Định lượng nitơ amin tự do trong bia TCVN 12320:2018

Bài viết này hướng dẫn cách xác định hàm lượng nitơ amin tự do (free amino nitrogen – FAN) trong sản xuất bia theo TCVN 12320:2018. 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.

1. Đối tượng áp dụng của TCVN 12320:2018

TCVN 12320:2018 được xây dựng trên cơ sở tham khảo tiêu chuẩn của Hiệp hội Đồ uống châu Âu EBC Method 9.10 (2000): Free amino nitrogen in beer by spectrophotometry.

Tiêu chuẩn quy định phương pháp quang phổ định lượng nitơ amin tự do của các loại bia (gồm bia vàng và bia đen). Phương pháp này có thể ước tính các axit amin, amoni, ngoài ra có thể xác định các nhóm nitơ α-amin cuối mạch của các peptit và các protein.

Trên thực tế, phương pháp này còn được áp dụng để xác định hàm lượng nitơ amin tự do (FAN) trong dịch nha.

2. Nguyên tắc xác định hàm lượng nitơ amin tự do

Mẫu thử và dung dịch chuẩn được gia nhiệt với sự có mặt của ninhydrin ở pH= 6,7, đo độ hấp thụ ở bước sóng 570 nm so với mẫu trắng. Đối với mẫu bia đen, thực hiện hiệu chỉnh màu của mẫu thử.

3. Thuốc thử, thiết bị và dụng cụ cần thiết

3.1. Thuốc thử

Thuốc thử màu: Hòa tan 100 g dinatri hydro phosphat ngậm 12 phân tử nước (Na2HPO4.12H2O), 60 g kali dihydro phosphat (KH2PO4), 5 g ninhydrin và 3 g fructose vào nước đựng trong bình định mức dung tích 1 L, thêm nước đến vạch.

Dung dịch pha loãng: Hòa tan 2 g kali iodat (KIO3) trong 600 ml nước và thêm 400 ml etanol 96 % v/v.

Dung dịch glycin chuẩn: Hòa tan 0,1072 g glycin trong nước và pha loãng đến 100 ml (bảo quản ở 0°C đến 4°C). Pha loãng 1 ml dung dịch vừa pha với nước thành 100 ml, thu được dung dịch chứa hàm lượng nitơ amin 2 mg/L.

3.2. Thiết bị và dụng cụ

• Ống nghiệm, 16 mm x 150 mm;
• Bi thủy tinh, đường kính từ 20 mm đến 25 mm;
• Bể ổn nhiệt, ổn định được nhiệt độ 20 °C ± 1 °C;
• Máy đo quang phổ;
• Cuvet, chiều dài đường quang 10 mm;
• Bình định mức, pipet, nồi cách thủy đun sôi.

4. Quy trình xác định hàm lượng nitơ amin tự do trong bia

4.1. Chuẩn bị mẫu thử

Pha loãng mẫu thử với nước để thu được nồng độ nitơ amin từ 1 mg/L đến 3 mg/L. Tham khảo pha loãng mẫu 50 lần.

4.2. Mẫu trắng

Lấy 2 ml nước, cho vào ống nghiệm và thêm 1 ml thuốc thử màu. Đậy ống nghiệm bằng bi thủy tinh và đặt vào nồi cách thủy đun sôi trong đúng 16 phút, sau đó để nguội trong bể 20°C trong 20 phút.

Sau thời gian nêu trên, thêm 5 ml dung dịch pha loãng và trộn đều.

4.3. Xác định hàm lượng nitơ amin tự do

Lấy 2 ml mẫu đã pha loãng, cho vào ống nghiệm và thêm 1 ml thuốc thử màu. Đậy ống nghiệm bằng bi thủy tinh và đặt vào nồi cách thủy đun sôi trong đúng 16 phút, sau đó để nguội trong bể 20°C trong 20 phút.

Sau thời gian nêu trên, thêm 5 ml dung dịch pha loãng, trộn đều và đo độ hấp thụ ở 570 nm so với mẫu trắng.

Với mỗi dãy phép thử, thực hiện ba lần kiểm tra lặp lại với chất chuẩn glycin, sử dụng 2 ml dung dịch glycin 2 mg/L.

Với các mẫu bia đen, phải hiệu chính đối với màu của mẫu thử. Lấy 2 ml mẫu thử đã pha loãng, cho vào ống nghiệm và thêm 1 ml nước, 5 ml dung dịch pha loãng. Đo độ hấp thụ so với mẫu trắng thuốc thử ở 570 nm và trừ giá trị này vào giá trị tương ứng của mẫu thử.

4.4. Công thức tính hàm lượng nitơ amin tự do

Hàm lượng nitơ amin tự do của mẫu thử, X, biểu thị bằng miligam trên lít (mg/L), được tính theo công thức:

Trong đó:

A1: độ hấp thụ của dung dịch thử ở 570 nm trong cuvet 10 mm;
A2: độ hấp thụ trung bình của các dung dịch chuẩn glycin ở 570 nm trong cuvet 10 mm;
“2”: nồng độ của dung dịch chuẩn glycin đã sử dụng, tính bằng miligam trên lít (mg/L);
d: hệ số pha loãng (d = 50 nếu pha loãng 50 lần).

5. Lưu ý

• Hiện nay, thiết bị phân tích hàm lượng nitơ amin tự do với nguyên tắc hoàn toàn tương tự được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất bia.

6. Các câu hỏi thường gặp (FAQs)