính bằng gam (g).
Biểu thị kết quả chính xác đến 0,1%.
4.5.2. Phép định lượng chất béo không có chiết sơ bộ
Tính hàm lượng chất béo của mẫu thử, W2, bằng phần trăm phần khối lượng, theo công thức (2):
5. Lưu ý quan trọng khi tiến hành
- Hầu hết các loại ngũ cốc cũng như thức ăn chăn nuôi có nguồn gốc động vật, nấm men, protein khoai tây, thức ăn hỗn hợp có chứa sữa, gluten và các sản phẩm được chế biến bằng ép đùn, làm giãn nở và xử lý nhiệt, sẽ cho hàm lượng chất béo tổng số cao hơn khi được thử nghiệm bằng quy trình B so với kết quả thu được khi dùng quy trình A. Xem Phụ lục B.
- Nếu sấy lâu quá có thể làm oxi hóa chất béo và cho kết quả cao.
6. Các câu hỏi thường gặp (FAQs)
Định nghĩa chất béo thô và chất béo tổng số?
Hàm lượng chất béo thô (crude fat content): Phần khối lượng của các chất chiết được ra khỏi mẫu bằng quy trình A (mục 4.4) quy định trong tiêu chuẩn này.
Hàm lượng chất béo tổng số (total fat content): Phần khối lượng của các chất chiết được ra khỏi mẫu bằng quy trình B quy định trong tiêu chuẩn này.
Các phương pháp định lượng lipid trong thực phẩm?
Đặc điểm hóa lý cơ bản của lipid được sử dụng để phân biệt chúng với các thành phần khác trong thực phẩm là khả năng hòa tan của chúng trong dung môi hữu cơ, không hòa tan trong nước, các đặc điểm vật lý (ví dụ, tỷ trọng tương đối thấp) và đặc tính quang phổ. Các kỹ thuật phân tích dựa trên các nguyên tắc này có thể được phân loại thuận tiện thành ba loại khác nhau: (i) chiết xuất bằng dung môi; (ii) chiết xuất không dùng dung môi và (iii) các phương pháp sử dụng thiết bị.
Trên thực tế, kỹ thuật chiết xuất bằng dung môi là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất để phân lập lipid và định lượng chất béo tổng số trong thực phẩm.
1. TCVN 6555:2017 (ISO 11085:2015): Ngũ cốc, sản phẩm từ ngũ cốc và thức ăn chăn nuôi – Xác định hàm lượng chất béo thô và hàm lượng chất béo tổng số bằng phương pháp chiết Randall – Cereals, cereals-based products and animal feeding stuffs – Determination of crude fat and total fat content by the Randall extraction method.
2. McClements J. Analysis of Lipids. Massachusetts: University of Massachusetts Amherst, UMass Amherst Information Technology. https://people.umass.edu/~mcclemen/581Lipids.html. Published 2014.
Tham khảo bài viết vui lòng ghi rõ nguồn: https://foscitech.vn/dinh-luong-chat-beo-trong-ngu-coc-tcvn-6555-2017/
